어떻게 뇌를 들여다 볼 수 있습니까?
슬라이드에는 다양한 뇌 영상 기술이 나와 있습니다. 첫 번째 사진이 있는 곳
그런 다음 흥미로운 시작 - 우리는조영제로 혈액을 사용할 수 있으므로 혈관 조영술을 받을 수 있습니다. 이것은 외부에서 조영제의 도입을 의미하지 않는 뇌 혈관에 대한 연구이며, 조영제는 인간의 혈액입니다. 따라서 우리는 뇌 혈관의 아름다운 이미지를 만들 수 있으며 여기에 Willis의 원이 시각화되어 있습니다. 담보의 주요 원, 즉 서로 통신하고 뇌의 모든 영역에 혈액을 공급하는 혈관입니다.
다음 세 가지 색상 이미지가 렌더링됩니다.구조 및 기능 단층 촬영. 그리고 무지개 색상의 이미지는 자기 공명 트랙 그래피 또는 확산 트랙 그래피입니다. 이를 통해 각 신경 세포에서 오는 신경 경로인 신경로가 어떻게 함께 모여서 예를 들어 대뇌 피질에서 척수로 그리고 근육으로 가는지 볼 수 있습니다.
밝은 주황색이 있는 끝에서 두 번째 이미지스테인드 기능적 자기 공명 영상입니다. 이것은 가장 흥미로운 MRI 기술 중 하나로 임상 실습에서는 제한적으로 사용되지만 과학 연구에서는 널리 사용됩니다. 이 방법을 사용하면 사람이 무언가를 하거나 휴식을 취하는 순간에 뇌의 다른 영역의 기능적 활동을 볼 수 있습니다.
최신 이미지는방사선 진단에서 가장 고가의 방법인 양전자방출단층촬영법은 일부 임상 상황에서 활발히 사용되고 있다. 여기에 사람의 혈류에 주입되는 방사성 의약품이 있습니다. 그러면 가장 많이 축적될 부위를 등록할 수 있습니다.
CT 스캔
과학자들은 엄청난 수의 도구를 가지고 있습니다.뇌를 들여다보고 몸 전체를 볼 수 있습니다. 이는 임상의학 및 임상의의 진단 측면에서 매우 유용합니다.
그러나 그 전에 무슨 일이 있었습니까?임상의는 환자에게 두드리고, 듣고, 이야기함으로써 어떻게 진단에 도달했습니까? 1896년에 의학에 혁명이 일어났습니다. X선이 발명되어 엄청나게 널리 퍼졌습니다. 그리고 임상에서 널리 사용되기 시작했습니다.
불행히도 엑스레이는 활성 상태입니다.두개골을 포함한 뼈에 축적됩니다. 이 밝은 이미지를 통해 내부 구조를 보기 어렵고 두개골 상자 뒤에 있는 것은 뇌의 연조직을 볼 수 없습니다. 문제에 대한 해결책을 가장 먼저 찾은 사람은 Walter Dandy였습니다. 1920년대에 그는 뇌실조영술이라는 방법을 발명했는데, 같은 시기에 폐렴뇌조영술이 등장했습니다.
그것은 무엇입니까?우리는 두개골의 뼈를 통해 뇌를 들여다볼 수는 없지만 혈액과 구성이 다르지만 그럼에도 불구하고 X선과 상호 작용하지 않는 뇌척수액으로 채워진 장기 내부의 구멍이 있다는 것을 알고 있습니다. 우리는 이 체액을 펌프질하여 공기나 다른 체액으로 대체할 수 있습니다. 그러면 뇌 조직에 무엇이 있는지 알려줍니다.
수십 개를 펌핑해야 하는 절차시스템에서 나오는 밀리리터의 유체는 매우 복잡하고 폐쇄적이며 약간의 변동이 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 그러나 연구원과 의사는 그것을 해냈습니다. 이 방법은 1970년대까지 뇌 영상의 주요 방법이었습니다. 그런 다음 Godfrey Hounsfield는 진단적 중요성의 관점에서 이제 전면에 등장한 방법을 만들었습니다. 이것은 컴퓨터 단층 촬영입니다.
사진은 10월 1일에 찍은 사진입니다.1971 - 살아있는 사람의 두뇌 스냅샷. 그것에 우리는 액체로 가득 찬 낭종을 볼 수 있습니다. 이 샷은 거칠고 품질이 낮았지만 그마저도 엄청난 돌파구였습니다. 첫 번째 CT 스캔은 1969년경에 이루어졌습니다. 이것은 Godfrey Hounsfield가 기술을 설정하고 있던 죽은 어린 황소의 뇌 사진입니다.
흥미롭게도 비틀즈 없이는 개발컴퓨터 단층 촬영이 활성화되지 않을 것입니다. 1960년대에는 Godfrey Hounsfield가 일했던 EMI도 녹음 회사였습니다. 엄청난 인기를 얻은 그룹과의 계약 덕분에 Hounsfield는 컴퓨터를 개선 한 자금이 나타났고 컴퓨터 단층 촬영에서받은 많은 정보를 처리 할 수있었습니다.
이것이 런던의 앳킨슨 몰리 병원(Atkinson Morley Hospital)에서 최초의 CT 스캐너의 모습입니다. 그리고 이것은이 절차를 처음으로 겪은 동일한 여성입니다.
우리 나라에서는 컴퓨터 단층 촬영이 시작되었습니다.영국에 등장한 직후에 개발됩니다. 첫 번째 CT 스캐너는 Scientific Center for Neurology에 등장했습니다. 이것은 제가 레지던트를 했던 두 번째 모교입니다. 나는 우리나라 최초의 엑스레이 실험실 조수와 이야기를 나누었고 그녀는 소련 최초의 CT 스캐너에서 일했습니다.
그녀는 여전히 그곳에서 일하며 말했다.놀라운 이야기: 과거에는 CT 스캔에 너무 오랜 시간이 걸렸기 때문에 환자가 뇌의 정상적인 이미지를 받기 위해 몇 시간 동안 가만히 누워 있어야 했습니다. 예를 들어, 어느 날 그녀는 주의가 산만해져서 돌아왔을 때 스캔실에 아무도 없다는 것을 알아차렸습니다. 환자는 이미 두 시간 동안 거기에 누워 있었고 그는 화장실에 가고 싶어했습니다. 다시 한 시간 정도 스캔하여 반환되었습니다. 따라서 몇 초 동안 지속되는 연구는 큰 도움이 됩니다.
양전자 방출 단층 촬영
컴퓨터 단층 촬영이 나타난 직후양전자 방출 단층 촬영. 그 조상은 정신과 의사이자 신경 정신과 의사인 Louis Sokoloff였습니다. 그는 방사성 의약품을 만들고 이를 사용하여 뇌 활동을 시각화하는 방법을 알아냈습니다. Sokoloff는 전쟁 기간 동안 미국에서 일했으며 포탄 충격 동안 군인의 뇌에서 일어나는 일과 그것이 사라지는 방법을 이해하는 데 매우 관심이 있었습니다.
그러나 그러한 방법은 없었습니다.당연히 뇌파검사가 있어 대뇌피질의 전기적 활동을 측정할 수 있었지만 더 깊은 구조로 들어갈 수는 없었다. 최초의 양전자 방출 단층 촬영은 1976년 8월 16일 뇌에서 이루어졌습니다.
검은 부분은 대뇌 피질입니다.최초의 방사성 의약품은 fluorodeoxyglucose였습니다. 포도당이란 무엇입니까? 이것은 뉴런의 주요 영양 성분이므로 피질을 구성하는 활발하게 작동하는 신경 세포가 포도당을 적극적으로 흡수하고 돌연변이 포도당이 많다는 신호를 보냅니다. 따라서 우리는 밝은 검은 색 대뇌 피질의 이미지를 얻습니다.
이것이 최초의 자기공명영상입니다.왼쪽에서 제작자는 Raymond Damadian과 Lawrence Minkoff입니다. 1977년 6월 3일에 만들어졌습니다. 이 방법은 컴퓨터 양전자 방출 단층 촬영과 근본적으로 다릅니다. 그것은 전리 방사선을 포함하지 않으며 절대적으로 안전합니다.
CT 스캔
이미 방법의 이름으로 (다른 그리스어.τομή - "섹션") 섹션의 이미지, X선에 의한 개체 밀도의 레이어별 측정, 데이터의 수학적 컴퓨터 처리에 대해 이야기하고 있음이 분명합니다. 따라서 신체의 무결성을 침해하지 않고 3 차원 그림을 얻을 수 있습니다. 각 레이어에 대한 정보는 하나의 그림으로 수집되어 모든 평면에서 이미지로 재구성될 수 있습니다.
이 경우 엑스레이 소스가 있습니다.방사선 - 엑스레이 튜브, 연구원은 원하는 대상을 통해 빛납니다. 조직의 밀도에 따라 X 선 방사선은 그대로 매달려 신체의 다양한 조직에 남아 있습니다. 뼈는 밀도가 가장 높으며 방사선의 거의 100%를 유지합니다. 가장 낮은 것은 공기입니다. 데이터는 감지기에 수집된 다음 디지털 이미지로 변환되고 알고리즘을 사용하여 화면에 표시되는 이미지가 만들어집니다.
지금까지 여러 세대의 장치가 있습니다.지금은 거의 사라진 전통적인 컴퓨터 단층촬영이 있습니다. 거기에서 튜브는 감지기와 함께 시계 방향으로 원을 그리며 완전한 원을 만든 다음 테이블이 약간 전진합니다. 튜브는 또 다른 회전을 하는 식입니다.
그리고 MSCT 방법이 널리 사용됩니다.여기에서 테이블은 멈추지 않고 움직이며 감지기가있는 튜브는 매우 단단한 나선형으로 환자 주위를 회전하고 상당히 짧은 시간에 신체의 필요한 영역을 밝힙니다. 이것은 빠르게 발생하며 장치는 초당 256회, 심지어 512회까지 회전할 수 있습니다. 그러나 이제 연구자들은 방사선 노출을 줄이고 연구의 질을 향상시키는 방향으로 나아가고 있습니다.
사진은 머리의 CT 스캔 결과를 보여줍니다. 그것은 뭔가 잘못되었음을 보여줍니다. 반구 중 하나는 분명히 더 크고 신호 강도가 약간 낮습니다.
컴퓨터 단층 촬영은 또한뇌의 다른 부위에 혈액이 어떻게 공급되는지 보세요. 이 방법을 관류라고 합니다. 그리고 같은 환자에서 청청색 음영을 볼 수 있습니다. 이것은 혈액 공급이 손상되었음을 의미하며 혈전이나 색전이 어딘가에 붙어 있다고 결론을 내릴 수 있습니다. 이제 환자와 함께 몇 가지 임상 조치를 취할 수 있습니다.
또한 컴퓨터 단층 촬영이 있습니다.조영제를 사용하여 시행합니다. 조영제는 혈관을 조밀하게 채워 매우 밝은 그림을 형성할 수 있으며 이는 3차원 이미지를 구축하여 평가할 수 있습니다.
</ p>자기 공명 영상
이 방법은 가능성을 크게 확장합니다임상의 및 방사선 전문의. 이것은 뇌 영상의 황금 표준입니다. 이를 통해 핵 자기 공명을 기반으로 하는 생체 내 내부 장기의 이미지를 얻을 수 있습니다. 이것은 양자 세계의 현상이므로 모든 물리적 미묘함에 빠지지 않도록 몇 가지를 단순화합니다.
복합체에 영구 자기장이 형성됩니다.환자는 거기에 배치되어 얼마 동안 머물게됩니다. 영구 자기장이 형성되어 지구 자기장보다 10,000 배 더 크지 만 이것은 전혀 무섭지 않습니다. 자기공명영상에는 방사선이 없으며 가장 안전한 방법 중 하나입니다.
</ p>그는 어떻게 일합니까?우리 몸은 대부분 물(수소 원자 2개와 산소 원자 1개)로 구성되어 있습니다. 따라서 수소는 우리 몸에서 가장 흔한 원소입니다. 수소 및 기타 여러 요소에는 특정 물리적 특성이 있습니다. 단순화하기 위해 축, 즉 세차를 중심으로 회전할 수 있습니다. 이러한 회전 축은 완전히 다른 방향에서 무작위로 보일 수 있습니다.
강한 자기장에 사람을 두는 것만으로도필드는 신호를 수신하기에 충분하지 않습니다. 우리는 양성자에 영향을 미쳐야 합니다. 이 영향은 무선 주파수 코일에 의해 공급되는 무선 주파수 빔에 의해 처리됩니다.
코일은 추가 애드온입니다.자기 공명 영상. 환자가 머리의 MRI를 찍을 때 추가 헬멧을 착용합니다. 이것들은 코일이며, 대부분 수신과 송신을 동시에 수행합니다. 둘 다 무선 주파수 펄스를 방출하고 신호를 포착할 수 있습니다. 즉, 신호를 다시 포착하기 위한 탐지기입니다.
우리는 무선 주파수로 양성자에 영향을 미칩니다양성자의 회전 주파수에 가까운 주파수에서 방사선을 방출하여 화살표를 편향시킵니다. 우리는 코일 스프링을 얻고 에너지를 공급하며 필요한 것에 따라 90도 또는 180도 편향시킬 수 있습니다. 그리고 RF 펄스가 멈추면 회전 방향이 현재 위치로 돌아갑니다. 우리가 압축한 스프링처럼 다시 원래의 상태로 팽창하고 에너지가 방출되는 것을 이완이라고 하며, 이 에너지는 코일에 있는 감지기에 의해 기록됩니다.
즉, MRI의 기본 원리는 자극하는 것입니다.우리가 영향을 미치는 원자, 양성자, 이완을 수정하고 에너지를 되찾고 그림을 이미지로 변환합니다. 이것은 푸리에 변환과 같은 복잡한 수학적 방법으로도 수행됩니다.
여러 세대의 단층 촬영기가 있습니다.예를 들어, 저층 개방. 그들은 이전 세대이며 자석은 위와 아래에 있습니다. 개방형 기계는 폐쇄 공포증 환자를 스캔할 수 있는 유일한 기계이기 때문에 진료소에서 사용됩니다. 최대 자기장 강도가 있는 고장 폐쇄 장치가 있습니다.
MRI에는 다양한 정보 수집 모드가 있습니다.요소를 제외하거나 정보를 추가합니다. 예를 들어 이미지를 약간 외삽합니다. 첫 번째 이미지는 T2입니다. 여기에서 회색과 흰색 물질이 180도 회전된 것을 볼 수 있습니다. 일부 병리는 어두운 배경에서 더 잘 보이기 때문에 이 모드가 필요합니다. 두 번째 이미지는 T1입니다. 그것에 뇌의 해부학 적 구조를 볼 수 있습니다. 즉, 회색 물질은 실제로 회색이고 흰색은 약간 가볍습니다.
이미지의 다른 버전이 있습니다.이것은 자유 유체 억제가 있는 T2 강조 이미지입니다. 이것은 첫 번째 것과 동일하지만 자유 유체에서 전체 신호를 제거하고 병리학 적으로 변경된 뇌 물질의 초점을 볼 수있는 기회를 얻었습니다.
MRI는 또한 혈관을 보는 데 사용할 수 있습니다.아래는 혈관 조영술 - 두 번째 이미지입니다. 우리는 혈액-뇌 장벽을 볼 수 있습니다. 이것은 혈액과 뇌 물질 사이의 장벽으로, 혈액이 통과하고 누출될 수 있습니다. 여기에서 뇌의 밝게 빛나는 부분이 부종인데, 이것이 허혈성 뇌졸중, 즉 급성 산소 결핍 영역이 있는 곳임을 알려줍니다.
기능성 MRI
이것은 과학에서 사용되는 주요 방법입니다.그러나 신경 외과 의사의 임상 실습에서도 중요합니다. 뇌의 특정 부분을 제거해야 하는 경우 이것이 기능에 영향을 미치는지 확인해야 합니다. 이를 위해 기능적 MRI가 수행됩니다 - 예를 들어 제거해야 할 종양 근처에 영역이 어떻게 위치하는지, 기능적으로 활성 영역의 영역은 볼 수 있도록 뇌의 수술 전 매핑 대뇌 피질, 예를 들어 언어 센터, 그리고 예를 들어 종양과 함께 언어 센터 영역을 제거할지 여부.
fMRI를 사용하여 캡처, 수신청각 활성화, 즉 소리 노출에 반응하여 뇌의 어느 영역이 활성화되는지 확인합니다. 예를 들어, 운동 활성화를 얻을 수 있습니다. 예를 들어 환자에게 손가락을 움직이게 하고 그 움직임으로 인한 피질의 활동을 수정할 수 있습니다.
비활성 두뇌를 볼 수도 있습니다.그 역시 균형을 유지하는 데 많은 에너지를 소비합니다. 그림에서 가장 흥미로운 네트워크 중 하나는 뇌의 수동 모드 네트워크입니다. 이 네트워크는 부분적으로 인간 의식의 존재를 반영한다고 믿어집니다. 의식 분야의 과학적 연구는 신경과학 분야에서 가장 야심찬 일 중 하나입니다.
Traktografiya를 사용하면 움직임을 수정할 수 있습니다.축삭, 신경 경로를 따라 양성자. 그래서 우리는 아름다운 이미지를 얻을 수 있습니다. 여기서 각 색상은 방향으로 인코딩됩니다. 이 색상에서 매우 중요한 정보를 얻을 수 있습니다. 이것은 예를 들어 신경 외과 수술 중에 임상 실습에서 필요하므로 이 고속도로의 전략적으로 중요한 부분을 만지지 않습니다. 트랙터그래프를 만들 수 있는 프로그램은 다음과 같습니다.
양전자 방출 단층 촬영기
이것은 내부 연구를 위한 방사성 핵종 방법입니다.반물질이 형성되고 소멸이 일어나는 인간의 기관. 어려운 말이지만 댄 브라운의 소설에서 찾아볼 수 있다. 그들로부터 우리는 물질과 혼합된 소량의 반물질로도 지구에서 도시를 쓸어버리기에 충분하다는 것을 기억합니다. 그러나 이 방법은 정상 범위 내에 있는 비교적 적은 양의 방사선을 가져올 수 있으므로 두려워해서는 안 됩니다.
양전자 방출 단층 촬영의 원리는 무엇입니까?불소-18의 반감기가 110분이라는 점에서 먼저 방사성의약품을 합성할 시간이 필요하고, 두 번째로 이를 진료소에 가져와 환자에게 투여할 시간이 필요하다. 이 포도당은 환자의 몸 전체에 퍼진 다음 사진을 찍습니다. 그러나 불소는 베타 플러스 붕괴를 통해 붕괴하고 양전자를 방출합니다. 그것은 그것이 만나는 첫 번째 전자를 만나고 상호 작용하고 소멸이 일어나고 감지기에 의해 두 개의 감마 양자가 감지됩니다. 이러한 방식으로 연구원들은 대부분의 방사성 의약품이 축적되는 곳에서 가능한 가장 밝은 이미지를 얻습니다.
이것이 하이브리드 연구의 모습입니다.PET-CT, PET-MRI를 결합하는 것이 이제 새로운 방법 중 하나입니다. 동시에 임상 정보를 얻기 위한 기능적 활성과 구조적 활성의 조합도 있습니다. 얼마 전 전신 PET 스캐너가 등장했습니다. 이것은 또한 흥미롭고 임상적으로 중요한 정보를 많이 제공합니다. 혁신과 기술의 관점에서 볼 때 과학은 CT, MRI, PET와 같은 많은 영역에서 여전히 앞으로 발전할 수 있으며 과학, 과학 및 기술을 개선하고 새로운 기술 및 하이테크 의약 창조에 기여할 수 있습니다.
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