Kaip radiacijos diagnostikos technologija
Radiologijos diagnostikos istorijos atskaitos taškas yra
Wilhelm Konrad rentgeno spinduliai– vokiečių fizikas iš Viurcburgo universiteto.Per savo karjerą jis taip pat dirbo fizikos profesoriumi Hohenheime, Strasbūre, Giesene ir Miunchene. Pirmasis Nobelio premijos laureatas fizikos istorijoje (1901).
Rentgeno spinduliai tiria pjezoelektrinius irkristalų piroelektrinės savybės nustatė elektrinių ir optinių reiškinių ryšį kristaluose, atliko magnetizmo tyrimus, kurie buvo vienas iš Hendrik Lorentz elektroninės teorijos pamatų.
Tačiau pagrindinis rentgeno spindulių atradimas buvo rentgeno spinduliai,jis atrado, kai jis jau buvo 50 metų. Pramonės įmonių atstovai pakartotinai kreipėsi į mokslininką su pasiūlymais dėl pigesnių pirkimų teisių naudoti šį išradimą. Tačiau Roentgen atsisakė patentuoti patentą, nes jis nemano, kad jo tyrimai yra pajamų šaltinis.
Dėl blogio ironijos - rentgeno spinduliai mirė nuo vėžio, šiuolaikinėje diagnozėje, apie kurią šiandien aktyviai naudojamas mokslininko išradimas.
Dirbo kelios Vokietijos įmonėsrentgeno vamzdelių sukūrimas, tačiau jie buvo per brangūs, o daugelis klinikų negalėjo sau leisti šios įrangos. 1918 m. Philips sukūrė savo pirmąjį medicininį rentgeno vamzdelį, kuris padarė proveržį kovojant su tuberkulioze ir leido gydytojams kontroliuoti ligos plitimą. Rentgeno veikimo principas bėgant metams nesikeitė: rentgeno vamzdis generuoja spinduliuotę, kuri praeina per žmogaus kūną ir pataiko į detektorių. Skirtingi audiniai skirtingai perduoda arba blokuoja rentgeno spindulius, todėl susidaro vaizdas.
Wilhelm Konrad rentgeno spinduliai
1932 mlengva naudoti rentgeno aparato versija, įskaitant olandų armijos gydytojus. Jau 1939 m. Buvo išleista 100 tūkst. Rentgeno vamzdžiai buvo pradėti tiekti medicinos įstaigoms visame pasaulyje dėl prieinamos kainos, o žinių apie rentgeno spindulius sklaida paveikė pirmųjų CT skaitytuvų kūrimą.
Kaip šikšnosparniai padėjo gydytojams
Ultragarso istorija prasidėjo XVIII amžiuje, kaiItalų fizikas ir gamtininkas Lazzaro Spallanzani atkreipė dėmesį į šikšnosparnių gebėjimą naršyti visiškoje tamsoje. Empiriškai mokslininkas nustatė, kad net regėjimo trūkumas tam netrukdo. Tačiau dėl vaško kamštelių ausyse naktiniai gyvūnai prarado orientaciją erdvėje. Spallanzani pasiūlė, kad šikšnosparniai skleidžia tam tikrą, žmonėms negirdimą garsą, kuris atsispindi nuo paviršių ir padeda gyvūnams lengvai išvengti kliūčių. Tuo metu ultragarso signalų aptikti nepavyko, todėl mokslininko prielaidos liko hipotezėmis.
Šikšnosparniai orientuojasi į visą tamsą dėl ultragarsinio atspindėjimo iš paviršių.
1880 m. fizikai Pierre'as ir Jacques'as Curie tai nustatėKai kurie kristalai (pavyzdžiui, kvarcas) gali atpažinti elektrinį lauką, kai yra veikiami mechaninio poveikio. Šio atradimo dėka buvo sukurti pirmieji ultragarsiniai detektoriai – pagrindiniai prietaisų elementai, kurie pirmą kartą leido techniškai priimti ultragarso signalą.
Įranga, neaiškiai primena šiuolaikiškąmedicinos prietaisai buvo sukurti tik 1950 m. Anglų chirurgas Johnas Julianas Wilde pirmiausia išmatavo žarnyno sienelės storį ultragarsu, sukūrė specialius diagnostikos jutiklius ir nustatė, kad piktybiniai audiniai atspindi ultragarso bangas geriau nei sveikų. Šiuolaikinio ultragarso įrenginio, kuriame jutiklis yra gydytojo rankose, prototipas pasirodė 1963 m. Jungtinėse Amerikos Valstijose - nuo to momento ultragarsas buvo plačiai įtrauktas į medicinos praktiką. Šiandien jis yra labiausiai prieinamas ir saugiausias diagnostikos metodas ir jis naudojamas visur, siekiant tirti širdies ir kraujagyslių, onkologines ligas, virškinimo trakto darbą ir kt.
Saugumas ir patikimumas
Feliksas Blochas iš Stenfordo 1946 mUniversitetas ir Edwardas Purcellas iš Harvardo savarankiškai atrado branduolinio magnetinio rezonanso reiškinį, už kurį abu buvo apdovanoti Nobelio fizikos premija. Mažai kas žino, kad pirmasis mokslininkas, dar 1960 metais pasiūlęs magnetinio rezonanso tomografiją (MRT) ligoms diagnozuoti, buvo sovietų mokslininkas Vladislavas Aleksandrovičius Ivanovas.
Nepaisant šio fakto, MRT įkūrimo dataVisuotinai pripažįstama, kad 1973-ieji buvo metai, kai chemijos ir radiologijos profesorius Paulas Lauterburas žurnale „Nature“ paskelbė straipsnį „Vaizdo kūrimas sukeltos vietinės sąveikos būdu“; pavyzdžiai, pagrįsti magnetiniu rezonansu“. Šis darbas buvo MRT diagnostikos pagrindas.
MRT suteikia supjaustytus organų vaizdus, naudojant magnetinį rezonansą
Dar vienas mokslininkas Peteris Mansfieldas pagerinomatematiniai vaizdavimo algoritmai. Vėliau buvo būdų gauti trumpalaikius organų vaizdus, naudojant magnetinį rezonansą. Paprasčiau tariant, vizualizuokite asmens vidinių organų ir audinių būklę, įdėdami jį į stiprų magnetinį lauką. 2003 m. Už šį atradimą Lauterbur ir Mansfield buvo apdovanoti Nobelio fiziologijos ir medicinos premija.
2-in-1 diagnostika: PET / CT metodo aptikimas
Buvo atlikta pozitronų emisijos tomografija (PET).ilgas vystymosi kelias nuo naudojimo mokslinėje laboratorijoje iki įdiegimo klinikinėje praktikoje. Dėl naujų atradimų šioje srityje šeštajame dešimtmetyje gydytojai galėjo pamatyti radiofarmacinio preparato – biologiškai aktyvaus junginio, paženklinto radioaktyviuoju atomu – pasiskirstymą žmogaus organizme.
Pirmasis PET skaitytuvo prototipas pasirodė 1952 mMasačusetso bendrojoje ligoninėje, tačiau su jos pagalba gydytojai gavo tik vieną dvimatį vaizdą, o ne jų seką. Taip buvo dėl to, kad skaitytuvas turėjo tik du detektorius, esančius paciento galvos kairėje ir dešinėje, o skiriamoji geba buvo maža. Tačiau prietaiso jautrumas vis tiek galėjo aptikti naviką.
Vaizdas sukurtas pagal maksimalaus intensyvumo projekcijas
Toliau tobulinant PET buvo dukryptys: padidėjo jutiklių skaičius ir vieta, tuo pačiu metu kuriant matematinių duomenų apdorojimo metodus. Aštuntojo dešimtmečio pabaigoje PET skeneriai buvo plačiai naudojami klinikinėje praktikoje, o dešimtojo dešimtmečio pradžioje Ženevos universiteto „Oncosurgeon“, Rudi Egeli, pasiūlė įterpti CT įrangą į tarpas tarp PET skaitytuvo jutiklių, kad gautų ir metabolizmą paciento organizme. Taip atsirado kombinuoti PET / CT skeneriai, kurie dabar naudojami šiuolaikinėse klinikose visame pasaulyje.
Naujovės čia ir dabar
Vizualizuoti truko tik pusę amžiausvaistas išaugo. Visiškai nuskaityti asmenį vienu paspaudimu, galimybę perkelti atvaizdus nuotoliniu būdu ir nuotolines konsultacijas su kitais ekspertais - ar Wilhelm Roentgen ar Lazzaro Spallanzani svajoja? Šiandien spinduliuotės diagnostikos srityje siekiama pagerinti vizualizacijos kokybę, nes aiškus vaizdas leidžia gydytojams atlikti tikslią analizę, pirmą kartą teisingai diagnozuoti ir greitai nustatyti tolesnes gydymo taktikas. Be to, šiuolaikinės technologijos padeda kurti naujus tyrimus ir proveržio atradimus ne tik medicinoje, bet ir kitose srityse, pavyzdžiui, archeologijoje ir neurolingvistikoje.
CT skaitytuvas, saugantis sveikatą ir padedantis archeologams
Širdis yra vienintelis organas kūne, kurisyra nuolatiniame judėjime. Kai fotoaparatu fotografuojame judantį objektą, jis pasirodo neryškus ir neaiškus. Tačiau šiuolaikinė kompiuterinė tomografija išsaugo vaizdo aiškumą. Šiandien kompiuterinės tomografijos aparatai leidžia per kelias sekundes ištirti ne tik širdį, bet ir gauti itin tikslius kraujagyslių, kaulų skeleto ir kitų organų vaizdus.
„Philips“ specialistai ėjo dar toliauprieš keletą metų sukurtas spektrinis kompiuterinis tomografas IQon. Šis įrenginys tapo pirmąja sistema pasaulyje, kuri veikia pagal unikalų dviejų sluoksnių detektorių. Tuo pačiu metu išskiriami aukšto ir žemo energijos lygio rentgeno spinduliuotės fotonai, o tai leidžia gauti ne tik anatominę informaciją, bet ir duomenis apie audinių sudėtį. Tai padeda gydytojams priimti labiau pagrįstus sprendimus dėl tolesnės paciento diagnostikos ir gydymo taktikos. Atlikę spektrinio CT tyrimą, radiologai gali analizuoti objektus, kurie neatitinka įprastinio CT nuskaitymo.
Šoninė juosta
CT padeda ne tik atlikti tyrimąžmogus, bet taip pat atveria senovės kultūros ir istorijos paslaptis. Prieš keletą metų, dėka tomografijos galimybių, „Philips“ ir „Naturalis“ muziejaus specialistai sugebėjo pažvelgti į praėjusius 66 milijonus metų ir studijuoti Tyrannosaur Rex caudalinį slankstelį. Ir prieš tai, naudojant „Philips CT“, buvo atlikti tyrimai dėl Pompėjos miesto gyventojų, kurie buvo sunaikinti katastrofiško ugnikalnio išsiveržimo 79-ajame AD, liekanos.
Vėžys po ginklu: koks skaitmeninis PET / CT gali
PET / CT derina du tipus vienu metumoksliniai tyrimai: kompiuterinė tomografija įvertina modifikuotų audinių struktūrą ir padeda nustatyti jų vietą milimetre, o pozronų emisijos tomografija sukuria labai tikslius trimatius vaizdus, kurie leidžia matyti audiniuose ir organuose vykstančius procesus.
Šoninė juosta
Šiandien PET leidžia gydytojams nustatytinavikai yra nuo trijų milimetrų dydžio, o KT gali milimetro tikslumu nustatyti jo vietą. Šis metodas tapo tikra revoliucija medicinoje: PET/KT pagalba gydytojai gali diagnozuoti smegenis, nustatyti su amžiumi susijusias ligas – Alzheimerio ir Parkinsono ligas, taip pat atpažinti koronarines širdies ligas. Be to, PET/KT padeda aptikti vėžines ląsteles ankstyvosiose stadijose ir prireikus greitai pradėti gydymą.
Šiuo metodu chirurgas tiksliai žinoskur yra auglys, kokia yra jo vystymosi dinamika, kuri suteiks galimybę visiškai pašalinti, nepaveikiant sveikų organų. Be to, ekspertai gali suprasti, kaip geriausiai atlikti radioterapiją, kad būtų nužudyti vėžinės ląstelės, mažiausiai pakenkiant sveikiems audiniams. Neseniai „Philips“ kūrėjai pristatė „Vereos“ visą skaitmeninį PET / CT skaitytuvą į Rusijos rinką, kuri vietoj tradicinių fotodaugiklių naudoja skaitmeninį detektorių. Prietaisas sugauna net labai mažas spinduliuotės dozes, išlaikydamas aukštą vaizdo kokybę, kuri yra saugesnė pacientui ir gydytojui. Įrenginys leidžia valdyti radiacinę apšvitą neprarandant vizualizacijos kokybės ir išlaikant vaizdų aiškumą net ir implantų buvimo metu.
Kas naujo MRI srityje ir kur yra neurolingvistika
MRT diagnostika šiandien laikoma ganastandartinė procedūra, kurią galima atlikti daugelyje medicinos centrų. Tačiau mažai kas žino, kad MRT yra vertinga priemonė ne tik gydytojams, bet ir neurolingvistikos srities specialistams.
Kas atsitinka mūsų galvoje, kai girdimekalba ar kažkas, ką sakome? Kaip padėti žmonėms su kalbos patologijomis? MRT padeda specialistams „pamatyti“ kalbą. Taigi, HSE neurolingvistikos laboratorijos mokslininkai naudoja funkcinį MRT suaugusiesiems, turintiems įvairių smegenų pažeidimų, turinčių įtakos kalbos funkcijai. Dėl šios diagnozės galite pamatyti pažeistą plotą ir kaip smegenys sukuria naujas, o ne suskirstytas nuorodas. Pagal MRI duomenis galima suprasti, kur išnyko kalbos funkcija. Mokslininkai taip pat sukūrė specialų kalbos lokalizatorių: žmonės atlieka kalbos užduotį MRT, kurio pagalba nustatomas smegenų regionų aktyvumas. Remiantis gautais duomenimis, pasirenkamas optimalus gydymas.
Kitas MRT pavyzdys yra neinvazinis.geležies koncentracijos žmogaus organizme vertinimas. Šį tyrimą atliko Mokslo instituto specialistai. Rogachev. Vaikai, kenčiantys nuo kraujo ligų, gauna juos iš donorų, kurie laikui bėgant sukelia geležį turinčių junginių - kraujo hemoglobino skaidymo produktų - kaupimąsi audiniuose. Tai sukelia rimtus organų funkcijų pažeidimus, pavyzdžiui, širdyje - staigaus sustojimo ir kardiomiopatijos, kepenų - cirozės, kasos - diabeto. Paprastai geležies koncentracijos kontrolė tikrinama naudojant kepenų biopsiją, tačiau šis metodas yra invazinis ir gali sukelti rimtų pasekmių. Šiuolaikiniai MRT metodai leidžia be chirurginių intervencijų įvertinti geležies koncentraciją audiniuose, tačiau dar reikia atlikti papildomus tyrimus, kad metodą būtų galima įdiegti į klinikinę praktiką.
Kardiomiopatija- nevienalytė miokardo ligų grupė,susijusi su mechanine ar elektrine disfunkcija, kuri dažniausiai pasireiškia netinkama hipertrofija ar išsiplėtimu. Kardiomiopatijos gali paveikti tik širdį atskirai arba būti bendros sisteminės ligos dalis, dažnai sukelianti mirtį nuo širdies ir kraujagyslių ligų arba negalią, kurią sukelia progresuojantis širdies nepakankamumas.
Praėjo medicinos diagnostikos įrangapuikiai ir kasmet pagerėjo, kad galėtumėte gauti geresnius vaizdus. 2018 m. Rugsėjo mėn. „Philips“ sukėlė revoliuciją pramonei ir pristatė pirmąją MRI mašiną Europoje su revoliucine aušinimo sistema, kad būtų pasiektas superlaidumo poveikis. Skirtingai nei klasikinis magnetas, kuriam reikia atšaldyti daugiau nei 1500 litrų skysto helio, tik 7 litrai šios suskystintos dujos yra įtrauktos į naują prietaisą. Skystas helis yra dedamas į sistemą gamybos etape, po kurio magnetas visiškai užsandarinamas, o tai pašalina dujų garavimo galimybę ir pašalina poreikį reguliariai papildyti degalus. „Gelless“ skaitytuvas yra paprastesnis įdiegimas ir leidžia žymiai sumažinti klinikos veikimo išlaidas.
Žingsnis į ateitį: kokie atradimai verta laukti XXI amžiuje
Plėtojant skaitmeninę integruotą technologijąTeleradiologijos galimybės palaipsniui didės. Šios srities esmė - keistis diagnostiniais vaizdais ir kitais pacientų duomenimis klinikoje ir už jos ribų, kad būtų išvengta nuotolinės išvados arba gauta antroji ekspertų nuomonė. Teleradiologinių sistemų pagalba galima pagerinti medicinos pagalbos kokybę ir prieinamumą visur pasaulyje.
Gydytojų pagalba medicinos analizės ir aprašymo metuvaizdas palaipsniui tampa dirbtiniu intelektu. AI pateikia išsamią informaciją apie visą momentinėje nuotraukoje pateiktą informaciją, taip sumažindama atsitiktinės patologijos praleidimo riziką, kuri nebuvo specialisto nuomone. Be to, AI išspręs medicininių vaizdų kokybės problemą, nes ji gali automatiškai patikrinti, ar vaizde yra kokių nors defektų. Dėl to sumažėja pakartotinių tyrimų skaičius, o dėl to klinikos gali efektyviau paskirstyti biudžetą. „Philips“ jau turi panašų prototipo sprendimą.
Šoninė juosta
Didelis postūmis spinduliuotės diagnostikos plėtraisuteiks papildomos realybės technologijos. Vienas iš tokių proveržio sprendimų yra „Voka“ plėtra, leidžianti traumatologui matyti pažeistus kaulus paciento viduje tyrimo ir planavimo metu. Remiantis duomenimis, gautais atlikus CT arba MRT, sukuriami sužeistų organų ir audinių 3D modeliai. Gauti modeliai, taip pat implantų ir stipinų modeliai yra pakrauti į „Microsoft HoloLens“ mišrios realybės ausines tolesniam chirurgo darbui. Tai užtikrina didelį operacijų tikslumą ir greitą pacientų reabilitaciją net ir po sunkių sužalojimų. Panašią koncepciją sukūrė „Philips“ specialistai kartu su „Microsoft“ „HoloLens 2“. Sprendimas leidžia realiai perkelti 2D vaizdus į trimatę holografinę papildytos realybės aplinką, kurią gali lengvai ir intuityviai kontroliuoti gydytojas. Ši koncepcija yra specialiai sukurta minimaliai invazinėms operacijoms, kuriose tiksli ir išsami vizualizacija yra raktas į sėkmingą procedūrą.
Dideli duomenys bus labai svarbūs. Viena vertus, jose yra daug informacijos apie pacientus, todėl galite saugoti daugiau žinių apie esamas patologijas. Tai padės anksčiau ir tiksliau diagnozuoti ne tik ligas, bet ir įvairias polinkis. Kita vertus, dideli duomenys padės sukurti struktūrinių duomenų bibliotekas, kurios leis mokslininkams atsakyti dar prieš atliekant fundamentinius ir brangius tyrimus: pavyzdžiui, ar teorija turėtų būti išbandyta ir plėtojama kuriant naują vaistą.
Šios 4 sferos yra pagrindiniai radialiniai aspektaidiagnostika, kuri paverčia radiacinės diagnostikos pasaulį ir atvers naujas galimybes gydytojams kovoje su net sunkiausiomis dvidešimt pirmojo amžiaus ligomis.