Kā radiācijas diagnostikas tehnoloģija
Radioloģiskās diagnostikas vēstures sākumpunkts ir
Wilhelm Konrad X-ray- Vācu fiziķis no Vircburgas universitātes.Savas karjeras laikā viņš strādāja arī par fizikas profesoru Hohenheimā, Strasbūrā, Gīsenē un Minhenē. Pirmais Nobela prēmijas laureāts fizikas vēsturē (1901).
Rentgena pētīja pjezoelektriskos unkristālu piroelektriskās īpašības noteica elektrisko un optisko parādību kristālos, veica pētījumus par magnētismu, kas kalpoja par vienu no Hendrik Lorentz elektroniskās teorijas pamatiem.
Bet galvenais rentgenstaru atklājums bija rentgenstari,viņš atklāja, kad viņš jau bija 50 gadus vecs. Rūpniecības uzņēmumu pārstāvji atkārtoti vērsās pie zinātnieka ar priekšlikumiem par izpirkuma tiesībām par izgudrojuma izmantošanu. Bet Roentgen atteicās patentēt šo atklājumu, jo viņš savu pētījumu neuzskatīja par ienākumu avotu.
Par ļauno ironiju - rentgenstari nomira no vēža, mūsdienu diagnozē, par kuru šodien aktīvi tiek izmantots zinātnieks.
Vairāki Vācijas uzņēmumi ir strādājuši pierentgenstaru lampu izveide, taču tās bija pārāk dārgas, un daudzas klīnikas nevarēja atļauties šo iekārtu. 1918. gadā Philips izstrādāja savu pirmo medicīnisko rentgenstaru cauruli, kas radīja izrāvienu cīņā pret tuberkulozi un ļāva ārstiem kontrolēt slimības izplatību. Rentgenstaru darbības princips gadu gaitā nav mainījies: rentgena caurule rada starojumu, kas iziet cauri cilvēka ķermenim un trāpa detektorā. Dažādi audi atšķirīgi pārraida vai bloķē rentgenstarus, kā rezultātā veidojas attēls.
Wilhelm Konrad X-ray
1932. \ Tviegla versija, kas tika izmantota rentgena iekārtai, tostarp Nīderlandes armijas ārstiem. Jau 1939. gadā tika izlaists 100 tūkstoši transportlīdzekļu. Rentgenstaru caurules sāka piegādāt medicīnas iestādēm visā pasaulē, pateicoties pieņemamām cenām, un zināšanu izplatīšana par rentgena stariem ietekmēja pirmo CT skeneru izveidi.
Kā sikspārņi palīdzēja ārstiem
Ultraskaņas vēsture aizsākās 18. gadsimtā, kadItāļu fiziķis un dabaszinātnieks Lacaro Spalanzani vērsa uzmanību uz sikspārņu spēju orientēties pilnīgā tumsā. Empīriski zinātnieks atklāja, ka pat redzes trūkums to netraucē. Bet vaska aizbāžņi ausīs lika nakts dzīvniekiem zaudēt orientāciju kosmosā. Spallanzani ierosināja, ka sikspārņi rada noteiktu, cilvēkiem nedzirdamu skaņu, kas atstarojas no virsmām un palīdz dzīvniekiem viegli izvairīties no šķēršļiem. Tajā laikā ultraskaņas signālus nevarēja noteikt, tāpēc zinātnieka pieņēmumi palika hipotēzes.
Sikspārņi orientējas pilnīgā tumsā ultraskaņas dēļ, kas atspoguļojas no virsmām.
1880. gadā fiziķi Pjērs un Žaks Kirī to atklājaDaži kristāli (piemēram, kvarcs) spēj atpazīt elektrisko lauku, ja tie tiek pakļauti mehāniskai iedarbībai. Pateicoties šim atklājumam, tika izveidoti pirmie ultraskaņas detektori - galvenie ierīču elementi, kas pirmo reizi ļāva tehniski uztvert ultraskaņas signālu.
Iekārtas, kas neskaidri atgādina mūsdienumedicīnas ierīcēm, tika radīts tikai 1950. gados. Angļu ķirurgs John Julian Wilde vispirms izmēra zarnu sienas biezumu ar ultraskaņu, izstrādāja īpašus diagnostikas sensorus, kā arī konstatēja, ka ļaundabīgi audi labāk atspoguļo ultraskaņas viļņus nekā veselie. Mūsdienu ultraskaņas ierīces prototips, kur sensors atrodas ārsta rokās, parādījās Amerikas Savienotajās Valstīs 1963. gadā - no tā brīža ultraskaņa tika plaši iekļauta medicīnas praksē. Šodien tā ir vispieejamākā un drošākā diagnostikas metode, un to izmanto visur, lai pētītu sirds un asinsvadu, onkoloģiskās slimības, kuņģa-zarnu trakta un citu darbu.
Drošība un uzticamība - MRI atklāšana
1946. gadā Fēlikss Blohs no StenfordasUniversitāte un Edvards Pērsels no Hārvardas neatkarīgi atklāja kodolmagnētiskās rezonanses fenomenu, par ko abiem tika piešķirta Nobela prēmija fizikā. Tikai daži cilvēki zina, ka pirmais zinātnieks, kurš 1960. gadā ierosināja izmantot magnētiskās rezonanses attēlveidošanu (MRI) slimību diagnosticēšanai, bija padomju zinātnieks Vladislavs Aleksandrovičs Ivanovs.
Neskatoties uz šo faktu, MRI dibināšanas datumsIr vispārpieņemts, ka 1973. gads bija gads, kad ķīmijas un radioloģijas profesors Pols Lauterburs žurnālā Nature publicēja rakstu “Imaging by Induced Local Interaction”; piemēri, kuru pamatā ir magnētiskā rezonanse." Šis darbs bija MRI diagnostikas pamatā.
MRI nodrošina grieztu orgānu attēlus, izmantojot magnētisko rezonansi
Vēl viens zinātnieks Peter Mansfield uzlabojāsmatemātiskās attēlveidošanas algoritmi. Vēlāk bija veids, kā iegūt īstermiņa attēlus no orgāniem, izmantojot magnētisko rezonansi. Vienkārši runājot, vizualizējiet cilvēka iekšējo orgānu un audu stāvokli, novietojot to spēcīgā magnētiskā laukā. 2003. gadā Lauterbur un Mansfield saņēma Nobela prēmiju fizioloģijā un medicīnā par šo atklājumu.
2-in-1 diagnostika: PET / CT metodes atklāšana
Tika veikta pozitronu emisijas tomogrāfija (PET).ilgs attīstības ceļš no izmantošanas zinātniskajā laboratorijā līdz ieviešanai klīniskajā praksē. Pateicoties jauniem atklājumiem šajā jomā 50. gados, ārsti varēja redzēt radiofarmaceitiskā preparāta - bioloģiski aktīva savienojuma, kas marķēts ar radioaktīvo atomu - izplatību cilvēka organismā.
Pirmais PET skenera prototips parādījās 1952. gadāMasačūsetsas vispārējā slimnīcā, taču ar tās palīdzību ārsti saņēma tikai vienu divdimensiju attēlu, nevis to secību. Tas bija saistīts ar faktu, ka skenerim bija tikai divi detektori, kas atrodas pa kreisi un pa labi no pacienta galvas, un izšķirtspēja bija zema. Tomēr ierīces jutība joprojām spēja noteikt audzēju.
Attēls veidots, izmantojot maksimālās intensitātes projekcijas metodi
Turpinot uzlaboties PET, turpinājās divivirzieni: palielinājies sensoru skaits un atrašanās vieta, paralēli šai attīstītajām matemātiskās datu apstrādes metodēm. 20. gadsimta 70. gadu beigās PET skeneri tika plaši izmantoti klīniskajā praksē, un 90. gadu sākumā Ženēvas Universitātes Onkokrekss, Rudi Egeli, ieteica ievietot CT iekārtas plaisu starp PET skenera sensoriem, lai saņemtu un vielmaiņu pacienta organismā. Tādā veidā parādījās kombinētie PET / CT skeneri, kurus tagad izmanto mūsdienu klīnikās visā pasaulē.
Inovācijas šeit un tagad
Tikai pusgadsimtu bija vajadzīgs, lai vizualizētuzāles attīstījās. Pilnīga personas skenēšana ar vienu klikšķi, iespēja pārraidīt attēlus attālināti un attālinātas konsultācijas ar citiem ekspertiem - vai Wilhelm Roentgen vai Lazzaro Spallanzani sapņo par to? Mūsdienās radiācijas diagnostikas jomā notiekošās attīstības mērķis ir uzlabot vizualizācijas kvalitāti, jo skaidrs attēls ļauj ārstiem veikt precīzu pārbaudi, veikt pareizu diagnozi pirmo reizi un ātri noteikt turpmāko ārstēšanas taktiku. Turklāt modernās tehnoloģijas palīdz radīt jaunus pētījumus un atklājumus ne tikai medicīnā, bet arī citās jomās, piemēram, arheoloģijā un neirolingvistikā.
CT skeneris, kas aizsargā veselību un palīdz arheologiem
Sirds ir vienīgais orgāns organismā, kasatrodas nepārtrauktā kustībā. Kad ar kameru uzņemam kustīgu objektu, tas izrādās izplūdis un neskaidrs. Bet mūsdienu datortomogrāfija saglabā attēla skaidrību. Mūsdienās datortomogrāfijas skeneri ļauj dažās sekundēs izmeklēt ne tikai sirdi, bet arī iegūt augstas precizitātes asinsvadu, kaulu skeleta un citu orgānu attēlus.
Philips speciālisti devās vēl tālākpirms dažiem gadiem radīts spektrālais datortomogrāfs IQon. Šī ierīce ir kļuvusi par pirmo sistēmu pasaulē, kas darbojas, pamatojoties uz unikālu divslāņu detektoru. Tajā pašā laikā tiek izdalīti augstas un zema enerģijas līmeņa rentgena starojuma fotoni, kas ļauj iegūt ne tikai anatomisko informāciju, bet arī datus par audu sastāvu. Tas palīdz ārstiem pieņemt apzinātākus lēmumus par turpmāko pacienta diagnostikas un ārstēšanas taktiku. Pēc pētījuma par spektrālo CT veikšanas radiologi var analizēt objektus, kas nav atšķirami ar parasto CT skenēšanu.
Sānjosla
CT palīdz ne tikai veikt apsekojumucilvēks, bet arī atver senās kultūras un vēstures noslēpumu plīvuru. Pirms dažiem gadiem, pateicoties tomogrāfijas iespējām, Philips un Naturalis muzeja speciālistiem izdevās aplūkot pirms 66 miljoniem gadu un izpētīt Tyrannosaurus Rex caudālo skriemeļus. Un pirms tam, izmantojot Philips CT, tika veikti pētījumi par Pompejas pilsētas iedzīvotāju paliekām, kas tika iznīcinātas katastrofālā vulkāna izvirduma laikā 79 AD.
Audzējs zem ieroča: kāda ir digitālā PET / CT iespēja
PET / CT vienlaikus apvieno divus veiduspētījumi: datorizētā tomogrāfija novērtē modificēto audu struktūru un palīdz noteikt to atrašanās vietu uz milimetru, un pozitronu emisijas tomogrāfija rada augstas precizitātes trīsdimensiju attēlus, kas ļauj jums redzēt audos un orgānos notiekošos procesus.
Sānjosla
Mūsdienās PET ļauj ārstiem identificētaudzēji ir no trīs milimetriem lieli, un CT spēj noteikt to atrašanās vietu ar milimetru precizitāti. Šī metode ir kļuvusi par īstu revolūciju medicīnā: ar PET/CT palīdzību ārsti var diagnosticēt smadzenes, identificēt ar vecumu saistītas slimības - Alcheimera un Parkinsona slimības, kā arī atpazīt koronārās sirds slimības. Turklāt PET/CT palīdz atklāt vēža šūnu klātbūtni agrīnās stadijās un, ja nepieciešams, ātri uzsākt ārstēšanu.
Ar šo metodi ķirurgs precīzi zināskur ir audzējs, kāda ir tās attīstības dinamika, kas sniegs iespēju pilnībā noņemt to, neietekmējot veselus orgānus. Tāpat eksperti var saprast, kā vislabāk veikt staru terapiju, lai nogalinātu vēža šūnas ar minimālu kaitējumu veseliem audiem. Nesen Philips izstrādātāji ir ieviesuši Vereos pilnu digitālo PET / CT skeneri Krievijas tirgum, kas tradicionālo fotodažotāju vietā izmanto digitālo detektoru. Ierīce uztver pat ļoti mazas radiācijas devas, vienlaikus saglabājot augstu attēla kvalitāti, kas pacientam un ārstam ir drošāka. Iekārta ļauj kontrolēt starojuma iedarbību, nezaudējot vizualizācijas kvalitāti un saglabājot attēlu skaidrību pat implantu klātbūtnē.
Kas jauns MRI jomā un kur ir neirolingvistika
MRI diagnostika šodien tiek uzskatīta par diezganstandarta procedūra, ko var veikt daudzos medicīnas centros. Bet daži cilvēki zina, ka MRI ir vērtīgs instruments ne tikai ārstiem, bet arī speciālistiem neirolingvistikas jomā.
Kas notiek mūsu galvā, kad mēs dzirdamrunu vai kaut ko mēs sakām? Kā palīdzēt cilvēkiem ar runas patoloģijām? MRI palīdz profesionāļiem redzēt valodu. Tātad, HSE laboratorijas neirolingvistikas zinātnieki izmanto funkcionālu MRI, lai pētītu pieaugušos ar dažādiem smadzeņu bojājumiem, kas ietekmē runas funkciju. Pateicoties šai diagnozei, jūs varat redzēt bojāto zonu un to, kā smadzenes veido jaunas, nevis šķelto saites. Saskaņā ar MRI datiem var saprast, kur runas funkcija ir pagājusi. Zinātnieki ir izstrādājuši arī īpašu runas lokalizatoru: cilvēki veic runas uzdevumu MRI, ar kuru palīdzību tiek noteikta smadzeņu reģionu aktivitāte. Pamatojoties uz iegūtajiem datiem, tiek izvēlēta optimāla terapija.
Vēl viens MRI piemērs ir neinvazīvs.dzelzs koncentrācijas novērtējums cilvēka organismā. Šo pētījumu veica Pētniecības institūta speciālisti. Rogachev. Bērni, kas cieš no asins slimībām, saņem to no donoriem, kas laika gaitā noved pie dzelzs saturošu savienojumu uzkrāšanās audos - asins hemoglobīna sadalīšanās produkti. Tas noved pie nopietniem orgānu funkciju pārkāpumiem, piemēram, sirdī - uz pēkšņu apstāšanos un kardiomiopātiju, aknās - uz cirozi, aizkuņģa dziedzeris - uz diabētu. Parasti dzelzs koncentrācijas kontroli pārbauda, izmantojot aknu biopsiju, bet šī metode ir invazīva un var izraisīt nopietnas sekas. Mūsdienu MRI metodes, bez ķirurģiskas iejaukšanās, ļauj novērtēt dzelzs koncentrāciju audos, tomēr vēl ir nepieciešami papildu pētījumi, lai ieviestu metodi klīniskajā praksē.
Kardiomiopātija- neviendabīga miokarda slimību grupa,saistīta ar mehānisku vai elektrisku disfunkciju, kas parasti izpaužas kā neatbilstoša hipertrofija vai dilatācija. Kardiomiopātijas var ietekmēt tikai sirdi atsevišķi vai būt daļa no vispārējas sistēmiskas slimības, kas bieži izraisa kardiovaskulāru nāvi vai invaliditāti, ko izraisa progresējoša sirds mazspēja.
Ir pagājuši medicīniskās diagnostikas iekārtaslielisks veids un uzlabojumi katru gadu, ļaujot jums iegūt labākus attēlus. 2018. gada septembrī Philips revolucionizēja industriju un ieviesa pirmo MRI mašīnu Eiropā ar revolucionāru dzesēšanas sistēmu, lai panāktu supravadītspējas efektu. Atšķirībā no klasiskā magnēta, kas prasa atdzist vairāk nekā 1500 litru šķidrā hēlija, jaunajā ierīcē ir iesaistīti tikai 7 litri šo sašķidrinātās gāzes. Šķidrais hēlijs tiek ievietots ražošanas stadijā, pēc tam magnēts ir pilnīgi noslēgts, kas novērš gāzes iztvaikošanu un novērš nepieciešamību pēc regulāras degvielas uzpildes. Gelless skeneris ir vienkāršāk uzstādīt un ļauj ievērojami samazināt klīnikas darbības izmaksas.
Iet uz nākotni: kādus atklājumus ir vērts gaidīt XXI gadsimtā
Ar digitālās integrētās tehnoloģijas attīstībuTeleradioloģijas iespējas pakāpeniski paplašināsies. Šīs sfēras būtība ir diagnostisko attēlu un citu pacientu datu apmaiņa klīnikā un ārpus tās attālinātai noslēgšanai vai otrā eksperta atzinuma iegūšanai. Ar teleradioloģisko sistēmu palīdzību ir iespējams uzlabot medicīniskās aprūpes kvalitāti un pieejamību visiem iedzīvotājiem visā pasaulē.
Ārstu palīdzība medicīnas analīzē un aprakstāattēls pakāpeniski nāk no mākslīgā intelekta. AI sniedz visaptverošu analīzi par visu momentuzņēmumā pieejamo informāciju, tādējādi samazinot nejaušas patoloģijas izlaišanas risku, kas nebija speciālista redzamības laukā. Arī AI atrisinās medicīnisko attēlu kvalitātes problēmu, jo tā var automātiski pārbaudīt, vai attēlā ir kādi defekti. Sakarā ar to samazinās atkārtotu pētījumu skaits un klīnikas var efektīvāk sadalīt budžetu šī iemesla dēļ. Philips jau ir līdzīgs prototipa risinājums.
Sānjosla
Liels stimuls radiācijas diagnostikas attīstībainodrošinās paplašinātās realitātes tehnoloģiju. Viens no šādiem risinājumiem ir Voka attīstība, kas ļauj traumatologam redzēt bojātus kaulus pacienta iekšienē operācijas pārbaudes un plānošanas stadijā. Pamatojoties uz datiem, kas iegūti CT vai MRI rezultātā, tiek izveidoti ievainoto orgānu un audu 3D modeļi. Iegūtie modeļi, kā arī implantu un spieķu modeļi tiek ielādēti Microsoft HoloLens jauktās realitātes austiņās, lai turpinātu strādāt ķirurgā. Tas nodrošina augstu operāciju precizitāti un ātru pacientu rehabilitāciju pat pēc smagiem ievainojumiem. Līdzīgu koncepciju izstrādāja Philips speciālisti kopā ar Microsoft HoloLens 2. Risinājums ļauj 2D attēlus reālā laikā pārsūtīt uz paplašinātās realitātes trīsdimensiju hologrāfisko vidi, ko ārsts var viegli un intuitīvi kontrolēt. Šī koncepcija ir īpaši izstrādāta minimāli invazīvām operācijām, kur veiksmīgas procedūras atslēga ir precīza un detalizēta vizualizācija.
Lieliem datiem būs liela nozīme. No vienas puses, tie satur milzīgu informāciju par pacientiem un tādējādi ļauj jums saglabāt vairāk zināšanu par esošajām patoloģijām. Tas palīdzēs agrāk un precīzāk diagnosticēt ne tikai slimības, bet arī dažādas predispozīcijas. No otras puses, lielie dati palīdzēs veidot strukturālo datu bibliotēkas, kas ļaus zinātniekiem saņemt atbildi pat pirms fundamentālu un dārgu pētījumu veikšanas: piemēram, vai teorija būtu jāpārbauda un jāizstrādā jaunas narkotikas izstrādē.
Šīs 4 sfēras ir galvenie radiālās daļas aspektidiagnostika, kas pārvērš radiācijas diagnostikas pasauli un pavērs jaunas iespējas ārstiem cīņā pret pat visnopietnākajām slimībām divdesmit pirmajā gadsimtā.