Hoe heeft de technologie van stralingsdiagnostiek
Het uitgangspunt in de geschiedenis van de radiologische diagnostiek is
Wilhelm Konrad X-ray- Duitse natuurkundige van de Universiteit van Würzburg.Tijdens zijn carrière werkte hij ook als hoogleraar natuurkunde in Hohenheim, Straatsburg, Giessen en München. De eerste Nobelprijswinnaar in de geschiedenis van de natuurkunde (1901).
X-ray onderzocht piëzo-elektrisch ende pyro-elektrische eigenschappen van kristallen, vastgesteld de relatie van elektrische en optische fenomenen in kristallen, uitgevoerd onderzoek naar magnetisme, dat diende als een van de fundamenten van de elektronische theorie van Hendrik Lorentz.
Maar de belangrijkste ontdekking van röntgenstralen waren de röntgenstralen,die hij ontdekte toen hij al 50 jaar oud was. Vertegenwoordigers van industriële bedrijven hebben herhaaldelijk een wetenschapper benaderd met voorstellen voor een voordelige aankoop van rechten om de uitvinding te gebruiken. Maar Roentgen weigerde de ontdekking te patenteren, omdat hij zijn onderzoek niet als een bron van inkomsten beschouwde.
Voor kwade ironie - X-stralen stierven aan kanker, in de moderne diagnose waarvan de uitvinding van de wetenschapper tegenwoordig actief wordt gebruikt.
Verschillende Duitse bedrijven hebben eraan gewerktde creatie van röntgenbuizen, maar deze waren te duur en veel klinieken konden deze apparatuur niet betalen. In 1918 ontwikkelde Philips zijn eerste medische röntgenbuis, die een doorbraak betekende in de strijd tegen tuberculose en artsen in staat stelde de verspreiding van de ziekte onder controle te krijgen. Het principe van de röntgenwerking is in de loop der jaren niet veranderd: een röntgenbuis genereert straling die door het menselijk lichaam gaat en de detector raakt. Verschillende weefsels zenden of blokkeren röntgenstralen op een andere manier, waardoor er een beeld ontstaat.
Wilhelm Konrad X-ray
In 1932, een verminderde eneen lichtgewicht versie van de röntgenmachine die werd gebruikt, inclusief de dokters van het Nederlandse leger. Al in 1939 werd er 100 duizend voertuigen vrijgegeven. Röntgenbuizen werden door een betaalbare prijs aan medische instellingen over de hele wereld geleverd en de verspreiding van kennis over röntgenstralen had invloed op de creatie van de eerste CT-scanners.
Hoe vleermuizen artsen hielpen
De geschiedenis van echografie begon in de 18e eeuw, toenDe Italiaanse natuurkundige en natuuronderzoeker Lazzaro Spallanzani vestigde de aandacht op het vermogen van vleermuizen om in volledige duisternis te navigeren. Empirisch gezien ontdekte de wetenschapper dat zelfs het gebrek aan visie dit niet verstoort. Maar oorsmeerpluggen in de oren zorgden ervoor dat nachtdieren hun oriëntatie in de ruimte verloren. Spallanzani suggereerde dat vleermuizen een bepaald geluid maken, onhoorbaar voor mensen, dat wordt weerkaatst door oppervlakken en de dieren helpt obstakels gemakkelijk te ontwijken. Op dat moment konden ultrasone signalen niet worden gedetecteerd, dus de aannames van de wetenschapper bleven hypotheses.
Vleermuizen oriënteren zich in totale duisternis als gevolg van ultrageluid dat wordt weerkaatst door oppervlakken.
In 1880 ontdekten natuurkundigen Pierre en Jacques Curie datSommige kristallen (bijvoorbeeld kwarts) zijn in staat een elektrisch veld te herkennen wanneer ze worden onderworpen aan mechanische actie. Dankzij deze ontdekking werden de eerste ultrasone detectoren gecreëerd - de belangrijkste elementen van apparaten die het voor het eerst mogelijk maakten om technisch een ultrasoon signaal te ontvangen.
Uitrusting die vaag doet denken aan modernmedische apparaten, werd pas in de jaren 1950 gemaakt. Engelse chirurg John Julian Wilde heeft eerst de dikte van de darmwand met ultrasound gemeten, speciale sensoren voor diagnostiek ontwikkeld en ontdekte ook dat kwaadaardig weefsel ultrasone golven beter weergeeft dan gezonde. Het prototype van het moderne ultrasone apparaat, waar de sensor in de hand van de dokter is, verscheen in 1963 in de Verenigde Staten - vanaf dat moment werd echografie breed opgenomen in de medische praktijk. Tegenwoordig is het de meest toegankelijke en veiligste diagnostische methode en wordt het overal gebruikt om cardiovasculaire, oncologische ziekten, het werk van het maag-darmkanaal en anderen te bestuderen.
Veiligheid en betrouwbaarheid - MRI-ontdekking
In 1946 Felix Bloch uit StanfordUniversity en Edward Purcell van Harvard ontdekten onafhankelijk van elkaar het fenomeen nucleaire magnetische resonantie, waarvoor beiden de Nobelprijs voor de natuurkunde ontvingen. Weinig mensen weten dat de eerste wetenschapper die in 1960 het gebruik van magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) voor het diagnosticeren van ziekten voorstelde, de Sovjetwetenschapper Vladislav Aleksandrovitsj Ivanov was.
Ondanks dit feit is de oprichtingsdatum van MRIAlgemeen wordt aangenomen dat 1973 het jaar was waarin hoogleraar scheikunde en radiologie Paul Lauterbur het artikel “Image Creation by Induced Local Interaction” publiceerde in het tijdschrift Nature; voorbeelden gebaseerd op magnetische resonantie." Dit werk vormde de basis van MRI-diagnostiek.
MRI biedt doorzichtige beelden van organen met behulp van magnetische resonantie
Een andere wetenschapper Peter Mansfield verbeterdealgoritmen voor wiskundige beeldvorming. Later was er een manier om snelkoppelingen van organen te maken met behulp van magnetische resonantie. Simpel gezegd, visualiseer de staat van de interne organen en weefsels van een persoon door deze in een sterk magnetisch veld te plaatsen. In 2003 kregen Lauterbur en Mansfield de Nobelprijs voor fysiologie en geneeskunde voor deze ontdekking.
2-in-1 diagnostiek: ontdekking van de PET / CT-methode
Positronemissietomografie (PET) werd uitgevoerdeen lang ontwikkelingstraject van gebruik in een wetenschappelijk laboratorium tot implementatie in de klinische praktijk. Dankzij nieuwe ontdekkingen op dit gebied in de jaren vijftig konden artsen de verspreiding van een radiofarmaceutisch middel – een biologisch actieve verbinding gelabeld met een radioactief atoom – in het menselijk lichaam waarnemen.
Het eerste prototype van een PET-scanner verscheen in 1952in het Massachusetts General Hospital, maar met zijn hulp kregen artsen slechts één tweedimensionaal beeld, en niet een reeks ervan. Dit kwam doordat de scanner slechts twee detectoren had, links en rechts van het hoofd van de patiënt, en de resolutie laag was. Door de gevoeligheid van het apparaat kon de tumor echter nog steeds worden gedetecteerd.
Afbeelding gemaakt met de methode van projecties van maximale intensiteit
Bij de verdere verbetering van PET gingen er twee overrichtingen: het aantal en de locatie van sensoren namen toe, parallel aan deze ontwikkelde methoden voor wiskundige gegevensverwerking. Aan het eind van de jaren zeventig begonnen PET-scanners op grote schaal in de klinische praktijk te worden gebruikt en in de vroege jaren 90 stelde een oncosurgeon, Rudi Egeli van de Universiteit van Genève, voor om CT-apparatuur in de gaten te plaatsen tussen de sensoren van de PET-scanner om te ontvangen en metabolisme in het lichaam van de patiënt. Dit is hoe de gecombineerde PET / CT-scanners verschenen, die nu in moderne klinieken over de hele wereld worden gebruikt.
Innovatie hier en nu
Het duurde slechts een halve eeuw om te visualiserengeneeskunde is in haar ontwikkeling gesprongen. Volledige scan van een persoon in één klik, de mogelijkheid om afbeeldingen over een afstand over te zetten en externe raadplegingen met andere experts - zou Wilhelm Roentgen of Lazzaro Spallanzani hiervan kunnen dromen? Tegenwoordig zijn de ontwikkelingen op het gebied van stralingsdiagnostiek gericht op het verbeteren van de kwaliteit van visualisatie, omdat een duidelijk beeld artsen in staat stelt om een nauwkeurig onderzoek uit te voeren, de eerste keer de juiste diagnose te stellen en snel verdere behandelingsmethoden te bepalen. Bovendien helpen moderne technologieën om nieuw onderzoek en baanbrekende ontdekkingen te doen, niet alleen in de geneeskunde, maar ook op andere gebieden, bijvoorbeeld in de archeologie en neurolinguïstiek.
CT-scanner bewaakt de gezondheid en helpt archeologen
Het hart is het enige orgaan in het lichaam dat dat doetis voortdurend in beweging. Wanneer we met een camera een bewegend object fotograferen, wordt het wazig en onduidelijk. Maar moderne computertomografie behoudt de helderheid van het beeld. Tegenwoordig maken CT-scanners het mogelijk om niet alleen het hart in een paar seconden te onderzoeken, maar ook uiterst nauwkeurige beelden te verkrijgen van bloedvaten, het botskelet en andere organen.
Philips-specialisten gingen nog verder eneen paar jaar geleden creëerde de spectrale computer tomograaf IQon. Dit apparaat is het eerste systeem ter wereld geworden dat werkt op basis van een unieke tweelagige detector. Het onderscheidt tegelijkertijd fotonen van röntgenstraling met hoge en lage energieniveaus, wat het mogelijk maakt om niet alleen anatomische informatie te verkrijgen, maar ook gegevens over de samenstelling van weefsels. Dit helpt artsen beter geïnformeerde beslissingen te nemen over de verdere tactieken van diagnose en behandeling van de patiënt. Na het uitvoeren van een onderzoek naar spectrale CT, kunnen radiologen objecten analyseren die niet te onderscheiden zijn door conventionele CT-scans.
incut
CT helpt niet alleen om een enquête in te vullenman, maar opent ook de sluier van geheimen van de oude cultuur en geschiedenis. Een paar jaar geleden lukte het de specialisten van Philips en het Naturalis Museum dankzij de tomografiemogelijkheden om in het verleden 66 miljoen jaar geleden te kijken en de staartwervels van de Tyrannosaurus Rex te bestuderen. En daarvoor werden, met de hulp van Philips CT, studies uitgevoerd naar de overblijfselen van de inwoners van de stad Pompeii, die tijdens een catastrofale vulkaanuitbarsting in 79 na Christus werden verwoest
Tumor under the gun: waar digitaal PET / CT toe in staat is
PET / CT combineert twee soorten tegelijkonderzoek: computertomografie evalueert de structuur van de gemodificeerde weefsels en helpt om hun locatie tot op de millimeter te bepalen, en positron emissietomografie creëert driedimensionale hoge-precisiebeelden waarmee je de processen in weefsels en organen kunt zien.
incut
Tegenwoordig stelt PET artsen in staat zich te identificerentumoren zijn vanaf drie millimeter groot en CT kan de locatie ervan met millimeternauwkeurigheid bepalen. Deze methode is een echte revolutie in de geneeskunde geworden: met behulp van PET/CT kunnen artsen de hersenen diagnosticeren, leeftijdsgebonden ziekten identificeren - de ziekten van Alzheimer en Parkinson, en ook coronaire hartziekten herkennen. Bovendien helpt PET/CT de aanwezigheid van kankercellen in een vroeg stadium op te sporen en, indien nodig, snel met de behandeling te beginnen.
Met deze methode zal de chirurg precies wetenwaar is de tumor, wat is de dynamiek van zijn ontwikkeling, die een gelegenheid zal bieden om het volledig te verwijderen zonder gezonde organen te beïnvloeden. Experts kunnen ook begrijpen hoe best bestralingstherapie kan worden toegepast om kankercellen te doden met minimale schade aan gezond weefsel. Onlangs hebben Philips-ontwikkelaars de Vereos volledig digitale PET / CT-scanner geïntroduceerd op de Russische markt, die een digitale detector gebruikt in plaats van traditionele fotomultipliers. Het apparaat vangt zelfs zeer lage doses straling op, terwijl de hoge beeldkwaliteit wordt gehandhaafd, wat veiliger is voor de patiënt en de arts. Met de apparatuur kunt u de stralingsblootstelling regelen zonder de visualisatiekwaliteit te verliezen en de helderheid van de beelden te behouden, zelfs in de aanwezigheid van implantaten.
Wat is nieuw op het gebied van MRI en waar is neurolinguïstiek
MRI-diagnostiek wordt tegenwoordig als behoorlijk beschouwdeen standaardprocedure die in veel medische centra kan worden uitgevoerd. Maar weinig mensen weten dat MRI niet alleen een waardevol hulpmiddel is voor artsen, maar ook voor specialisten op het gebied van neurolinguïstiek.
Wat gebeurt er in ons hoofd als we het horenspraak of iets dat we zeggen? Hoe mensen met spraakpathologieën helpen? MRI helpt professionals de taal te "zien". Wetenschappers van het HSE-laboratorium voor neurolinguïstiek gebruiken dus functionele MRI om volwassenen te bestuderen met verschillende hersenletsels die de spraakfunctie beïnvloeden. Dankzij deze diagnose kun je het beschadigde gebied zien en hoe de hersenen nieuwe bouwen in plaats van verbroken verbindingen. Volgens MRI-gegevens kan men begrijpen waar de spraakfunctie is verdwenen. Wetenschappers hebben ook een speciale spraaklokalisator ontwikkeld: mensen voeren een spraaktaak uit in MRI, met behulp waarvan de activiteit van hersengebieden wordt bepaald. Op basis van de verkregen gegevens wordt optimale therapie geselecteerd.
Een ander voorbeeld van MRI is niet-invasief.beoordeling van de ijzerconcentratie in het menselijk lichaam. Deze studie werd uitgevoerd door specialisten van het Research Institute. Rogachev. Kinderen die lijden aan bloedziekten krijgen het van donoren, wat na verloop van tijd leidt tot de ophoping in de weefsels van ijzerhoudende verbindingen - de afbraakproducten van bloedhemoglobine. Dit leidt tot ernstige schendingen van de functies van organen, bijvoorbeeld in het hart - tot een plotselinge stop en cardiomyopathie, in de lever - tot cirrose, in de alvleesklier - tot diabetes. Gewoonlijk wordt de controle van de ijzerconcentratie gecontroleerd met behulp van een leverbiopsie, maar deze methode is invasief en kan ernstige gevolgen hebben. Moderne MRI-methoden maken het mogelijk om zonder chirurgische ingrepen de ijzerconcentratie in de weefsels te beoordelen, maar er is nog steeds extra onderzoek nodig om de methode in de klinische praktijk in te voeren.
cardiomyopathie- een heterogene groep hartziekten,geassocieerd met mechanische of elektrische disfunctie, die zich gewoonlijk manifesteert als ongepaste hypertrofie of dilatatie. Cardiomyopathieën kunnen ofwel alleen het hart afzonderlijk aantasten, ofwel deel uitmaken van een gegeneraliseerde systemische ziekte, die vaak leidt tot cardiovasculaire sterfte of invaliditeit veroorzaakt door progressief hartfalen.
Medische diagnostische apparatuur doorgegeveneen geweldige manier en elk jaar verbeterd, waardoor je betere beelden kunt krijgen. In september 2018 revolutioneerde Philips de industrie en introduceerde de eerste MRI-machine in Europa met een revolutionair koelsysteem om het effect van supergeleiding te bereiken. In tegenstelling tot de klassieke magneet, die meer dan 1500 liter vloeibaar helium nodig heeft om af te koelen, is slechts 7 liter van dit vloeibaar gemaakte gas bij het nieuwe apparaat betrokken. Vloeibaar helium wordt in het productieproces in het systeem geplaatst, waarna de magneet volledig is afgedicht, waardoor er geen gas kan verdampen en het regelmatig tanken overbodig wordt. De gelless-scanner is eenvoudiger te installeren en stelt u in staat de operatiekosten van de kliniek aanzienlijk te verlagen.
Stap in de toekomst: welke ontdekkingen zijn het wachten waard in de eenentwintigste eeuw
Met de ontwikkeling van digitale geïntegreerde technologieTeleradiologiemogelijkheden zullen geleidelijk uitbreiden. De essentie van deze sfeer bestaat uit het uitwisselen van diagnostische beelden en andere patiëntgegevens binnen en buiten de kliniek voor het op afstand afsluiten of voor het verkrijgen van een tweede deskundig oordeel. Met behulp van teleradiologische systemen is het mogelijk om de kwaliteit en beschikbaarheid van medische zorg voor de bevolking overal ter wereld te verbeteren.
Aan de hulp van artsen in de analyse en beschrijving van medischbeeld komt geleidelijk aan kunstmatige intelligentie. AI biedt een uitgebreide analyse van alle informatie die beschikbaar is in de momentopname, waardoor het risico van onbedoeld weglaten van pathologie dat niet in het gezichtsveld van een specialist lag, werd verkleind. Ook zal de AI het probleem van de kwaliteit van medische beelden oplossen, omdat het automatisch kan controleren of er defecten in de afbeelding zijn. Hierdoor is het aantal herhaalde onderzoeken afgenomen en kunnen klinieken hierdoor het budget effectiever toewijzen. Philips heeft al een vergelijkbare prototypeoplossing.
incut
Grote impuls voor de ontwikkeling van stralingsdiagnostiekzal augmented reality-technologie bieden. Een van die baanbrekende oplossingen is de ontwikkeling van Voka, waarmee de traumatoloog beschadigde botten in de patiënt kan zien tijdens de onderzoeks- en planningsfase van de operatie. Op basis van de gegevens die zijn verkregen als gevolg van CT of MRI, worden 3D-modellen van beschadigde organen en weefsels gemaakt. De resulterende modellen, evenals modellen van implantaten en spaken, worden op de Microsoft HoloLens mixed reality-headset geladen voor verder werk van de chirurg. Dit zorgt voor een hoge nauwkeurigheid van operaties en snelle rehabilitatie van patiënten, zelfs na ernstige verwondingen. Een soortgelijk concept werd door Philips-specialisten samen met Microsoft voor HoloLens 2 ontwikkeld. De oplossing maakt real-time overdracht van 2D-afbeeldingen naar een driedimensionale holografische omgeving van augmented reality mogelijk, die gemakkelijk en intuïtief door een arts kan worden gecontroleerd. Dit concept is specifiek ontworpen voor minimaal invasieve bewerkingen, waarbij nauwkeurige en gedetailleerde visualisatie de sleutel is tot een succesvolle procedure.
Big data zullen een grote rol spelen. Aan de ene kant bevatten ze enorme reeksen informatie over patiënten en daarom kun je meer kennis over bestaande pathologieën opslaan. Dit zal bijdragen aan een eerdere en meer accurate diagnose van niet alleen ziekten, maar ook verschillende predisposities. Aan de andere kant zullen big data helpen om bibliotheken met structurele gegevens te creëren, waardoor wetenschappers een antwoord kunnen krijgen nog voor fundamenteel en duur onderzoek: als de theorie bijvoorbeeld wordt getest en ontwikkeld bij de ontwikkeling van een nieuw medicijn.
Deze 4 bollen zijn sleutelaspecten van de radiaaldiagnostiek die de wereld van stralingsdiagnostiek verandert en nieuwe kansen biedt voor artsen in de strijd tegen zelfs de meest ernstige ziekten van de eenentwintigste eeuw.