Hvordan gjorde teknologien for strålingsdiagnose
Utgangspunktet i radiologidiagnostikkens historie er
Wilhelm Konrad X-ray- Tysk fysiker fra universitetet i Würzburg.I løpet av sin karriere jobbet han også som professor i fysikk i Hohenheim, Strasbourg, Giessen og München. Den første nobelprisvinneren i fysikkens historie (1901).
Røntgen ble undersøkt pizoelektrisk ogDe pyroelektriske egenskapene til krystaller, etablerte forholdet mellom elektriske og optiske fenomen i krystaller, utførte forskning på magnetisme, som tjente som grunnlag for den elektroniske teorien til Hendrik Lorentz.
Men hovedoppdagelsen av røntgenstråler var røntgenstrålene,som han oppdaget da han allerede var 50 år gammel. Representanter for industrielle bedrifter nærmet seg en forsker flere ganger med forslag om kjøp av retten til å bruke oppfinnelsen. Men Roentgen nektet å patentere oppdagelsen, fordi han ikke betraktet sin forskning som en inntektskilde.
For ond ironi - X-stråler døde av kreft, i den moderne diagnosen som oppfinnelsen av forskeren er aktivt brukt i dag.
Flere tyske selskaper har jobbet medopprettelsen av røntgenrør, men de var for dyre, og mange klinikker hadde ikke råd til dette utstyret. I 1918 utviklet Philips sitt første medisinske røntgenrør, som gjorde et gjennombrudd i kampen mot tuberkulose og tillot leger å ta kontroll over spredningen av sykdommen. Prinsippet for røntgenoperasjon har ikke endret seg gjennom årene: et røntgenrør genererer stråling som passerer gjennom menneskekroppen og treffer detektoren. Ulike vev overfører eller blokkerer røntgenstråler forskjellig, noe som resulterer i at et bilde dannes.
Wilhelm Konrad X-ray
I 1932, en redusert ogen lettvektsversjon av røntgenmaskinen som ble brukt, inkludert legene fra den nederlandske hæren. Allerede innen 1939 ble det utgitt 100 000 kjøretøy. Røntgenrør begynte å bli levert til medisinske institusjoner over hele verden på grunn av en overkommelig pris, og spredningen av kunnskap om røntgenstråler påvirket etableringen av de første CT-skannerne.
Hvordan flaggermus hjalp leger
Historien om ultralyd begynte på 1700-tallet, daDen italienske fysikeren og naturforskeren Lazzaro Spallanzani trakk oppmerksomheten til flaggermusens evne til å navigere i fullstendig mørke. Empirisk fant forskeren at selv mangelen på syn ikke forstyrrer dette. Men vokspropper i ørene gjorde at nattaktive dyr mistet orienteringen i verdensrommet. Spallanzani foreslo at flaggermus lager en bestemt lyd, uhørlig for mennesker, som reflekteres fra overflater og hjelper dyrene til enkelt å unngå hindringer. På den tiden kunne ikke ultralydsignaler oppdages, så forskerens antagelser forble hypoteser.
Bats orienterer seg i totalt mørke på grunn av ultralyd reflektert fra overflater.
I 1880 fant fysikerne Pierre og Jacques Curie detNoen krystaller (for eksempel kvarts) er i stand til å gjenkjenne et elektrisk felt når de utsettes for mekanisk påvirkning. Takket være denne oppdagelsen ble de første ultralyddetektorene opprettet - hovedelementene i enheter som for første gang gjorde det mulig å teknisk motta et ultralydsignal.
Utstyr, vagt minner om modernemedisinsk utstyr, ble opprettet bare på 1950-tallet. Engelsk kirurg John Julian Wilde mente først tykkelsen på tarmveggen med ultralyd, utviklede spesielle sensorer for diagnostikk, og fant også ut at malignt vev gjenspeiler ultralydbølger bedre enn friske. Prototypen til den moderne ultralydsenheten, hvor sensoren er i legenes hånd, dukket opp i USA i 1963 - fra det øyeblikket ble ultralyd omfattende inngått i medisinsk praksis. I dag er det den mest tilgjengelige og sikreste diagnostiske metoden, og brukes overalt for å studere kardiovaskulære, onkologiske sykdommer, mage-tarmkanalen og andre.
Sikkerhet og pålitelighet - MRI-oppdagelse
I 1946, Felix Bloch fra StanfordUniversity og Edward Purcell fra Harvard oppdaget uavhengig fenomenet kjernemagnetisk resonans, som begge ble tildelt Nobelprisen i fysikk for. Få mennesker vet at den første forskeren som tilbake i 1960 foreslo bruk av magnetisk resonansavbildning (MRI) for å diagnostisere sykdommer, var den sovjetiske forskeren Vladislav Aleksandrovich Ivanov.
Til tross for dette faktum, grunnleggelsen av MRDet er generelt akseptert at 1973 var året da professor i kjemi og radiologi Paul Lauterbur publiserte artikkelen «Imaging by Induced Local Interaction» i tidsskriftet Nature; eksempler basert på magnetisk resonans." Dette arbeidet dannet grunnlaget for MR-diagnostikk.
MR gir gjennomskårne bilder av organer som bruker magnetisk resonans
En annen forsker Peter Mansfield ble bedrematematiske bildealgoritmer. Senere var det en måte å få kortbilder av organer ved hjelp av magnetisk resonans. Enkelt sagt, visualiser tilstanden til indre organer og vev av en person ved å plassere den i et sterkt magnetfelt. I 2003 ble Lauterbur og Mansfield tildelt Nobelprisen i fysiologi og medisin for denne oppdagelsen.
2-i-1-diagnostikk: Oppdagelse av PET / CT-metoden
Positronemisjonstomografi (PET) ble utførten lang utviklingsvei fra bruk i et vitenskapelig laboratorium til implementering i klinisk praksis. Takket være nye funn på dette feltet på 50-tallet kunne leger se distribusjonen av et radiofarmasøytisk middel - en biologisk aktiv forbindelse merket med et radioaktivt atom - i menneskekroppen.
Den første prototypen av en PET-skanner dukket opp i 1952ved Massachusetts General Hospital, men med dets hjelp mottok legene bare ett todimensjonalt bilde, og ikke en sekvens av dem. Dette skyldtes at skanneren kun hadde to detektorer, plassert til venstre og høyre for pasientens hode, og oppløsningen var lav. Imidlertid var følsomheten til enheten fortsatt i stand til å oppdage svulsten.
Bilde konstruert av metoden for fremskrivninger med maksimal intensitet
I den videre forbedringen av PET gikk på toretninger: antallet og plasseringen av sensorer økt, parallelt med denne utviklede metodene for matematisk databehandling. På slutten av 1970-tallet begynte PET-skannere å bli mye brukt i klinisk praksis, og på begynnelsen av 90-tallet foreslo en onkosurgeon, Rudi Egeli ved Universitetet i Genève, å plassere CT-utstyr i hullene mellom PET-skannersensorene for å motta og metabolisme i pasientens kropp. Dette er hvordan de kombinerte PET / CT-skannerne dukket opp, som nå brukes i moderne klinikker rundt om i verden.
Innovasjon her og nå
Det tok bare et halvt århundre å visualisere seg imedisin har hoppet i sin utvikling. Full skanning av en person med ett klikk, muligheten for å overføre bilder over en avstand og ekstern konsultasjon med andre eksperter - kan Wilhelm Roentgen eller Lazzaro Spallanzani drømme om dette? I dag er utviklingen innen radiologi rettet mot å forbedre kvaliteten på visualiseringen, fordi et klart bilde gjør det mulig for leger å gjennomføre en nøyaktig undersøkelse, foreta den riktige diagnosen første gang og raskt bestemme videre behandlingstaktikk. Videre bidrar moderne teknologi til å lage nye forsknings- og gjennombruddsfunn ikke bare i medisin, men også på andre felt, for eksempel i arkeologi og neurolingvistikk.
CT-skanner beskytter helse og hjelper arkeologer
Hjertet er det eneste organet i kroppen somer i kontinuerlig bevegelse. Når vi fotograferer et objekt i bevegelse med et kamera, blir det uklart og uklart. Men moderne datatomografi bevarer bildets klarhet. I dag gjør CT-skannere det mulig å undersøke ikke bare hjertet på noen få sekunder, men også få høypresisjonsbilder av blodårer, beinskjelettet og andre organer.
Philips spesialister gikk enda lenger ogFor noen år siden skapte spektralcomputertomografen IQon. Denne enheten har blitt det første systemet i verden som fungerer på grunnlag av en unik dual-layer detektor. Det skiller samtidig fotoner av røntgenstråling av høye og lave energinivåer, noe som gjør det mulig å skaffe seg ikke bare anatomisk informasjon, men også data om sammensetningen av vev. Dette hjelper leger med å ta mer informerte beslutninger om den videre taktikken til diagnose og behandling av pasienten. Etter å ha gjennomført en studie på spektral CT, kan radiologer analysere objekter som ikke skiller seg ut ved konvensjonell CT-skanning.
incut
CT hjelper ikke bare med å gjennomføre en undersøkelsemann, men åpner også sløret for hemmeligheter av gammel kultur og historie. For noen år siden, takket være tomografisk kapasitet, klarte spesialister fra Philips og Naturalis Museum å se på de siste 66 millioner årene siden og studerte Tyrannosaurus Rex's kaudale ryggvirvler. Og før det ble det ved hjelp av Philips CT utført studier på restene av innbyggerne i byen Pompeii, ødelagt under en katastrofal vulkanutbrudd i 79 e.Kr.
Tumor under pistolen: hva digital PET / CT er i stand til
PET / CT kombinerer to typer samtidigforskning: Beregnet tomografi evaluerer strukturen til det modifiserte vevet og bidrar til å bestemme plasseringen til millimeteret, og positronutslippstomografi skaper høydimensjonale tredimensjonale bilder som lar deg se prosessene som forekommer i vev og organer.
incut
I dag lar PET leger identifisere segsvulster er fra tre millimeter store, og CT er i stand til å bestemme plasseringen med millimeters nøyaktighet. Denne metoden har blitt en reell revolusjon innen medisin: ved hjelp av PET/CT kan leger diagnostisere hjernen, identifisere aldersrelaterte sykdommer – Alzheimers og Parkinsons sykdommer, og også gjenkjenne koronare hjertesykdommer. I tillegg hjelper PET/CT med å oppdage tilstedeværelsen av kreftceller i tidlige stadier og om nødvendig raskt starte behandlingen.
Med denne metoden vil kirurgen vite nøyaktighvor er svulsten, hva er dynamikken i utviklingen, noe som vil gi en mulighet til å fjerne den helt uten å påvirke sunne organer. Eksperter kan også forstå hvordan best å utføre strålebehandling for å drepe kreftceller med minimal skade på sunt vev. Nylig har Philips-utviklere introdusert Vereos full digital PET / CT-skanner til det russiske markedet, som bruker en digital detektor i stedet for tradisjonelle fotomultiplikatorer. Enheten fanger selv svært lave doser av stråling samtidig som den opprettholder høy bildekvalitet, som er tryggere for pasienten og legen. Utstyret gir deg mulighet til å kontrollere stråleeksponering uten å miste visualiseringskvalitet og opprettholde bildens klarhet, selv om det finnes implantater.
Hva er nytt innen MR og hvor er neurolingvistikk
MR-diagnostikk i dag regnes som ganskeen standard prosedyre som kan utføres i mange medisinske sentre. Men få mennesker vet at MR er et verdifullt verktøy ikke bare for leger, men også for spesialister innen nevrolingvistikk.
Hva skjer i hodet vårt når vi hørertale eller noe vi sier? Hvordan hjelpe folk med talepatologier? MR hjelper fagfolk til å "se" språket. Så, bruker forskere fra HMS-laboratoriet i neurolinguistikk funksjonell MR for å studere voksne med ulike hjerneskade som påvirker talefunksjonen. Takket være denne diagnosen kan du se det skadede området, og hvordan hjernen bygger nye i stedet for ødelagte lenker. Ifølge MR-data kan man forstå hvor talefunksjonen har gått. Forskere har også utviklet en spesiell tale lokaliserer: folk utfører en taleoppgave i MR, med hjelp av hvilken aktivitet i hjernegrupper er bestemt. Basert på dataene er optimal terapi valgt.
Et annet eksempel på MR er ikke-invasiv.vurdering av konsentrasjonen av jern i menneskekroppen. Denne studien ble utført av spesialister fra Forskningsinstituttet. Rogachev. Barn som lider av blodsykdommer mottar det fra givere, som over tid fører til akkumulering i vev av jernholdige forbindelser - nedbrytningsprodukter av blodhemoglobin. Dette fører til alvorlige brudd på organens funksjoner, for eksempel i hjertet - til en plutselig stopp og kardiomyopati, i leveren - til skrumplever i bukspyttkjertelen - til diabetes. Vanligvis kontrolleres kontrollen av konsentrasjonen av jern ved hjelp av en leverbiopsi, men denne metoden er invasiv og kan føre til alvorlige konsekvenser. Moderne MRI-metoder tillater, uten kirurgiske inngrep, å vurdere konsentrasjonen av jern i vevet, men det er fortsatt nødvendig med ytterligere forskning å innføre metoden i klinisk praksis.
kardiomyopati- en heterogen gruppe hjertesykdommer,assosiert med mekanisk eller elektrisk dysfunksjon, som vanligvis viser seg som upassende hypertrofi eller dilatasjon. Kardiomyopatier kan enten påvirke bare hjertet isolert eller være en del av en generalisert systemisk sykdom, som ofte fører til kardiovaskulær død eller funksjonshemming forårsaket av progressiv hjertesvikt.
Medisinsk diagnostisk utstyr beståttEn fin måte og forbedret hvert år, slik at du får bedre bilder. I september 2018 revolusjonerte Philips industrien og introduserte den første MR-maskinen i Europa med et revolusjonerende kjølesystem for å oppnå effekten av supraledning. I motsetning til den klassiske magneten, som krever at mer enn 1500 liter flytende helium er avkjølt, er bare 7 liter av denne flytende gass involvert i den nye enheten. Væske helium er plassert i systemet i produksjonsfasen, hvoretter magneten er helt forseglet, noe som eliminerer muligheten for gassfordampning og eliminerer behovet for regelmessig tanking. Gelless-skanneren er enklere å installere og lar deg redusere kostnadene ved drift av klinikken betydelig.
Trinn inn i fremtiden: Hvilke funn er verdt å vente på i XXI-tallet
Med utviklingen av digitale integrerte teknologierTeleradiologi evner vil gradvis utvide. Kjernen i denne sfæren består i utveksling av diagnostiske bilder og andre pasientdata i og utenfor klinikken for ekstern avslutning eller for å oppnå en annen ekspertuttalelse. Ved hjelp av teleradiologiske systemer er det mulig å forbedre kvaliteten og tilgjengeligheten av medisinsk pleie til befolkningen hvor som helst i verden.
Til hjelp av leger i analysen og beskrivelsen av medisinskbildet kommer gradvis til kunstig intelligens. AI gir en omfattende analyse av all informasjon som er tilgjengelig i øyeblikksbildet, og reduserer dermed risikoen for utilsiktet utelatelse av patologi som ikke var innenfor fagområdet. AI vil også løse problemet med kvaliteten på medisinske bilder, fordi det automatisk kan sjekke om det er feil i bildet. På grunn av dette reduseres antall gjentatte studier, og klinikker kan på en mer effektiv måte allokere budsjettet på grunn av dette. Philips har allerede en lignende prototypeløsning.
incut
Stor drivkraft for utviklingen av strålediagnosevil gi utvidet virkelighetsteknologi. En av slike gjennombruddsløsninger er utviklingen av Voka, som gjør at traumatologen kan se skadede bein inne i pasienten ved undersøkelsen og planleggingsfasen av operasjonen. Basert på dataene som er oppnådd som følge av CT eller MR, opprettes 3D-modeller av skadede organer og vev. De resulterende modellene, samt modeller av implantater og eiker, lastes på Microsoft HoloLens blandede virkelighetsheadsett for videre kirurgisk arbeid. Dette sikrer høy nøyaktighet av operasjoner og rask rehabilitering av pasienter selv etter alvorlige skader. Et lignende konsept ble utviklet av Philips-spesialister sammen med Microsoft for HoloLens 2. Løsningen gir sanntidsoverføring av 2D-bilder til et tredimensjonalt holografisk miljø med forstørret virkelighet, som lett og intuitivt kan kontrolleres av en lege. Dette konseptet er spesielt designet for minimalt invasive operasjoner, hvor nøyaktig og detaljert visualisering er nøkkelen til en vellykket prosedyre.
Store data vil spille en stor rolle. På den ene siden inneholder de store informasjonsrapporter om pasienter, og lar deg derfor lagre mer kunnskap om eksisterende patologier. Dette vil bidra til en tidligere og mer nøyaktig diagnose av ikke bare sykdommer, men også ulike predisposisjoner. På den annen side vil store data bidra til å lage biblioteker av strukturelle data, som vil tillate forskere å få svar selv før det gjennomføres grunnleggende og kostbar forskning: For eksempel bør teorien bli testet og utviklet for utvikling av et nytt stoff.
Disse 4 sfærene er viktige aspekter ved radialetdiagnostikk som vil forvandle verden av strålediagnostikk og åpne opp nye muligheter for leger i kampen mot selv de alvorligste sykdommene i det tjueførste århundre.