Como a tecnologia de diagnóstico de radiação
O ponto de partida na história do diagnóstico radiológico é
Raio X de Wilhelm Konrad- Físico alemão da Universidade de Würzburg.Durante sua carreira, também trabalhou como professor de física em Hohenheim, Estrasburgo, Gießen e Munique. O primeiro ganhador do Prêmio Nobel da história da física (1901).
Raio-X estava investigando piezoelétrico eAs propriedades piroelétricas dos cristais, estabeleceram a relação dos fenômenos elétricos e ópticos nos cristais, conduziram pesquisas sobre magnetismo, que serviram como um dos fundamentos da teoria eletrônica de Hendrik Lorentz.
Mas a principal descoberta dos raios X foram os raios X,que ele descobriu quando ele já tinha 50 anos de idade. Representantes de empresas industriais repetidamente abordaram um cientista com propostas para uma compra de direitos de uso da invenção. Mas Roentgen se recusou a patentear a descoberta, porque ele não considerou sua pesquisa uma fonte de renda.
Para a ironia do mal - raios X morreram de câncer, no diagnóstico moderno do qual a invenção do cientista é usada ativamente hoje.
Várias empresas alemãs têm trabalhado ema criação de tubos de raios X, mas eram muito caros e muitas clínicas não tinham condições de adquirir esse equipamento. Em 1918, a Philips desenvolveu o seu primeiro tubo médico de raios X, que representou um avanço na luta contra a tuberculose e permitiu aos médicos assumir o controlo da propagação da doença. O princípio de funcionamento dos raios X não mudou ao longo dos anos: um tubo de raios X gera radiação que passa pelo corpo humano e atinge o detector. Diferentes tecidos transmitem ou bloqueiam os raios X de maneira diferente, resultando na formação de uma imagem.
Raio X de Wilhelm Konrad
Em 1932, uma redução euma versão leve da máquina de raio X usada, incluindo os médicos do exército holandês. Já em 1939, foram liberados 100 mil veículos. Os tubos de raios X começaram a ser entregues a instituições médicas em todo o mundo devido a um preço acessível, e a disseminação do conhecimento sobre raios X influenciou a criação dos primeiros tomógrafos.
Como os morcegos ajudaram os médicos
A história do ultrassom começou no século XVIII, quandoO físico e naturalista italiano Lazzaro Spallanzani chamou a atenção para a capacidade dos morcegos de navegar na escuridão total. Empiricamente, o cientista descobriu que mesmo a falta de visão não interfere nisso. Mas os tampões de cera nos ouvidos faziam com que os animais noturnos perdessem a orientação no espaço. Spallanzani sugeriu que os morcegos emitem um determinado som, inaudível aos humanos, que é refletido nas superfícies e ajuda os animais a evitar obstáculos com facilidade. Naquela época, os sinais ultrassônicos não puderam ser detectados, então as suposições do cientista permaneceram como hipóteses.
Os morcegos se orientam na escuridão total devido ao ultrassom refletido pelas superfícies.
Em 1880, os físicos Pierre e Jacques Curie descobriram queAlguns cristais (por exemplo, quartzo) são capazes de reconhecer um campo elétrico quando submetidos a ação mecânica. Graças a esta descoberta, foram criados os primeiros detectores ultrassônicos - principais elementos de dispositivos que, pela primeira vez, possibilitaram a recepção técnica de um sinal ultrassônico.
Equipamento, vagamente reminiscente de modernodispositivos médicos, foi criado apenas na década de 1950. O cirurgião inglês John Julian Wilde primeiro mediu a espessura da parede intestinal com ultra-som, desenvolveu sensores especiais para o diagnóstico e também descobriu que o tecido maligno reflete as ondas de ultra-som melhor do que as saudáveis. O protótipo do moderno aparelho de ultrassom, onde o sensor está na mão do médico, apareceu nos Estados Unidos em 1963 - a partir desse momento, o ultrassom foi amplamente incluído na prática médica. Hoje é o método de diagnóstico mais acessível e seguro e é usado em todos os lugares para estudar doenças cardiovasculares, oncológicas, o trabalho do trato gastrointestinal e outros.
Segurança e confiabilidade - descoberta por ressonância magnética
Em 1946, Felix Bloch de StanfordUniversity e Edward Purcell, de Harvard, descobriram independentemente o fenômeno da ressonância magnética nuclear, pelo qual ambos receberam o Prêmio Nobel de Física. Poucas pessoas sabem que o primeiro cientista que, em 1960, propôs o uso da ressonância magnética (RM) para o diagnóstico de doenças foi o cientista soviético Vladislav Aleksandrovich Ivanov.
Apesar disso, a data de fundação da MRIÉ geralmente aceito que 1973 foi o ano em que o professor de Química e Radiologia Paul Lauterbur publicou o artigo “Image Creation by Induced Local Interaction” na revista Nature; exemplos baseados em ressonância magnética." Este trabalho formou a base do diagnóstico de ressonância magnética.
Ressonância magnética fornece imagens de órgãos através de ressonância magnética
Outro cientista Peter Mansfield melhoroualgoritmos de imageamento matemático. Mais tarde, houve uma maneira de obter imagens curtas de órgãos usando a ressonância magnética. Simplificando, visualize o estado dos órgãos e tecidos internos de uma pessoa, colocando-a em um campo magnético forte. Em 2003, Lauterbur e Mansfield receberam o Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina por essa descoberta.
Diagnóstico 2-em-1: Descoberta do método PET / CT
A tomografia por emissão de pósitrons (PET) foi realizadaum longo caminho de desenvolvimento, desde a utilização num laboratório científico até à implementação na prática clínica. Graças às novas descobertas nessa área na década de 50, os médicos puderam constatar a distribuição de um radiofármaco - um composto biologicamente ativo marcado com um átomo radioativo - no corpo humano.
O primeiro protótipo de scanner PET apareceu em 1952no Massachusetts General Hospital, mas com sua ajuda os médicos receberam apenas uma imagem bidimensional, e não uma sequência delas. Isso se deveu ao fato do scanner possuir apenas dois detectores, localizados à esquerda e à direita da cabeça do paciente, e a resolução ser baixa. Porém, a sensibilidade do aparelho ainda foi capaz de detectar o tumor.
Imagem construída pelo método de projeções de intensidade máxima
Na melhoria adicional do PET foi em doisdireções: o número e a localização dos sensores aumentaram, em paralelo com os métodos desenvolvidos de processamento matemático de dados. No final da década de 1970, os PET scanners começaram a ser amplamente utilizados na prática clínica e, no início dos anos 90, um oncirurgião, Rudi Egeli, da Universidade de Genebra, sugeriu colocar equipamentos de TC nas lacunas entre os sensores PET para receber e metabolismo no corpo do paciente. Foi assim que surgiram os scanners combinados de PET / CT, que agora são usados em clínicas modernas em todo o mundo.
Inovação aqui e agora
Demorou apenas meio século para visualizara medicina saltou em seu desenvolvimento. Varredura completa de uma pessoa em um clique, a possibilidade de transferir imagens a distância e consultas remotas com outros especialistas - poderia Wilhelm Roentgen ou Lazzaro Spallanzani sonhar com isso? Hoje, os desenvolvimentos no campo dos diagnósticos de radiação visam melhorar a qualidade da visualização, já que uma imagem clara permite que os médicos realizem um exame preciso, façam o diagnóstico correto na primeira vez e rapidamente determinem novas táticas de tratamento. Além disso, as tecnologias modernas ajudam a fazer novas pesquisas e descobertas inovadoras, não só na medicina, mas também em outros campos, por exemplo, na arqueologia e na neurolinguística.
Tomografia computadorizada protegendo a saúde e ajudando os arqueólogos
O coração é o único órgão do corpo queestá em movimento contínuo. Quando fotografamos um objeto em movimento com uma câmera, ele fica embaçado e pouco claro. Mas a tomografia computadorizada moderna preserva a clareza da imagem. Hoje, os tomógrafos permitem examinar não só o coração em poucos segundos, mas também obter imagens de alta precisão dos vasos sanguíneos, do esqueleto ósseo e de outros órgãos.
Os especialistas da Philips foram ainda mais longe ehá alguns anos criou o tomógrafo computadorizado espectral IQon. Este dispositivo se tornou o primeiro sistema no mundo que funciona com base em um detector de camada dupla exclusivo. Ele distingue simultaneamente os fótons de radiação de raios X de níveis altos e baixos de energia, o que torna possível obter não apenas informações anatômicas, mas também dados sobre a composição dos tecidos. Isso ajuda os médicos a tomar decisões mais informadas sobre as novas táticas de diagnóstico e tratamento do paciente. Depois de realizar um estudo sobre CT espectral, os radiologistas podem analisar objetos indistinguíveis pela tomografia computadorizada convencional.
Barra lateral
CT ajuda não só a realizar uma pesquisahomem, mas também abre o véu de segredos da cultura antiga e da história. Há alguns anos, graças às capacidades de tomografia, os especialistas da Philips e do Museu Naturalis conseguiram olhar para os últimos 66 milhões de anos e estudar as vértebras caudais do Tyrannosaurus Rex. E antes disso, com a ajuda da Philips CT, foram realizados estudos sobre os restos mortais dos habitantes da cidade de Pompéia, que foi destruída durante uma erupção vulcânica catastrófica em 79 dC
Tumor sob a arma: o que o digital PET / CT é capaz de
PET / CT combina dois tipos de uma só vezpesquisa: a tomografia computadorizada avalia a estrutura dos tecidos modificados e ajuda a determinar sua localização no milímetro, e a tomografia por emissão de pósitrons cria imagens tridimensionais de alta precisão que permitem a visualização dos processos que ocorrem nos tecidos e órgãos.
Barra lateral
Hoje, o PET permite aos médicos identificaros tumores têm tamanho a partir de três milímetros e a tomografia computadorizada é capaz de determinar sua localização com precisão milimétrica. Este método tornou-se uma verdadeira revolução na medicina: com a ajuda do PET/CT, os médicos podem diagnosticar o cérebro, identificar doenças relacionadas com a idade - doenças de Alzheimer e Parkinson, e também reconhecer doenças coronárias. Além disso, o PET/CT ajuda a detectar a presença de células cancerosas em estágios iniciais e, se necessário, iniciar rapidamente o tratamento.
Com este método, o cirurgião saberá exatamenteonde está o tumor, qual é a dinâmica do seu desenvolvimento, que proporcionará uma oportunidade para removê-lo completamente sem afetar órgãos saudáveis. Além disso, os especialistas podem entender a melhor forma de conduzir a terapia de radiação para matar as células cancerígenas com danos mínimos ao tecido saudável. Recentemente, os desenvolvedores da Philips introduziram o scanner de PET / CT digital completo Vereos no mercado russo, que usa um detector digital em vez de fotomultiplicadores tradicionais. O aparelho captura até mesmo doses muito baixas de radiação, mantendo alta qualidade de imagem, o que é mais seguro para o paciente e para o médico. O equipamento permite controlar a exposição à radiação sem perder a qualidade de visualização e manter a clareza das imagens, mesmo na presença de implantes.
O que há de novo no campo da ressonância magnética e onde é neurolinguistics
O diagnóstico de ressonância magnética hoje é considerado bastanteum procedimento padrão que pode ser realizado em muitos centros médicos. Mas poucas pessoas sabem que a ressonância magnética é uma ferramenta valiosa não só para médicos, mas também para especialistas na área de neurolinguística.
O que acontece em nossa cabeça quando ouvimosfala ou algo que dizemos? Como ajudar pessoas com patologias da fala? A ressonância magnética ajuda os profissionais a “ver” o idioma. Assim, cientistas do laboratório de neurolinguística de HSE usam ressonância magnética funcional para estudar adultos com várias lesões cerebrais que afetam a função da fala. Graças a este diagnóstico, você pode ver a área danificada e como o cérebro constrói novos, em vez de links quebrados. De acordo com dados de ressonância magnética, pode-se entender onde a função de fala foi. Os cientistas também desenvolveram um localizador de fala especial: as pessoas realizam uma tarefa de fala na ressonância magnética, com a ajuda da qual a atividade das regiões cerebrais é determinada. Com base nos dados obtidos, a terapia ideal é selecionada.
Outro exemplo de ressonância magnética é não invasivo.avaliação da concentração de ferro no corpo humano. Este estudo foi realizado por especialistas do Instituto de Pesquisa. Rogachev Crianças que sofrem de doenças do sangue a recebem de doadores, o que com o tempo leva ao acúmulo nos tecidos de compostos contendo ferro - os produtos de degradação da hemoglobina do sangue. Isto leva a graves violações das funções dos órgãos, por exemplo, no coração - a uma parada súbita e cardiomiopatia, no fígado - a cirrose, no pâncreas - ao diabetes. Normalmente, o controle da concentração de ferro é verificado usando uma biópsia hepática, mas este método é invasivo e pode levar a sérias conseqüências. Métodos modernos de ressonância magnética permitem, sem intervenções cirúrgicas, avaliar a concentração de ferro nos tecidos, no entanto, pesquisas adicionais ainda são necessárias para introduzir o método na prática clínica.
Cardiomiopatia- um grupo heterogêneo de doenças miocárdicas,associada a disfunção mecânica ou elétrica, que geralmente se manifesta como hipertrofia ou dilatação inadequada. As cardiomiopatias podem afetar apenas o coração isoladamente ou fazer parte de uma doença sistêmica generalizada, muitas vezes levando à morte cardiovascular ou incapacidade causada por insuficiência cardíaca progressiva.
Equipamento de diagnóstico médico aprovadouma ótima maneira e melhorou a cada ano, permitindo que você obtenha imagens melhores. Em setembro de 2018, a Philips revolucionou a indústria e introduziu a primeira máquina de ressonância magnética na Europa com um revolucionário sistema de refrigeração para alcançar o efeito de supercondutividade. Ao contrário do magneto clássico, que requer mais de 1.500 litros de hélio líquido para esfriar, apenas 7 litros desse gás liquefeito estão envolvidos no novo dispositivo. O hélio líquido é colocado no sistema na fase de fabricação, após o qual o ímã é completamente selado, o que elimina a possibilidade de evaporação de gás e elimina a necessidade de reabastecimento regular. O scanner gelless é mais simples de instalar e permite reduzir significativamente o custo de operação da clínica.
Entre no futuro: que descobertas valem a pena esperar no século XXI?
Com o desenvolvimento da tecnologia digital integradaAs capacidades de telerradiologia serão gradualmente expandidas. A essência desta esfera consiste na troca de imagens diagnósticas e outros dados do paciente dentro e fora da clínica para conclusão remota ou para obter uma segunda opinião de especialista. Com a ajuda de sistemas telerradiológicos, é possível melhorar a qualidade e a disponibilidade de atendimento médico para a população em qualquer parte do mundo.
Para o auxílio de médicos na análise e descrição deimagem gradualmente vem inteligência artificial. A IA fornece uma análise abrangente de todas as informações disponíveis no instantâneo, reduzindo assim o risco de omissão acidental de patologia que não estava no campo de visão de um especialista. Além disso, a IA resolverá o problema da qualidade das imagens médicas, pois poderá verificar automaticamente se há algum defeito na imagem. Devido a isso, o número de estudos repetidos é reduzido, e as clínicas podem alocar mais efetivamente o orçamento devido a isso. A Philips já possui uma solução protótipo similar.
Barra lateral
Grande impulso para o desenvolvimento do diagnóstico de radiaçãoirá fornecer tecnologia de realidade aumentada. Uma dessas soluções inovadoras é o desenvolvimento do Voka, que permite ao traumatologista ver os ossos danificados dentro do paciente no estágio de exame e planejamento da operação. Com base nos dados obtidos como resultado de tomografia computadorizada ou ressonância magnética, são criados modelos 3D de órgãos e tecidos lesionados. Os modelos resultantes, bem como os modelos de implantes e raios, são carregados no headset de realidade mista Microsoft HoloLens para o trabalho futuro do cirurgião. Isso garante alta precisão nas operações e reabilitação rápida dos pacientes, mesmo após ferimentos graves. Um conceito semelhante foi desenvolvido por especialistas da Philips em conjunto com a Microsoft para o HoloLens 2. A solução permite a transferência em tempo real de imagens 2D para um ambiente holográfico tridimensional de realidade aumentada, que pode ser fácil e intuitivamente controlado por um médico. Este conceito é projetado especificamente para operações minimamente invasivas, onde a visualização precisa e detalhada é a chave para um procedimento bem-sucedido.
Big data terá um grande papel. Por um lado, eles contêm enormes conjuntos de informações sobre pacientes e, portanto, permitem que você armazene mais conhecimento sobre as patologias existentes. Isso contribuirá para um diagnóstico mais precoce e mais preciso não apenas de doenças, mas também de várias predisposições. Por outro lado, o big data ajudará a criar bibliotecas de dados estruturais, o que permitirá aos cientistas obter uma resposta antes mesmo de realizar pesquisas fundamentais e caras: por exemplo, se a teoria for testada e desenvolvida no desenvolvimento de um novo medicamento.
Estas 4 esferas são os principais aspectos da radialdiagnósticos que transformarão o mundo dos diagnósticos de radiação e abrirão novas oportunidades para os médicos na luta contra as doenças mais graves do século XXI.