imaging médis

Taun 1896, Wilhelm Roentgen manggihan sinar-X, sarta dina taun 1900, sinar-X dada munggaran. Lajeng asalna tabung X-ray. Jeung naon kasampak kawas kiwari. Anjeun bakal manggihan dina artikel di handap.

1806 Philippe Bozzini ngamekarkeun endoscope di Mainz, medarkeun dina kasempetan "Der Lichtleiter" - buku ajar dina ulikan ngeunaan recesses awak manusa. Anu mimiti ngagunakeun alat ieu dina operasi anu suksés nyaéta urang Perancis Antonin Jean Desormeaux. Saméméh panemuan listrik, sumber cahaya éksternal dipaké pikeun mariksa kandung kemih, rahim, jeung titik, kitu ogé rongga nasal.

1. X-ray munggaran - leungeun pamajikan Roentgen urang

1896 Wilhelm Roentgen manggihan sinar-X jeung kamampuhna pikeun nembus padet. Spesialis munggaran anu anjeunna nunjukkeun "roentgenograms" sanés dokter, tapi kolega Roentgen - fisikawan (1). Potensi klinis tina penemuan ieu dipikawanoh sababaraha minggu engké, nalika hiji X-ray tina beling kaca dina ramo anak opat taun ieu diterbitkeun dina jurnal médis. Dina sababaraha taun ka hareup, komersialisasi sareng produksi massal tabung sinar-X nyebarkeun téknologi anyar ka sakumna dunya.

1900 X-ray dada munggaran. Panyebaran sinar-X dada ngamungkinkeun pikeun ngadeteksi tuberkulosis dina tahap awal, anu dina waktos éta mangrupikeun salah sahiji panyabab maot anu paling umum.

1906-1912 Usaha kahiji ngagunakeun agén kontras pikeun pamariksaan organ sareng pembuluh anu langkung saé.

1913 Pipa sinar-X nyata, anu disebut tabung vakum katoda panas, muncul, anu ngagunakeun sumber éléktron anu dikontrol efisien kusabab fenomena émisi termal. Anjeunna muka jaman anyar dina prakték radiological médis sarta industri. Panyiptana nyaéta panemu Amérika William D. Coolidge (2), anu katelah "bapa tabung sinar-X". Babarengan sareng grid gerak anu diciptakeun ku ahli radiologi Chicago Hollis Potter, lampu Coolidge ngajantenkeun radiografi alat anu teu berharga pikeun dokter nalika Perang Dunya I.

1916 Henteu sakabéh radiographs éta gampang maca - kadang jaringan atawa objék obscured naon keur nalungtik. Ku alatan éta, dermatologist Perancis André Bocage ngembangkeun hiji metoda emitting sinar-X tina sudut nu beda-beda, nu ngaleungitkeun kasusah misalna. Milikna .

1919 Pneumoencephalography mucunghul, nu mangrupa prosedur diagnostik invasif tina sistim saraf pusat. Ieu diwangun dina ngaganti bagian tina cairan cerebrospinal kalawan hawa, oksigén atawa hélium, diwanohkeun ngaliwatan kabocoran kana kanal tulang tonggong, sarta ngajalankeun hiji x-ray tina sirah. Gas-gas ieu kontras pisan sareng sistem ventricular otak, anu ngamungkinkeun pikeun nyandak gambar tina ventrikel. Metoda ieu loba dipaké dina pertengahan abad ka-80, tapi ieu ampir sakabéhna ditinggalkeun dina XNUMXs, saprak pamariksaan ieu pisan nyeri pikeun sabar jeung ieu pakait sareng resiko serius komplikasi.

30-an sareng 40-an Dina ubar fisik sareng rehabilitasi, énergi gelombang ultrasonik mimiti dianggo sacara lega. Rusia Sergey Sokolov ieu experimenting kalawan pamakéan ultrasound pikeun manggihan defects logam. Dina 1939, anjeunna ngagunakeun frékuénsi 3 GHz, tapi teu nyadiakeun resolusi gambar nyugemakeun. Dina 1940, Heinrich Gohr jeung Thomas Wedekind ti Medical University of Cologne, Jérman, dibere dina artikel maranéhanana "Der Ultraschall in der Medizin" kamungkinan diagnostics ultrasound dumasar kana téhnik gema-refleks sarupa nu dipaké dina deteksi defects logam. .

Nu nulis hipotésis yén métode ieu bakal ngidinan deteksi tumor, exudates, atawa bisul. Tapi, aranjeunna henteu tiasa nyebarkeun hasil anu ngayakinkeun tina percobaanna. Ogé dipikawanoh nyaéta percobaan médis ultrasonic ti Austria Karl T. Dussik, a neurologist ti Universitas Wina di Austria, dimimitian dina 30s telat.

1937 Matematikawan Polandia Stefan Kaczmarz ngarumuskeun dina karyana "Téknik Rekonstruksi Aljabar" pondasi téoritis metode rekonstruksi aljabar, anu teras diterapkeun dina tomografi komputasi sareng pamrosésan sinyal digital.

Taun 40-an. Bubuka gambar tomographic ngagunakeun tube x-ray diputer sabudeureun awak sabar atawa organ individu. Ieu ngamungkinkeun pikeun ningali detil anatomi sareng parobahan patologis dina bagian éta.

1946 Fisikawan Amérika Edward Purcell sareng Felix Bloch sacara mandiri nimukeun résonansi magnetik nuklir NMR (3). Aranjeunna dileler Hadiah Nobel dina Fisika pikeun "ngembangkeun métode anyar pangukuran tepat jeung kapanggihna patali dina widang magnetism nuklir."

3. Set pakakas NMR

1950 naék scanner rectilinear, disusun ku Benedict Cassin. Alat dina vérsi ieu dipaké nepi ka awal 70an jeung rupa-rupa farmasi radioaktif dumasar-isotop pikeun gambar organ sakuliah awak.

1953 Gordon Brownell ti Massachusetts Institute of Technology nyiptakeun alat anu cikal bakal kaméra PET modern. Kalayan pitulungna, anjeunna sareng neurosurgeon William H. Sweet, tiasa ngadiagnosa tumor otak.

1955 Inténsif gambar sinar-x dinamis dikembangkeun anu ngamungkinkeun pikeun nyandak gambar sinar-x tina gambar gerak jaringan sareng organ. Sinar-x ieu nyayogikeun inpormasi anyar ngeunaan fungsi awak sapertos jantung sareng sistem sirkulasi.

1955-1958 Dokter Skotlandia Ian Donald mimiti ngagunakeun tes ultrasound pikeun diagnosis médis. Anjeunna ahli ginekologi. Artikel na "Investigation of Beuteung Massa kalawan Pulsed Ultrasound", diterbitkeun dina Juni 7, 1958 dina jurnal médis The Lancet, diartikeun pamakéan téhnologi ultrasound sarta nempatkeun pondasi pikeun diagnosis prenatal (4).

1957 Endoscope serat optik munggaran dikembangkeun - ahli gastroenterologi Basili Hirshowitz sareng kolega-kolegana ti Universitas Michigan patén serat optik, gastroscope semi-fléksibel.

1958 Hal Oscar Anger nampilkeun dina rapat taunan American Society for Nuclear Medicine kamar scintillation anu ngamungkinkeun pikeun dinamis. pencitraan organ manusa. Alat asup ka pasar saatos dasawarsa.

1963 Freshly minted Dr David Kuhl, bareng jeung sobat na, insinyur Roy Edwards, nampilkeun ka dunya karya gabungan munggaran, hasil tina sababaraha taun persiapan: aparatur munggaran di dunya pikeun nu disebut. tomography émisinu maranéhna nelepon Mark II. Dina taun-taun saterusna, téori anu langkung akurat sareng modél matematika dikembangkeun, seueur panilitian anu dilakukeun, sareng mesin anu langkung maju parantos diwangun. Tungtungna, dina 1976, John Keyes nyiptakeun mesin SPECT munggaran - tomografi émisi foton tunggal - dumasar kana pangalaman Cool sareng Edwards.

1967-1971 Ngagunakeun métode aljabar Stefan Kaczmarz, insinyur listrik Inggris Godfrey Hounsfield nyiptakeun yayasan téoritis tomography diitung. Dina taun-taun di handap, anjeunna ngawangun alat panyeken EMI CT anu munggaran (5), dimana, dina 1971, pamariksaan munggaran jalma dilaksanakeun di Rumah Sakit Atkinson Morley di Wimbledon. Alatna di produksi taun 1973. Dina 1979, Hounsfield, babarengan jeung fisikawan Amérika Allan M. Cormack, dileler Hadiah Nobel pikeun kontribusi maranéhna pikeun ngembangkeun tomography komputasi.

5. EMI scanner

1973 Kimiawan Amérika Paul Lauterbur (6) manggihan yén ku ngawanohkeun gradién médan magnét ngaliwatan zat dibikeun, hiji bisa nganalisis jeung manggihan komposisi zat ieu. Élmuwan ngagunakeun téknik ieu pikeun nyiptakeun gambar anu ngabédakeun antara cai normal sareng beurat. Dumasar kana karyana, fisikawan Inggris Peter Mansfield ngawangun téori sorangan sareng nunjukkeun kumaha ngadamel gambar gancang sareng akurat ngeunaan struktur internal.

Hasil tina karya duanana élmuwan éta pamariksaan médis non-invasif, katelah magnét résonansi Imaging atanapi MRI. Dina 1977, mesin MRI, dikembangkeun ku dokter Amérika Raymond Damadian, Larry Minkoff, sarta Michael Goldsmith, munggaran dipaké pikeun nalungtik hiji jalma. Lauterbur sareng Mansfield babarengan dilélér Hadiah Nobel Fisiologi atanapi Kedokteran 2003.

1974 Amérika Michael Phelps ngembangkeun kaméra Positron Emission Tomography (PET). Scanner PET komérsial munggaran diciptakeun berkat karya Phelps sareng Michel Ter-Poghosyan, anu mingpin pamekaran sistem di EG&G ORTEC. Scanner dipasang di UCLA taun 1974. Kusabab sél kanker métabolismena glukosa sapuluh kali leuwih gancang ti sél normal, tumor ganas muncul salaku spot caang dina PET scan (7).

1976 Ahli bedah Andreas Grünzig nampilkeun angioplasti koronér di Rumah Sakit Universitas Zurich, Swiss. Metoda ieu ngagunakeun fluoroscopy pikeun ngubaran sténosis pembuluh darah.

1978 naék radiografi digital. Pikeun kahiji kalina, gambar tina sistem sinar-X dirobih kana file digital, anu teras tiasa diolah pikeun diagnosis anu langkung jelas sareng disimpen sacara digital pikeun panalungtikan sareng analisa kahareup.

Taun 80-an. Douglas Boyd ngenalkeun metode tomografi sinar éléktron. Scanner EBT ngagunakeun sinar éléktron anu dikontrol sacara magnét pikeun nyiptakeun cingcin sinar-X.

1984 Pencitraan 3D munggaran nganggo komputer digital sareng data CT atanapi MRI muncul, hasilna gambar XNUMXD tulang sareng organ.

1989 Spiral computed tomography (spiral CT) mimiti dianggo. Ieu mangrupikeun tés anu ngagabungkeun gerakan rotasi kontinyu tina sistem lampu-detektor sareng gerakan méja dina permukaan uji (8). Kauntungan penting tina tomografi spiral nyaéta pangurangan waktos pamariksaan (ngamungkinkeun kéngingkeun gambar sababaraha belasan lapisan dina hiji scan salami sababaraha detik), kumpulan bacaan tina sakumna volume, kalebet lapisan organ, anu aya di antara. scan kalawan CT tradisional, kitu ogé transformasi optimal scan berkat software anyar. Pelopor metode anyar éta Siemens Diréktur Panalungtikan sarta Pangwangunan Dr Willy A. Kalender. Pabrikan anu sanés ngiringan léngkah Siemens.

8. Skéma spiral diitung tomography

1993 Ngembangkeun téknik echoplanar Imaging (EPI) anu bakal ngamungkinkeun sistem MRI ngadeteksi stroke akut dina tahap awal. EPI ogé nyayogikeun pencitraan fungsional, contona, kagiatan otak, anu ngamungkinkeun para dokter pikeun diajar fungsi bagian-bagian otak anu béda.

1998 Anu disebut pamariksaan PET multimodal sareng tomografi komputasi. Hal ieu dilakukeun ku Dr David W. Townsend ti Universitas Pittsburgh, babarengan jeung Ron Nutt, spesialis sistem pepet. Ieu parantos muka kasempetan anu saé pikeun métabolik sareng pencitraan anatomis pasien kanker. Prototipe munggaran PET / CT scanner, dirancang jeung diwangun ku CTI PET Systems di Knoxville, Tennesse, hirup di 1998.

2018 MARS Bioimaging ngenalkeun téknik warna i Imaging médis XNUMXD (9), anu, tinimbang poto hideung sareng bodas tina jero awak, nawiskeun kualitas anu énggal dina ubar - gambar warna.

Jinis panyeken anyar ngagunakeun téknologi Medipix, mimiti dikembangkeun pikeun para ilmuwan di European Organization for Nuclear Research (CERN) pikeun ngalacak partikel dina Large Hadron Collider nganggo algoritma komputer. Gantina ngarekam sinar-X nalika ngaliwatan jaringan jeung kumaha aranjeunna diserep, scanner nangtukeun tingkat énergi pasti sinar-X nalika aranjeunna pencét bagian béda awak. Lajeng ngarobah hasil kana kelir béda pikeun cocog tulang, otot, jeung jaringan lianna.

9. bagian berwarna tina pigeulang, dijieun maké téhnologi MARS Bioimaging.

Klasifikasi pencitraan médis

1. Roentgen (x-ray) ieu mangrupa x-ray awak jeung proyéksi sinar-x kana pilem atawa detektor. Jaringan lemes ditingali saatos suntikan kontras. Metoda, nu utamana dipaké dina diagnosis sistem rangka, dicirikeun ku akurasi lemah sareng kontras low. Salaku tambahan, radiasi gaduh pangaruh négatip - 99% tina dosis kaserep ku organisme uji.

2. tomografi (Yunani - cross section) - ngaran koléktif métode diagnostik, nu diwangun ku meunangkeun gambar tina bagian cross awak atawa bagian tina eta. Métode tomografi dibagi kana sababaraha kelompok:

• Ultrasound (ultrasound) nyaéta métode non-invasif anu ngagunakeun fénoména gelombang sora dina wates-wates rupa-rupa média. Éta ngagunakeun ultrasonik (2-5 MHz) sareng transduser piezoelektrik. Gambar ngalir sacara real waktos;
• computed tomography (CT) ngagunakeun sinar-x dikontrol komputer pikeun nyieun gambar awak. Pamakéan sinar-x ngadeukeutkeun CT kana sinar-x, tapi sinar-x sareng tomografi komputasi nyayogikeun inpormasi anu béda. Memang bener yén hiji radiologist ngalaman ogé bisa infer lokasi tilu diménsi, contona, tumor tina hiji gambar X-ray, tapi sinar-X, kawas CT scan, inherently dua diménsi;
• pencitraan résonansi magnét (MRI) - jenis tomografi ieu ngagunakeun gelombang radio pikeun nguji pasien anu disimpen dina médan magnét anu kuat. Gambar anu dihasilkeun dumasar kana gelombang radio anu dipancarkeun ku jaringan anu ditaliti, anu ngahasilkeun sinyal anu langkung atanapi kirang sengit gumantung kana lingkungan kimiawi. Gambar awak pasien tiasa disimpen salaku data komputer. MRI, sapertos CT, ngahasilkeun gambar XNUMXD sareng XNUMXD, tapi kadang-kadang metode anu langkung sénsitip, khususna pikeun ngabédakeun jaringan lemes;
• tomografi émisi positron (PET) - pendaptaran gambar komputer parobahan métabolisme gula lumangsung dina jaringan. Pasién disuntik ku zat anu mangrupakeun kombinasi gula sareng gula anu dilabélan isotop. Anu terakhir ngamungkinkeun pikeun mendakan kanker, sabab sél kanker nyandak molekul gula langkung éfisién tibatan jaringan sanés dina awak. Saatos ingestion gula radioaktif dilabélan, sabar ngagolér pikeun approx.
• 60 menit bari gula dicirian ngiderkeun dina awakna. Upami aya tumor dina awak, gula kedah éfisién akumulasi di jerona. Lajeng sabar, diteundeun dina méja, laun diwanohkeun kana scanner pepet - 6-7 kali dina 45-60 menit. Scanner PET dipaké pikeun nangtukeun distribusi gula dina jaringan awak. Hatur nuhun kana analisa CT sareng PET, kamungkinan neoplasma tiasa dijelaskeun langkung saé. Gambar anu diolah ku komputer dianalisis ku ahli radiologi. PET bisa ngadeteksi abnormalitas sanajan métode séjén nunjukkeun sipat normal tina jaringan. Éta ogé ngamungkinkeun pikeun mendiagnosis kambuh kanker sareng nangtoskeun éféktivitas pangobatan - nalika tumor ngaleutikan, sél na métabolismena kirang gula;
• Tomografi Émisi Foton Tunggal (SPECT) - téhnik tomographic dina widang kadokteran nuklir. Kalayan bantuan radiasi gamma, éta ngamungkinkeun anjeun nyiptakeun gambar spasial tina kagiatan biologis tina bagian mana waé awak pasien. Metoda ieu ngamungkinkeun anjeun pikeun ngabayangkeun aliran getih sareng métabolisme di daérah anu tangtu. Éta ngagunakeun radiopharmaceuticals. Éta sanyawa kimia anu diwangun ku dua unsur - tracer, nyaéta isotop radioaktif, sareng pamawa anu tiasa disimpen dina jaringan sareng organ sareng ngatasi halangan getih-otak. Pamawa sering gaduh sipat selektif ngabeungkeut antibodi sél tumor. Aranjeunna netep dina jumlah sabanding sareng métabolisme; 
• tomografi kohérénsi optik (OCT) - métode anyar sarupa ultrasound, tapi sabar ieu probed ku beam cahaya (interferometer). Dipaké pikeun pamariksaan panon dina dermatologi sareng kedokteran gigi. Lampu paburencay nuduhkeun posisi tempat-tempat sapanjang jalur pancaran cahaya dimana indéks réfraktifna robah.

3. Scintigraphy - urang meunang di dieu hiji gambar organ, sarta luhureun sakabeh aktivitas maranéhanana, ngagunakeun dosis leutik isotop radioaktif (radiopharmaceuticals). Téhnik ieu dumasar kana paripolah farmasi tangtu dina awak. Aranjeunna meta salaku wahana pikeun isotop dipaké. Ubar anu dilabélan akumulasi dina organ anu ditalungtik. Radioisotop ngaluarkeun radiasi pangionan (paling sering radiasi gamma), nembus ka luar awak, dimana nu disebut kaméra gamma dirékam.