медициналық бейнелеу
1896 жылы Вильгельм Рентген рентген сәулелерін, ал 1900 жылы кеуде қуысының алғашқы рентгенін ашты. Содан кейін рентгендік түтік келеді. Ал бүгін қандай көрінеді. Төмендегі мақаладан біле аласыз.
1806 Филипп Боззини Майнцте эндоскопты жасап шығарады, бұл орайда «Der Lichtleiter» - адам денесінің ойықтарын зерттеуге арналған оқу құралын басып шығарады. Бұл құрылғыны сәтті операцияда бірінші рет қолданған француз Антонин Жан Дезормо болды. Электр тогы ойлап табылғанға дейін сыртқы жарық көздері қуықты, жатырды және тоқ ішекті, сондай-ақ мұрын қуысын зерттеу үшін пайдаланылды.
1. Бірінші рентген – Рентгеннің әйелінің қолы
1896 Вильгельм Рентген рентген сәулелерін және олардың қатты денелерге ену қабілетін ашты. Ол өзінің «рентгенографиясын» көрсеткен алғашқы мамандар дәрігерлер емес, Рентгеннің әріптестері – физиктер болды (1). Бұл өнертабыстың клиникалық әлеуеті бірнеше аптадан кейін, төрт жасар баланың саусағындағы әйнек сынығының рентгені медициналық журналда жарияланған кезде танылды. Келесі бірнеше жыл ішінде рентген түтіктерінің коммерциялануы және жаппай өндірісі жаңа технологияны бүкіл әлемге таратты.
1900 Бірінші кеуде рентгені. Кеуде қуысының рентгенографиясын кеңінен қолдану туберкулезді ерте кезеңде анықтауға мүмкіндік берді, ол сол уақытта өлімнің ең көп таралған себептерінің бірі болды.
1906-1912 Ағзалар мен тамырларды жақсырақ тексеру үшін контраст агенттерін қолданудың алғашқы әрекеттері.
1913 Термиондық эмиссия құбылысына байланысты тиімді басқарылатын электрон көзін пайдаланатын ыстық катодты вакуумдық түтік деп аталатын шынайы рентгендік түтік пайда болады. Ол медициналық және өндірістік радиологиялық тәжірибеде жаңа дәуірді ашты. Оны жасаушы американдық өнертапқыш Уильям Д. Кулидж (2), халық арасында «рентген түтігінің әкесі» деген атпен белгілі. Чикаголық радиолог Холлис Поттер жасаған жылжымалы тормен бірге Кулидж шамы радиографияны Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде дәрігерлер үшін баға жетпес құралға айналдырды.
1916 Барлық рентгенограммаларды оқу оңай емес – кейде тіндер немесе заттар зерттелетін нәрсені жасырып қалады. Сондықтан француз дерматологы Андре Бокаж әртүрлі бұрыштардан рентген сәулелерін шығару әдісін жасап, мұндай қиындықтарды жойды. Оның .
1919 Орталық жүйке жүйесінің инвазивті диагностикалық процедурасы болып табылатын пневмоэнцефалография пайда болады. Ол жұлын каналына пункция арқылы енгізілген цереброспинальды сұйықтықтың бір бөлігін ауамен, оттегімен немесе гелиймен ауыстырудан және бастың рентгенін жасаудан тұрды. Газдар мидың қарыншалық жүйесімен жақсы контраст болды, бұл қарыншалардың бейнесін алуға мүмкіндік берді. Әдіс 80 ғасырдың ортасында кеңінен қолданылды, бірақ XNUMX-жылдары толығымен дерлік бас тартылды, өйткені емтихан науқас үшін өте ауыр болды және асқынулардың ауыр қаупімен байланысты болды.
30-40 жж Физикалық медицинада және реабилитацияда ультрадыбыстық толқындардың энергиясы кеңінен қолданыла бастады. Ресейлік Сергей Соколов металл ақауларын табу үшін ультрадыбысты қолдану арқылы тәжірибе жасап жатыр. 1939 жылы ол 3 ГГц жиілігін пайдаланады, алайда бұл кескіннің қанағаттанарлық ажыратымдылығын қамтамасыз етпейді. 1940 жылы Генрих Гор және Германияның Кельн медициналық университетінің қызметкері Томас Ведекинд «Der Ultraschall in der Medizin» мақаласында металл ақауларын анықтауда қолданылатын эхо-рефлекторлық әдістерге негізделген ультрадыбыстық диагностиканың мүмкіндігін ұсынды. .
Авторлар бұл әдіс ісіктерді, экссудаттарды немесе абсцесстерді анықтауға мүмкіндік береді деп болжаған. Алайда олар өз тәжірибелерінің сенімді нәтижелерін жариялай алмады. Сондай-ақ Австриядағы Вена университетінің невропатологы, австриялық Карл Т. Дуссиктің 30-шы жылдардың аяғында басталған ультрадыбыстық медициналық тәжірибелері белгілі.
1937 Поляк математигі Стефан Качмарц өзінің «Техника алгебралық реконструкция» атты еңбегінде алгебралық қайта құру әдісінің теориялық негіздерін тұжырымдайды, кейін ол компьютерлік томографияда және цифрлық сигналдарды өңдеуде қолданылды.
40 жыл. Науқастың денесінің немесе жеке мүшелерінің айналасында айналатын рентгендік түтіктің көмегімен томографиялық кескінді енгізу. Бұл бөлімдердегі анатомия мен патологиялық өзгерістердің егжей-тегжейлерін көруге мүмкіндік берді.
1946 Америкалық физиктер Эдвард Пурселл мен Феликс Блох өз бетінше ядролық магниттік-резонанстық ЯМР ойлап тапты (3). Оларға «ядролық магнетизм саласындағы дәл өлшеудің жаңа әдістері мен онымен байланысты ашылымдарды жасағаны үшін» физика бойынша Нобель сыйлығы берілді.
3. ЯМР аппаратурасының жинағы
1950 көтеріледі простолиндік сканер, құрастырған Бенедикт Кассин. Бұл нұсқадағы құрылғы 70-ші жылдардың басына дейін дене мүшелерін бейнелеу үшін әртүрлі радиоактивті изотоптар негізіндегі фармацевтикалық препараттармен қолданылды.
1953 Массачусетс технологиялық институтының қызметкері Гордон Браунелл заманауи PET камерасының бастаушысы болып табылатын құрылғыны жасайды. Оның көмегімен ол нейрохирург Уильям Х.Свитпен бірге ми ісіктерін анықтай алады.
1955 Тіндердің және мүшелердің қозғалатын кескіндерінің рентгендік кескіндерін алуға мүмкіндік беретін динамикалық рентгендік кескінді күшейткіштер әзірленуде. Бұл рентгендік сәулелер жүрек соғуы және қан айналымы жүйесі сияқты дене функциялары туралы жаңа ақпарат берді.
1955-1958 Шотландиялық дәрігер Ян Дональд медициналық диагностика үшін ультрадыбыстық сынақтарды кеңінен қолдана бастайды. Ол гинеколог. Оның 7 жылы 1958 маусымда The Lancet медициналық журналында жарияланған «Іш қуысының массасын импульстік УДЗ арқылы зерттеу» мақаласы ультрадыбыстық технологияны қолдануды анықтап, пренатальды диагностиканың негізін қалады (4).
1957 Алғашқы талшықты-оптикалық эндоскоп жасалды - гастроэнтеролог Басили Хиршовиц және оның Мичиган университетіндегі әріптестері талшықты-оптикалық байланысқа патент алды, жартылай икемді гастроскоп.
1958 Хал Оскар Анжер Американың ядролық медицина қоғамының жыл сайынғы жиналысында динамикалық әсерге мүмкіндік беретін сцинтилляциялық камераны ұсынады. адам мүшелерін бейнелеу. Құрылғы нарыққа он жылдан кейін шығады.
1963 Жаңадан соғылған доктор Дэвид Куль өзінің досы, инженер Рой Эдвардспен бірге әлемге бірнеше жылдық дайындықтың нәтижесі болып табылатын алғашқы бірлескен жұмысты ұсынады: әлемдегі бірінші аппарат деп аталатын. эмиссиялық томографияОны олар Марк II деп атайды. Одан кейінгі жылдары дәлірек теориялар мен математикалық модельдер жасалды, көптеген зерттеулер жүргізілді, барған сайын жетілдірілген машиналар жасалды. Ақырында, 1976 жылы Джон Кейс Cool және Edwards тәжірибесіне негізделген бірінші SPECT аппаратын - бір фотонды эмиссиялық томографияны жасайды.
1967-1971 Стефан Качмарцтың алгебралық әдісін қолдана отырып, ағылшын инженер-электрик Годфри Хоунсфилд компьютерлік томографияның теориялық негіздерін жасайды. Келесі жылдары ол бірінші жұмыс істейтін EMI CT сканерін (5) құрастырады, ол бойынша 1971 жылы Уимблдондағы Аткинсон Морли ауруханасында адамды бірінші тексеру жүргізілді. Құрылғы 1973 жылы өндіріске енгізілді. 1979 жылы Хоунсфилд американдық физик Аллан М.Кормакпен бірге компьютерлік томографияны дамытуға қосқан үлесі үшін Нобель сыйлығының лауреаты атанды.
5. EMI сканері
1973 Америка химигі Пол Лаутербур (6) берілген зат арқылы өтетін магнит өрісінің градиенттерін енгізу арқылы осы заттың құрамын талдап, білуге болатынын анықтады. Ғалым осы әдіс арқылы қалыпты су мен ауыр суды ажырататын бейне жасайды. Ағылшын физигі Питер Мэнсфилд өз жұмысына сүйене отырып, өз теориясын құрастырады және ішкі құрылымның тез және дәл бейнесін жасау жолын көрсетеді.
Екі ғалымның жұмысының нәтижесі магниттік-резонанстық томография немесе МРТ деп аталатын инвазивті емес медициналық тексеру болды. 1977 жылы американдық дәрігерлер Раймонд Дамадиан, Ларри Минкофф және Майкл Голдсмит жасаған МРТ аппараты алғаш рет адамды зерттеу үшін қолданылды. Лотербер мен Мэнсфилд физиология немесе медицина саласындағы 2003 жылғы Нобель сыйлығын бірге алды.
1974 Америкалық Майкл Фелпс позитронды эмиссиялық томография (ПЭТ) камерасын жасап жатыр. Алғашқы коммерциялық PET сканері EG&G ORTEC жүйесінде жүйенің дамуына жетекшілік еткен Фелпс пен Мишель Тер-Погосянның жұмысының арқасында жасалды. Сканер 1974 жылы UCLA-да орнатылды. Рак жасушалары глюкозаны қалыпты жасушаларға қарағанда он есе жылдам метаболиздендіретіндіктен, қатерлі ісіктер ПЭТ сканерлеуінде жарқын дақтар ретінде көрінеді (7).
1976 Хирург Андреас Грюнциг Цюрих, Швейцария университеттік ауруханасында коронарлық ангиопластиканы ұсынады. Бұл әдіс қан тамырларының стенозын емдеу үшін флюорографияны пайдаланады.
1978 көтеріледі сандық рентгенография. Алғаш рет рентгендік жүйедегі сурет сандық файлға түрлендіріледі, содан кейін оны нақты диагноз қою үшін өңдеуге және болашақ зерттеулер мен талдаулар үшін цифрлық түрде сақтауға болады.
80 жыл. Дуглас Бойд электронды сәулелік томография әдісін енгізеді. EBT сканерлері рентген сәулелерінің сақинасын жасау үшін магниттік басқарылатын электрондар шоғын пайдаланды.
1984 Сандық компьютерлер мен CT немесе MRI деректерін пайдаланатын алғашқы 3D кескіні пайда болады, нәтижесінде сүйектер мен мүшелердің XNUMXD кескіндері пайда болады.
1989 Спиральды компьютерлік томография (спиральды КТ) қолданысқа енеді. Бұл лампа-детектор жүйесінің үздіксіз айналмалы қозғалысы мен үстелдің сынақ беті (8) үстіндегі қозғалысын біріктіретін сынақ. Спиральды томографияның маңызды артықшылығы - зерттеу уақытын қысқарту (бірнеше секундқа созылатын бір сканерлеуде бірнеше ондаған қабаттардың кескінін алуға мүмкіндік береді), бүкіл көлемнен, соның ішінде мүше қабаттарынан көрсеткіштерді жинау. дәстүрлі КТ көмегімен сканерлеу, сондай-ақ жаңа бағдарламалық құралдың арқасында сканерлеуді оңтайлы түрлендіру арасында болды. Жаңа әдістің пионері Siemens ғылыми-зерттеу және дамыту жөніндегі директоры, доктор Вилли А. Календер болды. Көп ұзамай басқа өндірушілер Siemens ізімен жүрді.
8. Спиральды компьютерлік томография схемасы
1993 МРТ жүйелеріне жедел инсультті ерте кезеңде анықтауға мүмкіндік беретін эхопланарлы бейнелеу (EPI) әдісін жасаңыз. EPI сонымен қатар, мысалы, мидың белсенділігін функционалдық бейнелеуді қамтамасыз етеді, бұл клиниктерге мидың әртүрлі бөліктерінің қызметін зерттеуге мүмкіндік береді.
1998 Компьютерлік томографиямен бірге мультимодальды ПЭТ зерттеулері деп аталады. Мұны Питтсбург университетінің докторы Дэвид В. Таунсенд және ПЭТ жүйелері бойынша маман Рон Наттпен бірге жасады. Бұл онкологиялық науқастардың метаболикалық және анатомиялық бейнелеуіне үлкен мүмкіндіктер ашты. Ноксвиллдегі (Теннесси штаты) CTI PET Systems әзірлеген және құрастырған алғашқы PET/CT сканерінің прототипі 1998 жылы іске қосылды.
2018 MARS Bioimaging түсі i техникасын ұсынады XNUMXD медициналық бейнелеу (9), ол дененің ішкі бөлігінің ақ-қара фотосуреттерінің орнына медицинада мүлдем жаңа сапаны - түрлі-түсті бейнелерді ұсынады.
Сканердің жаңа түрі компьютерлік алгоритмдер арқылы Үлкен адрон коллайдеріндегі бөлшектерді бақылау үшін Еуропалық ядролық зерттеулер ұйымының (CERN) ғалымдары үшін алғаш рет әзірленген Medipix технологиясын пайдаланады. Рентген сәулелерін тіндер арқылы өтетінін және олардың қалай жұтылатынын жазудың орнына сканер дененің әртүрлі бөліктеріне түскен рентгендік сәулелердің нақты энергетикалық деңгейін анықтайды. Содан кейін ол нәтижелерді сүйектерге, бұлшықеттерге және басқа тіндерге сәйкестендіру үшін әртүрлі түстерге айналдырады.
9. MARS Bioimaging технологиясы арқылы жасалған білезіктің түсті кесіндісі.
Медициналық бейнелеудің классификациясы
1. Рентген (рентген) бұл пленкаға немесе детекторға рентген сәулелерінің проекциясы бар дененің рентгені. Жұмсақ тіндер контрастты инъекциядан кейін көрінеді. Негізінен сүйек жүйесін диагностикалауда қолданылатын әдіс төмен дәлдікпен және төмен контрастпен ерекшеленеді. Сонымен қатар, радиация теріс әсер етеді - дозаның 99% зерттелетін ағзаға сіңеді.
2. томография (грекше – қима) – дененің немесе оның бір бөлігінің көлденең қимасының бейнесін алудан тұратын диагностикалық әдістердің жиынтық атауы. Томографиялық әдістер бірнеше топқа бөлінеді:
- UZI (UZI) әр түрлі ортаның шекарасында дыбыстың толқындық құбылыстарын қолданатын инвазивті емес әдіс болып табылады. Ол ультрадыбыстық (2-5 МГц) және пьезоэлектрлік түрлендіргіштерді пайдаланады. Кескін нақты уақытта қозғалады;
- компьютерлік томография (КТ) дененің кескіндерін жасау үшін компьютермен басқарылатын рентген сәулелерін пайдаланады. Рентген сәулелерін пайдалану КТ-ны рентгенге жақындатады, бірақ рентген және компьютерлік томография әртүрлі ақпарат береді. Рас, тәжірибелі рентгенолог сонымен қатар ісіктің үш өлшемді орналасуын, мысалы, рентгендік суреттен шығара алады, бірақ рентген сәулелері КТ-дан айырмашылығы, екі өлшемді болып табылады;
- магнитті-резонансты бейнелеу (МРТ) - томографияның бұл түрі күшті магнит өрісіне орналастырылған науқастарды тексеру үшін радиотолқындарды пайдаланады. Алынған кескін химиялық ортаға байланысты азды-көпті интенсивті сигналдар тудыратын зерттелетін тіндер шығаратын радиотолқындарға негізделген. Науқастың дене бейнесін компьютерлік деректер ретінде сақтауға болады. МРТ, CT сияқты, XNUMXD және XNUMXD кескіндерді шығарады, бірақ кейде әлдеқайда сезімтал әдіс, әсіресе жұмсақ тіндерді ажырату үшін;
- Позитронды эмиссиялық томография (ПЭТ) - тіндерде болатын қант алмасуының өзгерістерінің компьютерлік кескіндерін тіркеу. Науқасқа қант пен изотоптық таңбаланған қанттың қосындысы болып табылатын зат енгізіледі. Соңғысы қатерлі ісіктің орнын анықтауға мүмкіндік береді, өйткені рак клеткалары қант молекулаларын денедегі басқа ұлпаларға қарағанда тиімдірек қабылдайды. Радиактивті таңбаланған қантты қабылдағаннан кейін пациент шамамен XNUMX минут жатады.
- Белгіленген қант оның денесінде айналу кезінде 60 минут. Егер денеде ісік болса, онда қант тиімді түрде жиналуы керек. Содан кейін үстелге жатқызылған пациент біртіндеп ПЭТ сканеріне енгізіледі - 6-7 минут ішінде 45-60 рет. ПЭТ сканері қанттың дене тіндерінде таралуын анықтау үшін қолданылады. КТ және ПЭТ талдауының арқасында мүмкін болатын неоплазманы жақсырақ сипаттауға болады. Компьютерде өңделген суретті рентгенолог талдайды. ПЭТ басқа әдістер тіннің қалыпты сипатын көрсеткенде де ауытқуларды анықтай алады. Ол сондай-ақ қатерлі ісіктің қайталануын диагностикалауға және емдеудің тиімділігін анықтауға мүмкіндік береді - ісік кішірейген сайын оның жасушалары қантты аз және азырақ метаболиздейді;
- Бір фотонды эмиссиялық томография (SPECT) – ядролық медицина саласындағы томографиялық техника. Гамма-сәулеленудің көмегімен ол науқастың денесінің кез келген бөлігінің биологиялық белсенділігінің кеңістіктік бейнесін жасауға мүмкіндік береді. Бұл әдіс белгілі бір аймақта қан ағымы мен метаболизмді визуализациялауға мүмкіндік береді. Ол радиофармацевтикалық препараттарды пайдаланады. Олар екі элементтен тұратын химиялық қосылыстар – радиоактивті изотоп болып табылатын трасер және ұлпалар мен мүшелерде шөгіп, гематоэнцефалдық бөгетті жеңе алатын тасымалдаушы. Тасымалдаушылар көбінесе ісік жасушаларының антиденелерімен селективті байланысу қасиетіне ие. Олар метаболизмге пропорционалды мөлшерде орналасады;
- оптикалық когерентті томография (ОКТ) - ультрадыбыстыққа ұқсас жаңа әдіс, бірақ пациент жарық сәулесінің көмегімен (интерферометр) зондталады. Дерматология мен стоматологияда көзді тексеру үшін қолданылады. Кері шашыраған жарық жарық сәулесінің жол бойындағы сыну көрсеткіші өзгеретін орындардың орнын көрсетеді.
3. Сцинтиграфия - біз мұнда радиоактивті изотоптардың (радиофармацевтикалық препараттардың) шағын дозаларын қолданатын органдардың және ең алдымен олардың белсенділігінің бейнесін аламыз. Бұл әдіс белгілі бір фармацевтикалық препараттардың ағзадағы әрекетіне негізделген. Олар қолданылатын изотопты тасымалдау құралы ретінде әрекет етеді. Белгіленген препарат зерттелетін органда жинақталады. Радиоизотоп иондаушы сәулеленуді (көбінесе гамма-сәулелену) шығарады, гамма-камера деп аталатын денеден тыс еніп кетеді.
