Ljósmyndun

Wilhelm Roentgen uppgötvaði röntgengeisla árið 1896 og fyrstu lungnamyndatöku árið 1900. Svo kemur röntgenglasið. Og hvernig það lítur út í dag. Þú munt komast að því í greininni hér að neðan.

1806 Philippe Bozzini þróar spegilmyndina í Mainz og gaf af því tilefni út "Der Lichtleiter" - kennslubók um rannsóknir á skálum mannslíkamans. Fyrstur til að nota þetta tæki í vel heppnaðri aðgerð var Frakkinn Antonin Jean Desormeaux. Áður en rafmagnið var fundið upp voru ytri ljósgjafar notaðir til að skoða þvagblöðru, leg og ristil, auk nefholanna.

1. Fyrsta röntgengeislinn - hönd eiginkonu Roentgen

1896 Wilhelm Roentgen uppgötvar röntgengeisla og getu þeirra til að komast í gegnum fast efni. Fyrstu sérfræðingarnir sem hann sýndi "roentgenograms" sína voru ekki læknar, heldur samstarfsmenn Roentgens - eðlisfræðingar (1). Klínískir möguleikar þessarar uppfinningar voru viðurkenndir nokkrum vikum síðar, þegar röntgenmynd af glerbroti í fingri fjögurra ára barns var birt í læknatímariti. Á næstu árum dreifði markaðsvæðing og fjöldaframleiðsla röntgenröra hinni nýju tækni um allan heim.

1900 Fyrsta röntgenmynd af brjósti. Mikil notkun röntgenmyndatöku fyrir brjósti gerði það að verkum að unnt var að greina berkla á frumstigi, sem á þeim tíma var ein algengasta dánarorsökin.

1906-1912 Fyrstu tilraunir til að nota skuggaefni til betri skoðunar á líffærum og æðum.

1913 Raunveruleg röntgenrör, sem kallast heit bakskautslofttæmi, er að koma fram, sem notar skilvirka stjórnaða rafeindagjafa vegna fyrirbærisins varmalosun. Hann opnaði nýtt tímabil í læknisfræði og iðnaðar geislalækningum. Höfundur þess var bandaríski uppfinningamaðurinn William D. Coolidge (2), almennt þekktur sem „faðir röntgenrörsins“. Ásamt hreyfanlegu ristinni sem búið var til af Chicago geislafræðingnum Hollis Potter, gerði Coolidge lampinn röntgenmyndatöku að ómetanlegu tæki fyrir lækna í fyrri heimsstyrjöldinni.

1916 Ekki var auðvelt að lesa allar röntgenmyndir - stundum huldu vefir eða hlutir það sem verið var að skoða. Þess vegna þróaði franski húðsjúkdómalæknirinn André Bocage aðferð til að senda frá sér röntgengeisla frá mismunandi sjónarhornum, sem eyddi slíkum erfiðleikum. Hans.

1919 Pneumoencephalography birtist, sem er ífarandi greiningaraðferð á miðtaugakerfinu. Það fólst í því að skipta út hluta af heila- og mænuvökvanum fyrir loft, súrefni eða helíum, komið fyrir með stungu inn í mænuganginn og framkvæma röntgenmyndatöku af höfðinu. Lofttegundirnar voru vel andstæðar sleglakerfi heilans sem gerði það að verkum að hægt var að ná mynd af sleglunum. Aðferðin var mikið notuð um miðja 80. öld en var nánast hætt á níunda áratugnum þar sem rannsóknin var mjög sársaukafull fyrir sjúklinginn og tengdi alvarlegri hættu á fylgikvillum.

30s og 40s Í líkamlegri læknisfræði og endurhæfingu er orka úthljóðsbylgna farin að vera mikið notuð. Rússinn Sergey Sokolov er að gera tilraunir með notkun ómskoðunar til að finna málmgalla. Árið 1939 notar hann tíðnina 3 GHz, sem gefur þó ekki viðunandi myndupplausn. Árið 1940 kynntu Heinrich Gohr og Thomas Wedekind við Læknaháskólann í Köln í Þýskalandi í grein sinni „Der Ultraschall in der Medizin“ möguleikann á ómskoðunargreiningum byggða á bergmálsviðbragðsaðferðum svipaðri þeirri sem notuð er við greiningu málmgalla. .

Höfundarnir settu fram þá tilgátu að þessi aðferð myndi gera kleift að greina æxli, útblástur eða ígerð. Hins vegar gátu þeir ekki birt sannfærandi niðurstöður tilrauna sinna. Einnig þekktar eru úthljóðslækningatilraunir Austurríkismannsins Karls T. Dussik, taugalæknis frá háskólanum í Vínarborg í Austurríki, sem hófust seint á þriðja áratugnum.

1937 Pólski stærðfræðingurinn Stefan Kaczmarz mótar í verki sínu „Technique of Algebruic Reconstruction“ fræðilegan grunn að aðferð algebruískrar endurbyggingar, sem síðan var beitt í tölvusneiðmyndagerð og stafrænni merkjavinnslu.

40-s. Kynning á tomographic mynd með röntgenröri sem snúið er um líkama sjúklingsins eða einstök líffæri. Þetta gerði það mögulegt að sjá smáatriðin um líffærafræði og meinafræðilegar breytingar á köflum.

1946 Bandarísku eðlisfræðingarnir Edward Purcell og Felix Bloch fundu sjálfstætt upp kjarnasegulómun NMR (3). Þeir fengu Nóbelsverðlaunin í eðlisfræði fyrir „þróun nýrra aðferða við nákvæmar mælingar og tengdar uppgötvanir á sviði kjarnasegulmagns“.

3. Sett af NMR búnaði

1950 hækkar réttlínulegur skanni, unnin af Benedikt Cassin. Tækið í þessari útgáfu var notað þar til snemma á áttunda áratugnum með ýmsum lyfjum sem byggjast á geislavirkum samsætum til að mynda líffæri um allan líkamann.

1953 Gordon Brownell frá Massachusetts Institute of Technology býr til tæki sem er forveri nútíma PET myndavélarinnar. Með hjálp hennar tekst honum, ásamt taugaskurðlækninum William H. Sweet, að greina heilaæxli.

1955 Verið er að þróa kraftmikla röntgenmyndastyrkara sem gera það mögulegt að ná röntgenmyndum af hreyfimyndum af vefjum og líffærum. Þessar röntgengeislar hafa gefið nýjar upplýsingar um líkamsstarfsemi eins og hjartað og blóðrásina.

1955-1958 Skoski læknirinn Ian Donald byrjar að nota mikið ómskoðunarpróf til læknisfræðilegrar greiningar. Hann er kvensjúkdómalæknir. Grein hans "Investigation of abdominal Masses with Pulsed Ultrasound", sem birt var 7. júní 1958 í læknatímaritinu The Lancet, skilgreindi notkun ómskoðunartækni og lagði grunninn að fæðingargreiningu (4).

1957 Fyrsti ljósleiðarinn er þróaður - meltingarfræðingurinn Basili Hirshowitz og samstarfsmenn hans frá háskólanum í Michigan einkaleyfi á ljósleiðara, hálf-sveigjanleg magasjá.

1958 Hal Oscar Anger kynnir á ársfundi American Society for Nuclear Medicine gljáhólf sem gerir kleift að myndatöku af líffærum manna. Tækið kemur á markaðinn eftir áratug.

1963 Nýlagaður Dr. David Kuhl, ásamt vini sínum, Roy Edwards verkfræðingi, kynna fyrir heiminum fyrsta sameiginlega verkið, afrakstur margra ára undirbúnings: fyrsta tæki heimsins fyrir svokallaða. losunarsneiðmyndsem þeir kalla Mark II. Á síðari árum voru þróaðar nákvæmari kenningar og stærðfræðilíkön, fjölmargar rannsóknir voru gerðar og fleiri og fullkomnari vélar voru smíðaðar. Að lokum, árið 1976, býr John Keyes til fyrstu SPECT vélina - ein ljóseindasneiðmynd - byggð á reynslu Cool og Edwards.

1967-1971 Með því að nota algebruaðferð Stefans Kaczmarz, skapar enski rafmagnsverkfræðingurinn Godfrey Hounsfield fræðilegan grunn tölvusneiðmynda. Á næstu árum smíðar hann fyrsta starfandi EMI tölvusneiðmyndaskannarinn (5), sem árið 1971 var fyrsta rannsókn á einstaklingi gerð á Atkinson Morley sjúkrahúsinu í Wimbledon. Tækið var tekið í framleiðslu árið 1973. Árið 1979 hlaut Hounsfield, ásamt bandaríska eðlisfræðingnum Allan M. Cormack, Nóbelsverðlaunin fyrir framlag þeirra til þróunar tölvusneiðmynda.

5. EMI skanni

1973 Bandaríski efnafræðingurinn Paul Lauterbur (6) uppgötvaði að með því að setja halla segulsviðs sem fer í gegnum tiltekið efni er hægt að greina og finna út samsetningu þessa efnis. Vísindamaðurinn notar þessa tækni til að búa til mynd sem gerir greinarmun á venjulegu og þungu vatni. Byggt á verkum sínum byggir enski eðlisfræðingurinn Peter Mansfield upp sína eigin kenningu og sýnir hvernig hægt er að gera skjóta og nákvæma mynd af innri byggingu.

Niðurstaða vinnu beggja vísindamannanna var ekki ífarandi læknisskoðun, þekkt sem segulómun eða segulómun. Árið 1977 var segulómunarvélin, þróuð af bandarísku læknunum Raymond Damadian, Larry Minkoff og Michael Goldsmith, notuð í fyrsta skipti í rannsóknum á mönnum. Lauterbur og Mansfield hlutu í sameiningu Nóbelsverðlaunin í lífeðlisfræði eða læknisfræði árið 2003.

1974 Bandaríkjamaðurinn Michael Phelps er að þróa Positron Emission Tomography (PET) myndavél. Fyrsti auglýsing PET skanni var búinn til þökk sé vinnu Phelps og Michel Ter-Poghosyan, sem leiddu þróun kerfisins hjá EG&G ORTEC. Skanni var settur upp við UCLA árið 1974. Vegna þess að krabbameinsfrumur umbrotna glúkósa tífalt hraðar en venjulegar frumur birtast illkynja æxli sem ljósir blettir á PET-skönnun (7).

1976 Skurðlæknir Andreas Grünzig kynnir kransæðavíkkun á háskólasjúkrahúsinu í Zürich í Sviss. Þessi aðferð notar flúrspeglun til að meðhöndla æðaþrengsli.

1978 hækkar stafræn röntgenmyndataka. Í fyrsta skipti er mynd úr röntgenkerfi breytt í stafræna skrá sem síðan er hægt að vinna úr til skýrari greiningar og geyma stafrænt til framtíðarrannsókna og greiningar.

80-s. Douglas Boyd kynnir aðferð rafeindageislasneiðmynda. EBT skannar notuðu segulstýrðan geisla rafeinda til að búa til hring af röntgengeislum.

1984 Fyrsta þrívíddarmyndatakan með stafrænum tölvum og tölvusneiðmynda- eða segulómun birtist, sem leiðir til þrívíddarmynda af beinum og líffærum.

1989 Spiral computed tomography (spiral CT) kemur í notkun. Þetta er próf sem sameinar stöðuga snúningshreyfingu lampaskynjarakerfisins og hreyfingu borðsins yfir prófunarflötinn (8). Mikilvægur kostur spíralsneiðmynda er stytting á skoðunartíma (það gerir þér kleift að fá mynd af nokkrum tugum laga í einni skönnun sem varir í nokkrar sekúndur), söfnun lestra úr öllu bindinu, þar með talið lögum líffærisins, sem voru á milli skanna með hefðbundnum tölvusneiðmyndum, sem og bestu umbreytingu skönnunarinnar þökk sé nýjum hugbúnaði. Frumkvöðull nýju aðferðarinnar var Siemens forstöðumaður rannsókna og þróunar Dr. Willy A. Kalender. Aðrir framleiðendur fetuðu fljótlega í fótspor Siemens.

8. Áætlun um spíral tölvusneiðmynd

1993 Þróaðu echoplanar imaging (EPI) tækni sem gerir MRI kerfum kleift að greina bráða heilablóðfall á frumstigi. EPI veitir einnig starfræna myndgreiningu á til dæmis heilavirkni, sem gerir læknum kleift að rannsaka starfsemi mismunandi hluta heilans.

1998 Svokölluð fjölþætt PET próf ásamt tölvusneiðmyndatöku. Þetta var gert af Dr. David W. Townsend frá háskólanum í Pittsburgh ásamt Ron Nutt, sérfræðingi í PET-kerfum. Þetta hefur opnað mikla möguleika fyrir efnaskipta- og líffæramyndgreiningar krabbameinssjúklinga. Fyrsti frumgerð PET/CT skannisins, hannaður og smíðaður af CTI PET Systems í Knoxville, Tennessee, fór í loftið árið 1998.

2018 MARS Bioimaging kynnir lita i tæknina XNUMXD læknisfræðileg myndgreining (9), sem, í stað svarthvítra ljósmynda af inni í líkamanum, býður upp á alveg ný gæði í læknisfræði - litmyndir.

Hin nýja tegund skannar notar Medipix tækni, sem fyrst var þróuð fyrir vísindamenn hjá Evrópsku kjarnorkurannsóknastofnuninni (CERN) til að rekja agnir í Large Hadron Collider með tölvualgrími. Í stað þess að taka upp röntgengeisla þegar þeir fara í gegnum vefi og hvernig þeir frásogast, ákvarðar skanninn nákvæmlega orkustig röntgengeisla þegar þeir lenda á mismunandi líkamshlutum. Það breytir síðan niðurstöðunum í mismunandi liti til að passa við bein, vöðva og aðra vefi.

9. Litaður hluti úlnliðsins, gerður með MARS Bioimaging tækni.

Flokkun læknisfræðilegrar myndgreiningar

1. Röntgengeisli (röntgengeisli) þetta er röntgenmynd af líkamanum með vörpun röntgengeisla á filmu eða skynjara. Mjúkvefur sjást eftir skuggaefnissprautu. Aðferðin, sem aðallega er notuð við greiningu á beinakerfinu, einkennist af lítilli nákvæmni og lítilli birtuskilum. Að auki hefur geislun neikvæð áhrif - 99% af skammtinum frásogast af prófunarlífverunni.

2. sneiðmyndafræði (Gríska - þversnið) - samheiti greiningaraðferða, sem felast í því að fá mynd af þversniði líkama eða hluta hans. Tomógrafískum aðferðum er skipt í nokkra hópa:

• UZI (UZI) er ekki ífarandi aðferð sem notar bylgjufyrirbæri hljóðs á mörkum ýmissa miðla. Það notar ultrasonic (2-5 MHz) og piezoelectric transducers. Myndin hreyfist í rauntíma;
• tölvusneiðmynd (CT) notar tölvustýrða röntgengeisla til að búa til myndir af líkamanum. Notkun röntgengeisla færir CT nær röntgengeislum, en röntgengeislar og tölvusneiðmyndir gefa mismunandi upplýsingar. Það er rétt að reyndur geislafræðingur getur einnig ályktað um þrívíddarstaðsetningu td æxlis út frá röntgenmynd, en röntgengeislar, ólíkt tölvusneiðmyndum, eru í eðli sínu tvívíddar;
• segulómun (MRI) - Þessi tegund af sneiðmyndatöku notar útvarpsbylgjur til að skoða sjúklinga sem eru settir í sterkt segulsvið. Myndin sem myndast er byggð á útvarpsbylgjum sem skoðaðir vefir gefa frá sér, sem mynda meira eða minna sterk merki eftir efnaumhverfi. Líkamsmynd sjúklingsins er hægt að vista sem tölvugögn. MRI, eins og CT, framleiðir XNUMXD og XNUMXD myndir, en er stundum miklu viðkvæmari aðferð, sérstaklega til að greina mjúkvef;
• positron emission tomography (PET) - skráningu tölvumynda af breytingum á sykurefnaskiptum sem verða í vefjum. Sjúklingurinn er sprautaður með efni sem er blanda af sykri og samsætumerktum sykri. Hið síðarnefnda gerir það mögulegt að staðsetja krabbameinið þar sem krabbameinsfrumur taka upp sykursameindir á skilvirkari hátt en aðrir vefir líkamans. Eftir inntöku á geislavirka merktum sykri liggur sjúklingurinn í u.þ.b.
• 60 mínútur á meðan merktur sykur streymir um líkama hans. Ef það er æxli í líkamanum verður að safna sykri í það á skilvirkan hátt. Síðan er sjúklingurinn, lagður á borðið, smám saman settur inn í PET skannann - 6-7 sinnum innan 45-60 mínútna. PET skanni er notaður til að ákvarða dreifingu sykurs í líkamsvefjum. Þökk sé greiningu á CT og PET er hægt að lýsa hugsanlegu æxli betur. Tölvuvinnsla myndin er greind af geislafræðingi. PET getur greint frávik jafnvel þegar aðrar aðferðir gefa til kynna eðlilegt eðli vefsins. Það gerir einnig mögulegt að greina krabbameinsköst og ákvarða árangur meðferðar - þegar æxlið minnkar, umbrotna frumur þess minna og minna sykur;
• Sneiðmyndataka með einni ljóseindalosun (SPECT) – tomographic tækni á sviði kjarnorkulækninga. Með hjálp gammageislunar gerir það þér kleift að búa til staðbundna mynd af líffræðilegri virkni hvers hluta líkama sjúklingsins. Þessi aðferð gerir þér kleift að sjá blóðflæði og efnaskipti á tilteknu svæði. Það notar geislavirk lyf. Þetta eru efnasambönd sem samanstanda af tveimur frumefnum - sporefni, sem er geislavirk samsæta, og burðarefni sem hægt er að setja í vefi og líffæri og sigrast á blóð-heila þröskuldinum. Flutningsberar hafa oft þann eiginleika að bindast sértækt við æxlisfrumumótefni. Þeir setjast í magni í réttu hlutfalli við efnaskipti; 
• optical coherence tomography (OCT) - ný aðferð sem líkist ómskoðun, en sjúklingurinn er rannsakaður með ljósgeisla (interferometer). Notað við augnrannsóknir í húð- og tannlækningum. Afturdreift ljós gefur til kynna staðsetningu staða á leið ljósgeislans þar sem brotstuðullinn breytist.

3. Scintigraphy - við fáum hér mynd af líffærum, og umfram allt virkni þeirra, með því að nota litla skammta af geislavirkum samsætum (geislavirkum lyfjum). Þessi tækni byggir á hegðun ákveðinna lyfja í líkamanum. Þeir virka sem farartæki fyrir samsætuna sem notuð er. Merkt lyf safnast fyrir í líffærinu sem verið er að rannsaka. Geislasamsætan gefur frá sér jónandi geislun (oftast gammageislun), sem kemst út fyrir líkamann, þar sem svokölluð gammamyndavél er tekin upp.