medikal nga imaging

Niadtong 1896, nadiskobrehan ni Wilhelm Roentgen ang X-ray, ug niadtong 1900, ang unang chest X-ray. Dayon moabut ang X-ray tube. Ug unsa ang hitsura karon. Mahibal-an nimo sa artikulo sa ubos.

1806 Gipalambo ni Philippe Bozzini ang endoscope sa Mainz, nga gipatik sa okasyon nga "Der Lichtleiter", usa ka libro sa pagtuon sa mga recesses sa lawas sa tawo. Ang una nga migamit niini nga himan sa usa ka malampuson nga operasyon mao ang Pranses nga si Antonin Jean Desormeaux. Sa wala pa ang pag-imbento sa elektrisidad, ang gawas nga mga tinubdan sa kahayag gigamit sa pagsusi sa pantog, uterus ug colon, ingon man usab sa mga lungag sa ilong.

1. Ang unang x-ray - ang kamot sa asawa ni Roentgen

1896 Nadiskobrehan ni Wilhelm Roentgen ang X-ray ug ang abilidad niini sa pagsulod sa mga solido. Ang unang mga espesyalista nga iyang gipakita ang iyang "roentgenograms" dili mga doktor, apan ang mga kauban ni Roentgen - mga physicist (1). Ang klinikal nga potensyal niini nga imbensyon giila pipila ka semana ang milabay sa dihang ang x-ray sa usa ka glass shard sa tudlo sa upat ka tuig nga bata gimantala sa usa ka medikal nga journal. Sa misunod nga pipila ka tuig, ang komersyalisasyon ug mass production sa X-ray tubes mikaylap sa bag-ong teknolohiya sa tibuok kalibutan.

1900 Unang chest x-ray. Ang kaylap nga paggamit sa mga x-ray sa dughan nagpaposible sa pag-ila sa tuberculosis sa sayo nga yugto, nga niadtong panahona maoy usa sa labing kasagarang mga hinungdan sa kamatayon.

1906-1912 Ang una nga pagsulay sa paggamit sa kontra nga ahente alang sa mas maayo nga pagsusi sa mga organo ug mga sudlanan.

1913 Ang usa ka tinuod nga X-ray tube, nga gitawag nga hot cathode vacuum tube, mitumaw, nga naggamit sa usa ka episyente nga kontrolado nga tinubdan sa elektron tungod sa panghitabo sa thermal emission. Gibuksan niya ang usa ka bag-ong panahon sa medikal ug industriyal nga radiological practice. Ang nagmugna niini mao ang Amerikanong imbentor nga si William D. Coolidge (2), nga naila nga "amahan sa X-ray tube." Uban sa mapalihok nga grid nga gihimo sa Chicago radiologist nga si Hollis Potter, ang Coolidge lamp naghimo sa radiography nga usa ka bililhon nga himan alang sa mga doktor sa panahon sa Unang Gubat sa Kalibutan.

1916 Dili tanang radiographs sayon ​​basahon - usahay ang mga tisyu o mga butang makatago sa unsay gisusi. Busa, ang Pranses nga dermatologist nga si André Bocage nakahimog usa ka paagi sa pagpagula ug X-ray gikan sa lainlaing mga anggulo, nga nagwagtang sa maong mga kalisdanan. Iyang .

1919 Ang pneumoencephalography nagpakita, nga usa ka invasive diagnostic nga pamaagi sa sentral nga sistema sa nerbiyos. Naglangkob kini sa pag-ilis sa bahin sa cerebrospinal fluid sa hangin, oxygen o helium, nga gipaila pinaagi sa usa ka puncture sa spinal canal, ug paghimo sa x-ray sa ulo. Ang mga gas maayo nga gitandi sa ventricular system sa utok, nga nagpaposible nga makakuha usa ka imahe sa ventricles. Ang pamaagi kaylap nga gigamit sa tunga-tunga sa ika-80 nga siglo, apan hapit hingpit nga gibiyaan sa XNUMXs, tungod kay ang eksaminasyon hilabihan ka sakit alang sa pasyente ug nalangkit sa usa ka seryoso nga risgo sa mga komplikasyon.

30s ug 40s Sa pisikal nga medisina ug rehabilitasyon, ang kusog sa ultrasonic waves nagsugod nga kaylap nga gigamit. Ang Russian nga si Sergey Sokolov nag-eksperimento sa paggamit sa ultrasound aron makit-an ang mga depekto sa metal. Kaniadtong 1939, gigamit niya ang frequency nga 3 GHz, nga, bisan pa, wala maghatag igo nga resolusyon sa imahe. Niadtong 1940, gipresentar ni Heinrich Gohr ug Thomas Wedekind sa Medical University of Cologne, Germany, sa ilang artikulong "Der Ultraschall in der Medizin" ang posibilidad sa ultrasound diagnostics base sa echo-reflex techniques nga susama niadtong gigamit sa pag-ila sa mga depekto sa metal. .

Ang mga tagsulat nag-hypothesize nga kini nga pamaagi magtugot sa pag-ila sa mga tumor, exudate, o abscesses. Bisan pa, dili nila mamantala ang makapakombinsir nga mga resulta sa ilang mga eksperimento. Nailhan usab ang ultrasonic medikal nga mga eksperimento sa Austrian nga si Karl T. Dussik, usa ka neurologist gikan sa Unibersidad sa Vienna sa Austria, nagsugod sa ulahing bahin sa 30s.

1937 Ang Polish nga matematiko nga si Stefan Kaczmarz nagporma sa iyang trabaho nga "Technique of Algebraic Reconstruction" sa theoretical foundations sa pamaagi sa algebraic reconstruction, nga unya gigamit sa computed tomography ug digital signal processing.

Mga 40 Ang pagpaila sa usa ka tomographic nga imahe gamit ang x-ray tube nga gipatuyok libot sa lawas sa pasyente o indibidwal nga mga organo. Kini nagpaposible nga makita ang mga detalye sa anatomy ug pathological nga mga kausaban sa mga seksyon.

1946 Ang mga Amerikanong pisiko nga si Edward Purcell ug Felix Bloch independente nga nag-imbento sa nuclear magnetic resonance NMR (3). Gihatagan sila og Nobel Prize sa Physics alang sa "pagpalambo sa bag-ong mga pamaagi sa tukma nga pagsukod ug may kalabutan nga mga nadiskobrehan sa natad sa nukleyar nga magnetismo."

3. Set sa NMR equipment

1950 mobangon scanner prostoliniowy, gihugpong ni Benedict Cassin. Ang himan niini nga bersyon gigamit hangtod sa sayong bahin sa dekada 70 nga adunay lainlaing radioactive isotope-based pharmaceuticals sa mga organo sa imahe sa tibuok lawas.

1953 Si Gordon Brownell sa Massachusetts Institute of Technology nagmugna og usa ka himan nga mao ang nag-una sa modernong PET camera. Uban sa iyang tabang, siya, uban sa neurosurgeon William H. Sweet, nakahimo sa pagdayagnos sa mga tumor sa utok.

1955 Ang mga dinamikong x-ray image intensifier gipalambo nga nagpaposible nga makakuha og x-ray nga mga hulagway sa naglihok nga mga hulagway sa mga tisyu ug mga organo. Kini nga mga x-ray naghatag ug bag-ong impormasyon bahin sa mga gimbuhaton sa lawas sama sa pagpitik sa kasingkasing ug sa sistema sa sirkulasyon.

1955-1958 Ang Scottish nga doktor nga si Ian Donald nagsugod sa kaylap nga paggamit sa mga pagsulay sa ultrasound alang sa medikal nga pagdayagnos. Usa siya ka gynecologist. Ang iyang artikulo nga "Investigation of Abdominal Masses with Pulsed Ultrasound", nga gipatik sa Hunyo 7, 1958 sa medikal nga journal nga The Lancet, naghubit sa paggamit sa teknolohiya sa ultrasound ug nagbutang sa pundasyon alang sa prenatal diagnosis (4).

1957 Ang una nga fiber optic endoscope naugmad - ang gastroenterologist nga si Basili Hirshowitz ug ang iyang mga kauban gikan sa Unibersidad sa Michigan nagpatente sa usa ka fiber optic, semi-flexible nga gastroscope.

1958 Gipresentar ni Hal Oscar Anger sa tinuig nga miting sa American Society for Nuclear Medicine ang usa ka scintillation chamber nga nagtugot alang sa dinamikong imaging sa mga organo sa tawo. Ang aparato mosulod sa merkado pagkahuman sa usa ka dekada.

1963 Bag-ong minted Dr. David Kuhl, uban sa iyang higala, engineer Roy Edwards, nagpresentar sa kalibutan sa unang hiniusang buhat, ang resulta sa pipila ka tuig sa pagpangandam: ang kalibutan sa unang apparatus alang sa gitawag nga. emission tomographynga gitawag nila nga Mark II. Sa misunod nga mga tuig, ang mas tukma nga mga teorya ug mga modelo sa matematika naugmad, daghang mga pagtuon ang gihimo, ug nagkadaghan ang mga advanced nga makina nga gitukod. Sa kataposan, sa 1976, si John Keyes nagmugna sa unang SPECT machine - single photon emission tomography - base sa kasinatian ni Cool ug Edwards.

1967-1971 Gamit ang algebraic nga pamaagi ni Stefan Kaczmarz, ang English electrical engineer nga si Godfrey Hounsfield nagmugna sa teoretikal nga pundasyon sa computed tomography. Sa misunod nga mga tuig, gitukod niya ang una nga nagtrabaho nga EMI CT scanner (5), diin, kaniadtong 1971, ang una nga pagsusi sa usa ka tawo gihimo sa Atkinson Morley Hospital sa Wimbledon. Ang aparato gibutang sa produksiyon kaniadtong 1973. Niadtong 1979, si Hounsfield, kauban ang Amerikanong pisiko nga si Allan M. Cormack, gihatagan ug Nobel Prize alang sa ilang kontribusyon sa pagpalambo sa computed tomography.

5. EMI Scanner

1973 Ang Amerikanong chemist nga si Paul Lauterbur (6) nakadiskobre nga pinaagi sa pagpaila sa mga gradients sa magnetic field nga moagi sa usa ka butang, ang usa maka-analisar ug makahibalo sa komposisyon niini nga substansiya. Gigamit sa siyentista kini nga teknik aron makahimo usa ka imahe nga nagpalahi sa normal ug bug-at nga tubig. Pinasukad sa iyang trabaho, ang Ingles nga pisiko nga si Peter Mansfield nagtukod sa iyang kaugalingon nga teorya ug nagpakita kung giunsa paghimo ang usa ka dali ug tukma nga imahe sa internal nga istruktura.

Ang resulta sa trabaho sa duha ka siyentista usa ka non-invasive nga medikal nga eksaminasyon, nailhan nga magnetic resonance imaging o MRI. Niadtong 1977, ang MRI machine, nga gimugna sa mga Amerikanong doktor nga sila Raymond Damadian, Larry Minkoff ug Michael Goldsmith, unang gigamit sa pagtuon sa usa ka tawo. Si Lauterbur ug Mansfield dungan nga gihatagan sa 2003 Nobel Prize sa Physiology o Medicine.

1974 Ang Amerikanong si Michael Phelps nagmugna ug Positron Emission Tomography (PET) nga kamera. Ang una nga komersyal nga PET scanner gimugna salamat sa buhat ni Phelps ug Michel Ter-Poghosyan, nga nanguna sa pagpauswag sa sistema sa EG&G ORTEC. Ang scanner gi-install sa UCLA kaniadtong 1974. Tungod kay ang mga selula sa kanser mag-metabolize sa glucose napulo ka pilo nga mas paspas kay sa normal nga mga selyula, ang malignant nga mga tumor makita ingong hayag nga mga spots sa PET scan (7).

1976 Ang Surgeon nga si Andreas Grünzig nagpresentar sa coronary angioplasty sa University Hospital Zurich, Switzerland. Kini nga pamaagi naggamit sa fluoroscopy aron matambal ang stenosis sa mga ugat sa dugo.

1978 mobangon digital radiography. Sa unang higayon, ang usa ka hulagway gikan sa X-ray system gi-convert ngadto sa digital file, nga mahimong maproseso para sa mas klaro nga diagnosis ug tipigan sa digital para sa umaabot nga panukiduki ug pagtuki.

Mga 80 Gipaila ni Douglas Boyd ang pamaagi sa electron beam tomography. Ang EBT scanner migamit ug magnetically controlled beam sa mga electron aron makamugna ug singsing sa X-rays.

1984 Ang unang 3D imaging gamit ang digital computers ug CT o MRI data makita, nga moresulta sa XNUMXD nga mga hulagway sa mga bukog ug organo.

1989 Ang spiral computed tomography (spiral CT) gigamit. Kini usa ka pagsulay nga naghiusa sa usa ka padayon nga rotational nga paglihok sa sistema sa lamp-detector ug paglihok sa lamesa sa ibabaw sa sulud sa pagsulay (8). Ang usa ka hinungdanon nga bentaha sa spiral tomography mao ang pagkunhod sa oras sa eksaminasyon (gitugotan ka nga makakuha usa ka imahe sa daghang dosena nga mga layer sa usa ka pag-scan nga molungtad daghang mga segundo), ang pagkolekta sa mga pagbasa gikan sa tibuuk nga volume, lakip ang mga layer sa organ, nga naa sa taliwala sa mga pag-scan gamit ang tradisyonal nga CT, ingon man ang kamalaumon nga pagbag-o sa pag-scan salamat sa bag-ong software. Ang nagpayunir sa bag-ong pamaagi mao ang Siemens Director of Research and Development Dr. Willy A. Kalender. Ang ubang mga tiggama sa wala madugay misunod sa mga tunob sa Siemens.

8. Scheme sa spiral computed tomography

1993 Paghimo ug echoplanar imaging (EPI) nga teknik nga magtugot sa mga sistema sa MRI nga makamatikod sa acute stroke sa sayo nga yugto. Naghatag usab ang EPI og functional imaging sa, pananglitan, kalihokan sa utok, nga gitugotan ang mga clinician nga tun-an ang function sa lainlaing mga bahin sa utok.

1998 Ang gitawag nga multimodal PET nga eksaminasyon kauban ang computed tomography. Gihimo kini ni Dr. David W. Townsend sa Unibersidad sa Pittsburgh, kauban si Ron Nutt, usa ka espesyalista sa PET systems. Nagbukas kini og daghang mga oportunidad alang sa metabolic ug anatomical imaging sa mga pasyente sa kanser. Ang una nga prototype nga PET/CT scanner, nga gidisenyo ug gitukod sa CTI PET Systems sa Knoxville, Tennessee, nabuhi niadtong 1998.

2018 Gipaila sa MARS Bioimaging ang color i technique XNUMXD nga medikal nga imaging (9), nga, imbes nga itom ug puti nga mga litrato sa sulod sa lawas, nagtanyag sa usa ka bug-os nga bag-ong kalidad sa medisina - kolor nga mga hulagway.

Ang bag-ong matang sa scanner naggamit sa Medipix nga teknolohiya, unang gihimo alang sa mga siyentista sa European Organization for Nuclear Research (CERN) aron masubay ang mga partikulo sa Large Hadron Collider gamit ang computer algorithms. Imbes nga irekord ang mga X-ray samtang kini moagi sa mga tisyu ug kon sa unsang paagi kini masuhop, ang scanner motino sa eksaktong lebel sa enerhiya sa X-ray samtang kini moigo sa lainlaing bahin sa lawas. Dayon kini magbag-o sa mga resulta ngadto sa lain-laing mga kolor aron mohaum sa mga bukog, kaunuran, ug uban pang mga tisyu.

9. Kolor nga seksyon sa pulso, gihimo gamit ang teknolohiya sa MARS Bioimaging.

Klasipikasyon sa medikal nga imaging

1. X-ray (X-ray) Kini usa ka x-ray sa lawas pinaagi sa pagproyekto sa x-ray sa usa ka pelikula o detector. Ang humok nga mga tisyu makita human mahatag ang contrast. Ang pamaagi, nga gigamit sa panguna sa pagdayagnos sa sistema sa kalabera, gihulagway sa ubos nga katukma ug ubos nga kalainan. Dugang pa, ang radiation adunay negatibo nga epekto - 99% sa dosis masuhop sa pagsulay nga organismo.

2. tomography (Griyego - cross section) - ang kolektibo nga ngalan sa mga pamaagi sa pagdayagnos, nga naglangkob sa pagkuha sa usa ka imahe sa usa ka cross section sa usa ka lawas o bahin niini. Ang mga pamaagi sa tomography gibahin sa daghang mga grupo:

• Ultrasound (ultrasound) – usa ka non-invasive nga pamaagi nga naggamit sa wave phenomena sa tingog sa mga utlanan sa lain-laing media. Gigamit niini ang ultrasonic (2-5 MHz) ug piezoelectric transducers. Ang imahe naglihok sa tinuud nga oras;
• computed tomography (CT) – naggamit ug computer-controlled x-rays aron makamugna og mga hulagway sa lawas. Ang paggamit sa X-ray nagdala sa CT nga mas duol sa X-ray, apan ang X-ray ug CT scan naghatag ug lainlaing impormasyon. Tinuod nga ang usa ka eksperyensiyado nga radiologist mahimo usab nga makahinapos sa tulo-ka-dimensional nga lokasyon sa, pananglitan, usa ka tumor gikan sa usa ka x-ray nga hulagway, apan ang mga x-ray, dili sama sa CT scan, sa kinaiyanhon nga duha ka dimensiyon;
• magnetic resonance imaging (MRI) – Kini nga matang sa tomography naggamit sa mga radio wave aron masusi ang mga pasyente nga gibutang sa kusog nga magnetic field. Ang resulta nga imahe gibase sa mga radio wave nga gipagawas sa mga tisyu nga gisusi, nga nagpatunghag mas daghan o dili kaayo grabe nga mga signal depende sa kemikal nga palibot. Ang hulagway sa lawas sa pasyente mahimong tipigan isip data sa kompyuter. Ang MRI, sama sa CT, naghatag sa XNUMXD ug XNUMXD nga mga imahe, apan usahay usa ka labi ka sensitibo nga pamaagi, labi na alang sa pag-ila sa humok nga mga tisyu;
• positron emission tomography (PET) – pagrehistro sa mga hulagway sa kompyuter sa mga kausaban sa metabolismo sa asukal nga nahitabo sa mga tisyu. Ang pasyente gihatagan usa ka indeyksiyon sa usa ka substansiya nga kombinasyon sa asukal ug asukal nga adunay label nga isotope. Ang ulahi nagpaposible sa pagpangita sa kanser tungod kay ang mga selula sa kanser mosuhop sa mga molekula sa asukal nga mas episyente kaysa ubang mga tisyu sa lawas. Human sa pagkuha sa radiolabeled nga asukar, ang pasyente mohigda sa gibanabana.
• 60 minutos samtang nag-circulate sa iyang lawas ang markadong asukar. Kung adunay tumor sa lawas, ang asukal kinahanglan nga maipon sa epektibo nga paagi. Unya ang pasyente, gibutang sa lamesa, anam-anam nga gipaila sa PET scanner - 6-7 ka beses sa 45-60 minuto. Usa ka PET scanner ang gigamit aron mahibal-an ang pag-apod-apod sa asukal sa mga tisyu sa lawas. Salamat sa pag-analisar sa CT ug PET scan, ang usa ka posible nga tumor mahimong mas maayo nga gihulagway. Ang hulagway nga giproseso sa kompyuter gisusi sa usa ka radiologist. Ang PET makamatikod sa mga abnormalidad bisan kung ang ubang mga pamaagi nagpakita sa normal nga tisyu. Kini usab naghimo niini nga posible nga sa pagdayagnos sa kanser pagbalik-balik ug sa pagtino sa pagka-epektibo sa pagtambal - ingon nga ang tumor shrink, ang iyang mga selula metabolize gamay ug mas ubos nga asukar;
• Usa ka photon emission tomography (SPECT) – tomographic nga teknolohiya sa natad sa nukleyar nga medisina. Gamit ang gamma radiation, posible nga maghimo usa ka spatial nga imahe sa biolohikal nga kalihokan sa bisan unsang bahin sa lawas sa pasyente. Kini nga pamaagi nagtugot kanimo sa paghanduraw sa pag-agos sa dugo ug metabolismo sa usa ka lugar. Gigamit niini ang radiopharmaceuticals. Kini mga kemikal nga compound nga gilangkuban sa duha ka elemento - usa ka tracer, nga usa ka radioactive isotope, ug usa ka carrier nga mahimong ideposito sa mga tisyu ug organo ug mabuntog ang babag sa dugo-utok. Ang mga tigdala sa kasagaran adunay kabtangan nga pilion nga nagbugkos sa mga antibodies sa mga selula sa tumor. Nagpuyo sila sa mga gidaghanon nga katumbas sa metabolismo; 
• optical coherence tomography (OCT) - usa ka bag-ong pamaagi nga susama sa ultrasound, apan ang pasyente gisusi gamit ang usa ka sinag sa kahayag (interferometer). Gigamit alang sa pagsusi sa mata sa dermatology ug dentistry. Ang backscattered nga kahayag nagsulti kanato sa posisyon sa mga dapit ubay sa agianan sa light beam diin ang refractive index nausab.

3. Scintigraphy – dinhi kita og usa ka larawan sa mga organo, ug labaw sa tanan sa ilang mga kalihokan, sa paggamit sa gagmay nga mga dosis sa radioactive isotopes (radiopharmaceuticals). Kini nga teknik gibase sa kinaiya sa pipila ka mga tambal sa parmasyutiko sa lawas. Naglihok sila isip usa ka sakyanan sa transportasyon alang sa isotope nga gigamit. Ang gimarkahan nga tambal natipon sa organ nga gitun-an. Ang radioisotope nagpagawas sa ionizing radiation (kasagaran gamma radiation), nga motuhop sa gawas sa lawas, diin kini girekord sa gitawag nga gamma camera.