הדמיה רפואית
בשנת 1896 גילה וילהלם רונטגן את קרני הרנטגן, ובשנת 1900 את צילום החזה הראשון. ואז מגיע צינור הרנטגן. ואיך זה נראה היום. אתה תגלה במאמר למטה.
1806 פיליפ בוזיני מפתח את האנדוסקופ במיינץ, מפרסם לרגל את "Der Lichtleiter" - ספר לימוד על חקר שקעי גוף האדם. הראשון שהשתמש במכשיר זה במבצע מוצלח היה הצרפתי אנטונין ז'אן דסורמו. לפני המצאת החשמל נעשה שימוש במקורות אור חיצוניים לבדיקת שלפוחית השתן, הרחם והמעי הגס, וכן את חללי האף.
1. צילום הרנטגן הראשון - ידה של אשתו של רונטגן
1896 וילהלם רונטגן מגלה את קרני הרנטגן ואת יכולתן לחדור למוצקים. המומחים הראשונים להם הראה את ה"רוטגנוגרמות" שלו לא היו רופאים, אלא עמיתיו של רונטגן - פיזיקאים (1). הפוטנציאל הקליני של המצאה זו הוכר מספר שבועות לאחר מכן, כאשר צילום רנטגן של רסיס זכוכית באצבע של ילד בן ארבע פורסם בכתב עת רפואי. במהלך השנים הבאות, המסחור והייצור ההמוני של צינורות רנטגן הפיצו את הטכנולוגיה החדשה ברחבי העולם.
1900 צילום חזה ראשון. השימוש הנרחב בצילומי חזה איפשר לזהות שחפת בשלב מוקדם, שהייתה באותה תקופה אחת מגורמי המוות השכיחים ביותר.
1906-1912 הניסיונות הראשונים להשתמש בחומרי ניגוד לבדיקה טובה יותר של איברים וכלי דם.
1913 צץ צינור רנטגן אמיתי, הנקרא צינור ואקום קתודי חם, המשתמש במקור אלקטרוני מבוקר יעיל עקב תופעת הפליטה התרמית. הוא פתח עידן חדש ברדיולוגיה רפואית ותעשייתית. היוצר שלו היה הממציא האמריקאי וויליאם די קולידג' (2), הידוע בכינויו "אבי צינור הרנטגן". יחד עם הרשת הניידת שנוצרה על ידי הרדיולוג של שיקגו הוליס פוטר, מנורת Coolidge הפכה את הרדיוגרפיה לכלי רב ערך עבור רופאים במהלך מלחמת העולם הראשונה.
1916 לא כל צילומי הרנטגן היו קלים לקריאה - לפעמים רקמות או חפצים הסתירו את הנבדק. לכן, רופא העור הצרפתי André Bocage פיתח שיטה לפליטת קרני רנטגן מזוויות שונות, אשר ביטלה קשיים כאלה. שלו.
1919 מופיעה פנאומואנצפלוגרפיה, שהיא הליך אבחון פולשני של מערכת העצבים המרכזית. זה כלל החלפת חלק מנוזל השדרה באוויר, חמצן או הליום, שהוכנס דרך דקירה לתוך תעלת עמוד השדרה, וביצוע צילום רנטגן של הראש. הגזים היו מנוגדים היטב למערכת החדרים של המוח, מה שאפשר לקבל תמונה של החדרים. השיטה הייתה בשימוש נרחב באמצע המאה ה-80, אך נזנחה כמעט לחלוטין בשנות ה-XNUMX, שכן הבדיקה הייתה כואבת ביותר עבור המטופל והייתה קשורה בסיכון רציני לסיבוכים.
שנות ה -30 וה -40 ברפואה הפיזיקלית ובשיקום, האנרגיה של גלים קוליים מתחילה להיות בשימוש נרחב. הרוסי סרגיי סוקולוב מתנסה בשימוש באולטרסאונד כדי למצוא פגמי מתכת. בשנת 1939, הוא משתמש בתדר של 3 GHz, אשר, עם זאת, אינו מספק רזולוציית תמונה מספקת. בשנת 1940 הציגו היינריך גוהר ותומס ווידקינד מהאוניברסיטה הרפואית של קלן, גרמניה, במאמרם "Der Ultraschall in der Medizin" את האפשרות לאבחון אולטרסאונד המבוסס על טכניקות אקו-רפלקס הדומות לאלו המשמשות באיתור פגמי מתכת. .
המחברים שיערו ששיטה זו תאפשר זיהוי של גידולים, יציאות או אבצסים. עם זאת, הם לא יכלו לפרסם תוצאות משכנעות של הניסויים שלהם. ידועים גם הניסויים הרפואיים האולטראסוניים של קארל ט. דוסיק האוסטרי, נוירולוג מאוניברסיטת וינה באוסטריה, החלו בסוף שנות ה-30.
1937 המתמטיקאי הפולני סטפן קצמרץ מנסח בעבודתו "טכניקה של שחזור אלגברי" את היסודות התיאורטיים של שיטת השחזור האלגברי, שיושמה אז בטומוגרפיה ממוחשבת ועיבוד אותות דיגיטלי.
40-s. הצגת תמונה טומוגרפית באמצעות צינור רנטגן המסתובב סביב גופו של המטופל או איברים בודדים. זה איפשר לראות את פרטי האנטומיה והשינויים הפתולוגיים בחתכים.
1946 הפיזיקאים האמריקאים אדוארד פרסל ופליקס בלוך המציאו באופן עצמאי NMR תהודה מגנטית גרעינית (3). הם זכו בפרס נובל לפיזיקה על "פיתוח שיטות חדשות למדידה מדויקת ותגליות קשורות בתחום המגנטיות הגרעינית".
3. סט ציוד NMR
1950 עולה סורק ישר, חובר על ידי בנדיקט קאסין. המכשיר בגרסה זו שימש עד תחילת שנות ה-70 עם תרופות שונות המבוססות על איזוטופים רדיואקטיביים לצילום איברים בכל הגוף.
1953 גורדון בראונל מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס יוצר מכשיר שהוא המבשר של מצלמת ה-PET המודרנית. בעזרתה הוא, יחד עם הנוירוכירורג וויליאם ה. סוויט, מצליח לאבחן גידולי מוח.
1955 מפתחים מגזי רנטגן דינמיים המאפשרים לקבל תמונות רנטגן של תמונות נעות של רקמות ואיברים. צילומי רנטגן אלו סיפקו מידע חדש על תפקודי הגוף כמו הלב הפועם ומערכת הדם.
1955-1958 הרופא הסקוטי איאן דונלד מתחיל לעשות שימוש נרחב בבדיקות אולטרסאונד לאבחון רפואי. הוא גניקולוג. מאמרו "חקירת מסות בטן עם Pulsed Ultrasound", שפורסם ב-7 ביוני 1958 בכתב העת הרפואי The Lancet, הגדיר את השימוש בטכנולוגיית אולטרסאונד והניח את הבסיס לאבחון טרום לידתי (4).
1957 האנדוסקופ הראשון של סיבים אופטיים פותח - הגסטרואנטרולוג בזילי הירשוביץ ועמיתיו מאוניברסיטת מישיגן פטנט על סיב אופטי, גסטרוסקופ חצי גמיש.
1958 האל אוסקר אנגר מציג במפגש השנתי של האגודה האמריקאית לרפואה גרעינית תא נצנוץ המאפשר דינמיות הדמיה של איברים אנושיים. המכשיר נכנס לשוק לאחר עשור.
1963 ד"ר דיוויד קוהל, שנטבע טרי, יחד עם חברו, המהנדס רוי אדוארדס, מציגים לעולם את העבודה המשותפת הראשונה, תוצאה של מספר שנים של הכנה: המנגנון הראשון בעולם למה שנקרא. טומוגרפיה פליטהשהם קוראים לו סימן II. בשנים שלאחר מכן פותחו תיאוריות ומודלים מתמטיים מדויקים יותר, נערכו מחקרים רבים ונבנו עוד ועוד מכונות מתקדמות. לבסוף, בשנת 1976, ג'ון קיז יוצר את מכונת ה-SPECT הראשונה - טומוגרפיה של פליטת פוטון בודד - המבוססת על הניסיון של קול ואדוארדס.
1967-1971 באמצעות השיטה האלגברית של סטפן קצמרץ, מהנדס החשמל האנגלי גודפרי הונספילד יוצר את היסודות התיאורטיים של טומוגרפיה ממוחשבת. בשנים שלאחר מכן, הוא בונה את סורק ה-EMI CT העובד הראשון (5), שעליו, בשנת 1971, מתבצעת הבדיקה הראשונה של אדם בבית החולים אטקינסון מורלי בווימבלדון. המכשיר הוכנס לייצור בשנת 1973. בשנת 1979, הונספילד, יחד עם הפיזיקאי האמריקאי אלן מ. קורמק, זכה בפרס נובל על תרומתם לפיתוח טומוגרפיה ממוחשבת.
5. סורק EMI
1973 הכימאי האמריקאי פול לאוטרבור (6) גילה שעל ידי החדרת גרדיאנטים של שדה מגנטי העובר דרך חומר נתון, ניתן לנתח ולגלות את הרכב החומר הזה. המדען משתמש בטכניקה זו כדי ליצור תמונה המבדילה בין מים רגילים לכבדים. בהתבסס על עבודתו, הפיזיקאי האנגלי פיטר מנספילד בונה תיאוריה משלו ומראה כיצד ליצור תמונה מהירה ומדויקת של המבנה הפנימי.
התוצאה של עבודתם של שני המדענים הייתה בדיקה רפואית לא פולשנית, המכונה הדמיית תהודה מגנטית או MRI. בשנת 1977, מכשיר ה-MRI, שפותח על ידי הרופאים האמריקאים ריימונד דמדיאן, לארי מינקוף ומייקל גולדסמית', שימש לראשונה לחקר אדם. לאוטרבר ומנספילד זכו במשותף בפרס נובל לפיזיולוגיה או רפואה לשנת 2003.
1974 מייקל פלפס האמריקאי מפתח מצלמת פוזיטרון פליטת טומוגרפיה (PET). סורק ה-PET המסחרי הראשון נוצר הודות לעבודתם של פלפס ומישל טר-פוגוסיאן, שהובילו את פיתוח המערכת ב-EG&G ORTEC. הסורק הותקן ב-UCLA ב-1974. מכיוון שתאי סרטן מעבירים את חילוף החומרים של גלוקוז מהר פי עשרה מאשר תאים רגילים, גידולים ממאירים מופיעים ככתמים בהירים בסריקת PET (7).
1976 המנתח אנדראס גרינציג מציג ניתוח אנגיופלסטיקה כלילית בבית החולים האוניברסיטאי בציריך, שוויץ. שיטה זו משתמשת בפלואורוסקופיה לטיפול בהיצרות כלי דם.
1978 עולה רדיוגרפיה דיגיטלית. בפעם הראשונה, תמונה ממערכת רנטגן מומרת לקובץ דיגיטלי, שאותו ניתן לעבד לאבחון ברור יותר ולאחסן דיגיטלית לצורך מחקר וניתוח עתידיים.
80-s. דאגלס בויד מציג את השיטה של טומוגרפיה קרן אלקטרונים. סורקי EBT השתמשו באלומת אלקטרונים מבוקרת מגנטית כדי ליצור טבעת של קרני רנטגן.
1984 ההדמיה התלת מימדית הראשונה באמצעות מחשבים דיגיטליים ונתוני CT או MRI מופיעה, וכתוצאה מכך תמונות תלת מימדיות של עצמות ואיברים.
1989 טומוגרפיה ממוחשבת ספירלית (ספירלה CT) נכנסת לשימוש. מדובר בבדיקה המשלבת תנועה סיבובית רציפה של מערכת גלאי המנורה ותנועה של השולחן על פני משטח הבדיקה (8). יתרון חשוב של טומוגרפיה ספירלית הוא צמצום זמן הבדיקה (היא מאפשרת לקבל תמונה של כמה עשרות שכבות בסריקה אחת הנמשכת מספר שניות), איסוף הקריאות מכל הכרך, כולל שכבות האיבר, אשר היו בין סריקות עם CT מסורתי, כמו גם השינוי האופטימלי של הסריקה הודות לתוכנה חדשה. חלוץ השיטה החדשה היה מנהל המחקר והפיתוח של סימנס, ד"ר ווילי א. קלנדר. יצרנים אחרים הלכו במהרה בדרכה של סימנס.
8. ערכת טומוגרפיה ממוחשבת ספירלית
1993 פתח טכניקת הדמיה אקופלנרית (EPI) שתאפשר למערכות MRI לזהות שבץ חריף בשלב מוקדם. EPI מספקת גם הדמיה תפקודית של, למשל, פעילות מוחית, ומאפשרת לרופאים ללמוד את תפקודם של חלקים שונים במוח.
1998 מה שנקרא בדיקות PET multimodal יחד עם טומוגרפיה ממוחשבת. זה נעשה על ידי ד"ר דיוויד וו. טאונסנד מאוניברסיטת פיטסבורג, יחד עם רון נוט, מומחה למערכות PET. זה פתח הזדמנויות גדולות להדמיה מטבולית ואנטומית של חולי סרטן. אב הטיפוס הראשון של סורק PET/CT, שתוכנן ונבנה על ידי CTI PET Systems בנוקסוויל, טנסי, עלה לאוויר ב-1998.
2018 MARS Bioimaging מציגה את טכניקת color i הדמיה רפואית תלת מימדית (9), שבמקום צילומים בשחור-לבן של פנים הגוף מציע איכות חדשה לחלוטין ברפואה - תמונות צבעוניות.
הסוג החדש של הסורק משתמש בטכנולוגיית Medipix, שפותחה לראשונה עבור מדענים בארגון האירופי למחקר גרעיני (CERN) כדי לעקוב אחר חלקיקים במאיץ ההדרונים הגדול באמצעות אלגוריתמי מחשב. במקום לתעד את קרני הרנטגן כשהן עוברות דרך רקמות וכיצד הן נספגות, הסורק קובע את רמת האנרגיה המדויקת של קרני רנטגן כשהן פוגעות בחלקים שונים בגוף. לאחר מכן הוא ממיר את התוצאות לצבעים שונים כדי להתאים לעצמות, שרירים ורקמות אחרות.
9. קטע צבעוני של פרק היד, עשוי בטכנולוגיית MARS Bioimaging.
סיווג הדמיה רפואית
1. צילום רנטגן (רנטגן) זהו צילום רנטגן של הגוף עם הקרנה של קרני רנטגן על סרט או גלאי. רקמות רכות נראות לאחר הזרקת ניגוד. השיטה, המשמשת בעיקר באבחון מערכת השלד, מאופיינת בדיוק נמוך וניגודיות נמוכה. בנוסף, לקרינה יש השפעה שלילית - 99% מהמינון נספג על ידי האורגניזם הנבדק.
2. טומוגרפיה (מיוונית - חתך רוחב) - השם הכולל של שיטות אבחון, המורכבות מהשגת תמונה של חתך של גוף או חלק ממנו. שיטות טומוגרפיות מחולקות למספר קבוצות:
- UZI (UZI) היא שיטה לא פולשנית המשתמשת בתופעות הגל של הקול בגבולות מדיות שונות. הוא משתמש במתמרים קוליים (2-5 מגה-הרץ) ובמתמרים פיזואלקטריים. התמונה זזה בזמן אמת;
- טומוגרפיה ממוחשבת (CT) משתמש בקרני רנטגן מבוקרות מחשב כדי ליצור תמונות של הגוף. השימוש בקרני רנטגן מקרב את ה-CT לקרני רנטגן, אך צילומי רנטגן וטומוגרפיה ממוחשבת מספקים מידע שונה. נכון שרדיולוג מנוסה יכול גם להסיק את מיקומו התלת מימדי של, למשל, גידול מתמונת רנטגן, אבל צילומי רנטגן, בניגוד לסריקות CT, הן מטבען דו מימדיות;
- הדמיית תהודה מגנטית (MRI) - סוג זה של טומוגרפיה משתמש בגלי רדיו כדי לבחון חולים הממוקמים בשדה מגנטי חזק. התמונה המתקבלת מבוססת על גלי רדיו הנפלטים מהרקמות הנבדקות, היוצרים אותות עזים יותר או פחות בהתאם לסביבה הכימית. ניתן לשמור את דימוי הגוף של המטופל כנתוני מחשב. MRI, בדומה ל-CT, מייצרת XNUMXD ו- XNUMXD תמונות, אך לעיתים היא שיטה הרבה יותר רגישה, במיוחד להבחנה בין רקמות רכות;
- טומוגרפיה פליטת פוזיטרונים (PET) - רישום תמונות מחשב של שינויים בחילוף החומרים של סוכר המתרחשים ברקמות. למטופל מוזרק חומר שהוא שילוב של סוכר וסוכר מסומן איזוטופי. זה האחרון מאפשר לאתר את הסרטן, שכן תאים סרטניים קולטים מולקולות סוכר בצורה יעילה יותר מאשר רקמות אחרות בגוף. לאחר בליעת סוכר מסומן רדיואקטיבית, החולה שוכב במשך כ.
- 60 דקות בזמן שהסוכר המסומן מסתובב בגופו. אם יש גידול בגוף, יש לצבור בו סוכר ביעילות. ואז המטופל, מונח על השולחן, מוכנס בהדרגה לסורק ה-PET - 6-7 פעמים תוך 45-60 דקות. סורק ה-PET משמש לקביעת התפלגות הסוכר ברקמות הגוף. הודות לניתוח של CT ו-PET, ניתן לתאר טוב יותר ניאופלזמה אפשרית. התמונה המעובדת במחשב מנותחת על ידי רדיולוג. PET יכול לזהות חריגות גם כאשר שיטות אחרות מצביעות על הטבע הנורמלי של הרקמה. היא גם מאפשרת לאבחן הישנות סרטן ולקבוע את יעילות הטיפול - ככל שהגידול מתכווץ, תאיו מחליפים פחות ופחות סוכר;
- טומוגרפיה של פליטת פוטון יחיד (SPECT) – טכניקה טומוגרפית בתחום הרפואה הגרעינית. בעזרת קרינת גמא היא מאפשרת ליצור תמונה מרחבית של הפעילות הביולוגית של כל חלק בגופו של המטופל. שיטה זו מאפשרת לך לדמיין את זרימת הדם ואת חילוף החומרים באזור נתון. הוא משתמש ברדיו-פרמצבטיקה. מדובר בתרכובות כימיות המורכבות משני יסודות - חומר מעקב, שהוא איזוטופ רדיואקטיבי, ונשא שניתן להפקיד ברקמות ובאיברים ולהתגבר על מחסום הדם-מוח. לנשאים יש לעתים קרובות את התכונה של קישור סלקטיבי לנוגדנים של תאי גידול. הם מתיישבים בכמויות פרופורציונליות לחילוף החומרים;
- טומוגרפיה קוהרנטית אופטית (OCT) - שיטה חדשה הדומה לאולטרסאונד, אך המטופל נבדק באמצעות קרן אור (אינטרפרומטר). משמש לבדיקות עיניים ברפואת עור ורפואת שיניים. אור מפוזר לאחור מציין את מיקומם של מקומות לאורך נתיב אלומת האור שבהם מקדם השבירה משתנה.
3. סינטיגרפיה - אנו מקבלים כאן תמונה של איברים, ומעל לכל פעילותם, תוך שימוש במינונים קטנים של איזוטופים רדיואקטיביים (רדיו-פרמצבטיקה). טכניקה זו מבוססת על ההתנהגות של תרופות מסוימות בגוף. הם פועלים ככלי לאיזוטופ המשמש. התרופה המסומנת מצטברת באיבר הנחקר. הרדיואיזוטופ פולט קרינה מייננת (לרוב קרינת גמא), החודרת אל מחוץ לגוף, שם מתועדת מה שנקרא מצלמת גמא.
