Tibbi görüntüləmə

1896-cı ildə Vilhelm Rentgen rentgen şüalarını, 1900-cü ildə isə ilk döş qəfəsinin rentgenini kəşf etdi. Sonra rentgen borusu gəlir. Və bu gün necə görünür. Aşağıdakı məqalədə öyrənəcəksiniz.

1806 Philippe Bozzini Maynsda endoskop hazırlayır, bu münasibətlə "Der Lichtleiter" - insan bədəninin boşluqlarının öyrənilməsi üzrə dərslik nəşr edir. Uğurlu əməliyyatda bu cihazdan ilk istifadə edən fransız Antonin Jean Desormeaux oldu. Elektrik ixtirasına qədər xarici işıq mənbələri sidik kisəsini, uşaqlıq yolunu və qalın bağırsağı, həmçinin burun boşluqlarını yoxlamaq üçün istifadə olunurdu.

1. İlk rentgen - Rentgenin həyat yoldaşının əli

1896 Vilhelm Rentgen rentgen şüalarını və onların bərk cisimlərə nüfuz etmə qabiliyyətini kəşf edir. Onun "rentgenoqramma"larını göstərdiyi ilk mütəxəssislər həkimlər deyil, Rentgenin həmkarları - fiziklər idi (1). Bu ixtiranın klinik potensialı bir neçə həftə sonra, dörd yaşlı uşağın barmağındakı şüşə parçasının rentgenoqrafiyası tibb jurnalında dərc edildikdən sonra məlum oldu. Növbəti bir neçə il ərzində rentgen borularının kommersiyalaşdırılması və kütləvi istehsalı yeni texnologiyanı bütün dünyaya yaydı.

1900 İlk döş qəfəsinin rentgenoqrafiyası. Döş qəfəsinin rentgenoqrafiyasının geniş tətbiqi o dövrdə ən çox yayılmış ölüm səbəblərindən biri olan vərəmi erkən mərhələdə aşkar etməyə imkan verdi.

1906-1912 Orqanların və damarların daha yaxşı müayinəsi üçün kontrast maddələrdən istifadə etmək üçün ilk cəhdlər.

1913 Termion emissiyası fenomeninə görə səmərəli idarə olunan elektron mənbəyindən istifadə edən isti katod vakuum borusu adlanan əsl rentgen borusu yaranır. O, tibbi və sənaye radioloji praktikasında yeni bir dövr açdı. Onun yaradıcısı amerikalı ixtiraçı William D. Coolidge (2) idi, xalq arasında "rentgen borusunun atası" kimi tanınan. Çikaqolu radioloq Hollis Potter tərəfindən yaradılan hərəkətli şəbəkə ilə birlikdə Coolidge lampası I Dünya Müharibəsi zamanı rentgenoqrafiyanı həkimlər üçün əvəzolunmaz alətə çevirdi.

1916 Bütün rentgenoqrafiyaları oxumaq asan deyildi - bəzən toxumalar və ya obyektlər araşdırılanı gizlədirdi. Buna görə də fransız dermatoloqu André Bocage müxtəlif bucaqlardan rentgen şüaları buraxmaq üsulunu işləyib hazırladı ki, bu da belə çətinlikləri aradan qaldırdı. Onun .

1919 Mərkəzi sinir sisteminin invaziv diaqnostik proseduru olan pnevmoensefaloqrafiya görünür. Onurğa beyni mayesinin bir hissəsinin onurğa kanalına ponksiyon vasitəsilə daxil olan hava, oksigen və ya helium ilə əvəz edilməsindən və başın rentgenoqrafiyasından ibarət idi. Qazlar beynin mədəcik sistemi ilə yaxşı ziddiyyət təşkil edirdi ki, bu da mədəciklərin görüntüsünü əldə etməyə imkan verirdi. Metod 80-ci əsrin ortalarında geniş şəkildə istifadə edildi, lakin XNUMX-ci illərdə demək olar ki, tamamilə tərk edildi, çünki müayinə xəstə üçün son dərəcə ağrılı idi və ciddi fəsad riski ilə əlaqəli idi.

30-40-ci illər Fiziki təbabətdə və reabilitasiyada ultrasəs dalğalarının enerjisi geniş istifadə olunmağa başlayır. Rusiyalı Sergey Sokolov metal qüsurlarını tapmaq üçün ultrasəsdən istifadə etməklə təcrübə aparır. 1939-cu ildə o, 3 GHz tezliyindən istifadə edir, lakin bu, təsvirin qənaətbəxş həllini təmin etmir. 1940-cı ildə Almaniyanın Köln Tibb Universitetindən Heinrich Gohr və Thomas Wedekind "Der Ultraschall in der Medizin" məqaləsində metal qüsurlarının aşkarlanmasında istifadə olunanlara bənzər əks-refleks üsullarına əsaslanan ultrasəs diaqnostikasının mümkünlüyünü təqdim etdilər. .

Müəlliflər bu metodun şişləri, ekssudatları və ya absesləri aşkar etməyə imkan verəcəyini fərz edirdilər. Ancaq təcrübələrinin inandırıcı nəticələrini dərc edə bilmədilər. Avstriyanın Vyana Universitetinin nevroloqu, avstriyalı Karl T. Dussikin 30-cu illərin sonlarında başlamış ultrasəs tibbi təcrübələri də məlumdur.

1937 Polşa riyaziyyatçısı Stefan Kaçmarz “Cəbri yenidənqurma texnikası” adlı əsərində cəbri rekonstruksiya metodunun nəzəri əsaslarını formalaşdırır ki, bu da sonralar kompüter tomoqrafiyası və rəqəmsal siqnalların emalı sahəsində tətbiq edilirdi.

40-cı illər. Xəstənin bədəninin və ya fərdi orqanlarının ətrafında fırlanan bir rentgen borusundan istifadə edərək tomoqrafiya şəklinin tətbiqi. Bu, bölmələrdə anatomiya və patoloji dəyişikliklərin təfərrüatlarını görməyə imkan verdi.

1946 Amerikalı fiziklər Edvard Pursel və Feliks Blox müstəqil olaraq nüvə maqnit rezonans NMR-ni icad etdilər (3). Onlar “nüvə maqnitizmi sahəsində dəqiq ölçmənin yeni üsullarının işlənib hazırlanması və bununla bağlı kəşflərə görə” fizika üzrə Nobel mükafatına layiq görülüblər.

3. NMR avadanlıq dəsti

1950 yüksəlir düzxətli skaner, Benedict Cassin tərəfindən tərtib edilmişdir. Bu versiyada olan cihaz 70-ci illərin əvvəllərinə qədər müxtəlif radioaktiv izotop əsaslı əczaçılıq preparatları ilə bütün bədən orqanlarının təsviri üçün istifadə edilmişdir.

1953 Massaçusets Texnologiya İnstitutundan Gordon Brownell müasir PET kameranın öncülü olan cihaz yaradır. Onun köməyi ilə o, neyrocərrah William H. Sweet ilə birlikdə beyin şişlərinin diaqnozunu qoya bilir.

1955 Toxumaların və orqanların hərəkətli təsvirlərinin rentgen təsvirlərini əldə etməyə imkan verən dinamik rentgen təsvir gücləndiriciləri hazırlanır. Bu rentgen şüaları ürək döyüntüsü və qan dövranı sistemi kimi bədən funksiyaları haqqında yeni məlumatlar verdi.

1955-1958 Şotlandiyalı həkim Yan Donald tibbi diaqnoz üçün ultrasəs müayinələrindən geniş istifadə etməyə başlayır. O, ginekoloqdur. Onun 7-ci il iyunun 1958-də The Lancet tibb jurnalında dərc edilmiş “Qarın boşluğunun kütlələrinin impulslu ultrasəs ilə tədqiqi” adlı məqaləsi ultrasəs texnologiyasından istifadəni müəyyən etmiş və prenatal diaqnostikanın əsasını qoymuşdur (4).

1957 İlk fiber optik endoskop hazırlanmışdır - qastroenteroloq Basili Hirshovitz və onun Miçiqan Universitetindən olan həmkarları fiber optika patent verdilər. yarı çevik qastroskop.

1958 Hal Oscar Anger Amerika Nüvə Təbabəti Cəmiyyətinin illik toplantısında dinamika imkan verən parıldama kamerasını təqdim edir. insan orqanlarının təsviri. Cihaz on ildən sonra bazara daxil olur.

1963 Təzə zərb olunmuş Dr. David Kuhl dostu, mühəndis Roy Edvards ilə birlikdə bir neçə illik hazırlığın nəticəsi olan ilk birgə işi dünyaya təqdim edir: sözdə üçün dünyada ilk aparat. emissiya tomoqrafiyasıMark II adlandırdıqları. Sonrakı illərdə daha dəqiq nəzəriyyələr və riyazi modellər işlənib hazırlanmış, çoxsaylı tədqiqatlar aparılmış, getdikcə daha təkmil maşınlar qurulmuşdur. Nəhayət, 1976-cı ildə Con Keyes Cool və Edvardsın təcrübəsinə əsaslanaraq ilk SPECT aparatını - tək foton emissiya tomoqrafiyasını yaradır.

1967-1971 İngilis elektrik mühəndisi Qodfrey Hounsfild Stefan Kaczmarzın cəbri metodundan istifadə edərək kompüter tomoqrafiyasının nəzəri əsaslarını yaradır. Sonrakı illərdə o, ilk işləyən EMI CT skanerini (5) qurur, onun üzərində 1971-ci ildə Uimbldondakı Atkinson Morley Xəstəxanasında insanın ilk müayinəsi aparılır. Cihaz 1973-cü ildə istehsala buraxılmışdır. 1979-cu ildə Hounsfield amerikalı fizik Allan M. Kormakla birlikdə kompüter tomoqrafiyasının inkişafına verdiyi töhfələrə görə Nobel mükafatına layiq görüldü.

5. EMI Skaneri

1973 Amerikalı kimyaçı Pol Lauterbur (6) müəyyən etmişdir ki, verilmiş maddədən keçən maqnit sahəsinin qradiyenti ilə bu maddənin tərkibini təhlil etmək və öyrənmək olar. Alim normal və ağır suyu fərqləndirən görüntü yaratmaq üçün bu texnikadan istifadə edir. İngilis fiziki Peter Mansfield öz işinə əsaslanaraq, öz nəzəriyyəsini qurur və daxili quruluşun tez və dəqiq təsvirini necə yaratmağı göstərir.

Hər iki alimin işinin nəticəsi maqnit rezonans görüntüləmə və ya MRT kimi tanınan qeyri-invaziv tibbi müayinə olub. 1977-ci ildə amerikalı həkimlər Raymond Damadian, Larry Minkoff və Michael Goldsmith tərəfindən hazırlanmış MRT aparatı ilk dəfə insanı öyrənmək üçün istifadə edilmişdir. Lauterbur və Mansfield birlikdə 2003-cü ildə Fiziologiya və Tibb üzrə Nobel Mükafatına layiq görüldülər.

1974 Amerikalı Maykl Felps Pozitron Emissiya Tomoqrafiyası (PET) kamerası hazırlayır. İlk kommersiya PET skaneri EG&G ORTEC-də sistemin inkişafına rəhbərlik edən Felps və Mişel Ter-Poqosyanın əməyi sayəsində yaradılmışdır. Skaner 1974-cü ildə UCLA-da quraşdırılıb. Xərçəng hüceyrələri qlükozanı normal hüceyrələrə nisbətən on dəfə daha sürətli metabolizə etdiyi üçün bədxassəli şişlər PET taramasında parlaq ləkələr kimi görünür (7).

1976 Cərrah Andreas Qrünziq İsveçrənin Sürix Universitet Xəstəxanasında koronar angioplastika təqdim edir. Bu üsul qan damarlarının stenozunu müalicə etmək üçün floroskopiyadan istifadə edir.

1978 yüksəlir rəqəmsal rentgenoqrafiya. İlk dəfə olaraq, rentgen sistemindəki təsvir rəqəmsal fayla çevrilir, daha sonra daha dəqiq diaqnoz üçün emal oluna və gələcək tədqiqat və təhlillər üçün rəqəmsal olaraq saxlanıla bilər.

80-cı illər. Douglas Boyd elektron şüa tomoqrafiyası metodunu təqdim edir. EBT skanerləri rentgen şüalarının halqasını yaratmaq üçün maqnitlə idarə olunan elektron şüasından istifadə edirdilər.

1984 Rəqəmsal kompüterlər və CT və ya MRT məlumatlarından istifadə edərək ilk 3D təsviri meydana çıxır, nəticədə sümük və orqanların XNUMXD təsvirləri alınır.

1989 Spiral kompüter tomoqrafiyası (spiral CT) istifadəyə verilir. Bu, lampa-detektor sisteminin davamlı fırlanma hərəkətini və masanın sınaq səthi üzərində hərəkətini birləşdirən sınaqdır (8). Spiral tomoqrafiyanın mühüm üstünlüyü müayinə vaxtının azaldılması (bir neçə saniyə davam edən bir skanda bir neçə onlarla təbəqənin görüntüsünü əldə etməyə imkan verir), orqanın təbəqələri də daxil olmaqla bütün həcmdən oxunuşların toplanmasıdır. Ənənəvi CT ilə taramalar arasında idi, eləcə də yeni proqram sayəsində taramanın optimal çevrilməsi . Yeni metodun pioneri Siemens-in Tədqiqat və İnkişaf Direktoru Dr. Willy A. Kalender olmuşdur. Tezliklə digər istehsalçılar Siemens-in izinə düşdülər.

8. Spiral kompüter tomoqrafiyasının sxemi

1993 MRT sistemlərinə kəskin vuruşu erkən mərhələdə aşkar etməyə imkan verəcək ekoplanar görüntüləmə (EPI) texnikasını inkişaf etdirin. EPI həmçinin klinisyenlərə beynin müxtəlif hissələrinin funksiyasını öyrənməyə imkan verən, məsələn, beyin fəaliyyətinin funksional təsvirini təqdim edir.

1998 Kompüter tomoqrafiyası ilə birlikdə multimodal PET müayinələri. Bunu PET sistemləri üzrə mütəxəssis Ron Nutt ilə birlikdə Pittsburq Universitetinin doktoru Devid V. Taunsend edib. Bu, xərçəng xəstələrinin metabolik və anatomik görüntüləri üçün böyük imkanlar açdı. Tennessi ştatının Knoxville şəhərində CTI PET Systems tərəfindən dizayn edilmiş və tikilmiş ilk PET/CT skanerinin prototipi 1998-ci ildə istifadəyə verilmişdir.

2018 MARS Bioimaging rəng i texnikasını təqdim edir XNUMXD tibbi təsvir Bədənin daxili hissəsinin ağ-qara fotoşəkilləri əvəzinə tibbdə tamamilə yeni bir keyfiyyət - rəngli şəkillər təklif edən (9).

Yeni tip skanerdə ilk dəfə Avropa Nüvə Tədqiqatları Təşkilatının (CERN) alimləri üçün kompüter alqoritmlərindən istifadə edərək Böyük Adron Kollayderində hissəcikləri izləmək üçün hazırlanmış Medipix texnologiyasından istifadə edilir. Skaner rentgen şüalarını toxumalardan keçərkən və onların necə udulduğunu qeyd etmək əvəzinə, bədənin müxtəlif hissələrinə dəyən rentgen şüalarının dəqiq enerji səviyyəsini müəyyən edir. Daha sonra sümüklərə, əzələlərə və digər toxumalara uyğunlaşdırmaq üçün nəticələri müxtəlif rənglərə çevirir.

9. MARS Bioimaging texnologiyası ilə hazırlanmış bilək rəngli bölmə.

Tibbi təsvirlərin təsnifatı

1. Rentgen (rentgen) bu, rentgen şüalarının filmə və ya detektora proyeksiyası ilə bədənin rentgenidir. Yumşaq toxumalar kontrast inyeksiyadan sonra vizuallaşdırılır. Əsasən skelet sisteminin diaqnostikasında istifadə olunan metod aşağı dəqiqlik və aşağı kontrast ilə xarakterizə olunur. Bundan əlavə, radiasiya mənfi təsir göstərir - dozanın 99% -i test orqanizmi tərəfindən udulur.

2. tomoqrafiya (Yunan - kəsik) - bədənin və ya onun bir hissəsinin kəsişməsinin təsvirini əldə etməkdən ibarət olan diaqnostika üsullarının ümumi adı. Tomoqrafiya üsulları bir neçə qrupa bölünür:

• UZI (UZI) müxtəlif mühitlərin hüdudlarında səsin dalğa fenomenindən istifadə edən qeyri-invaziv üsuldur. Bu, ultrasəs (2-5 MHz) və piezoelektrik çeviricilərdən istifadə edir. Şəkil real vaxtda hərəkət edir;
• kompüter tomoqrafiyası (CT) bədənin təsvirlərini yaratmaq üçün kompüter tərəfindən idarə olunan rentgen şüalarından istifadə edir. X-şüalarının istifadəsi CT-ni rentgen şüalarına yaxınlaşdırır, lakin rentgen şüaları və kompüter tomoqrafiyası fərqli məlumatlar verir. Düzdür, təcrübəli rentgenoloq, məsələn, bir şişin üçölçülü yerini rentgen görüntüsündən də çıxara bilər, lakin rentgen şüaları CT-dən fərqli olaraq, mahiyyətcə iki ölçülüdür;
• maqnit rezonans görüntüləmə (MRT) - bu tip tomoqrafiya güclü maqnit sahəsinə yerləşdirilən xəstələri müayinə etmək üçün radio dalğalarından istifadə edir. Alınan görüntü kimyəvi mühitdən asılı olaraq daha çox və ya daha az intensiv siqnallar yaradan, tədqiq edilən toxumalar tərəfindən buraxılan radio dalğalarına əsaslanır. Xəstənin bədən görüntüsü kompüter məlumatları kimi saxlanıla bilər. MRI, CT kimi, XNUMXD və XNUMXD təsvirlər istehsal edir, lakin bəzən xüsusilə yumşaq toxumaları ayırd etmək üçün daha həssas bir üsuldur;
• pozitron emissiya tomoqrafiyası (PET) - toxumalarda baş verən şəkər mübadiləsində dəyişikliklərin kompüter şəkillərinin qeydiyyatı. Xəstəyə şəkər və izotopik etiketli şəkərin birləşməsindən ibarət bir maddə yeridilir. Sonuncu xərçəngin yerini müəyyən etməyə imkan verir, çünki xərçəng hüceyrələri bədəndəki digər toxumalara nisbətən şəkər molekullarını daha səmərəli qəbul edir. Radioaktiv etiketli şəkər qəbul edildikdən sonra xəstə təqribən uzanır.
• İşarələnmiş şəkər bədənində dövr edərkən 60 dəqiqə. Bədəndə bir şiş varsa, şəkər onda səmərəli şəkildə yığılmalıdır. Sonra masaya qoyulmuş xəstə tədricən PET skanerinə daxil edilir - 6-7 dəqiqə ərzində 45-60 dəfə. PET skaneri şəkərin bədən toxumalarında paylanmasını müəyyən etmək üçün istifadə olunur. CT və PET-in təhlili sayəsində mümkün bir neoplazma daha yaxşı təsvir edilə bilər. Kompüterdə işlənmiş görüntü bir radioloq tərəfindən təhlil edilir. PET, hətta digər üsullar toxumanın normal təbiətini göstərsə də, anormallıqları aşkar edə bilər. O, həmçinin xərçəngin residivlərinin diaqnozunu qoymağa və müalicənin effektivliyini müəyyən etməyə imkan verir - şiş kiçildikcə onun hüceyrələri daha az və daha az şəkər metabolizə edir;
• Tək foton emissiya tomoqrafiyası (SPECT) – nüvə təbabəti sahəsində tomoqrafik texnika. Qamma radiasiyasının köməyi ilə xəstənin bədəninin hər hansı bir hissəsinin bioloji fəaliyyətinin məkan görüntüsünü yaratmağa imkan verir. Bu üsul, müəyyən bir ərazidə qan axını və maddələr mübadiləsini vizual olaraq göstərməyə imkan verir. Bu radiofarmasevtiklərdən istifadə edir. Onlar iki elementdən ibarət kimyəvi birləşmələrdir - radioaktiv izotop olan izləyici və toxumalarda və orqanlarda çökə bilən və qan-beyin baryerini aşa bilən bir daşıyıcı. Daşıyıcılar tez-tez şiş hüceyrəsi antikorlarına selektiv şəkildə bağlanma xüsusiyyətinə malikdirlər. Onlar maddələr mübadiləsinə mütənasib miqdarda məskunlaşırlar; 
• optik koherens tomoqrafiya (OCT) - ultrasəsə bənzər yeni bir üsul, lakin xəstə bir işıq şüası (interferometr) ilə yoxlanılır. Dermatologiya və stomatologiyada göz müayinələri üçün istifadə olunur. Arxa səpələnmiş işıq sınma indeksinin dəyişdiyi işıq şüasının yolu boyunca yerlərin mövqeyini göstərir.

3. Sintiqrafiya - biz burada kiçik dozalarda radioaktiv izotoplardan (radiofarmasevtiklər) istifadə edərək orqanların və hər şeydən əvvəl onların fəaliyyətinin təsvirini əldə edirik. Bu texnika bədəndəki müəyyən dərmanların davranışına əsaslanır. Onlar istifadə olunan izotop üçün bir vasitə rolunu oynayırlar. Etiketli dərman tədqiq olunan orqanda toplanır. Radioizotop, sözdə qamma kameranın qeydə alındığı bədəndən kənara nüfuz edən ionlaşdırıcı radiasiya (ən çox qamma radiasiya) yayır.