imaging medicale

In u 1896, Wilhelm Roentgen hà scupertu i raghji X, è in u 1900, a prima radiografia di pettu. Allora vene u tubu di raghji X. È ciò chì pare oghje. Truverete in l'articulu sottu.

1806 Philippe Bozzini sviluppeghja l'endoscopiu in Mainz, publicendu in l'occasione "Der Lichtleiter" - un libru di testu nantu à u studiu di i recessi di u corpu umanu. U primu à aduprà stu dispusitivu in una operazione riescita era u francese Antonin Jean Desormeaux. Prima di l'invenzione di l'electricità, i fonti di luce esterni sò stati utilizati per esaminà a vejiga, l'utru è u colon, è ancu e cavità nasali.

1. U primu X-ray - a manu di a moglia di Roentgen

1896 Wilhelm Roentgen scopre i raghji X è a so capacità di penetrà i solidi. I primi specialisti à quale hà dimustratu i so "roentgenograms" ùn eranu micca medichi, ma i culleghi di Roentgen - fisici (1). U potenziale clinicu di sta invenzione hè stata ricunnisciuta uni pochi di settimane dopu, quandu una radiografia di un frammentu di vetru in u dettu di un zitellu di quattru anni hè stata publicata in un ghjurnale medico. In i prossimi anni, a cummercializazione è a pruduzzioni di massa di tubi di raghji X sparghje a nova tecnulugia in u mondu.

1900 Prima radiografia di u pettu. L'usu generalizatu di i raghji di u pettu hà permessu di detectà a tuberculosi in una prima fase, chì in quellu tempu era una di e cause più cumuni di morte.

1906-1912 I primi tentativi di utilizà l'agenti di cuntrastu per un esame megliu di l'organi è i navi.

1913 Un veru tubu di raghji X, chjamatu un tubu di vacuum di catodu caldu, hè emergente, chì usa una fonte di elettroni efficace cuntrullata per via di u fenomenu di l'emissione termale. Hà apertu una nova era in a pratica radiologica medica è industriale. U so creatore era l'inventore americanu William D. Coolidge (2), cunnisciutu popularmente cum'è u "babbu di u tubu di raghji X". Inseme cù a griglia mobile creata da u radiologu di Chicago Hollis Potter, a lampada Coolidge hà fattu a radiografia un strumentu preziosu per i medichi durante a Prima Guerra Munniali.

1916 Micca tutte e radiografia eranu faciuli di leghje - qualchì volta i tessuti o l'uggetti oscuravanu ciò chì era esaminatu. Per quessa, u dermatologu francese André Bocage hà sviluppatu un metudu di emissione di raghji X da diverse anguli, chì eliminò tali difficultà. U so.

1919 Apparisce a pneumoencefalografia, chì hè una prucedura diagnostica invasiva di u sistema nervu cintrali. Hè cunsistia à rimpiazzà una parte di u fluidu cerebrospinal cù l'aria, l'ossigenu o l'heliu, intruduciutu per una punzione in u canali spinali, è eseguisce una radiografia di a testa. I gasi sò stati cuntrastati bè cù u sistema ventricular di u core, chì hà permessu di ottene una maghjina di i ventriculi. U metudu hè stata largamente utilizata à a mità di u XXu seculu, ma hè stata guasi completamente abbandunata in l'anni 80, postu chì l'esame era assai dulurosu per u paziente è era assuciatu cù un risicu seriu di cumplicature.

Anni 30 è 40 In a medicina fisica è a riabilitazione, l'energia di l'onda ultrasonica hè cuminciata à esse largamente usata. U russu Sergey Sokolov hè sperimentatu cù l'usu di ultrasound per truvà difetti di metalli. In u 1939, usa una freccia di 3 GHz, chì, però, ùn furnisce micca una risuluzione d'imaghjina satisfactoria. In u 1940, Heinrich Gohr è Thomas Wedekind di l'Università Medica di Cologne, Germania, prisentanu in u so articulu "Der Ultraschall in der Medizin" a pussibilità di diagnostichi ultrasound basatu nantu à e tecniche di echo-reflex simili à quelli usati in a rilevazione di difetti di metalli. .

L'autori ipotisanu chì stu metudu permetterà a deteczione di tumuri, exsudati o abscessi. Tuttavia, ùn puderanu micca pubblicà risultati cunvincenti di i so esperimenti. Ancu cunnisciuti sò l'esperimenti medichi ultrasonici di l'austriacu Karl T. Dussik, un neurologu da l'Università di Vienna in Austria, cuminciatu à a fini di l'anni 30.

1937 U matimàticu polaccu Stefan Kaczmarz formula in u so travagliu "Tecnica di ricustruzzione algebraica" i fundamenti teorichi di u metudu di ricustruzzione algebraica, chì hè stata appiicata in a tomografia computerizzata è l'elaborazione di signali digitale.

40ini. L'intruduzioni di una maghjina tomografica cù un tubu di raghji X rotatu intornu à u corpu di u paziente o l'organi individuali. Questu hà permessu di vede i dettagli di l'anatomia è i cambiamenti patologichi in e rùbbriche.

1946 I fisici americani Edward Purcell è Felix Bloch anu inventatu indipendentemente a risonanza magnetica nucleare NMR (3). Sò stati premiati u Premiu Nobel in Fisica per "u sviluppu di novi metudi di misurazione precisa è scuperti cunnessi in u campu di u magnetismu nucleare".

3. Set di l'equipaggiu NMR

1950 si alza scanner prostoliniowy, cumpilatu da Benedict Cassin. U dispusitivu in questa versione hè stata utilizata finu à l'iniziu di l'anni 70 cù diversi farmaci radioattivi basati in isotopi per l'organi di l'imaghjini in tuttu u corpu.

1953 Gordon Brownell di u Massachusetts Institute of Technology crea un dispositivu chì hè u precursore di a moderna camera PET. Cù u so aiutu, ellu, cù u neurochirurgu William H. Sweet, riesce à diagnosticà i tumori cerebrali.

1955 Intensificatori dinamichi di l'imaghjini di raghji X sò sviluppati chì permettenu di ottene l'imaghjini di raghji X di l'imaghjini in muvimentu di tessuti è organi. Questi raghji X anu furnitu novi infurmazioni nantu à e funzioni di u corpu, cum'è u cori chì batte è u sistema circulatori.

1955-1958 U duttore scozzese Ian Donald principia à aduprà largamente e teste di ultrasound per u diagnosticu medico. Hè un ginecologu. U so articulu "Investigation of Abdominal Masses with Pulsed Ultrasound", publicatu u 7 di ghjugnu di u 1958 in a rivista medica The Lancet, hà definitu l'usu di a tecnulugia ultrasound è hà stabilitu i fundamenti per u diagnosticu prenatal (4).

1957 U primu endoscopiu di fibra ottica hè sviluppatu - u gastroenterologu Basili Hirshowitz è i so culleghi di l'Università di Michigan patentanu una fibra ottica, gastroscope semi-flexible.

1958 Hal Oscar Anger presenta à a riunione annuale di a Società Americana per a Medicina Nucleare una camera di scintillazione chì permette dinamica. imaging di l'organi umani. U dispusitivu entra in u mercatu dopu à una dicada.

1963 Freshly minted Dr David Kuhl, inseme cù u so amicu, l'ingegneru Roy Edwards, prisentanu à u mondu u primu travagliu cumuni, u risultatu di parechji anni di preparazione: u primu apparatu di u mondu per u cusì chjamatu. tomografia d'emissionechì chjamanu Mark II. In l'anni successivi, i teorii più precisi è i mudelli matematichi sò stati sviluppati, numerosi studii sò stati fatti, è e macchine di più è più avanzate sò state custruite. Infine, in u 1976, John Keyes crea a prima macchina SPECT - tomografia à emissione di fotoni unichi - basatu annantu à l'esperienza di Cool è Edwards.

1967-1971 Utilizendu u metudu algebricu di Stefan Kaczmarz, l'ingegneru elettricu inglese Godfrey Hounsfield crea i fundamenti teorichi di a tomografia computerizzata. In l'anni dopu, hà custruitu u primu scanner EMI CT di travagliu (5), nantu à quale, in u 1971, u primu esame di una persona hè realizatu à l'Hospital Atkinson Morley in Wimbledon. U dispusitivu hè statu messu in pruduzzione in u 1973. In u 1979, Hounsfield, cù u fisicu americanu Allan M. Cormack, hè stata premiata u Premiu Nobel per a so cuntribuzione à u sviluppu di a tomografia computerizzata.

5. Scanner EMI

1973 U chimicu americanu Paul Lauterbur (6) hà scupertu chì intruducendu gradienti di un campu magneticu chì passa per una determinata sustanza, si pò analizà è scopre a cumpusizioni di sta sustanza. U scientist usa sta tecnica per creà una maghjina chì distingue trà l'acqua normale è pesante. Basatu nantu à u so travagliu, u fisicu inglese Peter Mansfield custruisce a so propria teoria è mostra cumu fà una maghjina rapida è precisa di a struttura interna.

U risultatu di u travagliu di i dui scientisti era un esame medico non invasivu, cunnisciutu cum'è imaging di resonance magnetiche o MRI. In u 1977, a macchina MRI, sviluppata da i medichi americani Raymond Damadian, Larry Minkoff è Michael Goldsmith, hè stata utilizata prima per studià una persona. Lauterbur è Mansfield sò stati premiati inseme u Premiu Nobel 2003 in Fisiologia o Medicina.

1974 L'American Michael Phelps hà sviluppatu una camera di Tomografia à Emissioni di Positroni (PET). U primu scanner PET cummerciale hè statu creatu grazia à u travagliu di Phelps è Michel Ter-Poghosyan, chì hà guidatu u sviluppu di u sistema in EG&G ORTEC. U scanner hè statu stallatu in UCLA in u 1974. Perchè e cellule cancerose metabolizzanu u glucose dece volte più veloce di e cellule normali, i tumori maligni appariscenu cum'è spots luminosi nantu à una scansione PET (7).

1976 U chirurgu Andreas Grünzig presenta l'angioplastia coronaria à l'Hospital Universitario di Zurich, Svizzera. Stu metudu usa fluoroscopia per trattà l'stenosi di i vini sanguini.

1978 si alza radiografia digitale. Per a prima volta, una maghjina da un sistema di raghji X hè cunvertita in un schedariu digitale, chì pò esse processatu per un diagnosticu più chjaru è guardatu digitale per a ricerca è l'analisi futura.

80ini. Douglas Boyd introduce u metudu di tomografia di fasciu elettroni. I scanners EBT anu utilizatu un fasciu d'elettroni cuntrullatu magneticamente per creà un anellu di raghji X.

1984 A prima imaghjini 3D chì utilizanu l'urdinatori digitali è i dati CT o MRI appariscenu, risultatu in l'imaghjini XNUMXD di osse è organi.

1989 A tomografia computerizzata spirale (TC spirale) vene in usu. Questa hè una prova chì combina un muvimentu rotativu cuntinuu di u sistema di detettore di lampada è u muvimentu di a tavola nantu à a superficia di prova (8). Un vantaghju impurtante di a tomografia in spirale hè a riduzzione di u tempu d'esame (permette di ottene una maghjina di parechje decine di strati in una scansione chì dura parechji sicondi), a cullizzioni di letture da u voluminu sanu, cumprese i strati di l'urganu, chì eranu trà scans cù CT tradiziunale, è ancu a trasfurmazioni ottimali di a scansione grazia à u novu software. U pioniere di u novu metudu era Siemens Director of Research and Development Dr Willy A. Kalender. Altri pruduttori seguitanu prestu i passi di Siemens.

8. Schema di tomografia computerizzata spirale

1993 Sviluppà una tecnica di imaging echoplanar (EPI) chì permetterà à i sistemi MRI di detectà l'ictus agutu in una fase iniziale. L'EPI furnisce ancu l'imaghjini funziunali di, per esempiu, l'attività cerebrale, chì permette à i clinichi di studià a funzione di diverse parti di u cervellu.

1998 I cosiddetti esami PET multimodali inseme cù a tomografia computerizzata. Questu hè statu fattu da u duttore David W. Townsend di l'Università di Pittsburgh, cù Ron Nutt, un specialista di sistemi PET. Questu hà apertu grandi opportunità per l'imaghjini metabolichi è anatomichi di i malati di cancru. U primu prototipu di scanner PET / CT, cuncepitu è ​​custruitu da CTI PET Systems in Knoxville, Tennessee, hè andatu in diretta in u 1998.

2018 MARS Bioimaging introduce a tecnica color i imaging medicale XNUMXD (9), chì, invece di ritratti in biancu è neru di l'internu di u corpu, offre una qualità completamente nova in a medicina - imagine di culore.

U novu tipu di scanner usa a tecnulugia Medipix, sviluppata prima per i scientisti di l'Organizazione Europea per a Ricerca Nucleare (CERN) per seguità e particelle in u Large Hadron Collider utilizendu algoritmi di computer. Invece di registrà i raghji X mentre passanu à traversu i tessuti è cumu sò assorbiti, u scanner determina u nivellu d'energia esatta di i raghji X mentre colpisce diverse parti di u corpu. Dopu cunvertisce i risultati in culori diffirenti per cunfurmà l'osse, i musculi è altri tessuti.

9. Sezione culurata di u polsu, fatta cù a tecnulugia MARS Bioimaging.

Classificazione di l'imaghjini medichi

1. raggi X (raggi X) Questa hè una radiografia di u corpu cù a prughjezzione di raghji X nantu à una filmu o detector. I tessuti molli sò visualizati dopu l'iniezione di cuntrastu. U metudu, chì hè principarmenti utilizatu in u diagnosticu di u sistema scheletru, hè carattarizatu da una precisione pocu è cuntrastu pocu. Inoltre, a radiazione hà un effettu negativu - 99% di a dosa hè assorbita da l'organismu di teste.

2. tomografia (Grecu - sezione trasversale) - u nomu cullettivu di metudi di diagnostichi, chì cunsistenu à ottene una maghjina di una sezione trasversale di un corpu o parte di questu. I metudi tomografichi sò spartuti in parechji gruppi:

• UZI (UZI) hè un metudu non invasivu chì usa i fenomeni d'onda di u sonu à i cunfini di diversi media. Utiliza transducers ultrasonici (2-5 MHz) è piezoelectrici. L'imaghjini si move in tempu reale;
• tomografia computerizzata (TC) usa raghji X cuntrullati da computer per creà imagine di u corpu. L'usu di i raghji X avvicina a CT à i raghji X, ma i raghji X è a tomografia computerizzata furnisce infurmazioni diffirenti. Hè veru chì un radiologu espertu pò ancu inferisce u locu tridimensionale di, per esempiu, un tumore da una maghjina di raghji X, ma i raghji X, à u cuntrariu di i scans CT, sò intrinsecamente bidimensionali;
• imaging di risonanza magnetica (MRI) - stu tipu di tomografia usa onde radiu per esaminà i pazienti posti in un forte campu magneticu. L'imaghjini resultanti hè basatu annantu à l'onde radiu emesse da i tessuti esaminati, chì generanu signali più o menu intensi secondu l'ambiente chimicu. L'imaghjini di u corpu di u paci pò esse salvatu cum'è dati di computer. MRI, cum'è CT, pruduce l'imaghjini XNUMXD è XNUMXD, ma hè qualchì volta un metudu assai più sensibule, soprattuttu per distingue i tessuti molli;
• tomografia à emissione di positroni (PET) - registrazione di l'imaghjini di l'informatica di i cambiamenti in u metabolismu di zuccaru in i tessuti. U paci hè injected cun una sustanza chì hè una cumminazione di zuccaru è di zuccaru isotopicamente marcatu. L'ultime permette di localizà u cancru, postu chì e cellule cancerose piglianu molécule di zuccaru in modu più efficau chì l'altri tessuti in u corpu. Dopu l'ingestimentu di zuccaru marcatu radiuattivu, u paci si stende per ca.
• 60 minuti mentre u zuccaru marcatu circula in u so corpu. Se ci hè un tumore in u corpu, u zuccheru deve esse accumulatu in modu efficiente. Allora u paci, pusatu nantu à a tavula, hè introduttu gradualmente in u scanner PET - 6-7 volte in 45-60 minuti. U scanner PET hè utilizatu per determinà a distribuzione di zuccaru in i tessuti di u corpu. Grazie à l'analisi di CT è PET, una pussibule neoplasma pò esse megliu descritta. L'imaghjini processati in computer hè analizatu da un radiologu. PET pò detect anormalità ancu quandu altri metudi indicanu a natura normale di u tissutu. Hè ancu pussibule di diagnosticà e recidive di u cancer è determinà l'efficacezza di u trattamentu - cum'è u tumore si riduce, i so celluli metabolizanu menu è menu zuccaru;
• Tomografia à emissione di fotoni unicu (SPECT) - tecnica tomografica in u campu di a medicina nucleare. Cù l'aiutu di a radiazione gamma, permette di creà una maghjina spaziale di l'attività biologica di ogni parte di u corpu di u paci. Stu metudu permette di visualizà u flussu di sangue è u metabolismu in una zona determinata. Si usa radiofarmaci. Sò cumposti chimichi custituiti da dui elementi - un tracciante, chì hè un isotopo radiuattivu, è un traspurtadore chì pò esse dipositu in tessuti è organi è superà a barrera sangue-cervellu. I trasportatori anu spessu a pruprietà di ligà selectivamente à l'anticorpi di e cellule tumorali. Si stallanu in quantità proporzionali à u metabolismu; 
• tomografia a coerenza ottica (OCT) - un novu metudu simili à l'ultrasound, ma u paziente hè sondatu cù un fasciu di luce (interferometru). Adupratu per esami oculari in dermatologia è odontoiatria. A luce backscatered indica a pusizione di i lochi longu u percorsu di u fasciu di luce induve l'indice di rifrazione cambia.

3. Scintigrafia - ghjunghjemu quì una maghjina di l'urgani, è sopratuttu a so attività, usendu picculi dosi di isotopi radiuattivi (radiofarmaceutici). Sta tecnica hè basatu annantu à u cumpurtamentu di certi farmaci in u corpu. Agiscenu cum'è un veiculu per l'isotopo utilizatu. A droga marcata s'accumula in l'urganu sottu studiu. U radioisotope emette radiazioni ionizzanti (a maiò spessu a radiazione gamma), penetrendu fora di u corpu, induve a chjamata gamma camera hè registrata.