imaxe médica

En 1896, Wilhelm Roentgen descubriu os raios X, e en 1900, a primeira radiografía de tórax. Despois vén o tubo de raios X. E como se ve hoxe. Descubrirás no seguinte artigo.

1806 Philippe Bozzini desenvolve o endoscopio en Mainz, publicando na ocasión "Der Lichtleiter" - un libro de texto sobre o estudo dos recesos do corpo humano. O primeiro en utilizar este dispositivo nunha operación exitosa foi o francés Antonin Jean Desormeaux. Antes da invención da electricidade, as fontes de luz externas usábanse para examinar a vexiga, o útero e o colon, así como as cavidades nasais.

1. A primeira radiografía - a man da muller de Roentgen

1896 Wilhelm Roentgen descobre os raios X e a súa capacidade para penetrar nos sólidos. Os primeiros especialistas aos que mostrou os seus "roentgenogramas" non foron médicos, senón os colegas de Roentgen: físicos (1). O potencial clínico deste invento foi recoñecido unhas semanas despois, cando se publicou nunha revista médica a radiografía dun fragmento de vidro no dedo dun neno de catro anos. Durante os próximos anos, a comercialización e produción en masa de tubos de raios X espallou a nova tecnoloxía por todo o mundo.

1900 Primeira radiografía de tórax. O uso xeneralizado das radiografías de tórax permitiu detectar a tuberculose nun estadio precoz, que daquela era unha das causas máis frecuentes de morte.

1906-1912 Os primeiros intentos de utilizar axentes de contraste para un mellor exame de órganos e vasos.

1913 Está xurdindo un verdadeiro tubo de raios X, chamado tubo de baleiro de cátodo quente, que utiliza unha fonte de electróns controlada eficiente debido ao fenómeno da emisión térmica. Abriu unha nova era na práctica radiolóxica médica e industrial. O seu creador foi o inventor estadounidense William D. Coolidge (2), coñecido popularmente como o "pai do tubo de raios X". Xunto coa reixa móbil creada polo radiólogo de Chicago Hollis Potter, a lámpada Coolidge fixo da radiografía unha ferramenta inestimable para os médicos durante a Primeira Guerra Mundial.

1916 Non todas as radiografías eran fáciles de ler, ás veces os tecidos ou obxectos ocultaban o que estaba sendo examinado. Por iso, o dermatólogo francés André Bocage desenvolveu un método de emisión de raios X desde diferentes ángulos, que eliminou tales dificultades. O seu .

1919 Aparece a pneumoencefalografía, que é un procedemento diagnóstico invasivo do sistema nervioso central. Consistía en substituír parte do líquido cefalorraquídeo por aire, osíxeno ou helio, introducido mediante unha punción na canle raquídeo, e realizar unha radiografía da cabeza. Os gases estaban ben contrastados co sistema ventricular do cerebro, o que permitía obter unha imaxe dos ventrículos. O método foi moi utilizado a mediados do século XX, pero foi case completamente abandonado nos anos 80, xa que o exame era moi doloroso para o paciente e estaba asociado a un serio risco de complicacións.

30 e 40 En medicina física e rehabilitación, a enerxía das ondas ultrasónicas comeza a ser amplamente utilizada. O ruso Sergey Sokolov está experimentando co uso de ultrasóns para atopar defectos metálicos. En 1939, utiliza unha frecuencia de 3 GHz, que, porén, non proporciona unha resolución de imaxe satisfactoria. En 1940, Heinrich Gohr e Thomas Wedekind da Universidade Médica de Colonia, Alemaña, presentaron no seu artigo "Der Ultraschall in der Medizin" a posibilidade de realizar diagnósticos ecográficos baseados en técnicas de eco-reflexo similares ás utilizadas na detección de defectos metálicos. .

Os autores plantexaron a hipótese de que este método permitiría detectar tumores, exsudados ou abscesos. Non obstante, non puideron publicar resultados convincentes dos seus experimentos. Tamén se coñecen os experimentos médicos ultrasónicos do austríaco Karl T. Dussik, neurólogo da Universidade de Viena en Austria, iniciados a finais dos anos 30.

1937 O matemático polaco Stefan Kaczmarz formula no seu traballo "Técnica de reconstrución alxébrica" ​​os fundamentos teóricos do método de reconstrución alxébrica, que despois se aplicou na tomografía computarizada e no procesamento de sinais dixital.

Anos sesenta. A introdución dunha imaxe tomográfica mediante un tubo de raios X rotado arredor do corpo ou dos órganos individuais do paciente. Isto permitiu ver os detalles da anatomía e os cambios patolóxicos nas seccións.

1946 Os físicos estadounidenses Edward Purcell e Felix Bloch inventaron de forma independente a RMN de resonancia magnética nuclear (3). Foron galardoados co Premio Nobel de Física polo "desenvolvemento de novos métodos de medición precisa e descubrimentos relacionados no campo do magnetismo nuclear".

3. Conxunto de equipos de RMN

1950 sobe escáner rectilíneo, compilado por Benedict Cassin. O dispositivo desta versión utilizouse ata principios dos anos 70 con varios produtos farmacéuticos baseados en isótopos radioactivos para imaxes de órganos de todo o corpo.

1953 Gordon Brownell, do Instituto Tecnolóxico de Massachusetts, crea un dispositivo que é o precursor da moderna cámara PET. Coa súa axuda, el, xunto co neurocirurxián William H. Sweet, conseguen diagnosticar tumores cerebrais.

1955 Estase a desenvolver intensificadores de imaxe de raios X dinámicos que permiten obter imaxes de raios X de imaxes en movemento de tecidos e órganos. Estes raios X proporcionaron nova información sobre funcións corporais como o corazón que late e o sistema circulatorio.

1955-1958 O doutor escocés Ian Donald comeza a utilizar amplamente as probas de ultrasóns para o diagnóstico médico. É xinecólogo. O seu artigo "Investigation of Abdominal Masses with Pulsed Ultrasound", publicado o 7 de xuño de 1958 na revista médica The Lancet, definiu o uso da tecnoloxía de ultrasóns e sentou as bases para o diagnóstico prenatal (4).

1957 Desenvólvese o primeiro endoscopio de fibra óptica: o gastroenterólogo Basili Hirshowitz e os seus colegas da Universidade de Michigan patentan unha fibra óptica, gastroscopio semiflexible.

1958 Hal Oscar Anger presenta na reunión anual da Sociedade Americana de Medicina Nuclear unha cámara de escintilación que permite imaxe de órganos humanos. O dispositivo entra no mercado despois dunha década.

1963 Recén acuñado o doutor David Kuhl, xunto co seu amigo, o enxeñeiro Roy Edwards, presentan ao mundo o primeiro traballo conxunto, froito de varios anos de preparación: o primeiro aparello do mundo para o chamado. tomografía por emisiónque chaman Mark II. Nos anos posteriores desenvolvéronse teorías e modelos matemáticos máis precisos, realizáronse numerosos estudos e construíronse máquinas cada vez máis avanzadas. Finalmente, en 1976, John Keyes crea a primeira máquina SPECT -tomografía de emisión de fotón único- baseada na experiencia de Cool e Edwards.

1967-1971 Usando o método alxébrico de Stefan Kaczmarz, o enxeñeiro eléctrico inglés Godfrey Hounsfield crea os fundamentos teóricos da tomografía computarizada. Nos anos seguintes, constrúe o primeiro escáner de TAC EMI (5) que funciona, sobre o que, en 1971, se realiza o primeiro exame dunha persoa no Hospital Atkinson Morley de Wimbledon. O dispositivo púxose en produción en 1973. En 1979, Hounsfield, xunto co físico estadounidense Allan M. Cormack, foi galardoado co Premio Nobel pola súa contribución ao desenvolvemento da tomografía computarizada.

5. Escáner EMI

1973 O químico estadounidense Paul Lauterbur (6) descubriu que introducindo gradientes dun campo magnético que atravesa unha determinada substancia pódese analizar e descubrir a composición desta. O científico utiliza esta técnica para crear unha imaxe que distinga entre auga normal e pesada. Baseándose no seu traballo, o físico inglés Peter Mansfield constrúe a súa propia teoría e mostra como facer unha imaxe rápida e precisa da estrutura interna.

O resultado do traballo de ambos os científicos foi un exame médico non invasivo, coñecido como resonancia magnética ou resonancia magnética. En 1977, a máquina de resonancia magnética, desenvolvida polos médicos estadounidenses Raymond Damadian, Larry Minkoff e Michael Goldsmith, utilizouse por primeira vez para estudar unha persoa. Lauterbur e Mansfield foron galardoados conxuntamente co Premio Nobel de Fisioloxía ou Medicina 2003.

1974 O estadounidense Michael Phelps está a desenvolver unha cámara de tomografía por emisión de positrones (PET). O primeiro escáner PET comercial foi creado grazas ao traballo de Phelps e Michel Ter-Poghosyan, que lideraron o desenvolvemento do sistema en EG&G ORTEC. O escáner instalouse na UCLA en 1974. Debido a que as células cancerosas metabolizan a glicosa dez veces máis rápido que as células normais, os tumores malignos aparecen como puntos brillantes nunha exploración PET (7).

1976 O cirurxián Andreas Grünzig presenta unha anxioplastia coronaria no Hospital Universitario de Zúric, Suíza. Este método usa fluoroscopia para tratar a estenose dos vasos sanguíneos.

1978 sobe radiografía dixital. Por primeira vez, unha imaxe dun sistema de raios X convértese nun ficheiro dixital, que despois pode ser procesado para un diagnóstico máis claro e almacenado dixitalmente para futuras investigacións e análises.

Anos sesenta. Douglas Boyd presenta o método da tomografía por feixe de electróns. Os escáneres EBT utilizaron un feixe de electróns controlado magnéticamente para crear un anel de raios X.

1984 Aparece a primeira imaxe en 3D mediante ordenadores dixitais e datos de TC ou resonancia magnética, que dan como resultado imaxes en XNUMXD de ósos e órganos.

1989 Emprégase a tomografía computarizada espiral (TC espiral). Esta é unha proba que combina un movemento de rotación continuo do sistema detector de lámpada e o movemento da mesa sobre a superficie de proba (8). Unha vantaxe importante da tomografía en espiral é a redución do tempo de exame (permite obter unha imaxe de varias ducias de capas nunha exploración que dura varios segundos), a recollida de lecturas de todo o volume, incluídas as capas do órgano, que entre escaneos con TC tradicional, así como a óptima transformación da exploración grazas ao novo software. O pioneiro do novo método foi o Dr. Willy A. Kalender, Director de Investigación e Desenvolvemento de Siemens. Outros fabricantes pronto seguiron os pasos de Siemens.

8. Esquema de tomografía computarizada en espiral

1993 Desenvolver unha técnica de imaxe ecoplanar (EPI) que permita aos sistemas de resonancia magnética detectar un ictus agudo nunha fase inicial. O EPI tamén ofrece imaxes funcionais, por exemplo, da actividade cerebral, o que permite aos médicos estudar a función de diferentes partes do cerebro.

1998 Os chamados exames PET multimodais xunto coa tomografía computarizada. Fíxoo o doutor David W. Townsend da Universidade de Pittsburgh, xunto con Ron Nutt, especialista en sistemas PET. Isto abriu grandes oportunidades para as imaxes metabólicas e anatómicas dos pacientes con cancro. O primeiro prototipo de escáner PET/CT, deseñado e construído por CTI PET Systems en Knoxville, Tennessee, entrou en funcionamento en 1998.

2018 MARS Bioimaging introduce a técnica color i Imaxe médica XNUMXD (9), que, en lugar de fotografías en branco e negro do interior do corpo, ofrece unha calidade completamente nova na medicina: imaxes en cor.

O novo tipo de escáner utiliza a tecnoloxía Medipix, desenvolvida por primeira vez para os científicos da Organización Europea para a Investigación Nuclear (CERN) para rastrexar partículas no Gran Colisionador de Hadrons mediante algoritmos informáticos. En lugar de rexistrar os raios X mentres pasan a través dos tecidos e como son absorbidos, o escáner determina o nivel de enerxía exacto dos raios X cando inciden en diferentes partes do corpo. Despois converte os resultados en diferentes cores para que coincidan con ósos, músculos e outros tecidos.

9. Sección coloreada do pulso, realizada mediante a tecnoloxía MARS Bioimaging.

Clasificación da imaxe médica

1. Raios X (Raios X) esta é unha radiografía do corpo coa proxección de raios X sobre unha película ou detector. Os tecidos brandos visualízanse despois da inxección de contraste. O método, que se usa principalmente no diagnóstico do sistema esquelético, caracterízase por unha baixa precisión e baixo contraste. Ademais, a radiación ten un efecto negativo: o 99% da dose é absorbida polo organismo da proba.

2. tomografía (grego - sección transversal) - o nome colectivo dos métodos de diagnóstico, que consisten en obter unha imaxe dunha sección transversal dun corpo ou parte del. Os métodos tomográficos divídense en varios grupos:

• UZI (UZI) é un método non invasivo que utiliza os fenómenos ondulatorios do son nos límites de varios medios. Usa transdutores ultrasóns (2-5 MHz) e piezoeléctricos. A imaxe móvese en tempo real;
• tomografía computarizada (TC) utiliza raios X controlados por ordenador para crear imaxes do corpo. O uso de raios X achega a TC aos raios X, pero as radiografías e a tomografía computarizada proporcionan información diferente. É certo que un radiólogo experimentado tamén pode inferir a localización tridimensional de, por exemplo, un tumor a partir dunha imaxe de raios X, pero os raios X, a diferenza das tomografías computarizadas, son inherentemente bidimensionais;
• resonancia magnética (MRI) - Este tipo de tomografía utiliza ondas de radio para examinar pacientes situados nun forte campo magnético. A imaxe resultante baséase nas ondas de radio emitidas polos tecidos examinados, que xeran sinais máis ou menos intensos segundo o medio químico. A imaxe corporal do paciente pódese gardar como datos informáticos. A resonancia magnética, como a TC, produce imaxes XNUMXD e XNUMXD, pero ás veces é un método moito máis sensible, especialmente para distinguir os tecidos brandos;
• tomografía por emisión de positrones (PET) - rexistro de imaxes informáticas dos cambios no metabolismo do azucre que se producen nos tecidos. O paciente é inxectado cunha substancia que é unha combinación de azucre e azucre marcado isotópicamente. Este último permite localizar o cancro, xa que as células cancerosas absorben as moléculas de azucre de forma máis eficiente que outros tecidos do corpo. Despois da inxestión de azucre marcado radioactivamente, o paciente déitase durante aprox.
• 60 minutos mentres o azucre marcado circula polo seu corpo. Se hai un tumor no corpo, o azucre debe acumularse de forma eficiente nel. A continuación, o paciente, colocado sobre a mesa, introdúcese gradualmente no escáner PET - 6-7 veces en 45-60 minutos. O escáner PET úsase para determinar a distribución do azucre nos tecidos do corpo. Grazas á análise de TC e PET pódese describir mellor unha posible neoplasia. A imaxe procesada por ordenador é analizada por un radiólogo. A PET pode detectar anomalías mesmo cando outros métodos indican a natureza normal do tecido. Tamén permite diagnosticar as recaídas do cancro e determinar a eficacia do tratamento: a medida que o tumor se encolle, as súas células metabolizan cada vez menos azucre;
• Tomografía por emisión de fotón único (SPECT) – técnica tomográfica no ámbito da medicina nuclear. Coa axuda da radiación gamma, permítelle crear unha imaxe espacial da actividade biolóxica de calquera parte do corpo do paciente. Este método permítelle visualizar o fluxo sanguíneo e o metabolismo nunha determinada área. Utiliza radiofármacos. Son compostos químicos formados por dous elementos: un trazador, que é un isótopo radioactivo, e un portador que se pode depositar en tecidos e órganos e superar a barreira hematoencefálica. Os portadores adoitan ter a propiedade de unirse selectivamente aos anticorpos das células tumorais. Aséntanse en cantidades proporcionais ao metabolismo; 
• Tomografía de coherencia óptica (OCT) - un novo método similar ao ultrasóns, pero o paciente é sondado cun feixe de luz (interferómetro). Úsase para exames oculares en dermatoloxía e odontoloxía. A luz retrodispersada indica a posición dos lugares ao longo do camiño do feixe de luz onde cambia o índice de refracción.

3. Gammagrafía - obtemos aquí unha imaxe dos órganos, e sobre todo da súa actividade, utilizando pequenas doses de isótopos radioactivos (radiofarmacéuticos). Esta técnica baséase no comportamento de certos produtos farmacéuticos no organismo. Actúan como vehículo para o isótopo utilizado. O fármaco marcado acumúlase no órgano obxecto de estudo. O radioisótopo emite radiación ionizante (a maioría das veces radiación gamma), que penetra fóra do corpo, onde se grava a chamada cámara gamma.