التصوير الطبي
اكتشف فيلهلم رونتجن الأشعة السينية عام 1896، وأول أشعة سينية للصدر عام 1900. ثم يظهر أنبوب الأشعة السينية. وكيف يبدو اليوم. سوف تجد في المقالة أدناه.
1806 قام فيليب بوزيني بتطوير المنظار الداخلي في مدينة ماينز ونشر بمناسبة "Der Lichtleiter" - كتاب مدرسي عن دراسة تجاويف جسم الإنسان. أول من استخدم هذا الجهاز في عملية ناجحة كان الفرنسي أنتونين جان ديسورمو. قبل اختراع الكهرباء ، تم استخدام مصادر الضوء الخارجية لفحص المثانة والرحم والقولون وكذلك تجاويف الأنف.
1. أول أشعة سينية - يد زوجة رونتجن
1896 يكتشف فيلهلم رونتجن الأشعة السينية وقدرتها على اختراق المواد الصلبة. الأخصائيين الأوائل الذين أظهر لهم "مخطط الأشعة السينية" لم يكونوا أطباء ، لكن زملاء رونتجن - الفيزيائيين (1). تم التعرف على الإمكانات السريرية لهذا الاختراع بعد بضعة أسابيع ، عندما تم نشر الأشعة السينية لشظية زجاج في إصبع طفل يبلغ من العمر أربع سنوات في مجلة طبية. على مدى السنوات القليلة المقبلة ، أدى التسويق والإنتاج الضخم لأنابيب الأشعة السينية إلى نشر التكنولوجيا الجديدة في جميع أنحاء العالم.
1900 أول صورة شعاعية للصدر. وقد أتاح الاستخدام الواسع النطاق لتصوير الصدر الشعاعي اكتشاف مرض السل في مرحلة مبكرة، والذي كان أحد أكثر أسباب الوفاة شيوعًا في ذلك الوقت.
1906-1912 المحاولات الأولى لاستخدام عوامل التباين لفحص الأعضاء والأوعية الدموية بشكل أفضل.
1913 يظهر أنبوب أشعة سينية حقيقي يسمى الأنبوب المفرغ الساخن الكاثود، والذي يستخدم مصدرًا فعالاً للإلكترونات يتم التحكم فيه من خلال ظاهرة الانبعاث الحراري. لقد بشر بعصر جديد في ممارسة الأشعة الطبية والصناعية. وكان مخترعها هو المخترع الأمريكي ويليام د. كوليدج (2)، المعروف شعبياً باسم "أبو أنبوب الأشعة السينية". جنبا إلى جنب مع الشبكة المتحركة التي أنشأها أخصائي الأشعة في شيكاغو هوليس بوتر، جعل مصباح كوليدج التصوير الشعاعي أداة لا تقدر بثمن للأطباء خلال الحرب العالمية الأولى.
1916 لم تكن جميع الأشعة السينية سهلة القراءة، ففي بعض الأحيان كانت الأنسجة أو الأشياء تحجب ما تم فحصه. لذلك طور طبيب الأمراض الجلدية الفرنسي أندريه بوكاج طريقة لإصدار الأشعة السينية بزوايا مختلفة، مما قضى على مثل هذه الصعوبات. له .
1919 يظهر تخطيط الرئة والدماغ، وهو إجراء تشخيصي غزوي للجهاز العصبي المركزي. وتتكون من استبدال جزء من السائل النخاعي بالهواء أو الأكسجين أو الهيليوم، ويتم إدخاله من خلال ثقب في القناة الشوكية، وأخذ أشعة سينية للرأس. تتناقض الغازات جيدًا مع الجهاز البطيني للدماغ، مما جعل من الممكن الحصول على صور للبطينين. تم استخدام هذه الطريقة على نطاق واسع في منتصف القرن العشرين، ولكن تم التخلي عنها بالكامل تقريبًا في الثمانينيات، نظرًا لأن الفحص كان مؤلمًا للغاية للمريض وينطوي على خطر كبير لحدوث مضاعفات.
السبعينيات والثمانينيات بدأ استخدام طاقة الموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في الطب الطبيعي وإعادة التأهيل. يقوم الروسي سيرجي سوكولوف بتجربة استخدام الموجات فوق الصوتية للعثور على العيوب المعدنية. في عام 1939، كان يستخدم ترددًا قدره 3 جيجا هرتز، والذي، مع ذلك، لا يوفر دقة صورة مرضية. في عام 1940، قدم هاينريش جور وتوماس فيديكيند من جامعة كولونيا الطبية بألمانيا، في ورقتهما البحثية "Der Ultraschall in der Medizin" إمكانية التشخيص بالموجات فوق الصوتية بناءً على تقنيات منعكس الصدى المشابهة لتلك المستخدمة في اكتشاف العيوب في المعادن. .
افترض المؤلفون أن هذه الطريقة ستسمح باكتشاف الأورام أو الإفرازات أو الخراجات. ومع ذلك، لم يتمكنوا من نشر نتائج مقنعة لتجاربهم. ومن المعروف أيضًا التجارب الطبية بالموجات فوق الصوتية التي أجراها النمساوي كارل تي دوسيك، طبيب الأعصاب بجامعة فيينا في النمسا، والتي بدأت في أواخر الثلاثينيات.
1937 يصوغ عالم الرياضيات البولندي ستيفان كازمارز في عمله "تقنية إعادة البناء الجبرية" الأسس النظرية لطريقة إعادة البناء الجبرية، والتي تم استخدامها بعد ذلك في التصوير المقطعي ومعالجة الإشارات الرقمية.
سنوات 40. إدخال صورة مقطعية باستخدام أنبوب الأشعة السينية الذي يتم تدويره حول جسم المريض أو أعضائه الفردية. هذا سمح لنا برؤية التفاصيل التشريحية والتغيرات المرضية في المقاطع.
1946 اخترع الفيزيائيان الأمريكيان إدوارد بورسيل وفيليكس بلوخ بشكل مستقل الرنين المغناطيسي النووي (NMR) (3). وقد حصلوا على جائزة نوبل في الفيزياء "لتطوير طرق جديدة للقياس الدقيق والاكتشافات ذات الصلة في مجال المغناطيسية النووية".
3. مجموعة معدات الرنين المغناطيسي النووي
1950 يرتفع الماسح الضوئي للخط المستقيم، جمعها بنديكت كاسين. تم استخدام هذا الإصدار من الجهاز حتى أوائل السبعينيات مع العديد من المستحضرات الصيدلانية القائمة على النظائر المشعة لتصوير الأعضاء في جميع أنحاء الجسم.
1953 ابتكر جوردون براونيل من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا جهازًا يعد رائدًا لكاميرا PET الحديثة. وبمساعدته، تمكن هو وجراح الأعصاب ويليام إتش سويت من تشخيص أورام المخ.
1955 ويجري تطوير مكثفات صور الأشعة السينية الديناميكية لإنتاج صور الأشعة السينية للصور المتحركة للأنسجة والأعضاء. قدمت هذه الأشعة السينية معلومات جديدة حول وظائف الجسم مثل القلب النابض ونظام الأوعية الدموية.
1955-1958 بدأ الطبيب الاسكتلندي إيان دونالد في استخدام اختبارات الموجات فوق الصوتية على نطاق واسع للتشخيص الطبي. يمارس طب النساء. مقالته، "فحص كتل البطن بواسطة الموجات فوق الصوتية النبضية"، المنشورة في 7 يونيو 1958، في المجلة الطبية لانسيت، حددت استخدام تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية ووضعت الأساس لتشخيص ما قبل الولادة (4).
1957 تم تطوير أول منظار داخلي من الألياف الضوئية - حصل طبيب الجهاز الهضمي باسيلي هيرشويتز وزملاؤه من جامعة ميشيغان على براءة اختراع للألياف الضوئية، منظار المعدة شبه المرن.
1958 يقدم هال أوسكار أنجر في الاجتماع السنوي للجمعية الأمريكية للطب النووي غرفة وميض تسمح بالديناميكية تصور الأعضاء البشرية. يدخل الجهاز السوق بعد عقد من الزمن.
1963 يقدم الطبيب الجديد ديفيد كول مع صديقه المهندس روي إدواردز للعالم أول عمل مشترك لهما، نتيجة عدة سنوات من التحضير: أول جهاز في العالم لما يسمى. التصوير المقطعي بالإصدارالذي أطلقوا عليه اسم مارك الثاني. وفي السنوات اللاحقة، تم تطوير نظريات ونماذج رياضية أكثر دقة، وإجراء العديد من الدراسات وبناء المزيد والمزيد من الآلات المتقدمة. أخيرًا، في عام 1976، أنشأ جون كيز أول جهاز SPECT - التصوير المقطعي بانبعاث فوتون واحد - استنادًا إلى تجربة كول وإدواردز.
1967-1971 باستخدام الطريقة الجبرية لستيفان كازمارز، ابتكر المهندس الكهربائي الإنجليزي جودفري هاونسفيلد الأسس النظرية للتصوير المقطعي المحوسب. في السنوات التالية قام ببناء أول ماسح مقطعي مقطعي، EMI (5)، والذي أجرى أول فحص بشري في عام 1971 في مستشفى أتكينسون مورلي في ويمبلدون. دخل الجهاز حيز الإنتاج في عام 1973. في عام 1979، حصل هاونسفيلد، مع الفيزيائي الأمريكي آلان كورماك، على جائزة نوبل لمساهمتهما في تطوير التصوير المقطعي المحوسب.
5. ماسح التداخل الكهرومغناطيسي
1973 اكتشف الكيميائي الأمريكي بول لوتربور (6) أنه من خلال إدخال تدرجات المجال المغناطيسي الذي يمر عبر مادة معينة، يمكن تحليل وتحديد تركيبة هذه المادة. ويستخدم العالم هذه التقنية لتكوين صورة تفرق بين الماء العادي والثقيل. واستنادا إلى عمله، يبني الفيزيائي الإنجليزي بيتر مانسفيلد نظريته الخاصة ويوضح كيفية تصوير البنية الداخلية بسرعة ودقة.
وكانت نتيجة عمل كلا العلماء اختبارا طبيا غير جراحي يعرف باسم التصوير بالرنين المغناطيسي، أو التصوير بالرنين المغناطيسي. وفي عام 1977، تم استخدام جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي، الذي طوره الأطباء الأمريكيون ريموند داماديان ولاري مينكوف ومايكل جولدسميث، لأول مرة لدراسة الشخص. حصل لوتربور ومانسفيلد على جائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب عام 2003.
1974 يقوم الأمريكي مايكل فيلبس بتطوير كاميرا للتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET). تم إنشاء أول ماسح ضوئي تجاري PET بفضل عمل فيلبس وميشيل تير بوغوسيان، اللذين قادا إنشاء النظام بواسطة EG&G ORTEC. تم تركيب الماسح الضوئي في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس عام 1974. نظرًا لأن الخلايا السرطانية تستقلب الجلوكوز أسرع بعشر مرات من الخلايا الطبيعية، فإن الأورام الخبيثة تظهر كنقاط مضيئة في فحوصات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (7).
1976 يقدم الجراح أندرياس غرونزيغ عملية رأب الأوعية التاجية في مستشفى جامعة زيوريخ، سويسرا. تستخدم هذه الطريقة التنظير الفلوري لعلاج تضيق الأوعية الدموية.
1978 يرتفع التصوير الشعاعي الرقمي. لأول مرة، يتم تحويل صورة من نظام الأشعة السينية إلى ملف رقمي، والذي يمكن معالجته بعد ذلك للحصول على تشخيص أكثر وضوحًا وتخزينه رقميًا للبحث والتحليل في المستقبل.
سنوات 80. يقدم دوجلاس بويد تقنية التصوير المقطعي بحزمة الإلكترون. تستخدم ماسحات التصوير المقطعي (EBT) هذه شعاعًا من الإلكترونات مدفوعًا مغناطيسيًا لإنشاء حلقة من الأشعة السينية.
1984 تم تقديم أول معالجة للصور ثلاثية الأبعاد باستخدام أجهزة الكمبيوتر الرقمية وبيانات التصوير المقطعي أو التصوير بالرنين المغناطيسي لإنشاء صور ثلاثية الأبعاد للعظام والأعضاء.
1989 بدأ استخدام التصوير المقطعي الحلزوني (التصوير المقطعي المحوسب). هذا اختبار يتكون من مزيج من الحركة الدورانية المستمرة لنظام كاشف المصباح وحركة الطاولة فوق سطح الاختبار (8). من المزايا المهمة للتصوير المقطعي الحلزوني تقليل وقت الفحص (يسمح لك بالحصول على صور لعشرات الطبقات في مسح واحد يستمر عدة ثوانٍ)، وجمع القراءات من المجلد بأكمله، بما في ذلك طبقات الأعضاء، التي كانت بين عمليات المسح باستخدام التصوير المقطعي التقليدي، بالإضافة إلى التحويل الأمثل للمسح الضوئي بفضل البرامج الجديدة. وكان رائد الطريقة الجديدة هو مدير الأبحاث والتطوير في شركة سيمنز الدكتور ويلي أ. كالندر. وسرعان ما اتبعت الشركات المصنعة الأخرى خطى شركة سيمنز.
8. مخطط التصوير المقطعي الحلزوني
1993 تطوير تقنية التصوير بالصدى (EPI) التي ستسمح لأنظمة التصوير بالرنين المغناطيسي باكتشاف السكتة الدماغية الحادة في مرحلة مبكرة. يوفر برنامج EPI أيضًا تصويرًا وظيفيًا، مثل نشاط الدماغ، مما يسمح للأطباء بدراسة وظائف أجزاء مختلفة من الدماغ.
1998 ما يسمى بدراسات PET متعددة الوسائط مع التصوير المقطعي المحوسب. وقد تم ذلك من قبل الدكتور ديفيد دبليو تاونسند من جامعة بيتسبرغ مع رون نوت، المتخصص في أنظمة PET. وقد فتح هذا فرصًا واسعة للتصوير الأيضي والتشريحي لمرضى السرطان. أول نموذج أولي لماسح PET/CT، تم تصميمه وبناؤه بواسطة CTI PET Systems في نوكسفيل، تينيسي، بدأ تشغيله في عام 1998.
2018 يقدم MARS Bioimaging تقنية اللون i التصوير الطبي ثلاثي الأبعاد (9)، والتي بدلاً من الصور الفوتوغرافية بالأبيض والأسود لداخل الجسم تقدم جودة جديدة تمامًا في الطب - الصور الملونة.
يستخدم النوع الجديد من الماسحات الضوئية تقنية Medipix، التي تم تطويرها لأول مرة للعلماء في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) لتتبع الجسيمات في مصادم الهادرونات الكبير باستخدام خوارزميات الكمبيوتر. بدلاً من تسجيل الأشعة السينية أثناء مرورها عبر الأنسجة وكيفية امتصاصها، يكتشف الماسح الضوئي مستوى الطاقة الدقيق للأشعة السينية عند وصولها إلى أجزاء مختلفة من الجسم. ثم يقوم بتحويل النتائج إلى ألوان مختلفة تتوافق مع العظام والعضلات والأنسجة الأخرى.
9. قسم ملون للمعصم، مصنوع باستخدام تقنية MARS Bioimaging.
تصنيف التصوير الطبي
1. رونتجن (الأشعة السينية) هذه صورة بالأشعة السينية للجسم مع إسقاط الأشعة السينية على فيلم أو كاشف. يتم تصوير الأنسجة الرخوة بعد حقن التباين. تتميز الطريقة ، التي تستخدم بشكل أساسي في تشخيص نظام الهيكل العظمي ، بالدقة المنخفضة والتباين المنخفض. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الإشعاع له تأثير سلبي - يتم امتصاص 99 ٪ من الجرعة بواسطة كائن الاختبار.
2. الأشعة المقطعية (يوناني - مقطع عرضي) - الاسم الجماعي لطرق التشخيص التي تتضمن الحصول على صورة مقطع عرضي للجسم أو جزء منه. تنقسم طرق التصوير المقطعي إلى عدة مجموعات:
- الموجات فوق الصوتية (الموجات فوق الصوتية) هي طريقة غير جراحية تستخدم ظاهرة الموجات الصوتية عند حدود الوسائط المختلفة. يستخدم محولات طاقة فوق صوتية (2-5 ميغا هرتز) و كهرضغطية. تتحرك الصورة في الوقت الحقيقي ؛
- التصوير المقطعي (CT) يستخدم الأشعة السينية التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر لإنشاء صور للجسم. يؤدي استخدام الأشعة السينية إلى تقريب التصوير المقطعي المحوسب من الأشعة السينية ، لكن الأشعة السينية والتصوير المقطعي المحوسب يوفران معلومات مختلفة. صحيح أن أخصائي الأشعة المتمرس يمكنه أيضًا استنتاج الموقع ثلاثي الأبعاد للورم ، على سبيل المثال ، من صورة الأشعة السينية ، ولكن الأشعة السينية ، على عكس التصوير المقطعي المحوسب ، ثنائية الأبعاد بطبيعتها ؛
- التصوير بالرنين المغناطيسي (مري) - يستخدم هذا النوع من التصوير المقطعي موجات الراديو لفحص المرضى الموضوعين في مجال مغناطيسي قوي. تعتمد الصورة الناتجة على موجات الراديو المنبعثة من الأنسجة التي تم فحصها ، والتي تولد إشارات أكثر أو أقل كثافة اعتمادًا على البيئة الكيميائية. يمكن حفظ صورة جسم المريض كبيانات كمبيوتر. التصوير بالرنين المغناطيسي ، مثل التصوير المقطعي المحوسب ، ينتج صور XNUMXD و XNUMXD ، ولكنه في بعض الأحيان طريقة أكثر حساسية ، خاصة لتمييز الأنسجة الرخوة ؛
- التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) - تسجيل صور الكمبيوتر للتغيرات في استقلاب السكر التي تحدث في الأنسجة. يتم حقن المريض بمادة تتكون من مزيج من السكر والسكر المسمى بالنظائر. هذا الأخير يجعل من الممكن تحديد مكان السرطان ، لأن الخلايا السرطانية تمتص جزيئات السكر بشكل أكثر كفاءة من الأنسجة الأخرى في الجسم. بعد تناول السكر المسمى إشعاعيًا ، يستلقي المريض تقريبًا.
- 60 دقيقة بينما السكر الملحوظ يدور في جسده. إذا كان هناك ورم في الجسم ، فيجب أن يتراكم السكر فيه بكفاءة. ثم يتم إدخال المريض ، الذي يوضع على الطاولة ، تدريجياً في ماسح التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني - 6-7 مرات في غضون 45-60 دقيقة. يستخدم ماسح التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني لتحديد توزيع السكر في أنسجة الجسم. بفضل تحليل التصوير المقطعي المحوسب والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، يمكن وصف الورم المحتمل بشكل أفضل. يتم تحليل الصورة المعالجة بواسطة الكمبيوتر بواسطة أخصائي الأشعة. يمكن للتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني اكتشاف التشوهات حتى عندما تشير الطرق الأخرى إلى الطبيعة الطبيعية للأنسجة. كما أنه يجعل من الممكن تشخيص الانتكاسات السرطانية وتحديد فعالية العلاج - فمع تقلص الورم ، تستقلب خلاياه كميات أقل وأقل من السكر ؛
- التصوير المقطعي بانبعاث فوتون واحد (SPECT) - تقنية التصوير المقطعي في مجال الطب النووي. بمساعدة أشعة جاما ، يسمح لك بإنشاء صورة مكانية للنشاط البيولوجي لأي جزء من جسم المريض. تتيح لك هذه الطريقة تصور تدفق الدم والتمثيل الغذائي في منطقة معينة. يستخدم المستحضرات الصيدلانية المشعة. إنها مركبات كيميائية تتكون من عنصرين - المقتفي ، وهو نظير مشع ، وناقل يمكن أن يترسب في الأنسجة والأعضاء ويتغلب على الحاجز الدموي الدماغي. غالبًا ما يكون للناقلات خاصية الارتباط الانتقائي بالأجسام المضادة للخلايا السرطانية. يستقرون بكميات تتناسب مع التمثيل الغذائي ؛
- التصوير المقطعي للتماسك البصري (OCT) - طريقة جديدة شبيهة بالموجات فوق الصوتية ، لكن يتم فحص المريض بشعاع من الضوء (مقياس التداخل). تستخدم لفحوصات العين في الأمراض الجلدية وطب الأسنان. يشير الضوء المرتجع إلى موضع الأماكن على طول مسار شعاع الضوء حيث يتغير معامل الانكسار.
3. التصوير الومضاني - نحصل هنا على صورة للأعضاء ، وقبل كل شيء نشاطها ، باستخدام جرعات صغيرة من النظائر المشعة (الأدوية المشعة). تعتمد هذه التقنية على سلوك بعض الأدوية في الجسم. هم بمثابة وسيلة للنظير المستخدم. يتراكم الدواء المسمى في العضو قيد الدراسة. ينبعث من النظائر المشعة إشعاعات مؤينة (غالبًا إشعاع جاما) ، تخترق خارج الجسم ، حيث يتم تسجيل ما يسمى بكاميرا جاما.
