의료 영상
1896년 빌헬름 뢴트겐은 X선을 발견했고 1900년에는 최초의 흉부 X선을 발견했습니다. 그런 다음 X선관이 나옵니다. 그리고 오늘날의 모습입니다. 아래 기사에서 알게 될 것입니다.
1806 Philippe Bozzini는 마인츠에서 내시경을 개발하여 인체의 오목한 부분을 연구하는 교과서인 "Der Lichtleiter"를 출판했습니다. 이 장치를 성공적으로 사용한 첫 번째 사람은 프랑스인 Antonin Jean Desormeaux였습니다. 전기가 발명되기 전에는 외부 광원을 사용하여 방광, 자궁, 결장 및 비강을 검사했습니다.
1. 최초의 엑스레이 - 뢴트겐 부인의 손
1896 Wilhelm Roentgen은 X선과 고체를 관통하는 능력을 발견했습니다. 그가 "방사선도"를 보여준 첫 번째 전문가는 의사가 아니라 Roentgen의 동료 인 물리학 자였습니다 (1). 본 발명의 임상적 잠재력은 몇 주 후 XNUMX세 어린이의 손가락에 박힌 유리 파편의 X-선 사진이 의학 저널에 발표되었을 때 인식되었습니다. 향후 몇 년 동안 X-선 튜브의 상용화 및 대량 생산으로 신기술이 전 세계에 퍼졌습니다.
1900 첫 번째 흉부 엑스레이. 흉부 X-레이의 광범위한 사용으로 당시 가장 흔한 사망 원인 중 하나였던 결핵을 조기에 발견할 수 있게 되었습니다.
1906-1912 장기 및 혈관의 더 나은 검사를 위해 조영제를 사용하려는 첫 번째 시도.
1913 열 방출 현상으로 인해 효율적으로 제어된 전자 소스를 사용하는 열음극 진공관이라고 하는 실제 X-선 튜브가 등장하고 있습니다. 그는 의료 및 산업 방사선 진료의 새로운 시대를 열었습니다. 그것을 만든 사람은 "X선관의 아버지"로 널리 알려진 미국 발명가 William D. Coolidge(2)였습니다. Coolidge 램프는 시카고의 방사선학자인 Hollis Potter가 만든 이동식 그리드와 함께 제XNUMX차 세계대전 동안 방사선 촬영을 의사에게 귀중한 도구로 만들었습니다.
1916 모든 방사선 사진이 읽기 쉬운 것은 아닙니다. 때때로 조직이나 물체가 검사 대상을 가리기도 했습니다. 그래서 프랑스의 피부과 전문의 앙드레 보카쥬(André Bocage)는 다양한 각도에서 엑스레이를 방출하는 방법을 개발해 그런 어려움을 없앴다. 그의 .
1919 중추 신경계의 침습적 진단 절차인 폐뇌조영술이 나타납니다. 그것은 뇌척수액의 일부를 공기, 산소 또는 헬륨으로 교체하고 천공을 통해 척수관으로 도입하고 머리의 엑스레이를 수행하는 것으로 구성되었습니다. 가스는 뇌의 심실 시스템과 잘 대조되어 심실의 이미지를 얻을 수 있습니다. 이 방법은 80세기 중반에 널리 사용되었지만 검사가 환자에게 극도로 고통스럽고 심각한 합병증 위험과 관련이 있었기 때문에 XNUMX년대에는 거의 완전히 폐기되었습니다.
30 년대와 40 년대 물리 의학 및 재활 분야에서 초음파의 에너지가 널리 사용되기 시작했습니다. 러시아의 Sergey Sokolov는 초음파를 사용하여 금속 결함을 찾는 실험을 하고 있습니다. 1939년에 그는 3GHz의 주파수를 사용했지만 만족스러운 이미지 해상도를 제공하지 못했습니다. 1940년 독일 쾰른 의과대학의 Heinrich Gohr와 Thomas Wedekind는 "Der Ultraschall in der Medizin"이라는 논문에서 금속 결함 감지에 사용되는 것과 유사한 에코 반사 기술을 기반으로 한 초음파 진단의 가능성을 제시했습니다. .
저자는 이 방법이 종양, 삼출물 또는 농양을 탐지할 수 있을 것이라는 가설을 세웠습니다. 그러나 그들은 실험의 설득력 있는 결과를 발표할 수 없었습니다. 오스트리아 비엔나 대학의 신경학자인 Karl T. Dussik이 30년대 후반에 시작한 초음파 의학 실험도 알려져 있습니다.
1937 폴란드의 수학자 Stefan Kaczmarz는 그의 작품 "대수 재구성 기법"에서 컴퓨터 단층 촬영 및 디지털 신호 처리에 적용된 대수 재구성 방법의 이론적 토대를 공식화했습니다.
40-s. 환자의 신체 또는 개별 장기 주위를 회전하는 X선관을 사용하여 단층 영상을 도입합니다. 이를 통해 섹션에서 해부학 및 병리학 적 변화의 세부 사항을 볼 수 있습니다.
1946 미국의 물리학자 Edward Purcell과 Felix Bloch는 독립적으로 핵 자기 공명 NMR(3)을 발명했습니다. 그들은 "정확한 측정을 위한 새로운 방법의 개발과 핵자기 분야에서의 관련 발견"으로 노벨 물리학상을 받았습니다.
3. NMR 장비 세트
1950 일어 나라 직선 스캐너, Benedict Cassin이 편집했습니다. 이 버전의 장치는 다양한 방사성 동위원소 기반 의약품과 함께 70년대 초반까지 전신의 장기를 영상화하는 데 사용되었습니다.
1953 Massachusetts Institute of Technology의 Gordon Brownell은 최신 PET 카메라의 전신인 장치를 만듭니다. 그녀의 도움으로 그는 신경 외과 의사 William H. Sweet와 함께 뇌종양을 진단합니다.
1955 조직 및 장기의 움직이는 영상의 X선 영상을 얻을 수 있는 동적 X선 영상 증강 장치가 개발되고 있습니다. 이 엑스레이는 심장 박동 및 순환계와 같은 신체 기능에 대한 새로운 정보를 제공했습니다.
1955-1958 스코틀랜드 의사 Ian Donald는 의료 진단을 위해 초음파 검사를 널리 사용하기 시작했습니다. 그는 산부인과 의사입니다. 그의 논문 "Investigation of Abdominal Masses with Pulsed Ultrasound"는 7년 1958월 4일 의학 저널인 The Lancet에 게재되었으며 초음파 기술의 사용을 정의하고 산전 진단의 토대를 마련했습니다(XNUMX).
1957 최초의 광섬유 내시경이 개발됨 - 미시간 대학의 위장병학자 Basili Hirshowitz와 그의 동료들은 광섬유에 대한 특허를 취득했습니다. 반유연성 위내시경.
1958 Hal Oscar Anger는 American Society for Nuclear Medicine의 연례 회의에서 다이나믹을 허용하는 섬광 챔버를 발표합니다. 인간 장기의 이미징. 이 장치는 XNUMX년 후에 시장에 출시됩니다.
1963 갓 발행된 David Kuhl 박사는 그의 친구인 엔지니어 Roy Edwards와 함께 수년간의 준비의 결과인 최초의 공동 작업인 이른바 세계 최초의 장치를 세계에 발표했습니다. 방출 단층 촬영그들은 Mark II라고 부릅니다. 이후 몇 년 동안 더 정확한 이론과 수학적 모델이 개발되었고 수많은 연구가 수행되었으며 점점 더 발전된 기계가 제작되었습니다. 마지막으로 1976년 John Keyes는 Cool과 Edwards의 경험을 바탕으로 최초의 SPECT 기계인 단일 광자 방출 단층 촬영을 만듭니다.
1967-1971 Stefan Kaczmarz의 대수적 방법을 사용하여 영국 전기 엔지니어 Godfrey Hounsfield는 컴퓨터 단층 촬영의 이론적 토대를 만듭니다. 다음 해에 그는 작동하는 최초의 EMI CT 스캐너(5)를 제작하고 1971년 윔블던의 Atkinson Morley 병원에서 사람에 대한 첫 번째 검사를 수행합니다. 이 장치는 1973년에 생산에 투입되었습니다. 1979년에 Hounsfield는 미국의 물리학자 Allan M. Cormack과 함께 컴퓨터 단층 촬영의 발전에 기여한 공로로 노벨상을 수상했습니다.
5. EMI 스캐너
1973 미국의 화학자 Paul Lauterbur(6)는 주어진 물질을 통과하는 자기장의 구배를 도입함으로써 이 물질의 구성을 분석하고 알아낼 수 있다는 것을 발견했습니다. 과학자는 이 기술을 사용하여 일반 물과 중수를 구별하는 이미지를 만듭니다. 영국의 물리학자 피터 맨스필드는 그의 연구를 바탕으로 자신만의 이론을 세우고 내부 구조의 빠르고 정확한 이미지를 만드는 방법을 보여줍니다.
두 과학자의 작업 결과는 자기 공명 영상 또는 MRI로 알려진 비침습적 의료 검사였습니다. 1977년 미국 의사 Raymond Damadian, Larry Minkoff, Michael Goldsmith가 개발한 MRI 기계가 처음으로 사람을 검사하는 데 사용되었습니다. Lauterbur와 Mansfield는 2003년 노벨 생리의학상을 공동 수상했습니다.
1974 American Michael Phelps는 양전자 방출 단층 촬영(PET) 카메라를 개발하고 있습니다. 최초의 상업용 PET 스캐너는 EG&G ORTEC에서 시스템 개발을 이끈 Phelps와 Michel Ter-Poghosyan의 작업 덕분에 만들어졌습니다. 스캐너는 1974년 UCLA에 설치되었습니다. 암세포는 정상 세포보다 7배 빠르게 포도당을 대사하기 때문에 악성 종양은 PET 스캔에서 밝은 점으로 나타납니다(XNUMX).
1976 외과의사 Andreas Grünzig가 스위스 취리히 대학병원에서 관상동맥 성형술을 발표하고 있습니다. 이 방법은 형광 투시법을 사용하여 혈관 협착증을 치료합니다.
1978 일어 나라 디지털 방사선 촬영. 처음으로 X-ray 시스템의 이미지를 디지털 파일로 변환한 다음 보다 명확한 진단을 위해 처리하고 향후 연구 및 분석을 위해 디지털 방식으로 저장할 수 있습니다.
80-s. Douglas Boyd는 전자 빔 단층 촬영 방법을 소개합니다. EBT 스캐너는 자기적으로 제어되는 전자빔을 사용하여 X선 고리를 생성했습니다.
1984 디지털 컴퓨터와 CT 또는 MRI 데이터를 사용한 최초의 3D 영상이 등장하여 뼈와 장기의 XNUMXD 영상이 나타납니다.
1989 나선형 컴퓨터 단층 촬영(나선형 CT)이 사용됩니다. 이것은 램프 감지기 시스템의 지속적인 회전 운동과 테스트 표면 위의 테이블 이동을 결합하는 테스트입니다(8). 나선형 단층 촬영의 중요한 이점은 검사 시간 단축(몇 초 동안 지속되는 한 번의 스캔으로 수십 개의 레이어 이미지를 얻을 수 있음), 기존 CT를 사용한 스캔 사이에 있었던 기관의 레이어를 포함한 전체 볼륨의 판독값 수집, 새로운 소프트웨어 덕분에 스캔의 최적 변환입니다. 새로운 방법의 선구자는 Siemens 연구 개발 이사 Dr. Willy A. Kalender였습니다. 다른 제조업체들도 곧 Siemens의 발자취를 따랐습니다.
8. 나선형 컴퓨터 단층 촬영 방식
1993 MRI 시스템이 초기 단계에서 급성 뇌졸중을 감지할 수 있도록 EPI(Echoplanar Imaging) 기술을 개발합니다. EPI는 또한 예를 들어 뇌 활동의 기능적 영상을 제공하여 임상의가 뇌의 다른 부분의 기능을 연구할 수 있도록 합니다.
1998 컴퓨터 단층 촬영과 함께 소위 복합 PET 검사. 이것은 PET 시스템 전문가인 Ron Nutt와 함께 피츠버그 대학의 David W. Townsend 박사가 수행했습니다. 이것은 암 환자의 신진대사 및 해부학적 이미징을 위한 큰 기회를 열었습니다. 테네시 주 녹스빌에 있는 CTI PET Systems에서 설계하고 제작한 첫 번째 프로토타입 PET/CT 스캐너는 1998년에 가동되었습니다.
2018 MARS Bioimaging은 color i 기술을 소개합니다. XNUMXD 의료 영상 (9) 신체 내부의 흑백 사진 대신 완전히 새로운 품질의 의료용 컬러 이미지를 제공합니다.
새로운 유형의 스캐너는 컴퓨터 알고리즘을 사용하여 Large Hadron Collider에서 입자를 추적하기 위해 CERN(European Organization for Nuclear Research)의 과학자들을 위해 처음 개발된 Medipix 기술을 사용합니다. 조직을 통과하는 X선과 흡수 방식을 기록하는 대신 스캐너는 X선이 신체의 다른 부분에 닿을 때의 정확한 에너지 수준을 결정합니다. 그런 다음 결과를 뼈, 근육 및 기타 조직과 일치하도록 다른 색상으로 변환합니다.
9. MARS Bioimaging 기술을 사용하여 만든 손목의 유색 부분.
의료 영상의 분류
1. 뢴트겐(엑스레이) 이것은 엑스레이를 필름이나 검출기에 투사한 신체의 엑스레이입니다. 조영제 주입 후 연조직이 시각화됩니다. 골격계 진단에 주로 사용되는 방법으로 정확도가 낮고 대비도가 낮은 것이 특징이다. 또한 방사선은 부정적인 영향을 미칩니다. 선량의 99%가 시험 유기체에 흡수됩니다.
2. 단층 촬영 (그리스어 - 횡단면) - 신체 또는 그 일부의 횡단면 이미지를 얻는 진단 방법의 총칭. 단층 촬영 방법은 여러 그룹으로 나뉩니다.
- 우지(UZI) 다양한 매질의 경계에서 소리의 파동 현상을 이용하는 비침습적 방법입니다. 초음파(2-5MHz) 및 압전 변환기를 사용합니다. 이미지는 실시간으로 움직입니다.
- 컴퓨터 단층 촬영(CT) 컴퓨터로 제어되는 엑스레이를 사용하여 신체 이미지를 생성합니다. X-레이를 사용하면 CT가 X-레이에 더 가까워지지만 X-레이와 컴퓨터 단층촬영은 다른 정보를 제공합니다. 숙련된 방사선과 전문의가 예를 들어 X-레이 이미지에서 종양의 XNUMX차원 위치를 추론할 수도 있지만 X-레이는 CT 스캔과 달리 본질적으로 XNUMX차원적입니다.
- 자기공명영상(MRI) - 이 유형의 단층 촬영은 전파를 사용하여 강한 자기장에 놓인 환자를 검사합니다. 결과 이미지는 검사된 조직에서 방출되는 전파를 기반으로 하며 화학적 환경에 따라 다소 강한 신호를 생성합니다. 환자의 신체 이미지를 컴퓨터 데이터로 저장할 수 있습니다. CT와 같은 MRI는 XNUMXD 및 XNUMXD 이미지를 생성하지만 때로는 특히 연조직을 구별하는 데 훨씬 더 민감한 방법입니다.
- 양전자방출단층촬영(PET) - 조직에서 일어나는 당 대사 변화의 컴퓨터 이미지 등록. 환자에게 설탕과 동위원소 라벨이 붙은 설탕이 결합된 물질을 주입합니다. 후자는 암 세포가 신체의 다른 조직보다 더 효율적으로 당 분자를 흡수하기 때문에 암의 위치를 파악할 수 있습니다. 방사능 표지 설탕을 섭취한 후 환자는 약 XNUMX시간 동안 누워 있습니다.
- 60분 동안 표시된 설탕이 그의 몸을 순환합니다. 몸에 종양이 있으면 그 안에 당이 효율적으로 축적되어야 합니다. 그런 다음 테이블 위에 놓인 환자는 6-7분 내에 45-60회 PET 스캐너에 점차적으로 도입됩니다. PET 스캐너는 신체 조직의 설탕 분포를 결정하는 데 사용됩니다. CT와 PET 분석 덕분에 가능한 신생물을 더 잘 설명할 수 있습니다. 컴퓨터로 처리된 이미지는 방사선 전문의가 분석합니다. PET는 다른 방법이 조직의 정상 특성을 나타내는 경우에도 이상을 감지할 수 있습니다. 또한 암 재발을 진단하고 치료의 효과를 결정할 수 있습니다.
- 단일 광자 방출 단층 촬영(SPECT) – 핵의학 분야의 단층 촬영 기술. 감마선의 도움으로 환자 신체의 모든 부분의 생물학적 활동에 대한 공간 이미지를 만들 수 있습니다. 이 방법을 사용하면 주어진 영역의 혈류와 신진대사를 시각화할 수 있습니다. 방사성 의약품을 사용합니다. 그들은 방사성 동위 원소인 추적자와 조직 및 장기에 침착될 수 있고 혈액-뇌 장벽을 극복할 수 있는 운반체의 두 가지 요소로 구성된 화합물입니다. 캐리어는 종종 종양 세포 항체에 선택적으로 결합하는 특성을 가지고 있습니다. 그들은 신진 대사에 비례하는 양으로 정착합니다.
- 광간섭 단층촬영(OCT) - 초음파와 유사한 새로운 방법이지만 환자는 광선(간섭계)으로 조사됩니다. 피부과 및 치과에서 시력 검사에 사용됩니다. 후방 산란광은 광선의 경로를 따라 굴절률이 변하는 장소의 위치를 나타냅니다.
3. 신티그래피 - 여기서 우리는 소량의 방사성 동위원소(방사성 의약품)를 사용하여 기관의 이미지와 무엇보다도 그들의 활동을 얻습니다. 이 기술은 신체의 특정 의약품의 작용을 기반으로 합니다. 그들은 사용된 동위원소의 매개체 역할을 합니다. 표지된 약물은 연구 중인 장기에 축적됩니다. 방사성 동위 원소는 소위 감마 카메라가 기록되는 신체 외부를 관통하는 이온화 방사선 (대부분 감마선)을 방출합니다.
