imagenes medicas

En 1896, Wilhelm Roentgen descubrió los rayos X y, en 1900, la primera radiografía de tórax. Luego viene el tubo de rayos X. Y cómo se ve hoy. Lo descubrirás en el siguiente artículo.

1806 Philippe Bozzini desarrolla el endoscopio en Mainz, publicando en la ocasión "Der Lichtleiter" - un libro de texto sobre el estudio de los recovecos del cuerpo humano. El primero en utilizar este dispositivo en una operación exitosa fue el francés Antonin Jean Desormeaux. Antes de la invención de la electricidad, se usaban fuentes de luz externas para examinar la vejiga, el útero y el colon, así como las cavidades nasales.

1. La primera radiografía: la mano de la esposa de Roentgen.

1896 Wilhelm Roentgen descubre los rayos X y su capacidad para penetrar sólidos. Los primeros especialistas a los que mostró sus "roentgenogramas" no fueron médicos, sino colegas de Roentgen: físicos (1). El potencial clínico de esta invención se reconoció unas semanas más tarde, cuando se publicó en una revista médica una radiografía de un fragmento de vidrio en el dedo de un niño de cuatro años. En los años siguientes, la comercialización y producción en masa de tubos de rayos X difundió la nueva tecnología por todo el mundo.

1900 Primera radiografía de tórax. El uso generalizado de la radiografía de tórax permitió detectar precozmente la tuberculosis, que en aquella época era una de las causas más frecuentes de muerte.

1906 - 1912 Los primeros intentos de utilizar agentes de contraste para un mejor examen de órganos y vasos.

1913 Está surgiendo un tubo de rayos X real, llamado tubo de vacío de cátodo caliente, que utiliza una fuente de electrones controlada eficiente debido al fenómeno de la emisión térmica. Abrió una nueva era en la práctica radiológica médica e industrial. Su creador fue el inventor estadounidense William D. Coolidge (2), conocido popularmente como el "padre del tubo de rayos X". Junto con la rejilla móvil creada por el radiólogo de Chicago Hollis Potter, la lámpara de Coolidge hizo de la radiografía una herramienta invaluable para los médicos durante la Primera Guerra Mundial.

1916 No todas las radiografías eran fáciles de leer; a veces, los tejidos u objetos oscurecían lo que se estaba examinando. Por lo tanto, el dermatólogo francés André Bocage desarrolló un método de emisión de rayos X desde diferentes ángulos, que eliminó tales dificultades. Su .

1919 Aparece la neumoencefalografía, que es un procedimiento diagnóstico invasivo del sistema nervioso central. Consistía en reponer parte del líquido cefalorraquídeo por aire, oxígeno o helio, introducido a través de una punción en el conducto raquídeo, y realizar una radiografía de la cabeza. Los gases estaban bien contrastados con el sistema ventricular del cerebro, lo que permitió obtener una imagen de los ventrículos. El método fue ampliamente utilizado a mediados del siglo XX, pero fue abandonado casi por completo en la década de los 80, ya que el examen era extremadamente doloroso para el paciente y se asociaba con un grave riesgo de complicaciones.

30 y 40 En medicina física y rehabilitación, la energía de las ondas ultrasónicas empieza a ser muy utilizada. El ruso Sergey Sokolov está experimentando con el uso de ultrasonidos para encontrar defectos metálicos. En 1939, utiliza una frecuencia de 3 GHz que, sin embargo, no proporciona una resolución de imagen satisfactoria. En 1940, Heinrich Gohr y Thomas Wedekind de la Universidad de Medicina de Colonia, Alemania, presentaron en su artículo "Der Ultraschall in der Medizin" la posibilidad del diagnóstico por ultrasonido basado en técnicas de eco-reflejo similares a las utilizadas en la detección de defectos metálicos. .

Los autores plantearon la hipótesis de que este método permitiría la detección de tumores, exudados o abscesos. Sin embargo, no pudieron publicar resultados convincentes de sus experimentos. También son conocidos los experimentos médicos ultrasónicos del austriaco Karl T. Dussik, neurólogo de la Universidad de Viena en Austria, iniciados a finales de los años 30.

1937 El matemático polaco Stefan Kaczmarz formula en su obra "Técnica de reconstrucción algebraica" los fundamentos teóricos del método de reconstrucción algebraica, que luego se aplicó en tomografía computarizada y procesamiento digital de señales.

40 años. La introducción de una imagen tomográfica utilizando un tubo de rayos X rotado alrededor del cuerpo del paciente o de órganos individuales. Esto hizo posible ver los detalles de la anatomía y los cambios patológicos en las secciones.

1946 Los físicos estadounidenses Edward Purcell y Felix Bloch inventaron de forma independiente la RMN por resonancia magnética nuclear (3). Fueron galardonados con el Premio Nobel de Física por "el desarrollo de nuevos métodos de medición precisa y descubrimientos relacionados en el campo del magnetismo nuclear".

3. Conjunto de equipos de RMN

1950 se eleva escáner prostoliniowy, compilado por Benedict Cassin. El dispositivo en esta versión se usó hasta principios de los años 70 con varios productos farmacéuticos basados ​​en isótopos radiactivos para obtener imágenes de los órganos de todo el cuerpo.

1953 Gordon Brownell del Instituto de Tecnología de Massachusetts crea un dispositivo que es el precursor de la cámara PET moderna. Con su ayuda, él, junto con el neurocirujano William H. Sweet, logra diagnosticar tumores cerebrales.

1955 Se están desarrollando intensificadores de imagen de rayos X dinámicos que hacen posible obtener imágenes de rayos X de imágenes en movimiento de tejidos y órganos. Estas radiografías han proporcionado nueva información sobre funciones corporales como el corazón que late y el sistema circulatorio.

1955 - 1958 El médico escocés Ian Donald comienza a utilizar ampliamente las pruebas de ultrasonido para el diagnóstico médico. Es ginecólogo. Su artículo "Investigación de masas abdominales con ultrasonido pulsado", publicado el 7 de junio de 1958 en la revista médica The Lancet, definió el uso de la tecnología de ultrasonido y sentó las bases para el diagnóstico prenatal (4).

1957 Se desarrolla el primer endoscopio de fibra óptica: el gastroenterólogo Basili Hirshowitz y sus colegas de la Universidad de Michigan patentan una fibra óptica, gastroscopio semiflexible.

1958 Hal Oscar Anger presenta en la reunión anual de la Sociedad Americana de Medicina Nuclear una cámara de centelleo que permite la dinámica imágenes de órganos humanos. El dispositivo ingresa al mercado después de una década.

1963 El recién acuñado Dr. David Kuhl, junto con su amigo, el ingeniero Roy Edwards, presentan al mundo el primer trabajo conjunto, resultado de varios años de preparación: el primer aparato del mundo para los llamados. tomografía de emisiónal que llaman Mark II. En los años siguientes, se desarrollaron teorías y modelos matemáticos más precisos, se llevaron a cabo numerosos estudios y se construyeron máquinas cada vez más avanzadas. Finalmente, en 1976, John Keyes crea la primera máquina SPECT -tomografía por emisión de fotón único- basada en la experiencia de Cool y Edwards.

1967 - 1971 Usando el método algebraico de Stefan Kaczmarz, el ingeniero eléctrico inglés Godfrey Hounsfield crea los fundamentos teóricos de la tomografía computarizada. En los años siguientes, construye el primer escáner EMI CT en funcionamiento (5), en el que, en 1971, se realiza el primer examen de una persona en el Hospital Atkinson Morley de Wimbledon. El dispositivo se puso en producción en 1973. En 1979, Hounsfield, junto con el físico estadounidense Allan M. Cormack, recibió el Premio Nobel por su contribución al desarrollo de la tomografía computarizada.

5. Escáner EMI

1973 El químico estadounidense Paul Lauterbur (6) descubrió que introduciendo gradientes de un campo magnético que pasa a través de una sustancia determinada, se puede analizar y averiguar la composición de esta sustancia. El científico utiliza esta técnica para crear una imagen que distingue entre agua normal y agua pesada. Basado en su trabajo, el físico inglés Peter Mansfield construye su propia teoría y muestra cómo hacer una imagen rápida y precisa de la estructura interna.

El resultado del trabajo de ambos científicos fue un examen médico no invasivo, conocido como imagen por resonancia magnética o MRI. En 1977, la máquina de resonancia magnética, desarrollada por los médicos estadounidenses Raymond Damadian, Larry Minkoff y Michael Goldsmith, se utilizó por primera vez para examinar a una persona. Lauterbur y Mansfield recibieron conjuntamente el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2003.

1974 El estadounidense Michael Phelps está desarrollando una cámara de tomografía por emisión de positrones (PET). El primer escáner PET comercial se creó gracias al trabajo de Phelps y Michel Ter-Poghosyan, quienes lideraron el desarrollo del sistema en EG&G ORTEC. El escáner se instaló en UCLA en 1974. Debido a que las células cancerosas metabolizan la glucosa diez veces más rápido que las células normales, los tumores malignos aparecen como puntos brillantes en una tomografía por emisión de positrones (PET) (7).

1976 El cirujano Andreas Grünzig presenta la angioplastia coronaria en el Hospital Universitario de Zúrich, Suiza. Este método usa fluoroscopia para tratar la estenosis de los vasos sanguíneos.

1978 se eleva radiografía digital. Por primera vez, una imagen de un sistema de rayos X se convierte en un archivo digital, que luego puede procesarse para un diagnóstico más claro y almacenarse digitalmente para futuras investigaciones y análisis.

80 años. Douglas Boyd introduce el método de tomografía por haz de electrones. Los escáneres EBT utilizaron un haz de electrones controlado magnéticamente para crear un anillo de rayos X.

1984 Aparecen las primeras imágenes en 3D utilizando computadoras digitales y datos de CT o MRI, lo que da como resultado imágenes en XNUMXD de huesos y órganos.

1989 Comienza a utilizarse la tomografía computarizada espiral (TC espiral). Esta es una prueba que combina un movimiento de rotación continuo del sistema lámpara-detector y el movimiento de la mesa sobre la superficie de prueba (8). Una ventaja importante de la tomografía espiral es la reducción del tiempo de examen (le permite obtener una imagen de varias docenas de capas en un escaneo que dura varios segundos), la recopilación de lecturas de todo el volumen, incluidas las capas del órgano, que se encontraban entre exploraciones con TAC tradicional, así como la transformación óptima de la exploración gracias al nuevo software. El pionero del nuevo método fue el Director de Investigación y Desarrollo de Siemens, el Dr. Willy A. Kalender. Otros fabricantes pronto siguieron los pasos de Siemens.

8. Esquema de tomografía computarizada en espiral.

1993 Desarrollar una técnica de imágenes ecoplanares (EPI) que permitirá a los sistemas de resonancia magnética detectar un accidente cerebrovascular agudo en una etapa temprana. EPI también proporciona imágenes funcionales de, por ejemplo, la actividad cerebral, lo que permite a los médicos estudiar la función de diferentes partes del cerebro.

1998 Los llamados exámenes PET multimodal junto con la tomografía computarizada. Esto fue realizado por el Dr. David W. Townsend de la Universidad de Pittsburgh, junto con Ron Nutt, un especialista en sistemas PET. Esto ha abierto grandes oportunidades para la obtención de imágenes metabólicas y anatómicas de pacientes con cáncer. El primer prototipo de escáner PET/CT, diseñado y construido por CTI PET Systems en Knoxville, Tennessee, entró en funcionamiento en 1998.

2018 MARS Bioimaging presenta la técnica color i imágenes médicas en XNUMXD (9), que, en lugar de fotografías en blanco y negro del interior del cuerpo, ofrece una calidad completamente nueva en medicina: imágenes en color.

El nuevo tipo de escáner utiliza tecnología Medipix, desarrollada por primera vez por científicos de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) para rastrear partículas en el Gran Colisionador de Hadrones utilizando algoritmos informáticos. En lugar de registrar los rayos X a medida que pasan a través de los tejidos y cómo se absorben, el escáner determina el nivel de energía exacto de los rayos X a medida que golpean diferentes partes del cuerpo. Luego convierte los resultados en diferentes colores para que coincidan con huesos, músculos y otros tejidos.

9. Sección coloreada de la muñeca, realizada con tecnología MARS Bioimaging.

Clasificación de imágenes médicas

1. Rayos X (Rayos X) esta es una radiografía del cuerpo con la proyección de rayos x en una película o detector. Los tejidos blandos se visualizan después de la inyección de contraste. El método, que se utiliza principalmente en el diagnóstico del sistema esquelético, se caracteriza por su baja precisión y bajo contraste. Además, la radiación tiene un efecto negativo: el organismo de prueba absorbe el 99% de la dosis.

2. tomografía (Griego - sección transversal) - el nombre colectivo de los métodos de diagnóstico, que consisten en obtener una imagen de una sección transversal de un cuerpo o parte de él. Los métodos tomográficos se dividen en varios grupos:

• UZI (UZI) es un método no invasivo que utiliza los fenómenos ondulatorios del sonido en los límites de varios medios. Utiliza transductores ultrasónicos (2-5 MHz) y piezoeléctricos. La imagen se mueve en tiempo real;
• tomografía computarizada (TC) utiliza rayos X controlados por computadora para crear imágenes del cuerpo. El uso de rayos X acerca la TC a los rayos X, pero los rayos X y la tomografía computarizada brindan información diferente. Es cierto que un radiólogo experimentado también puede inferir la ubicación tridimensional de, por ejemplo, un tumor a partir de una imagen de rayos X, pero los rayos X, a diferencia de las tomografías computarizadas, son inherentemente bidimensionales;
• resonancia magnética nuclear (RMN) - este tipo de tomografía utiliza ondas de radio para examinar pacientes colocados en un fuerte campo magnético. La imagen resultante se basa en ondas de radio emitidas por los tejidos examinados, que generan señales más o menos intensas según el entorno químico. La imagen corporal del paciente se puede guardar como datos informáticos. La resonancia magnética, como la tomografía computarizada, produce imágenes XNUMXD y XNUMXD, pero a veces es un método mucho más sensible, especialmente para distinguir tejidos blandos;
• tomografía por emisión de positrones (PET) - registro de imágenes informáticas de los cambios en el metabolismo del azúcar que se producen en los tejidos. Al paciente se le inyecta una sustancia que es una combinación de azúcar y azúcar marcada isotópicamente. Este último permite localizar el cáncer, ya que las células cancerosas captan las moléculas de azúcar de manera más eficiente que otros tejidos del cuerpo. Después de la ingestión de azúcar marcada radiactivamente, el paciente se acuesta durante aprox.
• 60 minutos mientras el azúcar marcado circula en su cuerpo. Si hay un tumor en el cuerpo, el azúcar debe acumularse eficientemente en él. Luego, el paciente, acostado sobre la mesa, se introduce gradualmente en el escáner PET, 6-7 veces en 45-60 minutos. El escáner PET se utiliza para determinar la distribución de azúcar en los tejidos corporales. Gracias al análisis de TC y PET se puede describir mejor una posible neoplasia. La imagen procesada por computadora es analizada por un radiólogo. La PET puede detectar anomalías incluso cuando otros métodos indican la naturaleza normal del tejido. También permite diagnosticar las recaídas del cáncer y determinar la eficacia del tratamiento: a medida que el tumor se reduce, sus células metabolizan cada vez menos azúcar;
• Tomografía por emisión de fotón único (SPECT) – técnica tomográfica en el campo de la medicina nuclear. Con la ayuda de la radiación gamma, le permite crear una imagen espacial de la actividad biológica de cualquier parte del cuerpo del paciente. Este método le permite visualizar el flujo sanguíneo y el metabolismo en un área determinada. Utiliza radiofármacos. Son compuestos químicos que constan de dos elementos: un marcador, que es un isótopo radiactivo, y un portador que puede depositarse en tejidos y órganos y superar la barrera hematoencefálica. Los portadores a menudo tienen la propiedad de unirse selectivamente a anticuerpos de células tumorales. Se asientan en cantidades proporcionales al metabolismo; 
• tomografía de coherencia óptica (OCT) - un nuevo método similar al ultrasonido, pero se sondea al paciente con un haz de luz (interferómetro). Se utiliza para exámenes oculares en dermatología y odontología. La luz retrodispersada indica la posición de los lugares a lo largo de la trayectoria del haz de luz donde cambia el índice de refracción.

3. Gammagrafía - obtenemos aquí una imagen de los órganos, y sobre todo de su actividad, utilizando pequeñas dosis de isótopos radiactivos (radiofármacos). Esta técnica se basa en el comportamiento de ciertos fármacos en el organismo. Actúan como vehículo del isótopo utilizado. El fármaco marcado se acumula en el órgano en estudio. El radioisótopo emite radiación ionizante (la mayoría de las veces, radiación gamma), que penetra fuera del cuerpo, donde se registra la llamada cámara gamma.