изобретение в медицине

Введение
Исторический ракурс. В данной работе мы будем рассматривать лучевую диагностику как изобретение в медицине. Многие столетия врачи искали решение сложной задачи – улучшить распознавание человеческих болезней. Необходим был метод, благодаря которому было бы можно смотреть «внутрь» тела человека, при этом не оставляя повреждений. Думаем, что врачи прошлого и не могли предположить, что такое станет реальным на практике. История берет свое начало в 1895 году, когда Вильгельм Конрад Рентген регистрирует затемнение фотопластинки под действием излучения рентгена. Ученый обнаружил, что при прохождении лучей рентгена сквозь ткани кисти на пластине из фото создается изображение скелета кости [6]. Данное открытие являлось первым на планете способом медицинской визуализации. Это было в XIX веке. Практически спустя несколько недель после того, как была опубликована статья Рентгена, 20 января 1896 года врачи из американского г. Дартмунд при помощи этих же лучей смогли увидеть перелом руки. Спустя три месяца после такого открытия физик в Италии Э. Сальвиони изобрел первый аппарат рентгеноскопии, состоявший из трубки рентгена и флюоресцентного экрана (одна сторона) и окуляра (другая сторона).

1 Изобретение рентгеноскопии

Итак, как происходило первоначальное открытие лучей рентгена. 8 ноября 1895 года Рентген допоздна работал. Когда он собирался уходить, он затушил лампу и вдруг в темноте увидел свечение зеленого цвета. Это светилось вещество в банке на столе. Ученый вспомнил, что забыл отключить электронную вакуумную трубку. Но этот прибор стоял в одном углу, а банка располагалась совершенно в другом месте. Рентген пришел к выводу, что прибор производит пока неизвестное ему излучение.
Ученый стал пристально анализировать явление лучей. Напротив трубки он устанавливал экраны, чтобы определиться с силой излучений. Рентген помещал между трубками различные предметы. Все шло в ход – книги, бумажные листы и др. Эти предметы были прозрачными для лучей. Под лучи подставлялись коробки с набором гирь, и экран демонстрировал их тени. В какой-то момент под лучи попала рука самого Рентгена. И он увидел, что его руки просвечивают и видны кости рук. Костная ткань, как металл, была непроницаема для лучей. Об этом открытии узнала первой жена Рентгена. Он сделал снимал руку фрау Берты. И это – первый в истории рентгеновский снимок человека (Рисунок 2).

Далее ученый стал исследовать лучи, перепроверяя полученные результаты. Открытие мирового масштаба он описал в своем произведении «О новом виде лучей», которая была отправлена в физико-медицинское общество в Вюрцбург.
Данное открытие просто перевернуло мир. Физики предложили назвать лучи рентгеновскими. Сам же ученый достаточно просто относился к своей славе, и важность лучей для диагностики в медицине он понял не сразу. После было определено, что при помощи лучей можно видеть недочеты в изготовлении разных изделий. Рентгеновские лучи помогают определять подлинность картин. При помощи их можно определить, драгоценный или нет, камень. Таможенники при помощи этих лучей задерживают преступников, перевозящих запрещенные вещества [6].
Конечно, основным способом применения данных лучей являются больницы. Практически сразу же эти лучи стали использоваться для диагностики переломов. Появилась и оформилась новая медицинская сфера – рентгенология.
Но рентгеновские лучи имеют и негативный аспект. Если их неправильно применять, они становятся опасными для здоровья. Интересно, что сам ученый и его современники, когда изучали данные лучи, не догадывались об этом. Многие ученые в то время получали тяжелые ожоги лучами. Только спустя несколько лет ученые стали определять безопасные дозы облучения, стали соблюдаться специальные меры по защите здоровья.




2 Изобретение компьютерной томографии

Начинает развитие КТ математик Кормак, который теоретически аргументировал то, что можно получить информацию и создании КТ-изображений. Это был инженер Хаунсфилд, который применил эту идею эмпирически. Первые итоги такой практики по реализации компьютера для исследования головного мозга в 1972 году были представлены Амбросом на конгрессе радиологов Великобритании.
В то время общество получило возможность посмотреть внутрь живого мозга и понять причины нарушений в нем по явным признакам – трансформации тканей костей черепа и сосудов. Можно было определить, где – серое, а где – белое вещество. Эти идеи просто перевернули весь мир.
Результаты, которые были получены при применении КТ в диагностике поражений мозга, стали началом создания проекта КТ с целью исследования всего тела. Теперь стали создаваться КТ повсеместно. В 1979 году Нобелевская премия по медицине и биологии получена А. Кормаком (США) и Г. Гансфилдом (Великобритания). Ученые создали рентгеновский компьютерный томограф. Они стали создаваться, появлялись разные поколения томографов.
Первые приборы компьютерной томографии начали оздаваться в 1973 году. Второе поколение было пошаговым. Появлялась одна трубка, которая направлялась на один детектор. Сканирование реализовывалось постепенно, накладывая слой на каждый оборот. Обработка каждого слоя изображения занимала около 4-х минут.

3 Метод магнитно-резонансной томографии

В 1952 году Блоху и Парселлу была вручена Нобелевская премия за независимое открытие ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в 1946 г. [2, с. 239].
В 1950 - 1970 гг. техники магнитного резонанса применялись с целью химического анализа молекул.
В 1971 г. Рэймонд Дамадиан продемонстрировал, что время релаксации нормальной ткани и раковой опухоли отличны. Так ученые задумались о том, что МРТ можно применять для диагностики болезней.

Устройство, которое работало на основе магнитного резонанса, показал Пол Лаутербур. Ученый применил аппарат обратных преобразований, который использовался в КТ. Ученый в 73 году получил в итоге первое в мире двух мерное ЯМР-изображение двух капилляров из стекла, которые были заполнены жидкостью. Чтобы получить это изображение, ушло четыре часа и сорок пять минут. Спустя два года Ричард Эрнст предложил применять частотное и фазовое кодирование, преобразования Фурье. На этих законах до сих пор и работает МРТ.

4 Метод позитронно-эмиссионной томографии. УЗИ

В основе принципа позитронно-эмиссионной томографии – регистрация двух противоположно гамма-лучей одинаковых энергий, которые создаются в итоге аннигиляции. Последняя наблюдается тогда, когда излученный ядром радионуклида позитрон встречается с электроном в тканях больного. Радиофармпрепараты (РФП), которые используются при ПЭТ – это вещества, принимающие участие в разных процессах метаболизма. При производстве РФП для ядерной медицины некоторые атомы заменяются на их изотопы. Специфика РФМ, которая применяется в ПЭТ – это то, что производстве применяются короткоживущие радиоизотопы, производимые в близости от места диагностики.
Первые ПЭТ стали создаваться в 70-е годы прошлого столетия. Они были несовершенными. У них было небольшое количество детекторов. Но отсутствие возможности детализировать структуры анатомии не смогло затормозить распространение ПЭТ в больницах. ПЭТ давал возможность получить изображения, основанные на избранные цепях метаболизма. Сначала предполагали, что базовым использованием ПЭТ станет кардиология, но сегодня большая часть исследований ПЭТ – это онкологические больные. Масштабируются возможности ПЭТ для применении в неврологии. Развитие и совершенствование ПЭТ связано с тем, что каждый год создается огромное развитие новых РФП, применение которых дает возможность новым методам применения метода. Определение нужного РФП дает возможность изучить при помощи ПЭТ метаболические процессы, обмен веществ, экспрессии генов и др. Применение РФП, которые относятся к разным классам биологически активных веществ, делает метод универсальным способом для применения. Следовательно, создание новых РФП – основной этап в развитии ПЭТ.
ПЭТ постоянно развивается, совершенствуется. Создаются новые РФП, томографы. Все крупные производители медицинского оборудования для диагностики создали и занимаются производством ПЭТ, которые комбинированы с КТ.
УЗИ.
Наиболее популярный и информативный способ метод лучевой диагностики – ультразвуковые исследования. Учение об ультразвуке – акустический раздел. Параметры, которые характеризуют ультразвук – это частота колебаний в сек. К примеру, УЗ-диапазон – выше 16 000 Гц.
За короткий исторический период существования Ультразвуковое исследование стало главным помощником врачей-клиницистов в диагностике большинства заболеваний [4, с. 57]. У врачей появился высокоинформативный и безопасный способ обследования пациентов. Ультразвуковая диагностика продолжает активно развиваться. На смену обычной двухмерной визуализации приходят новые технологии, позволяющие получать объёмное изображение: доплерография, трёхмерное УЗИ, эхоконтрастирование, тканевая или 2-я гармоника (THI), соноэластография, ультразвуковая томография, 4 D — УЗИ и т. д. Ультразвуковые методики все глубже проникает в клиническую практику [6, с. 646]. Современные хирурги, урологи, анестезиологи-реаниматологи, кардиологи, акушеры и гинекологи применяют ультразвуковые методики для проведения лечебных и диагностических мероприятий в рамках своей профессии.


Заключение
С изобретением рентгена стала развиваться стремительными темпами. Врачи только стали применять возможностей лучей рентгена, как стали доступны новые методы, благодаря которым можно получать картинку внутренних органов человека, которые дополняли данные исследования рентгена. Методы имеют основу в применении близких по природе колебаний волн, для проникновения которых ткани тела человека – не препятствие. Эти способы интегрируются тем, что в итоге взаимодействия колебаний волн с органами и тканями организма на разных приемниках создаются их изображения, расшифровка которых дает возможность понимать состояние разных органов.