Skip to main content
Query

1.7: Imaging ya matibabu

  • Page ID
    164492
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Mwishoni mwa sehemu hiyo, utaweza:

    • Jadili matumizi na vikwazo vya imaging ya X-ray
    • Tambua mbinu nne za kisasa za upigaji picha za matibabu na jinsi zinazotumiwa

    Kwa maelfu ya miaka, hofu ya vikwazo vya wafu na kisheria imepunguza uwezo wa anatomists na madaktari kujifunza miundo ya ndani ya mwili wa mwanadamu. Kutokuwa na uwezo wa kudhibiti kutokwa na damu, maambukizi, na maumivu yalifanya upasuaji usio na kawaida, na yale yaliyofanywa-kama vile suturing ya jeraha, amputations, kuondoa jino na tumor, kuchimba visima fuvu, na kuzaliwa kwa chunguzi-haukuendeleza sana ujuzi kuhusu anatomy ya ndani. Nadharia kuhusu kazi ya mwili na kuhusu ugonjwa huo zilikuwa kwa kiasi kikubwa kulingana na uchunguzi wa nje na mawazo. Katika karne ya kumi na nne na kumi na tano, hata hivyo, michoro ya kina ya anatomical ya msanii wa Italia na anatomist Leonardo da Vinci na Flemish anatomist Andreas Vesalius zilichapishwa, na riba ya anatomy ya binadamu ilianza kuongezeka. Shule za matibabu zilianza kufundisha anatomy kwa kutumia dissection ya binadamu; ingawa wengine walitumia kuiba kaburi ili kupata maiti. Sheria zilipitishwa hatimaye zilizowezesha wanafunzi kusambaza maiti ya wahalifu na wale waliochangia miili yao kwa ajili ya utafiti. Hata hivyo, haikuwa mpaka mwishoni mwa karne ya kumi na tisa kwamba watafiti wa matibabu waligundua mbinu zisizo za upasuaji ili kuangalia ndani ya mwili ulio hai.

    X-rays

    Mwanafizikia wa Ujerumani Wilhelm Röntgen (1845—1923) alikuwa akijaribu umeme wa sasa alipogundua kwamba “ray” ya ajabu na isiyoonekana ingeweza kupita katika mwili wake lakini kuacha muhtasari wa mifupa yake kwenye skrini iliyofunikwa na kiwanja cha chuma. Mwaka 1895, Röntgen alifanya rekodi ya kwanza ya kudumu ya sehemu za ndani za binadamu aliye hai: picha ya “X-ray” (kama ilivyokuja kuitwa) ya mkono wa mkewe. Wanasayansi ulimwenguni kote walianza haraka majaribio yao wenyewe na X-rays, na kufikia mwaka wa 1900, X-rays zilizotumiwa sana kuchunguza majeraha na magonjwa mbalimbali. Mwaka wa 1901, Röntgen alipewa Tuzo ya kwanza ya Nobel ya fizikia kwa kazi yake katika uwanja huu.

    X-ray ni aina ya mionzi ya juu ya nishati ya umeme yenye wavelength fupi inayoweza kupenya yabisi na gesi ionizing. Kama hutumiwa katika dawa, X-rays hutolewa kwenye mashine ya X-ray na kuelekezwa kwenye sahani maalum ya metali iliyowekwa nyuma ya mwili wa mgonjwa. Mto wa mionzi husababisha giza la sahani ya X-ray. X-rays hupunguzwa kidogo na tishu laini, ambazo zinaonekana kama kijivu kwenye sahani ya X-ray, wakati tishu ngumu, kama vile mfupa, huzuia mionzi, huzalisha “kivuli” cha mwanga. Hivyo, X-rays hutumiwa vizuri kutazama miundo ngumu ya mwili kama vile meno na mifupa (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Kama aina nyingi za mionzi ya nishati ya juu, hata hivyo, eksirei zina uwezo wa kuharibu seli na kuanzisha mabadiliko ambayo yanaweza kusababisha kansa. Hatari hii ya kutosha kwa X-rays haikukubaliwa kikamilifu kwa miaka mingi baada ya matumizi yao yaliyoenea.

    X-ray ya mkono wa kulia na mkono
    Kielelezo\(\PageIndex{1}\): X-ray ya Mkono. Mionzi ya umeme ya juu ya nishati inaruhusu miundo ya ndani ya mwili, kama vile mifupa, kuonekana katika eksirei kama hizi. (Image mikopo: “X-ray ya Mkono” na OpenStax ni leseni chini ya CC BY 3.0)

    Marekebisho na uboreshaji wa mbinu za X-ray zimeendelea katika karne ya ishirini na ishirini na moja. Ingawa mara nyingi huingizwa na mbinu za upigaji picha za kisasa zaidi, X-ray bado ni “workhorse” katika upigaji picha za matibabu, hasa kwa kuangalia fractures na kwa meno ya meno. Hasara ya umeme kwa mgonjwa na operator sasa imezuiliwa na shielding sahihi na kwa kuzuia mfiduo.

    Kisasa Medical Imaging

    X-rays inaweza kuonyesha picha mbili-dimensional ya mkoa wa mwili, na tu kutoka pembe moja. Kwa upande mwingine, teknolojia za hivi karibuni za upigaji picha za kimatibabu zinazalisha data inayounganishwa na kuchambuliwa na kompyuta ili kuzalisha picha tatu au picha zinazofunua mambo ya utendaji wa mwili.

    Tomography iliyohesabiwa

    Tomography inahusu imaging na sehemu. Computed tomography (CT) ni noninvasive imaging mbinu ambayo inatumia kompyuta kuchambua kadhaa msalaba-Sectional X-rays ili kufunua maelezo dakika kuhusu miundo katika mwili (Kielelezo\(\PageIndex{2.a}\)). Mbinu hiyo ilitengenezwa katika miaka ya 1970 na inategemea kanuni kwamba, kama X-rays inapita kupitia mwili, huingizwa au kutafakari kwa viwango tofauti. Katika mbinu, mgonjwa amelala kwenye jukwaa la motorized wakati skana ya kompyuta ya axial tomography (CAT) inazunguka digrii 360 karibu na mgonjwa, kuchukua picha za X-ray. Kompyuta inachanganya picha hizi katika mtazamo wa pande mbili za eneo lililopigwa, au “kipande.”

    (a) Matokeo ya Scan ya CT ya kichwa yanaonyeshwa kama sehemu za mfululizo. (b) mashine ya MRI. (c) PET Scan picha. (d) Picha ya ultrasound ya fetusi
    Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Medical Imaging Mbinu. (a) Matokeo ya CT scan ya kichwa yanaonyeshwa kama sehemu za mfululizo. (b) Mashine ya MRI inazalisha shamba la magnetic karibu na mgonjwa. (c) Vipimo vya PET hutumia radiopharmaceuticals kuunda picha za mtiririko wa damu na shughuli za kisaikolojia za chombo au viungo vinavyolengwa. (d) Teknolojia ya Ultrasound hutumiwa kufuatilia mimba kwa sababu ni vamizi mdogo wa mbinu za upigaji picha na hutumia mionzi ya umeme hakuna. (Image mikopo: “Medical Imaging Mbinu” na OpenStax ni leseni chini ya CC BY 3.0)

    Tangu 1970, maendeleo ya kompyuta yenye nguvu zaidi na programu ya kisasa zaidi imefanya CT skanning kawaida kwa aina nyingi za tathmini za uchunguzi. Ni muhimu hasa kwa skanning laini ya tishu, kama vile ubongo na viscera ya thoracic na tumbo. Ngazi yake ya undani ni sahihi sana kwamba inaweza kuruhusu madaktari kupima ukubwa wa wingi hadi millimeter. Hasara kuu ya skanning ya CT ni kwamba inaonyesha wagonjwa kwa kipimo cha mionzi mara nyingi zaidi kuliko ile ya X-rays. Kwa kweli, watoto wanaofanyiwa uchunguzi wa CT wako katika hatari kubwa ya kuambukizwa kansa, kama vile watu wazima ambao wana scans nyingi za CT.

    Imaging resonance magnet

    Imaging resonance magnetic (MRI) ni mbinu noninvasive matibabu upigaji picha kulingana na uzushi wa fizikia nyuklia iligunduliwa katika miaka ya 1930, ambapo jambo wazi kwa mashamba magnetic na mawimbi ya redio ilipatikana kutoa ishara za redio. Mwaka 1970, daktari na mtafiti aitwaye Raymond Damadian waliona kuwa tishu mbaya (kansa) ziliwapa ishara tofauti kuliko tishu za kawaida za mwili. Aliomba patent kwa kifaa cha kwanza cha skanning MRI, ambacho kilikuwa kinatumika kliniki mwanzoni mwa miaka ya 1980. Scanners mapema MRI walikuwa ghafi, lakini maendeleo katika kompyuta digital na umeme imesababisha maendeleo yao juu ya mbinu nyingine yoyote kwa ajili ya upigaji picha sahihi, hasa kugundua uvimbe. MRI pia ina faida kubwa ya kutowafichua wagonjwa kwa mionzi.

    Vikwazo vya scans MRI ni pamoja na gharama zao za juu sana, na usumbufu wa mgonjwa na utaratibu. Scanner ya MRI inasisitiza mgonjwa kwa umeme wenye nguvu sana kwamba chumba cha scan lazima kihifadhiwe. Mgonjwa lazima aingizwe kwenye kifaa cha tube kama chuma kwa muda wa skanning (angalia Kielelezo\(\PageIndex{2.b}\)), wakati mwingine kwa muda mrefu kama dakika thelathini, ambayo inaweza kuwa na wasiwasi na haiwezekani kwa wagonjwa wagonjwa. Kifaa pia ni kelele kwamba, hata kwa earplugs, wagonjwa wanaweza kuwa na wasiwasi au hata hofu. Matatizo haya yameshindwa kwa kiasi fulani na maendeleo ya skanning “wazi” ya MRI, ambayo haihitaji mgonjwa kuwa imefungwa kabisa katika tube ya chuma. Wagonjwa wenye implants za chuma zenye chuma (sutures za ndani, baadhi ya vifaa vya prosthetic, na kadhalika) hawawezi kupitia skanning ya MRI kwa sababu inaweza kuondosha implants hizi.

    MRI ya kazi (FMRIs), ambayo hugundua ukolezi wa mtiririko wa damu katika sehemu fulani za mwili, zinazidi kutumiwa kujifunza shughuli katika sehemu za ubongo wakati wa shughuli mbalimbali za mwili. Hii imesaidia wanasayansi kujifunza zaidi kuhusu maeneo ya kazi tofauti za ubongo na zaidi kuhusu kutofautiana kwa ubongo na magonjwa.

    Tomography ya Uzalishaji wa

    Tomography ya chafu ya Positron (PET) ni mbinu ya upigaji picha ya matibabu inayohusisha matumizi ya kinachojulikana kama radiopharmaceuticals, vitu vinavyotoa mionzi ambayo ni ya muda mfupi na kwa hiyo ni salama ya kusimamia mwili. Ingawa Scanner ya kwanza ya PET ilianzishwa mwaka 1961, ilichukua miaka 15 zaidi kabla ya radiopharmaceuticals zilijumuishwa na mbinu na kuzidisha uwezo wake. Faida kuu ni kwamba PET (angalia Kielelezo\(\PageIndex{2.c}\)) inaweza kuonyesha shughuli za kisaikolojia - ikiwa ni pamoja na kimetaboliki ya virutubisho na mtiririko wa damu-ya chombo au viungo vinavyolengwa, wakati CT na MRI scans inaweza tu kuonyesha picha tuli. PET hutumika sana kutambua hali nyingi, kama vile ugonjwa wa moyo, kuenea kwa kansa, aina fulani za maambukizi, kutofautiana kwa ubongo, ugonjwa wa mfupa, na ugonjwa wa tezi.

    Ultrasonography

    Ultrasonography ni mbinu ya upigaji picha ambayo inatumia maambukizi ya mawimbi ya sauti ya juu-frequency ndani ya mwili ili kuzalisha ishara ya echo ambayo inabadilishwa na kompyuta ndani ya picha halisi ya anatomy na physiolojia (angalia Kielelezo\(\PageIndex{2.d}\)). Ultrasonography ni vamizi mdogo wa mbinu zote za upigaji picha, na kwa hiyo hutumiwa kwa uhuru zaidi katika hali nyeti kama vile mimba. Teknolojia ilianzishwa mara ya kwanza katika miaka ya 1940 na 1950. Ultrasonography hutumiwa kujifunza kazi ya moyo, mtiririko wa damu kwenye shingo au mwisho, hali fulani kama ugonjwa wa nyongo, na ukuaji wa fetusi na maendeleo. Hasara kuu za ultrasonography ni kwamba ubora wa picha unategemea sana operator na kwamba hauwezi kupenya mfupa na gesi.

    Mapitio ya dhana

    Michoro ya kina ya anatomiki ya mwili wa mwanadamu ilipatikana kwanza katika karne ya kumi na tano na kumi na sita; hata hivyo, haikuwa mpaka mwisho wa karne ya kumi na tisa, na ugunduzi wa X-rays, kwamba anatomists na madaktari waligundua mbinu zisizo za upasuaji kuangalia ndani ya mwili hai. Tangu wakati huo, mbinu nyingine nyingi, ikiwa ni pamoja na scans CT, scans MRI, PET scans, na ultrasonography, zimeandaliwa, kutoa maoni sahihi zaidi na ya kina ya fomu na kazi ya mwili wa binadamu.

    Mapitio ya Maswali

    Swali: Mwaka wa 1901, Wilhelm Röntgen alikuwa mtu wa kwanza kushinda Tuzo ya Nobel ya fizikia. Kwa ugunduzi gani alishinda?

    A. fizikia ya nyuk

    B. radiopharmaceuticals

    C. uhusiano kati ya mionzi na kansa

    D. eksirei

    Jibu

    Jibu: D

    Swali: Ni ipi kati ya mbinu zifuatazo za upigaji picha ambazo zitakuwa bora kutumia kujifunza matumizi ya virutubisho kwa kuzidisha seli za saratani kwa kasi?

    A. CT

    B. MRI

    C. PET

    D. ultrasonografia

    Jibu

    Jibu: C

    Swali: Ni ipi kati ya masomo yafuatayo ya upigaji picha yanaweza kutumika kwa usalama zaidi wakati wa ujauzito?

    A. scans CT

    B. PET scans

    C. ultrasound

    D. eksirei

    Jibu

    Jibu: C

    Swali: Hasara mbili kuu za MRI scans ni nini?

    A. kutolewa kwa mionzi na picha duni

    B. gharama kubwa na haja ya kuzuia kutoka ishara za magnetic

    C. inaweza tu kuona tishu metabolically kazi na upatikanaji duni wa vifaa

    D. kutolewa kwa mionzi na haja ya mgonjwa kufungwa kwenye tube ya chuma kwa muda wa dakika 30

    Jibu

    Jibu: B

    Maswali muhimu ya kufikiri

    Swali: Ni mbinu ipi ya upigaji picha ya matibabu ni hatari zaidi kutumia mara kwa mara, na kwa nini?

    Jibu

    A. CT skanning masomo wagonjwa kwa ngazi ya juu sana ya mionzi ya X-rays, na haipaswi kufanywa mara kwa mara.

    Swali: Ni mwelekeo gani Scanner ya MRI itahamia kuzalisha picha za mtiririko wa mwili katika ndege ya mbele, na katika mwelekeo gani skana ya MRI itahamia kuzalisha picha za usawa za mwili katika ndege ya sagittal?

    Jibu

    A. kama mwili walikuwa supine au kukabiliwa, MRI Scanner itakuwa hoja kutoka juu hadi chini ili kuzalisha sehemu ya mbele, ambayo kugawanya mwili katika anterior na posterior sehemu, kama katika “kukata” staha ya kadi. Tena, kama mwili walikuwa supine au kukabiliwa, kuzalisha sehemu sagittal, Scanner ingekuwa hoja kutoka kushoto kwenda kulia au kutoka kulia kwenda kushoto kugawanya mwili urefu katika sehemu ya kushoto na kulia.

    Swali: Eleza kwa nini picha ya ultrasound ni mbinu ya uchaguzi wa kusoma ukuaji wa fetusi na maendeleo.

    Jibu

    A. ultrasonography haina wazi mama au kijusi kwa mionzi, radiopharmaceuticals, au mashamba magnetic. Kwa wakati huu, hakuna hatari inayojulikana ya matibabu ya ultrasonography.

    faharasa

    tomography iliyohesabiwa (CT)
    mbinu ya upigaji picha ya matibabu ambayo picha ya X-ray iliyoimarishwa ya kompyuta inapatikana
    imaging resonance magnetic (MRI)
    mbinu ya upigaji picha ya matibabu ambayo kifaa huzalisha shamba la magnetic ili kupata picha za kina za sehemu ya miundo ya ndani ya mwili
    positron chafu tomography (PET)
    mbinu za upigaji picha za matibabu ambazo radiopharmaceuticals zinatajwa kufunua kazi za kimetaboliki na kisaikolojia katika tishu
    ultrasonografia
    matumizi ya mawimbi ya ultrasonic kutazama miundo ya mwili subcutaneous kama vile tendons na viungo
    X-ray
    aina ya nishati ya juu mionzi sumakuumeme na wavelength short uwezo wa kupenya yabisi na gesi ionizing; kutumika katika dawa kama misaada ya uchunguzi kwa taswira miundo ya mwili kama vile mifupa

    Wachangiaji na Majina