10 billeder, der skældte den medicinske verden

For de fleste af os betyder at få en røntgen, ultralyd, angiogram, CT eller MR at gå ind i et vinduesløst rum, der har mere til fælles med et fangehul end en klinik. Teknologen giver os en tyndt tæppe og forstyrrer os i smertefulde stillinger. Vi forventer næsten at finde fakler på væggen og en jomfru i hjørnet. Her er 10 billeder, der kan gøre disse procedurer lidt mindre skræmmende.

10Bertha Roentgen's Wedding Ring

I november 1895 studerede fysikprofessor Wilhelm Conrad Roentgen fra Worzburg, Bayern, elektriske stråler, da han opdagede, at de trængte ind i objekter og projicerede deres billeder på en fluorescerende skærm. Da han lagde sin egen hånd foran strålerne, bemærkede han, at billedet viste en kontrast mellem hans knogler og hans gennemskinnelige kød.

Roentgen realiserede konsekvenserne straks - læger kunne se en persons anatomi og noget galt med det uden at åbne hullet unødigt. Han erstattede fluorescerende skærm med en fotografisk plade og fangede det første røntgenbillede den 8. november 1895. Røntgen var af hans kone Berthas venstre hånd og hendes vielsesring (som vist ovenfor).

Verden var oprindeligt tvivlsomt om Roentgens opdagelse. New York Times spurned det som en simpel fotografisk teknik, der allerede var blevet opdaget. Bare en uge senere, dog Times begyndte at køre rapporter om, hvordan Roentgens røntgenstråler faktisk var gavnlige til kirurgiske formål. En af disse rapporter var af en britisk læge ved navn John Hall-Edwards, som var den første til at bruge røntgenstråler til at diagnosticere et problem - en nål indlagt i en hånd. Roentgen modtog Nobelprisen 1901 i fysik, og hans resultater er nu overvejet, Eone af de største opdagelser i videnskabens historie. "

9Moving X-stråler i hjertet og fordøjelsessystemet

Ting flyttede hurtigt efter Roentgens opdagelse. Næsten straks arbejdede forskere for at fusionere røntgenbilleder med filmografi - i virkeligheden at flytte røntgenbilleder. Den første til at producere en var John Macintyre, en hals kirurg og elektriker ved Glasgow Royal Infirmary. Macintyre havde allerede sondringen om at oprette verdens første røntgenafdeling, og hans enhed ville senere være den første til røntgen en fremmed genstand (en halvpenny indlagt i barnets hals). Denne enhed var også den første til at opdage en nyre sten med en røntgenstråle.

I 1897 præsenterede Macintyre en kort film på Royal Society of London, der demonstrerede, hvad han kaldte en filmograf. Han havde røntgenet en frøens ben, da det krævede mindre energi at trænge ind end et menneskeben. Han røntede det derefter hvert 300. sekund, da han bøjede og forlængede benet. Han splejsede dem sammen. Senere filmade han et menneskes slagende hjerte. Han fodrede også en patientvismismus og filmade sin mave, da han fordøjede den (se video ovenfor).

Disse røntgenfilm kaldes nu, "fluoroscopy" og bruges til at filme placeringen af ​​hjertekatetre, fordøjelsessystemet og urinsystemet på arbejdspladsen og kirurgiske procedurer. I 2013 blev der kun udført 1,3 millioner fluoroskopiske procedurer i Det Forenede Kongerige alene.

8Major Beevor Hunts For Bullets

Inden for få måneder efter Roentgens opdagelse blev røntgenstråler brugt på slagmarken. De blev først brugt under den abyssinske krig, da Italien invaderede Byzinia i 1896. Løjtnant-oberst Giuseppe Alvaro brugte en røntgenmaskine til at lokalisere kugler i underarmene til italienske soldater. Disse røntgenstråler er siden gået tabt for historien.

Et år senere blev røntgenstråler igen brugt på marken under den græsk-tyrkiske krig. Disse film er også gået tabt. Trods flere succeser var militæret langsomt værdsat brugen af ​​røntgenstråle for deres sårede.

I juni 1897 brød krigen ud mellem Indien og Afghanistan. Storbritannien sendte soldater til Tirah-plateauet for at åbne bjergpasene. Major Walter Beevor købte røntgenudstyr og satte det op på et felthospital ved Tirah. Han tog mere end 200 røntgenstråler på marken, herunder den ene over en indisk soldats albue med en kugle indlagt i den. Beevor endda placeret en kugle indlagt i General Woodhouse ben.

Det næste år lavede Beevor en præsentation på United Services Institution - fra da af bringer Storbritannien røntgenenheder på slagmarken. Andre lande fulgte langsomt efter dragt.

Som mange andre teknologier har røntgenbilleddannelse haft gavn af brugen i krigen. En af disse fremskridt var i bærbare enheder. Marie Curie og hendes datter Irene kørte 20 røntgenenheder bag på varevogne til kampfronten under første verdenskrig.

I dag bliver mobile røntgenapparater bragt til patientens sengestue og tager røntgenbilleder af dem, når de er for syge til at blive flyttet til hospitalets radiologi afdeling.

7Proof of the Damage Caused By Metal Corsets

I en af ​​de tidligste kendte anvendelser af medicinsk billeddannelse for at øge offentlighedens bevidsthed om et problem røste den franske læge Ludovic O'Followell torsoer af flere kvinder med og uden korsetter. Filmene viser tydeligt, at stramme metalkorsetter indsnævrede ribcage og fordrevne indre organer. O'Followell fortalte ikke forbuddet mod korsetter - kun udviklingen af ​​mere fleksible.

Og det er præcis, hvad der skete. O'Followells film, sammen med meninger fra andre læger af tiden, har påvirket industrien og samfundet til at vedtage mindre restriktive korsetter.

Spørgsmålet, som senere eksperter spurgte, var, om O'Followell skulle have brugt røntgenstråling til at bevise sit punkt. Dengang krævede røntgenapparater emnet at blive udsat for stråling i lange perioder. I 1896 krævede en røntgen af ​​en mands underarm 45 minutters eksponering. Den første dental røntgen tog 25 minutter.

Kvinderne i røntgenstrålerne ovenfor blev udsat to gange - både med og uden korset - og i de mest strålingsfølsomme dele af deres krop: brystet (bryster og brystben) og underlivet (reproduktive organer).

Farerne ved røntgenstrålingens eksponering var allerede velkendte. I det første år med test af røntgenstråler rapporterede en nebraska læge tilfælde af hårtab, rødme og sloughing off hud og læsioner. Clarence Dally, mens han arbejder på røntgenstråler til Thomas Edison, gentagne gange udsatte sine hænder for stråling i mindst to år. Han havde begge arme amputeret, inden han døde af kræft i 1904. En efter en døde pionererne i området-John Hall-Edwards, Marie og Irene Curie og Wilhelm Roentgen-alle af strålingsfremkaldte sygdomme.

Men verden var langsom til at indse farerne ved unødvendige røntgenstråler. Kvinder havde deres æggestokke bestrålet som en behandling for depression. Stråling blev brugt til at behandle ringorm, acne, impotens, arthritis, sår og endda kræft. Skønhedsforretninger bestrålede kunder for at fjerne ansigtshår. Vand, chokolade og tandpasta blev spidset med stråling. Mellem 1920'erne og 1950'erne havde mange skoforretninger fluoroskoper, der hedder Foot-o-scopes eller Pedoscopes-de røntgenfotografiske fødder for at vise, hvor godt deres sko passer.

Mens røntgenstråler er meget sikrere i dag og næsten aldrig bruges til ikke-medicinske formål, udgør unødvendige medicinske røntgener stadig en vis risiko. En undersøgelse viste, at 18.500 tilfælde af kræft på verdensplan er resultatet af medicinske røntgenstråler, og i USA er 0,5 procent af kræftdødsfaldene stammer fra røntgenstråler.

6Den allerførste kateter

Mens han arbejdede som kirurg ved August Victory Clinic, udviklede Werner Forssmann en teori om, at et fleksibelt rør (kateter) kunne indsættes i ljummen eller armen gennem venerne, der føder blod til hjertet og direkte ind i hjertets atrium. Forssmann troede at hjertets volumen og blodets strømningshastighed, tryk og iltindhold kunne måles med dette kateter. Medicin kan også injiceres direkte til hjertet i en nødsituation.

De fleste eksperter troede på, at kateteret ville blive sammenflettet blandt blodets stigning og hjertets slag. Derfor ville hans overordnede ved August Victory ikke sanktionere forsøg udført af rookie doctor.

Forudset overbeviste Forssmann en medbeboer om at indsætte en nål i sin venstre arm. Derefter førte Forssmann kateteret op i bopælens cephalic ven, gennem bicep, forbi skulderen og ind i hjertet. Det tog i alt 60 centimeter (2 ft) rør. Han gik derefter ned til røntgenafdelingen og tog et billede for at bevise, at kateteret var i beboerens hjerte. Han udførte proceduren flere gange på sig selv.

Desværre har Forssmanns kolleger nedlagt denne procedure som en simpel cirkusstunt. Modløs, Forssmann flyttede videre og blev en urolog. Han var uvidende om, at hans bidrag gradvis blev anerkendt for sin betydning (i 2006 blev 3,7 millioner hjertekateteriseringer udført årligt i USA alene). Så han var helt forbløffet, da han modtog et telefonopkald i oktober 1956 og oplyste ham om, at han havde vundet nobelprisen i fysiologi og medicin. Han svarede simpelthen: "For hvad?"

5Hyperphonography

En af ulemperne ved røntgenteknologi er, at den kun billeder tætte anatomiske strukturer som knogler og fremmedlegemer (som kugler). En anden ulempe er, at den bruger stråling, der kan skade en baby i livmoderen. Den medicinske verden havde brug for en sikrere måde at image mindre tætte strukturer i kroppen.

Svaret kom fra en tragedie: Titanicens synke i 1912. For bedre at kunne opdage isbjerge patenterede Reginald Fessenden enheder, der udlod styrede lydbølger og målte deres refleksion for at opdage fjerne objekter. Hans sønner var i stand til at opdage isbjerge fra et par miles væk.

Første verdenskrig udbrud på samme tid, og tyske U-både truede Allied shipping. Fysikeren Paul Langevin udviklede en hydrofon, der brugte lydbølger til at registrere ubåde. Den 23. april 1916 blev en UC-3 U-båd den første ubåd registreret af hydrofon og nedsænket. Efter krigen blev teknologien brugt til at opdage fejl i metaller.

I slutningen af ​​1930'erne troede den tyske psykiater og neurolog Dr. Karl Dussik at lyden kunne måle hjernen og andre dele af kroppen utilgængelig af røntgenstråler. Dussik blev den første til at anvende lyd diagnostisk. Desværre blev meget af hans arbejde udført i Østrig - det var først efter krigen, da han gentog og udvidede sit arbejde, at verden hørte om, hvad han kaldte "hyperfonografi".

Et årti senere lånte Skotlands obstetrikeren Ian Donald en industriel ultralydsmaskine og testede den på forskellige tumorer. Donald brugte snart maskinen til at opdage tumorer og overvåge fostre.

4Den første CAT Scan

Fotokredit: EMI

En begrænsning af røntgenbilleder er, at alt mellem røntgenrøret og filmen vises på billedet. Patologier som tumorer kan skjules af væv, organer og knogler, der ligger over eller under det.

1920'erne og 30'erne oplevede udviklingen af ​​tomografi. Dette tog en røntgen på et bestemt niveau af kroppen, slør noget over og under det. Det gjorde det ved at flytte røntgenrøret (og film), mens billedet blev udsat. Det kunne skære tværs over alle tre planer af kroppen: sagittal (venstre til højre side), koronal (forreste til ryg) og aksial eller tværsnits (fødder til hoved).

I 1967 troede Godfrey Hounsfield, en forsker, der arbejder for EMI (Electric and Musical Industries), en axial tomografisk scanner. EMI var også rekordfirmaet, der solgte 200 millioner Beatles-poster. Ved hjælp af deres Fab Four-midler finansierede EMI Hounsfield i de fire år, det tog for ham at udvikle en prototype.

Hans scanner brugte sensorer i stedet for film, og patienten blev slidt gennem bevægelige rør og sensorer i forbudt tempo. En computer rekonstruerede derefter anatomien. Hounsfields opfindelse blev således kaldt en beregnet aksial tomografisk scanning eller CAT scan (nu blot CT scan).

Den 1. oktober 1971 brugte Hounsfield sin opfindelse for første gang. Han fandt en kvindes hjernetumor som set her. Den ovale på venstre side af filmen (hendes højre frontal lobe) er tumoren. Senere, efter at kirurgen fjernede tumoren, bemærkede han, at den "ser [ed] præcis som billedet."

3The First MRI Scan

Fotokredit: FONAR

I en magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) -scanning opretter maskinen en statisk magnetfelt, der justerer alle patientens protoner i samme retning. Korte udbrud af radiobølger afviger derefter protonerne, og når radiobølgerne er slukket, måler en computer den tid det tager for protonerne at tilpasse sig. Computeren bruger derefter disse målinger til at rekonstruere billedet af patientens krop.

Mens CT- og MR-maskinerne ligner hinanden, er de meget forskellige. CT-scanninger bruger potentielt farlig stråling, mens MR ikke gør det. En MR kan også visualisere blødt væv, organer og knogler bedre end CT. Det bruges især, når lægen ønsker at se rygmarven, sener og ledbånd. På den anden side er CT bedre at se knogler, organer og rygskader.

Læge Raymond Damadian blev først opfattet af en hel-body MR-scanner i 1969. Han begyndte at teste sine teorier og offentliggjorde en artikel i Science Magazine i marts 1971. I september samme år havde Paul Lauterbur, en kemiker ved State University of New York, en epiphany om det samme og købte endda en notesbog til at dokumentere sin "opfindelse". Lauterbur erkendte senere at han havde set en kandidatstuderende reproducerer Damadians eksperiment, men troede ikke, at det ville fungere.

I marts 1972 indgav Damadian et patent for sin ide. Samme måned producerede Lauterbur's scanner et billede af reagensglas. Et år senere offentliggjorde Lauterbur sine resultater og sit billede i Natur. Han henviste ikke til Damadians kritiske bidrag. I 1974 blev Damadians patent godkendt.

Derefter den 3. juli 1977 tog Damadian og hans team første skanning af et menneske. Ingen af ​​hans ansatte ønskede at klatre ind i maskinen, så Damadian gjorde det selv. Da det ikke fungerede spekulerede de, at lægen var for stor. En af hans kandidatstuderende, Larry Minkoff, var tyndere og klatrede i. Ovenstående billede er af Minkoffs bryst.

En kamp slog da ud mellem Lauterbur og Damadian over, hvem opfandt MR. Trods det faktum, at Damadian havde patentet, blev indført i National Inventors Hall of Fame i 1988, og blev anerkendt som opfinder af præsident Ronald Reagan, gik Nobelprisen for 2003 til Lauterbur. På trods af at Nobeludvalget kunne navngive op til tre modtagere af præmien, blev Damadian snubbed. Hans tilhængere hævder, at han blev ignoreret, fordi han var en udtalt kristen og fortaler for creationism, som blev fransket af akademiet.

2Laparoskopisk kirurgi

Kirurger har fjernet ting fra folks buk i århundreder, men hele maven måtte altid åbnes. Dette gjorde patienten modtagelig over for infektioner og krævede lange inddrivelsestider. Men i 1901 indførte en russisk gynækolog laparoskopi-kirurgi udført ikke gennem en stor åbning, men gennem en eller flere små spalter eller huller. Dette blev kaldt "nøglehul" eller "Band-Aid" -operation.

Laparoskoper fik kirurgen til at bruge et øje til at se direkte ind i maven eller brystet med en enhed, der lignede et lille teleskop. I stedet for at bruge deres hænder udnyttede de saks, tang, klemme og andre værktøjer på lange stænger, der blev indsat gennem tilstødende huller i underlivet.

Desværre betød dette, at kirurgen måtte forstyrre sin krop for at kunne se laparoskopet. En kirurg huskede, at han måtte ligge på patientens lår for at fjerne galdeblæren. Efter 2,5 timer var han fysisk opbrugt. Af den grund så laparoskopi kun begrænset anvendelse.

I slutningen af ​​1970'erne bragte Dr. Camran Nezhat, en fødselslæge og gynækolog, videoudstyr til laparoskoper og opererede at se på en tv-skærm. Udstyret var oprindeligt stort og klumpet, men Nezhat omfavnede teknologi, der strømlinede udstyr og forstørrede billederne. Dette gjorde det muligt for alle i operationsstuen at se, hvad kirurgen gjorde. Som Nezhat satte det, gik kirurgi fra et "one-man band" til et "orkester." Nezhats tidlige videoer er ikke tilgængelige, men ovenstående video er en laparskopisk fjernelse af en galdeblære af en anden kirurg.

Nezhat mente, at de fleste kirurgiske procedurer kunne udføres laparoskopisk snarere end med store undvigende huller i patientens krop. Mange andre kunne ikke tro, at komplicerede operationer kunne gøres på denne måde og var fjendtlige over for Nezhat's påstande. Hans procedurer blev kaldt "bizarre" og "barbariske." Da andre omfavnede laparoskopi, blev de også latterliggjort. Men i 2004, da New England Journal of Medicine anbefalet laparoskopi, havde Nezhat officielt indvarslet en revolution i operationen.

13-D og 4-D ultralyd

I 30 år var ultralyd begrænset til to dimensioner, hvor udstyr ville sende en lyd og derefter måle ekkoet. Millioner af forældre har prøvet og undladt at skille fra disse sort-hvide billeder lige hvad deres baby ser ud. Dette skyldes, at 2-D-scanninger går gennem babyens hud og visualiserer deres indre organer i stedet.

Siden 1970'erne har forskere arbejdet på 3-D ultralyd til babyer.Dette sender lydene i forskellige retninger og vinkler, fanger babyens ansigtsegenskaber og hud og rekonstruerer derefter ekkoerne på samme måde som CT-scannere. I 1984 var Kazunori Baba i Tokyo Institute of Medical Electronics den første til at opnå 3-D billeder af en baby i livmoderen. Men billedets kvalitet og den tid det tog til at genopbygge billedet (10 minutter) gjorde det uegnet til diagnosticering.

I 1987 patenterede Olaf Von Ramm og Stephen Smith den første high-speed 3-D ultralyd, der øgede kvaliteten og reducerede behandlingstiden. Siden da har der været en eksplosion i ultralyd, især med tilføjelsen af ​​4-D versioner, hvor forældrene kan se deres baby bevægelse. Boutiques har endda sprunget op, der tilbyder 3-D og 4-D video souvenirs-for en heftig prislapp naturligt. Selv om der ikke er dokumenterede negative virkninger af disse ultralyd, raser en debat nu om, hvorvidt et diagnostisk værktøj skal anvendes på en sådan rekreativ måde.