10 bilder som slengte den medisinske verden

For de fleste av oss betyr å få en røntgen, ultralyd, angiogram, CT eller MRI å gå inn i et vinduløst rom som har mer felles med en fangehull enn en klinikk. Teknologen gir oss en tynn klut og forstyrrer oss i smertefulle stillinger. Vi forventer nesten å finne fakler på veggen og en jomfru i hjørnet. Her er 10 bilder som kan gjøre disse prosedyrene litt mindre skremmende.

10Bertha Roentgens Wedding Ring

I november 1895 studerte fysikkprofessor Wilhelm Conrad Roentgen fra Worzburg, Bayern, elektriske stråler da han oppdaget at de trengte gjenstander og projiserte bildene sine på en fluorescerende skjerm. Da han la sin egen hånd foran strålene, la han merke til at bildet viste en kontrast mellom beinene og det gjennomsiktige kjøttet.

Roentgen realiserte implikasjonene umiddelbart - leger kunne se en persons anatomi og noe galt med det uten å unngår å åpne huden. Han erstattet den fluorescerende skjermen med en fotografisk plate og fanget det første røntgenbildet den 8. november 1895. Røntgen var av sin kone Berthas venstre hånd og hennes giftering (som vist på bildet ovenfor).

Verden var i utgangspunktet tvilsom om Roentgens oppdagelse. New York Times spurned det som en enkel fotografisk teknikk som allerede hadde blitt oppdaget. Bare en uke senere, men ganger begynte å løpe rapporter om hvordan Roentgens røntgenstråler faktisk var gunstige for kirurgiske formål. En av disse rapportene var av en britisk lege ved navn John Hall-Edwards som var den første som brukte røntgenstråler for å diagnostisere et problem - en nål ble lagt inn i en hånd. Roentgen mottok 1901 Nobelprisen i fysikk, og hans funn blir nå vurdert, Eue av de største funnene i vitenskapens historie. "

9Moving X-stråler i hjertet og fordøyelsessystemet

Ting flyttet raskt etter Roentgens oppdagelse. Nesten umiddelbart arbeidet forskere for å slå sammen røntgenbilder med kinematografi - i hovedsak beveger røntgenbilder. Den første til å produsere en var John Macintyre, en hals kirurg og elektriker ved Glasgow Royal Infirmary. Macintyre hadde allerede forskjellen på å sette opp verdens første røntgenavdeling, og enheten hans ville senere være den første til å røntgen et fremmedobjekt (en halvpenny innlagt i et barns hals). Den enheten var også den første som oppdaget en nyrestein med en røntgenstråle.

I 1897 presenterte Macintyre en kortfilm i London Royal Society som demonstrerte hva han kalte en kino. Han hadde røntgen på en frosk, siden det krevde mindre energi å trenge inn enn et menneskeben. Han så røntgen det hver 300. et sekund da han bøyde og utvidet beinet. Han splekk dem sammen. Senere filmet han et menneskes slagende hjerte. Han matet også en pasient vismut og filmet magen som han fordøyet den (se video ovenfor).

Disse røntgenfilmene kalles nå, "fluoroscopy" og brukes til å filme plassering av hjertekatetre, fordøyelsessystemet og urinveiene på jobben og kirurgiske prosedyrer. I 2013 ble det utført 1,3 millioner fluoroskopiske prosedyrer i Storbritannia alene.

8Major Beevor Hunts For Bullets

Innen måneder etter Roentgens oppdagelse ble røntgenstråler brukt på slagmarken. De ble først brukt under den abyssinske krigen da Italia invadert Abyssinia i 1896. Løytnant-oberst Giuseppe Alvaro brukte en røntgenmaskin for å finne kuler i underarmene til italienske soldater. Disse røntgenstrålene har siden gått tapt for historien.

Et år senere ble røntgenstråler igjen brukt i feltet under den gresk-tyrkiske krigen. Disse filmene har også gått tapt. Til tross for flere suksesser var militæret sakte å sette pris på bruken av røntgen for deres sårede.

I juni 1897 brøt krigen ut mellom India og Afghanistan. Storbritannia sendte soldater til Tirah-platået for å åpne fjellpassene. Major Walter Beevor kjøpte røntgenutstyr og satte det opp på et felthospital ved Tirah. Han tok mer enn 200 røntgenstråler i feltet, inkludert den ene over en indisk soldats albue med en kule innlagt i den. Beevor selv plassert en kule innlagt i General Woodhouses ben.

Det neste året gjorde Beevor en presentasjon på United Services Institution - fra da av brøt Storbritannia feltrøntgenenheter på slagmarken. Andre land fulgte sakte ettersom.

I likhet med mange andre teknologier har røntgenbilder blitt nytte av bruken i krig. En av disse fremskrittene var i bærbare enheter. Marie Curie og hennes datter Irene kjørte 20 røntgenenheter på baksiden av varebiler til stridsfronten under første verdenskrig.

I dag blir mobile røntgenapparater hentet til en pasients sengeplass, og tar røntgenbilder av dem når de er for syke til å bli flyttet til sykehusets radiologi-avdeling.

7For den skade som er forårsaket av metallkorsetter

I en av de tidligste kjente bruken av medisinsk bildebehandling for å øke offentlig bevissthet om et problem, fransk doktor Ludovic O'Followell X-rayed torsos av flere kvinner med og uten korsetter. Filmen viser tydelig at stramme metallkorsetter smalret ribcage og fordrevne indre organer. O'Followell foreslo ikke forbud mot korsetter - bare utviklingen av mer fleksible seg.

Og det er akkurat det som skjedde. O'Followells filmer, sammen med meninger fra andre leger av tiden, påvirket industrien og samfunnet til å vedta mindre restriktiv korsetter.

Spørsmålet som senere eksperter spurte var om O'Followell burde ha brukt røntgenstråling for å bevise sitt poeng. Deretter krevde røntgenenheter at motivet skulle bli utsatt for stråling i lengre tidsperioder. I 1896 krevde en røntgen av en manns underarm 45 minutter med eksponering. Den første dentalrøntgen tok 25 minutter.

Kvinner i røntgenstrålene ovenfor ble utsatt to ganger - både med og uten korsett - og i de mest strålingsfølsomme delene av kroppen: brystet (brystene og brystbenet) og magen (reproduktive organer).

Fare for røntgenstråling eksponering var allerede kjent. I det første året med å teste røntgenstråler, rapporterte en nebraska lege tilfeller av hårtap, rødhet og sloughing av hud og lesjoner. Clarence Dally, mens han jobbet med røntgenstråler til Thomas Edison, gjentatte ganger hendene på stråling i minst to år. Han hadde begge armene amputert før de døde av kreft i 1904. En etter en døde pionerene i feltet - John Hall-Edwards, Marie og Irene Curie, og Wilhelm Roentgen - alle av strålingsinducerte sykdommer.

Men verden var langsom for å innse farene ved unødvendige røntgenstråler. Kvinner hadde eggstokkene deres bestrålet som behandling for depresjon. Stråling ble brukt til å behandle ringorm, akne, impotens, leddgikt, sår og til og med kreft. Skjønnhetsbutikker bestrålet kunder for å fjerne ansiktshår. Vann, sjokolade og tannkrem ble spettet av stråling. Mellom 1920-tallet og 1950-tallet hadde mange skobutikker fluoroskop-kalt Foot-o-scopes eller Pedoscopes-de røntgenkunder som viste hvor godt de passer.

Mens røntgenstråler er mye sikrere i dag og nesten aldri brukes til ikke-medisinske formål, utgjør unødvendige medisinske røntgenbilder fortsatt en viss risiko. En studie viste at 18.500 tilfeller av kreft over hele verden er resultatet av medisinske røntgenstråler, og i Amerika er 0,5 prosent av kreftdødene henført til røntgenstråler.

6Det aller første kateteret

Mens han jobbet som kirurg ved August Victory Clinic, utviklet Werner Forssmann en teori om at et fleksibelt rør (kateter) kunne settes inn i lysken eller armen, gjennom blodårene som gir blod til hjertet og direkte inn i hjertets atrium. Forssmann trodde at hjertets volum og blodets strømningshastighet, trykk og oksygeninnhold kunne måles med dette kateteret. Medisin kan også injiseres direkte til hjertet i en nødsituasjon.

De fleste eksperter trodde kateteret ville bli sammenflettet blant blodsukkeret og hjertets slag. Derfor ville hans overordnede ved August Victory ikke straffe eksperimenter utført av rookie doctor.

Forutsett, Forssmann overbeviste en medborger for å sette inn en nål i venstre arm. Deretter førte Forssmann kateteret opp til beboerens cephalic ven, gjennom bicep, forbi skulderen og inn i hjertet. Det tok totalt 60 centimeter (2 ft) av rør. Han gikk da ned til røntgenavdelingen og tok et bilde for å bevise at kateteret var i beboers hjerte. Han utførte senere prosedyren flere ganger på seg selv.

Dessverre har Forssmanns kolleger tømt denne prosedyren som en sirkusstunt. Motløs, Forssmann flyttet videre og ble urolog. Han var uvitende om at hans bidrag ble gradvis anerkjent for sin betydning (i 2006 ble 3,7 millioner hjertekateteriseringer utført årlig i USA alene). Så han var ganske forbauset da han mottok en telefonsamtale i oktober 1956, og informerte ham om at han hadde vunnet den edle prisen i fysiologi og medisin. Han svarte bare, "For hva?"

5Hyperphonography

En av ulempene med røntgenteknologi er at den bare bilder tette anatomiske strukturer som bein og fremmedlegemer (som kuler). En annen ulempe er at den bruker stråling som kan skade en baby i livmoren. Den medisinske verden trengte en sikrere måte å bilde mindre tette strukturer i kroppen.

Svaret kom fra en tragedie: Titanics synkende i 1912. For bedre å kunne oppdage isberg, patenterte Reginald Fessenden enheter som sendte lydbølger og målt deres refleksjon for å oppdage fjerne gjenstander. Hans sønn var i stand til å oppdage isfjellene fra et par miles unna.

Første verdenskrig brøt ut samtidig, og tyske U-båter truet Allied shipping. Fysikeren Paul Langevin utviklet en hydrofon som brukte lydbølger for å oppdage ubåter. 23. april 1916 ble en UC-3 U-båt den første ubåten oppdaget av hydrofon og senket. Etter krigen ble teknologien brukt til å oppdage feil i metaller.

På slutten av 1930-tallet trodde tysk psykiater og nevrolog Dr. Dussik at lyden kunne måle hjernen og andre deler av kroppen utilgjengelig av røntgenstråler. Dussik ble den første som brukte lyden diagnostisk. Dessverre ble mye av hans arbeid utført i Østerrike - det var ikke før etter krigen, da han gjentok og utvidet sitt arbeid, at verden hørte om hva han kalte "hyperfonografi".

Et tiår senere lånte Skottlands obstetrikeren Ian Donald en industriell ultralydsmaskin og testet den på ulike svulster. Donald brukte snart maskinen til å oppdage svulster og overvåke foster.

4Den første CAT Scan

Fotokreditt: EMI

En begrensning av røntgenbilder er at alt mellom røntgenrøret og filmen vises på bildet. Patologier som svulster kan være skjult av vev, organer og bein som ligger over eller under det.

1920-tallet og 30-tallet så utviklingen av tomografi. Dette tok en røntgenstråle på et visst nivå av kroppen, slør noe over og under det. Det gjorde dette ved å flytte røntgenrøret (og filmen) mens bildet ble eksponert. Den kan kutte over alle tre planene i kroppen: sagittal (venstre til høyre), koronal (fram til bak), og aksial eller tverrsnitt (føtter til hode).

I 1967 trodde Godfrey Hounsfield, en forsker som jobbet for EMI (Electric and Musical Industries), en aksial tomografisk skanner. EMI var også plateselskapet som solgte 200 millioner Beatles-poster. Ved hjelp av sine Fab Four-midler, finansierte EMI Hounsfield i de fire årene det tok for ham å utvikle en prototype.

Hans skanner brukte sensorer i stedet for film, og pasienten ble forskjøvet gjennom bevegelige rør og sensorer i forbudt tempo. En datamaskin rekonstruerte deretter anatomien. Hounsfields oppfinnelse ble dermed kalt en beregnet aksial tomografisk skanning eller CAT-skanning (nå bare CT-skanning).

Den 1. oktober 1971 brukte Hounsfield sin oppfinnelse for første gang. Han fant en kvinnes hjernesvulst som vist her. Den ovale på venstre side av filmen (hennes høyre frontal lobe) er svulsten. Senere, etter at kirurgen fjernet svulsten, bemerket han at det "ser ut som det er akkurat som bildet."

3 Den første MR-skanningen

Fotokreditt: FONAR

I en magnetisk resonansbilledsøkning (MRI) skaper maskinen et statisk magnetfelt som justerer alle pasientens protoner i samme retning. Korte utbrudd av radiobølger misalignerer protonene, og når radiobølgene er slått av, måler en datamaskin den tiden det tar for protonene til å tilpasse seg. Datamaskinen bruker da disse målingene for å rekonstruere bildet av pasientens kropp.

Mens CT- og MR-maskiner ser ut som de er veldig forskjellige. CT-skanning bruker potensielt farlig stråling mens MR ikke gjør det. En MR kan også visualisere mykvev, organer og bein bedre enn CT. Det brukes spesielt når legen ønsker å se ryggmargen, sener og leddbånd. På den annen side er CT bedre å se bein, organ og ryggskade.

Legen Raymond Damadian oppdaget først en hel-kropps MR-skanner i 1969. Han begynte å teste sine teorier og publiserte en artikkel i Science Magazine i mars 1971. I september samme år hadde Paul Lauterbur, en kjemiker ved State University of New York, en epiphany om det samme, og til og med kjøpt en notatbok for å dokumentere sin "oppfinnelse." Lauterbur innrømmet senere at han hadde sett En kandidatstudent reproduserer Damadians eksperiment, men trodde ikke at det ville fungere.

I mars 1972 sendte Damadian et patent for sin ide. Samme måned produserte Lauterbur skanner et bilde av reagensrør. Et år senere publiserte Lauterbur sine funn og hans bilde i Natur. Han refererte ikke til Damadians kritiske bidrag. I 1974 ble Damadians patent godkjent.

Så den 3. juli 1977 tok Damadian og hans team den første skanningen av et menneske. Ingen av hans ansatte ville klatre inn i maskinen, så Damadian gjorde det selv. Da det ikke fungerte, spekulerte de at legen var for stor. En av hans studenter, Larry Minkoff, var tynnere og klatret inn. Bildet ovenfor er av Minkoffs bryst.

En kamp ble da brutt mellom Lauterbur og Damadian over hvem oppfunnet MR. Til tross for at Damadian holdt patentet, ble innført i National Inventors Hall of Fame i 1988, og ble anerkjent som oppfinneren av president Ronald Reagan, gikk Nobelprisen 2003 til Lauterbur. Til tross for at Nobelkomiteen kunne navngi opptil tre mottakere av premien, ble Damadian snubbet. Hans supportere hevder at han ble ignorert fordi han var en utrosk kristen og fortaler for kreasjonismen som ble frøkt av akademia.

2Laparoskopisk kirurgi

Kirurger har fjernet ting fra folks buk i århundrer, men hele magen måtte alltid åpnes. Dette gjorde pasienten utsatt for infeksjoner og krevde lange utvinningstider. Men i 1901 introduserte en russisk gynekolog laparoskopi-kirurgi gjort ikke gjennom en stor åpning, men gjennom en eller flere små spalter eller hull. Dette ble kalt "nøkkelhull" eller "Band-Aid" -operasjon.

Laparoskop fikk kirurgen til å bruke ett øye for å se direkte inn i magen eller brystet med en enhet som lignet et lite teleskop. I stedet for å bruke hendene, brukte de saks, tang, klemmer og andre verktøy på lange stenger som ble satt inn gjennom tilstøtende hull i magen.

Dessverre mente dette at kirurgen måtte forstyrre sin kropp for å se laparoskopet. En kirurg husket at han måtte ligge på pasientens lår for å fjerne galdeblæren. Etter 2,5 timer var han fysisk oppbrukt. Av den grunn så laparoskopi så begrenset bruk.

På slutten av 1970-tallet ble Dr. Camran Nezhat, en fødselslege og gynekolog, vedlagt videoutstyr til laparoskoper og operert med å se på en TV-skjerm. Utstyret var i utgangspunktet stort og omfangsrikt, men Nezhat omfavnet teknologi som strømlinjeformet utstyr og forstørrede bildene. Dette tillot alle i operasjonen å se hva kirurgen gjorde. Som Nezhat satte det, gikk operasjonen fra et "enmansband" til et "orkester". Nezhats tidlige videoer er ikke tilgjengelige, men videoen ovenfor er en laparskopisk fjerning av galleblæren av en annen kirurg.

Nezhat trodde at de fleste kirurgiske prosedyrer kunne gjøres laparoskopisk snarere enn med store unnvikende hull i pasientens kropp. Mange andre kunne ikke tro at kompliserte operasjoner kunne gjøres på denne måten og var fiendtlig mot Nezhats påstander. Hans prosedyrer ble kalt "bisarre" og "barbarisk." Når andre omfavnet laparoskopi, ble de også latterliggjort. Men innen 2004, da New England Journal of Medicine anbefalt laparoskopi, hadde Nezhat offisielt innledet en revolusjon i kirurgi.

13-D og 4-D Ultrasounds

I 30 år var ultralyd begrenset til to dimensjoner, hvor utstyr ville sende en lyd og deretter måle ekkoet. Millioner foreldre har prøvd og unnlatt å skille fra disse svart-hvite bildene akkurat hva deres baby ser ut. Dette skyldes at 2-D-skanninger går rett gjennom babyens hud, og visualiserer sine indre organer i stedet.

Siden 1970-tallet hadde forskere jobbet med 3-D ultralyd for babyer.Dette sender lydene i forskjellige retninger og vinkler, fanger babyens ansiktsegenskaper og hud, og rekonstruerer ekkoene på samme måte som CT-skannere. I 1984 var Kazunori Baba i Tokyo Institute of Medical Electronics den første til å skaffe 3-D bilder av en baby i livmor. Men kvaliteten på bildet og hvor lang tid det tok å rekonstruere bildet (10 minutter) gjorde det uegnet til å diagnostisere.

I 1987 patenterte Olaf Von Ramm og Stephen Smith den første høyhastighets 3-D ultralyden som økte kvaliteten og reduserte behandlingstiden. Siden da har det vært en eksplosjon i ultralyd, spesielt med tillegg av 4-D-versjoner der foreldrene kan se deres bevegelse. Boutiques har til og med sprang opp som tilbyr 3-D og 4-D video-minnesmerker - for en heftig prislapp naturligvis. Selv om det ikke er dokumenterte negative effekter fra disse ultralydene, raser en debatt nå om et diagnostisk verktøy skal brukes på en slik rekreasjons måte.