新服务商 | 看见曾经看不见的病——医学影像史上的3个趣话

医学影像不仅当下身处蓝海,若沿其历史脉络向前梳理,可以发现N个令人兴奋之点。看似不会说话的医学影像设备,有料又有趣。

2015年8月,国内一家医学网站发布的《医学影像全球创投报告》指出,市场规模、需求、互联网与信息技术将为医学影像发展带来新机遇,而且73%参与调查的投资人认为,医学影像创业市场前景乐观或非常乐观。

其实,医学影像不仅当下身处蓝海,若沿其历史脉络向前梳理,可以发现N个令人兴奋之点。看似不会说话的医学影像设备,有料又有趣。

戒指闯入第一张X光片

医学影像革命始于X射线,发现者是德国物理学家伦琴,他因此还获得诺贝尔物理学奖。事实上,比获奖更经久传唱的是,他创造史上第一张X光片。当时他的夫人手持荧光板由近向远移动,帮助他测试射线的投射距离。

就在这个过程中,奇迹骤然出现:荧光板的后面,清晰地显现出伦琴夫人手指骨骼的影子。接着,伦琴改用照相干版继续实验,取得相同的结果并洗成照片--一个包含戒指的完整手骨影像。这一天,是1895年11月8日。

自此以后,医学影像蓬勃发展。

1914年,荷兰飞利浦公司成立自己的第一个研究室,向世人介绍X光和无线电技术的首批创新成果。该公司与中国的第一次结缘,也是源于X射线成像技术--1918年,飞利浦移动X光机首次在清朝皇宫使用。

现今发挥巨大作用的X射线成像,历史上曾拯救百万人远离苦难。1948年,即二战结束后的第三年,荷兰像世界上很多满目疮痍的国家一样,面临传染病肆虐的危境。看到这种情况,飞利浦使用X射线检查职员是否患肺结核。

这次看似平常的公司内部员工体检,最终扩散为全国性运动。

后来的历史学家评价,那次全球首次大规模的肺结核筛查,影响到二战后荷兰数百万人的健康与生命。今年恰逢反法西斯胜利70周年,我们回望医疗技术对于战争期间和人类繁衍历程中的价值时,仍能看到医疗创新企业的灿烂。

炉匠铺里走出CT鼻祖

自从X射线被发现,医学上就开始用它探测人体疾病。可是,它的短板也显而易见--只能呈现平面图而无助于医生看到深部的病变。于是,当时的科学家们开始寻找新的方法,试图弥补X线技术检查人体病变的短板。

最终的结果便是现在耳熟能详的CT技术,其过程同样趣味连连。

1967年,出生于英国一个炉匠铺家庭的亨斯菲尔德,制作出一台能加强X射线放射源的简单扫描装置,即后来的CT,用于对人体的头部进行实验性扫描测量。后来,他又运用这种装置测量实验对象的全身,获得相同的效果。

1971年10月4日,亨斯菲尔德与一位神经放射学家合作,把他的这种装置安装在伦敦的一家医院,并用它检查第一个病人。1972年4月,他在英国放射学年会上首次公布这一结果,正式宣告CT问世。值得一提的佳话是,非医学专业的亨斯菲尔德,由此被破例颁发诺贝尔生理学和医学奖。

第一代CT机的技术特点是X射线单束平移-旋转扫描。此后,CT机又经历四个典型的技术创新阶段。第二代产品的X射线改为扇形束,扫描范围扩大,数据采集能力增强,但仍无法避免患者生理运动引起的伪影;第三代的特点是采用连续旋转的扇形束;第四代则运用"旋转-静止"的扫描方式,最大进步在于消除环形伪影;第五代CT机基于技术特点,又被称作螺旋CT。

时至今日,CT扫描仪的功能已越来越贴近医生和患者的需求。比如,飞利浦已将螺旋CT提升至128排256层。它的亮点在于,以前各种机型扫描心脏的显影仍不清晰,而这种CT实现该领域的历史性突破。除此之外,它对肿瘤的早期筛查及全身大范围血管的造影检查也拥有专利技术。

一个橙子到留心一颗假牙

1973年,也就是首台CT扫描仪问世后的第二年,荷兰科学家罗伯o洛赫尔开启最初的核磁共振研究,并得到放射学界众所周知的核磁共振图像--诺丁汉的橙子。由这个橙子开始,磁共振成像开始成绩斐然的应用生涯。1980年12月3日,罗伯o洛赫尔和同事获得全球第一幅人类头部核磁共振图像。

现在患者去医院只能看到"磁共振室",而没有前面那个"核"字,据传原因在于:1983年末,美苏核危机愈演愈烈,着眼于这一历史背景,美国放射学会推荐将核磁共振(NMR)改为磁共振(MR),以此缓解民众尤其是患者对于核医学的担忧,磁共振成像的术语也便沿用至今。

就在改名的这一年,飞利浦生产出全球第一台超导磁共振Gyroscan S5,这是世界上第一台医用全身磁共振成像系统。同年,荷兰莱顿大学利用飞利浦电子部门提出的"穹窿"设计,在磁体周围加入多个电缆,诞生第一个具有主动屏蔽功能的磁体。一年之后的1984年,飞利浦公司革命性推出世界上首个表面线圈,所获图像可以显示非常小的细节,再次引起放射学界的轰动。

擅长磁共振技术的飞利浦,随后踩出折射该行业发展轨迹的一串脚印。

由于初期的磁共振设备体积庞大,且重量普遍超过10吨,医疗机构迫切需要"紧凑型"设备。捕捉到这种需求的飞利浦,1988年向世人展示业内第一款紧凑型超导磁体Gyroscan T5,仅2.8吨的该设备引领行业研发热潮。

2009年,飞利浦向市场推出世界上第一台多源磁共振。

随后几年,他们又相继多次作出技术改进。湖北省荆州市第一人民医院的一篇消息提到飞利浦3.0T多源磁共振的优势:高磁场超导型磁共振机,能快捷、准确、高质量地完成各种类型的临床检查,涵盖了中枢神经系统、骨骼肌肉系统、心血管系统、腹部成像和心脏以及冠脉成像等领域。

2012年,该公司开启磁共振的数字时代--推出全球首台全数字磁共振。

截至目前,飞利浦最新一代的磁共振,采用第三代射频发射技术--为磁共振精确定量成像提供强大支撑。而此前的3.0T磁共振,由于场强提高、主磁场和射频场不均匀等问题,导致脂肪无法完全抑制、化学位移伪影和ghost伪影严重。此外,假牙等植入物造成的金属伪影常常造成DWI图像变形。

说到金属伪影,这个现象引起科学界的重视始于21世纪初,即金属材料在磁共振成像中使得图像出现伪影,或使相应区域的影像模糊甚至消失。由于它的存在,医生难以准确鉴别病变真伪,容易出现漏诊或误诊。而现在,随着第三代射频发射技术的应用,困扰磁共振行业多年的金属伪影难题一去不返。

磁共振作为医学影像设备的"年轻族",四十多年从一个模糊的"橙子"进阶到关注一颗假牙的影响,这个过程映射出磁共振设备技术创新的脉络。

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