10 Bilder, die die medizinische Welt erschütterten

Für die meisten von uns bedeutet Röntgen, Ultraschall, Angiogramm, CT oder MRI den Besuch eines fensterlosen Raums, der mehr mit einem Dungeon als mit einer Klinik zu tun hat. Der Technologe bekleidet uns mit einem dünnen Gewand und verzieht uns in schmerzhaften Stellungen. Fast erwarten wir Fackeln an der Wand und ein eisernes Mädchen in der Ecke. Hier sind 10 Bilder, die diese Prozeduren etwas weniger beängstigend machen könnten.

10 Bertha Roentgens Ehering

Im November 1895 untersuchte der Physikprofessor Wilhelm Conrad Roentgen aus dem bayerischen Worzburg elektrische Strahlen, als er entdeckte, dass sie Gegenstände durchdringen und ihre Bilder auf eine fluoreszierende Leinwand projizierten. Als er seine eigene Hand vor die Strahlen legte, bemerkte er, dass das Bild einen Kontrast zwischen seinen Knochen und seinem durchscheinenden Fleisch zeigte.

Roentgen erkannte die Auswirkungen sofort, da die Ärzte die Anatomie einer Person sehen konnten und alles, was daran falsch war, ohne die Haut zu öffnen. Er ersetzte die Leuchtstofflampe durch eine Fotoplatte und nahm am 8. November 1895 das erste Röntgenbild auf. Die Röntgenaufnahme befand sich mit der linken Hand seiner Frau Bertha und ihrem Ehering (wie oben abgebildet).

Die Welt war zunächst an Roentgens Entdeckung zweifelhaft. Die New York Times Es war eine einfache fotografische Technik, die bereits entdeckt worden war. Nur eine Woche später jedoch Mal begann mit Berichten darüber, wie die Röntgenaufnahmen von Röntgen für chirurgische Zwecke von Vorteil waren. Einer dieser Berichte war von einem britischen Arzt namens John Hall-Edwards, der als erster Röntgenstrahlen verwendete, um ein Problem zu diagnostizieren - eine Nadel, die in einer Hand steckte. Roentgen erhielt 1901 den Nobelpreis für Physik, und seine Erkenntnisse gelten als "eine der größten Entdeckungen der Wissenschaftsgeschichte"

9Die Röntgenstrahlen des Herzens und des Verdauungssystems bewegen

Nach Roentgens Entdeckung ging es schnell voran. Fast sofort arbeiteten die Wissenschaftler daran, Röntgenstrahlen mit Kinematographie zu verschmelzen - im Wesentlichen bewegte Röntgenstrahlen. Der erste, der einen produzierte, war John Macintyre, ein Halschirurg und Elektriker am Glasgow Royal Infirmary. Macintyre hatte bereits die Auszeichnung, die erste Röntgenabteilung der Welt einzurichten, und seine Einheit würde später die erste sein, die einen Fremdkörper (einen halben Penny, der sich in der Kehle eines Kindes befindet) röntgen kann. Diese Einheit war auch die erste, die mit einem Röntgenbild einen Nierenstein entdeckte.

Im Jahr 1897 präsentierte Macintyre in der Londoner Royal Society einen Kurzfilm, in dem er einen so genannten Kinematographen vorstellte. Er hatte ein Froschbein geröntgt, da zum Eindringen weniger Energie erforderlich war als für ein menschliches Bein. Er röntgte es dann alle 300 Sekunden, als er das Bein beugte und streckte. Er hat sie dann zusammengefügt. Später filmte er das schlagende Herz eines Menschen. Er fütterte auch einen Patienten mit Wismut und filmte seinen Bauch, als er ihn verdaute (siehe Video oben).

Diese Röntgenfilme werden jetzt als "Fluoroskopie" bezeichnet und dienen zum Filmen der Platzierung von Herzkathetern, des Verdauungs- und Harnsystems bei der Arbeit und von chirurgischen Eingriffen. Im Jahr 2013 wurden allein im Vereinigten Königreich 1,3 Millionen Durchleuchtungsverfahren durchgeführt.

8Major Beevor jagt für Kugeln

Innerhalb weniger Monate nach Roentgens Entdeckung wurden Röntgenstrahlen auf dem Schlachtfeld eingesetzt. Sie wurden erstmals während des Abessinierkrieges eingesetzt, als Italien 1896 in Abessinien einmarschierte. Oberstleutnant Giuseppe Alvaro benutzte eine Röntgenmaschine, um Kugeln in den Unterarmen italienischer Soldaten zu lokalisieren. Diese Röntgenstrahlen sind seitdem der Geschichte verloren gegangen.

Ein Jahr später wurden im griechisch-türkischen Krieg erneut Röntgenstrahlen eingesetzt. Diese Filme sind auch verloren gegangen. Trotz mehrfacher Erfolge wusste das Militär die Verwendung von Röntgenstrahlen für ihre Verwundeten nur langsam zu schätzen.

Im Juni 1897 brach ein Krieg zwischen Indien und Afghanistan aus. Großbritannien schickte Soldaten auf das Tirah-Plateau, um die Gebirgspässe zu öffnen. Major Walter Beevor kaufte Röntgengeräte und stellte sie in einem Feldkrankenhaus in Tirah auf. Er hat mehr als 200 Röntgenaufnahmen im Feld gemacht, darunter die eines Ellenbogens eines indischen Soldaten mit einer darin befindlichen Kugel. Beevor fand sogar eine Kugel in General Woodhouses Bein.

Im nächsten Jahr hielt Beevor eine Präsentation bei der United Services Institution - Großbritannien brachte fortan Feldröntgeneinheiten auf das Schlachtfeld. Andere Länder folgten langsam.

Wie viele andere Technologien profitierte auch die Röntgenbildgebung von ihrem Einsatz im Krieg. Einer dieser Fortschritte war bei tragbaren Einheiten. Marie Curie und ihre Tochter Irene fuhren während des Ersten Weltkrieges 20 Röntgeneinheiten an der Rückseite der Transporter an die Front.

Heute werden mobile Röntgengeräte an ein Patientenbett gebracht und Röntgenbilder von ihnen gemacht, wenn sie zu krank sind, um in die radiologische Abteilung des Krankenhauses gebracht zu werden.

7 Beweis des durch Metallkorsetts verursachten Schadens

Bei einer der frühesten bekannten Anwendungen der medizinischen Bildgebung zur Sensibilisierung der Öffentlichkeit für ein Problem hat der französische Arzt Ludovic O'Followell die Torsos mehrerer Frauen mit und ohne Korsetts durchleuchtet. Die Filme zeigen deutlich, dass enge Metallkorsetts den Brustkorb verengten und die inneren Organe verlagerten. O'Followell befürwortete nicht das Verbot von Korsetts, sondern lediglich die Entwicklung flexiblerer.

Und genau das ist passiert. O'Followells Filme beeinflussten die Industrie und die Gesellschaft zusammen mit den Meinungen anderer Ärzte der damaligen Zeit, weniger einschränkende Korsetts zu verwenden.

Die Frage, die später von Experten gestellt wurde, war, ob O'Followell Röntgenstrahlung hätte verwenden sollen, um seinen Standpunkt zu beweisen. Damals mussten die Röntgengeräte längere Zeit der Strahlung ausgesetzt werden. Im Jahr 1896 musste eine Röntgenaufnahme des Unterarms eines Mannes 45 Minuten dauern. Die erste zahnärztliche Röntgenaufnahme dauerte 25 Minuten.

Die Frauen in den oben genannten Röntgenaufnahmen wurden zweimal - sowohl mit als auch ohne Korsett - und in den strahlungsempfindlichsten Teilen ihres Körpers exponiert: Brust (Brust und Brustbein) und Bauch (Fortpflanzungsorgane).

Die Gefahren einer Röntgenbestrahlung waren bereits bekannt. Im ersten Jahr der Röntgenuntersuchung berichtete ein Arzt aus Nebraska von Haarausfall, Rötung und Hautrötung sowie Läsionen. Während seiner Arbeit an Röntgenaufnahmen für Thomas Edison setzte Clarence Dally seine Hände mindestens zwei Jahre lang wiederholt der Strahlung aus. Beide Arme wurden amputiert, ehe er 1904 an Krebs starb. Nacheinander starben die Pioniere des Feldes - John Hall-Edwards, Marie und Irene Curie und Wilhelm Röntgen - alle an strahlungsbedingten Krankheiten.

Aber die Welt erkannte langsam die Gefahren unnötiger Röntgenstrahlen. Frauen wurden ihre Eierstöcke zur Behandlung von Depressionen bestrahlt. Strahlung wurde verwendet, um Wurm, Akne, Impotenz, Arthritis, Geschwüre und sogar Krebs zu behandeln. Beauty-Shops bestrahlten Kunden, um Gesichtsbehaarung zu entfernen. Wasser, Schokolade und Zahnpasta wurden mit Strahlung bestückt. Zwischen den 1920er und den 1950er Jahren hatten viele Schuhgeschäfte Fluoroskope - Foot-o-Scopes oder Pedoskope genannt -, die die Füße der Röntgenaufnahmen der Kunden zeigten, um zu zeigen, wie gut ihre Schuhe passen.

Während Röntgenstrahlen heute viel sicherer sind und fast nie für nichtmedizinische Zwecke verwendet werden, bergen unnötige medizinische Röntgenstrahlen immer noch ein gewisses Risiko. Eine Studie zeigte, dass weltweit 18.500 Krebserkrankungen das Ergebnis medizinischer Röntgenstrahlen sind, und in Amerika sind 0,5 Prozent der Krebstodesfälle auf Röntgenstrahlen zurückzuführen.

6 Der allererste Katheter

Während seiner Tätigkeit als Chirurg in der August-Siegesklinik entwickelte Werner Forssmann die Theorie, dass ein flexibler Schlauch (Katheter) in die Leiste oder den Arm, durch die Venen, die das Blut mit dem Herzen versorgen, und direkt in den Atrium des Herzens eingeführt werden kann. Forssmann glaubte, dass mit diesem Katheter das Herzvolumen und die Blutflussrate, der Druck und der Sauerstoffgehalt gemessen werden könnten. Im Notfall kann das Herz auch direkt ins Herz gespritzt werden.

Die meisten Experten glaubten, der Katheter würde sich unter dem Blutstoß und dem Herzschlag verheddern. Daher würden seine Vorgesetzten von August Victory die vom Anfängerarzt durchgeführten Experimente nicht genehmigen.

Unbeirrt überzeugte Forssmann einen Bewohner, eine Nadel in seinen linken Arm zu stecken. Dann schob Forssmann den Katheter in die Vena cephalica des Bewohners durch den Bizeps, an der Schulter vorbei und in das Herz hinein. Es dauerte insgesamt 60 Zentimeter (2 ft) Schlauch. Dann ging er zur Röntgenabteilung hinunter und machte ein Foto, um zu beweisen, dass der Katheter im Herzen des Bewohners war. Später führte er die Prozedur mehrmals an sich selbst durch.

Forssmanns Kollegen verspotteten diesen Vorgang leider nur als Zirkusstunt. Entmutigt ging Forssmann weiter und wurde Urologe. Er wusste nicht, dass sein Beitrag nach und nach für seine Bedeutung anerkannt wurde (2006 wurden allein in den USA 3,7 Millionen Herzkatheteruntersuchungen durchgeführt). Als er im Oktober 1956 einen Anruf erhielt, war er ziemlich verblüfft und informierte ihn darüber, dass er den Nobelpreis für Physiologie und Medizin gewonnen hatte. Er antwortete einfach: "Für was?"

5Hyperphonographie

Ein Nachteil der Röntgentechnologie ist, dass sie nur dichte anatomische Strukturen wie Knochen und Fremdkörper (z. B. Kugeln) abbildet. Ein weiterer Nachteil ist, dass Strahlung verwendet wird, die ein Baby im Mutterleib schädigen könnte. Die medizinische Welt brauchte einen sichereren Weg, um weniger dichte Strukturen im Körper abzubilden.

Die Antwort kam aus einer Tragödie: Der Untergang der Titanic im Jahr 1912. Um Eisberge besser erkennen zu können, patentierte Reginald Fessenden Geräte, die gerichtete Schallwellen ausstrahlten und ihre Reflexion vermessen, um entfernte Objekte zu erkennen. Sein Sonar war in der Lage, Eisberge aus ein paar Meilen Entfernung zu erkennen.

Der erste Weltkrieg brach zur gleichen Zeit aus, und deutsche U-Boote drohten mit der Alliierten Schifffahrt. Der Physiker Paul Langevin entwickelte ein Hydrophon, das Schallwellen zur Erkennung von U-Booten verwendete. Am 23. April 1916 wurde ein UC-3-U-Boot als erstes U-Boot durch ein Hydrophon entdeckt und versenkt. Nach dem Krieg wurde die Technologie zur Erkennung von Fehlern in Metallen eingesetzt.

In den späten 1930er Jahren glaubte der deutsche Psychiater und Neurologe Dr. Karl Dussik, dass der Schall das Gehirn und andere Teile des Körpers messen kann, die für Röntgenstrahlen nicht zugänglich sind. Dussik war der erste, der Sound diagnostisch anwendete. Leider wurde ein Großteil seiner Arbeit in Österreich aufgeführt - erst nach dem Krieg, als er seine Arbeit wiederholte und erweiterte, hörte die Welt von dem, was er "Hyperphonographie" nannte.

Ein Jahrzehnt später borgte der schottische Geburtshelfer Ian Donald ein industrielles Ultraschallgerät und testete es bei verschiedenen Tumoren. Bald benutzte Donald die Maschine, um Tumore zu erkennen und Föten zu überwachen.

4Der erste CAT-Scan

Fotokredit: EMI

Eine Einschränkung bei Röntgenbildern ist, dass alles zwischen der Röntgenröhre und dem Film auf dem Bild erscheint. Pathologien wie Tumore können durch Gewebe, Organe und Knochen, die darüber oder darunter liegen, verborgen werden.

In den 1920er und 1930er Jahren entwickelte sich die Tomographie. Dies machte eine Röntgenaufnahme auf einer bestimmten Ebene des Körpers und verwischte alles darüber und darunter. Dabei wurde die Röntgenröhre (und der Film) bewegt, während das Bild belichtet wurde. Es könnte sich über alle drei Ebenen des Körpers erstrecken: sagittal (von links nach rechts), koronal (von vorne nach hinten) und axial oder quer (Fuß zu Kopf).

Godfrey Hounsfield, Wissenschaftler bei EMI (Electric and Musical Industries), entwickelte 1967 einen axialen Tomographen. EMI war auch die Plattenfirma, die 200 Millionen Beatles-Platten verkaufte. Mit ihren Fab-Four-Fonds finanzierte EMI Hounsfield für die vier Jahre, die er für die Entwicklung eines Prototyps benötigte.

Sein Scanner verwendete Sensoren anstelle von Film, und der Patient wurde in einem vorgeschriebenen Tempo durch die sich bewegenden Schläuche und Sensoren geschoben. Ein Computer rekonstruierte dann die Anatomie. Hounsfields Erfindung wurde daher als rechnerischer axialer Tomograph oder CAT-Scan (jetzt einfach CT-Scan) bezeichnet.

Am 1. Oktober 1971 setzte Hounsfield seine Erfindung zum ersten Mal ein. Wie er hier sah, fand er den Gehirntumor einer Frau. Das Oval auf der linken Seite des Films (ihr rechter Vorderlappen) ist der Tumor. Später, nachdem der Chirurg den Tumor entfernt hatte, bemerkte er, dass er "genau so aussah wie das Bild".

3Der erste MRI-Scan

Bildnachweis: FONAR

Bei einer Magnetresonanztomographie (MRI) erzeugt das Gerät ein statisches Magnetfeld, das alle Protonen des Patienten in dieselbe Richtung ausrichtet. Kurze Ausbrüche von Funkwellen führen dann zu einer falschen Ausrichtung der Protonen. Sobald die Funkwellen abgeschaltet sind, misst ein Computer die Zeit, die die Protonen für die Neuausrichtung benötigen. Der Computer verwendet dann diese Messungen, um das Körperbild des Patienten zu rekonstruieren.

Während CT- und MRI-Maschinen ähnlich aussehen, sind sie sehr unterschiedlich. CT-Scans verwenden potenziell gefährliche Strahlung, während dies bei MRI nicht der Fall ist. Eine MRI kann auch Weichgewebe, Organe und Knochen besser als CT darstellen. Es wird insbesondere verwendet, wenn der Arzt das Rückenmark, die Sehnen und die Bänder sehen möchte. Auf der anderen Seite ist die CT besser für Schäden an Knochen, Organen und Wirbelsäule zu sehen.

Der Arzt Raymond Damadian hat 1969 erstmals einen Ganzkörper-MRI-Scanner entwickelt. Er testete seine Theorien und veröffentlichte einen Artikel in Wissenschaftsmagazin Im März 1971. Im September dieses Jahres hatte Paul Lauterbur, ein Chemiker an der State University von New York, eine Epiphanie über dasselbe und kaufte sogar ein Notizbuch, um seine "Erfindung" zu dokumentieren. Lauterbur gab später zu, dass er zugesehen hatte Ein Doktorand reproduziert Damadians Experiment, glaubte aber nicht, dass es funktionieren würde.

Im März 1972 reichte Damadian ein Patent für seine Idee ein. Im selben Monat produzierte der Scanner von Lauterbur ein Bild von Reagenzgläsern. Ein Jahr später veröffentlichte Lauterbur seine Ergebnisse und sein Image in Natur. Er bezog sich nicht auf Damadians kritische Beiträge. 1974 wurde Damadians Patent angenommen.

Am 3. Juli 1977 machten Damadian und sein Team den ersten Scan eines Menschen. Keiner seiner Angestellten wollte in die Maschine klettern, also tat Damadian es selbst. Wenn es nicht funktionierte, spekulierten sie, dass der Arzt zu groß war. Einer seiner Studenten, Larry Minkoff, war dünner und kletterte hinein. Das Bild oben zeigt Minkoffs Brust.

Es kam zu einem Streit zwischen Lauterbur und Damadian, der die MRI erfunden hatte. Trotz der Tatsache, dass Damadian das Patent hielt, 1988 in die National Inventors Hall of Fame aufgenommen wurde und von Ronald Reagan als Erfinder anerkannt wurde, ging der Nobelpreis 2003 an Lauterbur. Obwohl das Nobelkomitee in der Lage war, bis zu drei Empfänger des Preises zu benennen, wurde Damadian bescheuert. Seine Anhänger behaupten, er sei ignoriert worden, weil er ein ausgesprochener Christ und Verfechter des Kreationismus war, der von der Wissenschaft missbilligt wurde.

2Laparoskopische Chirurgie

Chirurgen entfernen seit Jahrhunderten Dinge aus dem Bauch der Menschen, aber der gesamte Bauch musste immer geöffnet werden. Dies machte den Patienten anfällig für Infektionen und erforderte lange Erholungszeiten. 1901 führte ein russischer Frauenarzt eine Laparoskopie-Operation ein, die nicht durch eine große Öffnung, sondern durch einen oder mehrere kleine Schlitze oder Löcher durchgeführt wurde. Dies wurde als "Schlüsselloch" oder "Bandhilfe" bezeichnet.

Laparoskope erlaubten dem Chirurgen, mit einem Gerät, das einem kleinen Teleskop ähnelte, mit einem Auge direkt in den Bauch oder die Brust zu schauen. Anstatt ihre Hände zu benutzen, benutzten sie Scheren, Zangen, Klammern und andere Werkzeuge an langen Stangen, die durch benachbarte Löcher im Bauchraum eingeführt wurden.

Leider bedeutete dies, dass der Chirurg seinen Körper verzerren musste, um das Laparoskop betrachten zu können. Ein Chirurg erinnerte sich, dass er sich auf den Oberschenkel des Patienten legen musste, um seine Gallenblase zu entfernen. Nach 2,5 Stunden war er körperlich erschöpft. Aus diesem Grund sah die Laparoskopie nur eine begrenzte Verwendung.

In den späten 70er Jahren brachte Dr. Camran Nezhat, ein Geburtshelfer und Gynäkologe, Videogeräte an Laparoskope an und bediente einen Fernsehmonitor. Die Ausrüstung war anfangs groß und sperrig, aber Nezhat befürwortete eine Technologie, die die Ausrüstung rationalisierte und die Bilder vergrößerte. Dadurch konnte jeder im Operationssaal beobachten, was der Chirurg gerade tat. Wie Nezhat es ausdrückte, ging die Operation von einer "Ein-Mann-Band" zu einem "Orchester" über. Nezhats frühe Videos sind nicht verfügbar, aber das obige Video zeigt eine laparskopische Entfernung einer Gallenblase durch einen anderen Chirurgen.

Nezhat glaubte, dass die meisten chirurgischen Eingriffe laparoskopisch durchgeführt werden könnten und nicht mit großen Ausweichlöchern im Körper des Patienten. Viele andere konnten nicht glauben, dass komplizierte Operationen auf diese Weise durchgeführt werden könnten und den Behauptungen von Nezhat feindlich gesinnt waren. Seine Prozeduren wurden als "bizarr" und "barbarisch" bezeichnet. Wenn andere die Laparoskopie umarmten, wurden auch sie lächerlich gemacht. Aber bis 2004, wenn die New England Journal of Medicine Als empfohlene Laparoskopie hatte Nezhat offiziell eine Revolution in der Chirurgie eingeläutet.

13-D- und 4-D-Ultraschall

30 Jahre lang war der Ultraschall auf zwei Dimensionen beschränkt, in denen die Geräte einen Ton aussenden und dann das Echo messen sollten. Millionen Eltern haben versucht, aus diesen Schwarzweißbildern herauszufinden, wie ihr Baby aussieht. Dies liegt daran, dass 2D-Scans direkt durch die Haut des Babys laufen und stattdessen ihre inneren Organe visualisieren.

Seit den 70er Jahren hatten die Ermittler 3-D-Ultraschall für Babys entwickelt.Dadurch werden die Geräusche in verschiedene Richtungen und Winkel gesendet, die Gesichtsmerkmale und die Haut des Babys erfasst und die Echos auf ähnliche Weise wie CT-Scanner rekonstruiert. Im Jahr 1984 erhielt Kazunori Baba am Tokio-Institut für Medizinische Elektronik als erster 3D-Bilder eines Säuglings im Mutterleib. Die Qualität des Bildes und die Zeit, die es zur Rekonstruktion des Bildes benötigte (10 Minuten), machten es jedoch diagnostisch ungeeignet.

1987 patentierten Olaf Von Ramm und Stephen Smith den ersten schnellen 3D-Ultraschall, der die Qualität erhöhte und die Bearbeitungszeit verkürzte. Seitdem gab es eine Explosion im Ultraschallbereich, insbesondere durch die Hinzufügung von 4-D-Versionen, bei denen die Eltern sehen können, wie sich ihr Baby bewegt. Es gibt sogar Boutiquen, die 3-D- und 4-D-Video-Andenken anbieten - für einen saftigen Preis natürlich. Zwar gibt es keine dokumentierten negativen Auswirkungen dieser Ultraschalluntersuchungen, aber es herrscht eine Debatte darüber, ob ein Diagnoseinstrument so erholsam eingesetzt werden sollte.