文摘
简介:神经放射学的开始可以追溯到1900年代初使用头骨射线照片。脑室造影术和介绍了气脑造影术在1918年和1919年,分别和颈动脉血管摄影,1927年。技术进步是在这些过程在接下来的40年,导致改善颅内病变的诊断。然而,他们仍然是侵入性程序通常是不舒服,与重要的发病率有关。CT在1971年彻底改变了神经放射学的引入。脑室造影术和气脑造影术被淘汰。成像革命继续先生成像的出现在1980年代早期。无创性血管造影技术限制的使用传统血管造影术和生理成像给了我们一个窗口进入大脑的功能。在这一历史回顾,我们将跟踪的起源和演化导致更快的进步,微创诊断和导致更快速治疗和改善结果。
缩写:
- 注册会计师
- 小脑桥脑角
- 电火花强化
- 硬膜外血肿
- LP
- 腰椎穿刺
- 核磁共振
- 核磁共振
- SDH
- 硬脑膜下血肿
努力与头骨射线照片图像中枢神经系统开始后不久伦琴发现x射线。1- - - - - -3在20世纪早期,大脑的对比研究,通过使用空气对比,开发引进脑室造影术和气脑造影术。4,5此后不久,脑血管造影术。近50年之后,下一个伟大的进步在成像通过引入随后CT和MR成像。6,7这些发现拥有先进的神经放射学领域和改善病人的生活更容易,更快速的诊断和治疗。
开始:头骨射线照片
在第一个十年伦琴发现x射线后,几个出版物描述了使用头骨片诊断脑部肿瘤和其他中枢神经系统异常。1- - - - - -3在1912年,Roentgen-diagnostik der Erkrankungen科夫(放射学的疾病),亚瑟舒乐问8发表在1918年奥地利和后翻译成英文。这被认为是颅骨x线摄影最重要的贡献之一,是第一个全面研究颅内疾病的x射线。3,9,10为此,舒乐问被认为是神经放射学之父,是谁创造了这个词“神经”。3,11他的贡献包括描述位移的松果腺钙化物质质量,正常和病理颅内钙化,内部和extrasellar肿瘤的鉴别诊断,发现颅内压增加,骨质疏松症circumscripta。3其他贡献者神经放射学在其初期阶段描述扩大内部听觉运河的前庭神经鞘瘤颅内天然气的分布,介绍了创伤、手术、或感染。3头骨射线照片也被用于诊断骨折和异物。9
获得一个头骨x光照片花了分钟,x光照片产生与一个缓慢响应的照相乳剂玻璃板。病人需要固定而接受x射线的过程。另外没有办法角x光管或消除散射辐射。3Walter e .花花公子,神经外科医生与他的同事乔治·j·豪雅,发表评论的1916年在100例脑部肿瘤的影像学发现异常在45%的病人的x射线。12近60年后,尽管技术进步和影像学技术,牛报道特定和非特异性发现头骨射线照片上只有50%的患者颅内肿瘤。13
Air-Contrast研究:脑室造影术和气脑造影术
局限性头骨射线照片后被指出即使在早年发现x射线。舒乐问8意识到困难通过头骨放射学诊断软组织变化,而另一些人则指出,头骨片是最有用的在肿瘤钙化或骨破坏。3,14即使在情况下,异常被认为在胸部的头骨,他们主要在晚期疾病(图1)。4花花公子认为脑室可以想像如果他们充满介质上产生一个阴影射线照片,心室的大小或形状的变化由颅内病变将允许颅内病变的早期诊断。4在狗实验,花花公子各种造影剂注入的心室当时用于肾盂摄影;所有这些特工是致命的。4注意如何空气正常和病理腹部结构概述和副鼻窦和乳突炎症和肿瘤过程取代了通常风冷结构,他试图概述心室与空气。41918年,他说他的结果通过使用空气在20儿科患者脑室造影术。这种技术需要通过公开囟门心室穿刺或通过一个小15如果囟门关闭,删除CSF,注射等量的空气。4据说脑室造影术诊断肿瘤率提高了33%。10
侧颅骨x光照片中获得一个36岁的女人出现左侧头痛、视野缺损,轻偏瘫显示显著增大和毁灭的鞍和蝶窦(箭头)。随后的手术显示垂体腺瘤。
一年后,花花公子发表的第一个描述气脑造影术及其使用诊断肿瘤和脑积水。他发现这有点意外地在执行脑室造影术,观察,在某些情况下空气逃脱了心室系统进入蛛网膜下腔。5意识到这可能帮助诊断疾病的直接或间接影响到蛛网膜下腔,他假定蛛网膜下腔可以通过直接注入空气通过可视化LP。类似于脑室造影术,CSF删除了LP,取而代之的是等量的空气。然而,由于担心并发症,特别是增加颅内压和突出,他赞成脑室造影术。5
大约在同一时间,不知道花花公子的工作,德国内科医生,阿道夫Bingel,顺便观察空气侧脑室的患者LP。15,16他也知道空气提供自然风冷器官的射线照片上对比。他最初的尸体后来实验证明空气的病人蛛网膜下腔和心室头骨射线照片后注入空气的LP。15,16Bingel也关心的安全程序和开发了一个工具,确保CSF排水的数量等于空气注入量,以保持硬膜内的压力恒定。16他还报道了空气的枕骨下的技术介绍。16
脑室造影术和气脑造影术的发展标志着对比的开始研究中枢神经系统的评估和允许的诊断颅内病变比头骨射线照片。这些技术最初是相对原油没有空气的操作能力。这些技术的广泛使用和接受没有迅速发生。9沉默的一部分在接受这些程序与侵袭性和潜在的严重的并发症。在1925年,一位同事的花花公子500年一系列的报道3例死亡患者脑室造影术是谁,而其他神经外科医生报告死亡率高达30%。3
发展脑血管造影术
部分是因不满脑室造影术气脑造影术和发展Lipiodol(碘化油;Aulnay-sous-Bois安德烈•格尔伯特,法国)脊髓造影术在1921年和1924年胆囊照相术,葡萄牙神经学家起飞Moniz寻求方法变为不透明的大脑或脑动脉不透射线的对比剂。3,17失败后直接在乳浊大脑,Moniz转移到动脉。他尝试在动物和人类的尸体在他首次尝试。最初他试图注入溴化锶颈动脉经皮但后来转向碘化钠注入颈动脉通过“削减”。他成功地可视化颅内ICA通过x射线在他的第九个病人,于1927年发布结果。3,18,19这些最初的病人有多种并发症包括发烧、吞咽困难,霍纳综合征,失语症,死亡1例病人因血栓形成。19Moniz后来描述说ICA狭窄和血栓形成和可视化的椎动脉通过锁骨下动脉注入。Moniz二氧化钍作为对比剂用于血管造影术和是第一序列图像,每秒1 6秒钟,由于发展radiocarousel放射学助理。9,10他还写过两本书在1930年代脑血管造影术。3,9脑血管造影术也只有慢慢接受由于其侵袭性,不适,和高速率的重要并发症(图2)。18
肿瘤成像气脑造影术和血管造影术。一个48岁的男子最近诊断为癫痫。一个额电影从pneumoencephalogram显示右颞角变形和位移(箭头),表明特异性的质量在前,基底,右颞叶外侧。B额观点从正确的ICA血管造影显示,右侧大脑中动脉分支的最小位移大脑侧裂(箭头)。发现了一个神经胶质瘤浸润在手术。一个45岁的男人面对左脸和身体的感觉变化。C、侧膜从pneumoencephalogram显示显著扩大脑桥(白色箭头),这几乎是在接触斜坡(黑色的箭头)。D、侧膜从椎底动脉的血管造影显示前位移斜坡(黑色的箭头)和后下位移后下小脑动脉(白色箭头)。发现是兼容脑干病变如胶质瘤、转移、血管畸形出血。发现了一个神经胶质瘤的手术。
放射学的进步,Pnuemoencephalography和脑血管造影术
最初的大部分工作在发展成神经放射学领域是由nonradiologists完成的。随着放射学家越来越参与不仅解释对中枢神经系统的研究,而且在执行过程中,取得更多的进步,放射科医生寻求改善诊断方法。这种变化发生在瑞典第一,放射学家埃里克Lysholm与工程师合作Georg Schonander发达头骨表,一个旋转x射线管,允许可再生的测角管和更精确的头骨比以前摄影。20.,21Lysholm是第一个提出使用标准至少4预测充分x射线头骨。20.,21此外,他开发了一种方法来更加全面评估心室系统比通常使用少量的空气。与他的头骨,射线照片获得与病人的头部在各个位置,允许注入空气移动整个心室。这项工作发表在3卷,Das Ventrikulogram,在1935年和1937年之间。20.,22- - - - - -24这些发展导致改善的中枢神经系统病变的诊断和定位精度和改进的手术结果。随后,来自世界各地的放射科医生去研究神经放射学在瑞典。20.
大约在同一时间神经研究所纽约科尼利厄斯戴克,第一个全职neuroradiologist在美国,和神经外科医生狮子座大卫杜夫改善气脑造影术的技术注入20毫升的空气在小分数的等量的CSF后,获得初步的x光照片来评估心室大小和注入额外的空气仅够获得一个令人满意的研究。Lysholm相似,他们把病人放在不同位置移动的空气整个心室。25,26通过他们的作品,他们能够减少发病率和不适,改善诊断信息获得这样的程序。这导致了更大的接受气脑造影术,减少脑室造影术的使用,和增量的正常和异常pneumoencephalograms知识。25,271937年,他们发表了他们的经典教材,正常的大脑摄影图。28
上一次重大进步对气脑造影术是在1960年代早期的发展“翻腾”椅子旋转360°,允许更多的空气流动与心室的完整填写。发明家的椅子包括Kurt Amplatz和胡安·m·Taveras与d·戈登Potts合作。9,29日,30.
偶尔,积极进行对比脑室造影术或脑池造影术的造影剂包括Lipiodol、二氧化钍和iophendylate (图3)。31日这些代理非常恼火,除了二氧化钍致癌和iophendylate造成严重的蛛网膜炎。31日,32因此,空气仍然选择的对比剂。积极与脑室造影术是通常只有在空中进行脑室造影照片没有透露或尚未划定病变。正面对比脑池造影术是留给后颅窝病变,特别是注册会计师的水池。31日,32介绍了有机水溶性离子造影剂,在1950年代末不适合鞘内或脑室注射由于严重的副作用有关他们的过度紧张。33,34
进化内部听觉运河CPA水箱的成像质量。一个额视图从iophendylate cisternogram显示一个圆形充盈缺损(黑色箭头在左边的IAC) (白色箭头)。可以看到远端椎动脉和基底动脉相比之下(概述黑色的箭头)。B,air-CT cisternogram获得病人的卧位位置注射后5毫升的空气通过LP显示大量正确的IAC扩展到注册会计师水箱(箭头)。
虽然air-contrast心室的研究是从花花公子的天,他们仍然保持耐心和不舒服的过程,在许多情况下,neuroradiologist。35,36在最好的情况下,他们主要显示颅内病变产生的质量效应。有重大的发病率患者经常出现头痛、恶心、呕吐期间和术后6小时。其它并发症包括瞬态脑膜刺激;血压变化,特别明显升高;颅内出血;和大脑形成疝。死亡率约为0.25%。37
近十年在经皮颈动脉血管造影术Moniz失败后,这项技术被朱利叶斯·鲁曼和亚伯拉罕Myerson成功地描述。14,38各种技术开发为椎动脉造影时,大多数由削减或经皮穿刺臂,锁骨下或椎动脉。391953年,斯文上所述导管更换针经皮血管造影术,尽管这种技术并不经常用于脑血管造影术对另一个十年。9,40,41除了少数例外,脑血管造影术在这个时候主要是由神经外科医生和神经科医师。在1960年代早期,更多的神经放射开始执行和报告他们的经验通过直接穿刺脑血管造影术的常见的颈动脉,椎,或肱动脉,对比直接通过注射针或放置导管穿过针。39,42大脑血管的完整评价涉及多个小孔,经常与病人在全身麻醉下进行多天。43尽管上技术的发展和施行的描述的椎动脉导管插入术林德格列在1954年施行脑血管造影术没有获得接受,直到1960年代中期。每一个挪威的阿蒙森44是这种技术的主要支持者之一,与汉斯·牛顿和库尔特Amplatz提倡在美国。20.,42,45这终于允许所有额外的可视化,并通过一个股颅内脑动脉穿刺。42
需要快速连续成像在脑血管造影术帮助刺激电影兑换商的发展在1940年代和1950年代,允许多个电影获得每秒。9,41权力被注入注射器允许对比的发展作为一个快速丸。44电影减法技术介绍了1960年代初,允许删除不必要的阴影,如头骨,只留下船的细节。46放大技术,介绍了在1960年代,允许小型船舶细微变化的可视化。47早期的导管为脑血管造影术是很粗鲁。早期的商业“脑”导管,而不透明,是大(7或8 f),硬,不易形成,往往失去了曲线血管内。小导管可用但射线可透过的,转矩控制有限。42大多数angiographers塑造自己的导管。42
安全有效的血管内造影剂的发展也先进脑血管造影术的开发和使用。Moniz第一使用的碘化钠对比脑造影造成明显的不适,经常产生癫痫发作和其他神经系统症状。使用二氧化钍从1930年代到1950年代,但废弃的时候发现致癌。9,48有机碘化合物最初是在1940年代早期引进的,但是被激怒时注射而不是非常不透明。9在1950年代末,diatrizoate有机水溶性离子造影剂,。这是一个显著改善脑血管造影术和几乎取代了其他造影剂在美国。9low-osmolar的引入非离子造影剂在1970年代导致较少的系统性副作用和过敏反应的不适。49,50
在1950年代和1960年代随着脑血管造影术的进化,新信息被添加到医学文献上血管神经解剖学,动力学和病理。22,44脑血管造影术被用来研究各种脑病理,包括血管畸形、肿瘤、创伤后病变。病变的存在往往是被它的质量影响脑动脉和静脉,与病变的位置和轮廓的变化特征在特定的位置。一些肿瘤可能是被他们的血管动脉造影术的模式在不同的阶段,如恶性胶质瘤和脑膜瘤,可能一些缺血性病变。51- - - - - -53脑血管造影术有先进的日子留下明显疤痕的脖子,它可以作为一种门诊和相对容易重复。然而,脑血管造影术是一个漫长的过程,因为多个视图通常是每个船和每个所需注入所需处理的一系列电影在暗室后续评估之后再继续。34你可以想象这样一个漫长的过程可以敏锐地生病或受伤的病人很难容忍(图4)。
CT和MR成像之前,血管造影是诊断extra-axial血肿患者急性脑外伤。一个,额叶的观点从一个对ICA血管造影显示位移对大脑中动脉分支从头骨的内部表(黑色的箭头兼容SDH)由一个新月形的集合。还有一个distal-type中线移位和大脑前动脉流离失所跨中线(白色箭头)。B前位移、侧血管造影图像显示远端上矢状窦、窦汇(箭头),兼容剥离的硬脑膜的头骨由于电火花强化内部表。
横截面成像的发展:CT和MR成像
1961年,沮丧的侵袭性、发病率和间接成像的大脑与气脑造影术和血管造影术,美国神经学家威廉·Oldendorf描述和由家用产品原型发送一束x射线通过头部和重建其形象。48,54他获得了他的想法,但不能获得专利申请资助的进一步发展。x光设备制造商之一说,“即使它按照你的建议是可行的,我们无法想象一个巨大的市场如此昂贵的仪器将什么都不做但射线截面的头。”55在1963年和1964年发表的文章中,描述了数学物理学家艾伦·科尔马克打进一球的层析重建算法Oldendorf没有知识的设备。56,57近十年后,也独立,计算机工程师戈弗雷Hounsfield在EMI实验室工作在英国开始着手重建技术的内部结构体的x射线透射测量导致他的“投影”技术的发展。6,58最终获得了诺贝尔医学奖Hounsfield和科尔马克打进1979年的工作,很多人认为Oldendorf应该分享这个奖。48第一个CT扫描仪安装于1973年在美国。EMI最初估计全世界只需要25 CT扫描仪!59
这是一个巨大的进步在神经放射学,允许直接可视化是非侵入性大脑的内部结构。心室,灰质、白质和头骨可以划定。甚至最早的CT扫描能够描述急性出血和钙化等领域增加衰减的水肿、坏死和囊性损伤的区域减少衰减。使用碘化对比材料、动脉、静脉,脑膜,异常多血管可以可视化。45最初通过空气和后来iso-osmolar非离子造影剂,如metrizamide、CT脑池造影术诊断病变可以表现在蛛网膜下腔。60,61年结果最初显示的数字打印输出Hounsfield价值观,阴极射线显示从磁带的加工信息,或者一个宝丽来(明尼苏达州明尼托卡宝丽来公司)阴极射线的照片显示。48以今天的标准来看,图像将是不可接受的截面厚度8日至13日与3×3毫米毫米像素,而每节4分钟的扫描时间1.5分钟重建时间似乎没完没了。58
而neuroradiologic考试在pre-CT时代,然而,即使最早的CT扫描提供了节省时间,金钱,和危险的病人。13诊断与治疗可以使它更快和更少的创性制定。例如,CT之前,本地化的SDH的最好方法是颈动脉血管造影术,死亡率可对患者创伤后SDH在60%和80%之间。62年2011年的一项研究对死亡率与创伤有关SDH表示的死亡率在10%和20%之间。63年而显然死亡率的下降不能归咎于改进单独成像,它肯定扮演了一个角色。在几年内的CT的引入,气脑造影术是灭绝和血管摄影的使用降低了。35,45
底层基础先生成像,核磁共振,建于1946年,最初用于分析化学。64年,65年第一项研究核磁共振信号强度的一种有生命的动物于1968年出版。66年三年后雷蒙德Damadian证明小鼠的肿瘤在T1和T2弛豫时间与正常组织不同。67年1973年,Paul Lauterbur出版他的作品创造运用核磁共振图像投影数据。7两年后,选择性激励方法的使用空间定位数据。68年第一个图片的人类生活,组成的一个手指和胸部,出版于1977年,脑成像研究开始于1980年出版。69年- - - - - -71年第一个商业成像扫描仪先生在1980年推出的时候,第一个超导磁体在1981年被投入临床使用。9,48这种技术称为核磁共振成像情形一直延续到1980年代初先生改变成像时减轻公众担忧这个词“核”。72年主要成像设备制造商进入1980年代中期,引入1.5吨磁铁。9,48钆造影剂是最早提出在1980年代早期,1988年FDA批准钆螯合物。73年
尽管最早的大脑图像的空间分辨率是穷人,对比分辨率优于CT。45成像可以表现在多个飞机不同脉冲序列,利用不同类型的组织对比。48允许使用钆造影剂检测小病变,如前庭神经鞘瘤和垂体发生机率,不可见的CT或41先生成像检查。73年成像技术已经成熟,它已经取代了CT成像的主要技术在大多数情况下大脑,因为它更清楚地描述了正常和异常结构,通常允许特定的组织学诊断。CT主要是用于紧急设置快速成像敏锐地生病或受伤的病人,病人出血或钙化/僵化的病变是谁怀疑,先生和禁忌症患者成像。45
CT和MR成像技术的进步
CT和MR成像技术继续发展在过去的20年。计算机技术的进步导致改善空间分辨率和速度在CT成像。此外,经由CT扫描仪在1990年代后期的发展导致了新的CT的应用程序的发展。74年亚毫米截面厚度和3 d成像接近各向同性体素已成为现实。扫描时间明显减少了,允许动态扫描。在神经放射学,这些进步在CTA的发展和应用CT灌注。75年,76年1990年代引进更多的快速成像技术,如快速旋转回声先生和gradient-echo序列。空间分辨率提高和3 d成像成像成为可能。48MRA、天赋、醉酒驾车,DTI,光谱学,功能磁共振成像、灌注成像都介绍了先生。77年- - - - - -82年最近,3 t扫描仪已经引入日常临床工作。83年灌注成像,醉酒驾车,DTI、光谱学先生和功能磁共振成像技术,脑成像已成为不仅形态,生理。这些技术带来了巨大的变化,患者的诊断和随后的治疗各种脑损伤与脑室造影术的日子相比,气脑造影术,血管造影术。
结论
没有回顾历史,特别是对于那些训练有素的横断面影像的时代,很难欣赏影响神经影像学的进步对病人护理。看着总值变化到头骨射线照片一般先进的疾病,造成痛苦的侵入性测试,这在大多数情况下,间接成像大脑病变,横断面影像,这不仅显示解剖学和病理学在精致的细节,但也给生理信息。不可能知道(但激动人心的考虑)在神经放射学进展将在接下来的100年。希望进步将继续导致微创,安全,更快、更早和更具体的诊断技术,导致与持续的积极影响患者诊断和治疗的结果。
表明非订阅者开放获取www.ajnr.org
引用
- 1。↵
- 2。↵
- 3所示。↵
- 4所示。↵
- 5。↵
- 6。↵
- 7所示。↵
- 8。↵
- 9。↵
- 10。↵
- 11。↵
- 12。↵
- 13。↵
- 14。↵
- 15。↵
- 16。↵
- 17所示。↵
- 18岁。↵
- 19所示。↵
- 20.↵
- 21。↵
- 22。↵
- 23。↵
- 24。↵
- 25。↵
- 26岁。↵
- 27。↵
- 28。↵
- 29。↵
- 30.↵
- 31日。↵
- 32。↵
- 33。↵
- 34。↵
- 35。↵
- 36。↵
- 37岁。↵
- 38。↵
- 39岁。↵
- 40。↵
- 41岁。↵
- 42。↵
- 43。↵
- 44岁。↵
- 45岁。↵
- 46岁。↵
- 47岁。↵
- 48。↵
- 49。↵
- 50。↵
- 51。↵
- 52岁。↵
- 53岁。↵
- 54。↵
- 55。↵
- 56。↵
- 57。↵
- 58岁。↵
- 59。↵
- 60。↵
- 61年。↵
- 62年。↵
- 63年。↵
- 64年。↵
- 65年。↵
- 66年。↵
- 67年。↵
- 68年。↵
- 69年。↵
- 70年。↵
- 71年。↵
- 72年。↵
- 73年。↵
- 74年。↵
- 75年。↵
- 76年。↵
- 77年。↵
- 78年。↵
- 79年。↵
- 80年。↵
- 81年。↵
- 82年。↵
- 83年。↵
- ©2012年由美国神经放射学杂志》上
