ინსტრუმენტული კვლევის ისტორია
რენტგენოგრაფია
რენტგენოგრაფიის როგორც მეთოდის დაბადება გერმანელი მეცნიერის, მიუნხენის უნივერსიტეტის ფიზიკის კათედრის თანამშრომლის ვილჰელმ კონრად რენტგენის სახელს უკავშირდება. მან 1896 წლის იანვარში მეცნიერებისთვის მანამდე უცნობი სხივები აღმოაჩინა, რომლებიც რაღაც საშუალო იყო მანამდე ცნობილ გამა და ულტრაიისფერ ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას შორის. ახალაღმოჩენილი სხივები თავისუფლად აღწევდა გაუმჭვირვალე სხეულებში, ქაღალდში, ლითონში, ცოცხალ ქსოვილებში. მეცნიერმა X სხივები თვისებრივად შეისწავლა და აღმოჩენიდან რამდენიმე თვეში ჩაზნექილი კათოდისა და პლატინის ანოდისგან მათი მუდმივი წყარო შექმნა. ეს იყო მილი, რომელშიც ელექტრული დენის გატარებისას X სხივების ინტენსიური ნაკადი წარმოიქმნებოდა. რენტგენის მილის კონსტრუქცია იმდენად ზუსტი გახლდათ, რომ მას შემდეგ არაფერი შეუცვლიათ - თანამედროვე რენტგენის აპარატში ეს მოწყობილობა თითქმის ისეთივეა, როგორიც მისი წინაპარი. X სხივების მუდმივი წყაროს შექმნის შემდეგ მეცნიერმა შავით დაფარულ ფოტოფირზე X-დასხივების შედეგად საკუთარი მკლავის ძვლების მკაფიო გამოსახულება მიიღო, მოგვიანებით კი სხეულში ღრმად მდებარე ორგანოებს "გადაუღო სურათი". X სხივების აღმოჩენისა და აპარატის შექმნისთვის მეცნიერი 1901 წელს ნობელის პრემიით დააჯილდოეს. იგი მარია სკლოდოვსკაია-კიურისთან ერთად მედიცინის ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი დარგის - რენტგენორადიოლოგიის ფუძემდებლად არის აღიარებული.
ენდოსკოპია
პირველი ენდოსკოპიური გამოკვლევის ავტორად არაბი ექიმი აბდულ ყასიმია (936-1013) მიჩნეული. მისი კვლევის ობიექტი საშვილოსნო გახლდათ, რომლის გასანათებლადაც მინის რეფლექტორი გამოიყენა. რეფლექტორის საშუალებით სწორი ნაწლავის გამოკვლევის ტექნიკაზე თავად ჰიპოკრატეც საუბრობს. გასაკვირია, მაგრამ ჩვენი წელთაღრიცხვის 70 წელს განადგურებული ქალაქის პომპეის ნანგრევებში სამფრთიანი ვაგინალური სარკეა აღმოჩენილი. ენდოსკოპიური კვლევისთვის აუცილებელი პირველი ექსტრაკორპორალური სინათლის წყარო სამედიცინო მიზნებისთვის ფრანგმა ქირურგმა და გინეკოლოგმა არაუნდმა (1651-1723) შექმნა. ის ვერცხლით დაფარული ცილინდრი გახლდათ, რომელშიც ლინზების საშუალებით სანთლის სინათლე ერთ სხივად იკვრებოდა. ხოლო პირველი ენდოსკოპი, რომელიც 1827 წელს ჯონ ფიშერის მიერ არის კონსტრუირებული, მოღუნული მილისა და რეფლექტორის ერთობლიობას წარმოადგენდა. პირველი ენდოსკოპის მოდიფიკაციური ვარიანტის ავტორია იტალიელი ექიმი ბოზინი, რომელსაც ვენის სამედიცინო საზოგადოებამ "ზედმეტი ცნობისმოყვარეობისთვის" ადმინისტრაციული სასჯელი დააკისრა. ენდოსკოპიის მამად ბევრი ფრანგ ქირურგს ანტონინ ჟან დეზორმექს მიიჩნევს. მან 1853 წელს თავისივე შექმნილ ენდოსკოპში სინათლის წყაროდ გაზის ნათურა გამოიყენა, რომლის სინათლეც მოვერცხლილი სარკით აირეკლებოდა. ეს ბოზინის აპარატის მსგავსი მოწყობილობა გახლდათ. მე-19 საუკუნის მეორე ნახევარში ჯოზეფ ლეიტერმა პირველი გასტროსკოპი შექმნა - მანამდე არსებულ ენდოსკოპიურ მოწყობილობას რეზინის მილი დაურთო, რათა ღრუ ორგანოების კვლევისას მათი ამომფენი ლორწოვანი გარსი რაც შეიძლება ნაკლებად დაზიანებულიყო. მიუხედავად ამისა, იმ დროს გასტროსკოპიის ჩატარება დიდ რისკს შეიცავდა. იყო შემთხვევები, როცა დიაგნოსტიკური პროცედურის დროს პაციენტის სიცოცხლეს სერიოზული საფრთხე ემუქრებოდა, თუმცა ამას მეცნიერული ექსპერიმენტებისთვის ხელი არ შეუშლია. ედისონის მიერ ცნობილი ნათურის გამოგონებამ ენდოსკოპიის განვითარებას უდიდესი ბიძგი მისცა. ამის შემდგომ ენდოსკოპებით კვლევის ჩამტარებელ მეცნიერთა რაოდენობა უფრო და უფრო გაიზარდა. კვლევის დანერგვის პარალელურად საჭირო გახდა კვლევის შედეგთა დოკუმენტირება და 1858 წელს შრემარკმა საზოგადოებას საკუთარი საყლაპავის პირველი ენდოსკოპიური ფოტო წარუდგინა. ენდოსკოპი როგორც საკვლევი აპარატი საბოლოოდ მხოლოდ მე-20 საუკუნის მეორე ნახევარში ჩამოყალიბდა, როდესაც მანამდე არსებულ დანადგარს კომპიუტერული მოწყობილობაც დაემატა - მონიტორზე კვლევის შედეგად მიღებული გამოსახულება აისახებოდა, რაც როგორც კვლევის უსაფრთხო გაგრძელების, ისე მეტი სიზუსტით დიაგნოსტიკის საშუალებას იძლეოდა. დღეს ენდოსკოპია ადამიანის თითქმის ყველა ღრუ ორგანოს დაავადებათა დასადგენად გამოიყენება. ამის მიხედვით ცნობილია მისი შემდეგი სახეობები: ბრონქოსკოპია - ბრონქების, გასტროსკოპია - კუჭის, ჰისტეროსკოპია - საშვილოსნოს, კოლონოსკოპია - წვრილი ნაწლავის, კოლპოსკოპია - საშოს შესასვლელისა და საშვილოსნოს ყელის, ლაპაროსკოპია - მუცლის ღრუს, ოტოსკოპია - გარეთა სასმენი მილისა და დაფის აპკის, რექტომანოსკოპია - სწორი ნაწლავისა და სიგმოიდური კოლინჯის დისტალური ნაწილის, ურეთროსკოპია - შარდსადენის, ქოლანგიოსკოპია - სანაღვლე სადინარების, ცისტოსკოპია - შარდის ბუშტის, ეზოფაგოგასტროდუოდენოსკოპია - საყლაპავის, კუჭის ღრუსა და თორმეტგოჯა ნაწლავის, თორაკოსკოპია - გულმკერდის ღრუს, კარდიოსკოპია - გულის ღრუს (საკნების), ანგიოსკოპია - სისხლძარღვების, ართროსკოპია - სახსრების, ვენტრიკულოსკოპია - ტვინის პარკუჭების დათვალიერება.
ულტრაბგერითი გამოკვლევა
მეოცე საუკუნის 60-იანი წლებიდან ულტრაბგერითი გამოკვლევა დიაგნოსტიკური მედიცინის მნიშვნელოვან მეთოდად ჩამოყალიბდა. მისი უპირატესობანი 1930-1940 წლებში აღმოაჩინეს. ამერიკელმა ძმებმა თეოდორ და ფრიდრიხ დუსიკებმა პირველებმა სცადეს ულტრაბგერით დაავადების დიაგნოსტიკა. მათ ტვინის სიმსივნის დაზუსტება სურდათ. კვლევის შედეგს "ჰიპერფონოგრამა" უწოდეს, მაგრამ დიაგნოზის დაზუსტება ვერ შეძლეს, რადგან იმ პერიოდში ჯერ კიდევ არ იყო ცნობილი, რომ ულტრაბგერას თავის ქალას ძვლოვან კოლოფში გაღწევის უნარი არ გააჩნდა - ეს მხოლოდ ახალშობილებშია შესაძლებელი, რომელთაც ყიფლიბანდი ჯერ კიდევ გაუძვალებელი აქვთ. მანამდე ულტრაბგერას მხოლოდ სამხედრო მიზნებისთვის იყენებდნენ, რადგან მას წყალქვეშ ადვილად გავრცელების უნარი ჰქონდა. მისი პირველი გამოყენება სწორედ ცნობილი "ტიტანიკის" ძიებას უკავშირდება. მოგვიანებით, ტექნოლოგიურ პროცესთა დახვეწის პარალელურად, ულტრაბგერითი აპარატი ტლანქი და უზარმაზარი მანქანიდან მეტად მოხერხებულ, კომპაქტურ და საკმაოდ რთული აგებულების მოწყობილობად იქცა, რაც ფიზიკის, ფიზიოლოგიის, მედიცინის, ტექნიკის ერთობლივი ძალისხმევის შედეგი გახლდათ. ულტრაბგერითი მეთოდი ეფუძნება მაღალი სიხშირის ბგერის თვისებას, განსხვავებულ დროში გააღწიოს ორგანიზმის სხვადასხვა ქსოვილში და ეკრანზე განსხვავებულადვე აისახოს. სწორედ ამ გამოსახულებას იჭერენ აპარატის გადამცემი მოწყობილობები, რომლებიც მიღებულ სიგნალს ამუშავებენ და შემდეგ გადასცემენ ეკრანს. ულტრაბგერის აპარატში ყველაზე მნიშვნელოვანი სწორედ გადამცემები და მათი ზუსტი მუშაობაა.
კომპიუტერული ტომოგრაფია
კომპიუტერული კვლევისთვის აუცილებელი პირველი მათემატიკური ალგორითმები 1917 წელს ავსტრიელმა მათემატიკოსმა რადონმა დაამუშავა. მათ ფიზიკურ საფუძველს წარმოადგენდა გამოსხივების ძალის შემცირების კანონი იმ ქსოვილთათვის, რომელთაც ამ გამოსხივების შთანთქმა შეეძლოთ. ეს ალგორითმი ყველაზე ზუსტად რენტგენული გამოსხივების დიაპაზონს შეესაბამებოდა, ამიტომ პირველად ისინი სწორედ რენტგენული კომპიუტერული ტომოგრაფიისთვის გამოიყენეს. 1969 წელს მსოფლიომ ამერიკელი ფიზიკოსის ა. კორმაკისა და ინგლისელი ინჟინერ-ფიზიკოსის გ.ჰაუნსფილდის მიერ შექმნილი აპარატი იხილა, ეს ემი-სკანერი (EMI-scanner) გახლდათ - პირველი კომპიუტერული რენტგენული ტომოგრაფი, რომლის კლინიკური გამოცდაც 1972 წელს შედგა. 1979 წელს კორმაკი და ჰაუნსფილდი კომპიუტერული ტომოგრაფიის დამუშავებისთვის ფიზიოლოგიისა და მედიცინის დარგში ნობელის პრემიის ლაურეატები გახდნენ. ამის შემდგომ კვლევის ეს მეთოდი კიდევ უფრო დიდი ნაბიჯებით განვითარდა და 2003 წელს პოლ ლოტერბურგსა და პიტერ მენსფილდს ნობელის პრემია უკვე მაგნიტურ-რეზონანსული ტომოგრაფიის მეთოდის შექმნისთვის მიენიჭათ. ამჟამად კომპიუტერული ტომოგრაფიის 4 თაობის აპარატებია ცნობილი:
I თაობა - შეიქმნა 1973 წელს. ეს იყო დეტექტორზე მიერთებული ერთი მილი, რომელიც ნაბიჯ-ნაბიჯ ახდენდა ქსოვილთა შრეების სკანირებას, ამასთანავე, ერთი შრის გამოსახულების მიღებას დაახლოებით 4 წუთს ანდომებდა.
II თაობა - მარაოს პრინციპზე აგებული აპარატებია, რომლებშიც რენტგენული მილი წრიულად მოძრაობს და მის პირდაპირ რამდენიმე დეტექტორია დამაგრებული. გამოსახულების დამუშავების დრო თითოეული შრისთვის 20 წამია.
III თაობა - ეს უკვე სპირალური კომპიუტერული ტომოგრაფებია, სადაც მილი და დეტექტორები სინქრონულად მოძრაობენ საათის ისრის მიმართულებით, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს გამოკვლევის ხანგრძლივობა. გაზრდილია დეტექტორთაAრაოდენობა. მნიშვნელოვნად არის შემცირებული გამოსახულების დამუშავების დრო.
IV თაობა - ამ ტიპის ტომოგრაფებს 1088 ლუმინესცენტური გადამცემი აქვთ. ტრიალებს მხოლოდ რენტგენის მილი. თითოეული შრის დათვალიერების დრო 0,7 წამამდეა შემცირებული, თუმცა გამოსახულების ხარისხის მიხედვით მეოთხე და მესამე თაობის ტომოგრაფებს შორის განსხვავება არ არის.
დღეს კომპიუტერული ტომოგრაფია დიაგნოსტიკური კვლევის ყველაზე ზუსტ მეთოდად მიიჩნევა, რომლის შედეგად მიღებული სამგანზომილებიანი გამოსახულება იმდენად ზუსტია, რომ ადამიანის ორგანიზმში ყველაზე ადრეულ სტადიაში მყოფი უმნიშვნელო პათოლოგიური ცვლილების აღმოჩენის საშუალებასაც კი იძლევა.