Erster Blick auf Ihr Baby: Die faszinierende Geschichte des "Sonogramms"

Erster Blick auf Ihr Baby: Die faszinierende Geschichte des "Sonogramms"

Wenn Sie Kinder haben, besteht eine gute Chance, dass Sie sie zum ersten Mal mit einem „Sonogramm“ -Bild vor ihrer Geburt gesehen haben. Die körnigen Bilder sind so häufig, dass sie für Eltern auf der ganzen Welt zum Durchgang geworden sind. Hier ist die Geschichte, wie sie entstanden sind.

SHIP SHAPE

Im Sommer 1955 wurde Dr. Ian Donald, Professor für Hebammen an der University of Glasgow in Schottland, zu einer Tournee durch Babcock & Wilcox eingeladen, eine Firma, die Dampfkessel für die Schiffbauindustrie der Stadt herstellte. Dies ist nicht die Art von Tour, die normalerweise einen Arzt interessiert, der sich auf die Geburt von Kindern spezialisiert hat, aber Donald wollte die „Industriemangel-Detektoren“ des Unternehmens sehen - Geräte, die auf Risse in den Schweißnähten der Stahlkessel hin untersucht wurden.

Industrielle Fehlerdetektoren waren eine Friedenserweiterung der Sonartechnologie, die im Zweiten Weltkrieg zur Erkennung feindlicher U-Boote eingesetzt wurde. Mit Sonar ausgerüstete Kriegsschiffe schickten Schallenergie in Form von „Pings“ durch das Wasser. Wenn ein U-Boot unter den Wellen lauerte, würden die Pings die harte Oberfläche des U-Boots treffen und als Echos zum Kriegsschiff zurückspringen. Eine Analyse der Echos würde (hoffentlich) den Standort des U-Bootes offenbaren, so dass es angegriffen und gesenkt werden könnte.

Die von B & W verwendeten industriellen Fehlerdetektoren arbeiteten auf ähnliche Weise, indem sie Ultraschallwellen von den Schweißnähten in Stahl abprallten. Die sich ergebenden Echos wurden analysiert, um festzustellen, ob in den Schweißnähten Fehler sichtbar waren.

LUMPING IT

Dr. Donald fragte sich, ob die Technologie auch verwendet werden könnte, um Dinge zu sehen, die im menschlichen Körper verborgen sind. Die Vorführung auf der Tour war vielversprechend, so dass Donald eine zweite Einladung an den Kesselmacher erhielt. Diesmal brachte er eine Auswahl von Zysten, Tumoren und anderen medizinischen Proben zur Analyse mit; B & W gab ihm ein Stück Steak, das er als Kontrollprobe von gesundem Gewebe verwenden konnte, das keine Tumore oder Zysten enthielt. Die Ergebnisse waren "über meine wildesten Erwartungen hinaus", erinnerte sich Donald 20 Jahre später. "Ich habe in den kommenden Jahren unbegrenzte Möglichkeiten gesehen."

MAD MAN

Donald konnte die Möglichkeiten sehen, aber seine Kollegen nicht. Sie hatten ihm vor langer Zeit den Spitznamen "Mad Donald" für seine Faszination für Gadgets und seine Versuche gegeben, sie in die Medizin zu integrieren. Obwohl er einige Erfolge erzielt hatte, unter anderem ein Gerät, mit dessen Hilfe Neugeborene beim ersten Atemzug geholfen werden konnten, hat die Idee, Tumore und Zysten zu einem Werftkesselmacher einer Werft zu bringen, ausnahmslos seinem beruflichen Ruf nicht geholfen.

Donald war nicht die einzige Person, die sich für Ultraschall interessierte: Forscher in Europa, Japan und den USA experimentierten auch damit, und ihre Forschung begann in medizinischen Fachzeitschriften zu erscheinen. Aber wenn Donalds Kollegen dies wussten, machte es keinen Unterschied. Als er sich einen alten Defektdetektor von einem Londoner Neurologen borgte, der versucht hatte, menschliche Gehirne von außerhalb des Schädels abzutasten, hatten die anderen Ärzte lediglich die Möglichkeit, bei seinem Büro vorbeizukommen und seine Experimente persönlich zu lachen .

Um ehrlich zu sein, waren diese Experimente in jenen frühen Tagen ein wahrer Anblick. Die einzige Möglichkeit, seinen Defektdetektor zum Laufen zu bringen, bestand darin, den Boden eines Plastikeimers mit Vaseline einzuschmieren und ihn prekär auf dem Unterleib eines Patienten auszugleichen, dann den Eimer mit Wasser zu füllen und die Ultraschallsonde in den Eimer zu tauchen. Das einzige Ergebnis war nicht selten, dass Wasser über den gesamten Patienten, den Arzt und den Boden geschüttet wurde, was Donald dazu zwang, noch einmal von vorne zu beginnen - vorausgesetzt, der Patient wäre bereit, ein zweites Nässen zu riskieren.

HELFENDE HAND

Diese ersten Ergebnisse waren so enttäuschend, dass Donald seine Forschung dort und dort beendet hätte, wenn nicht einige Elektriker bei Kelvin & Hughes, dem Hersteller der Fehlerdetektoren, zufällig in einem nahe gelegenen Operationssaal Lampen installiert hätten. Als die Elektriker ihn mit dem veralteten Detektor Eimer scannen sahen, teilten sie Tom Brown, einem brillanten 23-jährigen Kelvin & Hughes-Ingenieur, der der Fehlerdetektor-Abteilung zugewiesen war, mit, wie lächerlich es sei. Fasziniert sah Brown im Telefonbuch nach Mad Donald, rief ihn an und fragte, ob er in seinem Büro vorbeischauen könne. Der Arzt stimmte zu, und Brown bemerkte bald, dass Donalds Defektdetektor nicht nur alt und veraltet war, er war auch so modifiziert worden, dass er fast unbrauchbar wurde. Er machte ein paar Anrufe bei seinen Vorgesetzten bei Kelvin & Hughes und ein brandneuer, hochmoderner Fehlerdetektor war bald auf dem Weg zu Donalds Büro.

DRUCKEN DES FLEISCHES

Mit der neuen Maschine war das Ausbalancieren der Wassereimer auf den Bäuchen der Patienten nicht mehr erforderlich: Alles, was Donald tun musste, war, den Unterleib des Patienten mit Olivenöl zu schmieren und die Ultraschallsonde über die Umgebung zu führen. Schallwellen drangen in den Körper ein, und die Echos erschienen als elektrische Impulse auf dem Bildschirm eines als Oszilloskop bezeichneten Geräts. Donald hatte lange vermutet, dass Zysten, die mit Flüssigkeit gefüllt waren, eine andere Ultraschall-Signatur hätten als Tumore, die dichte Gewebemassen waren. Seine ersten Experimente beim Kesselhersteller hatten das nahegelegt, und nun bestätigte dies die neue Ausrüstung.Wieder einmal wiesen seine Kollegen seine Feststellungen zurück. Dann bat ihn ein Professor für Chirurgie, einen seiner aussichtslosen Fälle zu untersuchen, eine Frau, die an nicht operierbarem Magenkrebs starb.

Donald schmierte den schwer aufgetriebenen Bauch der Frau mit Olivenöl ein und ließ seine Sonde über die Gegend laufen. Es genügte nur ein paar Wischbewegungen: Anstatt einen Messwert zu erhalten, der mit einem Krebstumor übereinstimmt, enthüllte der industrielle Fehlerdetektor eine Flüssigkeitstasche mit klar definierten Rändern, die für eine Zyste charakteristisch sind. Die "sterbende" Frau starb überhaupt nicht. Sie hatte auch keinen Krebs und nachdem Donald operierte und entfernte, was er als gutartige Ovarialzyste richtig diagnostiziert hatte, erholte sie sich vollständig.

HÖRT SICH GUT AN

Der verrückte Donald wirkte auf einmal doch nicht so verrückt. Sein seltsamer Appell an der Werft war auch keine Peinlichkeit mehr, die versteckt werden sollte. Bald hatte jeder Arzt einen kniffligen Patienten, den er scannen wollte. "Sobald wir die Einstellung im Hinterzimmer losgeworden waren und unseren Apparat mit einer unerschöpflichen Versorgung lebender Patienten mit faszinierenden klinischen Problemen voll in die Abteilung gebracht hatten, konnten wir sehr schnell vorankommen", berichtet Donald Jahre später. "Von diesem Punkt an konnte es kein Zurück mehr geben."

IN FOKUS KOMMEN

Obwohl die neue Maschine eine Verbesserung gegenüber der ersetzten war, ließ sie dennoch zu wünschen übrig. Als Donald Patienten untersuchte, sahen sie auf dem Oszilloskop nur wackelige Linien. Eine Art von verschnörkelter Linie von einer anderen zu unterscheiden, war, wie er Tumore von Zysten unterschied, und das war gut genug für ihn. Tom Brown, der junge Ingenieur von Kelvin & Hughes, meinte, er könnte etwas Besseres bauen. Ende 1957 hatte er die Arbeit an einer verbesserten Maschine beendet, die den Ort der Sonde auf dem Körper des Patienten nachverfolgte und die Echos entsprechend auf dem Bildschirm des Oszilloskops plottierte. Dabei erfand er den ersten Ultraschallscanner, der Bilder erzeugen konnte - so genannte Sonogramme - anstelle von verschnörkelten Linien. (Das Geld war so knapp, dass er die Maschine tatsächlich mit einem geliehenen Krankenhausbetttisch und Teilen aus einem Aufrichter-Set baute.)

VORSCHAU

Im Sommer 1958 hatten Donald, Brown und ein dritter Forscher namens John MacVicar mehr als 100 menschliche Personen untersucht. Sie veröffentlichten ihre Ergebnisse in der britischen medizinischen Zeitschrift Die Lanzettezusammen mit Bildern, für die Sonogramme am besten bekannt werden würden - menschliche Föten im Mutterleib. Ob Sie es glauben oder nicht, die Forscher entdeckten die Fähigkeit von Ultraschall, diese Bilder durch Zufall zu erzeugen, während sie eine Frau durchsuchte, die an einem Tumor in ihrer Gebärmutter leidet, einer Erkrankung, die zu einer Dehnung des Bauches führen kann. Erst als der Kopf eines Babys auf dem Bildschirm erschien, erkannten sie, dass die Dehnung durch eine weitaus häufigere Erkrankung verursacht wurde: eine Schwangerschaft.

Aber war es sicher, einen Fötus mit Ultraschallwellen zu bombardieren? Donald, Brown und MacVicar erkannten nicht, warum dies nicht der Fall war, aber sie mussten sich sicher sein, dass sie die Maschine auf mehr als das 30-fache der für die Erzeugung von Bildern erforderlichen Energie ankurbelten und vier betäubte Kätzchen für eine Stunde bombardierten. Als die Kätzchen unbeschadet überlebten, schlussfolgerten die Forscher, dass die Verwendung von Ultraschall bei schwangeren Müttern sicher ist. Dabei entstand ein völlig neues Feld der vorgeburtlichen medizinischen Bildgebung - eines, das im Gegensatz zu Röntgenaufnahmen Weichgewebe und nicht nur Knochen bildete und keine Gefahr für Mutter und Kind darstellte.

SCHWER ZU SEHEN

Wenn Sie sich schon immer bemüht haben, einen Fötus aus dem körnigen Graustufen-Chaos eines modernen Sonogramms herauszufinden, können Sie sich vorstellen, wie schwer es gewesen sein muss, sie in Bildern zu erkennen, die von diesen ersten primitiven Maschinen erzeugt wurden. Noch schwieriger war es, Geburtshelfer, Gynäkologen und andere Spezialisten davon zu überzeugen, dass solche Bilder nützlich waren. Diese Fachleute waren immer durch Beobachtung, Berührung und nicht unerhebliche Vermutungen bei der Ausübung ihres Berufes durchgekommen. Sie haben in der Vergangenheit nie Ultraschallbilder benötigt - warum haben sie sie jetzt gebraucht? Krankenhäuser, die noch nie zuvor Ultraschallgeräte gekauft hatten, brauchten Zeit, um ihre Bedeutung zu verstehen, und noch länger, um das Geld in ihrem Budget zu finden. Dank dieser professionellen und bürokratischen Trägheit verstrichen fast ein Jahrzehnt, bevor die Ultraschallbildgebung begann.

BLIND

Zu diesem Zeitpunkt hatten Kelvin & Hughes das Geschäft bereits verlassen. Dank des Genies eines 23-jährigen Angestellten hatte das Unternehmen für industrielle Fehlerprüfungen ein Milliardengeschäft in der Runde, aber der frühe Verkauf war zu langsam gewesen, um die Manager des Unternehmens davon zu überzeugen, dass das Unternehmen jemals einen Gewinn erzielen würde. So wurde 1967 die Fabrik in Glasgow geschlossen und der Bereich Medical Imaging an eine andere Firma verkauft.

Was ist mit Tom Brown passiert, dem brillanten jungen Mann, der alles begann? Seit mehr als 20 Jahren hat er sich zwischen akademischen Jobs und medizinischer Bildgebung gewandelt. 1973 schloss er sich einem anderen Unternehmen für medizinische Bildgebung an und leitete das Team, das den weltweit ersten Ultraschallscanner entwickelte, der 3D-Bilder produzieren kann. Der Umsatz kam jedoch nur langsam zustande und das Unternehmen ging unter, Browns Karriere brach damit zusammen. „Ich musste die beruflichen Konsequenzen eines Scheiterns in Kauf nehmen“, sagte er 1995 einem Interviewer. „Niemand wollte mich nach dem Zusammenbruch des 3D-Projekts anstellen. Ich war arbeitslos und arbeitslos. “Er verbrachte den Rest seiner Karriere in der Erdölindustrie und betrieb einen Kran. Er ging 2002 in den Ruhestand und hat heute eine bescheidene Rente.

Jahrzehnte vergingen, bevor Tom Brown, Ian Donald oder John MacVicar Anerkennung für ihre Beiträge zur Medizin erhielten.Trotz seiner bahnbrechenden Bemühungen wurde das Vereinigte Königreich nie zu einem Marktführer im Bereich der medizinischen Ultraschallbildgebung. Stattdessen ging die Technologie auf Japan, Deutschland, die Vereinigten Staaten und andere Länder über, in denen weitsichtige Unternehmen bereit waren, Millionen in Forschung und Entwicklung zu investieren und darauf zu warten, dass sich diese Jahre auszahlen. Heute können Sie noch einen Ultraschall in Glasgow, der Stadt, in der alles begann, machen lassen, aber wenn Sie es tun, wird dies mit einer Maschine getan, die von einem anderen Ort importiert wurde.

ANSICHT FÜR WUNDE AUGEN

Mit der Erfindung medizinischer Ultraschallscanner hat Tom Brown nie Geld verdient: Obwohl er als Erfinder des ursprünglichen Patents benannt wurde, wurden die gewerblichen Rechte seinem Arbeitgeber Kelvin & Hughes übertragen. (Sie haben auch nie Geld damit verdient.) Heute bekommt er mehr Anerkennung für seinen Beitrag zur Medizin als früher, aber seine größte persönliche Befriedigung kam 2007, als seine schwangere Tochter Rhona ein Sonogramm erhielt und mit vasa diagnostiziert wurde Praevia, ein Zustand, bei dem die Blutgefäße während der natürlichen Geburt reißen können. Andernfalls besteht ein sehr hohes Risiko, dass das Baby während der Entbindung zu Tode blutet.

Vor der Erfindung der Ultraschallbildgebung war der Zustand sehr schwer zu erkennen; Die ersten Anzeichen dafür waren oft erst, als das Baby starb, als es geboren wurde. Jetzt ist es auf einem Ultraschallbild zu erkennen, und deshalb hatte Rhona einen Kaiserschnitt, und ihr Sohn, Tom zu Ehren seines Großvaters genannt, lebt heute und ist gesund. "Das Baby wurde sicher geliefert und ist jetzt ein extrem intelligenter, liebenswürdiger kleiner Junge, der nicht hier gewesen wäre, außer für die Arbeit seines Großvaters in der Vergangenheit", sagte Brown 2013 der BBC.

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