Открытия, которые изменили мир - Страница 43

Но, пожалуй, одним из самых изумительных недавних достижений стало появление новых способов применения рентгеновских лучей для более глубокого понимания внутреннего строения тела. До 1970-х у рентгеновских снимков был один серьезный недостаток: они были плоскими и двумерными. Поскольку они не имели глубины, изображения одних внутренних органов часто перекрывали другие, находящиеся поблизости органы и ткани, которые отбрасывали тени и снижали контрастность. Поэтому врачи, пытаясь получить более четкую картину, часто заказывали сразу два рентгеновских снимка: в прямой и боковой проекциях. В 1971 г. британский инженер Годфри Хаунсфилд положил конец этим затруднениям, разработав компьютерную томографию (КТ): метод создания послойных снимков, или «срезов» исследуемой части тела с помощью рентгеновских лучей. (Греческое слово tomos означает «срез» или «слой».) Раньше на пациента направляли пучок лучей и получали одно изображение. С появлением КТ стало возможно пропускать лучи сквозь пациента много раз, под разными углами. Потом лучи собирались детекторами, которые преобразовывали их в электрические сигналы. Сигналы передавались в компьютер, создававший на основе полученных данных подробные послойные «срезы», из которых затем можно было собрать трехмерное изображение. Во время построения изображения органы не перекрывают друг друга. Кроме того, КТ-детекторы обладают большей чувствительностью, чем пленка, поэтому КТ может дать гораздо более подробные сведения об изменении плотности тканей, чем обычные рентгеновские лучи.

Развитию КТ помогли два ключевых достижения 1960-х и 1970-х. Одним из них было изобретение мощных мини-компьютеров, которые позволяли обрабатывать огромное количество данных, собранных рентгеновскими детекторами, и создавать на их основе достоверное изображение. Вторым была работа Аллана Кормака, который создал математическую модель, позволяющую измерять плотность тканей тела и использовать эту информацию для создания послойных рентгеновских изображений. За свою работу в развитии КТ Хаунсфилд и Кормак были в 1979 г. награждены Нобелевской премией по физиологии и медицине.

С самого начала своего использования КТ позволяла получить четкое изображение серого и белого вещества головного мозга и тем самым оказала огромное влияние на диагностику неврологических заболеваний. С тех пор было предложено множество усовершенствований, которые привели к повышению скорости сканирования, получению более тонких срезов и возможности сканировать более крупные части тела. Сегодня компьютерные томографы могут создавать уникальные 3D-изображения практически любой части тела. Например, недавно эту технологию начали применять в виртуальной колоноскопии (КТ воспроизводит изображение внутренней поверхности толстой кишки). Это менее инвазивный метод, чем традиционное введение длинной гибкой оптической трубки в толстую кишку. Поэтому виртуальная колоноскопия становится важным инструментом предупреждения рака толстой кишки.

Много способов — всегда надежный результат

Рентгеновские лучи не только сыграли заметную роль в медицине, но и оставили след во многих других областях науки и общественной жизни. Уже через несколько лет после открытия их начали использовать в промышленности, в том числе для обнаружения брака деталей на сталелитейных и оборонных заводах, определения целостности изоляции подводных телеграфных кабелей, проверки летательных аппаратов на предмет поломок и даже для того, чтобы определить, есть ли в живой устрице жемчуг. Кроме того, рентгеновские лучи оказались весьма полезными в биологии (открытие структуры белка и ДНК), искусстве (с их помощью определяют живописные подделки), археологии (помогают определить местоположение артефактов и человеческих останков в местах раскопок) и в сфере безопасности (осмотр багажа, посылок и писем).

Но самый серьезный вклад в спасение и улучшение человеческих жизней рентгеновские лучи сделали все же в области медицины. По данным Центра контроля и предотвращения заболеваний, рентгенологическое исследование — один из самых популярных методов диагностики. Например, в 2005 г. было проведено 56,1 млн медицинских рентгеновских сеансов — в 2 раза больше, чем сеансов ультразвука, магнитно-резонансной томографии (МРТ) или позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). По части популярности среди врачей и пациентов рентген-диагностика уступает только трем основным анализам крови (клиническому, на уровень холестерина, уровень глюкозы) и общему анализу мочи.

Конечно, рентгеновские лучи не всемогущи, и это нужно учесть. Сегодня рентген-диагностику часто заменяют другими методами визуализации, например МРТ, ультразвуком или ПЭТ, которые позволяют получить дополнительные анатомические и физиологические данные. Кроме того, кумулятивное свойство воздействия рентгеновских лучей по-прежнему вызывает озабоченность и играет свою роль в оценке эффективности новых методов. К ним относится, например, КТ-ангиография, многообещающий новый способ неинвазивного исследования коронарных артерий и оценки степени риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Однако доза облучения пациента при КТ-ангиографии эквивалентна дозе нескольких сотен стандартных рентгенографий, что создает небольшую, но вполне реальную угрозу повреждения клеток. Таким образом, как и со всеми развивающимися технологиями, даже самые захватывающие достижения необходимо постоянно оценивать на предмет баланса безусловной пользы и возможного риска для пациента.