Современные технические методы неинвазивной диагностики

О современных методах неинвазивной диагностики

В методах неинвазивной диагностики человечество проделало весьма непростой путь от ощупывания пальцами внутренностей до использования антивещества. Какие же методы используются сейчас и как они появились? Абсолютно новая эра началась в медицине с именем Вильяма Конрада Рентгена, совершившего главное свое открытие на шестом десятке лет жизни. Любопытно, что эта новая эра имеет точно датированное начало — вечер 8 ноября 1895 года.

Картинки по запросу неинвазивная диагностика njvjuhfabz

Именно тогда Рентген увидел, что включенная катодная трубка, закрытая плотным картоном, все равно заставляет светиться экран из платиноцианистого бария. Так были открыты Х-лучи, и уже через год была сделана знаменитая фотография, первый «медицинский рентген». На этой фотографии левой руки хорошо видно обручальное кольцо — это снимок руки жены Рентгена, Анны Берты Людвиг Рентген. Но очень часто публикуют другой снимок, под этим же названием, и тоже с кольцом на пальце. Но этот снимок — портрет кисти (простите за каламбур) немецкого гистолога Альберта фон Келликера.

Слева — снимок кисти руки Анны Берты Людвиг Рентген, справа — Альберта фон Келликера
Слева — снимок кисти руки Анны Берты Людвиг Рентген, справа — Альберта фон Келликера. Изображение: Wikimedia

Именно с таких снимков в медицине началась совершенно другая жизнь. Врач смог напрямую увидеть, что творится с костями и некоторыми другими тканями организма. Например, с легкими — рак легких и туберкулез прекрасно различимы на снимке. Так что недаром Рентген получил самую первую в истории Нобелевскую премию по физике.

Правда, некоторое время страдали неврологи. Ткани мозга на «классическом» рентгене были неразличимы, как и сосуды мозга. И тогда португальский отставной дипломат и медик Эгаш Мониш, тоже на шестом десятке своей жизни, в 1927 году разработал церебральную ангиографию, параллельно открыв метод контраста рентгеновских снимков. Кстати, Мониша за это тоже номинировали на «нобеля», и он его таки получил, но за изобретение лоботомии.

Рентгенография по-прежнему востребована, правда, в новых аппаратах вместо фотопластинок — цифровая матрица и разрешение сильно получше, чем у аппаратов времен Рентгена.

Создать эхо

К середине XX века гидролокаторы уже прочно закрепились на море. Идея очень простая: источник испускает звуки определенной частоты в толще воды, а приемник принимает отраженные волны — эхо — и строит картинку. Так можно узнать глубину моря под кораблем, обнаружить скалу или подводную лодку. Разумеется, появились идеи использовать тот же принцип в медицине. Ведь человек на 90% состоит из воды, кажется. Конечно же, нужно было решить массу технических проблем, но в итоге появился современный аппарат УЗИ. Сейчас мало кто задумывается, что означает эта аббревиатура. Узи себе и узи, «врач-узист», «узи-контроль». Не путают с израильским автоматом «Узи» — и слава Богу.

Аппарат для ультразвукового исследования
Аппарат для ультразвукового исследования. Фото: Vereshchagin Dmitry / Фотодом / Shutterstock

УЗИ — это ультразвуковое исследование. Многие из нас знакомились с ним еще до своего рождения, ведь именно УЗИ — основной метод контроля беременности. Как устроен прибор? Его рабочая часть — в зонде, который скользит по вашему намазанному гелем животу. Там и «динамик», испускающий ультразвуковые волны, там и «микрофон», принимающий отраженный сигнал. Все остальное делает компьютер в корпусе прибора и выводит изображение на экран — в реальном времени. То, что мы видим, на самом деле — звуковые тени, которые отбрасывают ткани разной плотности на пути ультразвука.

Нарезать, не разрезая

Знаете, как по-гречески «неделимый»? Атом. А-томос, если быть точным. А вот «разделяющий (нарезающий) и пишущий» — это «томограф». Этим словом называют целую группу приборов, работающих на самых разных принципах, но суть которых одна — получить серию послойных изображений человеческого тела, которые можно свести в одну объемную картинку. Можно даже говорить о некоей «большой тройке»: компьютерной, магнитно-резонансной и позитронно-эмиссионной томографии.

Компьютерная рентгеновская томография, или КТ, — это, по сути, старый добрый рентген. Однако не совсем. В методе, предложенном Годфри Хаунсфилдом и Аланом Кормаком в конце 1960-х годов, по кольцу вращаются приемник и источник рентгеновского излучения. Сигнал обрабатывает компьютер, и получаются те самые «срезы» на томограмме.

Компьютерный томограф
Компьютерный томограф. Фото: daveynin / Wikimedia

Кстати, интересный факт: на разработку первого аппарата КТ деньги дала компания EMI, получившая сверхдоходы от контракта с группой The Beatles.

Достаточно быстро КТ стала популярна, а Хаунсфилд и Кормак стали лауреатами Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Магнитно-резонансная томография, или МРТ, основана совсем на другом методе. Если атомы, обладающие собственным магнитным моментом, поместить в очень сильное (в десятки тысяч раз больше земного) магнитное поле, то они ориентируются в магнитном поле определенным образом, а затем могут резонансно поглощать и выделять энергию на определенной частоте. Этот эффект называется эффектом ядерного магнитного резонанса и поначалу использовался только в органической химии для установления структуры молекул. Именно это отметил Пол Лотенбур, ведь, как правило, магнитный резонанс характерен для присутствующего почти во всех органических молекулах, а значит во всех клетках тела человека, атома водорода.

Магнитно-резонансный томограф
Магнитно-резонансный томограф. Фото: Cpl. Timothy Solano / Wikimedia

Годы труда, и появился МР-томограф. Внешне они очень похожи с компьютерным томографом, но кольцо в МРТ толще и больше, поскольку цель его — не вращение рентгеновского аппарата, а создание мощнейшего магнитного поля. В кольце — жидкий гелий и сверхпроводящие материалы. МРТ дает чаще более точные результаты, чем КТ, но занимает больше времени. Поэтому, например, при инсульте сначала делают КТ, а потом уже, при необходимости, МРТ. Кстати, Пол Лотенбур и Питер Мэнсфилд тоже получили «нобеля» по медицине за томографию, только в 2003 году.

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) — это самый новый, самый прогрессивный, самый умопомрачительный и самый дорогой томографический метод в настоящее время. Чего только стоит тот факт, что в методе используется антивещество.

Позитронно-эмиссионный томограф
Позитронно-эмиссионный томограф. Фото: liz west / Flickr

Физический процесс, лежащий в основе ПЭТ, — аннигиляция, взаимодействие вещества и антивещества. Перед ПЭТ пациент принимает препарат, меченый короткоживущим радиоизотопом (его производят специально для этого исследования и иногда доставляют в клинику самолетом). Этот изотоп распадается в организме пациента по бета-плюс распаду, выделяя позитрон, античастицу электрона. Встречаясь с первым попавшимся атомом, позитрон аннигилирует с электроном, выделяя два гамма-кванта, которые и регистрируют детекторы. В итоге мы можем увидеть, например, какая зона мозга сейчас активна или куда успели забраться метастазы опухоли.

Кстати, уже появились приборы ПЭТ, совмещенные с КТ и с МРТ, — для еще большей точности исследований.

Картинки по запросу неинвазивная диагностика njvjuhfabz

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.