УВАГА — ПИТАННЯ!
Дослідження, проведені за допомогою томографа, показали: якщо попросити чоловіка ні про що не думати, він зосереджується на двох речах. Скажете, яких?
УВАГА — ПРАВИЛЬНА ВІДПОВІДЬ!
Секс і футбол, звісно. Мабуть, це було зовсім легко?
НЕПРОЗОРА ЛЮДИНА
Медуза, звичайно, не вінець творіння, але деякі переваги (навіть порівняно з людьми) у неї є. Медузи — істоти доволі прозорі, все, що в них усередині, чудово видно зовні. Якщо виросте в медузи, боронь Боже, щось неправильне чи зайве, одразу можна це розгледіти. Були б у медуз лікарі — цінували б таку зручність.
З людиною складніше. Вона радше нагадує «чорну скриньку» — гарний образ, що виник приблизно століття тому в системотехніці, певної системи, внутрішній устрій якої невідомий. Відомо лише те, що поступає на вхід цієї системи, а те, що система видає на виході, якраз і залежить від того, що поступає на вхід, та як саме — питання складне.
Із сивої давнини лікарі дивилися на пацієнта як на «чорну скриньку». З’являється небажаний вихідний сигнал — скажімо, болить живіт, причому не абиде, а справа. Чому болить — невідомо, це під шкірою, не розгледіти. Треба спробувати подати на вхід корисний сигнал — наприклад, відвар якоїсь трави — можливо, стане краще. А якої трави?
Було б добре побачити, що ж там у людини під шкірою. Але цим довго забороняли навіть цікавитися. Анатомувати труп вважалося гріхом. Перший розтин, дозволений Ватиканом, зробив Мондіно де Луцці 1315 року. До цього всі вірили Галену, який стверджував, серед іншого, що у чоловіків більше ребер і зубів, ніж у жінок.
НАПІВПРОЗОРІСТЬ
Після подолання церковних заборон анатомічні театри стали популярними, до того ж доволі дивним, як на наш смак, чином, ставши в деяких країнах захопливим світським видовищем, відвідувати яке вважалося корисним для освічених людей. Але з тим, з якого боку в людини печінка, а з якого — селезінка, загадки скінчилися — все було видно.
Будову людського тіла вивчали різними методами. Скажімо, Пирогов заморожував трупи, розпилював їх та досліджував пошарово. Результатом його праць стали докладні анатомічні атласи, що започаткували топографічну анатомію — науку потрібну, але таку, що лякає своєю складністю студентів (моя мама-медик, наприклад, боялася її як вогню).
Стало здебільшого зрозуміло, що і як ховається під шкірою у здорової людини. Але що не так у хворої? У неї можуть виникнути виразки, пухлини, запалення — а побачити їх не виходить! Тільки за непрямими ознаками. За сигналами на виході «чорної скриньки», так би мовити, — рідкими й твердими. За температурою, диханням, частотою серцебиття. Це вже щось, але недостатньо!
Багато хто сподівався, що людину зробить прозорою диво-винахід Рентгена. Він справді міг багато чого — кістки і м’які тканини можна було чудово розрізнити, туберкульозні осередки в легенях з’явилася змога побачити задовго до появи більш очевидних симптомів. Але безліч хворобливих проявів, причому найнебезпечніших, рентген не бачив.
КЛЮЧНИК І ЗАДАЧНИК
Проблемою рентгена було те, що рентгенівський знімок — річ двовимірна, пласка. Ступінь затемнення кожної його ділянки є сумою сили поглинання променів усіма шарами тканин організму, що розташовані на їхньому шляху. А медикам вкрай бажано бачити саме тривимірну картину, об’ємні новоутворення всередині організму. Як її отримати?
Якщо мати багато двовимірних зображень об’єкта, знятих із різних точок, можна зрозуміти його тривимірну структуру. Для такої технології навіть вигадали наукову давньогрецьку назву «томографія», тобто пошаровий запис. Але за допомогою якого математичного апарату можна з безлічі двовимірних зображень отримати тривимірне, поки що не знали.
Один поважний учений якось сказав мені, що для розв’язання проблеми зазвичай потрібні два фахівці — ключник і задачник. Ключник володіє певним складним математичним апаратом, але куди застосувати його — не знає. А задачник може поставити реальну фізичну задачу і шукає ключника, який може її розв’язати. Для успіху потрібні вони обидва.
Для розв’язання задачі побудови тривимірного зображення з безлічі двовимірних ключник з’явився раніше за задачника. Австрійський математик Йоганн Радон ще 1917 року розробив інтегральне перетворення функції багатьох змінних, придатне для розв’язання цієї проблеми. Проте тривалий час залишався несправедливо забутим — задачник не знайшовся…
КОРМАК І ГАУНСФІЛД
До однієї й тієї ж мети найчастіше веде безліч різних шляхів. 1963 року південноафриканський математик Аллан Кормак, який працював у США, розв’язав те саме завдання, що й Радон, проте дещо іншим способом. З часом відкриття йому пощастило більше, ніж Радону, — з’явилася купа нових напрацювань, що дали змогу поставити раніше немислимі завдання.
У 1969 році англійський інженер Годфрі Гаунсфілд зміг реалізувати ідею комп’ютерної томографії в приладі, який він назвав «ЕМІ-сканером» — на честь фірми грамзапису EMI Records, яка так багато заробила на контракті з Beatles, що змогла профінансувати цю розробку. Бачите, від гарної музики буває не лише задоволення, а й користь…
Перший «ЕМІ-сканер», призначений суто для сканування голови, запрацював не відразу — тестові випробування на коров’ячих головах показували казна що. Але тільки-но Гаунсфідл замінив постачальників голів, звернувшись до кошерної м’ясної крамниці, все стало виходити. Просто в них худобу забивали, як раніше, а не електророзрядом у голову, що руйнує мозок…
Дебют приладу в медицині виявився настільки успішним, що вже 1979 року (це швидко!) Кормак і Гаунсфілд отримали за розробку комп’ютерної томографії (КТ) Нобелівську премію — Гаунсфілд за сам прилад, а Кормак — за математичний апарат, що уможливив його реалізацію. Ось що виходить, коли ключник і задачник знаходять один одного!
НОВІ ВИДИ ТА МОЖЛИВОСТІ
Буквально через кілька років з’явився новий вид томографії, заснований на фізичному явищі ядерного магнітного резонансу (ЯМР). За цей метод його творцям Полу Лотербургу і Пітеру Менсфілду теж дісталася у 2003 році Нобелівська премія. Метод давав змогу уникати зайвого рентгенівського опромінення, яке могло б зашкодити хворому.
Спочатку новий метод так і називався — ЯМР-томографія. Але до моменту його винаходу (у середині 80-х, після Чорнобиля) всюди виникла потужна хвиля радіофобії. Перший такий томограф у Москві навіть пікетували активісти з лічильниками Гейгера в руках… Від гріха подалі прилад просто перейменували на магнітно-резонансний томограф — МРТ.
Зараз застосовують і КТ, і МРТ — у кожного з них є свої переваги. Складнощів з їх використанням теж вистачає. Наприклад, якщо у людини встановлені металеві імплантати, томографія їй протипоказана. Заважає правильному результату навіть наявність більшості різновидів татуювань — їхній барвник містить солі важких металів.
Для поліпшення зображення часто використовують рентгеноконтрасти, що вводяться пацієнтові в кров. Але за низки захворювань (наприклад, ниркової недостатності) це також небезпечно. Щоправда, дослідження можна проводити і без контрасту, хоча це відбивається на якості. Відмовляють і гладким пацієнтам — вони в стандартний томограф просто не вміщаються…
Діагностика — не єдине застосування томографів. Наприклад, такий прилад може замінити детектор брехні — людина, яка бреше, активніше витрачає енергію мозку, і це видно. За допомогою томографа дещо можуть дізнатися й історики — скануючи мумію Тутанхамона, вони з’ясували, що причиною його смерті був удар по голові, тобто, найімовірніше, його було вбито.
З використанням томографа вдається прочитати стародавні сувої, не розгортаючи їх, — вони б цього не перенесли. Нещодавно саме томографія допомогла дізнатися низку секретів скрипок Страдіварі. Ну а користь їх у медицині настільки очевидна, що незрозуміло, як ми взагалі без них раніше могли лікувати… Тож не варто заздрити медузам — для томографії прозорі ми всі!
Автор: Борис Бурда
Джерело: huxley.media.
Підтримайте проект на Patreon
