4 способа видеть пациента «насквозь»
В середине XIX века известный русский врач и ученый Николай Иванович Пирогов, исследуя анатомию человека, замораживал трупы, а затем с помощью последовательных тонких распилов определял, как в них расположены внутренности. В те времена разобраться какой из органов болен можно было весьма приблизительно - наработки Пирогова при общении с живыми пациентами помогали не всегда.
К счастью, сегодня пословица «патологоанатом – лучший диагност» уже не так актуальна. Потому что существуют рентген, КТ, МРТ и ПЭТ.
В 1895 году немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген объявил миру о своем удивительном открытии. А именно: он обнаружил новый тип электромагнитных волн в диапазоне между ультрафиолетом и гамма-излучением, которым дал название «икс-лучи» (х-ray). Прелесть этого излучения заключалась в том, что им можно было просветить насквозь все что угодно, например, человека – и увидеть его кости. Поглощение икс-лучей зависит от толщины и плотности вещества, поэтому более плотные ткани (костная, хрящевая и т.п.) выглядят на рентгеновском снимке снимках темнее, чем мягкие (кожа, мышцы и т.п.).
Фотография кисти жены Рентгена в икс-лучах произвела фурор в медицинских кругах. Ещё бы – ведь теперь врачи могли видеть внутренние структуры не только на вскрытии, а у вполне живых пациентов! За свои работы в 1901 году исследователь получил Нобелевскую премию.
Для чего? Обычно рентгенография (или попросту рентген) используется для «просвечивания» легких, молочных желез, костей и зубов. Поскольку рентген не дает объемного изображения, рекомендуется делать снимки не менее чем в двух проекциях. Кроме того, если предварительно ввести в организм контрастное вещество, на рентгене можно увидеть органы мочевыделительной системы, матку и маточные трубы, органы пищеварения и т.д.
Доза излучения: измеряется в зивертах (Зв), а точнее в миллизивертах (мЗв). При обычной рентгенографии человек получает в зависимости от размера области облучения («просвечивают» больной зуб или, скажем, грудную клетку) от 0,1 до 1 мЗв. Для сравнения: допустимая доза облучения – 15 мЗв в год.
В 1972 году американец Аллан Кормак и англичанин Годфри Хаунсфилд создали аппарат, позволяющий выводить послойное изображение внутренних органов пациента, сделанное с помощью рентгеновского излучения, на экран компьютера. Получается трехмерное изображение. Этот метод диагностики был назван компьютерной томографией (КТ). За его изобретение в 1979 году ученых наградили Нобелевской премией в области медицины и физиологии. С тех пор список заболеваний, которые можно выявить у пациентов, значительно вырос, ведь на КТ видны даже мельчайшие анатомические структуры размером всего несколько миллиметров.
Методика компьютерной томографии как будто придумана ранними фантастами: человек фиксируется на столе и медленно «проезжает» сквозь металлическое кольцо, на котором расположен с одной стороны источник рентгеновского излучения, с другой – детекторы, его воспринимающие. Эти устройства располагаются в плоскости среза, который нужно рассмотреть, и движутся по кругу на скорости, позволяющей получить качественные снимки за 1-1,5 секунды. Кольцо совершает полный оборот, и затем скрытые механизмы продвигают стол дальше. В итоге получается множество снимков нужного органа на разных уровнях. Компьютер получает эти данные и создает изображение среза в той плоскости, в которой требуется.
У компьютерных томографов чрезвычайно высокое разрешение, что позволяет с их помощью получить почти такие же точные изображения органов живого человека, какие рисовал в своих атласах Пирогов с замороженных трупов.
Для чего? КТ используют для исследования головного мозга, органов грудной и брюшной полостей. Впрочем, сегодня сложно найти область медицины, которая не нуждается в томографе.
На этот раз Нобелевская премия досталась американцу Полу Лотербуру и британцу сэру Питеру Мэнсфилду. За создание ядерно-магнитного резонансного томографа (кстати, ЯМР-томографию после аварии на Чернобыльской АЭС была переименована в магнитно-резонансную, чтобы не напрягать пациентов). Огромные преимущество этого устройства – высокая разрешающая способность при полном отсутствии лучевой нагрузки.
В основе МРТ лежит ядерно-магнитный резонанс, открытый в 1946 году физиками Феликсом Блохом и Эдвардом Перселлом (Нобелевская премия по физике, 1952 год). Они обнаружили, что ядра некоторых элементов под воздействием магнитного поля могут принимать энергию радиочастотного импульса. В медицине магнитному резонансу подвергаются атомы водорода, благо они есть почти во всех молекулах живого организма.
Протоны водорода под действием электромагнитного поля меняют ориентацию в пространстве, а когда поле исчезает, возвращаются в прежнее положение – наступает «релаксация». Это похоже на то, как по-разному от легкого удара звенят разные колокольчики - в зависимости от того, из какого они материала, какой формы и величины. С помощью приборов можно зафиксировать, сколько времени «звенит» тот или иной протон, и, в зависимости от изменений в ткани или органе, найти зоны опухоли, воспаления или нарушения нормальной функции, причем с большой точностью. Удобно, что при этом исследовании внутренние мягкотканые органы (например, почки, печень или мозг) хорошо видны.
Для чего? Сегодня МРТ используется в неврологии и нейрохирургии, ортопедии и эндокринологии, гинекологии и во многих других отраслей медицины. Из минусов метода: не дешевый, не подходит людям с клаустрофобией и кардиостимуляторами и металлическими имплантатами.
Позитронно-эмиссионная томография – радионуклидный метод исследования. В организм пациента вводятся биологически активные вещества, меченные радиоизотопами, а потом врачи с помощью специального оборудования, которое улавливает излучение, отслеживают, как они распределились в органах, тканях и клетках. С помощью ПЭТ можно не просто «увидеть» внутренние органы, но и оценить метаболизм и межклеточное взаимодействие и т. п. Для повышения эффективности диагностики ПЭТ сочетают с КТ.
Доза излучения: сравнима с дозой, получаемой пациентом при компьютерной томографии. Период полураспада используемых радиоактивных веществ не превышает нескольких часов.
Для чего? позитронно-эмиссонная томография - один из наиболее точных методов диагностики злокачественных новообразований и контроля эффективности их лечения.
С появлением новых методов диагностики стало гораздо проще ставить диагноз и распознавать болезнь на ранней стадии, пока она еще не зашла слишком далеко. Но насколько безопасны эти методы исследования?
Очень сложно оценить биологические эффекты от действия малых доз излучения на диагностической аппаратуре. Ведь на организм любого жителя мегаполиса действует огромное количество вредных факторов: от фонового уровня радиации (естественная плюс техногенная), городской промышленной пыли, шума до переутомления. В США принята шкала вредности для современного горожанина, по которой радиация находится на 26-м месте, а первые два места занимают тяжелые металлы и химические токсины. Если подсчитать цифры, то обследование получается совсем не таким опасным, как, например, курение. А уж пользы точно приносит намного больше. Но из-за того, что действие малых доз излучения всё ещё не изучено до конца, новые методы диагностики, не использующие ионизирующих лучей, всё увереннее входят в медицину.
