Искусство видеть насквозь: как работают рентгены (фото)

Представьте на секунду, что медики лишились возможности изучать внутренние органы или процессы, происходящие в теле человека, без того, чтобы вскрывать это самое тело. Большая часть современных методов лечения оказалась бы бесполезными! А ведь подобные методы диагностики существуют не так уж и давно. 170 лет назад, 27 марта 1845 г., родился Вильгельм Конрад Рентген — человек, который не только первым обнаружил неведомое прежде "Х-излучение", но и получил в конце XIX века первые снимки, которые сегодня мы называем рентгенограммами.

Хотя рентгеноскопия до сих пор не сдала своих позиций, на смену ей один за одним пришли новые методы, позволяющие заглянуть внутрь тела человека.

Вильгельм Рентген. Открыл "Х-лучи" и первым нашел применение для них.

КЛАССИКА ЖАНРА ВРАЧЕЙ

Еще Рентгеном было обнаружено, что икс-лучи (которые сейчас называют рентгеновскими) по-разному проникают через различные объекты. Так, при прохождении через более плотные (кости, хрящи) или толстые ткани интенсивность излучения снижается. Проще говоря, на негативной фотопластинке эти участки будут выглядеть темнее на фоне мягких тканей (кожи, мышщ, легких и т. д.).

Собственно говоря, на этом принципе и построена существующая более ста лет рентгеноскопия.

Все остальные методы диагностики с использованием рентгеновских лучей  — просто дальнейшее усовершенствование.

ФЛЮОРОГРАФИЯ. В этом случае излучение после прохождения изучаемого участка тела попадает не на фотопластинку, а на экран, который по-разному светится в зависимости от интенсивности излучения. Только после этого производится фотосъемка светящегося экрана. Впрочем, сегодня классическая пленочная фотосъемка все больше вытесняется цифровой. Выгоды очевидны: уменьшение стоимости исследования и совершенно другие возможности обработки полученной информации с помощью компьютера.

ТОМОГРАФИЯ. В 70-е годы был предложен метод получения послойных и даже объемных изображений внутренних органов. Пациента кладут на стол, и он неторопливо "протаскивается" через кольцо, в котором установлены излучатель и детекторы излучения. В результате получают набор "сечений", которые компьютер собирает в объемный образ исследуемой части тела. По сравнению с обычными методами рентгеноскопии обладает высокой точностью.

ПЭТ: ПРИДЕТСЯ ГЛОТАТЬ ИЗОТОПЫ

В случае рентгеноскопии или ультразвуковых исследований источник излучения и детекторы в большинстве случаев находятся вне тела пациента. Но физики и медики предложили метод, когда излучение поступает изнутри исследуемого. Вот почему для проведения позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) в организм вводятся вещества с радиоизотопами, а потом специальное оборудование отслеживает, как они распределяются во внутренних органах, тканях и даже отдельных клетках.

Позитронно-эмиссионная томография позволяет не просто осмотреть внутренние органы, но и разобраться с процессами, происходящими в организме. Например, оценить обмен веществ, взаимодействие между клетками. Метод ПЭТ особо эффективен при ранней диагностике раковых заболеваний. Например, давно установлено, что раковые клетки потребляют значительно большее количество глюкозы, чем здоровые. Поэтому, если ввести подходящим образом в организм слегка радиоактивный раствор глюкозы, можно выяснить, в каких органах и тканях она поглощается больше всего.

БЕЗОПАСНОСТЬ. Вполне естественно, что большинство непосвященных может смутить необходимость введения в себя любимого радиоактивных изотопов. Но специалисты в голос успокаивают: интенсивность излучения их незначительна, доза минимальна и, кроме того, изотопы подбирают с коротким периодом полураспада. Проще говоря, в течение нескольких часов радиоактивные вещества распадаются на нейтральные, которые не причиняют никакого вреда здоровью и выводятся из организма естественным путем.

В клинике. Исследование часто выглядит как сцена из фантастики.

МРТ: СЛУШАЕМ АТОМЫ

В случае с магнитно-резонансной томографией (МРТ) никакого излучения не применяют. Здесь используется совершенно иное явление  — ядерно-магнитный резонанс, открытый в середине XX в. В самом общем виде суть его в следующем: протоны, входящие в состав ядер всех элементов, под действием электромагнитного поля меняют свою ориентацию в пространстве. А когда поле исчезает, возвращаются в обычное положение. У протонов из разных молекул и веществ этот процесс проходит по-разному, что фиксирует специальная аппаратура. Образно это явление можно сравнить с тем, как по-разному звенят колокольчики из разного материала, размера и формы. Разобравшись в этом "звоне", можно узнать много интересного. Например, можно без всякого вреда получить изображения внутренних органов с потрясающей детальностью.

Ветеринария. Для диагностики "просвечивают" и животных.

УЛЬТРАЗВУК: НИКАКОГО ВРЕДА

Математическая основа ультразвуковых исследований в биологии и медицине — та же самая, что и для сейсмических исследований недр земли. И в первом, и во втором случае в фундаменте заложено исследование поведения и распространения звуковых волн разной частоты. Под поведением волн понимается оценка их угасания, отражения от границ и изменения частоты колебаний при отражении от движущихся объектов (эффект Доплера). Например, от того же потока крови в сосуде.

Любопытно, что ультразвуковой зонд генерирует сигнал лишь 0,1% времени исследования, все остальное время уходит на прием и обработку полученного сигнала.

Важнейшее преимущество ультразвуковых исследований  — их дешевизна по сравнению со всеми другими, упомянутыми в этой статье.

Датчик. Излучает волны.

БЕЗОПАСНОСТЬ. В отличие от методов диагностики, где используется рентгеновское излучение и радиоактивные изотопы, ультразвуковые исследования не вызывают опасений даже у самых мнительных пациентов. Как подтверждение тому — широкое использование УЗИ во время беременности и обследования ребенка еще в утробе матери. За почти полвека применения метода даже самым въедливым критикам не удалось привести примеры вреда ультразвука.

Всемирная организация здравоохранения еще в 1998 году заявила: "Диагностическое УЗИ признается безопасным, эффективным способом получением изображения, позволяющим выявить существенную информацию быстрым и рентабельным способом".

УЗИ. Позволяет увидеть ребенка в утробе без риска навредить ему.

ссылка на источник