Техника - молодёжи 1990-05, страница 33

Инженерное обозрение

Татьяна БЕЛОВА,

инженер

Внутри мне видно все

В октябре 1979 года заседание Нобелевского комитета Каролинского института в Стокгольме было продолжительным и бурным. Вначале большинство членов комитета настаивало на присуждении премии по медицине иммунологам — двум американцам и французу, объяснившим природу трансплантационного иммунитета. Дж. Снелл, профессор Джексоновской лаборатории, Б. Бенасерафф, выходец из Аргентины, работающий в Гарварде, и профессор Парижского университета Ж. Доссе давно уже стояли в очереди за «нобелевкой». Их результаты действительно бесценны с точки зрения быстро растущей индустрии пересадки почек, печени, легких, сердца, поскольку помогли преодолеть барьер несовместимости органов и тканей доноров и реципиентов.

Совсем иной вклад в развитие медицины внесли их конкуренты, которые даже не были медиками. Речь шла об американце А. Кормаке и англичанине Г. Хаунсфилде, независимо друг от друга разработавших и построивших первые компьютерные томографы, позволяющие рассматривать послойно сечения внутренних органов человека при рентгеновском просвечивании.

Биография Кормака — довольно обычный пример утечки талантливых умов в США. Он родился в Южной Африке, где в госпитале Кейптауна занимался медицинской физикой. Его особенно привлекло использование рентгеновских лучей для диагностики и лечения раковых опухолей. В результате он столкнулся с проблемой неравномерного поглощения рентгеновского пучка различными тканями и с задачами его фокусировки.

В США, куда он переехал на работу в университет Тафта в 1956 году, основной темой его исследований стала физика субатомных частиц. И после пятнадцати лет интенсивных занятий этой проблемой, впоследствии сообщил Кормак корреспонденту журнала «Ньюсуик», он и сам не заметил, как разработал теорию поглощения рентгеновских лучей тканями тела.

Г. Хаунсфилд, не имевший высшего образования, воспользовался лишь теорией Кормака. Еще школьником он устроил у себя дома лабораторию, в которой проводил все свободное время. Любовь к «железкам» привела его в научно-исследовательский центр крупной транснациональной компании по производству электронного оборудования. Поначалу он работал над одним из вариантов радара, а затем занялся конструированием компьютеров,

когда это направление только начало развиваться Идея компьютерного синтеза изображений на основе измеренных величин поглощения рентгеновских лучей исследуемым объектом, говорил он потом, громом поразила его во время одинокой прогулки среди поросших вереском холмов.

Родившуюся в начале 60-х годов идею не удалось воплотить сразу: тогдашняя вычислительная техника была недостаточно мощной для решения столь сложных задач. Только в 1972 году в английской фирме ЕМИ под руководством Хаунсфилда, независимо от работ Кормака, удалось создать первый в мире компьютерный томограф для обследования головы.

Заседание, с которого начался наш рассказ, закончилось за полночь. Премию 1979 года комитет присудил А Кормаку и Г. Хаунсфилду. В тот год они вместе получили 190 тыс. долларов. Свою половину Хаунсфилд истратил на оборудование для все той же домашней лаборатории — «чтобы не скучать на пенсии», пояснил он. Реакцией Кормака было прежде всего удивление известием о награждении за работу, которую он не считал главной в своей жизни (случай, кстати, не единственный в истории цэисуждения Нобелевских премий). Доссе, Снеллу и Бенасе-раффу премию дали на следующий год.

В чем же сущность метода компьютерной томографии, которую Нобелевский комитет назвал революционным вкладом в медицину и биологию? Каково ее отличие от всем знакомой рентгеноскопии?

Как известно, при обычном рентгеновском просвечивании изображения разных органов и тканей накладываются на одну плоскость фотопленки. Основной недостаток здесь в том, что при совмещении теней от различных по плотности анатомических структур нередко очень трудно точно определить характер патологического процесса. Изображение же, полученное методом компьютерной томографии, не связано непосредственно с тем, что высвечивает рентгеновский луч. Это результат машинной обработки показателей поглощения в заранее заданном слое, который просвечивается в разных направлениях узким веерным лучом. Полученное сечение того или иного органа в принципе не имеет теней.

Формирование компьютерной томограммы включает ряд последовательных операций: задание ширины (коллимация) сканирующего рентгеновского луча соответственно толщине исследуемого слоя; сканирование

объекта за счет вращательного движения рентгеновской трубки — вместе с детекторами; прием и измерение сигнала; определение его поглощения в тканях с последующим преобразованием результата в цифровую форму; компьютерный синтез томограммы (вычисление рентгеновских плотностей каждого элемента сечения); и наконец—построение, реконструкция изображения исследуемого слоя на экране.

Подчеркнем, что с помощью компьютерной томографии (КТ) врач впервые увидел незатененные изображения сечений живого мозга и других органов человека, не нанося ни малейших повреждений пациенту. Качество изображений при этом улучшалось и сейчас приближается к качеству анатомических срезов.

На компьютерных томограммах хорошо видны опухоли, кровоизлияния, деформации и другие патологические изменения мозга. Этот метод диагностики позволяет различить два вида инсульта — с кровоизлиянием и в результате закупорки кровеносного сосуда. Насколько схожи между собой симптомы этих двух видов инсульта, настолько различны методы их лечения. В первом случае иногда приходится делать нейрохирургическую операцию, чтобы удалить гематому, а во втором необходимо вводить больному тромбо-литические средства для восстановления кровообращения.

Неоценим вклат КТ в диагностику последствий черепно-мозговых травм, число которых в нашем автомобилизи-рованном мире, увы, велико. Ведь для спасения человека с травмированным мозгом часто отводятся лишь часы или даже минуты, так что быстрый диагноз — вопрос жизни и смерти для выбора нейрохирургом правильной тактики вмешательства.

Специалисты быстро поняли-, что в медицинской интроскопии произошла революция. Уже упомянутая фирма ЕМИ (кстати, эта аббревиатура расшифровывается всего лишь как «электромузыкальные инструменты»), вырвавшаяся вперед, несколько лет получала огромные прибыли. Но быстро зашевелились «киты» медицинской рентгенотехники — голландская фирма «Филипс», западногерманская «Сименс», а также американская «Дженерал электрик медикэл системе». Кстати, москвичи и жители Подмосковья, возможно, видели на улицах необычный автобус с ее эмблемой (рис. 1). Это передвижная компьютерно-томографическая установка «Метромакс», приобретенная в 1988 году Минздравом СССР. В декабре того же года специальным транспортным самолетом ее доставили в Армению в район землетрясения, где за две недели было проведено более 200 обследований травмированных людей.

В мире действуют уже более десятка тысяч компьютерных томографов, из них львиная доля — в США. Их

30