Техника - молодёжи 1990-05, страница 37

тысяч в год тратится только на поддержание в рабочем состоянии гелиевого сверхпроводящего магнита.

Давний лидер в области ЯМР-спект-роскопии, фирма «Брукер» (ФРГ), быстро стала одной из ведущих и в ЯМР-томографии. Ее универсальный аппарат ТОМИКОН БМТ 1100 «на фоне» других устройств довольно дешев, достаточно легок и компактен, прост в обращении (прежде всего именно потому, что удалось обойтись без сверхпроводящего магнита). Удалось также почти полностью экранировать внешнее магнитное поле, с которым обычно связаны нежелательные или опасные эффекты.

К компактности и экономичности в конструкции своего ЯМР-томографа стремилась и финская фирма «Инстру-ментариум корпорейшн», что, однако, не помешало ей создать уникальный в этом классе аппарат, дающий полное изображение всего тела человека (см. разворот).

ПОЗИТРОНЫ ЛУЧШЕ

«Миниатюрный ускоритель резко понизил стоимость сканирования тела»,— объявил в прошлом году журнал «Нью сайентист». Речь шла о методе позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Позитрон, как известно,— это антиэлектрон, вылетающий из ядер атомов при определенных видах распада. Его масса и некоторые характеристики совпадают с таковыми у электрона, а заряд вместо отрицательного положительный. Свободный позитрон быст-

Р и с . 3. Так выглядят чувствительные элементы на основе кристаллов германа-та висмута, улавливающие гамма-кванты (фотоны высоких энергий) в позитронно-эмиссионном томографе «ЖАТ Сканнер» фирмы «Сименс» (ФРГ). Они вплотную установлены по периметру кольца вокруг исследуемого объекта. Кристаллы с помощью расположенных за ними электронных устройств точно локализуют источник фотонов в пространстве и во времени.

34

Рис. 2. Методом ЯМР можно получать изображения отдельных органов с помощью небольших катушек, которые выпускает, например, фирма «Брукер» (ФРГ). Справа — катушка для исследования глазниц и других поверхностных участков черепа. Слева — встроенная в стол катушка для исследования обеих грудных желез при положении больной на животе. Вверху — соответствующие компьютерные изображения.

ро находит электрон, в результате чего обе частицы аннигилируют с высвобождением энергии в виде двух гамма-фотонов, раз. -тающихсч в противоположных направлениях. Поэтому ПЭТ называют еще двухфотонной эмиссией. Фиксируя испускание гамма-лу-чей аннигилирующими частицами, можно (опять-таки при наличии мощного компьютера) получать томограммы мозга. Разработали метод в начале 70-х годов американские ученые М.Терпогосян и М. Фелпс из университета Вашингтона в городе Сент-Луисе.

Позитронными эмиттерами могут быть неустойчивые, короткоживущие радиоизотопы фтора, углерода, кислорода, рубидия. Время полураспада радиоактивного фтора — 110 минут, углерода — 20, а кислорода и того меньше — 2 минуты. Эти радиоизотопы необходимо перед началом исследования получать на довольно мощных ускорителях. Затем углерод можно «вставить» в молекулу любого органического вещества, усваиваемого организмом, например, глюкозы, а кислородом — просто какое-то время подышать. Легкие изотопы с таким коротким временем жизни для организма практически безвредны.

ПЭТ чрезвычайно дорог даже по сравнению с ЯМР. Он требует не только ускорителя и специального помещения, но и высококлассных специалистов — радиохимиков, программистов и физиков. Но зато это самый тонкий и элегантный метод исследования, с высочайшей разрешающей способностью, а самое главное — с чрезвычайно малым временем анализа.

Напомним, что КТ и ЯМР дают статичные томограммы. А ПЭТ благодаря очень малому времени жизни изотопа кислорода позволяет проводить динамические исследования в реальном масштабе времени, буквально видеть мыслительные процессы человека! Дело

в том, что при протекании этих процессов, например, при решении логических задач мозг затрачивает энергию, которая высвобождается в его клетках за счет сжигания глюкозы, окисляемой поступающим с кровью кислородом. Вот этот рост потребления кислорода в той или иной области коры мозга и регистрирует ПЭТ (р и с. 4).

Этот метод открывает совершенно уникальные, просто захватывающие дух перспективы в изучении мышления и всей высшей нервной деятельности. Мозг нередко сравнивают с компьютером и, исходя из этого, пытаются понять его работу. Но теперь ясно, что если это и компьютер, то не столько электрический, сколько химический.

Известно, что для «общения» друг с другом и с другими клетками нейроны вырабатывают самые различные сложные сигнальные химические соединения: допамин, серотонин, вещества, напоминающие по своему действию опиум и морфий... И не дай бог что-нибудь нарушить в этой тонкой нейрохимической регуляции. Тогда у людей развиваются тяжелые психические расстройства — болезнь Паркин-сона, эпилепсия, начинается черная меланхолия, которую более модно называть маниакально-депрессивным состоянием, а в более острой форме и психозом.

Чтобы понять механизм и причины нарушений, нужны исследования, которые, как теперь становится ясным, возможны только с помощью ПЭТ. Можно исследовать, например, нарушения функции особой извилины в правом полушарии. Ее гиперактивность провоцирует безотчетный панический страх у страдающих неврозами людей, а также беспокойство во сне и неприятные воспоминания. Этим методом удается изучать и действие нейролептиков —