Техника - молодёжи 2004-01, страница 13

можности живописными подробностями и захватывающими перспективами. В таком виде публикация сразу вызывала сенсацию.

Случилось это в 1973 г. И с той поры Латуенберг по существу только этой темой и занимается. В 1985 г. он стал профессором Иллинойского университета и руководителем биомедицинской лаборатории по изучению ядерно-магнитного резонанса в г. Урбане.

Второй лауреат — Питер Мэнс-филд — на четыре с лишним года мо-

Организм человека, как известно, примерно на 70 % состоит из воды. А каждая молекула воды содержит два атома водорода и один кислорода. А те молекулы или атомы, которые состоят из нечетного количества протонов и нейтронов, обладают магнитным моментом, то есть представляют собой магнитный диполь.

Атомы водорода, имеющие в своем составе по одному протону, тоже представляют собой диполи. Это и позволяет использовать явление ядер-но-магнитного резонанса в медицине.

лаксации. Причем время это будет зависеть у каждого протона от того, в какой молекуле он находится. А стало быть, по времени релаксации можно, в принципе понять, из какого именно вещества состоит та или иная ткань.

Для этого существует достаточно сложный математический аппарат, влезать в который мы не будем. Но вывод из него таков. Поскольку разные органы человеческого тела содержат неодинаковое количество воды — от 12% в костях до 83% в веществе мозга, а также имеют разные

р PQ4KF ВСЕ ЖЕ БЫЛО

ложе своего коллеги. Родился он в Лондоне. И в 15 лет бросил школу, услышав замечание учителя, что наука — занятие не для него. Перепробовал множество профессий, потом служил в армии. Лишь демобилизовавшись, взялся за ум: закончил вечернюю школу, а потом университет.

В 1962 г. он защитил диссертацию, с которой и отбыл в США, где обосновался в Иллинойском университете. Правда, два года спустя он снова вернулся на родину, получив должность доцента на физическом факультете Нотингемского университета. Некоторое время он работал также в Германии, в Институте имени М. Планка в Гетеборге, а затем снова вернулся в Нотингем. С 1979 г. и по настоящее время он является профессором центра магнитно-резонансных технологий Нотингемского университета.

«Впервые я понял, что ядерно-маг-нитный резонанс может оказаться полезным не только в физике или химии, но и в медицине, в 1973 г., — говорит лауреат. — Правда, в то время наши исследования находились еще в той стадии, когда об их широком практическом применении можно было только мечтать».

Дело осложнялось еще и тем, что как раз в то время появилась компьютерная рентгеновская томография, которая получила массовое распространение. Лишь в 80-е гг. XX века исследователи, а затем и практикующие врачи поняли, что ЯМ-резонанс намного лучше при обследовании мозга, брюшной полости, сердца... Ведь в данном случае не используется пронизывающее рентгеновское облучение, наносящее немалый вред здоровью пациента.

И сегодня во всем мире работает уже свыше 20 ООО ядерных томографов. Ежегодно на них проводится свыше 60 млн. обследований.

Как выглядит обследование, видели, наверное, многие. Пациента укладывают на специальный лежак и вдвигают затем в некую трубу. А вот принцип действия аппарата известен куда меньшему количеству людей.

Вызывается это явление одновременным воздействием на вещество двух видов полей — постоянного магнитного и переменного электромагнитного. Поэтому главным компонентом томографа является мощный магнит.

Постоянное магнитное поле упорядочивает ориентацию ядер диполей, заставляя их развернуться вдоль силовых линий. Если же теперь приложить переменное электромагнитное поле определенной напряженности и частоты, то начинаются процессы резонансного поглощения энергии поля ядрами атомов вещества.

Диполи прецессируют, словно игрушечный волчок, который раскрутили, а потом слегка толкнули. Вершина его начинает колебаться с определенной частотой. Если воздействовать на протоны в этот момент еще и электромагнитной силой той же частоты, возникнет резонанс и появится еще одна сила, которая будет стремиться развернуть протоны в противоположном направлении.

Если после этого наложенное электромагнитное поле снять, диполи развернутся в исходное состояние. Но не сразу, а через какой-то промежуток времени, называемый временем ре-

Алексей Абрикосов (слева) и Виталий Гинзбург

примеси, в итоге удается получить четкое изображение различных органов человеческого тела.

Важную роль при этом играет мощность используемого компьютера и самого томографа, а также скорость визуализации. Чем выше значение магнитной индукции, тем меньше доля водородных атомов, не участвующих в резонансе, а значит тем четче картинка.

А современные способы визуализации позволяют получить высококачественные изображения даже быстро текущих процессов. На создание каждого кадра уходит всего 12 миллисекунд. Таким образом, удается регистрировать даже изменяющуюся мозговую активность человека, реагирующего на внешние раздражения (см. «ТМ» № 9 за 2003 г.).

Правда, читать мысли людей ученые еще не научились, но вот сказать, радостен он или разгневан, думает о чем-то или просто спит, уже могут.

СЛОВНО ШПИОН ЧЕРЕЗ ГРАНИЦУ

Если химик с физиком влезли в медицину, то Нобелевская премия по

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 1 ' 2 0 0 4

11