Заглянуть внутрь: разглядывание мозга
- Картины из томографа — черно-белые. Цвета додаёт компьютер для визуализации заданных параметров
Прославленный анатом XVI века Андреас направляться страдал от мучений совести, втайне полагая себя виновным в убийстве: в один раз, вскрыв грудную клетку погибшей дамы, он понял, что у той все еще уменьшалось сердце. Затем случая, на грани сожжения, был написан трактат «О строении людской тела».
Но кроме того в то время, когда церковь отменила смертную казнь за медицинские испытания, еще продолжительное время привилегией посмотреть вовнутрь людской тела владели лишь патологоанатомы. Медицина оставалась «наукой о сомнениях», каковые разрешались, по большей части, лишь по окончании смерти больного. Первая революция тут случилась в начале XX века с открытием рентгеновских лучей, разрешивших, хоть и очень расплывчато, заметить, что находится в у живого человека.
Вторая — практически пара десятилетий назад, с возникновением замечательных компьютеров, талантливых проводить реконструкцию изображения внутренних органов. Так как по окончании действия излучением либо ультразвуком мы приобретаем отклик различных тканей тела в виде огромного количества матриц данных, и лишь умный компьютер ухитряется расшифровать эту нелепость и дать нам правильную данные о свойствах и расположении органов.
Рентген
Без пищи человек может прожить десятки дней, без воды — пара дней. А вот без воздуха его жизнь измеряется всего лишь минутами Первый среди устройств, разрешивших посмотреть вовнутрь людской тела, был рекомендован для визуализации легких. Это — флюорограф, сконструированный Дж.
М. Блейером всего лишь через год по окончании открытия рентгеновских лучей. И в случае если первые рентгеновские установки имели возможность «рассмотреть» лишь кости и суставы, то современным дешёвы кроме этого весьма многие внутренние органы (печень, почки, желудок) и сосуды.
на данный момент привычные еще старшему поколению установки заменяются цифровыми, на которых доза облучения понижается в 4−5 раз (к примеру, 4 рентгена при маммографии, 210 миллирентген при снимке зуба, при том что важная опасность начинается со 100 рентген). Но современная медицина отдает предпочтение неинвазивным (другими словами не нарушающим целостность тела) способам изучения, исходя из этого рентгенография (и как разновидность — флюорография, фотографирование рентгеновского изображения с экрана на фотопленку меньших размеров) значительно чаще употребляется только для самый прекрасно поддающихся рентгеновскому просвечиванию костей, суставов и легких.
Компьютерная томография
Но кто заявил, что ветхие хорошие Х-лучи пора списывать? В 70-х годах показался новый способ диагностики, что разрешил возможность «увидеть» практически все внутренние органы — брюшной полости, малого таза, грудной клетки. Речь заходит о компьютерной (рентгеновской) томографии, разрешающей «сканировать» тело слой за слоем.
На экране видны селезенка, печень, поджелудочная железа, почки, молочные железы, суставы, кости, мозг — и это далеко не полный список возможностей компьютерной томографии (КТ). на данный момент в каждом втором фильме имеется кадры, где человек в белом халате (по всей видимости, доктор) с умным видом говорит что-то о «тяжелом нервном срыве, несовместимом с жизнью», глядя на томограмму.
При исполнении простой рентгенограммы три составляющих — пленка, рентгеновская трубка и объект — остаются в покое. В компьютерных томографах приёмник и рентгеновская трубка перемещаются в противоположных направлениях, а больной остается неподвижным (спокойней как-то, да и голова не кружится). Рентгеновский излучатель и кассетодержатель с приемником жестко соединены посредством железного рычага.
Ось вращения рычага (другими словами плёнки передвижения и ось трубки) будет над уровнем стола, и ее возможно произвольно перемещать. В то время, когда совокупность в движении, четким получается лишь изображение точек того слоя, что находится в плоскости на уровне оси вращения совокупности.
Рентгеновская трубка в режиме излучения «обходит» область изучения по дуге 240°, останавливаясь через каждые 3° данной дуги и делая продольное перемещение. На одной оси с рентгеновским излучателем закреплены детекторы — кристаллы йодистого натрия, преобразующие ионизирующее излучение в световое. При регистрации ослабленного рентгеновского излучения на каждом детекторе возбуждается ток, соответствующий величине излучения, попадающего на детектор.
В совокупности сбора данных ток от каждого детектора (500−2400 шт.) преобразуется в цифровой сигнал и по окончании усиления подается в ЭВМ для хранения и обработки. Конечный итог представляет собой некую матрицу с относительными числами, соответствующую уровню поглощения каждой точки в отдельности. Другими словами в рентгеновских изучениях картина получается по причине того, что различные ткани по-различному пропускают рентгеновские лучи.
КТ — способ стремительный и недорогой, но не всегда весьма правильный. К тому же при изучении нельзя избежать лучевой нагрузки, пускай и минимальной (порядка 5−10 милликюри, значительно меньше кроме того десятой доли рентгена), исходя из этого чаще чем раз в полтора-два месяца КТ лучше не делать.
Эндоскопия
Большое количество кому доводилось давиться неприятным шлангом, чтобы доктора смогли разглядеть содержимое желудка. Гастроэнтероскопия — одна из многих методик изучения зондами, весьма похожими на те, каковые запускаются на Марс либо в недра Почвы.
Эндоскопы — эластичные пластиковые либо железные трубки с осветительной и оптической совокупностью, каковые засовываются в тело и шпионят в том месте благодаря оптоволоконным разработкам, разрешающим приобретать подлинное изображение внутренней поверхности органа (по сути дела, это мини-камеры). Кстати, в 2002 году на протяжении колоноскопии (изучения кишечника) президент Буш передал собственные полномочия вице-президенту Ричарду Чейни ровно на 20 мин. — все-таки процедура важная!
МРТ
«Вершиной» диагностической пирамиды довольно часто именуют магнитно-резонансную томографию (МРТ). Значительно чаще это изучение используется для «целых двух прямых извилин» либо напротив, замысловато изогнутых позвоночников, — другими словами головного и спинного мозга. Не смотря на то, что, в принципе, возможно изучить все мягкие ткани.
Жёсткие (кости) не годятся, по причине того, что в них магнитная релаксация происходит через чур скоро — на томограмме они постоянно будут чёрными.
МРТ основана на явлении ядерного магнитного резонанса. Весьма интересно подчернуть, что слово «ядерный» было намеренно исключено из заглавия способа из-за ассоциаций с облучением и радиацией. В действительности, никакого излучения, не считая радиочастотного, в МРТ нет, исходя из этого подвергаться изучению — не вреднее, чем слушать радио.
Как и в КТ, больной помещается в долгую трубу, но вместо приёмников и излучателей в трубе находится большое магнитное поле, в 20, в противном случае и в 60 тысяч раза больше, чем магнитное поле Почвы. Оно достигается при помощи сверхпроводящего магнита в жидком гелии при температуре, близкой к полному нулю!
МРТ делают при черепно-мозговых травмах, при инсультах, при болезнях нервной совокупности, при раке, при проблемах с внутренними органами и позвоночником. Время от времени возможно видеть необычные вещи! К примеру, узнается, что у человека нет одной сонной артерии либо мозг съежился до размеров апельсина — и ничего, никаких жалоб!
В одном исследовательском центре добровольцев поили пивом, а позже наблюдали, как трудится выводящая совокупность и наполняется мочевой пузырь И все это видно за счет того, что в разных тканях отечественного тела содержится различное количество протонов, и резонанс у них также различный.
МРТ — способ весьма правильный и безвредный, но дорогой. Исходя из этого значительно чаще он продемонстрирован в том месте, где «не осилит» компьютерная томография.
УЗИ
Фактически все младенцы начинают жизнь уже изученными (и неоднократно!) на ультразвуковом аппарате. УЗИ — процедура безвредная (не смотря на то, что имеется вывод, что ультразвук «нервирует» неродившихся детишек), недорогая и достаточно информативная.
Она разрешает выяснить расположение плода и срок беременности, отставание в его развитии и врожденные пороки, установить неразвивающуюся беременность Также, УЗИ продемонстрировано и в далеком прошлом вышедшим из младенческого возраста товарищам c проблемами сердца, зрения, внутренних органов (печени, почек, желудка), при «женских» и «мужских» заболеваниях. Довольно часто по окончании УЗИ направляться дополнительное направление на КТ либо МРТ.
Ультразвуковая диагностика основана на принципе эхолокации: особый датчик фиксирует время прохождения волны до исследуемого объекта и обратно, а после этого преобразовывает данные в электрический сигнал, что виден на экране как рельефное изображение органа. Датчик является пьезокристаллами , частота вибрации которых и именуется частотой датчика.
Чем больше частота, тем лучше разрешение, но меньше проникновение волны — исходя из этого для различных изучений применяют разные типы датчиков. Картина получается по причине того, что ткани неодинаково отражают ультразвук.
ПЭТ
Заметить трансформации, каковые уже случились, — дело нехитрое. Но перед тем как патология станет видна, происходит довольно много химических нарушений, незаметных кроме того для «всевидящего глаза». Но — дешёвых позитронно-эмиссионной томографии!
На цветных ПЭТ-изображениях мы видим не только его структуры и мозг, но и интенсивность потребления, к примеру, глюкозы. Не укладывается в норму? Быть может, это показатели «созревания» опухоли либо болезни Альцгеймера, каковые возможно заметить еще перед тем, как в теле случились трансформации
Больному вводят радиофармпрепараты с периодом полураспада 10−60 мин., меченные позитронными излучателями. В организме они преобразовываются в гамма-кванты, каковые регистрируются окружающими больного кольцами детекторов. При помощи блока совпадений томограф выделяет лишь те гамма-кванты, каковые зарегистрированы в один момент, формируя так именуемую «линию ответа». Потом изображение реконструируется приблизительно так же, как в КТ либо МРТ.
Доза, которую приобретает больной, примерно вдвое превосходит лучевую нагрузку при КТ (10−20 милликюри).
Так что на данный момент в теле человека нет ничего тайного либо сокровенного — заметить возможно все. Начиная от небольшой косточки и заканчивая перемещением мысли. Но это не означает, что пора успокоиться!
Задача-минимум на данный момент — обучиться четко определять и различать болезни как возможно раньше, задача-максимум — предвещать их вероятное появление исходя из того, что мы видим в теле на настоящий момент.
Варианты
Рентгеновские лучи
Рентгеновские либо Х-лучи — это поток частиц довольно низкой энергии, но владеющих достаточной проникающей свойством. Проходя через ткани и органы, пучок рентгеновских лучей поглощается ими в неодинаковой степени и на выходе делается неоднородным, что и обуславливает видимые чёрные и яркие участки изображения при попадании на пленку либо экран. Нужно заявить, что доза, приобретаемая кроме того при простом рентгеновском изучении (не говоря уж о ПЭТ либо КТ) довольно малая, а вот вред для здоровья при нежелании делать снимок возможно вправду огромным
Ядерный магнитный резонанс
В магнитном поле происходит расщепление энергетического уровня водорода на два подуровня (эффект Зеемана). Ядра водорода смогут переходить в возбужденное состояние, поглощая фотон, энергия которого равна разнице между нижним и верхним энергетическими уровнями. Это явление и именуется ядерным магнитным резонансом.
В томографии частота, на которой отмечается резонансный переход, лежит в радиочастотной области (42,6 МГц для ядер водорода в поле 1 Тл). Через некое время, определяющееся магнитными особенностями атомов и молекул ткани, электроны с верхнего уровня возвращаются в исходное состояние, излучая энергию, пропорциональную напряженности поляризующего магнитного поля. Данный сигнал (спад свободной индукции) регистрируется приемной катушкой.
Ультразвук
Ультразвук — высокочастотные колебания, лежащие в диапазоне выше полосы частот, принимаемых людской ухом (более 20 000 Гц). Скорость ультразвуковых волн в мягких тканях тела человека в среднем образовывает 1,540 м/сек и фактически не зависит от частоты. Излученные в тело больного, ультразвуковые колебания отражаются от исследуемых тканей, поверхностей и крови, таких как границы между органами.
Дальше в дело вступает узнаваемый принцип эхолокации: ультразвуковые волны возвращаются в ультразвуковой сканер, обрабатываются и измеряются по окончании их предварительной задержки для получения фокусированного изображения.
Позитрон
Позитрон является частицей , «эквивалентную» электрону, но положительно заряженную. По окончании эмиссии из ядра атома позитрон проходит в окружающих тканях расстояние, равное 1−3 мм, теряя энергию при соударении с молекулами. В момент столкновения позитрон соединяется с электроном, и масса обеих частиц преобразовывается в энергию в виде двух высокоэнергетических гамма-квантов, разлетающихся в противоположные стороны (аннигиляция).
В позитронно-эмиссионном томографе происходит регистрация этих гамма-квантов посредством нескольких колец детекторов, окружающих больного.
Статья размещена в издании «Популярная механика» (№18, апрель 2004).
<
h4>