10 зображень, які потрясли медичний світ

© Wikimedia

Для більшості з нас проходження УЗД, МРТ, ангіографії або рентгена означає знаходження в кімнаті без вікон, більше схожою на темницю, ніж на лікарняне приміщення. Спеціаліст одягає нас в особливий одяг, а потім фіксує наше тіло в різних хворобливих позах. У такі хвилини ми майже готові побачити факели на стінах, і «залізну діву» в кутку. Нижче представлені 10 зображень, які зроблять все вищевказані процедури не такими страшними.

1. Обручка Берти Рентген

У листопаді 1895 го року професор фізики Вільгельм Конрад Рентген з Вюрцбурга, Баварія, вивчав «електричні промені», коли виявив, що вони можуть проникати крізь об'єкти і проектувати зображення цих об'єктів на флуоресцентний екран. Коли він помістив на шляху променів свою руку, то помітив, що зображення показало контраст між кісткою і напівпрозорої плоттю. Рентген миттєво зрозумів наслідки свого відкриття: тепер лікарі могли досліджувати організм людини без розтину. Він замінив флуоресцентний екран на фотографічну пластину і 8 листопада 1895 го року зробив перший рентгенівський знімок. На знімку була ліва рука його дружини, Берти і її обручку.

Вільгельм Конрад Рентген

Спочатку світ сумнівався щодо відкриття Рентгена. У «The New York Times» відкриття відкинули, вважаючи його простий фототехнікою, відомої вже давно. Але буквально через тиждень в "The Times" почали з'являтися звіти про те, наскільки рентгенівські промені виявилися корисні для хірургів. Один з таких звітів належав британському лікарю по імені Джон Холл-Едвардс, який був першим, хто використав рентгенівські промені для того, щоб виявити голку, яка потрапила в руку пацієнта. У 1901-му році Рентген отримав Нобелівську премію з фізики, і в даний час його висновки вважаються «одним з найбільших відкриттів в історії науки».

2. Зйомка роботи серця і травної системи за допомогою рентгенівських променів

Джон Макінтайр

Після відкриття Рентгена ситуація почала розвиватися дуже швидко. Майже відразу ж вчені об'єднали рентгенівські промені з кінематографом і почали фіксувати рухомі об'єкти. Першим в цій справі був Джон Макінтайр, хірург з Королівської лікарні міста Глазго. Макінтайр вже створив перше в світі рентгенівське відділення, і пізніше саме в його відділенні вперше виявлять камені в нирках пацієнта.

А в 1897-му році Макінтайр представив Лондонському королівському суспільству короткометражний фільм. Це був рентген жаб'ячої лапки. Лапку Макінтайр взяв тому, що для того, щоб «просвітити» її, потрібно значно менше енергії, ніж для «просвічування» людської ноги. Пізніше він зняв б'ється людське серце. Крім того, він давав пацієнтові вісмут і знімав його травну систему для того, щоб побачити, як відбувається засвоєння вісмуту.

Сьогодні ці фільми називаються «рентгеноскопія». Вони використовуються для того, щоб зняти розміщення катетерів в серце, зняти роботу травної та сечовидільної систем і для інших медичних процедур. У 2013-му році в одній тільки Великобританії було проведено понад 1,3 млн рентгеноскопічних процедур.

3. Майор Бівор полює за кулями

Через кілька місяців після відкриття рентгенівські промені вже використовувалися на поле бою. Вперше їх використовували під час абиссинской війни.

Коли Італія вторглася в Абіссінію в 1896-му році, підполковник Джузеппе Альваро використовував рентгенівський апарат для того, щоб шукати кулі в передпліччях італійських солдатів. А через рік рентгенівські промені знову були використані на поле бою, але на цей раз під час греко-турецької війни. Незважаючи на численні успіхи, військові не поспішали визнавати ефективність використання рентгена при лікуванні поранених.

У червні 1897 го року вибухнула війна між Афганістаном і Індією. Британія послала своїх солдатів на плато Тирах для того, щоб звільнити гірські перевали. Майор Уолтер Бівор придбав рентгенівське обладнання і встановив його в польовому госпіталі на тирах. Він зробив більше 200 знімків, в тому числі і знімок ліктя індійського солдата з кулею, яка застрягла там. Також Бівор зміг виявити кулю, що потрапила в ногу генерала Вудхауса. На наступний рік Бівор виступив з доповіддю перед науковим співтовариством, і з того моменту Британія стала постійно використовувати на полі бою рентгенівські апарати. Інші країни поступово почали наслідувати приклад англійців.

Марія Кюрі

Одним з достоїнств апаратів була їх портативність. Під час Першої світової війни Марія Кюрі і її дочка Ірен привезли на фронт 20 рентгенівських апаратів в багажнику мікроавтобуса. Сьогодні мобільні апарати використовуються при лікуванні пацієнтів, які занадто хворі щоб самостійно прийти в радіологічне відділення лікарні.

4. Доказ збитку, що завдається металевими корсетами

В одному з найбільш ранніх відомих видів медичної візуалізації французький лікар Людовик О'Фолловел, щоб привернути увагу до однієї проблеми, зробив знімки торсів кількох жінок спочатку з металевими корсетами, а потім без них. Знімки чітко показують, як жорсткі металеві корсети здавлюють грудну клітку, і знаходяться там внутрішні органи. О'Фолловел зовсім не був прихильником повної заборони корсетів. Він лише хотів, щоб їх робили більш гнучкими. Саме це згодом і сталося. Знімки О'Фолловела, підкріплені думками інших авторитетних лікарів того часу, привели до того, що промисловість почала випускати більш вільні корсети.

Однак пізніше експерти задалися іншим питанням: чи мав право О'Фолловел використовувати рентген для того, щоб довести свою точку зору? У ті часи для того, щоб зробити знімок, що фіксується предмет піддавався дії променів дуже довго. Наприклад, щоб зробити в 1896-му році знімок передпліччя, потрібно 45 хвилин. Щоб зробити перший стоматологічний рентгенівський знімок, потрібно 25 хвилин. Жінки в корсетах піддавалися дії променів вдвічі довше, причому опромінювалися найбільш чутливі до радіації частини тіла: груди і живіт (а значить, і репродуктивні органи).

Небезпека радіації в той час вже була добре відома. Уже в перший рік випробувань променів лікарі реєстрували випадання волосся, почервоніння і лущення шкіри. Кларенс Даллі, працюючи з променями для Томаса Едісона, неодноразово піддавав свої руки впливу радіації, і тривало це як мінімум два роки. Згодом обидві руки були ампутовані, а сам Даллі помер від раку в 1904-му році. Більшість піонерів в дослідженні радіації (Марія і Ірен Кюрі, Джон Холл-Едвардс, Вільгельм Рентген) померли від захворювань, викликаних радіацією.

Однак світ не поспішав визнавати величезну небезпеку надмірної радіації. Жінки опромінювали собі яєчники для лікування депресії. Випромінювання використовувалося як засіб від стригучого лишаю, від прищів, від імпотенції, від артриту, від виразки і навіть від раку. У косметичних салонах клієнтів опромінювали для того, щоб на обличчі не росли волосся. Опромінювали зубну пасту, шоколад, воду. У 1920-1950-х роках у багатьох взуттєвих магазинах стояли рентгенівські апарати, що роблять знімки ніг клієнтів у взутті, щоб показати, наскільки добре вона сидить на ногах. В наші дні рентгенівські промені майже ніколи не використовуються для не-медичних цілей, однак і сьогодні підвищена радіація становить небезпеку. Одне дослідження показало, що 18500 випадків раку в усьому світі спровоковано саме медичним рентгеном.

5. Найперший катетер

Вернер Форсман

Працюючи хірургом в клініці Вікторії, Вернер Форсман висунув теорію про те, що гнучка трубка (катетер) може бути введена в пах або в руку пацієнта і по венах може бути доставлена ​​безпосередньо в серцевий пазуху.

Більшість експертів в той момент порахувало, що катетер не дійде до серця таким способом, тому начальство в клініці Вікторії відмовилося давати дозвіл на цей експеримент лікаря. Але Форсман це не злякало, і він вставив голку собі в ліву руку, а потім просунув катетер по головній вені через біцепс, минаючи плече, безпосередньо в серце. Для цього треба було всього 60 см трубки. Після цього Форсман спустився в рентгенівське відділення і зробив знімок, щоб довести, що катетер насправді дійшов до серця. Пізніше він виконував цю процедуру на собі ще кілька разів. На жаль, колеги Форсман висміяли його, вважаючи процедуру звичайним фокусом.

Збентежений, Форсман продовжив роботу, перекваліфікувавшись з хірурга в уролога. Він не знав, що важливість його внеску в медицину буде визнана не відразу, так що був дуже здивований, коли в жовтні 1956-го року у нього вдома задзвонив телефон, і йому повідомили, що він став лауреатом Нобелівської премії в області медицини і фізіології. Докотор просто запитав: «За що»?

6. Гіперфонографія

Одним з недоліків рентгенівської технології є те, що вона дозволяє побачити тільки образи щільних анатомічних структур, таких, як кістки або сторонні предмети (наприклад, кулі). Іншим недоліком є ​​те, що випромінювання небезпечно, і воно цілком може вбити дитину в утробі матері. Так що медичному світу був необхідний безпечний спосіб відображення менш щільних структур тіла. Рішення прийшло після краху «Титаніка» в 1912-му році.

Реджинальд Фессенден

Щоб краще виявляти айсберги, Реджинальд Фессенден запатентував пристрій, що випускає спрямовані звукові хвилі і фіксує їх відлуння, відбите від різних віддалених об'єктів. Його сонар був здатний виявляти айсберги на відстані в два кілометри.

У той же самий час вибухнула Перша світова війна, і німецькі підводні човни почали погрожувати транспортним судам союзників. Фізик Поль Ланжевен розробив гідрофон, який також використовував звукові хвилі для виявлення німецьких субмарин. 23 квітня 1916 го року була потоплена німецька човен US-3. Це була перша човен, виявлена ​​за допомогою гідрофону. Після війни технологія гідрофону використовувалася для виявлення дефектів у металах.

Карл Дуссік

В кінці 1930-х років німецький невропатолог і психіатр Карл Дуссік вважав, що за допомогою звуку можна заглянути в мозок і подивитися на інші частини тіла, які не видно в рентгенівських променях. Дуссік першим почав використовувати звук з метою діагностики. Більшу частину своєї роботи він виконав в Австрії. Пізніше він розширив і доповнив свої дослідження, і тоді світ вперше почув слово «гіперфонографія».

А через десять років лікар-акушер з Шотландії на ім'я Ян Дональд запозичив промисловий ультразвуковий апарат і використовував його для вивчення різних пухлин. Незабаром Дональд почав успішно використовувати цю машину для виявлення злоякісних пухлин і для контролю стану плода в утробі матері.

7. Перша комп'ютерна томографія

Одним з обмежень рентгенівських знімків є те, що на знімку з'являється все, що знаходиться між рентгенівською трубкою і самим знімком. В результаті будь-які патології, такі як пухлини, можуть бути приховані тканинами, органами і кістками, що знаходяться вище або нижче.

У 1930-х роках почався розквіт томографії. Це був рентген певних рівнів тіла, а все, що знаходилося вище або нижче необхідної площині, на знімку виглядало розмитим. Робилося це шляхом переміщення рентгенівської трубки в ході зйомки. Трубка могла переміщатися в трьох площинах людського тіла: саггитальной (зліва направо), корональної (спереду назад), і осьової, вона ж площину поперечного перерізу (від ніг до голови).

Годфрі Хаунсфілд

А в 1967-му році вчений з EMI на ім'я Годфрі Хаунсфілд винайшов осьової томограф. EMI також є звукозаписною компанією, яка продала 200 млн записів групи «The Beatles», так що вона використовувала свої кошти для того, щоб фінансувати Хаунсфілда протягом чотирьох років. Саме стільки йому було потрібно для того, щоб створити прототип апарату. У його сканері замість плівки використовувалися датчики, а пацієнт просто проїжджав між трубок і сенсорів із заданою швидкістю. Після чого комп'ютер реконструював анатомічна будова пацієнта. Сьогодні це називається просто: комп'ютерна томографія. 1 жовтня 1971 го року Хаунсфілд вперше використав власний винахід для виявлення пухлини в мозку жінки.

8. Перша магнітно-резонансна томографія

При магнітно-резонансної томографії машина створює статичне магнітне поле, яке вибудовує всі протони в тілі пацієнта в одному напрямку. Потім короткі сплески радіохвиль зміщують ці протони, і як тільки радіохвилі відключаються, комп'ютер вимірює час, який знадобився для того, щоб перебудувати протони. Після чого комп'ютер використовує ці виміри для того, щоб реконструювати образ тіла пацієнта.

Реймонд Дамадьян

Може здатися, що машини для комп'ютерної томографії (КТ) та магнітно-резонансної томографії (МРТ) дуже схожі, однак вони різні. КТ використовує потенційно небезпечну радіацію, тоді як МРТ цього не робить. Крім того, МРТ показує органи і м'які тканини набагато краще, ніж КТ. МРТ використовується тоді, коли лікар хоче бачити стан спинного мозку, зв'язок і сухожиль. З іншого боку, КТ дає можливість краще розглянути пошкодження хребта та кісток.

Перший МРТ-сканер тіла придумав фізик Реймонд Дамадьян в 1969-му році. У 1971-му році він вперше опублікував свою теорію про цей пристрій в журналі Science Magazine. У березні 1972 го року Дамадьян запатентував свій винахід. А 3 липня 1977 го року було проведено перше МРТ-сканування людини.

Знімок грудей Ларрі Мінкоффа

Оскільки жоден з його співробітників не хотів лізти в новий сканер, Дамадьян поліз туди сам. Коли нічого не спрацювало, співробітники припустили, що їх начальник був занадто великим. Один з присутніх аспірантів, Ларрі Минкофф був стрункішою і викликався спробувати. На зображенні вище ви бачите знімок грудей Мінкоффа.

9. Лапароскопія

Хірурги протягом століть видаляли з животів людей найрізноманітніші речі. І ці животи завжди були розкриті. Це робило пацієнта дуже сприйнятливим до інфекцій, і для відновлення після операції потрібно тривалий час.

Але в 1901-му році лікар-гінеколог фон Отт з Петрограда представив лапароскопію - метод, при якому операція проводиться не через великий отвір, а через одне або кілька маленьких отворів або щілин. Хірург при цьому дивиться прямо в живіт або в груди пацієнта за допомогою пристрою, який на вигляд нагадує мініатюрний телескоп. Замість того, щоб використовувати свої руки, хірурги використовують щипці, ножиці, затискачі та інші інструменти на дуже довгих стержнях.

На жаль, це також означає, що хірург, який робить подібні операції, повинен часом приймати найнесподіваніші пози, щоб подивитися туди, куди потрібно. Один хірург одного разу згадував, що йому довелося лягти на стегно пацієнта для того, щоб видалити його жовчний міхур. А через 2,5 години такої операції лікар був повністю виснажений. Саме з цієї причини лапароскопія має обмежене застосування.

10. Трьох- і чотиривимірний ультразвукове дослідження

Протягом тридцяти років ультразвук був обмежений тільки двома вимірами, в яких апарати спочатку посилали звукові хвилі, а потім фіксували відлуння. Мільйони батьків героїчно намагалися, але так і не змогли розібрати на чорно-білих знімках, як же виглядає їхня дитина. З 1970-го року вчені працюють над тривимірним ультразвуковим дослідженням (УЗД) дітей. Звукові хвилі посилаються під різними кутами і в різних напрямках, потім з отриманого луни реконструюється образ дитини. Майже так само, як це робить томограф.

У 1984-му році Кадзунорі Баба з Токійського інституту медичної електроніки став першою людиною, якій вдалося отримати тривимірне зображення немовляти в утробі матері. Але якість зображення і кількість часу, який буде потрібний для реконструкції образу (10 хвилин) зробило метод діагностично непридатним.

Олаф фон Рамм

У 1987-му році Олаф фон Рамм і Стівен Сміт запатентували перший швидкісний метод тривимірного УЗД, який дозволив підвищити якість зображення, і скоротити час його обробки. А потім почався справжній бум ультразвуку, особливо після додавання чотиривимірного УЗД, при якому батьки отримують можливість розгледіти руху своєї дитини.