Интересные факты о томографии

Магнитно-резонансная томография уже давно стала повседневной реальностью, которая сотнями процедур ежедневно назначается специалистами клиник. Тем не менее, пациенты (и многие врачи) не все знают об этом виде исследования. Томография не только используется, как строго медицинская технология, но и применима в повседневной жизни в разных направлениях. Некоторые интересные факты о томографии обсудим в материале ниже.

Немного истории

Обнаружение такого процесса, как ядерно-магнитный резонанс, и его изучение в молекулярных пучках привело к вручению Нобелевской премии в 44 году 20 века, а в 1952 году эта же награда была адресована ученым, изучавшим ядерно-магнитный резонанс в жидких и твердых телах. Впоследствии этот принцип стал применяться в работе медицинского аппарата. Первым предложил применять магнитную томографию в диагностике заболеваний советский научный деятель Владислав Иванов, устройство которого (первый прототип магнитно-резонансной установки) было удостоверено патентом Советского Союза в 1960 году.

В последующие годы технология дорабатывалась. Только в 1979 были проведены первые клинические опыты работы магнитно-резонансной томографии, а через год был создан первый коммерческий МР-аппарат. Единицей измерения магнитного поля томографа принята Тесла, названная так в честь изобретателя Николы Теслы. Первые установки начали работу за рубежом в первой половине 80-годов ХХ века, а в 90-х годах по всему миру насчитывалось более 5000 магнитно-резонансных аппаратов.

Техническая часть

С течением времени строение и конфигурация магнитно-резонансных томографов менялась. Разные производители предлагают свои вариации аппаратуры, отвечающие разным медицинским потребностям. Так, некоторые технические особенности и решения можно считать удивительными:

• Если сравнивать мощность магнитного поля Земли и высокопольного аппарата МРТ, разница насчитывает 10 тысяч раз, но не в пользу планеты. Природное магнитное поле достигает мощности в 0,00005 Тесла, тогда как экспертные томографы начинают частотность от 1,5 Тесла и более.
• За один раз человек может обследовать все тело и каждый его участок в отдельности под любым углом. При этом не нужно менять положение тела, достаточно лежать в поле действия томографа неподвижно.
• Самый мощный в мире томограф обладает мощностью в 9,4 Тесла. Разработки по созданию аппарата с индуктивностью 11,7 Тесла ведутся в настоящее время. Для сравнения – магниты, установленные в Большом адронном коллайдере, обладают мощностью в 10 Тесла.
• Стандартно в установках применяются магниты, средний вес которых составляет 4 тонны. Самый мощный томограф на сегодня весит 45 тонн.
• Для охлаждения аппаратуры применяется жидкий гелий, так как он обладает самой низкой точкой кипения из известных веществ. Чтобы охладить один томограф, необходимо 1,7 тысяч литров жидкого гелия.
• Крио-температура жидкого гелия внутри МРТ составляет минус 260 °С, тогда как продукты внутри обычной морозильной камеры замораживаются до минус 40-80 °С.

До момента, когда МР-аппаратура приобрела всем знакомые очертания, в математической науке, физике и компьютерной технике были совершены прорывы, изобретения и получен целый ряд премий Нобеля. Совершенствование технологии происходит до сих пор. Совсем недавно в Швейцарии и Соединенных Штатах появились установки, в которых совмещены функции МРТ и ПЭТ-сканера (ПЭТ-МРТ). Они относятся к самому дорогостоящему виду оборудования, пока выпущено не более 50 машин во всем мире.

Влияние МРТ на искусство

Медицинская тематика, включая МР-сканирование, вдохновляет некоторых представителей искусства на необычные творения.

Популярные сериалы о врачах и медицине нередко затрагивают сюжеты использования МРТ. Специалисты также смотрят TV, поэтому нередко разоблачают киноляпы и возникающие под их влиянием мифы о магнитно-резонансном сканировании. Так, распространенными ошибками кинематографа является:

• Представление, что во время включения МРТ все металлические предметы, расположенные рядом, к нему притягиваются. На самом деле магнит, встроенный в аппаратуру, работает всегда, а не только после включения. Чтобы металл начал притягиваться к установке, он должен быть небольших размеров и находиться не далее метра от томографа.
• Терапевты и обычные диагносты могут сами расшифровать снимки томографии. На самом деле, в сложных ситуациях без экспертного мнения рентгенологов не обойтись.
• МРТ головного мозга нельзя использовать в качестве детектор лжи. В одно из эпизодов фильма «Доктор Хаус» врач понял, что пациентка его обманывает, когда во время сканирования наблюдал за подсвечиванием отдельных участков головного мозга. При этом доктор беседовал с больной, что также может быть затруднено во время реальной процедуры. Установка издает громкие звуки, что затрудняет свободное общение.
• Сильное воспаление татуировок во время томографии. Это могло быть реальностью в годы, когда татуировочный пигмент содержал большое количество металлических частиц в составе. Современные материалы для татуировок абсолютно безопасны для последующих МРТ-процедур.
• Титановые пластины в теле препятствуют использованию томографии. Амагнитные сплавы с титаном в составе, применяемые в современной имплантологии, не мешают проведению МРТ.

Еще на один интересный сюжет подтолкнула магнитная томография создателей сериала «Теория большого взрыва». В одном из эпизодов гениальный физик Шелдон Купер преподносит возлюбленной в качестве подарка МРТ-снимок, на котором отображена подсвеченная кора его головного мозга. Эффект свечения главный герой объяснил тем, что в момент сканирования думал о своей возлюбленной. В картине это прозвучало романтично, но в реальности такой эффект невозможен, по крайней мере пока.

Нестандартное применение МРТ

На МР-аппаратуре можно запечатлеть не только заболевания. В свое время при помощи оборудования были зафиксированы процессы глотания, рождения ребенка, пения и даже полового акта. Кстати, обследовать можно не только человека, но и животных. Первые испытания МР-оборудования проводились как раз на братьях наших меньших. Еще в 1980-х годах обследовали собак, а в последние годы эта процедура стала очень популярной. Связано это с растущей доступностью МРТ и высоким качеством ветеринарных услуг

Технолог Энди Эллисон пошел еще дальше. Как сотрудник Биомедицинского томографического центра, он тестировал новое оборудование, использовал при этом фрукт и овощи. Из полученных сканов Энди создал анимированные изображения. Вышло занятно, что позволило многим взглянуть на привычную тыкву, огурец или гранат с другой точки зрения.

Нестандартным, но все-таки научным способом применения томографии считается сканирование мумий. Археологи давно приняли на вооружение технологию МРТ, чтобы исследовать древние артефакты, не повреждая их. Магнитно-резонансный скрининг позволяет это делать, не разрушая тканей.

Повседневное применение МРТ

В прививочном использовании томографии также много интересно. Например, не все знают, что есть специализированные центры для детей, где обследовать маленького пациента можно в комфортной для него обстановке. Устрашающий и шумный аппарат МРТ может быть «переоборудован» в космический корабль, подводную лодку, морскую шхуну или пещеру в джунглях. Для каждого возраста и общего состояния можно подобрать приятную или отвлекающую обстановку.

Это касается и взрослых пациентов, страдающих разной степенью клаустрофобии. К слову, животные, малолетние дети и взрослые пациенты с паническими атаками в закрытом пространстве проходят обследование под действием медикаментозного сна. Легкий вариант наркоза не имеет противопоказаний, действует несколько минут, не требует периода восстановления.

Нескучные факты о КТ

Вечной «соперницей» магнитно-резонансного сканирования служит компьютерная томография.

• Прототипом послойного изучения внутренних органов послужил опыт Николая Ивановича Пирогова, который в середине 19 века на срезах тел замороженных трупов в разных плоскостях создал «ледяную» анатомию. Снимки из научной работы до сих пор используются в обучении современными студентами-медиками.
• По официальным данным первые математические алгоритмы для проведения компьютерной томограммы были рассчитаны в 1917 году австрийцем И. Радоном, а получили подтверждение в 1963 году в работе американца А. Кормака. Но есть доказанный факт, что еще в 1935 году советский математик В. И. Феоктистов обосновал алгоритмы Радона и изобрел установку для послойного изучения органов.
• Еще одной попыткой создать рентгеноконтрастный аппарат для диагностики отделов головы была запатентованная машина невролога Уильяма Олдендорфа. По легенде в середине 20 века врач наблюдал за отбраковкой подгнивших помидоров на специальном оборудовании и решил, что этот же принцип можно использовать для поиска заболеваний мозга. В коммерческий оборот изобретение доктора так и не попало.
• Первый коммерческий компьютерный томограф появился благодаря британской группе Beatles. Музыканты в начале своего творческого пути заключили контракт с многоотраслевой компанией EMI, один из инженеров которой работал над созданием КТ. Когда пластинки группы стали продаваться огромными тиражами, часть прибыли пошла на финансирование проекта, и в 1972 году вышел полноценный коммерческий аппарат, которым оснастили больницы Лондона.
• Обычный сканер на пропускных пунктах можно заменить компьютерным томографом. Так и сделала администрация нескольких аэропортов Израиля, установив аппараты CT-800 для проверки багажа.
• Наравне с магнитно-резонансным аналогом томографии КТ применяется археологами. Метод показал свою состоятельность при исследовании позвонков в хвосте тираннозавра Рекса. При помощи компьютерного исследования удалось выяснить, что жители Помпей в большинстве своем погибли не от удушья при извержении вулкана, а от многочисленных травм из-за падения обломков обрушившихся домов. Не так давно посредством КТ было раскрыто убийство 2,5-тысячелетней давности. Изучая останки мумии, принадлежавшей женщине из Египта, было выяснено, что умерла она не своей смертью, а в результате ножевого ранения.

Литература

1. Кармазановский Г.Г., Гепатоспецифическое МР-контрастное средство гадоксетовая кислота и результаты его клинического применения. - Видар, 2020.
2. Шуракова А.Б., Магнитно-резонансная ангиография с контрастным усилением. - Видар, 2013.
3. Б.Маринчек, Неотложная радиология. тт.1,2. - Видар 2008.