Взамен легких, где кровь обогащается кислородом, С. Брюхоненко применил аэратор (теперь его называют оксигенатором), представляющий собой широкий цилиндр, заполненный свежей кровью, через которую под давлением пропускается насыщенный кислородом воздух.
Аппарат Брюхоненко позволил впервые осуществить кровообращение не только в изолированном органе, но и во всем организме.
Временное выключение работы сердца и легких открыло широкие возможности для оперативного вмешательства. Ныне врачи и инженеры как у нас в стране, так и за рубежом конструируют различные аппараты искусственного кровообращения. Их устройство постоянно совершенствуется. Но во всех современных моделях сохраняются все основные узлы автожектора Брюхоненко: оксигенатор (искусственные легкие) и насосы, обеспечивающие циркуляцию крови (искусственное сердце). За выдающееся открытие С. Брюхоненко посмертно, в 1965 году, был удостоен Ленинской премии.
Искусственное кровообращение позволяет лечить почти все виды врожденных и приобретенных пороков сердца оперативным методом. Хирурги смело «выключают» сердце на длительное время — на полчаса, час, а иногда и дольше.
Методы «слепых» пальцевых и инструментальных внутрисердечных манипуляций успешно дополняются операциями на открытом сердце. С помощью аппаратов «сердце — легкие» осуществляется не только рассечение и иссечение тканей сердца, но и реконструкция его клапанного аппарата и аорты, и это дает возможность полностью устранить сложные комбинированные, врожденные и приобретенные пороки сердца.
Другая идея С. Брюхоненко — о поддержании жизни изолированного органа — также находит сейчас практическое применение при операциях по пересадке органов и тканей.
Помимо искусственного кровообращения, современная хирургия обогатилась также новейшими методами обезболивания с помощью наркозных автоматов и полуавтоматов. От попыток снять боль различными одурманивающими средствами (мандрагорой, индом, коноплей, алкоголем и др.) через открытие наркотического действия эфира и хлороформа наука пришла к современной анестезиологии. Теперь человек может находиться под наркозом долгие часы, а врачи с помощью современных технических средств управляют его дыханием, давлением крови, следят за составом дыхательных газов и др. Техническая вооруженность врача позволяет получать разносторонние сведения о живом организме, о физиологическом состоянии органов в норме и в период расстройства.
Температура человеческого тела тысячелетиями была едва ли не самым главным фактором в оценке состояния организма. Основоположники медицины Гиппократ, Авиценна, Везалий, Паре и Пирогов по изменению температуры тела под мышкой или в прямой кишке не только оценивали состояние больного, но и ставили диагноз заболевания.
Принципиально новым методом исследования стало тепловидение. По оценке интенсивности инфракрасного излучения тканей улавливают начальные изменения в органах, распознают сосудистые воспалительные заболевания. В недалеком будущем тепловидение будет способствовать раннему обнаружению опухолей. Снижение или повышение инфракрасной радиации, улавливаемое с помощью оптико-электронных приборов-тепловизоров, появившихся в хирургических клиниках, помогает врачу не только ставить точный диагноз, но и следить за состоянием больного в процессе лечения.
Говоря об инфракрасном излучении тканей живого организма, нельзя не отметить, что все мы окружены целым комплексом физических полей. Исследования, проведенные в институте радиотехники и электроники АН СССР академиком Ю. Гуляевым и доктором физико-математических наук Э. Годиком, доказали, что вокруг человека располагается буквально радуга физических полей: инфракрасное, поле сверхвысокой частоты, электрическое, магнитное поле, акустическое и акусто-тепловое излучение, аэрозольно-ионная атмосфера. Человек обладает даже собственным гамма-излучением!
Причем каждый орган, каждая ткань, даже каждая клетка обладают своим специфическим комплексом физических полей.
Пока что современная медицина еще плохо представляет себе возможности научного и практического значения полученных фактов. Но то, что настоящие открытия позволят по-новому взглянуть на многие традиционные медицинские проблемы, дадут большие возможности диагностике (что уже сейчас видно), а также и лечению различных заболеваний, — тут сомневаться не приходится.
Важное значение для хирургии имеет открытие ультразвука, который используется в диагностике сердечных заболеваний. Установлено, что скорость распространения звуковых волн в тканях неодинакова, в силу чего можно получить изображение внутренних стенок полостей сердца. Изучая ультразвуковое отражение от работающего сердца, кардиохирурги получают данные о сократительных движениях его контуров и оценивают работу клапанного аппарата сердца.
В последние годы начинает широко применяться в различных разделах хирургии ультразвук, особенно в травматологии и ортопедии. Впервые ультразвуковая «сварка» костей была применена при лечении переломов, а также для заполнения дефектов костной ткани. Разрабатывается и осваивается в клинике ультразвуковая сварка кровеносных сосудов, стволов периферических нервов. Ведутся исследования по лечению ультразвуком инфицированных ран.
Проходит апробацию «глазной электромагнит», предназначенный для извлечения металлических соринок, внедрившихся в глазное яблоко. Пульсирующее магнитное поле прибора, приставленного к месту нахождения инородного тела, раскачивает его и освобождает из тканей глаза без оперативного вмешательства.
При изучении мягких тканей тела человека врачам часто приходится употреблять «контрастные вещества», чтобы сделать отдельные органы видимыми для рентгеновских лучей. Хорошо известен «бариевый суп», который дают пациентам перед рентгенологическим исследованием желудка или кишечника. «Бариевый суп» безвреден для организма человека. Но при некоторых просвечиваниях, например, мозга, когда требуется сделать инъекции контрастного вещества в желудочки мозга, это очень болезненная и опасная процедура. Поэтому поиски ученых были направлены на то, чтобы сделать диагностические исследования щадящими и менее опасными.
Сейчас в медицинской практике начал применяться новый метод исследования внутренних органов человека — магнитная интроскопия — метод, основанный на явлении ядерного магнитного резонанса. С его помощью оказалось возможным получать изображения любого требуемого сечения тела человека без всякого ущерба организму.
Новый аппарат дает возможность рассмотреть ранее недоступные подробности. В головном мозге четко выделяются опухоли и бляшки, которые служат симптомами рассеянного склероза. При рассеянном склерозе у больных нередко двоится в глазах, самопроизвольно утрачивается контроль над движениями. Но от тех же самых расстройств люди могут страдать и при иных заболеваниях, не столь трудно излечимых, как рассеянный склероз. До сих пор нельзя было установить четкое различие между симптомами разных заболеваний. А от правильности диагноза зависит и правильность назначенного лечения. Теперь же, используя магнитный интроскоп, врач может определенно сказать — рак у больного, рассеянный склероз или что-то другое, и назначить правильное лечение.
Несомненно, вскоре появятся новые открытия, связанные с тем, что с помощью магнитного интроскопа можно «вглядываться» в химические процессы, происходящие внутри организма, в каждом органе. Используя явление ядерного магнитного резонанса, можно изучать поджелудочную железу, чтобы определить, достаточно ли она вырабатывает инсулина, если у больного врач подозревает сахарный диабет. Можно рассматривать мышечную ткань, чтобы установить биохимические нарушения при дистрофии мышц или определить, правильно ли ведутся тренировки у спортсменов. Можно определить, является ли обнаруженная опухоль доброкачественной или она злокачественна.
В будущем магнитный интроскоп позволит одновременно отображать и топографию, и химические процессы в теле человека. Он будет исследовать различные органы и одновременно давать информацию о всех происходящих в них химических процессах, которая будет накладываться на визуальную картину.
Как же работает магнитный интроскоп?
Принцип действия нового аппарата сравнительно прост. Если обычный сканирующий рентгеновский аппарат посылает пучок лучей для просвечивания тела, замеряет интенсивность лучей, прошедших насквозь, после чего ЭВМ преобразует эти измерения в «карты сечений», то магнитный сканирующий интроскоп заставляет сами органы человеческого тела посылать радиосигналы, которые можно анализировать на ЭВМ и превращать их в топографическое изображение внутреннего органа.
Радиосигналы испускаются атомами водорода в нашем теле. Каждый орган состоит, грубо говоря, не менее чем на три четверти из воды, соединения водорода с кислородом. Вот почему внутренние органы содержат невообразимо огромное число атомов водорода. Во время магнитной интроскопии каждый атом водорода испускает радиосигнал, и суммарный радиосигнал можно зарегистрировать. Для того чтобы заставить атомы водорода излучать радиосигналы, в магнитном интроскопе используется мощный электромагнит. Пациента помещают в рабочее пространство этого электромагнита. При работе интроскопа попеременно включается и выключается ток, идущий через обмотку электромагнита. Одновременно регистрируются радиосигналы.
Ядро каждого атома водорода является крошечным магнитиком. Обычно многие миллионы таких магнитиков ориентированы своими полюсами в пространстве в случайных направлениях. Но когда включается электромагнит, все они поворачиваются в одну и ту же сторону. Когда же электромагнит выключен, ядра начинают «покидать строй», и каждое ядро вследствие того, что оно вращается, испускает радиосигнал. Хотя ядра всех атомов водорода тождественны друг с другом, их радиосигналы неодинаковы, потому что характер сигнала зависит от того, где именно располагается атом в пространстве «обмотки» и какие другие атомы его окружают. Вся эта огромная «мешанина» радиоизлучений обрабатывается при помощи электронно-вычислительной машины и преобразуется в изображение органов тела, на котором явственно видны признаки заболеваний. Ведь атомы внутри опухолей, язв или сгустков крови испускают радиосигналы, отличающиеся от радиоизлучений близлежащих здоровых тканей организма.