В 2003 году Полу Латербуру за это изобретение была вручена Нобелевская премия. Он разделил ее с британским ученым Питером Мансфилдом, который сумел многократно ускорить получение изображения. Изначально томограмма могла занимать часы, в зависимости от размера объекта.
Еще в 70-е Пол Лотербур хотел запатентовать свое изобретение, но университет Нью-Йорка, где он проводил основные работы, не счел нужным это делать, не ожидая никакой коммерческой выгоды от изобретения. «Не самое дальновидное решение», — сдержанно отозвался об этом профессор Лотербур, получая Нобелевскую премию.
Но интересно, что другой человек, Реймонд Дамадиан, тоже исследователь, который примерно в те же годы проводил похожие эксперименты, создал реально действующий, коммерчески доступный аппарат. Открыл производство МРТ и получил все финансовые дивиденды. Он запатентовал технологию в отличие от Пола Лотербура, но не стал лауреатом Нобелевской премии и был очень уязвлен этим. Он писал открытые письма в крупнейшие мировые журналы и газеты, что Нобелевская премия вручена за его изобретение другим людям. Но решение Нобелевского комитета осталось неизменным.
МРТ позволило увидеть совершенно другое. Моя кандидатская диссертация была посвящена изучению активности коры головного мозга с помощью функциональной МРТ (собственно, ее изобрел сэр Питер Мэнсфилд). С помощью МРТ и КТ (о ней речь пойдет дальше) мы быстро и четко видим структуру. С помощью фМРТ мы можем увидеть функцию: как кровоснабжается мозг, какие отделы коры активизируются, когда человек двигает пальцами или видит изображение, или чувствует запах. С помощью МРТ можно уйти на уровень физиологии, химии, сделать неинвазивную биопсию, посмотреть химический состав ткани мозга — это захватывающие, удивительные возможности.
Ставшая сегодня всем известной аббревиатура КТ (еще пару лет назад журналисты умудрялись расшифровывать ее как «котэ», очевидно думая о котиках) — это огромный шаг в развитии рентгенологии и во многих случаях замена рентгенодиагностики. Первый компьютерный томограф был создан почти одновременно с первым магнитно-резонансным.
Принцип действия компьютерного томографа — рентгеновское излучение (в отличие от магнитно-резонансного). Но почему томография? Что это слово означает? «Томи» означает разделение, разрезание. И первые томографии (разумеется, не компьютерные) проводил… Леонардо де Винчи, когда изображал структуру тела в формате послойной анатомии. Любой врач, проходивший курс анатомии в медицинском институте, знает, насколько важно увидеть именно изображение срезов человека, его органов, чтобы детально увидеть нарушения. Через триста с лишним лет после Леонардо первым в России этот подход применил Николай Иванович Пирогов (1810–1881), создав ледяную анатомию. Пожалуй, ее можно назвать прообразом современной томографии.
Зимой 1850–1851 годов в Обуховской больнице в Санкт-Петербурге он изучал анатомию на замороженных телах и создал уникальный атлас «ледяной анатомии», где детально показаны все соотношения органов. Это было около 1000 рисунков и 240 таблиц. Эти срезы тогда совершенно буквально именовались «распилами», поскольку именно так они и добывались. Когда к 1859 году было подготовлено полное издание на латыни, оно составило четыре тома. Ледяную анатомию Пирогова хорошо знали и применяли и за рубежом.
И вот, сто лет спустя… В 1960-х, под музыку Beatles во всю шла разработка компьютерной томографии. И музыка Beatles здесь не просто признак времени. Изобретатель компьютерного томографа Годфри Хаунсфилд (1919–2004), удостоенный за это изобретение Нобелевской премии 1979 года в области медицины, работал в Electrical and Musical Industry Ltd (EMI), которой принадлежала и сеть звукозаписывающих студий, подаривших миру хиты ливерпульской четверки.
Надо сказать, что появление компьютерного томографа спасло не только миллионы пациентов в отдаленной перспективе, это изобретение также спасло карьеру самого Годфри Хаунсфилда, так как к концу 60-х компания стала терять интерес к проектам инженера, и ему было необходимо срочно предложить что-то невероятное. Он рассказал об идее компьютерной программы, которая соединила бы рентген-изображения, полученные одновременно под разными углами для формирования объемного изображения. Идея получила одобрение британского министерства здравоохранения, и был выделен грант. Так, в 1971 году в больнице в Уимблдоне появился первый компьютерный томограф. Поначалу он был предназначен для исследования исключительно мозга: первым делом КТ был испытан на препарате человеческого мозга, следующим «пациентом» стал коровий мозг из ближайшей мясной лавки, затем Хаунсфилд решил испытать аппарат на себе. В 1972 году начался серийный выпуск аппаратов для компьютерной томографии головы. КТ-сканеры для тела были разработаны к 1975 году.
В первых компьютерных томографах вокруг пациента вращался весь аппарат, источник рентгеновских лучей. Сейчас, как многие, наверное, видели, в томографе вращается рентгеновская трубка, сам аппарат остается неподвижным. В результате из самых разных точек, в разной проекции создается множество изображений, и с помощью очень сложных методов реконструкции формируется томограмма.
На самом деле в любом случае, даже когда мы проводим классическое рентгеновское исследование, мы обязательно делаем снимок в двух проекциях. Потому что если все структуры накладываются на одну плоскость, мы не видим соотношения органов и не понимаем, даже если нашли, например, в грудной клетке какой-то очаг, он находится спереди от сердца или сзади. Для этого делается снимок в боковой проекции. Но на рентгенограмме этот очаг все равно накладывается на все остальные структуры — ребра, средостений, сосуды, нервные пучки — словом, разглядеть детали довольно сложно. Логичный шаг дальше — получить не 2 проекции, а 360, с каждого градуса окружности. И так изображение всех органов.
Таким образом, томография позволяет дифференцировать все структуры внутри. Это резко повышает контрастность в исследовании. Мы видим четкую картинку. К счастью, метод стал очень доступным.
А первый томограф в СССР когда-то появился из-за болезни одного из членов Политбюро. Собрался консилиум: то ли инсульт, то ли опухоль мозга. Как поставить точный диагноз? И кто-то из врачей робко предложил сделать томографию: мол, появился за рубежом такой метод. И действительно закупили два аппарата. Один поступил в 4-е управление Минздрава СССР. Отделением руководил теперь уже академик Сергей Константинович Терновой (род. 1948). А другой томограф был доставлен в Институт неврологии РАМН. И это было чудо! Люди впервые смогли увидеть, что находится внутри черепной коробки — небывалое чудо!
Впрочем, до этого тоже проводили визуализацию мозга: чтобы увидеть его структуры, нужно было вводить воздух в спинномозговой канал, постепенно воздух заполнял желудочки мозга, и тогда как-то можно было увидеть его очертания. А при определенном напряжении зрения предположить, что, возможно, в какой-то точке есть какое-то объемное образование… Бой в Крыму, все в дыму, ничего не видно. А теперь удалось заглянуть внутрь черепной коробки и осуществить мечту Леонардо да Винчи и Пирогова о получении прижизненных диагностических срезов.
Начались активные исследования структур головного мозга. А среди врачей 4-го управления была своевременно проведена методическая работа: нельзя ставить диагноз «атрофия мозга» или, например, «энцефалопатия». Мало ли, что там на картинке, это ж такие пациенты!
Потом метод рванул вперед на огромной скорости. В 2000-х произошел новый ренессанс лучевой диагностики: появилась мультиспиральная или мультисрезовая компьютерная томография (МСКТ). Стали появляться аппараты 4-хсрезовые, 16-тисрезовые. 256, 320, 512, 640 срезов, все дальше и дальше. Невероятная гонка! Еще больше срезов, еще тоньше. Но на самом деле 64 среза — это самые рабочие лошадки. На таких аппаратах делается большинство исследований.
Однако компьютерная томография стала дополнением, а не заменой рентген-диагностики, которая включает в себя, помимо классического рентгена, ангиографию (исследование сосудов, эта тема уже была затронута выше), маммографию (исследование молочной железы), денситометрию (измерение плотности костной ткани) и флюорографию (по сути рентгенографию органов грудной клетки). Постепенно, КТ почти полностью или полностью заменит рентгенодиагностику в исследованиях черепа, легких, живота.
Конечно, со времен Рентгена и Теслы технологии существенно изменились, новым ее витком стал цифровой рентген. Это означает, что изображение формируется в электронном виде (а не на пленке, которую надо было раньше проявлять).
И даже старая добрая флюорография, которая применяется повсеместно с 50–60 годов с единственной целью — выявление признаков туберкулеза, готовится к подключению к системе искусственного интеллекта. Сама по себе флюорография в значительной степени уже пережиток, да и в России она постепенно уходит в прошлое, заменяется на цировой рентген (для выявления туберкулеза) и НДКТ (для скрининга рака легкого). Но пока не сдает позиций. И искусственному интеллекту запросто можно доверить это несложное исследование, поскольку оно все еще широко применяется и дает однозначный результат.
Интересное и не потерявшее актуальности направление старой доброй ренгенографии — рентгеноскопия. В чем разница? Когда я только учился на врача-рентгенолога, я много проводил исследований желудка или кишечника — и это была именно рентгеноскопия.
Те, кому делали рентген желудка, наверняка знают, что во время исследования приходится пить барий. Он дает повышение плотности, тень. Во время рентгеноскопии я, рентгенолог, нахожусь рядом с пациентом и здесь же на экране вижу изображение. Прошу пациента сделать глоток бария — и сразу вижу, как барий скользит по пищеводу, попадает в желудок. Дальше могу положить пациента, дать еще бария и попросить повернуться на правый бок — теперь я вижу, как барий перетекает в двенадцатиперстную кишку. То есть, видна вся перистальтика, вся работа пищеварительного канала, и, наблюдая движение бария по кишечнику, мы получаем киноизображение всего пищеварительного процесса. Иногда наоборот, барий вводится вместе с воздухом через прямую кишку. И можно, дополнительно переворачивая пациента, надавливая в разных местах, посмотреть, как перемещается барий, нет ли какого-либо новообразования или сужения в кишечнике. Таким образом, рентгеноскопия — это исследование во времени, функциональная диагностика, а рентгенография предполагает статичные снимки, чаще всего легких, костей, сустав, различных отделов позвоночника, молочных желез.