ГЛАВА 1 ПРЕДМЕТ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ И КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЕЕ МЕТОДОВ

1.1. ВВЕДЕНИЕ

В наше бурно меняющееся время, когда одна революционная технология сменяет другую, невозможно вообразить, что до конца XIX в. у врачей не было никакой возможности заглянуть внутрь человеческого тела. Лучевая диагностика появилась лишь в 1895 г., когда немецкий ученый Вильгельм Конрад Рентген (Wilhelm Conrad Roentgen) с помощью Х-лучей получил первый снимок костей кисти. После этого за короткий срок методы рентгенологии стали использоваться при исследовании легких, сердца, пищевода, желудка и других органов. Появлялись новые аппараты и методики, постоянно расширялась область применения Х-лучей, в некоторых странах получивших название «рентгеновских» - по имени первооткрывателя. В течение десятилетий рентгенология была практически единственным методом лучевой диагностики.

Новый виток развития специальности произошел во второй половине ХХ в. Появились ультразвуковые методы диагностики, ангиография, термография. Однако поистине революционные преобразования начали происходить после создания рентгеновской компьютерной томографии (КТ) и магнитно-резонансной томографии

(МРТ).

1.2. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МЕТОДОВ

ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ

Для лучевой диагностики, как ни для какой другой области медицины, очень велика роль технических инноваций, которые позволяют по-новому взглянуть на многие проблемы диагностики и лечения. Все основные открытия в области лучевой диагностики были отмечены Нобелевскими премиями.

Рождение лучевой диагностики как науки и позднее специальности состоялось 8 ноября 1895 г., когда профессор Вюрц- бургского университета Вильгельм Конрад Рентген (рис. 1-1), проводя эксперименты с катодными трубками, открыл Х-лучи, названные впоследствии в его честь «рентгеновскими лучами». Уже 22 декабря 1895 г. Рентген произвел 15-минутную экспозицию Х-лучами руки своей жены Берты и получил снимки костей кисти с кольцами на пальцах (рис. 1-2).

Рис. 1-1. Вильгельм К. Рентген

Рис. 1-2. Первая рентгенограмма (кисть жены В.К. Рентгена)

Сообщение об открытии Вильгельма К. Рентгена произвело сенсацию в научном мире. Уже в январе 1896 г. приват-доцент МГУ П.Н. Лебедев выступил с сообщением об открытии Рентгена. В течение 1896 г. рентгеновские снимки были выполнены в ведущих клиниках и лабораториях Вены, Парижа, Лондона, СанктПетербурга и Москвы. В России первый рентгеновский снимок выполнил знаменитый ученый Александр Степанович Попов. В деле применения Х-лучей Россия всегда находилась на передовых рубежах. Так, например, одним из первых применил рентгенологическое исследование во фронтовых условиях хирург Н.Н. Кочетов. Он наладил работу рентгеновских аппаратов в условиях осажденного Порт-Артура

во время Русско-японской войны 1904-1905 гг. В 1918 г. в Петербурге открылся первый в мире рентгенологический, радиологический и раковый институт. В Петербурге был открыт и первый в мире памятник В.К. Рентгену. Открытие Вильгельма Рентгена дало старт целой серии потрясающих открытий.

Изучая в 1896 г. в Париже один из рентгеновских снимков, Антуан Анри Беккерель заинтересовался механизмом образования Х-лучей и, в частности, их связью с флюоресценцией. Спустя два месяца он доказал, что похожие лучи испускает уран. Вначале эти лучи были названы беккерелевыми - по аналогии с рентгеновскими. Однако в дальнейшем было установлено, что подобные лучи испускают многие природные вещества. Через два года Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри в 1898 г. был открыт радий, а затем начались работы по изучению возможностей его медицинского применения. С этого момента начались углубленное изучение строения атома, развитие радиохимии, появление искусственных изотопов и, наконец, атомной энергии и ее применение в медицине.

Таким образом, за три года были сделаны открытия, определившие направления научно-технического развития XX в.

В 1934 г. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри обнаружили явление искусственной радиоактивности, благодаря этому появились новые возможности в диагностике и лечении болезней человека. Началось производство разнообразных радиоактивных изотопов, стало возможным определять их местонахождение в человеческом организме. Метод радиоактивной индикации с использованием природных изотопов впервые применил ученый Дьердь Хевеши (позже он был награжден Нобелевской премией в области физики) в 1913 г. В 1922 г. Антуан Лекассань сформулировал принцип радиографии. В 1936 г. физик Карл Давид Андерсон получил Нобелевскую премию за открытие позитрона, без чего не было бы возможным создание позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Так возникли предпосылки для развития радиоизотопной диагностики (ядерной медицины).

В 1929 г. немецкий врач Вернер Форсманн (рис. 1-3) впервые в мире выполнил на себе катетеризацию правых отделов сердца. В 1956 г. он вместе с двумя другими учеными (А. Курнандом и Д. Ричардсом) получил Нобелевскую премию по медицине за разработку метода ангиографии. Первые ангиографии были выполнены еще до второй мировой войны Э. Моницем и Дос Сантосом (1927 и 1929 гг.).

Рис. 1-3. В. Форсманн, пионер ангиографии

После второй мировой войны началось быстрое развитие ангиографии и радионуклидной диагностики. В 1953 г. шведские ученые - И. Эдлер и К.Х. Герц - получили первое ультразвуковое изображение сердца. В 1964 г. американский врач Чарльз Доттер и его ассистент М. Джадкинс впервые в мире смогли пройти проводником (специальной металлической струной для катетеризации сосудов по методике С.И. Сельдингера, предложенной в 1953 г.) просвет окклюзированной подвздошной артерии, что дало толчок развитию новой области медицинской диагностики - интервенционной радиологии. Триумфальный успех швейцарского врача Андреаса Грюнтцига, который в 1977 г. впервые выполнил баллонную ангиопластику коронарной артерии, закрепил лидирующее положение интервенционной радиологии в лечении многих заболеваний.

В 1963 г. Дж. Ангер разработал сцинтилляционную камеру, заложив техническую основу метода радионуклидной визуализации - сцинтиграфии.

В начале 1970-х гг. произошло событие, резко изменившее представления медицинской общественности о возможностях лучевой диагностики.

В 1971 г. в Лондоне был установлен прототип рентгеновского компьютерного томографа. Он был создан инженером Годфри Хаунсфилдом (рис. 1-4), работавшим в звукозаписывающей компании ЭМИ (отсюда первое название аппарата - ЭМИ-сканер). Ученые, преодолев серьезные технические трудности, в 1975 г. создали рентгеновский компьютерный томограф для исследования всего тела. За создание метода компьютерной томографии Годфри Хаунсфилду и

Алану Кормаку в 1979 г. была присуждена Нобелевская премия по медицине.

Основы другой томографической методики - магнитно-резонансной томографии (МРТ) - заложили работы двух Нобелевских лауреатов - физиков Ф. Блоха и Э. Парселла (1952 г.), открывших эффект ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

В 1973 г. физик Поль Лаутербур создал методику пространственной локализации МР-сигнала и получил первые изображения тест-объектов. В 1977 г. американский врач Р. Дамадьян выполнил первые МР-томограммы животных и человека. С этого периода началось быстрое внедрение магнитно-резонансной томографии в диагностику. В 1979 г. швейцарский исследователь Р. Эрнст получил Нобелевскую премию по химии за разработку методов МР-спектроскопии, а в 2003 г. Нобелевская премия по медицине была вручена П. Лаутербуру (рис. 1-5) и П. Мансфилду за разработку МРТ.

Рис. 1-4. Г. Хаунсфилд, создатель КТ

Рис. 1-5. П. Лаутербур, один из основоположников МРТ

1.3. ПРЕДМЕТ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ

Сегодня к методам лучевой диагностики, которым в вузе посвящен отдельный курс, относятся: рентгенодиагностика (рентгенология), радионуклидная диагностика (ядерная медицина), ультразвуко- вая диагностика (сонография), магнитно-резонансная томография, интервенционные методы диагностики (ангиография) и лечения.

Исторически сложилось, что на кафедрах лучевой диагностики преподаются и основы лучевой терапии. Это объясняется тем, что на заре новой эры в медицине, через некоторое время после открытия Вильгельма Рентгена, была открыта естественная радиоактивность (Беккерель). И в те годы для лечения заболеваний (как злокачественных, так и воспалительных) применялись оба метода: рентгенотерапия и терапия гамма-излучением от естественного источника. Рентгенотерапия в настоящее время не применяется. Подробные технические параметры и возможности различных видов лучевого лечения злокачественных новообразований излагаются на кафедрах онкологии. Углубленные знания по лучевой терапии молодые врачи получают, выбрав соответствующую специальность, на кафедрах радиологии последипломного уровня.

В практической медицине структура врачебных специальностей несколько отличается от представленного выше принципа препо- давания. Это связано со многими факторами. Здесь и привычки, и традиции отечественной школы, и сложные взаимоотношения между различными законодательными и регулирующими органами. Одним из важных моментов, ограничивающих возможности объединения специальности под одним названием, считается профессиональная вредность, т.е. воздействие вредного фактора работы на рентгенолога и радиолога. Врачи этих специальностей получают дополнительные компенсации (короткая рабочая неделя, дополнительное питание и отпуск, ранний выход на пенсию). Во многом представления о «вредности» профессии устарели. Современное оборудование и грамотное использование средств защиты позволяют свести на нет предполагаемый ущерб от работы в зоне ионизирующей радиации. Поэтому в западных странах понятия компенсации за работу с оборудованием, в котором используется ионизирующее излучение, отсутствуют. Врачи хорошо подготовлены и оснащены приборами индивидуальной дозиметрии.

Согласно приказу Минздравсоцразвития ? 112н от 11 марта 2008 г., в лечебной и педиатрической практике выделяются 28 основных

специальностей. К ним относится и рентгенология (это, собственно, все виды рентгеновских исследований, рентгеновская компьютерная томография, ангиография, интервенционные процедуры под рентгеновским контролем и магнитно-резонансная томография). К специальностям, требующим дополнительного обучения (после клинической ординатуры по основной специальности), относятся ультразвуковая диагностика и радиология. Радиология в нашей стране охватывает лучевую терапию и радионуклидную диагностику.

За рубежом под специальностью radiology понимают все виды диагностических исследований, а лучевая терапия относится к специальности «онкология».

Знание этих особенностей структуры специальности позволяет избежать путаницы при изучении зарубежной литературы.

Лучевая диагностика (рентгенология) - это наука о применении всех видов излучений и волн для изучения строения и функции органов и тканей в целях скрининга, профилактики и диагностики болезней.

Лучевая терапия - это наука о применении различных видов ионизирующих излучений для лечения болезней (в основном злока- чественных новообразований).

Методы лучевой диагностики объединяет между собой использование для получения изображений различных электромагнитных излучений (ионизирующих или неионизирующих) или волн (ультразвук), магнитного поля и радиочастотных колебаний (магнитнорезонансная томография и спектроскопия), искусственных радиоактивных препаратов (радионуклидная диагностика), воздействующих или проходящих через исследуемый объект или испускаемых им. При этом фиксируется и изучается взаимодействие излучения (ослабление, поглощение, отражение, рассеяние) с организмом человека. Обработка полученного материала позволяет получить изображение, пригодное для постановки диагноза. По этой причине общая схема устройства прибора для лучевой диагностики достаточно универсальна (рис. 1-6).

Методы лучевой диагностики делятся на две категории: ионизирующие (рентгенография, рентгеноскопия, ангиография, КТ, радиоизотопные исследования); неионизирующие (УЗИ, МРТ). Для расширения диагностических возможностей некоторых методов приходится внутривенно вводить контрастные препараты. Такие методики называют малоинвазивными, в отличие от введения различных

Рис. 1-6. Принципиальная схема устройства аппаратов для получения лучевых изображений

инструментов и контрастных веществ в центральные сосуды тела (инвазивные методы). С технической точки зрения изображения организма можно получать проекционными (рентгенография, рент- геноскопия, ангиография, плоскостная сцинтиграфия) и томографическими (послойными) методами (УЗИ, КТ, МРТ, ОФЭКТ, ПЭТ).