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 Вюрцбургского университета Вильгельм Конрад Рентген (рис. 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. 2).

Рис. 1. Вильгельм К. Рентген

Рис. 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, Санкт-Петербурга 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. 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.).

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. 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. 5) и П. Мансфилду за разработку МРТ.

Рис. 4. Г. Хаунсфилд, создатель КТ

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