Основные изобретения, спасающие жизни

Популярная механикаНаука

10 изобретений, спасающих жизни: большая статья

Тим Скоренко

f54a08ee0e8a143581b8a1764d2f1599.jpg

Пожалуй, одним из самых значимых изобретений в области спасения жизни стали хирургические инструменты – при раскопках в Греции и Египте их наборы были найдены среди артефактов, которые датируются V-VI веками до н. э. С появлением массового транспорта в начале XX века стали востребованы разработки транспортной безопасности. С тех пор принципиально мало что изменилось: основные изобретения, спасающие жизни, сконцентрированы в производстве, медицине и транспорте.

1Рентген

Рентгеновские снимки — первая в мире диагностическая визуализация. Сложно представить современную больницу без такого обследования. Это и флюорография для проверки наших легких, и снимки при заболеваниях суставов или переломах костей. Обнаружение на ранних стадиях туберкулеза или опухоли в легких увеличивает шансы на выздоровление. Кроме того, жесткое рентгеновское излучение может уничтожать раковые клетки. Принципы современной рентгеноскопии используются и в системах безопасности (сканеры в аэропортах, вокзалах и т. д.), и в производстве. В металлургии или машиностроении равномерность просканированной X-лучами структуры указывает на хорошие прочностные характеристики деталей. Таким же образом проверяются прочность бетонных конструкций для монолитного домостроения, сварные швы сложных металлоконструкций.

Одно из важнейших изобретений, спасающих человеческие жизни, создано на основе открытия Вильгельма Конрада Рентгена — немецкого физика, работавшего в Вюрцбургском университете в конце 19-го века. Обнаруженное им излучение было названо в его честь и позже классифицировано как электромагнитные волны в диапазоне между ультрафиолетовым и гамма-излучением. Тогда не было известно, что такие короткие волны образуются при резком торможении ускоренных электронов в момент их столкновения с атомами вещества анода. Открытие было случайным: в 1895 году Вильгельм Конрад Рентген, изучая свечение в катодной трубке, вдруг увидел, что одновременно с включением или выключением прибора начинает появляться или исчезать свечение на лежащем рядом картоне, покрытом кристаллами платиноцианистого бария. При этом катодная трубка была обернута черной плотной бумагой. Включая и выключая катодную трубку, ученный сделал вывод, что она служит источником всепроникающего излучения, которое и заставляет светиться чувствительные кристаллы платиноцианистого бария.

Продолжая изучать X-лучи, Рентген получил на своем оборудовании первый снимок костного скелета — кисти руки. С тех пор основные элементы обычного рентгеновского аппарата мало изменились: катодная (рентгеновская) трубка, питающее устройство (два трансформатора) и пленка-фотобумага из соединений серебра с галогенами, которые темнеют с различной интенсивностью в зависимости от плотности просвечиваемого материала и тем самым формируют изображение.

В 1917 году для анализа рентгеновских снимков был применен экспоненциальный закон ослабления излучения в веществах, который показал высокую точность. Это привело к появлению компьютерной томографии (трехмерного рентгена) — послойного исследования тканей и создания изображения с учетом разности поглощения рентгеновского излучения различными по плотности тканями. Изобретатели томографа — американец Аллан Кормак, разработавший в 1963 году математический алгоритм для томографического восстановления изображения, и британец Годфри Хаунсфилдом из фирмы EMI Ltd. Британец, используя алгоритм Кормака, в 1971 году создал первый компьютерный рентгеновский томограф EMI-scanner для сканирования мозга. В 1979 году оба получили Нобелевскую премию за разработку компьютерной томографии. Томограф проводит более точное диагностирование отдельных органов, а в особенности важен для определения заболеваний мозга и сосудов. Многие жизни были спасены благодаря безошибочному определению типа инсульта при помощи компьютерной томографии, которая и до сих пор считается важным условием диагностирования такого заболевания.

2Лучевая терапия

04fb3bb4c7c532b73e11702ad5c667ac.jpg

Первым эффективным методом борьбы с раковой опухолью было рентгеновское облучение. Почти сразу при открытии в 1895 году Х-лучей ученые заметили, что на частях тела, куда попадало излучение, оставались ожоги, что привело к мысли разрушать раковые клетки рентгеновским облучением. Первый сеанс рентгенотерапии был проведен 29 января 1896 года в Чикаго для пациентки с неоперабельным раком молочной железы. В течение последующих экспериментов стало известно, что рентгеновское излучение наиболее эффективно разрушает электронную структуру молекул в тканях с интенсивным делением клеток, что характерно для раковых опухолей. Поэтому такой вид лучевой терапии при раке легких до сих пор используется и в 10−15% случаев приводит к полному исцелению. Однако у этого способа есть побочные явления, как и у другого наиболее распространенного средства борьбы с раком — химиотерапии (введение лекарств через кровь или прием таблеток). Среди них — снижение иммунитета, аппетита, веса, появление слабости, тошноты, выпадение волос.

Второй способ лучевой терапии был найден также на рубеже 19 и 20 веков — при открытии радиации и радиоактивных элементов. В 1896 году француз Анри Беккерель, экспериментируя с солью урана, открыл естественную радиоактивность, а в 1898-м Мария Склодовская и Пьер Кюри открыли радиацию полония и радия. Тогда также были отмечены ожоги на участках тела, которые подвергались облучению. Но дозировать облучение в те годы не могли, поэтому появлялось мало сведений об успешном воздействии радиации на раковые клетки. Тем не менее именно эти эксперименты стали предвестником радиобиологии — науки о воздействии излучения на биологические объекты.

В мае 2013 года Mitsubishi Electric Corporation (MELCO) завершила сборку новой системы протонной терапии для лечения онкологических заболеваний, которая была разработана в Центре энергетических систем корпорации, расположенном в префектуре Хего (Япония). Технология, включает в себя ряд инновационных решений, таких как система генерации и канализации излучения повышенной мощности, высокоточное позиционирование луча при применении сканирующей системы, комбинированное использование технологий облучения сканирующим лучом и пассивного рассеивания с использованием коллиматоров на одном операционном столе.

При этом повышение интенсивности пучка частиц позволило сократить длительность облучения в 4 раза по сравнению с предыдущими системами, а это значит, что пациент проведет меньше времени в неподвижном зафиксированном состоянии. Высокоточное позиционирование луча при сканировании опухоли лучом выросло в 2 раза до 5 миллиметров, как и скорость сканирования — в 5 раз до 100 миллиметров в миллисекунду, что обеспечивает быстрое и аккуратное облучение даже сложной по форме опухоли, с минимизированным повреждением здоровых тканей. На данный момент в мире используются две технологии применения протонного облучения. Сканирующая система с помощью управляемого магнитами пучка частиц облучает точку за точкой всю опухоль. Технология пассивного рассеивания требует предварительного изготовления специального фильтра по форме опухоли — коллиматора, при прохождении через который пучок частиц равномерно облучает всю опухоль.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

10 необычных Renault 10 необычных Renault

10 наиболее необычных и занимательных автомобилей Renault

Популярная механика
Что делать, если ничего не получается: 17 советов от психолога Что делать, если ничего не получается: 17 советов от психолога

Что стоит сделать, если ты недоволен своей жизнью?

Playboy
Погоня великих литовских князей Погоня великих литовских князей

В червлёном поле серебряный всадник на серебряном коне — герб «Погоня»

Дилетант
Стыдное удовольствие: как резиновые клоги уз «уродливых» становятся модными Стыдное удовольствие: как резиновые клоги уз «уродливых» становятся модными

Как неказистые клоги перешли из категории ugly shoes в разряд модных

Esquire
Мозг собак не отличил затылок от лица Мозг собак не отличил затылок от лица

Ученые выяснили, что собаки не могут отличить лицо и затылок друг от друга

N+1
Лица необщих выражений Лица необщих выражений

Сарра Лебедева — большой советский скульптор странной судьбы

Weekend
Какая-то трава вместо чая Какая-то трава вместо чая

Каркаде и ройбуш — конкуренты традиционного чая

Наука и жизнь
Четырежды жених и еще 9 интересных фактов о Николае Баскове, которые вы не знали Четырежды жених и еще 9 интересных фактов о Николае Баскове, которые вы не знали

Николай Басков — один из самых знаменитых певцов отечественной поп-сцены

Cosmopolitan
Hi-tech и футбол: четыре лучших российских стадиона Hi-tech и футбол: четыре лучших российских стадиона

Каждый из крупных российских стадионов — чудо инженерной и архитектурной мысли

Популярная механика
5 самых крутых автомобилей из культовых фильмов 5 самых крутых автомобилей из культовых фильмов

Когда транспортное средство наравне с актерами становится суперзвездой

Популярная механика
Хватит краснеть Хватит краснеть

Покраснение кожи далеко не всегда выражает волнение или смущение

Лиза
Из России с дизайном Из России с дизайном

Российские дизайнеры рассказывают, как им удалось открыть “окно в Европу”

AD
Ученые подтвердили естественное происхождение алмазов на небольшой глубине Ученые подтвердили естественное происхождение алмазов на небольшой глубине

Наноалмазы внутри офиолитов имеют естественное, антропогенное происхождение

N+1
И тебя вылечат И тебя вылечат

Если тревожность и вспышки ярости стали вашими спутниками, пора к психотерапевту

GQ
Мумии возвращаются Мумии возвращаются

В египетском некрополе Саккара найдено 59 прекрасно сохранившихся саркофагов

Огонёк
Тапочки пополам Тапочки пополам

Гвинет Пэлтроу объясняет нам свою концепцию «осознанного расставания»

Tatler
Гороскоп: нoябрь Гороскоп: нoябрь

Астрологический прогноз на ноябрь для всех знаков зодиака

Добрые советы
Почему дети лгут Почему дети лгут

Как быть родителям, которые узнали, что ребенок скрыл от них правду?

Psychologies
Общемировая эпидемия стресса. Почему в моменты тревоги мозг не дает нам учиться — и что с этим делать Общемировая эпидемия стресса. Почему в моменты тревоги мозг не дает нам учиться — и что с этим делать

Как помочь своему мозгу настроиться на учебу?

Forbes
6 повседневных предметов, которые очень пригодятся во время апокалипсиса 6 повседневных предметов, которые очень пригодятся во время апокалипсиса

Думал, во время апокалипсиса тебе понадобятся только гречка, бронежилет?

Maxim
Пористый гидрогель переместил мягкие ткани без повреждения Пористый гидрогель переместил мягкие ткани без повреждения

Ученые разработали захват для небольших хрупких и непрочных объектов

N+1
«Аудиалов», «визуалов» и «кинестетиков» не бывает «Аудиалов», «визуалов» и «кинестетиков» не бывает

Ученые развенчивают популярные мифы о мозге и обучении, в которые мы верим

Psychologies
Маленький медведь. Skoda Karoq готовится к наступлению зимы Маленький медведь. Skoda Karoq готовится к наступлению зимы

Чешский кроссовер получил экономичный двигатель

Forbes
«Жар-птица» Арктики «Жар-птица» Арктики

Самая редкая птица Арктики — розовая чайка

Наука и жизнь
Черная дыра сделала теорию Эйнштейна надежнее в 500 раз Черная дыра сделала теорию Эйнштейна надежнее в 500 раз

Появилось очередное доказательство теории относительности Эйнштейна

Популярная механика
Тест-драйв Renault Arkana Тест-драйв Renault Arkana

Стоит ли Renault Arkana?

СНОБ
Правила жизни Мэтта Деймона Правила жизни Мэтта Деймона

Правила жизни актера Мэтта Деймона

Esquire
Молодые художники размышляют о природе и Камчатке. Проект «РБК Стиль» Молодые художники размышляют о природе и Камчатке. Проект «РБК Стиль»

Трагедия на Камчатке в творчестве современных молодых художников

РБК
10 фильмов, над которыми работали модные дизайнеры 10 фильмов, над которыми работали модные дизайнеры

Самые выдающиеся примеры сотрудничества кино и моды

Esquire
Анна Назарьева. Мечты сбываются Анна Назарьева. Мечты сбываются

История любви Анны Назарьевой

Караван историй
Открыть в приложении