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
Офис для лётчика Офис для лётчика

Квартира для работы и переговоров

SALON-Interior
9 простых способов стать интереснее окружающим 9 простых способов стать интереснее окружающим

Людям нравятся те, кто искренне интересуется окружающими и самой жизнью

Psychologies
Светлана Чупшева: «Создателем трендов может быть любой человек» Светлана Чупшева: «Создателем трендов может быть любой человек»

Светлана Чупшева возглавляет Агентство стратегических инициатив с 2017 года

РБК
Тернистый путь к стройности Тернистый путь к стройности

Эксперты помогают выбрать специалиста, который поможет справиться с лишним весом

Худеем правильно
6 необычных детективных сериалов 6 необычных детективных сериалов

Детективные сериалы порой способны преподносить сюрпризы

Maxim
Нужен ли человеку короткий дневной сон Нужен ли человеку короткий дневной сон

Отрывок из книги Кристиана Бенедикта «Сон в XXI веке»

СНОБ
Самолет-амбиция Говарда Хьюза: самая большая летающая лодка Самолет-амбиция Говарда Хьюза: самая большая летающая лодка

Авиаконструктор Говард Хьюз и его гигантский самолет, все еще не имеющий равных

Популярная механика
Динамит, костный мозг и еще 10 необычных косметических ингредиентов Динамит, костный мозг и еще 10 необычных косметических ингредиентов

Эти составляющие кремов и сывороток выглядят о-о-очень странно, но они работают!

Cosmopolitan
В Москву! В Москву!

Респектабельный интерьер в стиле софт-минимализм

SALON-Interior
«Оглашать не будем» «Оглашать не будем»

Об опознании тела Гитлера и расследовании обстоятельств его смерти

Дилетант
Феномен массовых убийств: кто на такое способен? Феномен массовых убийств: кто на такое способен?

Что может привести к массовым убийствам и способны ли мы их предупредить?

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

Самые выдающиеся примеры сотрудничества кино и моды

Esquire
Следовать своему пути Следовать своему пути

Преподаватель Аштанга-йоги Эдди Штерн о сострадании и преемственности в йоге

Yoga Journal
Энтомологи заподозрили среди южноамериканских тараканов королеву и рабочих Энтомологи заподозрили среди южноамериканских тараканов королеву и рабочих

Открытие поможет понять, как возникла социальность у термитов

N+1
Михаил Галустян. История смешного мальчишки Михаил Галустян. История смешного мальчишки

Главы из книги Михаила Галустяна «Знак отличия. История смешного мальчишки»

Караван историй
Быть одной: Алина Фаркаш о женском одиночестве Быть одной: Алина Фаркаш о женском одиночестве

Культ бодрой самостоятельной женщины обернулся страхом одиночества

Cosmopolitan
10 неизвестных фактов о первых современных Олимпийских играх 10 неизвестных фактов о первых современных Олимпийских играх

Какой была первая современная Олимпиада

Популярная механика
Больно, незаразно, не лечится и еще 9 фактов о буллезном эпидермолизе Больно, незаразно, не лечится и еще 9 фактов о буллезном эпидермолизе

Полный ликбез о буллезном эпидермолизе, или синдроме бабочки

РБК
Образ Испании в русском искусстве. Часть 2 Образ Испании в русском искусстве. Часть 2

О том, как русские видели Испанию — продолжение

Культура.РФ
Матильда Шнурова: «Мы обязательно разобьем этот стереотип» Матильда Шнурова: «Мы обязательно разобьем этот стереотип»

Главное лицо питерской гастрономии Матильда Шнурова открыла сразу три ресторана

Grazia
Закрыв глаза Закрыв глаза

Новая российская парфюмерная марка Pure Sense — это проект про жажду жизни

Seasons of life
Советы дальнобойфренду: 9 правил отношений на расстоянии Советы дальнобойфренду: 9 правил отношений на расстоянии

Статья о том, как сохранить и даже улучшить отношения, соблюдая дистанцию

Maxim
Как избавиться от навязчивых мыслей: 6 лайфхаков Как избавиться от навязчивых мыслей: 6 лайфхаков

Как устранить возникшую тревожность и не зацикливаться на этом состоянии

РБК
Одну из мощнейших взрывчаток сделали ещё сильнее Одну из мощнейших взрывчаток сделали ещё сильнее

Учёные сумели совместить в одно из самых сильных взрывчатых веществ и окислитель

Популярная механика
Чудо техники: как пользоваться моющим пылесосом Чудо техники: как пользоваться моющим пылесосом

Как выбрать моющий пылесос: критерии и рекомендации

Cosmopolitan
Коллекция заблуждений: эволюция не оставила следов Коллекция заблуждений: эволюция не оставила следов

Как дышалось живому существу с «полулегкими»? Или смотрелось «полуглазом»?

Популярная механика
Не по статусу! Принцессы и принцы, которые сыграли свадьбу с простолюдинами Не по статусу! Принцессы и принцы, которые сыграли свадьбу с простолюдинами

Истории о неравных браках в монархических семьях

Cosmopolitan
Осенняя бессонница: что делать, чтобы быстро уснуть Осенняя бессонница: что делать, чтобы быстро уснуть

Осенью днем мы все время хотим спать, а ночью не можем заснуть

Cosmopolitan
Древних майя уличили в фильтрации воды цеолитовым сорбентом Древних майя уличили в фильтрации воды цеолитовым сорбентом

Возможно, на такую мысль древних майя натолкнул природный источник

N+1
Открыть в приложении