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
Алексей Ивановский создал приложение для развития креативности. Одни сравнивают его с TikTok, другие называют развивашкой для своих. Есть ли у него будущее? Алексей Ивановский создал приложение для развития креативности. Одни сравнивают его с TikTok, другие называют развивашкой для своих. Есть ли у него будущее?

Алексей Ивановский о том, как спустя два года разработки понял своё приложение

Inc.
«Если кто-то грубит официанту или бросается на людей, однажды он набросится и на вас». Навал Равикант — о здоровых отношениях, правильном мышлении и криптовалюте «Если кто-то грубит официанту или бросается на людей, однажды он набросится и на вас». Навал Равикант — о здоровых отношениях, правильном мышлении и криптовалюте

Как Навал Равикант выбирает друзей и не позволяет себя дурачить

Inc.
Как два программиста из России уехали в Долину, придумали простой конструктор для сбора аналитики и привлекли $6,2 млн Как два программиста из России уехали в Долину, придумали простой конструктор для сбора аналитики и привлекли $6,2 млн

Сегодня их продуктом пользуется около 70 000 человек по всему миру

Forbes
Из России с дизайном Из России с дизайном

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

AD
Аморальные поступки усилили вонючесть вонючего Аморальные поступки усилили вонючесть вонючего

У отвращения к запахам и суждения о неправильном — одна физиологическая основа

N+1
Правила жизни Никиты Михалкова Правила жизни Никиты Михалкова

Правила жизни режиссера и «бесогона» Никиты Михалкова

Esquire
Алкогений: Григорий Распутин Алкогений: Григорий Распутин

Распутин был не только greatest love machine, но и ее greatest drinking machine

Maxim
8 правил совместного проживания с женщиной 8 правил совместного проживания с женщиной

Остальные 957 правил ты услышишь от нее

Maxim
В чём сила опционов, чем они опасны и как всё правильно посчитать В чём сила опционов, чем они опасны и как всё правильно посчитать

Как использовать опционы?

Inc.
Радости новой жизни Радости новой жизни

Истории читателей, которые расстались с вредными привычками и занялись здоровьем

Лиза
Ученые объяснили, почему нельзя сокращать маркетинговый бюджет в кризис Ученые объяснили, почему нельзя сокращать маркетинговый бюджет в кризис

Сохранив маркетинговый бюджет, можно повысить конкурентоспособность компании

Inc.
Трагическое наследство Трагическое наследство

Как Катерина Босов оказалась втянутой в борьбу за активы мужа

Forbes
Германия Германия

Воспоминания о нации

kiozk originals
Измениться в лице Измениться в лице

Список действительно эффективных омолаживающих процедур

Лиза
Как выбрать профессию, если тебя ничего не интересует: 3 главных нюанса Как выбрать профессию, если тебя ничего не интересует: 3 главных нюанса

Где-то работать все-таки надо

Playboy
Как прописать эффектный конфликт и создать напряжение в сюжете: писательские советы от Чака Паланика Как прописать эффектный конфликт и создать напряжение в сюжете: писательские советы от Чака Паланика

Фрагмент главы, посвященной созданию напряжения в сюжете

Esquire
Физики оценили потери атмосферы землеподобных планет в столкновениях с другими телами Физики оценили потери атмосферы землеподобных планет в столкновениях с другими телами

Физики столкнули пары твердых планетоподобных тел околоземной массы

N+1
Как придумать имя компании: 4 совета по неймингу от экспертов Как придумать имя компании: 4 совета по неймингу от экспертов

Как создать запоминающееся название для бренда

Playboy
Источники питания Источники питания

Лучшие локации для отдыха и лечения на курортах Кавказских Минеральных Вод

Добрые советы
У вакит не нашли генетической предрасположенности к вымиранию У вакит не нашли генетической предрасположенности к вымиранию

Вакиты были немногочисленными на протяжении последних трехсот тысяч лет

N+1
Мошенники на проводе Мошенники на проводе

Как распознать телефонных мошенников и уберечь себя от обмана

Лиза
Саундтреки к фильмам Тарантино: от худшего к лучшему Саундтреки к фильмам Тарантино: от худшего к лучшему

Отличительная черта фильмов Тарантино — саундтреки

Maxim
Алена Михайлова: эффектные фото актрисы с внеземной внешностью из сериала «Чики» Алена Михайлова: эффектные фото актрисы с внеземной внешностью из сериала «Чики»

Лучшие снимки звезды сериала «Чики»

Playboy
«Я испытал полусмерть, потом кому, но худшее — это адские галлюцинации»: Навальный — о причинах отравления, стоимости лечения и галлюцинациях в интервью Дудю «Я испытал полусмерть, потом кому, но худшее — это адские галлюцинации»: Навальный — о причинах отравления, стоимости лечения и галлюцинациях в интервью Дудю

Самое главное из первого видеоинтервью Алексея Навального после комы

Forbes
Маленькие помощники следователя: насекомые в судебной экспертизе Маленькие помощники следователя: насекомые в судебной экспертизе

По насекомым, найденным на трупе, можно определить многие подробности смерти

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
Андреа Фацио – один из самых популярных инстаграм-блогеров Италии Андреа Фацио – один из самых популярных инстаграм-блогеров Италии

Андреа Фацио о том, как стать инфлюенсером

GQ
Олд, фэшн! Олд, фэшн!

Герои ресейла рассказывают, почему вторичное использование — это круто

Собака.ru
Стоит ли овчинка выделки Стоит ли овчинка выделки

Нужно ли уходить с привычного места работы ради другого предложения?

Лиза
Открыть в приложении