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
Сила растений Сила растений

Что такое фитотерапия

Yoga Journal
Сесть и подумать Сесть и подумать

Зачем менеджеру заниматься рефлексией

Forbes
7 мифов о женском алкоголизме 7 мифов о женском алкоголизме

Алкоголизм, которым страдают женщины, мало чем отличается от мужского

Psychologies
«Беременность – не приговор красивым формам» «Беременность – не приговор красивым формам»

Мама троих детей смогла похудеть на 17 кг и теперь учит этому других женщин

Худеем правильно
Покидая Интерзону: почему нам нужны писатели-бунтари? Покидая Интерзону: почему нам нужны писатели-бунтари?

Как возмутители спокойствия могут оздоровить современный интеллектуальный климат

РБК
Братья Братья

Как живут монахи Свято-Данилова монастыря

Seasons of life
Восстание машин Восстание машин

На дороги XXI века выезжает транспорт будущего

GQ
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.
Стать родителями: почему не все этого хотят? Стать родителями: почему не все этого хотят?

Финансовые проблемы, завышенные ожидания от матери и другие причины

Psychologies
Королевство полной Луны Королевство полной Луны

К интригующей «темной стороне Луны» прибавилось загадочное «розовое» суперлуние

Elle
«Он еще не готов»: как родители помогают и мешают ребенку заниматься спортом «Он еще не готов»: как родители помогают и мешают ребенку заниматься спортом

Как не отбить у ребенка интерес к спорту?

Psychologies
Чашка настроения: чайные церемонии Востока и Запада Чашка настроения: чайные церемонии Востока и Запада

Что может быть лучше в холодный сезон, чем чашечка свежезаваренного чая?

Psychologies
Валерий Тодоровский: «Школьником я и сам был пациентом в лаборатории гипноза» Валерий Тодоровский: «Школьником я и сам был пациентом в лаборатории гипноза»

Валерий Тодоровский рассказывает о своем новом фильме «Гипноз»

Grazia
С бритвою Оккама в руке: Колонка Кирилла Кобрина С бритвою Оккама в руке: Колонка Кирилла Кобрина

«Многообразие не следует предполагать без необходимости»

Школа Masters
Предметы шаманов, куклы мертвых, ритуальные полотенца: находки сибирских этнографов в 2020 году Предметы шаманов, куклы мертвых, ритуальные полотенца: находки сибирских этнографов в 2020 году

Сибирские этнографы подводят итоги полевых работ

National Geographic
Проблема чайного пакетика: почему чай “сбегает” из чашки Проблема чайного пакетика: почему чай “сбегает” из чашки

Как остановить чайный побег из кружки

Популярная механика
CEO Google Сундар Пичаи назвал два главных принципа для успешной жизни CEO Google Сундар Пичаи назвал два главных принципа для успешной жизни

Что помогло Сундару Пичаи найти дело жизни и достичь успеха в карьере?

Inc.
Почему миксины способны пережить укус акулы Почему миксины способны пережить укус акулы

Феноменальные способности круглоротых червей миксин

Популярная механика
Мечта о роли в экранизации Булгакова и еще 9 фактов из жизни Владимира Машкова Мечта о роли в экранизации Булгакова и еще 9 фактов из жизни Владимира Машкова

Владимир Машков — абсолютный любимец российских зрителей

Cosmopolitan
15 мыслей Вахтанга Кикабидзе 15 мыслей Вахтанга Кикабидзе

Вахтанг Кикабидзе — о том, зачем продолжает выступать

GQ
Ученые рассказали, какой будет еда в 2030 году Ученые рассказали, какой будет еда в 2030 году

Ученые о будущем продуктовой индустрии

Популярная механика
Оставаться на Земле: чему менеджеры могут научиться у космонавтов Оставаться на Земле: чему менеджеры могут научиться у космонавтов

Какие ценные уроки для карьеры менеджера можно привезти из космоса

Forbes
Цифровой детокс: как избавиться от зависимости от смартфона Цифровой детокс: как избавиться от зависимости от смартфона

Как отдыхать от смартфонов и других гаджетов, не отрываясь от социальной жизни

CHIP
Селекция нарциссов Селекция нарциссов

Необходимость выглядеть молодым и подтянутым давит на мужчин всё сильнее

Robb Report
Морские травы идеально подходят для восстановления экосистем. Их миллионами высаживают у побережья США Морские травы идеально подходят для восстановления экосистем. Их миллионами высаживают у побережья США

Подводные прерии поддерживают рыбный промысел и защищают береговые линии

National Geographic
Чем плохой холестерин отличается от хорошего — и как снизить его уровень? Чем плохой холестерин отличается от хорошего — и как снизить его уровень?

Что такое плохой и хороший холестерин?

Reminder
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
Из какого материала будут производить солнечные батареи в будущем Из какого материала будут производить солнечные батареи в будущем

В России сейчас работают над созданием солнечных батарей нового поколения

СНОБ
Людмила Петрановская: «Новое поколение получилось отличным» Людмила Петрановская: «Новое поколение получилось отличным»

Получилось ли у нас стать хорошими родителями?

Домашний Очаг
Открыть в приложении