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
Мозг человека оказался с рождения предрасположен к зрительному восприятию букв и слов Мозг человека оказался с рождения предрасположен к зрительному восприятию букв и слов

Люди рождаются с зоной зрительной коры

N+1
Фунги сапиенс: статья о том, почему грибы куда умнее и хитрее, чем мы думали Фунги сапиенс: статья о том, почему грибы куда умнее и хитрее, чем мы думали

Грибы — не то, чем они кажутся

Maxim
Где строить карьеру во время пандемии: список самых перспективных сфер Где строить карьеру во время пандемии: список самых перспективных сфер

Куда идти работать, чтобы застраховать себя от увольнения и заработать деньги

Forbes
Изучена атмосфера планеты, которая не должна существовать Изучена атмосфера планеты, которая не должна существовать

Эта экзопланета парадоксальным образом существует в аномальных условиях

Популярная механика
Пища счастья Пища счастья

Продукты, которые необходимо включить в рацион поздней осенью, чтобы жить лучше

Худеем правильно
Возвращение к пережитому опыту запустило генетический механизм закрепления воспоминаний Возвращение к пережитому опыту запустило генетический механизм закрепления воспоминаний

Нейробиологи исследовали механизм формирования долгосрочной памяти

N+1
«У сына 6 детей, а у меня ни одного внука»: письмо отчаявшейся бабушки «У сына 6 детей, а у меня ни одного внука»: письмо отчаявшейся бабушки

Психолог помогает героине разобраться в сложной семейной ситуации

Psychologies
Непротивление и насилие Непротивление и насилие

Алексей Васильев о фильме «Сандакан, публичный дом №8» и кинематографе Кэя Кумаи

Weekend
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
Как богатые снова плачут. «Отыграть назад» — сериал с Николь Кидман и Хью Грантом от автора «Большой маленькой лжи» Как богатые снова плачут. «Отыграть назад» — сериал с Николь Кидман и Хью Грантом от автора «Большой маленькой лжи»

О достоинствах и недостатках нового сериала HBO «Отыграть назад»

Forbes
Петля времени: как бренд Bode работает с винтажными тканями Петля времени: как бренд Bode работает с винтажными тканями

Эмили Адамс Боде создает коллекции полностью из винтажных тканей

GQ
На таком поводке, что нельзя дышать На таком поводке, что нельзя дышать

Распознать абьюз и выйти из круга насилия

Psychologies
Безразличие или беспомощность? Безразличие или беспомощность?

О позиции НАТО и ЕС в карабахском конфликте

Огонёк
Секс-аддикция — диагноз или повод для гордости? Секс-аддикция — диагноз или повод для гордости?

Сексуальная аддикция как основа сюжета все чаще возникает в фильмах и литературе

СНОБ
«Мы должны изменить всё, кроме жены и детей»: чем известен Ли Гон Хи — глава Samsung и богатейший человек в Южной Корее «Мы должны изменить всё, кроме жены и детей»: чем известен Ли Гон Хи — глава Samsung и богатейший человек в Южной Корее

Как Ли Гон Хи создал из Samsung технологического лидера

VC.RU
Какую фразу точно не нужно писать в описании профиля в тиндере Какую фразу точно не нужно писать в описании профиля в тиндере

«Не трать мое время зря»

GQ
Здесь русский дух Здесь русский дух

Елизавета Боярская отвечает на 10 важных вопросах о русских ценностях

Grazia
Мужчины-потребители: как не стать жертвой альфонса Мужчины-потребители: как не стать жертвой альфонса

Против альфонсов стоит использовать их же оружие

Psychologies
Девушка, которая поет Девушка, которая поет

Певица ANIKV прославилась, как и полагается миллениалам, благодаря Instagram

Grazia
Проблема второго шага: сможет ли Алексей Навальный сыграть свою новую роль на политической сцене России Проблема второго шага: сможет ли Алексей Навальный сыграть свою новую роль на политической сцене России

Алексей Навальный уже давно играет на политической сцене страны уникальную роль

Forbes
Поэт, байкер и еще 8 любопытных фактов из жизни Киану Ривза Поэт, байкер и еще 8 любопытных фактов из жизни Киану Ривза

Сегодня практически не найти киноманов, которые не знают, кто такой Киану Ривз

Cosmopolitan
Новые правила старого бизнеса Новые правила старого бизнеса

Сегодня правила игры меняются в каждой сфере

GQ
Остров тишины Остров тишины

Брутальная пятидесятишестиметровая квартира по проекту Марии Петровой

AD
TIFU, IRL, AF и другие актуальные сейчас английские сокращения TIFU, IRL, AF и другие актуальные сейчас английские сокращения

В англоязычном сегменте Интернета начали доминировать аббревиатуры и акронимы

Maxim
Снова в деле: как оборки вернулись и утвердились в мужской моде Снова в деле: как оборки вернулись и утвердились в мужской моде

Оборки на протяжении многих веков были обязательным элементом мужского костюма

Esquire
Древнейшее ископаемое перо вновь приписали археоптериксу Древнейшее ископаемое перо вновь приписали археоптериксу

Древнейшее ископаемое перо все-таки принадлежало археоптериксу

N+1
В свободном плавании В свободном плавании

Елена Лядова о том, чем она живет здесь и сейчас

Glamour
Ветра и тающие льды изменили цикл питательных элементов в Байкале Ветра и тающие льды изменили цикл питательных элементов в Байкале

Эти факторы способствовали интенсивному даунвеллингу в Байкале

N+1
Глаз - алмаз: что, если бы у людей было орлиное зрение Глаз - алмаз: что, если бы у людей было орлиное зрение

От чего вы готовы отказаться ради того, чтоб обладать орлиным зрением?

Популярная механика
Открыть в приложении