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
«Эндаумент — это не про деньги, а про возможность одних людей помогать другим» «Эндаумент — это не про деньги, а про возможность одних людей помогать другим»

Как российские эндаументы зарабатывают на добрые дела и что им мешает это делать

РБК
Как Рамзан Кадыров комментирует жестокое убийство французского учителя Самуэля Пати Как Рамзан Кадыров комментирует жестокое убийство французского учителя Самуэля Пати

Реакция Рамзана Кадырова на жестокое убийство французского учителя Самуэля Пати

СНОБ
Екатерина Гришина: Как лидеру вывести коллектив из кризиса Екатерина Гришина: Как лидеру вывести коллектив из кризиса

Испытания, пережитые коллективом, подталкивают

СНОБ
Китайская династия Китайская династия

Мария Брагинская оформила интерьер квартиры для ценителя китайского антиквариата

AD
Ты же девочка! Алина Фаркаш о том, как дискриминируют женщин, не замечая этого Ты же девочка! Алина Фаркаш о том, как дискриминируют женщин, не замечая этого

Как общество дискриминирует женщин и девочек

Cosmopolitan
Правила жизни Кэрри Фишер Правила жизни Кэрри Фишер

Правила жизни актрисы Кэрри Фишер

Esquire
Как правильно делать планку: все способы и подробные инструкции Как правильно делать планку: все способы и подробные инструкции

Стоя в планке каждый день по паре минут, вы быстро похудеете и подкачаетесь

Cosmopolitan
Сезонное предложение Сезонное предложение

Осенняя диета, которая поможет сбросить до 2 кг лишнего веса за пару дней

Добрые советы
Гид по разъемам в твоем компьютере, смартфоне и телевизоре Гид по разъемам в твоем компьютере, смартфоне и телевизоре

Решительная попытка разобраться во всех вариантах USB

Maxim
Смотреть нельзя развидеть: как определить норму в жизни и кино Смотреть нельзя развидеть: как определить норму в жизни и кино

Как мы стали слишком чувствительными и почему искусство не должно это терпеть

РБК
Лифтинг на дому: как в домашних условиях подтянуть кожу лица Лифтинг на дому: как в домашних условиях подтянуть кожу лица

Что делать, если лицо обвисло, и кожа потеряла свой тонус

Cosmopolitan
Как защитить себя: зачем нужны личные границы и как их построить Как защитить себя: зачем нужны личные границы и как их построить

Что такое здоровые границы и как соблюдать эмоциональную дистанцию

РБК
На одной ноте На одной ноте

Что помогло Майклу Джексону 5 раз получить премию «Грэмми»

Вокруг света
Анна Меликова: Инверсия, или Ор-Диких-Фей Анна Меликова: Инверсия, или Ор-Диких-Фей

Фрагмент текста Анны Меликовой про обсессию и любовь

СНОБ
Одна вокруг света. Найти Европу в столице кхмеров и потерять машину Одна вокруг света. Найти Европу в столице кхмеров и потерять машину

Камбоджа. Мистический Пном Бокор и старая католическая церковь

Forbes
История возникновения 7 счастливых примет и талисманов История возникновения 7 счастливых примет и талисманов

Если чёрный кот перебежал дорогу, кинь семь подков через левое плечо

Maxim
5 идей против осенней депрессии 5 идей против осенней депрессии

Все ближе подступает привычная сезонная хандра. Не поддавайся!

Лиза
Глава из книги Оушен Вуонг «Лишь краткий миг земной мы все прекрасны» Глава из книги Оушен Вуонг «Лишь краткий миг земной мы все прекрасны»

Первая глава книги «Лишь краткий миг земной мы все прекрасны»

СНОБ
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
Что такое неопреппи и почему вам стоит больше узнать о нем Что такое неопреппи и почему вам стоит больше узнать о нем

Стиль преппи – это своего рода самая безопасная гавань мира моды

GQ
Крепко сделано Крепко сделано

Загородный дом в стиле 1960-х с винтажной мебелью

SALON-Interior
Жидкокристаллические эластомеры с градуированными свойствами приспособили для 3D-печати Жидкокристаллические эластомеры с градуированными свойствами приспособили для 3D-печати

Ученые нашли способ использовать жидкие кристаллы для 3D-печати

N+1
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
Как дизайнер покупает старые пленки и воссоздает по ним семейные истории Как дизайнер покупает старые пленки и воссоздает по ним семейные истории

Дизайнер рассказывает историю семьи, которую он узнал, купив старые пленки

РБК
Вышел Star Wars Squadrons – ностальгический симулятор космических боев во вселенной «Звездных войн» Вышел Star Wars Squadrons – ностальгический симулятор космических боев во вселенной «Звездных войн»

Star Wars Squadrons словно провалился в 2020 год из 1993 (это комплимент)

GQ
Нелегкая ноша Нелегкая ноша

Когда большая грудь становится поводом для обращения к пластическому хирургу?

Добрые советы
Как перестать бояться собеседований Как перестать бояться собеседований

Как перестать бояться собеседований и произвести позитивное впечатление?

СНОБ
Билл Мюррей объясняет, почему мужчины так часто изменяют Билл Мюррей объясняет, почему мужчины так часто изменяют

Новый фильм Софии Копполы — трогательная история одной семьи

GQ
От портупеи для шпаги до модного аксессуара: краткая история подтяжек в мужской моде От портупеи для шпаги до модного аксессуара: краткая история подтяжек в мужской моде

Подтяжки — исторически проверенный аксессуар

Esquire
Открыть в приложении