Х-лучи «видят» болезни, картины и космические объекты: День рентгена в мире

Рентген и компьютерная томография помогают обнаружить многие болезни. Фото из открытых источников.

Международный день радиологии, который мир официально отмечают уже 11 лет, – лучшее подтверждение тому, что излучение, открытое 8 ноября 1895 Вильгельмом Рёнтгеном и названное в его честь, совершило настоящую революцию в медицине. Утвердившись как эффективный метод диагностики и лечения в ХХ веке, рентген продолжает удивлять искусствоведов и ученых планеты в ХХI столетии.

Хотя немецкий физик Рёнтген (нем. Röntgen) в 1901 году получил за Х-лучи Нобелевскую премию и зарегистрировал патент, это открытие смело можно считать трудом коллективным. Здесь приложили свою руку легендарный Никола Тесла, нобелевские лауреаты Мария и Пьер Кюри, а также Антуан Беккерель – их имена увековечили в названии единиц измерения радиоактивности. Сама же катодно-лучевая трубка, которую Рёнтген использовал в своих экспериментах, была разработана немцем Йоганом Хитторфом и англичанином Уильямом Круксом. Новость о том, что наконец-то найден способ разглядеть скелет человека сквозь кожу и плоть, мгновенно стала мировой сенсацией.

Есть в этой истории и украинский след, который оставил в ХIX веке выдающийся физик и электротехник Иван Пулюй. В 1881 году за флуоресцентную катодную лампу ему вручили премию Парижской выставки научных достижений. За 14 лет до научного открытия немецкого коллеги наш соотечественник подробно описал свойства катодного излучения, сам сконструировал катодную трубку, а затем с ее помощью сделал первый в мире снимок сломанной кости. Так что первое "фото" конечности сделали не супруге Рентгена, а подростку из Галиции. Рентгенограммы, которые демонстировал Пулюй, были настолько чёткими, что позволяли увидеть все патологии. Но дальше развивать это направление помешало отсутствие денег на исследования и своей лаборатории – всего того, что было у Рёнтгена.

Уроженец тернопольщины, Пулюй учился и преподавал в Австро-Венгрии, стал доцентом Венского университета, доктором натурфилософии в Страсбургском университете, а в 1903 году создал в немецком ВУЗе Праги первую в Европе кафедру физики и электротехники и стал ректором электротехнического факультета. Украинец активно изучал "поведение" электрического тока в вакууме вместе с Теслой и даже был знаком с Рёнтгеном, который не раз приезжал в университет Страсбурга. В 1916 году он из-за болезни отказался от престижной должности министра образования Австрии. Иван Пулюй до конца жизни (в 1918 году) помогал в рамках своего фонда в Праге талантливым украинским студентам. Он как отец относился к такой молодежи, возможно потому, что воспитал вместе с супругой 15 родных детей и одного приемного. Сегодня уникальные конструкторские изобретения, автором которых стал Пулюй, входят в коллекции научных музеев Вены, Парижа, Лейпцига и Праги.

Если же говорить о феномене рентгеновского излучения, то его по праву можно назвать если не всемогущим, то уж точно всевидящим. На таких снимках врачи могут вовремя разглядеть опасные новообразования, воспаления и аномалии развития. А всевозможные переломы конечностей уже стали "классикой жанра". Рентгенографии подвластны: кости и суставы, все отделы позвоночника и кости таза, череп придаточные пазухи носа, челюсть и зубы. Существует рентгеноскопия пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки, а также урография почек и мочевыводящей системы. Флюорография помогает выявить туберкулез и воспаление легких, а также патологию сердца, плевры и диафрагмы. Но ни один рентген не покажет курильщику, во что превратились его легкие – никаких черных точек на снимке не видно.

Новым словом в рентгенологии стала широко используемая сегодня в медицине компьютерная томография. В 1979 году за изобретение этого метода послойного исследования британский инженер Годфри Хаунсфилд и американский физик Аллан Кормак получили Нобелевскую премию. Кстати, британец, создавший экспериментальную модель томографа с рентгеновской трубкой еще в 1970 году, работал в многоотраслевой корпорации EMI – одной из самых крупных компаний мира по звукозаписи, которая также была подрядчиком ВПК Великобритании и отвечала за разработку боеприпасов и средств радиолокации. Огромные доходы от музыки и звукозаписи, точнее контракта с легендарной группой The Beatles мудрое руководство вложило в передовые медицинские технологии и разработку компьютерной томографии. А уже в 1973 году появились КТ-аппараты первого поколения. Дальнейшая революция в сфере КТ шла по пути увеличения количества и качества проекций, за которые отвечали детекторы. Так, последнее 4-е поколение имеет более тысячи люминесцентных датчиков. А в 1988 года компания "Siemens Medical Solutions" разработала первый в мире спиральный компьютерный томограф. В нем двигалась не только трубка (по кругу), но и сам пациент – вдоль по специальному столу.

Мультиспиральная, то есть "многосрезовая" КТ, разработанная в 1992 году, еще больше улучшила качество и количество проекций, а детекторы теперь располагались на нескольких рядах. Для того, чтобы все детекторы одновременно принимали рентгеновское излучение, ученые разработали пучок объемной геометрической формы. Но и на этом прогресс науки не закончился – в 2005 году Siemens создал первый аппарат с двумя источниками рентгеновского излучения.

По сравнению с обычным рентгеном или флюорографией, дозы ионизированного облучения в КТ и его современных видах в разы выше. Но все равно их вред здоровью не настолько велик, а польза от сверхточной диагностики огромна. Как огромен и спектр применения самих рентгеновских лучей. В ХХI веке они устремились в космос и помогли в 2020 году сделать самый подробный рентген-снимок звездного неба с планетами и черными дырми. Точнее лучи, направленные со станции-обсерватории, расположенной на расстоянии 1,5 млн километров от Земли, сканировали космическое пространство. В результате этого было получено подробное цветное изображение Вселенной. В центре картинки — плоскость Млечного Пути. Галактика имеет вид темно-синей полосы, потому что звездная пыль и газы, которые находятся в молекулярном состоянии, поглотили практически все направленные на них рентгеновские лучи.

А если спуститься с небес на землю, то там, как считают искусствоведы, можно найти очень много интересного. Например, сканирование рентгеновскими лучами старинных картин известных мастеров перед выставками помогло сделать множество открытий. Так, в 2022 году на обороте полотна Винсента Ван Гога "Голова крестьянки" был обнаружен под слоями картона и клея неизвестный автопортрет художника. Работа была скрыта. Это открытие было сделано случайно, благодаря рентген-снимку картины перед выставкой импрессионистов, которая должна была состояться в королевской академии Шотландии. Теперь уникальный снимок автопортрета поклонники искусства могут увидеть в лайтбоксе, который демонстрируется в Эдинбурге. В будущем реставраторы планируют восстановить живописную работу голландского мастера.

Куда более сложная задача стоит перед сотрудниками израильского Hecht Museum – археологического музея супругов Рубена и Эдит Хехт. На полотне экспрессиониста Амедео Модильяни "Обнаженная в шляпе" они обнаружили с помощью рентгена целых три неизвестных эскиза. То есть великий итальянец умудрился "втиснуть" в один холст четыре работы!