Томографы
      
      Среди появившихся в последние годы методов диагностики особенно 
информативны, по мнению ученыхмедиков, так называемые интраскопические методы, 
рентгенкомпьютерная томография, ядерномагниторезонансная (ЯМР) томография и 
ЯМРспектроскопия, а также позитронноэмиссионная томография (ПЭТ).
      Когда подозрительный участок или орган освещается лазерным импульсом, 
спектральный отклик – своего рода оптическая подпись – раковой ткани заметно 
отличается от отклика нормальной ткани. Наиболее известным сегодня примером 
трехмерной визуализации может служить компьютерная томография.
      Обычные методы, даже при очень хорошей рентгеновской трубке и 
сверхчувствительной фотопленке, дают нечеткое и сильно «зашумленное» 
изображение, к тому же только двумерное, так что правильно его интерпретировать 
– отдельная наука.
      «Методы диагностики за последние годы сделали небывалый скачок, – 
рассказывает академик Терновой, – благодаря компьютерным технологиям. Около 20 
лет назад создали рентгеновский компьютерный томограф – и стало возможным 
изучать структуру человеческого мозга, не вскрывая черепную коробку. А нынешняя 
аппаратура обладает такими свойствами, что можно непосредственно наблюдать, 
например, сокращающееся сердце. Поэтому традиционная, инвазивная диагностика 
("инвазия" означает "проникновение") постепенно уходит в прошлое. Скажем, с 
помощью магнитнорезонансного томографа внутренние органы видны в действии даже 
без введения контрастных веществ, которые «очерчивают» их контуры.
      …Принцип его действия основан на двух тривиальных фактах: вопервых, 
человеческое тело состоит главным образом из воды, причем ее молекулы образуют 
химические связи с белками и другими структурами, разными в разных тканях; 
вовторых, молекула воды есть диполь. В организме эти диполи ориентированы, 
разумеется, как попало и к тому же вращаются. Но если ненадолго поместить 
человека в магнитное поле (довольно сильное, но не настолько, чтобы 
представлять опасность для здоровья), все молекулы воды поворачиваются «лицом» 
в направлении его силовых линий. Затем подают особую радиочастоту – она придает 
диполям дополнительную энергию и отклоняет их от заданной магнитным полем 
ориентации на тот или иной угол. Собственно, в том и все дело, что углы разные, 
их величина зависит от внутренней структуры органа или ткани, а также – что 
особенно важно – от наличия патологий.
      Внешний радиоимпульс подается всего на какоето мгновение, но его 
достаточно. Потом молекулы воды возвращаются в прежнее положение, опять 
выстраиваясь в магнитном поле. При этом они сбрасывают лишнюю энергию – ее 
регистрируют особые катушки (даже если она очень мала!). Полученные данные 
поступают в компьютер, там обрабатываются…»
      В отличие от традиционных рентгеновских методов томография представляет 
собой объемную реконструкцию внутренних органов на основе числовых данных, 
являющихся характеристиками физических свойств тканей. На ЯМРтомографе можно 
получить, например, трехмерное изображение плода. Врач может рассматривать 
мельчайшие детали, как угодно преобразовывать изображение, его можно также 
легко сжимать, архивировать, передавать по каналам связи для участия в 
телеконсилиумах и т д.
      При обследовании на рентгеновском томографе пациент ложится на стол таким 
образом, чтобы та часть тела, изображение которой требуется получить, 
находилась бы в пределах кругового отверстия в раме томографа. В верхней части 
рамы обычно располагаются рентгеновский источник и коллиматор – устройство, 
преобразующее расходящийся пучок лучей в тонкий направленный поток. В нижней 
части рамы находится линейка детекторов рентгеновского излучения, как бы 
заменяющая пленку. При необходимости врач может предварительно ввести в 
организм пациента химическое вещество, позволяющее улучшить визуальный контраст 
между исследуемым органом и окружающими тканями. Когда включается рентгеновский 
источник, тонкие, как карандаш, лучи просвечивают тело и данные, регистрируемые 
детектором, передаются в компьютер. По мере того как рама поворачивается вокруг 
пациента, этот процесс повторяется много раз, и каждый раз данные от детекторов,
 соответствующие набору разных положений, обрабатываются компьютером.
      Благодаря математическому алгоритму, основанному на известном в 
классической интегральной геометрии преобразовании Радона, набор численных 
показаний детекторов превращается в картинку на экране. Томографическая 
установка, основанная на явлении ядерного магнитного резонанса (ЯМРтомограф), 
обычно представляет собой трубу, содержащую длинный цилиндрический магнит, и 
обмотки, в которых возбуждается ток, соответствующий посылаемому и принимаемому 
радиочастотным сигналам. Строго говоря, магнитный резонанс – сугубо квантовое 
явление, и для его объяснения нужно привлекать стандартные 
квантовомеханические понятия.
      Суть явления в том, что сильное постоянное магнитное поле, создаваемое 
цилиндрическим магнитом, выстраивает хаотически ориентированные спины ядер 
атомов водорода в теле пациента вдоль единого направления, подобно тому как 
железные опилки выстраиваются вдоль невидимых линий поля вблизи магнита. Когда 
через камерутрубу томографа проходит специально возбуждаемый – зондирующий – 
радиочастотный импульс, магнитное поле импульса, хотя и слабое, все же на 
какоето время слегка отклоняет выстроившиеся спины от заданного направления, и 
они начинают колебаться, как говорят, прецессировать, вокруг направления 
сильного поля постоянного магнита, подобно закрученному волчку, который слегка 
подтолкнули. Ядра атомов при этом резонируют, то есть тоже испускают слабый