Х-промені «бачать» хвороби, картини та космічні об'єкти: День рентгена у світі

Рентген та комп'ютерна томографія допомагають виявити багато хвороб. Фото з відкритих джерел.

Міжнародний день радіології, який світ офіційно відзначають вже 11 років, – найкраще підтвердження тому, що випромінювання, відкрите 8 листопада 1895 року Вільгельмом Рентгеном і назване на його честь, здійснило справжню революцію в медицині. Утвердившись як ефективний метод діагностики та лікування у ХХ столітті, рентген продовжує дивувати мистецтвознавців та вчених планети у ХХI столітті.

Хоча німецький фізик Рентген (нім. Röntgen) у 1901 році отримав за Х-промені Нобелівську премію та зареєстрував патент, це відкриття сміливо можна вважати працею колективною. Тут доклали свою руку легендарний Нікола Тесла, нобелівські лауреати Марія та П'єр Кюрі, а також Антуан Беккерель – їхні імена увічнили у назві одиниць виміру радіоактивності. Сама ж катодно-променева трубка, яку Рентген використовував у своїх експериментах, була розроблена німцем Йоганом Хітторфом та англійцем Вільямом Круксом. Новина про те, що знайдено спосіб розглянути скелет людини крізь шкіру і плоть, миттєво стала світовою сенсацією.

Є в цій історії й український слід, який залишив у ХІХ столітті видатний фізик та електротехнік Іван Пулюй. 1881 року за флуоресцентну катодну лампу йому вручили премію Паризької виставки наукових досягнень. За 14 років до наукового відкриття німецького колеги наш співвітчизник докладно описав властивості катодного випромінювання, сам сконструював катодну трубку, а згодом з її допомогою зробив перший у світі знімок зламаної кістки. Отже, перше "фото" кінцівки зробили не дружині Рентгена, а підлітку з Галичини. Рентгенограми, які демонстрував Пулюй, були настільки чіткими, що дозволяли побачити усі патології. Але далі розвивати цей напрямок завадила відсутність грошей на дослідження та своєї лабораторії – всього того, що було у Рентгена.

Уродженець тернопільщини, Пулюй навчався та викладав в Австро-Угорщині, став доцентом Віденського університету, доктором натурфілософії у Страсбурзькому університеті, а у 1903 році створив у німецькому ВНЗ Праги першу в Європі кафедру фізики та електротехніки та став ректором електротехнічного факультету. Українець активно вивчав "поведінку" електричного струму у вакуумі разом із Теслою і навіть був знайомий з Рентгеном, який неодноразово приїжджав до університету Страсбурга. У 1916 році він через хворобу відмовився від престижної посади міністра освіти Австрії. Іван Пулюй до кінця життя (1918 року) допомагав у рамках свого фонду у Празі талановитим українським студентам. Він як батько ставився до такої молоді, можливо тому, що виховав разом із дружиною 15 рідних дітей та одного прийомного. Сьогодні унікальні конструкторські винаходи, автором яких став Пулюй, входять до колекцій наукових музеїв Відня, Парижа, Лейпцигу та Праги.

Якщо ж говорити про феномен рентгенівського випромінювання, то його по праву можна назвати якщо не всемогутнім, то вже точно всевидячим. На таких знімках лікарі можуть вчасно розглянути небезпечні новоутворення, запалення та аномалії розвитку. А всілякі переломи кінцівок вже стали "класикою жанру". Рентгенографії підвладні: кістки та суглоби, всі відділи хребта та кістки тазу, череп, придаткові пазухи носа, щелепа та зуби. Існує рентгеноскопія стравоходу, шлунка та дванадцятипалої кишки, а також урографія нирок та сечовивідної системи. Флюорографія допомагає виявити туберкульоз та запалення легень, а також патологію серця, плеври та діафрагми. Але жоден рентген не покаже курцеві, на що перетворилися його легені – жодних чорних крапок на знімку не видно.

Новим словом у рентгенології стала широко використовується сьогодні в медицині комп'ютерна томографія. 1979 року за винахід цього методу пошарового дослідження британський інженер Годфрі Хаунсфілд та американський фізик Аллан Кормак отримали Нобелівську премію. До речі, британець, який створив експериментальну модель томографа з рентгенівською трубкою ще в 1970 році, працював у багатогалузевій корпорації EMI – одній із найбільших компаній світу із звукозапису, яка також була підрядником ВПК Великобританії та відповідала за розробку боєприпасів та засобів радіолокації. Величезні доходи від музики та звукозапису, точніше контракту з легендарною групою The Beatles, мудре керівництво вклало в передові медичні технології та розробку комп'ютерної томографії. А вже 1973 року з'явилися КТ-апарати першого покоління. Подальша революція у сфері КТ йшла шляхом збільшення кількості та якості проєкцій, за які відповідали детектори. Так, останнє 4-е покоління має понад тисячу люмінесцентних датчиків. А в 1988 році компанія Siemens Medical Solutions розробила перший у світі спіральний комп'ютерний томограф. У ньому рухалася не лише трубка (по колу), а й сам пацієнт – уздовж спеціального стола.

Мультиспіральна, тобто багатозрізова КТ, розроблена в 1992 році, ще більше покращила якість і кількість проєкцій, а детектори тепер розташовувалися на декількох рядах. Щоб всі детектори одночасно приймали рентгенівське випромінювання, вчені розробили пучок об'ємної геометричної форми. Але й на цьому прогрес науки не закінчився – у 2005 році Siemens створив перший апарат із двома джерелами рентгенівського випромінювання.

Порівняно із звичайним рентгеном або флюорографією, дози іонізованого опромінення в КТ та його сучасних видах у рази вищі. Але все одно їх шкода здоров'ю не така велика, а користь від надточної діагностики величезна. Як величезний і спектр застосування самих рентгенівських променів. У ХХI столітті їх спрямували в космос та в 2020 році зробити найдокладніший рентген-знімок зіркового неба з планетами та чорними дірами. Точніше промені, спрямовані зі станції-обсерваторії, розташованої на відстані 1,5 млн кілометрів від Землі, сканували космічний простір. Внаслідок цього було отримано докладне кольорове зображення Всесвіту. У центрі картинки – площина Чумацького Шляху. Галактика має вигляд темно-синьої смуги, тому що зоряний пил та гази, що знаходяться в молекулярному стані, поглинули практично всі спрямовані на них рентгенівські промені.

А якщо спуститись з небес на землю, то там, як вважають мистецтвознавці, можна знайти дуже багато цікавого. Наприклад, сканування рентгенівськими променями старовинних картин відомих майстрів перед виставками допомогло зробити безліч відкриттів. Так, у 2022 році на звороті полотна Вінсента Ван Гога "Голова селянки" було виявлено під шарами картону та клею невідомий автопортрет художника. Робота була прихована. Це відкриття було зроблено випадково завдяки рентген-знімку картини перед виставкою імпресіоністів, яка мала відбутися в королівській академії Шотландії. Наразі унікальний знімок автопортрета шанувальники мистецтва можуть побачити у лайтбоксі, який демонструється в Единбурзі. У майбутньому реставратори планують поновити мальовничу роботу голландського майстра.

Набагато складніше завдання стоїть перед співробітниками ізраїльського Hecht Museum – археологічного музею подружжя Рубена та Едіт Хехт. На полотні експресіоніста Амедео Модільяні "Оголена в капелюсі" вони виявили за допомогою рентгена цілих три невідомі ескізи. Тобто великий італієць примудрився "втиснути" в одне полотно аж чотири роботи!