Молекулярный медосмотр

Видеть пациента насквозь врачи научились еще 100 лет назад, но только теперь медики могут рассмотреть человека в микроскопических подробностях. "Молекулярная визуализация" — так называется новейшая технология, обещающая произвести полный переворот в наших представлениях о медицине. Но это не единственный революционный прорыв, который нас ждет. В этом убедился корреспондент "Огонька", побывавший в США на RSNA-2013 — выставке медицинских технологий завтрашнего дня

Владимир Тихомиров

Чикагский конгресс RSNA — Американского общества радиологии — это как Каннский фестиваль для киноманов, как Неделя моды в Париже для всех кутюрье или как Авиасалон в Ле-Бурже. Огромный выставочный комплекс McCormick Place, сотни выставочных стендов от транснациональных компаний, десятки новинок — именно здесь и определяются главные тренды в развитии медицины и медицинской техники на годы вперед. И нынешние требования к разработчикам оборудования президент RSNA-2013 Сара Дональдсон сформулировала по-ленински емко и кратко: экономия, экономия и еще раз экономия.

— Нам важна не только экономия финансовых ресурсов, затрачиваемых на исследования и диагностику, но и экономия времени и экономия здоровья самого пациента.

— У всех врачей в мире, в том числе и у российских, и у американских, не хватает ни времени, ни денег на своих пациентов,— говорит Пабло Рос, глава радиологического отделения Университетских госпиталей медицинского центра Кейза.— Ведь люди никогда не приходят с готовым диагнозом. Нет, у них есть просто набор симптомов, а врачи направляют пациентов то на один анализ, то на другой, а это все трата времени и, что самое важное, денег, которых вечно не хватает для оплаты процедур. В итоге мы часто получаем уже запущенную болезнь и очень дорогое лечение.

Изменить это положение и призвана методика молекулярной визуализации, благодаря которой чудо-сканер может уже через 20 минут обнаружить все "неполадки", которые есть в организме.

Просвещение насквозь

Метод медицинской визуализации имеет долгую историю. Обычно за точку отсчета принято брать осень 1895 года, когда немецкий физик Вильгельм Рентген обнаружил таинственные икс-лучи, способные просветить насквозь человека. Эксперименты Рентгена дали огромный толчок развитию медицины — впервые медики смогли без вскрытия заглянуть внутрь человека и понять, например, сломана у него кость или нет. Через 100 лет в арсенале врачей появилась и МРТ — магнитно-резонансная томография, изобретенная в 1973 году химиками Полом Лотербуром и Питером Мэнсфилдом. Суть ее в том, что под действием магнитного поля протоны, то есть положительно заряженные ядра водорода, в живых тканях способны переходить на более высокий энергетический уровень, а затем возвращаться в исходное состояние, и это колебание протонов можно зафиксировать и измерить. Поскольку различные ткани человеческого тела содержат различное количество молекул воды, то, периодически возбуждая ядра водорода, можно получить довольно точную картину внутреннего мира человека, включая и невидимые для рентгена мягкие ткани и внутренние органы.

Следующий шаг — создание метода позитронно-эмиссионной томографии, который, по сути, стал "рентгеном наоборот". Дело в том, что в ПЭТ-томографах нет внешнего излучателя икс-лучей, здесь пациент, которому перед исследованием вводят препарат с содержанием радиоактивных элементов, сам испускает гамма-частицы, а сканер только считывает их, получая трехмерную модель человеческого тела. Причем, доза облучения от радиофармпрепарата гораздо меньше, чем от стандартного рентгена.

Впрочем, главная особенность ПЭТ-томографии состояла не столько в визуализации воспалительных процессов, сколько в возможности динамического наблюдения за организмом, оценки эффективности лечения. То есть, если МРТ и рентген дают только двухмерный снимок человеческого тела, то метод позитронно-эмиссионной томографии позволил врачам наглядно исследовать динамику тех биохимических процессов, которые происходят внутри того или иного органа человека - был бы только нужный препарат под рукой у врача.

Дело в том, что радиофармпрепараты, которые принимают пациенты перед исследованиями, содержат не только радиоизотопное вещество, например фтор-18, но и специальный физраствор, проникающий в тот или иной орган человека. Еще в 30-е годы прошлого века немецкий биолог Отто Варбург обнаружил, что от здоровых раковые клетки отличаются тем, что они перестают потреблять кислород и начинают очень активно поглощать глюкозу. Следовательно, рассудили врачи, если в пациента ввести глюкозу, помеченную радиоактивным изотопом, то в местах наибольшей концентрации гамма-излучения и будут с большей вероятностью находиться раковые клетки.

В итоге появление ПЭТ-сканеров произвело настоящий переворот в онкологической медицине; впервые у врачей появилась возможность поймать зарождение опухоли на самом раннем начальном этапе ее развития, с наибольшей точностью оценить наличие метастазов и эффективность лечения. И не только поймать, но и при помощи химиотерапии, лучевой терапии либо хирургического лечения остановить их развитие в зародыше. Так рак избавился от пугающего определения "неизлечимый" — сегодня уже доказано, что практически все виды злокачественных опухолей на первых стадиях можно полностью вылечить, не прибегая к хирургическим методам.

Зри в корень

Не стояла на месте и традиционная лучевая диагностика. В частности, еще в 1972 году британец Годфри Хаунсфилд и американец Аллан Кормак предложили отказаться от обычных рентгеновских снимков в пользу послойного исследования внутренней структуры объекта — этот метод они в духе времени назвали "компьютерной томографией", или сокращенно КТ. Эта установка как две капли воды напоминает любой другой томограф: тот же стол с кушеткой, при помощи которой пациент въезжает внутрь огромной трубы, внешне напоминающей вход в отсек космической станции. Отличие в том, что здесь вокруг пациента вращался не только детектор рентгеновского излучения, но и сам мощный излучатель, что позволяло в течение одной секунды делать несколько десятков рентгеновских снимков тела с разных ракурсов. Компьютер же, подключенный к этой системе, соединял эти снимки воедино, образовывая трехмерную модель скелета человека с четким изображением всех внутренних органов. Или же двухмерное изображение "среза" тела пациента — если это было необходимо врачу. Особым преимуществом КТ является тот факт, что оборот детектора длится 0,5 секунды, что обеспечивает качественную визуализацию даже таких подвижных органов, как сердце или легкие.

И вот, в начале 2000-х, в голову ученым из Университета Калифорнии в Сан-Франциско пришла идея соединить ПЭТ-сканер с компьютерным томографом.

— ПЭТ дает очень четкое понимание того, что происходит с функциями организма на молекулярном уровне,— говорит Джин Сараньезе, генеральный директор направления систем визуализации Philips "Здравоохранение".— А вот компьютерная томография обеспечивает создание подробной картины строения человека. Это как съемку метеорологических процессов в атмосфере наложить на карту земной поверхности: сразу же можно точно предсказывать погоду и когда именно пойдет дождь.

На RSNA компания Philips представила первый в мире цифровой ПЭТ/КТ-сканер, позволяющий увидеть в человеческом теле объекты такого размера, что возник новый термин --"молекулярная визуализация". Действительно, благодаря методу синтезированного использования ПЭТ и КТ-томографии у медиков впервые появилась возможность следить за общей картиной жизнедеятельности организма на молекулярном уровне. И сегодня именно с методом молекулярной визуализации ученые связывают грядущую революцию в отрасли.

— Сегодня в США разрешено использовать пока только пять препаратов для молекулярной визуализации,— рассказывает профессор Пабло Рос.— Это глюкоза, фтордезоксиглюкоза и другие радиоизотопы для обнаружения различных онкологических заболеваний, прежде всего рака молочной железы и опухолей головного мозга. Также в этот список входит два типа бета-амилоидных белков для прогнозирования развития болезни Альцгеймера. Но в научно-исследовательских лабораториях своей очереди на сертификацию дожидаются десятки и сотни новых контрастных препаратов — в скором времени, грамотно подбирая вещества, можно будет проследить за динамикой любого биологического процесса в нашем теле.

Курс на производство совмещенных ПЭТ/КТ-сканеров сегодня взяли все крупнейшие производители мира — на RSNA-2013 свои модели сканеров представили не только Philips, но и другие лидеры отрасли — концерны General Electric, Siemens и Toshiba.

— На Западе сейчас идет активный процесс перевооружения всех клиник,— говорит врач-онколог Павел Петров из Екатеринбурга, участник конгресса RSNA.— В Европе за последние два-три года все клиники заменили всю технику, отказавшись от обычных томографов в пользу гибридных ПЭТ-сканеров.

Впрочем, прогресс хоть и медленно, но все-таки приходит и в Россию: по данным российского Минздрава, сегодня в нашей стране насчитывается уже три десятка аппаратов ПЭТ/КТ, правда, практически все они расположены в Москве. Отдельная проблема: подготовка специалистов, без которых любая, самая высокотехнологичная аппаратура останется бесполезной грудой железа, а вот специалистов-радиологов в России почти не готовят.

Лучевое лечение

Между тем на конгрессе в Чикаго выяснилось, что и гибридные сканеры уже переходят в разряд устаревшего оборудования, если не физически устаревшего, то как минимум морально. Новая стратегия экономии, объявленная членами RSNA, говорит о том, что сканеры должны не только уметь диагностировать, но и лечить человека.

— Такой подход предполагает совмещение метода магнитно-резонансной томографии с технологиями, нацеленными непосредственно на лечение пациента,— рассказывает Илья Гипп, руководитель направления терапии под контролем МРТ в компании Philips.— В результате формируется целое новое направление — МРТ-терапия, создающееся на стыке двух и более областей. Тот самый редкий случай, когда один плюс один дает больше чем два.

— Каковы сферы применения МРТ-терапии?

— В качестве примера приведу аблацию фокусированным ультразвуком высокой интенсивности. Проще говоря, это ультразвуковая установка, которая присоединяется к сканеру и, фокусируя ультразвук, выжигает опухолевые клетки внутри организма, не повреждая кожу и ткани вокруг. Такая технология уже сегодня применяется для лечения миомы матки, а это, увы, очень распространенное среди женщин заболевание. Если удалять миому обычным операционным путем, это часто сопряжено с различными рисками и болезненными ощущениями для женщин; в то время как безоперационное удаление фокусированным ультразвуком безболезненно, безопасно и не менее эффективно. Уничтоженные клетки затем утилизируются организмом.

Интересно, что технология нагрева при помощи ультразвуковых волн имеет военное происхождение. Впервые этот эффект был обнаружен при тестировании звуковых излучателей — сонаров для опознавания подводных лодок. Тогда подводники узнали, что импульсы от нескольких сонаров, сфокусировавшись в пучок, могут нагреть воду в определенной точке до состояния кипения. Объяснение этому нашлось самое простое: звуковые волны вызывают движение молекул, что сопровождается выделением энергии. Правда, для достижения этого эффекта нужно фокусировать ультразвуковые волны из множества источников, в частности для нагрева клеток человеческого тела до 60-75 градусов ученые совмещают импульсы из 256 источников, фокусируя волны в одной точке. В итоге получается точно такой же инструмент, как и гамма-нож, только без угрозы радиации.

--Технология выжигания ультразвуком применима и к паллиативному лечению метастазов в костях,— продолжает разговор Илья Гипп.— Такой метод используется для избавления онкологических пациентов от выраженных болевых ощущений. И как более эффективная альтернатива медикаментозному обезболиванию мы можем просто пережечь нервные окончания, примерно так же, как стоматолог убивает нерв в зубе перед лечением. Конечно, непосредственно лечением такую процедуру назвать сложно, но именно она позволяет пациентам комфортно проходить необходимые курсы терапии, общаться с родными и близкими, не страдая от невыносимой боли.

Больничный чек

Эксперты RSNA-2013 подсчитали, что вложение лишь 1 доллара в лучевую диагностику приносит 8-10 долларов экономии, так как позволяет выявлять заболевания на более ранних сроках и лечить их более дешевыми способами. Другое направление экономии: "медицинский" Facebook.

— Вы загружаете свои снимки в интернет, а выбранный вами специалист из университета дает консультацию по Сети,— говорит Эмили Конант из Университета Пенсильвании. — Эти технологии были известны и раньше, но сейчас они впервые стали пользоваться таким спросом,— практически каждый второй участник выставки в Чикаго представляет свои программы для онлайн-консультаций.

В США, например, уже сформировался рынок так называемых ночных ястребов от лучевой диагностики. Поскольку консультация квалифицированного врача в Америке стоит очень дорого, то снимки пациентов из США по ночам передаются на консультацию в Индию или Китай. И утром человек уже получает результаты исследования, даже не подозревая, что его снимки побывали на другой стороне земного шара. В свою очередь, специально для "ястребов" разрабатывается еще одно направление интернет-медицины: скоро с помощью специального поисковика в Сети можно будет найти похожие случаи в разных странах. И, сопоставив различные снимки и истории болезней, даже не самый квалифицированный врач сможет подобрать пациентам наилучшее лечение.

И именно подобные "облачные" технологии дают даже таким недоразвитым в медицинском отношении странам, как Россия, уникальный шанс на приобщение к достижениям высоких медицинских технологий. Причем слово "недоразвитый" здесь вовсе не красивый эпитет. Широко известный факт: первый томограф в нашей стране появился ровно тогда, когда Борису Николаевичу Ельцину понадобилась операция на сердце, невозможная без современных методов лучевой диагностики. Сегодня, конечно, ситуация меняется: ведется строительство более 40 учреждений радиологической диагностики, в том числе и 7 новых ПЭТ-центров, созданы три высокотехнологичных центра ядерной медицины — в Обнинске, Димитровграде Ульяновской области и в городе Северск Томской области. Другое дело, что все эти многомиллиардные вложения окупятся в том случае, если в России будет создана система подготовки квалифицированных кадров — медицинских физиков, инженеров-радиохимиков и биохимиков. И не только подготовки, но и оплаты труда, ведь сегодня оклад медицинского физика даже в столичных лечебных учреждениях сопоставим с зарплатой уборщицы в метро.