Карманное сканирование
Из пяти важнейших лучевых исследований (рентгенография, компьютерная томография, ядерное сканирование / позитронная эмиссионная томография, ультразвуковое исследование, магнитно-резонансная томография) три теперь миниатюризированы до размеров, позволяющих легко держать их в руке96–99. Портативная рентгенография при помощи устройства размером со смартфон стала возможной благодаря использованию природного процесса, известного как триболюминесценция. Инженеры из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе сообщили о возможности генерировать рентгеновские лучи путем простого разматывания скотча в вакууме, сродни тому, что происходит при разгрызании мятных леденцов Wint-O-Green Life Savers, когда положительные и отрицательные заряды разделяются и возникает вспышка света96, 98. Эта технология отменяет необходимость хрупких стеклянных трубок и высокого напряжения, которые используются в традиционной рентгенографии. Технология пока еще находится на ранних этапах разработки для медицинской диагностики, но по крайней мере продемонстрирована принципиальная возможность ее использования и она активно финансируется Управлением перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ и венчурными фондами.
Миниатюризация магнитно-резонансного томографа, который большинство из нас представляет себе как гигантское, многотонное оборудование, превзошла все ожидания. Пионером этого движения стал немецкий инженер Бернард Блюмих, который уже в 1993 г. построил аппарат под названием MRI – MOUSE (МРТ-мышь), его название расшифровывается как «мобильный универсальный исследователь поверхности», а высота составляла всего один фут100. Митио Каку, который с оптимизмом смотрит на развитие технологий, в своей книге «Физика будущего»[25] (Physics of the Future) сказал: «Это способно революционизировать медицину, поскольку человек сможет делать МРТ в собственном доме»101.
Миниатюрный аппарат для проведения МРТ основан на маленьком магните в форме буквы U, два конца которого имеют северный и южный полюса. В отличие от традиционного магнитно-резонансного томографа, в нем используются неоднородные и слабые магнитные поля с компьютерной алгоритмической поправкой на искажение, для аппарата требуется минимальная мощность, равная мощности электрической лампочки. Каку предполагает, что «в конечном итоге сканер МРТ может стать тонким, как мелкая монетка, и едва заметным»102.
Подобный процесс магнитно-резонансной миниатюризации происходит и в ядерно-магнитно-резонанской томографии. Управляемый через смартфон аппарат с площадью основания 10?10 см используется для оценки на месте количества белка в ткани из образцов, полученных при биопсии, для быстрого и точного диагностирования рака97. Эта миниатюрная технология предназначена для определения молекулярного профиля, а не получения изображений. Однако она может оказаться особенно полезной при исследовании аспиратов, получаемых с помощью тонкой иглы из опухолей на теле, которые используются вместо биопсии ткани, что может сделать точную диагностику рака весьма трудной.
К настоящему времени самой миниатюризированной технологией сканирования стали ультразвуковые исследования. Управление по контролю за продуктами и лекарствами одобрило два устройства, доступных с 2010 г., – это VScan (General Electric) и Mobisante. Оба размером с сотовый телефон, карманного типа. Проведенное нами в Институте трансляционных исследований Скриппса исследование показало, что разрешение изображения на переносном устройстве для ультразвуковой диагностики было таким же хорошим, как и на большом больничном аппарате стоимостью $300 000103. Имея возможность фактически видеть структуру и функционирование сердца – клапаны, сердечную мышцу, все четыре желудочка, аорту, оболочку сердца, – я уже несколько лет не пользовался стетоскопом, чтобы слушать сердце пациента. Это занимает всего одну-две минуты во время медосмотра, а получаемыми видеоизображениями можно поделиться непосредственно с пациентом, пока идет сбор информации. Исследование с помощью карманного ультразвукового устройства превосходит древний стетоскоп, появившийся в 1816 г. и считавшийся иконой в медицине. И конечно, этот миниатюрный аппарат может быть использован для УЗИ брюшной полости, тазовых органов (включая матку и плод), легких и крупных артерий, таких как аорта или сонная артерия. Отреагировав на возможность УЗИ на месте, врачи медицинского факультета Гарвардского университета недавно выступили в защиту идеи «прекратить слушать и смотреть»104.
Доступность этой технологии привела к тому, что по крайней мере две школы медицины в США на первом же занятии предлагают это устройство вместо традиционного стетоскопа всем своим студентам. Одна организация здравоохранения в Миннесоте недавно завершила обучение врачей общей практики использованию портативных аппаратов для проведения ультразвуковой диагностики с головы до ног.
Такое безопасное и информативное получение изображений с помощью компактных устройств имеет много важных последствий. Вспомните из рис. 6.2, что в США проводится более 125 млн УЗИ в год. Какой процент этих исследований может легко, быстро и точно проводиться в рамках физического осмотра во время посещения врачебного кабинета или на больничной койке? При средней стоимости пребывания в больнице и оказания профессиональных услуг $800 на человека УЗИ только в США тянут более чем на $100 трлн в год – это настоящий удар по экономике. Портативные аппараты УЗИ могли бы снизить затраты по крайней мере на 50 %, если бы применение такого устройства в качестве современного стетоскопа стало привычным элементом физического осмотра.
Более того, врачи, медсестры и фельдшеры без опыта интерпретации снимков в определенных случаях могут провести сканирование и переслать видеоизображение по беспроводной связи радиологу или, если нужно, кардиологу для быстрой обратной связи в любом месте, где есть мобильный сигнал.
