Магнитно-резонансная томография (МРТ): Пол Лотербур, Питер Мэнсфилд, Реймонд Дамадьян

Для начала: что такое МРТ? Ответ может показаться весьма тяжелым для понимания.

По своей сути и по самому известному и исчерпывающему определению, магнитно-резонансная томография (МРТ) — способ получения медицинских изображений для исследования внутренних органов и тканей с использованием ядерного магнитного резонанса. Этот способ основан на измерении электромагнитного отклика атомных ядер, чаще всего ядер атомов водорода, а именно: на возбуждении их определенным сочетанием электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряженности.

Для того чтобы понять, что такое МРТ, придется заглянуть в историю. Как каждое изобретение, томография прошла долгую историю усовершенствований, пока не стала такой, какой мы ее знаем сегодня. Каждое из этих изобретений и усовершенствований сейчас кажется настолько естественным, что не приходится и задумываться о том, когда, где и при каких обстоятельствах они появились.

И все-таки история открытия МРТ весьма неоднозначна. Удивительно уже то, что в разных источниках совершенно разные люди будут названы первооткрывателями и изобретателями.

В СССР считалось, что томография родилась уже после открытия Евгением Завойским в 1944 году явления парамагнитного резонанса, независимо от подобного открытия Феликсом Блохом и Эдвардом Парселлом в 1946 году. Другая точка зрения: в открытии МРТ как метода заслуги Ф. Блоха из Стенфордского университета и Э. Парселла из Гарвардского чрезвычайно велики. В 1952 году оба были удостоены Нобелевской премии по физике «за развитие новых методов для точных ядерных магнитных измерений и связанные с этим открытия». Итак, снова споры за приоритет между разными учеными и даже странами. И споры, согласитесь, имеющие под собой основания.

В СССР способ и устройство для томографии предложил в 1960 году В. А. Иванов, но официальным годом рождения изобретения принято считать 1973-й. Именно тогда профессор химии и радиологии из Нью-Йоркского университета Стони Брук (он же Пол Лотербур) опубликовал в журнале Nature знаменитую статью «Создание изображения с помощью индуцированного локального взаимодействия; примеры на основе магнитного резонанса». Статья была о трехмерных изображениях объектов, полученных по спектрам протонного магнитного резонанса воды этих объектов. Эта работа легла в основу метода магнитной резонансной томографии (МРТ) и стала фундаментом для дальнейших исследований.

Последователем Лотербура стал профессор Ноттингемского университета Питер Мэнсфилд. Он усовершенствовал математические алгоритмы получения изображения. Оба ученых были удостоены Нобелевской премии в 2003 году в области физиологии и медицины за решающий вклад в изобретение и развитие метода магнитно-резонансной томографии.

В 1975 году, одновременно с исследованиями Мэнсфилда и Лотербура, Ричард Эрнст создал теорию о магнитно-резонансной томографии, осуществляемой с использованием фазового и частотного кодирования — метода, используемого до сих пор. И только в 1980 году Эдельштейн с сотрудниками, применив этот метод, продемонстрировали изображение человеческого тела. Понадобилось всего пять минут для получения картинки, а к 1986 году это время было снижено до пяти секунд без потери качества снимка. Удивительно, но сами изобретатели считали, что для середины 1980-х это не такое уж и большое достижение.

Самые первые томографы для исследования тела человека появились в клиниках в 1980–1981 годах, сегодня же томография, которая поначалу обозначалась аббревиатурой ЯМР (ядерно-магнитный резонанс), стала целой областью медицины.

Однако список изобретателей МРТ был бы неполным без упоминания имени американского ученого, доктора Реймонда Дамадьяна. В 1960 году Дамадьян получил степень доктора Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна в Нью-Йорке. Свою научную деятельность он посвятил исследованию онкологических заболеваний. Через одиннадцать лет были опубликованы результаты его исследований: здоровые ткани и опухоли по-разному реагируют на ЯМР — частота релаксационного излучения ядер у них неодинакова. Такой вывод Реймонд сделал после проведенных опытов на крысах, у которых впервые в истории смог диагностировать рак. В 1972 году ученый предложил провести сканирование человеческого тела с помощью ЯМР и подал заявку на патент «Аппарат и метод для обнаружения рака в тканях». Однако получил его только спустя два года. В 1977 году он принял решение испробовать магнитно-резонансную томографию (МРТ) на человеке.

Для начала Дамадьян применил новый метод на себе, только этот опыт оказался неудачным: для успешного исхода эксперимента вес Реймонда оказался чересчур большим. Спустя некоторое время изобретение было опробовано на его ассистенте — тогда ученый и получил первые долгожданные изображения реакции человеческих тканей на ЯМР. Изобретение Дамадьяна было признано одним из самых больших прорывов в диагностической медицине. В 1978 году он основал корпорацию по производству магнитно-резонансных сканеров, и спустя два года был выпущен первый коммерческий сканер МРТ. Изобретение ученого получило такую популярность, что его начали не только копировать, но и пытаться усовершенствовать.

Как мы уже убедились, Нобелевская премия далеко не всегда достается настоящему изобретателю, даже несмотря на всемирное признание заслуг. Дамадьян был удостоен множества престижных наград и премий, однако Нобелевская премия досталась не ему. Скандал случился в 2003 году. Премия в области медицины была вручена Питеру Мэнсфилду и Полу Лотербуру за их открытия, связанные с МРТ (вернее, за нововведения, основанные на открытии Дамадьяна). Однако в списке лауреатов имени самого Реймонда не было, что вызвало резонанс в научных кругах. Позже группа активистов, назвавшихся «друзьями Реймонда Дамадьяна», публично опротестовала отказ в присуждении Нобелевской премии Дамадьяну в статье «Постыдная ошибка, которая должна быть исправлена», опубликованной в знаменитых изданиях New York Times, Washington Post, Los Angeles Times, Stockholm's Dagens Nyheter. Но и это не помогло, Нобелевский комитет по сей день своего решения не изменил.