Текст книги "100 великих тайн медицины"

Часть IV
Экзотика современности

Врач в телевизоре, или Лечение издалека

Во время первых репортажей о космических полетах советских космонавтов, комментаторы непременно обращали внимание слушателей на такую частность. Медики с земли непрерывно следили за состоянием здоровья и самочувствием «небожителей». Помогала им в этом телеметрия – датчики, прикрепленные к телам космонавтов, непрерывно передавали по радио данные о температуре, пульсе, кровяном давлении и т. д.

Ныне врач может не только слышать, но и, благодаря телевидению, видеть своего пациента на орбите. И многие медики уж давно предлагают использовать космическую технологию на земле – ведь, скажем, в нашей стране немало «медвежьих углов», куда только вертолетом можно долететь.

Однако пока эту технологию российским специалистам не удается внедрить даже на полярных станциях. Между тем в США только с 1995 по 2001 год было рассмотрено шестнадцать законопроектов, направленных на развитие и расширение использования «дистанционной» медицины. Всего же в мире сейчас работает более 250 глобальных телемедицинских программ. А в России, где это направление здравоохранения родилось, врач в телевизоре до сих пор появляется разве что в программе «Здоровье» центрального ТВ, где дает лишь самые общие советы и рекомендации. И нам лишь остается с легким чувством зависти вспоминать, что еще в 1965 году известный американский кардиохирург Майкл Дебейки впервые через спутниковый канал связи из Америки консультировал врачей, которые проводили операцию на сердце в Женеве.

Телемедицина сократила младенческую смертность

С тех пор возможности телемедицинской помощи значительно расширились. Евросоюз сегодня финансирует более 70 проектов, одним из которых, например, является HECTOR – программа использования телемедицины в системе скорой помощи. Особо следует выделить использование телемедицины в ходе боевых действий. На Западе ни одна крупная войсковая операция, проведенная в последние годы, не обходилась без помощи телемедиков, консультировавших своих коллег в полевых госпиталях. Так было и в Ираке, и в Сомали, и в Боснии… А в Норвегии, благодаря государственной программе, возможность связаться с «удаленным» врачом есть теперь у каждого жителя.

В наши дни «телемедики» готовы сделать следующий шаг – перейти от консультаций на расстоянии к более решительным действиям. Никого ведь не удивляет, что, например, оператор вполне способен управлять дистанционно летательным аппаратом, находящимся за тысячи километров от него. В операционных появляются первые хирургические роботы, способные делать некоторые операции, например, по вживлению искусственных тазобедренных суставов лучше самих хирургов.

А если это так, что мешает хирургу-консультанту командовать таким роботом, находясь от него опять-таки на значительном расстоянии? Дело зачастую упирается лишь в качество каналов связи, полагает Олег Орлов, генеральный директор российского фонда «Телемедицина». Подумайте, что будет, если задержка связи произойдет в тот момент, когда нож робота-хирурга будет уже в теле пациента?..

И пока стопроцентно надежные каналы связи не созданы, специалистам по телемедицине остается отрабатывать более безопасные манипуляции, которые можно производить на расстоянии. Через спутники врачи, находящиеся в Германии, скоро смогут делать УЗИ заболевшим морякам. Для этого специальный манипулятор с закрепленным ультразвуковым датчиком помещается на животе пациента, береговой врач с помощью джойстика, похожего на тот, что используется в компьютерных играх, управляет движениями датчика и считывает показания с экрана компьютера.

Наличие хорошего недорогого канала связи – обстоятельство, которое сегодня способно творить в телемедицине чудеса. Особенно в России, где у медиков всегда было мало денег. И спутниковая связь здесь вовсе не обязательна. Сеть телеканалов, которые можно было бы приспособить для целей телемедицины, в нашей стране уже существует. Например, недавно Министерство путей сообщения проложило оптоволоконные линии вдоль многих железнодорожных путей. Железнодорожники, правда, делали это для своих целей, но заодно подключили к этой сети и железнодорожные поликлиники. Благодаря этому единственный крупный телемедицинский центр в России, имеющий качественную оптоволоконную связь с многими отдаленными городами и поселками нашей страны, работает при Центральной клинической больнице МПС.

Еще одним шансом для развития телемедицины может послужить и та телесеть, которая с большой помпой и скоростью была смонтирована по всей стране для передачи информации с избирательных пунктов перед последними президентскими выборами. Теперь большей частью эти каналы бездействуют. И нужно не так уж много денег, чтобы перенести телекамеры и мониторы из помещений бывших избирательных участков в медицинские кабинеты.

А еще нужен закон о телемедицине, чтобы врачам-энтузиастам не приходилось заниматься этим делом как бы на общественных началах.

Человек… стеклянный?

Кто из нас в шутку или всерьез не говаривал: «Отодвинься, не стеклянный, сквозь тебя ничего не видно…» Оспаривать ходячее выражение, наверное, труд бесполезный. А вот факт, в нем содержащийся, стоит подвергнуть сомнению. Дело в том, что стараниями ученых Института радиотехники и электроники недавно удалось доказать, что человеческое тело прозрачно не только для рентгена или ультразвука, но и отчасти для обычных световых лучей.

– Посмотрите на свою руку, расположив ладонь против лампочки, – предложил мне сотрудник отдела биомедицинских исследований Юрий Поляков. – Видите, сквозь кожу просвечивают детали строения кисти? Картину можно еще более конкретизировать, если воспользоваться аппаратурой, разработанной в нашем институте…

Медикам бывает немаловажно знать не только подробности строения внутренних органов – на это сгодится и рентген, но и другие детали, ему недоступные. Взять хотя бы кровеносную систему. Кроме крупных, магистральных сосудов, в ней огромное количество очень тонких, капиллярных, идущих чуть ли не к каждой клеточке организма. Как узнать, нормально ли они функционируют? До сих пор это можно было сделать лишь опосредованно.

Вот если бы просветить подкожные слои, где расположены многие капилляры, задумались ученые. И вспомнили, что наше тело большей частью состоит из воды. В костях содержится до 30–40 процентов жидкости, а в мягких тканях и того больше – до 90 процентов. А ведь в прозрачной воде можно различать предметы на расстоянии в несколько метров.

Правда, жидкость, которая содержится в нашем организме, вряд ли может быть названа прозрачной, В ней растворено немало биологических примесей. Да и содержится она не единой массой в неком сосуде, а рассредоточена во множестве ячеек-клеток, разделенных мембранами и оболочками…

Современные лазерные технологии создают новые возможности для исследований в области медицины

Но ведь и в мутной воде сегодня научились видеть. Для связи с подлодками в технике используют лазеры сине-зеленого спектра. Мощные источники излучения обладают большой «пробойной» силой. Кроме того, лучи этого цвета меньше поглощаются и молекулами морской воды, и взвешенными в ней частицами. Быть может, нечто подобное годится и для проникновения в биологическую жидкость?

В результате экспериментов ученым удалось обнаружить «окна прозрачности» нашей кожи. Например, лазерные лучи с длиной волны 0,7–1,3 мкм проходят сквозь нее, почти не задерживаясь. Ну а дальнейшее, как говорится, было делом техники: опираясь на обнаруженный эффект, ученые создали прибор, который мне и продемонстрировали. Лазерное излучение в нем подается по световоду в небольшую коробочку, которую прикладывают к телу пациента.

Лазерный луч, пройдя сквозь кожу, сообщит нам лишь толику тепла. Отразившись же от внутренних тканей, он пойдет обратно, неся с собой информацию об их состоянии. Конечно, невооруженным глазом мы мало что увидим. Мощность вернувшегося излучения чрезвычайно мала – счет порою идет на отдельные фотоны, – и отражаться лучи будут от слоев, лежащих на разной глубине, что приведет к известной мешанине.

В радиолокации подобную смесь сигналов иногда называют «молоком», поскольку экран радара действительно словно кто молоком залил, ничего не видно. Чтобы выделить полезный сигнал из помех, ведут зондирование короткими импульсами, используют разные диапазоны излучения, применяют временную селекцию целей – то есть разделяют сигналы по времени.

Весь этот арсенал инженерных приемов использован теперь и в медицине. Лазерное зондирование подкожных слоев ведется очень короткими импульсами, продолжительностью не более миллисекунды. При этом посылаемый сигнал не успевает слиться со своим отражением. Для большей достоверности зондирование ведется не в одном, а в шести диапазонах. Применяется и временное разделение: излучение с малой глубины принимается меньшим глазком-антенной, а для глубинного зондирования используют более чувствительную антенну – глазок побольше.

Ну а чтобы окончательно стало ясно, «что есть что», к анализу полученной информации подключается компьютер. Он по специальной программе обрабатывает принятые сигналы, рисует на экране дисплея разные кривые. А по ним можно оперативно и с большой точностью определить, насколько тренирован тот или иной человек, годится ли он, скажем, для выполнения трудной работы водолаза…

«Умные» пилюли

Впервые об этой чудодейственной таблетке я узнал где-то в конце 70-х годов прошлого века от соседа, работавшего в КГБ. Он проходил ежегодное профилактическое обследование в своей ведомственной поликлинике и рассказал: «Мне дали проглотить электронную таблетку, и она сама сделала все необходимое».

А вскоре о такой таблетке заговорили и в открытую. Чудо-пилюлю прозвали «кремлевской таблеткой», поскольку ею, дескать, пользовались все правительственные долгожители. На самом деле она представляет собой металлическую капсулу длиной 22 мм и диаметром 11 мм с пластмассовой перемычкой в центре.

Она не только снимает показания, но и является стимулятором некоторых процессов в организме. Основным постулатом, от которого отталкивались изобретатели этого приборчика – пульсация, которая постоянно происходит в человеческом организме. Слабые энергетические импульсы «кремлевской таблетки» активизируют и синхронизируют работу внутренних органов.

По утверждениям некоторых врачей, «кремлевская таблетка» способствует восстановлению ритма сердца, она помогает избавиться от шлаковых завалов в кишечнике, стимулирует деятельность предстательной железы, работу печени, почек, излечивает головную и зубную боль, ликвидирует похмельный синдром, улучшает зрение, лечит бесплодие у женщин…

Впечатляет, не правда ли? Однако есть и другие мнения насчет АЭС ЖКТ (автономного электростимулятора желудочно-кишечного тракта) – так официально называется эта капсула. Академик Е.И. Чазов, многие годы занимавшийся лечением членов Политбюро и ЦК КПСС, в одном из интервью обмолвился, что его пациенты не только не принимали эту таблетку, но и он сам о ней ничего толком не знает. Независимые исследования показали, что «кремлевская таблетка», производя неконтролируемую стимуляцию желудочно-кишечного тракта, одновременно ослабляет сердечную и легочную деятельность, нарушает работу почек и селезенки. Так что, пожалуйста, поаккуратнее с этим разрекламированным «мини-чудом», купить которое ныне может каждый.

Фирма Philips Research разработала электронную пилюлю, управляемую ультразвуком

Тем не менее процесс, как говорится, пошел. И в 80-е годы в NASA разработали аналогичную «таблетку-термометр» для мониторинга температуры космонавтов. Позднее такие таблетки начали глотать спортсмены-чемпионы: таблетка оперативно выдавала жизненно важные данные о внутренней температуре тела.

В 2012 году в США и Великобритании начали продавать еще один микрочип, который можно проглотить. Он не только измеряет температуру тела, но и предоставляет информацию о том, когда и какое лекарство принимал пациент накануне. Следующий шаг – создание идеальной пилюли, которая начинала бы действовать в организме пациента не сразу, а в тот момент, когда лекарство достигнет больного органа или когда наступит определенный врачом срок: через день, неделю, месяц или даже год…

Именно над осуществлением этой мечты вот уже два десятка лет работает наш соотечественник, руководитель группы биополимеров факультета материаловедения колледжа Лондонского университета Глеб Борисович Сухоруков. Начал он свои исследования еще во время подготовки диплома на физфаке МГУ.

«Я пришел к химикам с идеей делать тончайшие полимерные пленки, похожие на слоеное тесто, – вспоминает Сухоруков. – Сейчас мы знаем, что свойства таких пленок программируются: если пленка толще, то ее проницаемость будет меньше, и наоборот. А добавив в нее природные вещества – белки, ферменты, можно создать крошечный прибор самого разного применения»…

Однако, как известно, скоро только сказки сказываются. Химики тогда объяснили молодому человеку, что слоеные тончайшие полимерные пленки построить нельзя. И теоретически они до сих пор правы. В равновесной системе таких пленок быть действительно не должно. «Но на практике мы всегда оперируем неравновесными, метастабильными системами, – подчеркивает Сухоруков. – А потому на практике все получилось, согласно известной поговорке: “Если нельзя, но очень хочется, то можно”…»

Лет пятнадцать тому назад все тому же Сухорукову пришла в голову идея создавать на основе таких пленок медикаментозные капсулы. «Мы с коллегами уже умели делать эти пленки на плоской поверхности, но пока не думали об их прикладном применении, – продолжает рассказ Сухоруков. – Однажды просто решили собрать их в шарики и обнаружили, что трехмерные поверхности дают возможность запускать что-нибудь внутрь, выпускать наружу, вновь сжиматься. Так впервые забрезжила идея управляемой таблетки»…

Претворить идею на практике удалость в 2005 году. Первые капсулы решено было вводить в раковые опухоли. Они очень быстро растут, и фактически все, что есть рядом с ними или на их поверхности, тут же оказывается внутри них. Так выяснилось, что капсулы способны попадать внутрь клетки.

Позднее исследователи использовали во благо такую же «прожорливость» иммунных клеток, макрофагов. Оказалось также, что многого можно добиться, помещая в капсулу наночастицы. Допустим, толщина оболочки капсулы 50 нанометров, так что магнитные наночастицы размером 10–20 нанометров прекрасно там помещаются. Если капсулу с большим количеством таких наночастиц поместить в магнитное поле, она начнет двигаться и ее движением можно управлять. Так можно выводить из тканей организма лекарства, которые уже не нужны.

Аналогичные исследования активно ведутся за рубежом. Так, сотрудники нидерландской компании Philips Research разработали методику прицельного введения лекарств под действием ультразвука. Она называется сонофорез. Для них разработано два вида «троянских пилюль». Первые представляют собой совсем крошечные, диаметром от 100 до 2000 нанометров, полые шарики, начиненные лекарством. Они такие маленькие, что свободно могут перемещаться по организму вместе с током крови. А как только капсулы попадут в нужный орган, скажем, в легкие или в печень, их можно вскрыть с помощью ультразвука.

Второй вид пилюль размером побольше – до 4 микрометров. В них помещается не только лекарство, но и нейтральный газ, например, азот или гелий. Когда капсула достигает нужного органа, под действием того же ультразвука она «взрывается» и давление газа «проталкивает» лекарство внутрь клеточных оболочек.

На очереди – нанолекари?

«Нано» в переводе с греческого – «карлик». Стало быть, «нанотехнология» – отрасль знания, имеющая дело с чем-то очень крошечным. Так с недавних пор стали называть ту отрасль микроэлектроники, которая занимается объектами, которые даже по ее меркам являются совсем уж небольшими.

А недавно Эрик Дрекслер – один из основателей нанотехнологии – ввел в обиход еще одно понятие – наномедицина. «Такой отрасли знания пока не существует, – честно признается он в недавно вышедшей книге «Расковывая будущее». – Но лет через 30 она станет привычным явлением».

Технической базой для наномедицины станут микромашины, похожие на часовые механизмы, скоро начнут изготовлять еще меньшие, еле видимые устройства. Ну, а те, в свою очередь, станут собирать наималейшие, различимые разве что в сильный микроскоп. Величина их будет не больше живой клетки, а возможно, и меньше – всего несколько десятков молекул.

О том, что сборка на молекулярном или даже атомном уровне вполне возможна, уже продемонстрировали коллеги Дрекслера. Так, Роберт Баррет – студент Станфордского университета, работая над дипломом по нанотехнологии, ухитрился записать аналогичным образом весь текст американской конституции на площади размером с поперечное сечение человеческого волоса.

Кроме того, можно ведь создавать наномашины, используя методы биотехнологии. То есть, говоря иначе, стоит микробиологам подменить какому-либо микробу генетический код, и он начнет воспроизводить нужные нам микромеханизмы, используя проверенные временем патенты природы. Да и сам готовый наноробот будет действовать теми же методами. Вот, скажем, ему нужно уничтожить ДНК какого-либо вируса. Что он – разрежет ее на куски? Да, но при этом скальпелем ему послужит один из ферментов, с помощью которых исследователи уже сегодня разрезают и сшивают фрагменты ДНК подобно тому, как это делает сама природа.

Нанороботы, по мнению Дрекслера, должны распознавать чужеродные гены и вирусы в организме точно так же, как это делают ныне антитела иммунной системы. И передвигаться в организме они будут подобно бактериям и микробам, которых природа снабдила кого подобием гусениц, кого – аналогом пропеллера.

Наноробот будет путешествовать по венам человека

Конечно, до этого исследователям предстоит немало потрудиться, разгадывая те или иные рецепты, процессы и технологии природы. Однако овчинка, ей-ей, стоит вычинки. Работы для нанороботов в медицине непочатый край, полагает ученый.

Лучше, как известно, не лечить болезнь, а предупреждать ее. В целях диагностики в организм может быть запущено множество микродатчиков, которые, перемещаясь вместе с кровотоком по организму, тщательно обследуют все его закоулки. И если где-то имеется хоть малейший сбой, датчик тотчас начинает бить тревогу, посылая наружу сигнал, скажем, в ультразвуковом диапазоне.

После того как поставлен диагноз, можно приступать к лечению. Каким именно оно будет – радикальным или консервативным – это решит врач. Он же подберет и необходимый вид наноробота для последующих действий. То есть, как видите, функции медика существенно не меняются. Становятся иными лишь средства, которые окажутся в его распоряжении для лечения недуга.

Допустим, к примеру, диагностика показала: у вас тривиальный грипп. Что делает врач сегодня? Выписывает бюллетень и какие-либо таблетки – антибиотики, жаропонижающее и т. д. Попытки предупредить эпидемию, например, методом вакцинирования, чаще всего оказываются неэффективными по одной простой причине – штаммы вирусов гриппа модифицируются столь быстро, что ни одно производство сывороток за ними не поспевает.

Иное дело, когда за лечение примется армия нанороботов. Каждый из них получит точные указания, против какого именно штамма действовать – об этом уже донес робот-разведчик. Лечить они будут избирательно – не глушить лекарствами подряд все клетки, а прицельно расправляться с вирусами лишь в пораженных. Причем достаточно хитро: например, воздействовать на ДНК вируса таким образом, что он затем может пойти войной на своих собственных собратьев. Такой метод, по мнению Дрекслера, приведет к тому, что уже через час-другой пациент будет полностью здоров, от насморка и прочих проявлений болезни не останется и следа.

Так все выглядит в идеале. Ну а что может получиться на практике? Где гарантия, что, приняв содержимое пузырька с нанолекарями, вы тотчас получите избавление от недуга? Ведь всем на свете свойственно ошибаться… Так не может ли наномашина ошибиться и атаковать здоровые клетки?

«Все возможно, – философски замечает Дрекслер. – От ошибок никуда не денешься. Но риск от применения нанороботов будет все же намного меньше, чем, скажем, от применения химеотерапии или радиооблучения при лечении рака. Нынешние методы намного грубее, но ими все пользуются, поскольку ничего другого пока не придумали…»

Наноробот надежнее хотя бы уже потому, что подобно обычному киберу будет работать по программе. А в нее всегда можно ввести какие-то ограничения, подобные хотя бы законам робототехники, которые некогда придумал Айзек Азимов. Кстати, сам американский фантаст еще четверть века назад в одном из своих рассказов описал ситуацию, когда операцию самому изобретателю делает им же сконструированный микроробот. И все в конце концов кончается благополучно.

Кроме того, внедрять наномедицину Дрекслер предполагает поэтапно. Сначала микророботы освоят простейшие операции, а уж затем, по мере накопления опыта, будут переходить ко все более сложным.

Начать можно хотя бы с косметических процедру на поверхности кожи. Такие операции Дрекслер рассматривает как первоначальный этап обучения роботов починке других, более жизненно важных структур – например, клеток печени, костного мозга, различных желез…

Далее один раз в 3–5 лет в организм пациента будет запускаться бригада высококвалифицированных нанороботов-ремонтников, которая методично проведет ревизию всех органов, тканей и сочленений, исправляя замеченные недочеты, поломки и т. д. «При этом возможна парадоксальная ситуация, – полагает Дрекслер, – человек будет жить на свете все большее количество лет, а его постоянно регенерируемые органы будут все молодеть. И тогда мы будем жить до 125, а то может и до 250 лет…»