Книга: Пять уроков Великого Магистра, или повесть о том, как Петя Бочкин изучал программирование

ПРОГРАММИРОВАНИЕ В МЕДИЦИНЕ

ПРОГРАММИРОВАНИЕ В МЕДИЦИНЕ

Рак… Как только не называют эту болезнь! «Бунт взбесившихся клеток»… «Чума XX века»… «Убийца с тысячью лиц».

В течение всей жизни в организме человека происходит деление клеток. Клетки делятся по программе заложенных в наследственных тайниках — генах. Так формируются и многочисленные органы.

Но вот с одной из клеток что-то происходит. Она начинает делиться с невероятной быстротой, стремительно превращаясь в злокачественную опухоль. Образование ведет себя агрессивно. Оно вторгается на территорию соседних с ним органов и тканей, и, разрастаясь, разрушает их. Раковые клетки — это клетки-предатели. Порожденные собственным организмом, они изменяют ему и становятся его убийцами. Потоком крови эти клетки разносятся по всему организму и там, где остановятся, дают начало новым страшным образованиям — метастазам.

Болезнь обнаружена. Больного доставляют в стационар. Здесь начинается борьба за его жизнь и здоровье. Медики применяют самые различные методы для лечения злокачественных опухолей. В онкологии широко используется хирургия, химиотерапия, гормонотерапия, иммунотерапия. Важное место занимает метод лечения опухолей, который называется лучевой терапией.

Мы находимся в Омском онкологическом центре. Беседуем в одной из комнат с человеком в белом халате. Он не врач. Он — физик. И все же вместе с врачами он лечит людей. Зовут его Владимир Викторович Толкачев.

— Как начиналась лучевая терапия? — задаю первый вопрос.

— Давным-давно, в 1906 году состоялся съезд российских хирургов. Речь на нем шла о многих вещах, в том числе и о способах лечения рака. Встречались такие случаи, когда скальпелем уже ничего нельзя было сделать. Вот тогда-то и встал вопрос о применении только что открытых, таинственных, всепроникающих лучей, которые испускают радий и близкие ему вещества.

— Что это за лучи?

— Если поднести к потоку таких лучей магнит, то можно обнаружить, что поток расщепится на три ветви. Один пучок начнет притягиваться к положительно заряженному полюсу магнита (это — поток свободных электронов: такие лучи называются «бета-лучами»), второй пучок отклонится к отрицательному полюсу (это — положительно заряженные протоны или «альфа-лучи»); обнаружится, наконец, и третий пучок, который не будет отклоняться в магнитном поле (доказано, что он представляет из себя поток электромагнитных волн, этаких порций энергии, которые называются квантами. Эти лучи электрически нейтральны. Они получили название «гамма-лучей»).

— Какие из этих лучей применяются в онкологии?

— Все три вида. И альфа, и бета, и гамма.

— Что же, у них оказались какие-то целебные свойства?

— Напротив. Очень быстро выяснилось, что, пронизывая ткани организма, эти лучи разрушают их. То, что мы называем радиацией, в сущности, и есть проявление действия этих лучей. Мария Склодовская-Кюри, женщина-физик, та самая, которая вместе со своим мужем Пьером Кюри открыла радий, оказалась и жертвой своего открытия. Длительное время работая с радиоактивными веществами, она получила такую дозу облучения, которая привела ее к преждевременной смерти.

— Как именно происходит разрушение тканей организма радиоактивными лучами?

— Это происходит на клеточном уровне. Радиоактивность разрушает хромосомный аппарат клетки, меняет ее химическую среду. Клетка быстро погибает.

— Наверное, эта способность радиоактивности и послужила причиной того, чтобы ее стали использовать в онкологии?

— Да. Ведь задача онколога как раз в том и заключается, чтобы уничтожить больную клетку и…

— …не повредить здоровью?

— Именно так. В этом — главная задача и главная сложность лучевой терапии.

— Расскажите об этом подробнее.

— Лучевая терапия — это по существу сплошные компромиссы. Знаете, какая смертельная доза для человека?

— Нет, не знаю.

— Шестьсот рентген. А при раке мы должны облучить его дозой до семи тысяч рентген. Иначе опухоль не разрушится.

— В десять раз больше смертельной?

— Да.

— Но где же выход?

— Выход в том, чтобы облучать только опухоль.

— Да, но если опухоль со всех сторон закрыта здоровыми тканями, значит, они тоже будут облучены?

— Правильно. Но стратегия облучения состоит в том, чтобы здоровые ткани получили минимальную дозу радиации, в то время как основная ее концентрация пришлась бы на опухоль.

— Что-то плохо себе представляю, как этого можно добиться…

— Смотрите. Вот я беру узкую полоску бумаги. С одной стороны прикрепляю ее к столу кнопкой. Теперь представьте себе, что полоска бумаги — это радиоактивный луч, поверхность стола — здоровые ткани, а в том месте, где кнопка, находится раковая опухоль. Теперь я начинаю вращать бумажку вокруг кнопки. Видите? Луч постоянно сконцентрирован в том месте, где находится кнопка, то есть в районе опухоли, в то время как здоровые ткани попадают в зону его действия лишь временно. И тут уже начинается математика. Задача сводится к расчету интенсивности луча и времени облучения.

— Все так просто?

— Если бы так! Часто подступы к опухоли перекрывают жизненно важные органы. Поэтому приходится искать самый оптимальный маршрут движения луча. Видите ли, источник излучения, как прожектор на колесах, можно двигать в самых различных направлениях. В нужный момент можно прекращать облучение, а затем возобновлять его. Но по каким маршрутам передвигать? Где и на какое время прекращать облучение? Для решения подобных задач требуются сложные и кропотливые расчеты. И здесь без ЭВМ пришлось бы трудно.

— Но, наверное, программисты должны получать какие-то исходные данные для своей работы?

— Главным образом они работают по двум параметрам: точное место локализации опухоли и ее точные границы.

— А если у больного имеются какие-нибудь индивидуальные особенности в расположении внутренних органов, которые нельзя облучать?

— Несомненно, это тоже принимается во внимание. Таким образом, задаются исходные условия для решения задачи. Алгоритм же для ее решения не такой уж сложный. Повторяю: каждый раз существует несколько вариантов ее решения, и машина выбирает оптимальный. Сейчас мы получаем от ЭВМ все необходимые графики, где указаны все режимы работы излучателя во время операции, но в идеале компьютер и излучатель должны составлять единое целое. Компьютер сам должен управлять нашей пушкой в течение всей операции. Что ж, когда-нибудь мы увидим и это.

— Последний вопрос. Вы верите в то, что рак можно победить?

— Нет, не верю.

— ???

— Я знаю, что его можно победить. Семнадцать лет здесь работаю. Знаю, что говорю. Если болезнь не слишком запущена — лечим. И довольно успешно.

Оглавление книги