Текст книги "Эврика-87"
Автор книги: Автор Неизвестен
сообщить о нарушении
Текущая страница: 25 (всего у книги 27 страниц)
За несколько ночей машина накопит информацию от просматриваемой полосы, и ей можно будет заказать синтезировать из сигналов от интересующего нас объекта его неподвижное изображение. Кроме того, жидкостные телескопы, стоящие в разных широтах Земли, будут наблюдать разные полосы неба, и это тоже в какой-то степени компенсирует неподвижность одного такого телескопа.
Коэффициент отражения ртути несколько ниже, чем у алюминия, которым покрывают сейчас астрономические зеркала. Зато ртуть в отличие от алюминиевого покрытия не тускнеет со временем, не боится царапин и загрязнений. Чтобы качество изображения было высоким, на ртутном параболоиде не должно быть неровностей более 0,000005 миллиметра в высоту.
Для этого требуются полное отсутствие вибраций и высокое постоянство скорости вращения. Оба требования выполняются с помощью подшипника на воздушной смазке и прямого привода от синхронного электродвигателя (такой привод используется в высококачественных проигрывателях). Большая масса зеркала упростит стабилизацию вращения. Но рост диаметра за пределы 30 метров вряд ли возможен – искажения в форму параболоида начнет вносить сила Кориолиса.
Ртуть – тяжелый и дорогой металл, ее литр весит 13,6 килограмма и стоит на мировом рынке 280 долларов. Поэтому лучше использовать чашу, уже близкую по форме к параболоиду вращения с небольшим количеством ртути для создания отражающей поверхности. Достаточно слоя в 3 миллиметра, тогда пятиметровый телескоп потребует тонну жидкого металла, а тридцатиметровый – 30 тонн. Вместе с необходимой электроникой и зданием обсерватории такой гигант будет стоить столько же, сколько обычный зеркальный телескоп диаметром 2 метра.
Ориентир – солнечный "зайчик"
Расстояние, с которого видны солнечные "зайчики", поистине поражает:
в крупный телескоп зеркало площадью всего в один квадратный метр можно заметить даже на орбите Плутона. И ученые предложили воспользоваться этим в космической навигации, в первую очередь при полетах к другим планетам, астероидам и кометам. Солнечный "зайчик" от зеркала, установленного на спускаемом аппарате или на самом корабле, будет пойман на Земле. Он поможет определить координаты и точно покажет относительное расположение объектов в пространстве. Пока с помощью локаторов это можно сделать лишь приблизительно.
Нейтрино в разведке
Ускорители элементарных частиц – основной инструмент исследования фундаментальных свойств материи.
Однако с течением времени они стали применяться не только в ядерной и атомной физике. Так, ускорители малых энергий используются в медицине, в геологической разведке, для поиска и обнаружения дефектов в различных материалах, для дистанционного контроля атомных реакторов и т. п.
А вот мощные ускорители, разгоняющие частицы до больших скоростей (высоких энергий, как говорят специалисты), в технике и производстве до сих пор не применялись.
Поэтому большой интерес вызвал проект использования протонных ускорителей (точнее, создаваемых ими пучков высокоэнергетических нейтрино)
для изучения структуры Земли и, в частности, для разведки полезных ископаемых. Поскольку частицы для этой цели надо ускорять до очень высоких энергий (триллионов электрон-вольт), то длина окружности такого ускорителя – геотрона – составит десятки километров. Кроме того, для "просвечивания" Земли надо иметь возможность менять направление пучка нейтрино (вплоть до поворота на 90 градусов), поэтому необходимо специальное устройство (так называемый "хобот") в виде цепочки сверхпроводящих магнитов, заключенных в гибкую трубу. Размеры "хобота" также могут достигать нескольких километров.
Нейтрино обладают способностью проникать сквозь любые вещества.
Если пучок этих частиц направить в землю под небольшим (4-5 градусов)
углом к горизонту, то он "прошьет"
земную кору на расстояние в 1000 километров от геотрона, при этом максимальное углубление его трассы от поверхности Земли составит 20 километров (отметим, что буровая техника такой глубины еще не достигала). По пути нейтрино взаимодействует с горными породами, слагающими земную кору – с каждой по-своему,– и по особенностям этого взаимодействия можно судить о тех веществах, которые встретились нейтрино. Так можно вести поиск полезных ископаемых.
Для просвечивания земного шара с целью уточнения его структуры целесообразно построить плавающий в море ускоритель с "хоботом", направленным к центру Земли (угол поворота 90 градусов). При необходимой в этом случае энергии нейтринного пучка длина "хобота" должна быть примерно 6 километров.
Осуществление проекта в целом наталкивается на определенные научные и технические трудности, но его окончательное решение – дело будущего.
Цифровое телевидение:
новые возможности, заманчивые перспективы
Как полагают специалисты, телевидение пересечет рубеж XX и XXI веков двумя большими скачками. Сначала его прогресс будет связан с развитием спутниковых телекоммуникаций. Затем наступит эра обширных плоских экранов с очень четким изображением.
Трамплином для обоих этих скачков станет переход телевидения к качественно новой форме представления и обработки сигналов – цифровой.
Значение телевидения в современном мире трудно переоценить. Только у нас в стране около 90 миллионов телевизионных приемников. Возникает почти парадокс: телевизоры есть практически в каждой семье, а спрос на них продолжает расти. Этому способствует и развитие телекоммуникаций радиорелейных,кабельных,космических. Телепрограммы в нашей стране ретранслируют 7 искусственных спутников Земли, работающих через 10 каналов связи. 90 приемных станций "Орбита", 300 станций "Москва"
и более 3000 "Экран" обслуживают радиомосты Земля – космос – Земля. Выпускаются простые и недорогие приставки к домашним телевизорам, позволяющие вести прием непосредственно с борта спутника "Экран".
Телевидение сегодня продолжает совершенствоваться. Во всем мире идет поиск новых его систем, все более удовлетворяющих взыскательные вкусы миллионов и миллионов телезрителей. Появились экспериментальные образцы систем так называемого "сверхчеткого" телевидения с улучшенной цветопередачей. По качеству изображения оно ненамного уступает проекции цветного слайда. Наметилась тенденция к переходу на крупноформатное изображение на плоском экране. Кроме того, произошла переоценка возможностей телевидения как информационной системы, причем не только в региональных, но и в глобальных масштабах. Однако практическая реализация этих и других интересных проектов наталкивается на почти непроходимый барьер, в основе которого принципиальные недостатки, свойственные широко распространенным во всем мире аналоговым телевизионным системам.
В чем суть проблемы? Аналоговые системы обработки информации имеют дело с непрерывными сигналами – своеобразными электрическими слепками оригинала, например речи или музыки. В цветном телевидении электронные лучи фиксируют все нюансы сцены, и каждый из них должен быть передан без искажений. По существу, вся история аналогового телевидения была борьбой за высокую точность передачи и воспроизведения изображений. Увы, как раз его-то даже самая совершенная аппаратура обеспечить не может. На сложном пути от зрачка телекамеры до кинескопа телевизора каждое звено неизбежно вносит пусть небольшую, но вполне определенную лепту искажений. Постепенно они накапливаются и, случается, настолько портят сигнал, что неопытный телезритель кидается регулировать аппарат, думая, что тот вышел из строя.
Цифровые системы обладают одним важнейшим преимуществом. Язык цифр это родной язык вычислительной техники. Недаром среди инженеров популярна шутка: использование в телевидении микропроцессорной техники открывает возможности, ограниченные лишь воображением разработчика и отпущенными финансовыми средствами.
Суть цифровой системы в телевидении заключается в том, что здесь традиционный непрерывный сигнал заменяется цифровым кодом, который содержит подробную информацию обо всех деталях изображения – яркости, цветности, месте в кадре и т. д.
Импульсы в форме цифровых кодов из студии телецентра поступают на ретрансляторы и далее – в эфир, а телевизионные приемники снова преобразуют их в изображение высокого качества. Такой способ передачи видеоинформации весьма надежен.
Инженеров уже не будут заботить проблемы всякого рода искажений.
Имея в своем распоряжении цифровой код, легко обнаружить возможную пропажу импульса и восстановить на его месте точно такой же.
Вместе с тем у передачи изображения в цифровой форме есть и свои сложности: она порождает информационные потоки огромной емкости.
Достаточно сказать, что каждую секунду нужно передавать около 200 миллионов импульсов, а для телевидения высокой четкости еще больше. Советским ученым, взявшимся за решение этой проблемы, помогла бионика. В основе созданной у нас в стране сложнейшей системы бионического кодирования телевизионных сигналов лежит принцип восприятия и обработки изображения человеческим глазом. Мы не можем пожаловаться на этот уникальный аппарат, созданный природой.
Наш глаз выворочен в восприятии информации, но и объективно точен.
Именно выборочность и точность отличают электронные системы бионического кодирования, которые без потери качества позволили снизить цифровой поток почти в семь раз.
Работы советских специалистов в области цифрового телевидения получили сегодня всеобщее признание и легли в основу международного стандарта по цифровому кодированию для аппаратных телецентров, рекомендованного Исследовательской комиссией Международного консультативного комитета по радио (МККР). Отмечая исключительную важность этих работ, Академия искусств и наук США присудила МККР золотую медаль. На IV Всемирной выставке средств связи впервые в мире был представлен комплекс цифрового оборудования для телецентров, авторы которого – советские инженеры. И эта аппаратура соответствовала требованиям международного стандарта.
Попробуем, руководствуясь наметками специалистов, представить себе телевизор будущего.
При желании вы смотрите на миниэкранах несколько программ одновременно и затем любую из них выводите на полный формат. Если надо, аппарат автоматически запишет на видеомагнитофон передачи, идущие и в ваше отсутствие. Звук непременно стереофонический, а возможно, телевизор заговорит и сам, причем в прямом смысле этого слова. На вопрос о времени он ответит вам синтезированным голосом. На команду "Тише!" отреагирует, снизив громкость. Такие диалоговые системы уже существуют.
Стоит набрать на особой приставке буквенный или цифровой код, как телеэкран превращается в домашнее справочное бюро. Информация по самому широкому кругу интересующих вас вопросов мгновенно возникает на вашем экране. Таким образом, вы становитесь не только телезрителем, но и абонентом информационной системы.
Надежная камера хранения
На железнодорожных вокзалах и в аэропортах получили широкое распространение автоматические камеры хранения ручной клади. Удобство их для пассажиров бесспорно: сам положил вещи в просторный сейф, сам придумал и установил шифр на замке, закрыл, а когда вещи потребуются вновь, достаточно набрать шифр, вращая специальные ручки, и "личный сейф" распахнет дверцу.
Однако с распространением таких камер хранения возникла проблема защиты отдельных ячеек от злоумышленников, которые, подсмотрев тем или иным способом шифр при запирании ячеек с багажом, вскрывали сейфы. Организация специальных постов наблюдения, увеличив расходы на содержание хранилищ, принципиально проблемы не решила.
Чтобы совершенно исключить случаи пропажи личных вещей пассажиров из автоматических камер хранения ручной клади, работники Московского вокзала в Ленинграде несколько лет назад ввели в эксплуатацию камеры хранения с электронной защитой.
Пассажир, выбрав ячейку, укладывает в нее свой багаж, устанавливает придуманный шифр, опускает 15-копеечную монету в специальную щельмонетоприемник и закрывает дверцу – сейф надежно заперт. Затем пассажир подходит к контрольной кассе у выхода из помещения и называет порядковый номер ячейки, в которой он закрыл багаж,– этот номер, как известно всем путешествующим, написан крупными цифрами на дверце ячейки. Контролер набирает названный номер на клавиатуре кассового аппарата и выдает пассажиру чек с отпечатанным номером. Аппарат, похожий на кассовый, набором номера включил электронную блокировку. С этого момента автоматический сигнал тревоги сработает, если будет предпринята попытка вскрыть любым способом сейф. Чтобы вынуть из камеры хранения свой багаж, пассажир должен сдать контрольный чек, и только после того, как дежурный отключит блокировку, он сможет отпереть, набрав шифр, дверцу ячейки.
За годы экспериментальной эксплуатации высоконадежных камер хранения ручной клади случаев пропажи в них вещей не зарегистрировано, и, как показал опрос пассажиров, эти камеры предпочитаются любым другим.
Круглый год в одном наряде
Возможно, в скором будущем появится легкая и удобная одежда, согревающая нас в холод и охлаждающая в жару. Производство ткани, которая способна приноравливаться к температуре окружающей среды, станет возможным благодаря найденным недавно двум новым химическим соединениям. Речь идет о так называемой пластично-кристаллической ткани, которая может менять свою структуру при изменении температуры внешней среды, сохраняя при этом свою постоянную форму. Как же это происходит?
Когда температура воздуха повышается, кристаллы принимают форму регу лярной пространственной сетки и поглощают тепло. Если же температура падает, кристаллы обретают свой первоначальный вид, отдавая тепло. Ткани из волокон с примесью новых соединений могут служить изоляционным материалом, охраняющим растения и животных от внезапных скачков температуры. Изобретением заинтересовались также швейники, которые предполагают создавать из новых волокон защитную одежду для полярников и металлургов. Не исключено, что одежда из универсальной ткани появится когда-нибудь и в обычных магазинах.
"Всевидящие" очки
Специалисты создали новые очки, которые позволяют пилоту видеть контрольно-измерительные приборы в самолете, не глядя на них. Так, он может следить за скоростью полета, высотой, компасом и искусственным горизонтом, смотря прямо перед собой.
Информация со шкал контрольноизмерительных приборов передается с помощью оптических волокон на миниатюрное зеркало в центре одного из стекол очков. Зеркала этого, имеющего диаметр всего один миллиметр, не видно, но оно отражает изображение в глаз летчика, создавая иллюзию, что показания приборов проектированы в пространство.
Специальные очки, созданные первоначально для летчиков, наверняка найдут и другое применение. Например, хирурги могут следить за показаниями различных приборов, не поворачивая головы и не теряя драгоценных секунд, инженеры – проверять данные приборов, не прерывая своей работы.
Болты и гайки...
из сапфира
Представьте себе уличный фонарь...
из сапфира. Ну пусть не весь фонарь, только светящаяся трубочка, заполненная парами натрия. Но все-таки сделана она из настоящего сапфира, подобного тому, который сверкает в сережках, перстнях, колье. Фантазия? Нет.
Расточительство? Тоже нет.
Многие читатели видели эти "драгоценные" светильники – вспомните газоразрядные лампы, излучающие мягкий желто-оранжевый свет, которые появились на городских улицах взамен старых ламп "дневного" освещения.
Чтобы осветить большой город, наверное, не хватило бы всех сокровищ мира – если использовать природные сапфиры. Но трубочки для ламп делают из искусственных кристаллов. Новые светильники, разработанные советскими учеными, на 10 процентов экономичнее ламп, сделанных по американской технологии из спеченного порошка кристаллической окиси алюминия – поликора.
Сапфир обладает уникальными свойствами. Температура его плавления свыше 2000 градусов. Теплопроводность при комнатной температуре – как у стали. Он великолепный диэлектрик, устойчив к радиации, даже при высоких температурах химически инертен. Его неокрашенная разновидность лейкосапфир, что называется, прозрачнее стекла: пропускает свет в диапазоне от инфракрасного до ультрафиолетового. И наконец, по твердости он уступает только алмазу.
Ученые давно научились синтезировать сапфир естественной формы. Чтобы из такого кристалла получить разнообразные изделия, заготовку надо обрабатывать алмазным инструментом, Но его хватает ненадолго. А главное до 90 процентов материала превращается в отходы...
Сотрудники ВНИИЭТО разработали новую технологию выращивания искусственного сапфира для получения профилированных кристаллов. В основу ее положен метод члена-корреспондента АН СССР А. Степанова, позволяющий формировать геометрию растущего кристалла. Промышленное оборудование дает монокристаллические изделия самой разнообразной формы.
И эти изделия уже не нуждаются в дополнительной обработке, они сразу идут в дело. Как, например, те трубочки, с которых начался наш рассказ.
Мы привыкли к тому, что термин "растущий кристалл" понимается в прямом смысле. Правильнее было бы сказать, что кристалл вытягивается из расплава. Процесс ведется в вакуумной электропечи при температуре более двух тысяч градусов.
Над тиглем виден лишь формообразователь – тугоплавкий стержень с шестигранным отверстием. Вот к нему подводят затравку, касаются ею расплава и начинают вытягивать из него жидкий столбик, который поднимается вверх, удерживаемый силами поверхностного натяжения. Получается маленькая призма, в основании которой – шестигранник. Охлаждаясь, она затвердевает и вот вам кристалл с заданной геометрией.
Таким способом в печи можно получить самую разную продукцию. На лабораторном столе своеобразная выставка изделий из искусственного сапфира. Чего здесь только нет – призмы и стержни различного сечения, герметизирующие узлы, тигельки!
Эти изделия могут применяться в металлургии, электронике, полупроводниковой технике, часовой и ювелирной промышленности, оптике. К примеру, те же колпачки для термопар используются в датчиках для быстродействующих регуляторов температуры, где особенно важна уникальная прозрачность сапфира. А в твердотельных лазерах конструктивные элементы из него на порядок увеличивают мощность, значительно повышают КПД и срок работы приборов.
Раньше такие элементы вытачивали из целого сапфирового кристалла алмазными резцами, а потом с двух сторон высверливали стержень алмазными сверлами. Дорогостоящий инструмент быстро выкрашивался, да и хрупкие стержни часто ломались. И если прежде стоимость небольшой трубки из сапфира измерялась тысячами, то теперь – рублями.
Сейчас ВНИИЭТО создает промышленные установки, на которых можно вытягивать и более сложные изделия.
В лаборатории уже получены из сапфира трубки с поперечными перегородками и спиральные теплообменники, которым не страшны химически активные вещества. Спираль из сапфира – скажи такое лет десять назад огранщику драгоценных камней, он в ответ бы только рассмеялся. А возьмите сделанные в лаборатории изделия переменного по длине сечения – болты и гайки, трубки с резьбой... Вот уж поистине грани творческого научного поиска сверкают куда ярче мишурного блеска драгоценных камней!
Колокола под кислым дождем
Колокольные органы – карильоны, на которых можно исполнять сложные музыкальные произведения, появились в XVI веке в Голландии, и многие из них дожили до наших дней. Ко, как оказалось, тщательно подобранные наборы колоколов в последние 25 лет пришли в расстройство. Причина этому кислотные дожди. Окислы серы и азота из промышленных дымов и выхлопных газов, реагируя с атмосферной влагой, образуют кислоты. Осаждаясь на стенки колоколов, эти кислоты разъедают металл, стенки утончаются, отчего звук колокола становится ниже, и в музыке карильона появляются диссонансы. Коррозия быстрее сказывается на небольших колоколах.
Единственный способ поправить дело – снять часть металла изнутри со стенок крупных колоколов музыкального набора, чтобы восстановить общую настроенность.
Специалисты крупнейшего в стране предприятия по литью колоколов полагают, что могли пострадать все колокола Голландии (их около 15000). Министерство охраны окружающей среды занимается сейчас исследованием этой неожиданной проблемы.
Беспламенные обогреватели
Каждый автомобилист знает, какое мучение заводить остывший на морозе двигатель. Возможно, эта проблема станет менее острой, когда будут широко производиться беспламенные каталитические обогреватели для автомашин, выпуск которых планируется на нескольких предприятиях Москвы.
В основе действия таких обогревателей лежит окисление бензина. Но это не простое горение. Реакция протекает на поверхности катализатора без образования пламени. При окислении одного грамма топлива на катализаторе выделяется такое же количество тепла, как и при обычном горении приблизительно 11 ккал. Но поскольку это тепло выделяется сравнительно медленно, оно используется полнее.
Сфера применения каталитических процессов с каждым годом расширяется, и потому поиск новых катализаторов остается важной задачей. К катализаторам предъявляются высокие требования: большой срок работы, низкая стоимость, устойчивость к действию "каталитических ядов" – веществ, даже ничтожные количества которых ослабляют катализ. Строгая теория, описывающая все многообразие каталитических явлений, пока не построена, и до сих пор в подборе новых катализаторов существенна роль эмпирических методов. Но поиск сегодня идет не вслепую. Расчет кинетики реакций и современные физико-химические методы исследования – ультрафиолетовая, инфракрасная и мессбауэровская спектроскопия, рентгеноструктурный анализ – позволили открыть ряд закономерностей, связывающих каталитическую активность с химическими свойствами вещества, которые определяются его электронным строением и физической структурой.
В отделе кинетики и катализа Института химической физики АН СССР давно ведется изучение катализаторов окисления с целью создания беспламенных обогревателей. Такие обогреватели очень нужны в районах с суровым климатом. Ведь при морозе ниже – 30 градусов Цельсия отказывает самая привычная техника. Загустевают топливо и смазка. Сварочные электроды становятся хрупкими и ломаются.
Понижается напряжение аккумуляторов. Даже газовые баллоны нельзя использовать без предварительного обогрева – давление газа падает ниже допустимого. Чувствительны к морозу оптические и другие точные приборы.
Серьезная проблема – обогрев людей, работающих в полевых условиях.
Беспламенные каталитические обогреватели имеют много преимуществ по сравнению с другими методами обогрева. Они безопасны и недороги, на протяжении большого времени могут работать автономно. Основная трудность при их создании – выбор подходящего катализатора. Ведь нужен универсальный катализатор, окисляющий все виды углеводородов, содержащихся в горючем, причем окисляющий их полностью, до углекислого газа и воды,– неполное окисление приводит к образованию окиси углерода и альдегидов, обладающих резким раздражающим запахом. К тому же обогреватели должны работать на распространенном топливе – лучше всего на обычном бензине, в котором содержатся многие каталитические яды.
Раньше в качестве катализатора для обогревателей использовалась платина.
Но и платина, и специальная разновидность асбеста, на подложку из которого она наносится,– слишком ценные материалы, чтобы их можно было расходовать в нужных количествах. Дальнейшие поиски привели к созданию в ИХФ АН СССР катализаторов на основе смесей окиси кобальта с окисью хрома. Подобрали и надежный материал для подложки – специальное кремнеземное волокно. Оказалось, что по активности такие катализаторы успешно соперничают с платиной.
Совершенствование катализаторов продолжается. В последнее время появились катализаторы с уменьшенным содержанием дефицитного кобальта.
В их состав добавлено железо и некоторые другие вещества, повышающие активность и долговечность смеси. Эти катализаторы можно использовать для беспламенного сжигания не только неэтилированного бензина, но и дизельного топлива, керосина, других видов горючего. Они работают несколько тысяч часов, а в случае отравления легко регенерируются прогреванием в пламени.
Новые катализаторы позволили создать экономичные обогреватели для моторов и аккумуляторов, с успехом применяющиеся в районах Сибири, Крайнего Севера, Дальнего Востока, на БАМе. Разрабатываются обогреватели для сварочных электродов, для кабин большегрузных машин в северном исполнении, для временных жилых помещений.
Обогрев не единственный способ использования катализаторов глубокого окисления. Не менее важная задача-защита атмосферы от загрязнений. Очень многие примеси, загрязняющие ее,– продукты неполного сгорания углеводородов, образующиеся, например, в двигателе автомобиля.
Массовое производство каталитических дожигателей, окисляющих выхлопы автомобилей или выбросы заводов до безвредного углекислого газа и воды, поможет сохранить чистый воздух в городах и промышленных зонах.
Радиотермометр
Как мы измеряем температуру, когда заболеем? Ставим градусник, вот и вся процедура. Но этот способ не удовлетворяет медиков. Во-первых, он неточен. А во-вторых, врачам иногда надо заглянуть в глубь человеческого организма, узнать температуру внутренних органов, затронутых болезнью.
А как это сделать?
С помощью радиотермометра сверхвысокой частоты, разработанного в Горьковском научно-исследовательском радиофизическом институте совместно с Горьковским медицинским институтом имени С. М. Кирова. Чувствительные антенны прибора улавливают тепловое излучение органов, расположенных на глубине до 15 сантиметров. В этом принципиальное отличие нового прибора от используемых в настоящее время тепловизоров, которые позволяют определять лишь температуру кожи человека.
В диапазоне дециметровых длин волн, в котором работает радиотермометр мощность теплового излучения прямо пропорциональна температуре излучающего тепло органа.
Процесс измерения не доставляет человеку никаких неприятных ощущений. Сам прибор невелик по размерам, работает от сети и от батарей. Все это делает его удобным в любых условиях эксплуатации.
С помощью радиотермометра можно обнаруживать на ранней стадии воспалительные процессы во внутренних органах – печени, желудке, головном мозге и других. Кроме того, радиотермометр можно использовать в физиотерапии для дозировки и контроля физиопроцедур, в медико-биологических исследованиях. Пригодится он и в ветеринарии для определения заболеваний у животных.
Нейрохирурги клеят сосуды
Закупорка кровеносных сосудов – тромбоз – представляет для организма повышенную опасность. Нарушается циркуляция крови, оргайы и ткани перестают получать питание,– как говорят медики, наступает ишемия.
Особенно чувствителен к этому человеческий мозг. Если закупоривается или даже частично сужается хотя бы один сосуд, можно ожидать осложнений вплоть до развития мозговых
катастроф – инсульта или инфаркта мозга. Число таких больных во всем мире растет с каждым годом. Нередко люди, у которых нарушились речь, память и другие жизненно важные функции, так и не могут вернуться к труду и нормальной жизни.
Консервативные методы лечения нарушений мозгового кровообращения (речь идет о лекарственной терапии), к сожалению, недостаточно эффективны. Ускорить развитие так называемых природных коллатералей – сети мелких сосудов, которые идут как бы в обход закупоренного участка, почти не удается. Вся надежда остается на хирургию, не исключая, разумеется, профилактики здорового образа жизни.
Еще с 50-х годов практикуется непосредственно удаление тромбов и даже атеросклеротических бляшек.
Почти два десятилетия назад было предложено создавать искусственные обходные пути к отрезанным от кровообращения участкам организма, в том числе и мозга. Такие шунты отчасти решали проблему, но развитие метода сдерживает его сложность. За время многочасовой микрохирургической операции на ограниченный участок сосуда приходится накладывать множество швов. В местах прокола иглой нежные ткани травмируются, а местами и отмирают. Со временем здесь образуется грубая рубцовая ткань, которая снова сужает просвет сосуда.
Над проблемами лечения ишемических поражений головного мозга вот уже многие годы работают специалисты Латвийского нейрохирургического центра, руководит которым доктор медицинских наук профессор Р. Кикут.
Коротко скажем лишь о двух их работах.
Заменить при традиционном шунтировании нить и иглу биологическим клеем предложил врач-нейрохирург И. Аксик. Состав клея достаточно прост: конечные продукты свертывания крови – тромбин и фибриноген. Их получают на станциях переливания крови, хранятся они в виде порошков и всегда под рукой у хирурга. Перед употреблением порошки смешивают в определенной пропорции и заливают третьим компонентом – физиологическим раствором Рингера, обогащенным ионами кальция. От него зависит и скорость застывания клея. Место соединения окутывается подобием муфты из так называемой гемостатической губки. Это также биологический материал, но получаемый уже из крови животных. Он служит для герметизации соединения. Через четыре-пять минут клей схватывается, и врачи открывают доступ кровотоку. Давление крови вначале дают даже чуть больше нормального – надо проверить прочность соединения, пока рана еще не зашита.
Проведя уже свыше ста пятидесяти операций, латвийские нейрохирурги убедились в достоинствах клея: его применение позволяет сократить до минимума число налагаемых швов.
Через неделю клей полностью рассасывается, и на этом месте образуются эластичные волокна соединительной ткани – коллагена. Сохраняется и необходимый просвет в сосуде – начинается нормальное снабжение кровью бывшей под угрозой части мозга. Это подтверждается проводимым после операции ангиографическим контролем: на рентгеновских снимках хорошо видно, как контрастная жидкость благополучно преодолевает места соединения.
Специалисты считают, что область применения биологического клея должна стать гораздо шире. Ведь метод практически не дает спазмов сосудов, достаточно прост в техническом плане. Клей вполне подходит для большинства микрохирургических операций, в том числе приживления конечностей (реплантаций), и в профилактических целях для того, чтобы ликвидировать просачивающуюся кровь при операциях на крупных сосудах.
Другой метод предусматривает направленную доставку различных лекарств непосредственно к местам образования тромбов. Делается это с помощью специального баллончика-катетера, продвигающегося в мозговых сосудах по командам хирурга. Рижскому нейрохирургу Д. Николаеву удалось усовершенствовать конструкцию такого баллончика, уже налажен их промышленный выпуск. Строго дозированное и достаточно продолжительное воздействие лекарственных препаратов восстанавливает кровоток, благотворно влияет и на тонус артерии, и на свойства крови, и на микроциркуляцию мозга.
