第一次CT扫描是在50年前,它永远地改变了医学

由:埃德蒙德·s·希金斯|

戈弗雷Hounsfield"width=
1972yabo年,EMI工程师戈弗雷·亨斯菲尔德站在他的CT扫描仪旁。PA图片通过盖蒂图片

密室里藏着珍贵物品的可能性真的能激发人们的想象力。在1960年代中期,英国工程师戈弗雷yabo·亨斯菲尔德考虑是否可以通过捕捉穿过看不见的空隙的宇宙射线来探测埃及金字塔的隐藏区域。

多年来,他一直坚持这一观点,可以这样解释:不打开盒子就往里面看最终,亨斯菲尔德发现了如何使用高能射线来揭示肉眼看不见的东西。他发明了一种方法,可以看到硬脑壳内部,并得到软脑壳内部的图像。

第一个计算机断层扫描图像- CT扫描-的人类的大脑是50年前,1971年10月1日拍摄的。亨斯菲尔德没能到达埃及,但他的发明却把他带到了斯德哥尔摩和白金汉宫。

广告

一个工yabo程师的创新亚搏开户网址

戈弗雷·亨斯菲尔德的早年生活表明他不会有什么成就。他不是一个特别好的学生。作为一个年轻的男孩,他的老师形容他“笨”."

他在第二次世界大战开始时加入了英国皇家空军,但他并不是一个优秀的士兵。然而,他是一个拥有电机的巫师——尤其是新发明的雷达他还说,他会组建应急小组,帮助飞行员在漆黑多云的夜晚更好地找到回家的路。

战后,亨斯菲尔德听从了指挥官的建议,获得了工程学学位。yabo他在百代公司(EMI)实习——这家公司后来成为更出名的是销售披头士的专辑但最初是电子和音乐产业,专注于电子和电气工程。yabo

亨斯菲尔德的天赋促使他带领团队建造了英国最先进的大型计算机。但到了60年代,百代想要退出竞争激烈的电脑市场,不知道该拿这位才华横溢、古怪的工程师怎么办。yabo

在被迫休假期间,亨斯菲尔德考虑自己的未来以及他可能为公司做些什么时,他遇到了一位医生,这位医生抱怨大脑的x光片质量很差。普通x光片显示出骨骼的惊人细节但是大脑是一团无定形的组织,在x光片上看起来就像雾一样。这让亨斯菲尔德想起了他以前的想法:不用打开盒子就能找到隐藏的结构。

广告

一种新的方法揭示了以前未见过的

亨斯菲尔德提出了一种新的方法来解决成像颅骨内部的问题。

首先,他会从概念上讲把大脑分成连续的几片-就像一条面包。然后,他计划通过每一层发射一系列的x射线,对每一个半圆度重复这一过程。每个光束的强度会在大脑的另一边被捕捉到——更强的光束表明它们穿过了密度更低的物质。

第一次CT扫描"width=
这张图显示了x射线是如何在半圆范围内,以1到180度的角度,切割大脑的各个层。
Edmund S. Higgins (CC BY-ND 4.0)

最后,可能是亨斯菲尔德最具独创性的发明,他创造了一种算法,可以基于所有这些层来重建大脑图像。通过逆向工作,并使用当时最快的新计算机之一,他可以计算出每个大脑层的每个小盒子的价值。尤里卡!

第一次CT扫描"width=
计算每条x射线穿过物体后的强度,然后用一种令人印象深刻的算法反向计算,就有可能构建出一张图像。
Edward S. Higgins (CC BY-ND 4.0)

但有一个问题:百代并未涉足医疗市场,也无意涉足。公司允许亨斯菲尔德开发他的产品,但资金不足。他不得不在研究设施的废箱里翻来翻去,拼凑出一台小到可以放在餐桌上的原始扫描机器。

即使有成功扫描无生命物体,后来洁食牛的大脑尽管如此,百代(EMI)的掌权者们仍不为所动。如果亨斯菲尔德想要继续人体扫描仪的研发,他就需要寻求外部资金。

亨斯菲尔德是一位才华横溢、直觉敏锐的发明家,但却不是一位有效的沟通者。幸运的是,他有一位富有同情心的老板比尔·英厄姆(Bill Ingham),他看到了亨斯菲尔德提议的价值,并与百代唱片公司(EMI)努力维持这个项目。

他知道他们不可能很快获得拨款,但他认为英国卫生和社会保障部(Department of Health and Social Security)可以为医院购买设备。神奇的是,英厄姆在扫描仪还没造出来之前就卖给了他们四台。所以,亨斯菲尔德组织了一个小组,他们争先恐后地建造一个安全有效的人体扫描仪。

与此同时,亨斯菲尔德需要病人来试用他的机器。他找到了一位有点勉强的神经科医生,他同意帮忙。小组在那里安装了一个全尺寸扫描仪伦敦的阿特金森·莫利医院1971年10月1日,他们扫描了第一个病人:一名中年妇女,她有脑瘤的迹象。

这不是一个快速的过程——扫描需要30分钟,带着磁带开车穿过城镇,在EMI主机上处理数据,并用宝丽来相机拍摄图像,然后赶回医院。

在她的左额叶,有一个李子大小的囊性肿块。有了它,所有其他的大脑成像方法都过时了。

第一次CT扫描"width=
第一次临床CT扫描显示,在患者的左前叶可见一个李子大小的脑瘤。它在扫描上显示为一个黑色的斑点。
医学影像系统:导论

广告

每年进行数百万次CT扫描

在医疗市场毫无经验的百代公司突然垄断了一种需求量很大的机器。它开始生产,并在最初非常成功地销售扫描仪。但在五年内,通用电气(General Electric Co.)和西门子(Siemens Co.)等规模更大、经验更丰富、研究能力更强的公司生产出了更好的扫描仪,吞噬了销售额。百代最终退出了医疗市场——而且成为一个案例研究为什么与大公司合作比单打独斗更好。

亨斯菲尔德的创新改变了医学亚搏开户网址。他分享诺贝尔奖1979年获生理学或医学奖,1981年被女王封为爵士。直到2004年去世,享年84岁,他的生命才结束。

1973年,美国罗伯特·莱德利发达全身扫描仪可以成像其他器官,血管,当然还有骨骼。现代扫描仪更快,分辨率更高,最重要的是,辐射暴露更少。甚至还有移动扫描仪。

到2020年,技术人员开始表演美国每年有超过8000万例扫描一些医生认为这个数字过高,也许三分之一是不必要的。虽然这可能是真的,但CT扫描已经受益的健康帮助世界各地的许多患者识别肿瘤并确定是否需要手术。它们在急诊室里特别有用,可以快速查找事故后的内伤。

还记得亨斯菲尔德关于金字塔的想法吗?1970年,科学家们在哈夫拉金字塔最低的房间里放置了宇宙射线探测器。他们得出的结论是,金字塔内没有隐藏的房间.2017年,另一个团队在吉萨大金字塔和找到了一个隐蔽但无法进入的房间.它不太可能在短期内被探索。

现代电脑断层扫描"width=
与1971年亨斯菲尔德的原始扫描相比,现代CT扫描提供了更高分辨率的大脑“切片”图像。
谈话

本文转载自谈话在知识共享许可下。你可以找到原文在这里

埃德蒙德·s·希金斯是南卡罗莱纳医科大学精神病学和家庭医学的副教授。

广告

广告

加载……