第一次CT扫描是50年前,永远改变药物

经过:Edmund S. Higgins|

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EMI工程师Godfrey Hounsfield于1972年站在他的CT扫描仪旁边。PA图像通过盖蒂图像

隐藏在秘密室内的珍贵物体的可能性确实可以引起想象力。在1960年代中期,英国工程师Godfrey Hounsfield思考是否可以通过捕获经过看不见的空隙的宇宙射线来检测埃及金字塔中的隐藏区域。

多年来,他坚持了这个想法,可以解释为“在盒子里看着不打开它最终,霍恩斯菲尔德(Hounsfield)确实弄清楚了如何使用高能量射线来揭示肉眼看不见的东西。他发明了一种观看硬头骨内部的方式,并在内部获得柔软的大脑图片。

第一个计算机断层扫描图像 - CT扫描 -人脑于1971年10月1日于50年前制造。Hounsfield从未到达埃及,但他的发明确实将他带到了斯德哥尔摩和白金汉宫。

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工程师的创新

戈弗雷·霍恩斯菲尔德(Godfrey Hounsfield)的早期生活并没有暗示他会取得很多成就。他不是一个特别好的学生。小时候他的老师形容他是“厚。”

第二次世界大战开始时,他加入了英国皇家空军,但他并不是一名士兵。但是,他是一个带电气机械的巫师,尤其是新发明的雷达他将陪审团帮助飞行员在黑暗,多云的夜晚更好地找到回家的路。

战争结束后,霍恩斯菲尔德遵循指挥官的建议,并获得了工程学学位。他在EMI实践了自己的交易 - 该公司将成为以出售甲壳虫专辑而闻名,但最初是电力和音乐行业,重点是电子和电气工程。

霍恩斯菲尔德(Hounsfield)的自然才能推动他领导团队建造英国最先进的大型机计算机。但是到60年代,EMI希望摆脱竞争激烈的计算机市场,不确定该如何与出色的,古怪的工程师一起做什么。

霍恩斯菲尔德(Hounsfield)在一个强迫假期来思考他的未来以及他可能为公司做什么时,遇到了一位医生,他抱怨大脑的X射线质量差。普通的X射线显示出奇妙的骨头细节,但大脑是组织的无定形斑点 - 在X射线上,它看起来都像雾。这让霍恩斯菲尔德(Hounsfield)想到了他的古老想法,即在不打开盒子的情况下找到隐藏的结构。

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一种新的方法揭示了以前看不见的

霍恩斯菲尔德(Hounsfield)制定了一种新方法来解决成像头骨内部的问题。

首先,他会从概念上将大脑分为连续的切片- 像一条面包一样。然后,他计划通过每一层进行一系列X射线射击,重复每个度圆的度。每束光束的强度将在大脑的另一侧捕获 - 更强的光束表明它们已经穿过较少密度的材料。

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该图显示了X射线如何通过大脑层切片,在半圆形中从1到180的每个度定向。
Edmund S. Higgins(CC BY-ND 4.0)

最后,霍恩斯菲尔德(Hounsfield)可能是他最巧妙的发明,创建了一种算法,以根据所有这些层来重建大脑的图像。通过向后工作并使用该时代最快的新计算机之一,他可以计算每个大脑层的每个小盒子的值。尤里卡!

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计算每个X射线通过对象并使用令人印象深刻的算法向后工作的强度,可以构造图像。
Edward S. Higgins(CC BY-ND 4.0)

但是有一个问题:EMI没有参与医疗市场,也不希望加入。该公司允许Hounsfield从事他的产品工作,但资金很少。他被迫穿过研究设施的废料箱,并将一台原始扫描机拼凑在一起,足够小,可以放在餐桌上。

即使成功扫描无生命的物体然后,犹太牛大脑,EMI的权力仍然不知所措。如果他想继续进行人类扫描仪,则需要找到外部资金。

霍恩斯菲尔德(Hounsfield)是一位出色的直觉发明家,但不是有效的沟通者。幸运的是,他有一个同情的老板比尔·英厄姆(Bill Ingham),他看到了霍恩斯菲尔德(Hounsfield)的提议中的价值,并与EMI挣扎,以使该项目维持生计。

他知道他们没有迅速获得的赠款,但英国卫生和社会保障局的理由可以为医院购买设备。xf187手机版奇迹般地,英厄姆(Ingham)在建造之前将他们出售了四个扫描仪。因此,霍恩斯菲尔德(Hounsfield)组织了一个团队,他们竞争建立安全有效的人类扫描仪。

同时,霍恩斯菲尔德(Hounsfield)需要病人来尝试他的机器。他发现一位同意提供帮助的神经科医生有些不情愿。该团队在伦敦的阿特金森·莫利医院,在1971年10月1日,他们扫描了第一位患者:一名中年妇女,显示出脑肿瘤的迹象。

这不是一个快速的过程- 30分钟进行扫描,跨过城镇的磁带磁带,2.5小时处理EMI大型机上的数据,并用宝丽来摄像机捕获图像,然后再回到医院。

那里 - 在她的左额叶中,囊性块大约是李子的大小。这样,其他每种成像大脑的方法都过时了。

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第一个临床CT扫描显示患者左前叶中可见的李子尺寸脑肿瘤。它在扫描中显示为黑斑点。
医学成像系统:入门指南(CC By 4.0)

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每年数百万CT扫描

EMI在医疗市场上没有经验,突然对高需求的机器垄断了。它跳入生产,最初在出售扫描仪方面非常成功。但是在五年之内,更大,经验丰富的公司具有更多的研究能力,例如通用电气公司和西门子,生产更好的扫描仪并吞噬了销售。EMI最终退出了医疗市场 -成为案例研究为什么要与一个大个子之一,而不是一个人搭便车,这会更好。

Hounsfield的创新改造了医学。他分享诺贝尔奖1979年的生理学或医学,并于1981年被女王封为爵士。他继续发明,直到2004年的最后几天,当时他去世了84岁。

1973年,美国罗伯特·莱德利(Robert Ledley)发达全身扫描仪可以想象其他器官,血管,当然还有骨骼。现代扫描仪更快,提供更好的分辨率,最重要的是,在辐射范围更少的情况下进行。甚至有移动扫描仪。

到2020年,技术人员的表演每年在美国进行超过8000万张扫描一些医生认为数字过多,也许三分之一是不必要的。虽然这可能是真的,但CT扫描具有受益于健康xf187手机版在世界各地的许多患者中,有助于识别肿瘤并确定是否需要手术。它们在急诊室特别有用,以便在事故发生后快速寻找内部伤害。

还记得Hounsfield关于金字塔的想法吗?1970年,科学家将宇宙射线探测器放在卡夫雷金字塔中最低的腔室中。他们得出结论金字塔中没有隐藏的房间。2017年,另一支球队将宇宙射线探测器放在吉萨(Giza)的大金字塔中找到了一个隐藏但无法访问的室。它不太可能很快就会探索。

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现代CT扫描提供的大脑“切片”的分辨率图像比Hounsfield在1971年的原始扫描更高。
谈话

本文从谈话在创意共享许可下。你可以找到原始文章在这里

Edmund S. Higgins是南卡罗来纳州医科大学精神病学和家庭医学的会员副教授。

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