计算机断层扫描(CT)的灵感来自于一位研究工程师的一次偶然对话戈弗雷Hounsfield上世纪60年代和一个医生度假时发生的事。这位医生抱怨说,大脑的x光图像太粗糙,只有二维图像。

亨斯菲尔德工作过电器及音乐产业在英国的海斯。以生产和销售而闻名披头士乐队唱片、EMI还研制了电子设备。


假期结束后,霍恩斯菲尔德回到工作岗位,向他的主管提出了一个项目,开发一种可以生成三维大脑图像的机器。这台机器将把狭窄的x射线束投射到人的头部,计算机将使用产生的数据构建一系列的横截面,这些横截面将以3D形式代表大脑。

亨斯菲尔德与神经放射学家合作建造了这台机器,1971年,他们制作了第一个人脑计算机断层扫描。CT扫描现在被用于精确定位血凝块、肿瘤和骨折的位置。

因为他的发明,亨斯菲尔德是1979年诺贝尔奖的共同获得者吗生理学或医学专业。

亨斯菲尔德的扫描仪是纪念IEEE的里程碑在10月26日在英国海斯的EMI旧黑胶工厂举行的仪式上,这项技术就是在那里开发的。IEEE联合王国和爱尔兰科发起提名。

卖披头士乐队的专辑,研发医疗设备

1896年x光机发明后,它很快成为医院的标准设备。由于骨骼的致密结构能很好地吸收x射线,这些机器能产生很好的骨骼图像。吸收模式使骨头在胶片上看起来是白色的。但是像大脑这样的软组织器官看起来很模糊,因为辐射穿过了它们。

而亨斯菲尔德在英国空军在美国,他学习了电子和雷达的基础知识。1951年,他加入EMI,在那里他开发制导武器系统和雷达。他对计算机的兴趣与日俱增,1958年,他参与设计了Emidec 1100-第一台英国制造的商用全晶体管计算机。

在这个项目之后,Hounsfield的主管警告他,如果他再想不出一个好主意,他的工作就有危险了。

Hounsfield回想起与医生关于x射线图像局限性的谈话,然后他提出了后来成为CT扫描仪的项目。

百代并不开发或制造医疗设备,也对进入这一领域不感兴趣,但亨斯菲尔德的主管相信他的想法,并批准了他的想法。该公司无法为该项目提供全部资金,因此Hounsfield向英国申请并获得了约4万美元的拨款,按2022年的数字计算约为30万美元卫生和社会保障部

牛脑和人脑的CT扫描仪

亨斯菲尔德与神经放射学家一起工作詹姆斯·安布罗斯和路易斯·克里尔一起建造了第一个原型机。它小到可以放在桌子上。他们在小猪身上测试了这台机器,在成功地生成了它们大脑的图像后,这三个人建造了一个全尺寸的扫描仪。

CT扫描仪首次在福尔马林保存的人脑上进行了测试。但大脑并不理想,因为化学物质严重硬化了它们的组织,不再像正常的大脑物质,如在一篇文章关于扫描器北加州的犹太人新闻.由于该扫描仪是为活体患者设计的,Hounsfield和他的团队寻找的是与人类大脑相似的大脑。

他们获得了新鲜的牛脑,但这些牛脑无法使用,因为在屠宰前要用电击把牛打晕。这一过程导致大脑充满血液,液体阻碍了放射科医生对器官结构的观察。

安布罗斯有部分犹太人血统,他建议使用洁食牛脑,因为牛的颈静脉会被切开,而不是被打晕。这一过程将血液从头骨中抽走,从而可以对大脑进行清晰的CT扫描。

经过几次成功的测试后,这台机器准备在人体上进行试验。扫描仪于1971年安装在阿特金森莫利医院安布罗斯曾在伦敦工作。第一个病人是一位有脑瘤迹象的女性。

她躺在桌子上,x光片从她头顶上方的一个部位射入她的头骨。光束穿过她,击中了安装在她头下龙门架上的水晶探测器。x射线源和探测器都以1度的增量绕着她移动,直到它们转了180度,每个设备最终都到达了另一个的起点。

这使得扫描仪能够描绘出大脑的各个层次。据亨斯菲尔德描述,这就像把大脑“放进了培根切片机”一篇文章关于扫描仪西门子MedMuseum的网站。

探测器记录下x射线信号,并将数据发送到计算机。计算机利用物理学家构造了大脑的图像艾伦·麦克劳德·科马克的代数重建技术。该技术通过填充一个矩阵来建立图像,其中每个方框对应被检查器官的一部分诺贝尔奖新闻稿关于扫描仪。由于晶体探测器的灵敏度是x射线胶片的100倍,因此密度分辨率要高得多,从而使生成的图像更加清晰。科马克与亨斯菲尔德共同获得1979年诺贝尔奖。

扫描花了30分钟,计算机图像的构建又花了两个小时。图像显示患者左额叶有一个李子大小的囊性肿块。

EMI开始制造CT扫描仪,并成功地销售给医院。但在五年内,通用电气(General Electric)西门子其他公司也开始制造性能更强的全身扫描仪。EMI最终停止生产扫描仪,因为它无法与其他制造商竞争。

IEEE历史中心而且捐助者的支持,里程碑项目表彰世界各地杰出的技术发展。

CT扫描仪的里程碑牌匾,展示在旧乙烯基工厂的外墙上,上面写着:

1971年10月1日,位于这个地点的EMI研究实验室的一个团队使用世界上第一台临床x射线计算机断层扫描扫描仪,根据Godfrey Hounsfield的专利发明,制作了一个病人大脑的图像。人体内部结构的高分辨率x射线图像的实际实现标志着临床医学新纪元的开始。

对话(0)

获得无限的IEEE频谱访问亚博真人yabo.at

成为IEEE会员并获得独家访问更多故事和资源的权限,包括我们庞大的文章存档和完整的PDF下载
获取无限的IEEE频谱内容亚博真人yabo.at
与其他技术专业人士建立网络
建立专业简介
创建一个小组来分享和合作项目
发现IEEE事件和活动
加入并参与讨论

警察如何利用国会暴乱的数字记录

法医技术很强大,但它值得以隐私为代价吗?

11分钟读取
垂直
图为在美国国会大厦前举起手拿手机的人的剪影图。叠加在头部的是一个绿色矩阵,它表示用于面部识别的数据点
加布里埃尔·齐默
绿色

那群穿着讲究的人2021年1月5日晚聚集在巴尔的摩郊区的年轻人看起来不像极端分子。但是第二天,检察官声称,他们都将在致命的起义中闯入美国国会大厦。几个人会抢劫并破坏媒体设备,还有一个人会袭击一名警察。

这些美国第一运动的成员对抗议并不陌生,他们努力地戴上面具遮住自己的脸。没有人在社交媒体上吹嘘自己的功绩,他们的朋友或家人也没有人站出来谴责他们。但在1月5日,他们犯了一个非常严重的家庭错误:他们共用了一个披萨。

继续阅读↓ 显示更少
{“imageShortcodeIds”:[]}
Baidu