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发明CT 的小炉匠(美国的炉匠铺系列)

已有 6178 次阅读 2009-5-1 03:58 |个人分类:生活点滴|系统分类:海外观察

这篇还没写完,大伙就算先睹为快吧。
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发明CT 的小炉匠

CT很早就在中国的医院里普及,以至于连个中文的俗名都没有。那学名听起来怪怪的,叫什么“计算机辅助轴性断层扫描”,译自Computed tomography。说句白话,CT和X光机的主要区别是后者只能把身体的投影显示在屏幕上,就像看皮影戏一样。而CT则能做出身体三维的影像,看起象用电锯切开的断面一样。从两维到三维,就像打开了一扇窗,让医生能看清许多体内的损伤和病灶,挽救了无数人的生命。真是功德无量啊。

CT的发明主要有三个人的贡献,两个是炉匠另一个是学院派。我来给大伙聊聊他们的故事。

实际上CT的发明远远早于计算机的发明。在1900年代,一位意大利放射科医生 亚利山德罗 福勒伯纳 (Alessandro Vallebona)就用X光机和底片往相反方向运动造成身体断面的影像。这种把X光和底片拉来拉去的方法一直用到了1970年代,才被一位小炉匠高福瑞 杭斯菲尔德(Godfrey Hounsfield)的天才发明取代。

这位杭斯菲尔德先生咋看可不像那种在家里练摊的小炉匠。人家是大公司的工程师,英国勋爵,诺贝尔奖获得者。可他虽然套着那么多耀眼的光环,骨子里还是个小炉匠。他从小生长在农场上,喜欢搞些古里怪气的玩艺。比如无线电啦,录音机啦。曾绑着自制的滑翔机从草堆上一跃而下。还有一次差点被自己的实验搞死。不但爱动手,他在学校里物理数学都很棒,天生的一个实验科学家的料。二战中进入皇家空军学习了雷达和电子,战后又毕业于大名鼎鼎的伦敦法拉第电子工程学院。1951年,他进入英国的EMI公司,就是那个很经典的高保真唱片的公司。到了1950年代,世界上掀起了计算机热,连中国都在大跃进中造出了第一台电子计算机。杭先生当然不可免俗,领着一伙人在1958年搞出英国第一台全晶体管计算机EMIDEC 1100(中国好象是1964年造出全晶体管计算机)。

之后不久,他就对改革CT产生了兴趣,也就是用计算机记住X光穿过人体各个角度的光强,再通过几何运算的方法把图像重构出来。他这个点子产生于1967年,他说,“如果你能从一个密封盒子的外面用不同角度测量X光透过率,你就能重构出盒子里的东东”。不久就做了一系列实验,先用医院里泡在药水里的人脑标本试验,得到初始数据后又跑到屠宰场,买了一些新鲜牛脑来做实验。其结果还真是不错,他忍不住把自己的脑袋伸进机器,拍出了史上第一张人脑CT照片。1971年他的原型机进了医院,为第一位患者确定了脑内血肿的位置。1975年EMI已经开始生产临床使用的CT了。

其实与杭炉匠差不多同时,还有几家更大更有钱的研究组也对X光成像有兴趣,但试试手后就都认为其计算太复杂,不可能造出来,就都放弃了。哪知大公司不如小炉匠,杭同学好马快刀,从设想诞生到临床应用只有短短4年,又几年就诺贝尔啦。

当然世界上聪明人不止一个啦。杭炉匠当时不知道,在比他早点的时候,一位南非物理学家也产生了同样的想法。这人叫阿兰 柯马克,是一位比较科班的物理学家。

柯马克同学生于南非约翰斯堡,从小上私立学校,热衷于打网球和辩论。1945年在开普敦大学获硕士学位,1947-49年到英国剑桥留学两年。后回开普敦当个讲师。1956-57年到哈佛学术休假,之后就搬美国,在塔夫斯(Tufts)大学当个教授。

这柯同学虽然本行是粒子物理,但对X光成像也很感兴趣。从50年代他到开普敦起就研究X光成像。可他就没有杭同学那样卷袖子就干的魄力,他只在理论方面哩哩啦啦搞了十来年,于1963和64年在应用物理杂志上发表了两篇论文。虽比杭同学早了好多年,但这纸上谈兵并没引起什么轰动,这论文和别的文章一样埋在故纸堆里,直到杭同学公布了他那台真的机器才被他人想起,真比窦娥还冤那!但上帝是有怜悯心的,没有让柯同学与诺贝尔奖失之交臂,1979年,杭同学和柯同学一起为发明CT而共享了诺贝尔奖。

我前面提过,发明CT还和另一位炉匠有关。那炉匠咱还认识,自然要花点时间写才能爆出猛料。今天晚了,还听咱下回分解。

https://wap.sciencenet.cn/blog-91685-229235.html

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