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『器械故事』医用CT的发明人——豪斯菲尔德的传奇(上)

2016-01-15

  

CT

     

来源:放射达人

来源:放射达人

2016-01-15

  

CT

     


*视频故事:

“我的第一个妻子得了脑瘤去世了,如果那个时候有脑部扫描仪,我就可以救我的妻子。他们当时建议我去社区医院。”

脑部扫描仪是一种新技术,可以在手术之前看到人脑的构造,它是由伦敦的一个研究所发明,被称为X射线电子计算机扫描术,简称为CT。它是将X射线和电子计算机成功结合的革命性发明,是自X-射线被发现以后,在医疗诊断上取得最大的突破。

这种扫描仪后来快速发展到全世界, CT传到了欧洲的中心,也就是X射线诊断最早被发明的地方。在柏林发明了5w5, 也就是之后的全身扫描仪。在1971年,开始有第一个使用全身扫描仪进行治疗的病人,现在有成百上千万的人都在进行此项检查,其中十分之九的病人诊断都是正确的。圣路易斯是通往美国西部的门户,这有很多妓女,也是世界上最大的X光机器的生产地。在进行X光检测时,医生要保证病人的身体一直是舒展开的。第一批扫描仪需要几分钟的时间,早期的仪器都是为了脑部检查,头部要在很长的时间内保持不动,身体部位扫描仪是在之后才发明的。


美国和英国医疗中心合作,还有一些大学,Dr.Ewins是带头人。他说:在1975年10月,我们在美国接待第一个病人,他的病状很令人伤心,开始的时候我们发现了问题,病菌在他身体里扩散,手术不能帮他解决问题,要是没有CT,真的很难做决定。我们第一个治疗的病人真的是一个完美的案例,我们现在也经常讨论他这个案例,我们做出了正确的判断。CT取代了过去的检查,可能使用之后会不舒服,但是唯一可以检查器官的方法, 其他普通的方法根本做不到。


CT检查大脑时,过程有一点痛苦。你的头部有感觉有些疼,X光会照进你的头部,你的头会有些疼。这种检查需要两到三天时间,要进行腰杆穿刺,在耳朵注射,头部用绷带包住,病人在仪器上会被调整出有趣的姿势。这是我最重要的一项研究,也是我自己做的一项研究。现在,我们可能没几周就要做一次这样的检查,有时连续几周不做。对于两三个病人来说,尤其是我要是病人,这种CT检测就像是布告板。


一直往下,头会慢慢接近地,机器会在这个位置给你拍片。X射线在1895年被一位德国的物理学家伦琴教授偶然发现。一个博物馆里记录了他的出生地。这位物理学家研究阴极射线时,对准他的妻子照了15分钟,这是世界上第一张X光照片,是一个女人的手骨。伦琴检测了X射线的特性,发现它可以穿过物质透过光。因对X射线的发现做出巨大贡献,伦琴在1901年获得第一个诺贝尔物理学奖。


仪器变得越来越先进,但对X射线的研究受到限制。停留在二维记录上,比其他仪器高级,X射线是波长短的新维度,它的一些基本技术在700多年没改变过。它和CT同一时期被发明,获得认可,见到发明者Honsfield, 一个科学家探索计算机还能给其他什么领域带来好处,比X射线还要好,还可以带来同样的波长。实验在一个池子里进行,X射线的数据会在电脑中显示,动物组织的密度与模型密度区别是什么。Honsfield 就他所能找到的样本进行了测试,“我四处转,然后砍下奶牛的头部,但是不幸的是,他们都被屠杀的方法破坏了。因此我们在伦敦和犹太区寻找,这些动物由于流血而死。但是把这些猪全运回来,放在仪器上也需要大量的工作,这些临床仪器就像是为病人工作。这项仪器被安放在伦敦的一家叫Atkinson Morley医院里。”


Dr.James Ambers: “这是我制造的第一台CT机,它在1971年时就被放在这里。同年10月1日,我们用这台机器第一次为我们的病人做了扫描。这名病人其实是一位中年妇女,他被怀疑大脑左前叶长有肿瘤,我们通过扫描仪看到了她的大脑的大量细节,这比我们预想的还要多。我们可以看到大脑皮层、白质、脑室系统和可疑性肿瘤,肿瘤的位置就在这名病人的大脑前叶显现出来。我们成功的操作了扫描机,这个结果使我和Honsfield高兴的蹦蹦跳跳就像是一个刚刚进球的足球运动员。”


大脑是理想的首要的扫描目标,在传统的X射线下很难看到大脑的软组织。如果CT可以扫描大脑,那么它将可已扫描人体的任何部位。至少CT扫描免去了许多传统的大脑检测的痛苦。


“我很高兴的看到仅需将头部放在机器的洞里,仅需几分钟的时间,就可以获取这些扫描影像,而不会给病人带来任何的不适”


CT扫描在这里试验成功后被引进到了美国,在那里,每三年就生产制造三百万的大脑扫描仪。“CT技术从此真真切切地被确立下来了,这种技术显示了对病人治疗技术的进步。一直以来,CT 能够减少复杂和困难的程序,这使病人、医生、医院、每个人都更加受益。”现在有足够的数据表明CT技术也是一项具有成本效益的技术,当医生感觉到病人头部有可疑症状后,CT技术最终将成为第一个可以对病人进行检测的技术。尽管花费较高,但是我相信策划者、病人、医生甚至每个人都会认同CT技术值得为其花钱。


拥有了第一台可检测身体的扫描仪,Hams Philipus 继承了家庭快照的传统。“从我自身的扫描影像中可以观察我的身体特征,这不仅使我自己感到不可思议,他们看到我的身体内部影像时也觉得不可思议。后续又有好多志愿者参与进来,他们也很想看到他们身体内部的美妙构造。”


CT扫描在1972年通过芝加哥盛大的放射线研究者年会被引进到美国,自那以后,CT就成为每年年会的讨论热点。


“我认为CT具有划时代意义的一点在于,它的发明的重要性可以与X射线的发现比肩,或许它的重要性可等同于听诊器的发明。让我觉得有意思的另一点在于它可以使我们预想什么是符合医学历史发展潮流的。历经几年的项目研究,Godsfield Hams 创造CT机时是非常艰难的,但是后来CT机在1973年时就可以被公众接触到了,全身扫描机在1975年问世,这个时间已经距Vengeance的发现有80年之久了。但是如果你这样想,100年的科学史,80年的射线史,以及最近三年的CT发展,这样看来CT对于医疗的影响相当重要。


新的系统也可以扫描头部,但是作为一台仅仅研究头部的机器,它可以把重点放在视神经和咽喉上。AMI CT 10-10. 世界范围内的医学生通过研究死尸来学习解剖学的历史由来已久。在英国的Manchester大学, CT扫描仪可以使Isuen 教授为他的学生们展现活体的内部解剖构造。


“某种程度上讲(menalties?)可能和胰腺相关,今天早上我们将要对其进行研究。 Chandler先生将用EMI全身扫描仪对其进行计算机断层扫描。对于普通的扫描仪,不管你把它调试的多么复杂,最后拍出来的将是射线照片,从中只能看到叠加的结构。而计算机断层扫描这项新技术可以使人利用计算机重建器官的构成物质和影响器官的的病原。通过计算机我们可以看到病人的水平横截面。我将会向计算机输入足量的信息,观察计算机实际信息接收量,并且记录有多少计算机回馈信息,当然前提是信息量要充足。通常,在计算机上足次分析可允许X射线通过的身体结构后,我们可以得到这些结构吸收X射线能力的简单信息,然后利用计算机技术重新建构这些信息。


我们可以看一下这个身体水平横截面的影像,这个地方是预测的胰腺的所在位置,这是其中一个肾,是CT扫描过的区域,中间的黑影部分是肾脏的上半部位,这里聚积了尿液,充满了水,所以这部分看起来是黑的。跨过它并延伸到这个部位的器官一定就是胰腺了,它是由阻挡胰管产生的,这就是我们有望从Chedrick 先生那获知的。”


“我愿意来参观一下,这个是实验室的玻璃窗,你刚好可以看到Chedrick先生X线管中间的洞里,X线管的一端是由X射线组成,另一端是由X射线探测器构成。X射线管将围绕Chedrick 转动,于此同时我们将用计数器计数,当人体各部位对X射线吸收的量显示在计数器上时,再用电子计算机处理。所以我们基本上是在扫描围绕他的射线层面。现在我们来看分析一下Chedrick影像的第一部分,在这上面有一个超声波?, 这里是他的可视身体内部,屏幕的这个地方显示的是他的肝脏。在这里我们就要得到线索了,你们可以看到吗?在这胰腺的尾部出现了钙化现象。如果你仔细看这里的话,这部分区域有一个黑色环,与另一名病人的系统很类似,同样是在胰腺的顶部。


CT大大缩减了病人花在医院里的时间,它也使许多医院门诊病人可以得到检查。芝加哥有150所医院,其中80所大医院中,每三所就有一所医院有CT设备,而且拥有CT设备的医院的数量还一直在上升,有一所医院甚至有三台扫描仪。



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