В каком году компьютерная томография впервые использовалась для изучения человеческого мозга
Обновлено: 01.07.2024
КТ головного мозга – это неинвазивная процедура диагностической визуализации, в которой используются специальные рентгеновские измерения для получения горизонтальных или осевых изображений (часто называемых срезами) головного мозга. КТ головного мозга может предоставить более подробную информацию о тканях и структурах головного мозга, чем стандартные рентгеновские снимки головы, что позволяет получить больше данных о травмах и/или заболеваниях головного мозга.
Во время КТ головного мозга рентгеновский луч движется по кругу вокруг тела, что позволяет получить множество различных изображений мозга. Рентгеновская информация отправляется на компьютер, который интерпретирует рентгеновские данные и отображает их в двухмерном (2D) виде на мониторе.
Компьютерная томография головного мозга может выполняться как с контрастом, так и без него. Контраст относится к веществу, принимаемому внутрь или вводимому внутривенно (IV), которое позволяет более четко видеть конкретный исследуемый орган или ткань. Контрастные исследования могут потребовать от вас голодания в течение определенного периода времени перед процедурой. Ваш врач уведомит вас об этом перед процедурой.
Какова функция мозга?
Являясь частью центральной нервной системы (ЦНС), мозг является важным органом, который контролирует мышление, память, эмоции, осязание, двигательные навыки, зрение, дыхание, температуру, чувство голода и все процессы, регулирующие наше тело.
Каковы различные части мозга?
Мозг можно разделить на головной мозг, ствол мозга и мозжечок:
Мозг. Головной мозг (супратенториальный или передний мозг) состоит из правого и левого полушарий. К функциям головного мозга относятся: начало движения, координация движения, температура, осязание, зрение, слух, суждение, рассуждение, решение проблем, эмоции и обучение.
Ствол мозга. Ствол головного мозга (средняя линия или середина мозга) включает средний мозг, мост и продолговатый мозг. Функции этой области включают: движение глаз и рта, передачу сенсорных сообщений (жар, боль, громкость и т. д.), чувство голода, дыхание, сознание, работу сердца, температуру тела, непроизвольные движения мышц, чихание, кашель, рвоту и т. глотание.
Мозжечок. Мозжечок (инфратенториальный или задний мозг) расположен на затылке. Его функция заключается в координации произвольных движений мышц и поддержании осанки, баланса и равновесия.
В частности, к другим частям мозга относятся следующие:
Понс. Мост, глубокая часть мозга, расположенная в стволе, содержит множество областей, контролирующих движения глаз и лица, мимические ощущения, слух и равновесие.
Продолговатый мозг. Продолговатый мозг, самая нижняя часть ствола головного мозга, является наиболее важной частью всего головного мозга и содержит важные центры управления сердцем и легкими.
Спинной мозг. Большой пучок нервных волокон, расположенный в спине и простирающийся от основания головного мозга до нижней части спины. Спинной мозг передает сообщения в головной мозг и остальные части тела и обратно.
Лобная доля. Самая большая часть мозга, расположенная в передней части головы, лобная доля, участвует в характеристиках личности и движениях.
Теменная доля. Средняя часть мозга, теменная доля, помогает человеку идентифицировать объекты и понимать пространственные отношения (где тело сравнивается с объектами вокруг человека). Теменная доля также участвует в интерпретации боли и прикосновения в теле.
Затылочная доля. Затылочная доля — это задняя часть мозга, отвечающая за зрение.
Височная доля. Стороны мозга, эти височные доли, участвуют в памяти, речи и обонянии.
Каковы причины проведения компьютерной томографии головного мозга?
Компьютерная томография головного мозга может быть выполнена для оценки головного мозга на наличие опухолей и других поражений, травм, внутричерепных кровотечений, структурных аномалий (например, гидроцефалии, инфекций, функции мозга или других состояний), особенно при другом типе обследования (например, , рентген или медицинский осмотр) не позволяют сделать окончательный вывод.
Компьютерная томография головного мозга также может быть использована для оценки воздействия лечения на опухоли головного мозга и для выявления тромбов в головном мозге, которые могут быть причиной инсультов. Еще одно применение КТ головного мозга — предоставление рекомендаций при операциях на головном мозге или при биопсии ткани головного мозга.
Ваш врач может порекомендовать КТ головного мозга по другим причинам.
Каковы риски компьютерной томографии головного мозга?
Возможно, вы захотите узнать у своего врача о дозе радиации, используемой во время процедуры КТ головного мозга, и о рисках, связанных с вашей конкретной ситуацией. Вы должны вести записи о своей прошлой истории радиационного облучения, например, о предыдущих компьютерных томограммах и других видах рентгеновских снимков, чтобы вы могли сообщить об этом своему врачу. Риски, связанные с радиационным облучением, могут быть связаны с совокупным количеством рентгенологических исследований и/или процедур в течение длительного периода времени.
Чтобы защитить свое здоровье, примите во внимание следующие меры предосторожности, прежде чем планировать КТ головного мозга:
Беременность. Если вы беременны или подозреваете, что можете быть беременны, сообщите об этом своему врачу. Радиационное облучение во время беременности может привести к врожденным дефектам. Если вам необходимо сделать КТ головного мозга, будут приняты особые меры предосторожности, чтобы свести к минимуму радиационное воздействие на плод. Контрастные вещества: если во время КТ головного мозга используются контрастные вещества, у пациента может развиться аллергическая реакция на эти средства. Некоторым пациентам не следует использовать контрастное вещество на основе йода. Пациенты с аллергией или чувствительностью к лекарствам должны уведомить об этом своего врача. Когда вы планируете КТ головного мозга, вы должны сообщить представителю центра доступа, если у вас была аллергическая реакция на какое-либо контрастное вещество или если у вас почечная недостаточность или другие проблемы с почками. Контрастное вещество внутривенно не будет вводиться, если в прошлом у вас была тяжелая или анафилактическая реакция на какое-либо контрастное вещество. Возможно, вам удастся провести сканирование без контрастного вещества или пройти альтернативное обследование с визуализацией. . Сообщаемая аллергия на морепродукты не считается противопоказанием для йодсодержащего контраста. Кормящим матерям может потребоваться подождать 24 часа после введения контрастного вещества, прежде чем возобновить грудное вскармливание.
Диабет. Пациенты, принимающие метформин (Глюкофаж) от диабета, должны предупредить своего врача перед внутривенной инъекцией контрастного вещества, так как это может вызвать редкое состояние, называемое метаболическим ацидозом. Если вы принимаете метформин, вас попросят прекратить прием на время процедуры и подождать 48 часов после процедуры, прежде чем возобновить прием этого лекарства. Прежде чем возобновить прием метформина, может потребоваться анализ крови для проверки функции почек.
В зависимости от вашего конкретного состояния здоровья могут быть и другие риски. Обязательно обсудите любые проблемы со своим врачом перед процедурой.
Как подготовиться к компьютерной томографии головного мозга?
Если вы проходите компьютерно-томографическую ангиографию (КТА), при записи на прием вам будут даны конкретные инструкции. Следующие инструкции помогут вам подготовиться к КТ головного мозга:
Одежда: вас могут попросить переодеться в халат пациента. Если это так, платье будет предоставлено для вас. Снимите все пирсинги и оставьте дома все украшения и ценные вещи.
Контрастное вещество. Вам будет предложено подписать форму согласия, в которой будут подробно описаны риски и побочные эффекты, связанные с введением контрастного вещества через небольшую трубку в вену, называемую внутривенной (IV) линией. Наиболее распространенным типом КТ головного мозга с контрастированием является исследование с двойным контрастированием, которое потребует от вас выпить контрастное вещество перед началом исследования в дополнение к внутривенному контрасту. Если в прошлом у вас были реакции легкой или средней степени тяжести, вам, вероятно, потребуется принять лекарство перед КТ головного мозга.
Еда и питье. Если ваш врач назначил компьютерную томографию головного мозга без контраста, вы можете есть, пить и принимать назначенные лекарства до обследования. Если ваш врач назначил КТ головного мозга с контрастом, ничего не ешьте за три часа до КТ головного мозга. Вам рекомендуется пить прозрачные жидкости.
Диабетикам: диабетикам следует съесть легкий завтрак или обед за три часа до запланированного сканирования. В зависимости от вашего перорального лекарства от диабета вас могут попросить прекратить прием лекарства в течение 48 часов после компьютерной томографии головного мозга. Если у вас есть компьютерная томография с рентгенологическим исследованием Джона Хопкинса, подробные инструкции будут даны после вашего обследования.
Лекарства: все пациенты могут принимать назначенные им лекарства как обычно, если не указано иное.
В зависимости от состояния вашего здоровья ваш врач может назначить дополнительные этапы подготовки к КТ головного мозга.
Что происходит во время компьютерной томографии головного мозга?
Компьютерная томография головного мозга может выполняться амбулаторно или во время пребывания в больнице. Процедуры могут различаться в зависимости от вашего состояния и практики вашего врача.
Как правило, КТ головного мозга включает следующие этапы:
Если вам предстоит процедура с контрастом, в руку или руку будет начата внутривенная линия для введения контрастного вещества. Для перорального контрастирования вам дадут жидкий контрастный препарат для проглатывания.
Вы будете лежать на столе для сканирования, который вдвигается в большое круглое отверстие сканирующего устройства. Можно использовать подушки и ремни, чтобы предотвратить движение во время процедуры.
Технолог будет в другой комнате, где расположены элементы управления сканером. Однако вы будете в постоянном поле зрения технолога через окно. Динамики внутри сканера обеспечат двустороннюю связь между лаборантом и пациентом. У вас может быть кнопка вызова, чтобы вы могли сообщить технологу, если у вас возникнут проблемы во время процедуры. Технолог все время будет наблюдать за вами и будет на связи.
Поскольку сканер начинает вращаться вокруг вас, рентгеновские лучи проходят через тело в течение короткого промежутка времени. Вы услышите щелчки, что является нормальным явлением.
Рентгеновские лучи, поглощаемые тканями тела, будут обнаружены сканером и переданы на компьютер. Компьютер преобразует информацию в изображение, которое рентгенолог интерпретирует.
Вы должны оставаться неподвижными во время процедуры. Вас могут попросить задержать дыхание в разное время во время процедуры.
Если для вашей процедуры используется контрастное вещество, вы можете почувствовать некоторые эффекты при введении этого вещества в капельницу. Эти эффекты включают ощущение покраснения, соленый или металлический привкус во рту, кратковременную головную боль или тошноту и/или рвоту. Эти эффекты обычно длятся несколько секунд.
Вы должны сообщить лаборанту, если у вас возникли проблемы с дыханием, потливость, онемение или учащенное сердцебиение.
Когда процедура будет завершена, вы будете удалены из сканера.
Если для введения контраста была установлена внутривенная линия, она будет удалена.
Хотя КТ головного мозга сама по себе не вызывает боли, необходимость лежать неподвижно на протяжении всей процедуры может вызвать некоторый дискомфорт или боль, особенно в случае недавней травмы или инвазивной процедуры (например, операции). Технолог применит все возможные меры комфорта и завершит процедуру как можно быстрее, чтобы свести к минимуму любой дискомфорт или боль.
Что происходит после КТ головного мозга?
Если во время компьютерной томографии головного мозга использовалось контрастное вещество, вы можете находиться под наблюдением в течение определенного периода времени, чтобы проверить наличие каких-либо побочных эффектов или реакций на контрастное вещество. Сообщите своему радиологу, если вы испытываете зуд, отек, сыпь или затрудненное дыхание. Если вы заметили какую-либо боль, покраснение и/или припухлость в месте внутривенного вливания после возвращения домой после процедуры, вам следует сообщить об этом своему врачу, так как это может указывать на инфекцию или другую реакцию.
В противном случае после КТ головного мозга не требуется особого ухода. Большинству пациентов разрешается возобновить свою обычную диету и деятельность. Ваш врач может предоставить дополнительные или альтернативные инструкции после процедуры, в зависимости от вашей конкретной ситуации.
Представлено ASN из архива Уильямом МакКинни. Отредактировано и адаптировано для веб-сайта ASN Рохитом Бакши.
Представлено на 20-м ежегодном собрании ASN, Пуэрто-Рико, 1997 г., Энн М. Уоттерсон, Мишель Г. Флай, Медицинским архивом Дороти Карпентер и Уильямом МакКинни. Отрывки также взяты из книги Джека Гринберга по истории неврологии и нейровизуализации, написанной к 50-летию Американской академии неврологии в 1895–1973 годах: Начало современной нейровизуализации.
1895–1973: НАЧАЛО СОВРЕМЕННОЙ НЕЙРОИЗОБРАЖЕНИЯ
В 1895 году физик Вильгельм Рентген продемонстрировал первую рентгенограмму и открыл новое окно в медицинскую диагностику. Его революционное открытие подготовило почву для еще более удивительных достижений в визуализации болезней человека. Уильям Олдендорф, доктор медицины, проследил развитие нейровизуализации в своей лекции Вартенберга в Академии неврологии (AAN) в 1978 году. Он подчеркнул разнообразие ученых и медицинских специалистов, которые внесли свой вклад. Вальтер Денди, нейрохирург, впервые выполнил вентрикулографию и пневмоэнцефалографию (ПЭГ) в 1918 и 1919 годах. Мониш, невролог, выполнил первую церебральную артериограмму в 1927 году. Сам Ольдендорф разработал основу компьютерной томографии (КТ) в 1961 году, и эта техника была применена. поставил клинический диагноз инженером-электриком Хаунсфилдом в 1973 году. Наконец, была введена магнитно-резонансная томография (МРТ). В середине 1970-х годов физик Лаутербур опубликовал первые пространственно дифференцированные МРТ-изображения, а Дамадьян, терапевт, опубликовал статью об обнаружении опухолей на МРТ.
1953-1975: РОЛЬ УИЛЬЯМА ОЛДЕНДОРФА - НЕВРОЛОГА И ПИОНЕРА НЕЙРОИЗОБРАЖЕНИЯ
"Самым запоминающимся опытом, связанным с ASN, было получение премии Ольдендорфа от самого Билла Олдендорфа. Встреча проходила в Сан-Хуане, и мы с Биллом вместе летели туда из Лос-Анджелеса. Несмотря на то, что мы оба были членами Отделение неврологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, мы почти не встречались до поездки, потому что я был резидентом, а он был старшим преподавателем, руководившим своей исследовательской лабораторией в больнице Уодсворт, штат Вирджиния. После этой встречи мы стали близкими друзьями, и я всегда доверял его советам, как в областях исследований изображений, а также в важных профессиональных решениях. Он был человеком на все времена в мире изображений и в неврологии. Я скучаю по его хорошему настроению и сообразительности и с любовью вспоминаю ту роль, которую ASN сыграла в инициировании нашей дружбы». – Джон С. Мацциотта, доктор медицинских наук, бывший президент Американского общества нейровизуализации.
Ольдендорф тренировался у А.Б. Бейкером в начале 1950-х годов в рамках одной из немногих программ, требующих от резидентов-неврологов выполнения артериограмм и ЧЭГ своим пациентам.С 1953 по 1955 год Олдендорф проводил все эти инвазивные исследования на своих пациентах в больнице Университета Миннесоты. Неудовлетворенный тем, что эти травмирующие, утомительные тесты давали лишь ограниченную и косвенную информацию о мозге, он стремился к чему-то лучшему. В 1961 году он опубликовал описание нового прибора, смоделированного в его подвале и элегантно простого, первого, в котором использовались принципы и оборудование, которые в конечном итоге использовались в современных компьютерных томографах. Хотя идея Ольдендорфа была запатентована в 1963 году, производители стандартного рентгеновского оборудования отвергли новую технику как непрактичную. Письмо от одной компании заканчивалось словами: «Даже если бы его можно было заставить работать так, как вы предлагаете, мы не можем представить значительный рынок для такого дорогого аппарата, который только и делает, что делает рентгенографический разрез головы».
Уильям Х. Олдендорф, доктор медицины, 1925–1992 гг.
Доктор. Билл Олдендорф, один из основателей ASN, получил широкое признание как один из основоположников принципов компьютерной томографии. Исследования Ольдендорфа в конце 1950-х и начале 1960-х годов были признаны сэром Годфри Хаунсфилдом в его собственной работе, которая привела к изобретению рентгеновского томографа и Нобелевской премии по медицине в 1979 году.
Работа Ольдендорфа оказалась неоценимой для исследователей в области нейровизуализации, несмотря на то, что он не смог заинтересовать производителей рентгеновского оборудования своим изобретением. В 1975 году Олдендорф и Хаунсфилд были удостоены премии Альберта и Мэри Ласкер за концепцию принципов, которые привели к развитию компьютерной томографии. Работа Олдендорфа также применялась в области визуализации ПЭТ и ОФЭКТ.
-Адаптировано из: Mazziotta JC, Collins RC. Уильям Х. Олдендорф, 1925–1992 гг. Энн Нейрол, 1993; 33:331.
Рассказывая историю своей жизни в нейровизуализации Американскому обществу нейровизуализации (ASN) в 1992 году, Олдендорф рассказал о Годфри Хаунсфилде и его успешном внедрении компьютерного томографа. «Он был настолько любезен, что упомянул мою статью 1961 года как единственную предпринятую ранее попытку сделать то же самое, что и он. Хотя первоначальная компьютерная томография была грубой, было очевидно, что это была революция». За эту работу Хаунсфилд был удостоен Нобелевской премии вместе с физиком Аланом Кормаком.
В мае 1973 года Олдендорф привез в Соединенные Штаты фотографии, сделанные на Полароиде во время второй клинически активной компьютерной томографии в Англии, и представил их Неврологическому обществу Лос-Анджелеса. И снова его усилия не вызвали особого интереса! Двумя годами позже он появился в той же программе (на этот раз с гораздо лучшими слайдами), чтобы предоставить своим коллегам обновленную информацию об этой технологии. Он услышал, как один невролог спросил другого о вечерней лекции. Услышав, что тема снова будет КТ, второй парень ответил: «Что, опять?»
В 1975 году Джеймс Тул, доктор медицинских наук, председатель Специального комитета по нейровизуализации Американской академии неврологии (AAN), написал Олдендорфу письмо, в котором высказал свое мнение о влиянии компьютерной томографии на практику неврологии. Олдендорф ответил:
«Я думаю, что компьютерный томограф EMI, в частности, будет угрожать клиническому неврологическому миру. Недавно я видел устройство сканирования головы Mark 3, которое будет показано EMI на RSNA в ноябре. Это далеко впереди любого из используемых сейчас устройств сканирования головы. Его отображение структуры мозга и плотности ткани настолько изящно, что фактически избавляет от большей части детального клинического анализа, над которым мы трудились столько лет. В прежние времена, когда врач общей практики хотел провести анализ возможной проблемы с мозгом, он отправлял пациента на ЭЭГ и использовал интерпретацию записи в качестве неврологической консультации. Это было, конечно, безрассудно. Но теперь, когда он отправляет пациента на ЭМИ-сканирование, оно действительно начинает выполнять большую часть функции неврологической консультации. С появлением ультразвука, а я уверен, что он появится в полную силу в ближайшие несколько лет… продолжать цеплять наш фургон за звездой ЭЭГ с каждым днем становится все более и более анахронизмом. Мы должны принять эти новые методы. Если мы не сядем на борт, нас оставят на станции».
1975: СОЗДАНИЕ ПОЛИТИЧЕСКОЙ ВОЛИ ДЛЯ АСН
На заседании Исполнительного совета Американской академии неврологии в Бэл-Харборе, Флорида, 30 апреля 1975 г. д-р Тул направил письмо д-ру Флойду Дэвису, тогдашнему председателю специальных курсов AAN, с просьбой провести КТ и в программу ежегодного собрания будут добавлены курсы УЗИ. Тул (в другом письме от 20 мая 1975 г. Джозефу Фоули, доктору медицины, президенту ANA) пишет: «Когда я разговаривал с Бобом Фишманом (президентом AAN), я был назначен председателем специального подкомитета по визуализации, который должен отчитаться в Декабрь в ААН». В этом письме Тул настоятельно просил ANA назначить комитет для представления точки зрения невролога в отношении новых процедур визуализации.«Ряд неврологов занялись визуализацией, и еще больше, если бы их поощряла их родительская неврологическая ассоциация. Практика неврологии будет значительно изменена этими новыми методами, которыми неврологи должны быть глубоко озабочены».
Письмо Тула вызвало решительную резолюцию Американской неврологической ассоциации (ANA). ANA отпраздновала свое столетие в Нью-Йорке в июне 1975 года. Они приветствовали 100 лет прогресса в неврологии. В отчете Комиссии по нейровизуализации по неврологии сделан вывод о том, что новые методы визуализации нервной системы значительно уменьшат потребность в неврологах. «Компьютерная томография может дать более точную локализацию за гораздо меньшее время, чем невролог. УЗИ сонных артерий может локализовать и указать степень стеноза более точно, чем клиницист со стетоскопом. Предзнаменование будущего состоит в том, что неврологи, которые полагаются исключительно на свой ум, свои булавки и молотки, не подозревая, что век машин наконец пришел в неврологию, могут устареть. Те, кто смотрит в будущее, должны участвовать в наблюдении и интерпретации новых диагностических процедур». Во время деловой сессии избранный президент ANA Фред Плам отметил основополагающий вклад Билла Олдендорфа, который привел к созданию компьютерной томографии. «Возможно, некоторые неврологи примут эту новаторскую работу как свою собственную». В качестве последнего акта перед переносом делового собрания 4 июня 1975 г. было решено:
«Поскольку неврологи традиционно занимались нейродиагностическими процедурами и их интерпретацией, поскольку появление новых методов визуализации головного и спинного мозга, измерения его кровотока и нервной функции имеет огромное значение для ухода за пациентами с неврологическими заболеваниями. расстройств, а также для обучения и исследований, поэтому Ассоциация хотела бы подчеркнуть, что неврологи должны участвовать в принятии решений, выполнении и интерпретации этих процедур. Неврологи также должны быть тесно связаны с планированием, внедрением и выполнением программ, предназначенных для обучения этим новым методам врачей, техников и студентов. Это ставит флаг неврологии глубоко на территории процедур визуализации, и это может стать объединяющим фактором для врачей-неврологов, стремящихся защитить интересы и будущее своей специальности».
В 1969 году доктору Джеймсу Эмброузу, нейрорадиологу из больницы Аткинсона Морли в Лондоне, позвонил незнакомый ему инженер по имени Годфри Хаунсфилд из лабораторий EMI. Вдохновленный идеей, которая пришла ему в голову в отпуске, Хаунсфилд позвонил Амброузу, чтобы познакомить его с его недавней работой, реконструирующей трехмерное изображение коробки, рассматривая ее как серию срезов.
Во время их телефонного разговора Хаунсфилд, которого многие известные радиологи уже назвали «чудаком», предложил устройство визуализации, намного превосходящее широко используемый рентгеновский аппарат, который создавал нечеткие двухмерные изображения структур головного мозга. Как и другие рентгенологи, с которыми связывался Хаунсфилд, Эмброуз сначала отверг идеи Хаунсфилда, но позже — хотя и неохотно — согласился на встречу. Эта встреча привела к созданию первого компьютерного томографа (КТ), машины, которая произвела революцию в диагностической медицине и в том, как мы заглядываем внутрь мозга.
Годфри Хаунсфилд, младший из пяти детей, рано начал заниматься ремеслом. Вспоминая свое детство, происходившее на ферме его родителей, он сказал: «Я наслаждался свободой довольно изолированной сельской жизни». Когда он был подростком, он часто разбирал электронику, строительные инструменты и устройства. Однажды он построил элементарный дельтаплан, на котором летал со стога сена за своим домом, много раз чуть не убивая себя, как он позже сказал о памяти. В гимназии Магнуса он проявил сильные стороны в математике и физике. После окончания учебы он присоединился к Королевским военно-воздушным силам незадолго до Второй мировой войны, изучая электронику и радар, пока он заканчивал свою службу. Позже он изучал электротехнику и машиностроение в Доме Фарадея в Лондоне, а в 1951 году присоединился к Центральной исследовательской лаборатории в лабораториях EMI, где работал над системами вооружения и радарами. Только в 1960 году он заинтересовался компьютерными технологиями и, в конечном итоге, визуализацией. Когда он позвонил Амброузу в 1969 году, Хаунсфилд уже построил прототип своего изобретения – первый компьютерный томограф.
Томография. Греческое слово tomos означает «срез» или «срез». Графия означает «описание». В отличие от рентгеновского аппарата, который создает плоские двухмерные изображения костей и тканей, устройство Хаунсфилда делало несколько тонких фотографических срезов объектов, которые впоследствии можно было объединить на компьютере для создания трехмерных составных изображений.
В конце 60-х, работая со скудным бюджетом на исследования менее 40 000 долларов США, Хаунсфилд и его команда из трех человек – эксперта по электронике, программиста и механика – построили прототип компьютерного томографа на станине токарного станка, преодолев неоднократные неудачные попытки во время разработки. . «Как и ожидалось, — сказал Хаунсфилд, — программа включала в себя множество разочарований, периодическое осознание достижения, когда были преодолены определенные технические препятствия, и несколько забавных инцидентов».
На первых фотографиях Хаунсфилда были тела свиней и человеческие мозги. Первому сканеру его команды потребовалось девять дней, чтобы получить полное 3D-изображение, и он работал, вращаясь вокруг объекта на 1 градус за раз в течение 160 перемещений, испуская гамма-лучи в качестве источника света. Позже Хаунсфилд переключил источник энергии на рентгеновское излучение, сократив время сканирования до 9 часов.
Хотя эта идея показалась доктору Амброузу многообещающей при первой встрече с Хаунсфилдом, рентгенолог вспомнил презентацию Хаунсфилда как расплывчатую, содержащую больше обещаний, чем доказательств. «Разговор был… трудным», — сказал Эмброуз, вспоминая тот день. Но Эмброуз позволил Хаунсфилду проявить себя, отправив человеческий мозг из местного музея в EMI Laboratories. Пять недель спустя Эмброуз получил первые изображения мозга, полученные с помощью компьютерной томографии (см. рисунок). Он сразу же понял, что область медицинской визуализации изменилась навсегда.
Хаунсфилд и Эмброуз начали сотрудничество на всю жизнь, работая вместе над созданием прототипа компьютерной томографии для клинического использования. В начале их работа несколько раз почти прекращалась из-за проблем с деньгами, но врач из Министерства здравоохранения разместил ранний заказ на машину, вливая в проект достаточно денег для продолжения.
В 1971 году, имея достаточно средств и четыре новых сканера, Хаунсфилд и Эмброуз сфотографировали мозг пациента с опухолью лобной доли. «Это выглядит точно так же, как на картинке», — заметил хирург, имея в виду внешний вид опухоли на снимке. С 1973 по 1976 год компьютерные томографы головы поставлялись в больницы Англии и США (сканеры всего тела в 1976 году).
За свой вклад в медицинскую науку Хаунсфилд и Эмброуз совместно получили премию Барклая BJR в 1974 году. Год спустя Хаунсфилд был избран в Королевское общество, а в 1979 году был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине. Через два года после Нобелевской премии он был удостоен рыцарского звания, став сэром Годфри Хаунсфилдом.
В 1972 году на 32-м конгрессе Британского института радиологии Хаунсфилд и Эмброуз впервые представили сканирование мозга, полученное с помощью компьютерной томографии, в своем докладе Компьютерная аксиальная томография – презентация, которую многие слушатели участники говорят, что никогда не забудут. Сегодня в США более 6000 сканеров; 30 000 по всему миру. В 2004 году Годфри Хаунсфилд скончался в возрасте 84 лет, оставив после себя одно из самых важных изобретений в истории медицины.
Ссылки:
Подпись к изображению: Первое сканирование человеческого мозга с помощью компьютерной томографии (1969 г.)
Эта статья находится в открытом доступе и распространяется в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0, которая позволяет другим микшировать, настраивать и развивать произведение в некоммерческих целях при условии, что автор указан и новые творения лицензируются на тех же условиях.
Аннотация
Годфри Хаунсфилд, инженер-биомедик, внес огромный вклад в диагностику неврологических и других расстройств благодаря своему изобретению компьютерной аксиальной томографии, за которую он был удостоен Нобелевской премии в 1979 году. Работа в электротехнической и музыкальной промышленности (EMI) ) Limited и в сотрудничестве с двумя рентгенологами, Джеймсом Амброузом и Луи Крилом, он представил использование этого аппарата в 1971 году в больнице Аткинсона Морли в Уимблдоне. Он продолжал улучшать качество устройства, и в 1972 году впервые было отсканировано человеческая голова. Он продолжил свою работу по визуализации человеческого тела, позже сосредоточившись на следующем шаге в диагностической радиологии, а именно на магнитно-резонансной томографии.
В ходе долгого и извилистого пути развития истории медицины немало людей, принадлежащих к другим областям науки, внесли существенный вклад в рост и развитие медицинских наук на протяжении веков. Однако никто не сияет более ярким сиянием, чем Годфри Ньюболд Хаунсфилд, инженер-биомедик и изобретатель компьютерной аксиальной томографии (CAT-сканирование), возможно, за исключением Вильгельма Рентгена, первооткрывателя рентгеновских лучей и первого в истории человека, получившего Нобелевская премия по физике в 1901 году. Колоссальная работа Хаунсфилда по компьютерной томографии практически изменила весь облик медицинских наук как в области диагностики, так и в области терапевтических вмешательств.
Хаунсфилд родился в Саттон-он-Трент, Ноттингемшир, Англия, в 1919 году. С детства он проявлял сверхъестественный интерес к работе с электрическими устройствами и механизмами.Он мог ремонтировать машины и переплеты на ферме, а также построил самодельную записывающую машину, а в своей Нобелевской лекции он сказал: « я провел опасные исследования принципов полета, взлетая с верхушек стогов с помощью самодельного планера. ; Я чуть не взорвал себя во время захватывающих экспериментов с использованием наполненных водой бочек смолы и ацетилена, чтобы увидеть, на какую высоту их можно поднять. Теперь это может быть обманом памяти, но я уверен, что однажды мне удалось подняться на высоту 1000 футов![1,2] Он учился в гимназии Магнуса в Ньюарк-он-Трент. и, как сообщается, ему не хватало особого интеллектуального совершенства, и поэтому его карьера не была усеяна блестящими отличиями. Он присоединился к Королевским военно-воздушным силам незадолго до Второй мировой войны и изучил там основы электроники и радиолокации. После войны он получил диплом электротехнического колледжа Faraday House в Лондоне, отчасти благодаря щедрому жесту вице-маршала авиации Кэссиди, который помог ему получить грант на обучение там. В 1951 году он начал работать в компании Electrical and Musical Industry (EMI) Limited, где занимался исследованиями в области систем управляемого оружия и радаров и провел всю свою активную жизнь в этой компании. Там его интерес к компьютерам вырос, и в 1958 году он помог разработать первый коммерчески доступный полностью транзисторный компьютер, сделанный в Великобритании, под названием EMIDEC 1100. В 1967 году, когда EMI начала терять интерес к проектам Хаунсфилда, его руководители поинтересовались, есть ли у него какие-то цели; после чего он сказал им, что в течение довольно долгого времени он обдумывал идею разработки компьютерной программы для компиляции рентгеновских снимков объекта под разными углами и организации их в трехмерное представление, чтобы помочь врачам увидеть внутреннюю часть тела. человеческое тело. Министерство здравоохранения и социальных служб Великобритании могло предвидеть какое-то будущее в этом проекте и предоставило ему грант, и в течение нескольких лет Хаунсфилд спроектировал и сконструировал компьютерную томографию после того, как нанял двух рентгенологов, Джеймса Эмброуза и Луи Крила, которые помогали ему в этом. понимание основ радиологии, а также предоставил образцы тканей и подопытных животных для экспериментального сканирования. сохранил человеческий мозг, а затем свежий коровий мозг, купленный в мясной лавке, и, наконец, он выбрал себя в качестве конечного участника эксперимента. Это напоминает одного из Джона Хантера, перенесшего сифилис на себя для изучения его клинических особенностей, или Джона Уолша, проверяющего токсичность пеницилламина в собственной моче. В сентябре 1971 года компьютерная томография была введена в медицинскую практику с документированием кисты головного мозга у участника в больнице Аткинсон-Морли.
Компьютерная томография оказалась очень успешным диагностическим инструментом, и год спустя была выпущена первая серийная модель. Это изобретение было воспринято как большой шаг вперед в диагностике структурных поражений головного мозга, и оно заменило более агрессивные, громоздкие и инвазивные процедуры, такие как пневмоэнцефалография или каротидная ангиография, которые были популярны для визуализации церебральной патологии.[1,3] В качестве главы отдела медицинских систем EMI Хаунсфилд продолжал совершенствовать устройство с целью снизить радиационное воздействие, повысить резкость изображений и разработать более крупные модели, которые могли бы отображать и другие части тела. Таким образом, сканер головы вошел в практику в 1972 году, что привело к тому, что Лондонский городской университет присвоил ему почетную докторскую степень в том же году. [1,2] После этого в 1975 году в EMI limited был разработан сканер тела, и в 1986 году он стал консультантом Центральной исследовательской лаборатории Thorn EMI Limited в Миддлсексе недалеко от своего давнего дома в Твикенхеме. Он продолжал совершенствовать компьютерную томографию в этом качестве и усердно работал над разработкой версии, которая могла бы получать точное изображение сердца между ударами. После этого он сосредоточился на следующем шаге в диагностической нейрорадиологии, а именно на ядерно-магнитной визуализации или на том, что сейчас называется магнитно-резонансной томографией.[1,2,3]
Хаунсфилд и EMI получили более тридцати наград за эту выдающуюся инновацию, в том числе премию МакРоберта, которая является высшей наградой для инженеров, присуждаемой в Великобритании.[2,3,5,6] Он был избран членом Королевского общества. Общество в 1975 году, в том же году получил премию Ласкера, а в 1976 году был назначен главнокомандующим Британской империи. В 1979 году он был удостоен Нобелевской премии, которую он разделил с американским физиком южноафриканского происхождения Алланом Маклеодом Кормаком, который независимо разработал уравнения, относящиеся к КТ-сканированию, работая над теоретической математикой, связанной с реконструкцией изображения с помощью компьютера, хотя он не мог продолжать свои усилия из-за финансовых ограничений.Любопытной особенностью является то, что ни один из них не имел степени в области медицины или биологии, и они никогда не встречались [1, 2, 3]. которые тоже никогда не виделись ни до, ни после, за исключением 10 декабря, дня официального вручения Нобелевской премии в Стокгольме, Швеция. То, что они оба были чужды медицине и что Хаунсфилд не обладал по традиционным меркам какой-либо степенью, вызвало много шума и криков, но все отрицательные, никто никогда не может сомневаться в влиянии их работы, которая привела к беспрецедентному продвижению. в диагностике различных заболеваний. Половину своей Нобелевской премии он потратил на строительство лаборатории в своей гостиной, а через 2 года в 1981 году был посвящен в рыцари.[3]
Хаунсфилд увековечен благодаря шкале, созданной в честь его имени. Это количественная мера радиоплотности, используемая при оценке компьютерной томографии. Шкала определяется в единицах Хаунсфилда, обозначенных как HU, которые охватывают огромный диапазон от плотности воздуха, обозначенной как -1000 единиц, протекающей через воду в 0 единиц, до кости, самой плотной ткани человека, в +1000 единиц. ,2,3]
Как человек, Хаунсфилд был застенчивым и замкнутым, живя в скромном окружении, и мало заботился о залпе почестей, похвал и восхвалений, обрушившихся на него. Он любил играть на фортепиано и держал свои собственные часы, где бы он ни находился. Таким образом, его часто находили, к большому любопытству зевак, небрежно прогуливающимся по вестибюлю отеля, где он останавливался в других частях мира в предрассветные часы. Раньше он говорил своим младшим коллегам: «не беспокойтесь о сдаче экзаменов, пока вы понимаете предмет» и «не беспокойтесь о том, что не встанете раньше 9 утра! >» Он не интересовался властью, положением или должностями и больше всего любил, чтобы его оставили в покое. Он относился ко всем с жестом простоты, был общителен, ему не нравилась мысль о том, что его боготворят как сэра Годфри, и он настаивал на том, чтобы к нему обращались как к Годфри. Мягкий, щедрый и скромный человек, у которого были все страсти, чтобы знать, как все устроено в мире, он устанавливал свои собственные правила, любил работать в небольших группах и был трудолюбив по натуре. Навсегда останется загадкой, как человек с такой посредственной академической карьерой в школе и владеющий математикой не выше начального уровня смог освоить компьютер, изобрести компьютерную томографию и получить Нобелевскую премию. Он обычно говорил: «вы должны использовать абсолютный минимум математики, но иметь потрясающую интуицию» и «каждое новое открытие приносит с собой семена других будущих изобретений». . Есть много открытий, вероятно, не за горами, ожидающих, пока кто-нибудь воплотит их в жизнь. Возможно, это вы?”[3,7]
Хаунсфилд умер в 2004 году. Иван Оранский дал превосходный отчет о своей работе в статье под названием «Сэр Годфри Н. Хаунсфилд», опубликованной в журнале Lancet после его смерти, а отчет Элизабет Бекман, опубликованный в Physics Today в 2005 году, также заслуживает серьезного прочтения.[8,9]
Читайте также: