50 лет назад благодаря инженеру звукозаписывающей компании «Битлз» был найден первый томограф.

Возможность драгоценных предметов, спрятанных в секретных комнатах, действительно может разжечь воображение. В середине 1960-х британский инженер Годфри Хаунсфилд задумался, сможет ли он обнаружить скрытые области в египетских пирамидах, улавливая космические лучи, проходящие через невидимые пустоты.

Он годами защищал эту идею, которую можно интерпретировать как «заглянуть внутрь коробки, не открывая ее». В конце концов, он понял, как использовать высокоэнергетические лучи для обнаружения вещей, невидимых невооруженным глазом. Он изобрел способ заглянуть внутрь черепа и получить изображение мягкого мозга внутри.

Детство Годфри Хаунсфилда, казалось, не предполагало, что он многого добьется. Он не был особенно хорошим учеником. В детстве учителя описывали его как «упрямого». Он присоединился к британским Королевским военно-воздушным силам в начале Второй мировой войны, но не был очень хорошим солдатом. Однако он был волшебником электрических машин, особенно когда представил присяжным недавно изобретенный радар, который он установит, чтобы помочь пилотам лучше находить дорогу домой темными облачными ночами. После войны Хаунсфилд последовал совету своего командира и получил степень инженера. Он сделал свою торговлю в EMI — компания была бы более известна продажей Beatles.

Альбомы начинались как Electrical and Music Industries с упором на электронику и электротехнику.

Природные таланты Хаунсфилда побудили его возглавить команду, которая создала самый совершенный мейнфрейм, доступный в Великобритании. Но в 60-х EMI хотела уйти с конкурентного компьютерного рынка и не знала, что делать с этим ярким, эксцентричным инженером.

Находясь в обязательном отпуске, чтобы подумать о своем будущем и о том, что он может сделать для компании, Хаунсфилд встретил врача, который пожаловался на плохое качество рентгеновских снимков его мозга. На обычных рентгеновских снимках видны кости в мельчайших деталях, но мозг представляет собой аморфный комок ткани — на рентгеновском снимке все выглядит туманом. Это заставило Хаунсфилда переосмыслить свою старую идею поиска скрытых структур, не открывая коробку.

Хаунсфилд сформулировал новый подход к проблеме изображения того, что находится внутри черепа.

Во-первых, он концептуально разделил бы мозг на последовательные ломтики — как буханку хлеба. Затем он планировал облучить серию рентгеновских лучей от каждого слоя, повторяя это для каждого градуса полукруга. Сила каждого луча будет фиксироваться на противоположной стороне мозга — более сильные лучи указывают на то, что они проходят через менее плотный материал.

Наконец, пожалуй, самое гениальное изобретение Хаунсфилда создал алгоритм для реконструкции изображения мозга на основе всех этих слоев. Работая в обратном направлении и используя один из самых быстрых новых компьютеров того времени, он смог вычислить значение каждого маленького квадрата каждого слоя мозга.

Однако была проблема: EMI не входила в медицинский рынок и не хотела ввязываться. Компания разрешила Хаунсфилду работать над своим продуктом, но с недостаточным финансированием. Ему пришлось рыться в мусорных баках исследовательских центров и собрать примитивную машину для скрининга, которая была достаточно мала, чтобы стоять на обеденном столе.

Даже при успешном сканировании неодушевленных предметов, а позднее и коровьего мозга, сил ЭМИ не хватило. Хаунсфилду нужно было найти внешнее финансирование, если он хотел продолжить разработку человеческого сканера.

Хаунсфилд был блестящим интуитивным изобретателем, но не умел эффективно общаться. К счастью, у Хаунсфилда был сочувствующий босс Билл Ингрэм, который увидел ценность его предложения и боролся с EMI, чтобы удержать проект на плаву.

Он знал, что финансовой поддержки они не могли получить быстро, но думал, что Министерство здравоохранения и социального обеспечения Великобритании может закупить оборудование для больниц. Каким-то чудом Ингрэм продал им четыре сканера еще до того, как они были построены. Итак, Хаунсфилд собрал команду, и они соревновались в создании безопасного и эффективного сканера человека.

Тем временем Хаунсфилду нужны были пациенты, чтобы опробовать его машину. Он нашел неохотного невролога, который согласился помочь. Команда установила полноразмерный сканер в больнице Аткинсон Морли в Лондоне и 1 октября 1971 года просканировала своего первого пациента: женщину средних лет с признаками опухоли головного мозга.

Это был не быстрый процесс — сканирование заняло 30 минут, поездка по городу с магнитными лентами, 2,5 часа на обработку данных на мейнфрейме EMI ​​и захват изображения камерой Polaroid перед возвращением в больницу.

И там в левой передней доле больного было обнаружено кистозное образование размером со сливу. Все остальные методы визуализации мозга устарели.

Миллионы КТ каждый год

EMI, не имевшая опыта работы на медицинском рынке, внезапно стала монополистом в производстве машин, пользующихся большим спросом. Он был запущен в производство и поначалу пользовался большим успехом в продаже сканеров. Но в течение пяти лет более крупные и опытные компании с большим исследовательским потенциалом, такие как GE и Siemens она производила более качественные сканеры и увеличивала продажи. EMI наконец-то ушла с медицинского рынка, и они решили, что лучше сотрудничать с кем-то из больших парней, чем пытаться действовать в одиночку.

Инновация Хаунсфилда изменила медицину. Он получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1979 году и был посвящен в рыцари королевой в 1981 году. Он продолжал заниматься изобретениями до своих последних дней в 2004 году, когда он умер в возрасте 84 лет.

В 1973 году американец Роберт Ледли разработал сканер всего тела, который мог отображать другие органы, кровеносные сосуды и, конечно же, кости. Современные сканеры работают быстрее, обеспечивают лучшее разрешение и, что наиболее важно, делают это с меньшим радиационным облучением. Сейчас есть даже мобильные браузеры.

К 2020 году технические специалисты в США выполняли более 80 миллионов сканирований в год. Некоторые врачи утверждают, что количество избыточно и, возможно, треть не нужна. Хотя это может быть правдой, компьютерная томография принесла пользу здоровью многих пациентов во всем мире, помогая выявлять опухоли и определять необходимость хирургического вмешательства. Это особенно полезно для быстрой диагностики внутренних кровотечений после несчастных случаев в отделении неотложной помощи.

Помните идею Хаунсфилда о пирамидах? В 1970 году ученые установили детекторы космических лучей в самой нижней камере пирамиды Хефрена. Они пришли к выводу, что внутри пирамиды не было секретной комнаты. В 2017 году другая команда установила детекторы космических лучей в Великой пирамиде в Гизе и пришла к выводу, что там нет скрытой комнаты. В 2017 году другая команда установила детекторы космических лучей в Великой пирамиде Гизы и нашла скрытую, но недоступную комнату. Вряд ли это будет обнаружено в ближайшее время.