秘密の部屋に隠された貴重な物体の可能性は、本当に想像力を刺激することができます。1960年代半ば、英国のエンジニアであるゴッドフリーハウンズフィールドは、目に見えない空間を通過した宇宙線を捕らえることで、エジプトのピラミッドの隠れた領域を検出できるかどうかを考えました。
彼は何年にもわたってこの考えを持ち続けました。それは「箱を開けずに箱の中を見る」と言い換えることができます。最終的に、ハウンズフィールドは、高エネルギー光線を使用して肉眼では見えないものを明らかにする方法を理解しました。彼は、硬い頭蓋骨の内部を見て、内部の柔らかい脳の写真を撮る方法を発明しました。
人間の脳の最初のコンピューター断層撮影画像（CTスキャン）は、50年前の1971年10月1日に作成されました。ハウンズフィールドはエジプトに到着することはありませんでしたが、彼の発明によりストックホルムとバッキンガム宮殿に到着しました。
エンジニアの革新
ゴッドフリー・ハウンズフィールドの初期の人生は、彼が多くを成し遂げることをまったく示唆していませんでした。彼は特に優秀な学生ではありませんでした。幼い頃、彼の先生は彼を「太い」と表現しました。
彼は第二次世界大戦の初めにイギリス空軍に加わったが、彼はあまり兵士ではなかった。しかし、彼は電気機械の魔法使いでした。特に、パイロットが暗く曇りの夜に帰宅するのをよりよく見つけるために仮帆装をする、 新しく発明されたレーダーでした。
戦後、ハウンズフィールドは指揮官のアドバイスに従い、工学の学位を取得しました。彼はEMIで彼の貿易を実践しました—会社はビートルズのアルバムを販売することでよりよく知られるようになり ましたが、電子工学と電気工学に焦点を当てた電気と音楽産業として始まりました。
Hounsfieldの自然な才能は、英国で利用可能な最も高度なメインフレームコンピューターを構築するチームを率いるように彼を駆り立てました。しかし、60年代までに、EMIは競争の激しいコンピューター市場から離れたいと考え、優秀で風変わりなエンジニアをどうするかがわかりませんでした。
ハウンズフィールドは、彼の将来と会社のために何をするかを考えるために強制休暇中に、脳のX線の質の悪さについて不平を言っている医師に会いました。単純なX線は骨のすばらしい詳細を示していますが、脳は組織の無定形の塊です。X線ではすべて霧のように見えます。これにより、ハウンズフィールドは箱を開けずに隠された構造物を見つけるという彼の古い考えについて考えさせられました。
新しいアプローチは、これまで見られなかったものを明らかにします
Hounsfieldは、頭蓋骨の内部を画像化するという問題に取り組むための新しい方法を考案しました。
最初に、彼は概念的に脳をパンの塊のように連続したスライスに分割しました。それから彼は、半円の各次数に対してこれを繰り返しながら、各層を通して一連のX線を照射することを計画しました。各ビームの強さは脳の反対側で捉えられます—より強いビームはそれらがより密度の低い物質を通過したことを示します。
最後に、おそらく彼の最も独創的な発明で、ハウンズフィールドはこれらすべての層に基づいて脳の画像を再構築するアルゴリズムを作成しました。後方に働き、時代の最速の新しいコンピューターの1つを使用することにより、彼は各脳層の各小さな箱の値を計算することができました。ユーレカ！
しかし、問題がありました。EMIは医療市場に関与しておらず、参入する意欲もありませんでした。同社はHounsfieldに彼の製品の開発を許可しましたが、資金はわずかでした。彼は研究施設のスクラップビンをくぐり抜けることを余儀なくされ、ダイニングテーブルの上に置くのに十分小さい原始的なスキャンマシンを一緒に石畳にしました。
偶数と無生物の成功したスキャンと、それ以降、コーシャウシ脳、EMIであっても電力は失望のままでした。Hounsfieldは、人間のスキャナーを使いたい場合、外部からの資金を探す必要がありました。
ハウンズフィールドは見事で直感的な発明者でしたが、効果的なコミュニケーターではありませんでした。幸いなことに、彼には同情的な上司であるビル・イングラムがいました。彼はハウンズフィールドの提案の価値を見て、プロジェクトを維持するためにEMIに苦労しました。
彼は、彼らがすぐに得ることができる助成金がないことを知っていましたが、英国保健社会保障省が病院用の機器を購入できると推論しました。奇跡的に、Ingramはそれらが構築される前に4台のスキャナーを販売しました。そこで、ハウンズフィールドはチームを編成し、安全で効果的な人間のスキャナーを構築するために競争しました。
一方、ハウンズフィールドは患者に自分のマシンを試してもらう必要がありました。彼は助けることに同意したやや気が進まない神経科医を見つけました。チームはロンドンのアトキンソンモーリー病院にフルサイズのスキャナーを設置し、1971年10月1日、最初の患者である脳腫瘍の兆候を示した中年の女性をスキャンしました。
スキャンは30分、磁気テープを使って町をドライブし、EMIメインフレームコンピューターでデータを処理し、ポラロイドカメラで画像をキャプチャしてから病院に戻るという高速なプロセスではありませんでした。
そしてそこには、彼女の左前頭葉に、プラムほどの大きさの嚢胞性の塊がありました。それで、脳を画像化する他のすべての方法は時代遅れになりました。
毎年何百万ものCTスキャン
医療市場での経験のないEMIは、突然、需要の高い機械を独占しました。それは生産に飛び込み、最初はスキャナーの販売に非常に成功しました。しかし、5年以内に、General Electric Co.やSiemensなど、より多くの研究能力を備えた、より大規模で経験豊富な企業が、より優れたスキャナーを製造し、売り上げを伸ばしていました。EMIは最終的に医療市場から撤退し、単独で参入するのではなく、大手企業の 1つと提携する方がよい理由のケーススタディになりました。
ハウンズフィールドの革新は医学を変えました。彼は1979年にノーベル生理学・医学賞を共有し、 1981年に女王に騎士として選ばれました。2004年の最後の日で84歳で亡くなるまで、発明を続けました。
1973年、アメリカのロバートレドリーは、他の臓器、血管、そしてもちろん骨を画像化できる全身スキャナーを開発しました。最新のスキャナーはより高速で、より良い解像度を提供し、そして最も重要なことに、より少ない放射線被曝でそれを行います。モバイルスキャナーもあります。
2020年までに、技術者は米国で年間8000万回以上のスキャンを実行していました。一部の医師は、数が多すぎて、おそらく3分の1は不要であると主張しています。それは本当かもしれませんが、CTスキャンは世界中の多くの患者の健康に利益をもたらし、腫瘍を特定し、手術が必要かどうかを判断するのに役立ちます。それらは、事故後の内部の怪我を素早く探すために緊急治療室で特に役立ちます。
そして、ピラミッドについてのハウンズフィールドの考えを覚えていますか？1970年、科学者たちはカフラー王のピラミッドの最も低い部屋に宇宙線検出器を設置しました。彼らは、ピラミッド内に隠された部屋は存在しないと結論付けました。2017年、別のチームが宇宙線検出器をギザの大ピラミッドに配置し、隠されているがアクセスできないチャンバーを発見しました。すぐに調査される可能性は低いです。
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エドモンドS.ヒギンズは、サウスカロライナ医科大学の精神医学および家庭医学の准教授です。
