الجمال الداخلي للإلكترونيات الأساسية

عندما عاد Hounsfield إلى العمل بعد تلك الإجازة ، اقترح مشروعًا على مشرفه لتطوير آلة يمكنها إنشاء صور ثلاثية الأبعاد للدماغ. ستطلق الآلة حزمًا ضيقة من الأشعة السينية عبر رأس الشخص ، وسيستخدم الكمبيوتر البيانات الناتجة لبناء سلسلة من المقاطع العرضية التي تمثل معًا الدماغ في صورة ثلاثية الأبعاد.

عمل Hounsfield مع أخصائيي الأشعة العصبية لبناء الجهاز ، وفي عام 1971 أنتجوا أول مسح مقطعي محوسب لدماغ بشري. تستخدم الأشعة المقطعية الآن لتحديد موقع جلطات الدم والأورام وكسور العظام.

لاختراعه ، حصل Hounsfield على جائزة نوبل عام 1979 في علم وظائف الأعضاء أو الطب.

تم الاحتفال بالماسح الضوئي Hounsfield مع IEEE Milestone خلال حفل أقيم في 26 أكتوبر في مصنع EMI Old Vinyl Factory ، في هايز ، إنجلترا ، حيث تم تطوير التكنولوجيا. قام قسم IEEE بالمملكة المتحدة وأيرلندا برعاية الترشيح.

بيع ألبومات البيتلز وتطوير المعدات الطبية

بعد اختراع جهاز الأشعة السينية في عام 1896 ، سرعان ما أصبح جهازًا قياسيًا في المستشفيات. تنتج الآلات صورًا رائعة للعظام لأن هياكلها الكثيفة تمتص أشعة الأشعة السينية جيدًا. نمط الامتصاص يجعل العظام تبدو بيضاء على الفيلم. لكن أعضاء الأنسجة الرخوة مثل الدماغ بدت ضبابية بسبب مرور الإشعاع من خلالها.

أثناء خدم Hounsfield مع سلاح الجو الملكي ، تعلم أساسيات الإلكترونيات والرادار. في عام 1951 انضم إلى EMI ، حيث طور أنظمة أسلحة موجهة ورادارًا. نما اهتمامه بأجهزة الكمبيوتر ، وفي عام 1958 ساعد في تصميم Emidec 1100 – أول جهاز كمبيوتر متوفر تجارياً ومتوفر بالكامل في بريطانيا.

بعد هذا المشروع ، حذره مشرف Hounsfield من أن وظيفته ستكون في خطر إذا لم يأت بفكرة جيدة أخرى.

فكر Hounsfield مرة أخرى في المحادثة مع الطبيب حول قيود صور الأشعة السينية ، ثم اقترح المشروع الذي من شأنه أن يصبح ماسح التصوير المقطعي المحوسب.

لم يطور EMI أو يصنع المعدات الطبية ولم يكن مهتمًا بالدخول في هذا النوع من الأعمال ، لكن مشرف Hounsfield آمن بفكرته ووافق عليها. لم تتمكن الشركة من تمويل المشروع بالكامل ، لذلك تقدمت Hounsfield بطلب وحصلت على منحة تبلغ حوالي 40.000 دولار أمريكي – حوالي 300.000 دولار أمريكي في أرقام 2022 – من وزارة الصحة والرعاية الاجتماعية البريطانية.

ماسح بالتصوير المقطعي المحوسب لأدمغة الأبقار والأدمغة البشرية

عمل Hounsfield مع أخصائيو الأشعة العصبية جيمس أمبروز ولويس كريل لبناء أول نموذج أولي. كانت صغيرة بما يكفي للجلوس فوق طاولة. اختبروا الآلة على خنازير صغيرة ، وبعد إنتاج صور لأدمغتهم بنجاح ، صنع الرجال الثلاثة ماسحًا ضوئيًا بالحجم الكامل.

تم اختبار ماسح التصوير المقطعي المحوسب لأول مرة على أدمغة بشرية محفوظة في الفورمالين. لكن الأدمغة لم تكن مثالية لأن المادة الكيميائية كانت تصلب أنسجتها بشدة لدرجة أنها لم تعد تشبه مادة الدماغ الطبيعية ، كما هو موضح في مقال عن الماسح الضوئي فيالأخبار اليهودية في شمال كاليفورنيا. نظرًا لأن الماسح الضوئي كان مخصصًا للاستخدام على المرضى الأحياء ، فقد بحث Hounsfield وفريقه عن دماغ مشابه للإنسان.

لقد قاموا بشراء أدمغة بقرة طازجة ، لكن لا يمكن استخدامها بسبب استخدام صدمة كهربائية لصعق الحيوانات قبل ذبحها. تسبب هذا الإجراء في امتلاء الدماغ بالدم ، وعرقل السائل رؤية أخصائي الأشعة لبنية العضو.

اقترح أمبروز ، الذي كان جزءًا من اليهود ، استخدام أدمغة بقرة كوشير لأنه بدلاً من الذهول ، كان للحيوانات شقها الوداجي. أدت هذه العملية إلى تصريف الدم بعيدًا عن الجمجمة – مما أتاح إجراء مسح مقطعي محوسب للدماغ.

بعد عدة اختبارات ناجحة ، كانت الآلة جاهزة للتجربة على الإنسان. تم تركيب الماسح الضوئي في عام 1971 في مستشفى أتكينسون مورلي ، في لندن ، حيث عمل أمبروز. كان المريض الأول امرأة ظهرت عليها علامات ورم في المخ.

استلقت على طاولة بينما تم تصوير الأشعة السينية في جمجمتها من موقع واحد فوق رأسها. مرت العوارض عبرها واصطدمت بكاشف بلوري موجود في جسر الرافعة أسفل رأسها. تحرك كل من مصدر الأشعة السينية والكاشف حوله بزيادات قدرها درجة واحدة حتى تحولوا إلى 180 درجة ، مع انتهاء كل جهاز عند نقطة انطلاق الآخر.

سمح ذلك للماسح الضوئي بتصور الدماغ في طبقات فردية. وصف Hounsfield ذلك بأنه وضع الدماغ “من خلال تقطيع لحم الخنزير المقدد” ، وفقًا لمقال حول الماسح الضوئي على موقع Siemens MedMuseum الإلكتروني.

قام الكاشف بتسجيل إشارات الأشعة السينية وإرسال البيانات إلى جهاز كمبيوتر. قام الكمبيوتر ببناء صورة للدماغ باستخدام تقنية إعادة البناء الجبري للفيزيائي آلان ماكليود كورماك. قامت التقنية بتكوين صورة عن طريق ملء مصفوفة ، كل مربع منها يتوافق مع جزء من العضو الذي تم فحصه ، وفقًا لبيان صحفي لنوبل حول الماسح الضوئي. نظرًا لأن كاشف الكريستال كان أكثر حساسية 100 مرة من فيلم الأشعة السينية ، كانت دقة الكثافة أعلى بكثير ، مما يجعل الصورة الناتجة أكثر وضوحًا. تقاسم كورماك جائزة نوبل عام 1979 مع Hounsfield.

استغرق المسح 30 دقيقة واستغرق البناء المحوسب للصورة ساعتين أخريين. أظهرت الصورة كتلة كيسية بحجم حبة البرقوق على الفص الأمامي الأيسر للمريض.

بدأت EMI في تصنيع أجهزة التصوير المقطعي المحوسب وبيعها إلى المستشفيات بنجاح. ولكن في غضون خمس سنوات ، بدأت شركة جنرال إلكتريك وسيمنز وشركات أخرى في صنع أجهزة مسح ضوئي لكامل الجسم أكثر تقدمًا. توقفت EMI في النهاية عن إنتاج الماسحات الضوئية الخاصة بها لأنها لا تستطيع التنافس مع الشركات المصنعة الأخرى.

يدير برنامج Milestone ، الذي يديره مركز IEEE للتاريخ وبدعم من المانحين ، التطورات التقنية البارزة في جميع أنحاء العالم.

تقرأ لوحة Milestone للماسح الضوئي المقطعي ، والتي يتم عرضها على جدار خارجي في Old Vinyl Factory ، كما يلي:

في 1 أكتوبر 1971 ، أنتج فريق في مختبرات أبحاث EMI الموجودة في هذا الموقع صورة لدماغ المريض ، باستخدام أول ماسح ضوئي للتصوير المقطعي المحوسب بالأشعة السينية في العالم ، بناءً على اختراعات Godfrey Hounsfield الحاصلة على براءة اختراع. شكل الإدراك العملي لصور الأشعة السينية عالية الدقة للهياكل الداخلية لجسم الإنسان بداية حقبة جديدة في الطب السريري.