Годфри Хаунсфилд

Sir Godfrey N Hounsfield (1919–2004) стал создателем первого КТ-сканера, что сделало его одной из величайших фигур в истории рентгенологии и медицины в целом. За свою работу в 1979 году он был удостоен Нобелевской премии по физиологии или медицине. Это было примечательно тем, что у него не было предыдущего опыта работы в области медицины: он был инженером, посвятившим свою карьеру разработке компьютеров и радаров.

Ранние годы

Godfrey Newbold Hounsfield родился 28 августа 1919 года в Ноттингемшире, Великобритания, и был младшим из пяти детей. Выросший на небольшой ферме недалеко от Ньюарк-он-Трента, Великобритания, он посещал гимназию Магнуса (Magnus Grammar School) в Ньюарке, где проявил способности к физике и математике. Тем не менее в возрасте 16 лет он оставил школу без официального аттестата, однако всегда проявлял живой интерес к механизмам и технике на семейной ферме.

В октябре 1939 года, в начале Второй мировой войны, Godfrey поступил на службу добровольцем в Королевские ВВС (Royal Air Force). Он стал инструктором по радиолокационной механике и был направлен в RAF Cranwell с присвоением звания капрала. Он успешно сдал экзамен City & Guilds по радиосвязи. После окончания войны вице-маршал авиации John Cassidy поддержал заявку Godfrey на получение гранта для обучения в электротехническом колледже Faraday House Electrical Engineering College в Лондоне, который он окончил с дипломом Faraday House. 

Godfrey перешел в компанию Electric and Musical Industries (EMI), где до 1967 года работал над радиолокационными системами и компьютерами. Он возглавил группу разработчиков компьютера EMIDEC 1100 — первого в Великобритании крупного полностью транзисторного компьютера, который был успешно запущен в 1959 году; при этом он опирался преимущественно на навыки, освоенные самостоятельно или полученные на службе в Королевских ВВС. 

Изобретение компьютерной томографии 

В 1967 году предыдущие проекты Godfrey перестали представлять интерес для компании EMI из-за изменений в её стратегии. Ему предложили новое направление работы, связанное с распознаванием образов, и он предложил идею, которая в конечном итоге превратилась в КТ-сканирование.

Hounsfield предположил, что с помощью рентгеновского излучения можно выполнять множественные экспозиции вокруг объекта для определения его внутренней структуры.

Компания EMI не проявила энтузиазма, поскольку не имела существенного медицинского бизнеса, Godfrey не обладал медицинскими знаниями, а его предложение было высокорискованным шагом далеко за пределы существующих технологий. Поэтому они занялись поиском внешнего финансирования, и Godfrey удалось получить небольшие средства от Министерства здравоохранения и социального обеспечения Великобритании. Его борьба за финансирование продолжалась в течение следующих четырех лет, и ему также приходилось преодолевать апатию со стороны большинства представителей медицинского сообщества. Визиты к рентгенологам во многие ведущие больницы показали, что практически все (за заметным исключением James Ambrose, Louis Kreel, Evan Lennon и Frank Doyle) считали его предложение бессмысленным.

James Ambrose, нейрорадиолог из Atkinson Morley Hospital в Лондоне, впоследствии помогал Hounsfield в разработке различных прототипов КТ-сканера. Изначально оригинальный прототип КТ-сканера использовался для исследования препаратов головного мозга, полученных из патологоанатомического музея. Однако фиксированный мозг не был идеальным кандидатом для имитации живого человеческого мозга. В качестве решения этой проблемы решили использовать мозг крупного рогатого скота. К сожалению, воздействие электрического тока на коров на бойне приводило к диффузному кровоизлиянию в головной мозг, что также не подходило в качестве модели живого человеческого мозга. Наконец, возникла идея использовать коров после кошерного забоя: животные, забитые в соответствии со строгими правилами кашрута, не имели обширных кровоизлияний, благодаря чему в 1968 году удалось получить первые многообещающие КТ-изображения головного мозга.

В 1968 году Hounsfield получил патент Великобритании № 1283915 на «Метод и аппарат для исследования тела с помощью излучения, такого как рентгеновское или гамма-излучение» (A Method of and Apparatus for Examination of a Body by Radiation such as X or Gamma Radiation) на свой новый сканер и технологию.

Первое клиническое КТ-исследование было проведено 1 октября 1971 года в Atkinson Morley Hospital, продемонстрировав чётко очерченную кисту.

Всё изменилось после того, как он представил свои первые КТ-изображения на конференциях в Лондоне в апреле 1972 года и в Нью-Йорке в мае 1972 года. Как только люди увидели эти изображения, они осознали революционный потенциал новой методики. Он был первым, кто продемонстрировал дифференциацию мягких тканей, опухолей и сгустков крови в клинической практике при приемлемых затратах и дозе облучения. 

В 1979 году Hounsfield был удостоен Нобелевской премии по физиологии или медицине. Награда была разделена с Allan M Cormack, южноафриканско-американским физиком, который независимо от Hounsfield разработал теоретические математические основы работы компьютерного томографа.

Шкала Хаунсфилда

Hounsfield ввёл единицу Хаунсфилда (HU) — безразмерную величину, используемую для отображения линейного преобразования измеренного коэффициента ослабления в виде простого числа. В первые годы радиологи использовали большие бумажные распечатки значений единиц Хаунсфилда для интерпретации сканов головного мозга.

Поздние годы 

Годфри мыслил необычно, описывая свой подход так: «нужно использовать абсолютный минимум математики, но обладать колоссальной интуицией». Это легко сказать, но очень сложно правильно реализовать. Он опирался на множество визуальных образов, ментальных моделей и аналогий, проявляя глубокий интерес к тому, как устроено всё в окружающем мире. Для академической среды это было непривычно и неудобно. Как могло случиться, что столь сложную математическую область открыл человек, не являвшийся математиком и даже не принадлежавший к академическим кругам, а полагавшийся главным образом на интуицию? 

Сэр Godfrey Hounsfield редко пользовался своим титулом, предпочитая, чтобы к нему обращались просто Godfrey. Он был мягким, великодушным, скромным и лишенным тщеславия, но при этом исключительно упорным в работе. Ему нравилось работать в небольших командах, однако он всегда оставался немного вне формальной структуры — человеком, который сам устанавливал свои правила. Хотя некоторые люди его ранга редко снисходили до разговоров с теми, кто был ниже их по положению, он охотно общался с любым, кто проявлял интерес к его работе, будь то уборщик, кузовщик или генеральный директор. Он был общительным: встречавшие его видели в нем приветливого человека, который помогал мыть кофейные чашки и предпочитал не распространяться о своих былых заслугах.

С подросткового возраста он интересовался тем, как всё устроено и как наука и инженерное дело могут помочь улучшить мир. Он хотел передать этот энтузиазм следующему поколению. Несмотря на боязнь публичных выступлений, в феврале 1983 года он согласился открыть новую библиотеку в своей старой школе, Magnus Grammar School, и выступить перед её учениками. Он сказал им: «Каждое новое открытие несёт в себе семена других, будущих изобретений. Существует множество открытий, которые, вероятно, уже не за горами и ждут, когда кто-то претворит их в жизнь. Может быть, этим кем-то станете вы?». 

Сэр Godfrey Hounsfield скончался 12 августа 2004 года в Кингстон-апон-Темсе, на юго-западе Лондона.

Награды и признание

• Премия Barclay Британского института радиологии (1974)

• Член Лондонского королевского общества (FRS) (1975)

• Командор ордена Британской империи (CBE) (1976)

• Нобелевская премия по физиологии или медицине (1979)

• Посвящение в рыцари (1981)

Наследие

• КТ-томограф

• Шкала Хаунсфилда  

Примечания

Эта статья основана (с разрешения) на биографии, которая проясняет некоторые заблуждения. Например, Godfrey пришел в EMI в 1949 году (а не в 1951), его обучение в Faraday House не соответствовало университетскому уровню, а разработка КТ не была связана с The Beatles.

Он работал над созданием КТ исходя из фундаментальных принципов, независимо от предшественников (включая Johann Radon, G Frank, C Tetel’Baum, R Bracewell, W Oldendorf, David Kuhl и Allan M Cormack). Сам Hounsfield заявлял, что лично был обязан другим людям: учителю физики по фамилии Mr Ashton, RAF, John Cassidy и Alan Blumlein.