1972年,英國人郝菲德在北美放射線學會年會上發表了電腦斷層掃描的論文,贏得了與會者的滿堂喝彩。因為當時從來沒有人能如此清晰地呈現人體內部組織。1979年此項發明獲得諾貝爾生理學暨醫學獎。
CT掃描儀(電腦斷層掃描裝置)發明人郝菲德,早年做過戲院影片師,還當過收音機修理工和工程製圖員。第二次世界大戰期間他成為英國皇家空軍雷達技師。戰後他完成電機係學業,進入EMI公司。在20世紀60年代這家公司是製造唱片、唱機、收音機和電視機的。郝菲德是聰明有才智的人,對新的電子技術一直有濃厚興趣,他在公司研究室裏工作,是研究電子技術新項目的。他曾向公司提出,利用新興的電腦記憶體可完成傑出的創新。他有辦法將大量資料存人小片磁鎳鐵上,而後利用電腦可迅速存取這些資料。但是管理層沒有給予支持,郝菲德隻好放下這件事。
有一次他與同行探討電腦運算問題時,產生一個點子:假如在一個盒子裏放件東西,從空間各角度來偵測這盒子表麵,在不用打開盒子的條件下,就可以知道盒子裏裝的是什麼。
郝菲德想,如果把盒子內的物體變成許多照片粒子(即組成照片影像的小黑點),那麼就可以給每個粒子指定一個數值,每個透過盒子看到的影像都用數學式來表達。然後集合所有的數學式,再用電腦以它們在盒子裏的樣子重組,就可在電腦熒屏上顯示出重組的物體,而不用打開盒子就可以看到盒子裏是什麼了。
1968年郝菲德說服上司接受了他的想法,解決了研究經費。於是,他開始研製電腦斷層掃描機。他在研製中很注意節省經費,掃描機基座是用舊的工業車床,把大部分會動的零件拆掉,中間放了會旋轉的10英寸塑膠盒,盒子填足水,然後把一堆金屬碎片放進去,在盒子的一邊定好位置,作為射出微弱伽馬射線的源頭,另外一邊安上攔截這些射線的裝置,那是一個簡單的放光計數器。接下來就利用這簡單的車床構造,小距離來回移動射線與計數器,每當射線通過盒子,盒子就旋轉一度。當掃描機移動時,狹長的一道道射線光會成束穿透盒子,一一讀出各個角度的數值。
當一道伽馬射線放出來時,這個一定的量度就會因盒子的容量而改變。這變化就轉成計數器上的讀數:計數器接在電腦上,電腦會登記每次曝光出現的射線程度(也就是說電腦是借助計數器上的射線強弱程度,記錄射線的變化)。這些讀數會儲存起來,直到足夠組成一張完整的影像,這樣就拍下了射線在盒中碰到的東西。
掃描結束後,電腦要花掉一定時間處理讀數,在監視器上將讀數組成照片,再用拍立得攝下熒屏上的影像,就變成了電腦斷層掃描的永久記錄。它顯示出盒內物體畫麵,是一般X光攝影所看不到的。這清楚的影像也是人們從未見過的。郝菲德在條件成熟後把電腦型樣辨識知識與醫療放射學知識結合在一起,進入了人體試驗階段。
1971年秋,在愛默醫院,第一位接受掃描的患者是一位被診斷患有腦瘤的女土。那女士躺在平坦的長沙發上,頭部以水袋固定著;X光可以穿過水袋而不受影響。掃描機的循環軌道繞著她頭部掃描。掃描隻用幾分鍾,事後的處理工作較長,先要把資料從x光轉到磁帶,從磁帶再轉到電腦,再回到磁帶上;然後把磁帶放映在示波器熒屏上,最後照在拍立得底片上。當郝菲德拿著照片讓外科醫生們檢查時,所有的人都大吃一驚。那組照片告訴人們,患者的左腦前葉有個囊狀腫瘤。原先若是不動手術就無法得知這腫瘤的存在,現在卻能在不損害病人機體的條件下看得一清二楚。
郝菲德雖然相當高興,但他想到這機器,尚存在許多缺欠,應予改進之處還很多。於是他立即思考一個較為精良的電腦斷層掃描機。後來微電腦問世,帶來了重大改變,大幅度縮減了掃描步驟和時間,同時可將資料處理技術直接引進醫院。改進後的頭部掃描機已較完美了。
1975年,郝菲德在一次展示會上向放射線專家們展示了第一批全身斷層掃描照片。照片的清晰度使觀眾感到非常驚訝:最後他把一張曝光完美、對比鮮明的照片放在熒屏上,照的是他自己的內髒。這張照片太出色了,觀眾激動得站起來吹呼。大家從未見過這樣好的效果,也從未想過能夠見到這麼好的東西。
從此,郝菲德發明的電腦斷層掃描儀,打開了世人的眼界,為生理學和醫學做出了巨大的貢獻。此項發明於1979年獲得了諾貝爾生理學暨醫學獎。