Первая КТ пациента
Первая томограмма препарата мозга
Однако техника развивалась стремительно, а последующие предложения Хаунсфилда по её совершенствованию оказывались коммерчески невыгодными. Он оставил проект и позволил своим мыслям свободно развиваться. Это решение оказалось судьбоносным: в 1967 году к нему пришла идея, которой он посвятил оставшуюся жизнь, — идея автоматического распознавания образов, основанного на различной степени поглощения рентгеновских лучей биологическими тканями. В дальнейшем она воплотилась в EMI-сканер и математические методы компьютерной томографии. До 1976 года этот проект полностью поглотил исследователя.
Примечательно, что метод математического анализа данных для определения поглощения рентгеновских лучей биологическими тканями был разработан Алланом Маклеодом Кормаком ещё в конце 1950-х годов. Кормак опирался на измерения поглощения тонкого рентгеновского пучка, проходящего через тело под различными углами, что позволяло получать тонкий поперечный срез. Поскольку пучок зондировал определённый участок с множества точек, полученная информация отражала особенности поглощения каждой отдельной части этого участка. При обычном рентгеновском исследовании фиксируется лишь суммарное поглощение луча, достигающего плёнки, вследствие чего изображения мягких тканей и костных структур накладываются друг на друга. Метод Кормака давал возможность воссоздавать изображение внутренних структур.
Однако его алгоритмы оставались сырыми и чисто лабораторными: в то время не существовало достаточно мощных и быстрых компьютеров, способных обрабатывать такой объём данных. Исследования растягивались на длительное время, а опубликованная работа из-за своей сложности не вызвала широкого интереса научной общественности.
Совершенно иначе обстояло дело у Хаунсфилда. Независимо от Кормака он начал разработку собственной системы. В его установке тонкий линейный пучок гамма-излучения кобальта-60 пропускался сквозь муляж тела и с противоположной стороны регистрировался счётчиком Гейгера. Первый муляж состоял лишь из алюминиевых цилиндров в деревянной коробке; более сложная модель головы включала алюминиевый «череп», пластик в качестве вещества мозга и алюминиевые диски, имитировавшие опухоли.
Эксперименты проходили успешно. Математическая модель, разработанная инженером, оказалась несколько проще кормаковской и уже использовала мощный компьютер для обработки данных. Была усовершенствована и рентгеновская трубка: если ранее из-за низкоинтенсивного источника гамма-лучей, требовавшего длительных экспозиций, время сканирования составляло девять дней, то теперь оно сократилось до девяти часов.
Хаунсфилд с улыбкой вспоминал, как через весь Лондон в автобусе вёз в сумке свежий мозг телёнка, чтобы проверить, как будет регистрироваться и обрабатываться сигнал от живых тканей. Изображения получались удачными, а контрастность снимков позволяла уверенно различать ткани головного мозга и других органов. Изобретатель испытывал прототип томографа на препаратах мозга (взятых в анатомическом музее), свежем мозге и других органах, а также использовал в качестве объекта самого себя.
Оставалось проверить, насколько надёжно машина различает норму и патологию. В 1971 году в госпитале Аткинсона Морли в Уимблдоне был смонтирован первый клинический компьютерный томограф, и начались исследования пациентов с опухолями и другими заболеваниями головного мозга. В 1972 году была получена первая сканограмма головного мозга женщины с подозрением на поражение; изображение отчётливо показало наличие тёмной округлой кисты.
Постепенно создавались более крупные и быстрые сканеры, в том числе КТ-сканер всего тела (1975 год), в которых время сканирования неуклонно сокращалось. В апреле 1972 года EMI объявила о начале производства первого коммерческого компьютерного томографа — EMI-Scanner (EMIST-1000). С этого момента в медицине началась принципиально новая эра точной прижизненной диагностики.
Для количественного анализа изображений на основе плотности тканей Хаунсфилд разработал специальную шкалу ослабления рентгеновского излучения. Согласно ей, значение 0 соответствовало плотности чистой дистиллированной воды, −1000 — плотности воздуха, +1000 — плотности кости; общий диапазон значений составлял примерно от −1024 до +3071. Благодаря этой шкале воздух на томограммах выглядит абсолютно чёрным, а костные структуры — белыми, поскольку они интенсивно поглощают рентгеновские лучи.
Нельзя не упомянуть и о роли рок-музыки в появлении томографии. Хотя в компании EMI велось множество исследований, основной коммерческий успех приносила звукозапись. В начале 1960-х годов EMI заключила контракт с The Beatles — событие, которое существенно укрепило финансовое положение фирмы и косвенно способствовало поддержке исследовательских проектов.
В 1979 году Хаунсфилд и Кормак — как учёный, первым предложивший соответствующий алгоритм, — получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине «за разработку компьютерной томографии». Нобелевский комитет отметил: «Когда метод был введён в медицинскую практику шесть лет назад, быстро стало очевидно, что это означало нечто революционно новое, имеющее огромные последствия для рентгеновской диагностики и медицинских дисциплин, которые её используют».
Хаунсфилд ушёл в отставку из EMI в 1984 году: расхождения с руководством и изменения финансового положения компании сыграли свою роль. Признания, однако, ему хватало с избытком. Речь шла не только о Нобелевской премии (удивительный случай, когда премию по физиологии и медицине получил инженер). Не менее примечательным оказалось и избрание его членом Королевского общества. Оказалось, что у нобелевского лауреата слишком мало научных публикаций для обычной процедуры представления. В уникальном прецеденте в качестве «трудов» были представлены его изобретения.
Ещё до Нобелевской премии, в 1976 году, Хаунсфилд был удостоен высокой чести: королева Елизавета II посвятила его в командоры Ордена Британской империи. С тех пор он стал сэром Годфри. На церемонию он пришёл вместе со счастливой матерью.
На банкете после вручения Нобелевской премии Хаунсфилд, не любивший публичных выступлений, попытался переложить обязанность произнести речь на Кормака. Однако слово взять всё же пришлось: врачи, учёные и представители королевской семьи хотели услышать «человека, в одиночку изменившего медицину».
Удивительный факт: несмотря на известность и материальное благополучие, Хаунсфилд жил чрезвычайно скромно. До середины 1970-х годов он даже не приобрёл собственного жилья, хотя мог себе это позволить. Лишь часть Нобелевской премии он использовал для обустройства двухквартирного дома в Миддлсексе, где помимо жилых комнат разместил лабораторию.
Как нобелевский лауреат он был вынужден много ездить с лекциями по миру, особенно в США. Статус обязывал, но Хаунсфилд неизменно подчёркивал, что это «не его» и отнимает драгоценное время от научной работы. Ради науки он даже не создал семьи. В конце концов он установил жёсткое правило, которому следовал до конца жизни: соглашался участвовать в конгрессах лишь при условии, что «он вообще ничего не должен будет делать».
Так скромный инженер из ноттингемширской деревни, почти не имевший научных публикаций, в одиночку открыл новую эпоху в диагностической медицине.



