toán
Phương pháp cắt lớp điện toán thường gọi tắt là CT (Computerized Tomography).
Ở bức ảnh tia X đầu tiên mà Rontgen chụp bàn tay của vợ ông, ta thấy rõ xương các đốt ngón tay và cả chiếc nhẫn. Bức ảnh đó đã chinh phục cả thế giới, vì lần đầu tiên có cách nhìn rõ những bộ phận ở sâu bên trong cơ thể sống. Nhưng bức ảnh đó cũng thể hiện nhiều nhược điểm:
Cơ thể có nhiều bộ phận, cấu tạo bằng những chất khác nhau, mật độ khác nhau. Ở bàn tay chẳng hạn có xương, mô cứng, mô mềm, có mạch máu, dây thần kinh…Nhưng ảnh tia X chỉ thấy được xương. Làm thế nào để khi mật độ chất có khác nhau thì độ đậm, nhạt ở phim cũng thay đổi làm ta có thể nhận ra được?
Nhược điểm của phương pháp X-quang thông thường là:
Ảnh tia X chụp được thì chỉ có hai chiều, chiều còn lại bi che lấp, san bằng. G.N.Hounsfield
(1919-2004)
A.M.Cormack (1924-1998)
Không phân biệt được sự khác nhau giữa các mô mềm như sự thay đổi mô mềm ở gan và tụy là không nhìn thấy được.
Không thể đo định lượng được mật độ khác nhau của những chất mà tia X đi qua.Ảnh tia X chỉ ghi được sự hấtp thụ trung bình của tất cả các mô mà tia X đi qua.
Chính những suy nghĩ để khắc phục những nhược điểm như vậy đã làm cho hai nhà khoa học, mà không ai là bác sỹ y khoa cả, lại đoạt giải Nobel Y học, và chính họ lại làm một cuộc cách mạng về y học chẩn đoán. Đó là A.M Cormack và G.N Hounsfield.
Allan Cormack là một giảng viên trường vật lí trẻ, dạy ở Cape Town, Nam Phi. Bên cạnh việc dạy học, ông có nhiệm vụ giúp bệnh viện Groote Schur ở đó tính toán liều lượng bức xạ chiếu vào người để trị bệnh ung thư. Ông nhận thấy cách tính dựa trên những thông số về hấp thụ tia X-quang rất chung chung và cực kỳ kém chính xác. Ông đặt vấn đề phải dùng những phương pháp toán học để tính toán, làm những mô hình thí nghiệm đề kiểm tra nhằm mục đích cuối cùng là căn cứ vào độ suy giảm cường độ của các tia xuyên qua vật theo nhiều hướng, dựng lại được ảnh cắt lớp, thấy được bên trong. Bằng cách xây dựng ,mô hình hộp sọ và vận dụng các công thức, số liệu đo, ông vẽ ra được ảnh lát cắt với công cụ tính toán là máy tính con để bàn. Các công trình quan trọng của Cormack công bố vào các năm 1963, 1964 thường được gọi là cách vẽ lại tiết diện của Cormack, đó là ảnh cắt lớp tính toán đầu tiên. Có lẽ khó khăn lớn của Cormack là thời đó chưa có máy tính mạnh để kịp tính toán một khối lượng khổng lồ các phép tính đúng như ở điều kiện thực.
Godfrey Hounsfield(1919), người Anh, là một nhân vật rất đặc biệt, hoàn toàn không được đào tạo về y khoa nhưng được giải Nobel về Y học, một người có nhiều hoạt động gắn liền với chiến tranh, nghiên cứu vũ khí, chế tạo máy tính.. để rồi cuối cùng nổi lên là nhà sáng tạo ra máy chụp ảnh cắt lớp điện toán, tạo ra một cuộc cách mạng.
Godfrey Hounsfield đã đưa những dự định của Cormack đến kết quả thực tế. Hounsfield là gương mặt trung tâm không ai chối cãi được về chụp ảnh cắt lớp
điện toán. Hoàn toàn độc lập với Cormack, ông phát triển phương pháp của riêng ông về chụp ảnh cắt lớp điện toán.Các ảnh tạo ra là dựa trên khảo sát riêng biệt từng tiết diện của một loạt các tiết diện gần nhau.Tức là có thể nhìn thấy cơ thể theo từng lát cắt mỏng ,giúp chúng ta có thông tin về chiều thứ ba trong cơ thể.
Kỹ thuật này rất nhạy,ta có thể phân biệt gan và thận rất rõ.Đo được chính xác giá trị độ hấp thụ tia X của các mô. Rất có lợi cho việc chẩn đoán bệnh.
Ông đã làm ra máy chụp ảnh cắt lớp điện toán ở bệnh viện đầu tiên, đó là máy quét EMI nhằm nghiên cứu bên trong đầu người. Ông công bố những kết quả đầu tiên 1972 và đã làm cho thế giới sửng sốt. Cho đến thời đó những nghiên cứu thông thường về X quang chụp đầu chỉ thấy có xương sọ, não chỉ là một màu xám, không có thêm nét lờ nào. Nhưng bây giờ ảnh của Hounsfield, chất lượng hoàn toàn khác tập hợp ảnh cắt lớp có đầy đủ thông tin về ảnh ba chiều…
X-ray CT scan taken through the kidneys. G. N. Hounsfield, ”Computed medical imaging”,
Cormack và Hounsfield đã mở ra một kỉ nguyên mới trong chẩn đoán Y học. Từ ảnh cắt lớp thực tế ban đầu ở một bệnh viện với chiếc máy đo Hounsfield sáng chế, đến nay hầu như tại bất kì bệnh viện lớn nào cũng có máy chụp ảnh cắt lớp. Ngoài tia X ra, đã có nhiều cách chụp ảnh cắt lớp khác: cộng hưởng từ (MRI), phát xạ pôzitron (PET).. Ảnh cắt lớp không những cho biết tỉ mỉ cấu trúc bên trong cơ thể mà còn cho biết đặc điểm, chức năng hoạt động, đặc biệt ở não. Đây là một cuộc du lịch mới, du lịch vào bên trong cơ thể của con người đang sống.