Tillykke! CT-skanneren er lige fyldt 50 - takket være excentrisk ingeniør fra Beatles' pladeselskab

Tanken om værdifulde skatte stuvet væk i hemmelige rum kan virkelig fyre op under fantasien.

I midten af 1960'erne spekulerede den britiske elektroingeniør Godfrey Hounsfield på, om man mon kunne løfte sløret for hemmelige kamre i de egyptiske pyramider ved hjælp af kosmiske stråler, der bevæger sig gennem usynlige hulrum.

I mange år holdt han fast i denne idé, som kan omformuleres som 'at se ind i en æske uden at åbne den', og til sidst afdækkede han, hvordan man kunne bruge højenergistråler til at afsløre ting, der er ikke er synlige for det blotte øje.

Han opfandt en måde at se ind i et hårdt kranium og skabe et billede af den bløde hjerne indeni.

Det første computer tomografi-billede (bedre kendt som en CT-skanning) af den menneskelige hjerne blev skabt for lidt over 50 år siden, den 1. oktober 1971. Godfrey Hounsfield kom aldrig til Egypten, men hans opfindelse bragte ham til Stockholm og Buckingham Palace.

En tykpandet dreng, en middelmådig soldat - en dygtig ingeniør

Ikke meget i Godfrey Hounsfields tidlige liv indikerede, at han ville opfinde noget, som ville få så stor betydning. Han var ikke særlig god i skolen; hans lærere beskrev ham sågar som 'tykpandet'.

Han var soldat i det britiske flyvevåben, Royal Air Force, i begyndelsen af Anden Verdenskrig, men han var ikke en særlig god soldat.

Men han var derimod fantastik god til elektriske maskiner - især den nyopfundne radar, som han af og til fixede kun ved hjælp af, hvad han lige havde ved hånden, for at hjælpe piloterne med at finde vej hjem på mørke, overskyede nætter.

Efter krigen fulgte Godfrey Hounsfield sin overordnedes råd og tog en ingeniøruddannelse. Han arbejdede herefter for grammofonelskabet EMI, som senere blev kendt for at udgive The Beatles' plader, men som startede som Electric and Music Industries med fokus på elektronik og elektroteknik.

Godfrey Hounsfields naturlige talent førte til, at han blev leder af det team, som byggede Storbritanniens mest avancerede mainframe-computer. Men i 1960'erne ville EMI egentlig gerne ud af det konkurrenceprægede computermarked.

Virksomheden var ikke sikker på, hvad man skulle stille op med den velbegavede, excentriske ingeniør.

Mens han var på en tvungen ferie for at overveje sin fremtid, mere specifikt hvad han kunne gøre for virksomheden, mødte Godfrey Hounsfield en læge, der klagede over den dårlige kvalitet af røntgenbilleder af hjernen.

Almindelige røntgenstråler kan vise knoglerne ned til mindste detalje, men hjernen er en amorf klump væv. På et røntgenbillede fortaber detaljerne sig som i tåge.

Ny tilgang afslører det usete

Det fik Godfrey Hounsfield til at tænke på sin gamle idé om at finde skjulte strukturer uden om man så må sige at åbne kassen. Han formulerede en ny tilgang til problemet med at skabe et billede af, hvad der er inde i kraniet.

Først opdelte han konceptuelt hjernen i en sekvens af skiver - som en pose skiveskåret rugbrød.

Derefter planlagde han at sende røntgenstråler gennem hvert lag og gentage det for hver grad i en halvcirkel. Styrken af hver stråle bliver fanget på den modsatte side af hjernen. Stærkere stråler indikerede, at de havde bevæget sig gennem mindre tæt materiale.

Endelig var Godfrey Hounsfields nok mest geniale opfindelse en algoritme, der blev brugt til at rekonstruere et billede af hjernen baseret på alle disse lag.

Ved at arbejde baglæns og bruge en af de på den tid hurtigste nye computere kunne han beregne hvordan der så ud i hver lille kasse i hvert hjernelag. Eureka!

Genial, intuitiv opfinder uden opbakning

Men der var ét problem: EMI var ikke en spiller på det lægevidenskablige marked og havde ikke lyst til at springe ud i det. Virksomheden tillod, at Godfrey Hounsfield arbejdede videre med sit produkt, men uden videre finansiering.

Han var tvunget til at rode i forskningsfaciliteternes skraldespande, så han kunne flikke en primitiv skanningsmaskine sammen, der var lille nok til at kunne stå på et spisebord.

Selv med vellykkede skanninger af livløse objekter og senere kosher kohjerner (altså kohjerner der er tømt for blod, i overensstemmelse med de jødiske religiøse love, red.) var EMI-ledelsen ikke imponeret. Godfrey Hounsfield var nødt til at finde ekstern finansiering, hvis han skulle fortsætte sine eksperimenter med en skanning af mennesker.

Godfrey Hounsfield var en genial, intuitiv opfinder, men ikke ligefrem en effektiv kommunikator. Heldigvis havde han en forstående chef i Bill Ingham, der kunne se værdien i Godfrey Hounsfields forslag. Derfor tog Ingham kampene med EMI for at holde projektet i gang.

Ingham vidste, at der ikke var nogen tilskud at få, men foreslog, at det Britiske Social- og Sundhedsministerium kunne købe udstyr til hospitaler.

Verdens første CT-skanning fandt hjernesvulst

Mirakuløst nok solgte Bill Ingham dem fire skannere, før de overhovedet var bygget. Det betød, at Godfrey Hounsfield organiserede et team, og de endte i et kapløb med tiden for at nå at bygge en sikker og effektiv menneskeskanner.

Godfrey Hounsfield havde brug for patienter for at afprøve sin opfindelse. Han fandt en noget skeptisk neurolog, der indvilligede i at hjælpe.

Teamet installerede en skanner i fuld størrelse på Atkinson Morley Hospital i London, og den 1. oktober 1971 skannede de deres første patient: en midaldrende kvinde, der viste tegn på en hjernesvulst.

Det var ikke en hurtig proces: Skanningen tog 30 minutter, så en køretur på tværs af byen med magnetbåndene, 2,5 times behandling af den indsamlede data på en EMI-mainfram-computer og så registrering af billedet med et Polaroid-kamera, for så at skynde sig tilbage til hospitalet.

Og der var den så - i patientens venstre frontallapp fandt lægerne en cystisk masse på størrelse med en blomme. Med ét var alle andre metoder til afbildning af hjernen forældede.

Fra excentriker til Nobelpris-modtager

EMI, der som nævnt ikke havde nogen som helst erfaring på det medicinske marked, havde pludselig monopol på en efterspurgt maskine.

Virksomheden fik stablet produktionen på benene og havde i første omgang stor succes med at sælge skannerne. Men inden for fem år producerede større, mere erfarne virksomheder med større forskningskapacitet, som GE og Siemens, bedre skannere.

\ Læs mere

Nobelprismodtagere har anderledes karrieremønstre end deres jævnaldrende, viser ny forskning

De åd sig ind på markedet og stod snart for en stor del af salget. EMI forlod til sidst helt medicinalindustrien - og blev et casestudie i, hvorfor det kan være bedre at samarbejde med en af de store spillere på markedet i stedet for at prøve at klare det alene.

Godfrey Hounsfields opfindelse forvandlede lægevidenskaben. Han modtog Nobelprisen for Fysiologi/Medicin i 1979 og blev adlet af den brittiske dronning i 1981. Han fortsatte med at opfinde helt til det sidste i 2004, hvor han døde som 84 -årig.

Hurtigere, bedre opløsning og mindre strålingseksponering

I 1973 udviklede amerikaneren Robert Ledley en helkropsskanner, der kunne afbilde andre organer, blodkar og selvfølgelig knogler. Moderne skannere er hurtigere, leverer billeder i bedre opløsning og, vigtigst af alt, gør det med mindre strålingseksponering. I dag har vi endda mobile skannere.

I 2020 blev der udført flere end 80 millioner CT-skanninger i USA. Visse læger hævder, at det er for mange, og at måske en tredjedel er unødvendige.

Selvom det muligvis er sandt, har CT-skanneren været til gavn for mange patienters helbred i hele verden.

Teknologien har hjulpet med at identificere tumorer samt afgøre, om et kirurgisk indgreb er nødvendigt. Skanningerne er særligt nyttige til en hurtig undersøgelse af eventuelle indre skader efter ulykker i akutmodtagelsen.

Skanning af pyramide

Helt i starten af denne artikel blev det nævnt, at Godfrey Hounsfield var stærkt fascineret af pyramiderne - og at finde ud af, hvad der er inden i dem, uden at åbne dem.

I 1970 placerede forskere såkaldte kosmiske stråledetektorer i det laveste kammer i pyramiden i Khafre. De konkluderede herefter, at der ikke var noget skjult kammer i pyramiden.

I 2017 placerede et andet forskerhold ligeledes kosmiske stråledetektorer i den store pyramide i Giza og fandt et skjult, men utilgængeligt, kammer. Det er dog ikke sandsynligt, at dette kammer bliver udforsket inden for den nærmeste fremtid.

Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.

\ Læs mere

Forskere har med ny teknik 3D-skannet tre dyremumier, i uhørt detaljegrad