造福人類,才是最有效 醫(yī)學影像是現(xiàn)代醫(yī)學極其重要的診斷工具。有17位諾貝爾獎獲得者的工作直接或間接地與醫(yī)學影像有關(guān),醫(yī)學影像不僅是醫(yī)學領域中信息非常密集的部分,也是諾獎得主高度集中的地方。 醫(yī)學影像可以分成很多類,本文只討論下列5類 : X光片、磁共振成像、發(fā)射型核素顯像、內(nèi)窺鏡機器人攝影、超聲診斷。 X光片 X光片影像方面有四位諾獎得主。 1. 德國物理學家 倫琴(Wilhelm Conrad R?ntgen,1845年 - 1923年) 物理學界第一位諾獎 (1901年) 1895年11月8日發(fā)現(xiàn)了X射線,為開創(chuàng)醫(yī)療影像技術(shù)鋪平了道路。這一發(fā)現(xiàn)不僅對醫(yī)學診斷有重大影響,還直接影響了20世紀許多重大科學發(fā)現(xiàn)。為了紀念倫琴的成就,X射線在許多國家都被稱為倫琴射線,另外第111號化學元素錀,也以倫琴命名。倫琴一生謙虛謹慎,從不居功自傲,還謝絕了貴族的稱號。 2. 南非裔美國物理學家 科馬克(Allan MacLeod Cormack,1924年-1998年) 3. 英國工程師 亨斯菲爾德(Godfrey N. Hounsfield,1919年-2004年) 1979年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎: 計算機層析成像 科馬克 70年代初,在對軟組織或不同密度的組織層的x射線成像問題進行研究后,科馬克設計發(fā)展了一種計算機化軸向?qū)游鰔射線攝影法(CAT掃描器,中國醫(yī)務界通常稱 “CT” ---百度)這一新型診斷技術(shù)。自1973年進入臨床應用后,極大地改進了對大腦和其他組織病變的確診能力??岂R克和豪斯菲爾德分享了1979年諾貝爾生理學及醫(yī)學獎。 亨斯菲爾德 在與X射線影像打交道的過程中,亨斯菲爾德勾畫出了計算機斷層圖像的概念,這就是CT掃描儀的誕生。1972年,采用這種CT技術(shù)獲得病人的檢查圖像震驚了醫(yī)學界。目前CT技術(shù)中所使用的表示圖像亮度的CT值單位(Hounsfield Unit,簡稱HU)就是以他的名字來表述的。亨斯菲爾德喜歡在山中步行,生活節(jié)儉,他終生未婚。 科馬克和亨斯菲爾德相互并不知道對方的工作,他們兩人把電子計算機應用到醫(yī)療影像,可以更好地處理分辨人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像,大幅提高了疾病診斷的準確性,成為20世紀醫(yī)學診斷領域的第一次革命。 4. 波蘭裔法國物理學家 夏帕克(GeorgesCharpak,1924年-2010年) 1992年諾貝爾物理學獎 物理學界至今最后一位獨攬本年度諾獎的人(倫琴、愛因斯坦、玻爾、朗道等人都是獨攬當年諾獎)。發(fā)明粒子探測器尤其是多絲正比室,多絲正比室是粒子物理學的重要探測裝置,是一項極富開創(chuàng)性的研究成果,目前粒子物理學多項實驗用的探測器,都是在夏帕克的研究成果的基礎上開發(fā)出來的。 在獲得諾獎的前三年,即1989年,他創(chuàng)立了一家公司,把他發(fā)明的多絲正比室引入醫(yī)學影像,X射線強度比常規(guī)X光片顯著降低,二維影像少8至10倍,三維維影則減少800至1000倍,非常適用于嬰兒。今天這家公司取名 EOS。 他淡泊明志,甘為人梯的高尚品格為科學界稱頌。法國前總統(tǒng)薩科齊表示,法國“向這位偉大的人道主義者致敬,他一生的努力都是這個國家和青年人的榜樣”。聯(lián)合國教科文組織在聲明中表示,“喬治-夏帕克的去世,使教科文組織失去了一位有遠見的朋友,他在國際科學合作領域的貢獻至今還對本組織的諸多工作領域產(chǎn)生深遠的影響”。 磁共振成像 磁共振影像方面也有四位諾獎得主。 5. 瑞士物理學家 布洛赫(Felix Bloch,1905年 - 1983年) 6. 美國物理學家 珀塞耳(Edward Mills Purcell,1912年-1997年) 1952年諾貝爾物理學獎: 奠定核磁共振 布洛赫 1946年,提出了以他名字命名的“布洛赫方程”,發(fā)展了核磁精密測量的新方法,為七十年代開發(fā)的磁共振成像奠定了基礎,與珀塞爾分享1952年諾貝爾物理學獎。布洛赫是歐洲核子研究組織CERN在1954成立時的第一任總經(jīng)理。 珀塞耳 在1945年,他在其學生的幫助下發(fā)現(xiàn)了核磁共振。建立在核磁共振基礎上的磁共振成像是20世紀醫(yī)學領域最重要的進步之一。珀塞耳擔任過艾森豪威爾、肯尼迪和約翰遜三位美國總統(tǒng)的科學顧問,還曾是美國物理學會主席。 7. 美國化學家 勞特布爾(Paul Lauterbur,1929年-2007年) 8. 英國物理學家 曼斯菲爾德(Peter Mansfield,1933年-2017年) 2003年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎: 磁共振成像 勞特布爾、曼斯菲爾德 1973年,勞特布爾發(fā)現(xiàn),把物體放置在一個穩(wěn)定的磁場中,然后再加上一個不均勻的磁場,再用適當?shù)碾姶挪ㄕ丈溥@一物體,這樣根據(jù)物體釋放出的電磁波就可以繪制成物體某個截面的內(nèi)部圖像。隨后,曼斯菲爾德又進一步驗證和改進了這種方法,并發(fā)現(xiàn)不均勻磁場的快速變化可以使上述方法能更快地繪制成物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像。 此外,曼斯菲爾德還證明了可以用數(shù)學方法分析這種方法獲得的數(shù)據(jù),為利用計算機快速繪制圖像奠定了基礎。在這兩位科學家成果的基礎上,第一臺醫(yī)用核磁共振成像儀于20世紀80年代初問世。這一成就是醫(yī)學診斷和研究領域的重大成果,是目前最為重要的醫(yī)療診斷工具之一。 發(fā)射型核素顯像 正電子發(fā)射斷層影像與單光子發(fā)射型電子計算機斷層顯像都屬于發(fā)射型核素顯像,這方面有六位諾獎得主。 9. 法國物理學家 貝可勒爾(Henri Becquerel,1852年-1908年) 10. 法國物理學家 居里(Pierre Curie,1859年 — 1906年) 11. 波蘭裔法國物理學家 居里夫人(Marie Sk?odowska Curie,1867年 — 1934年) 1903年諾貝爾物理學獎: 發(fā)現(xiàn)天然放射性 從左往右依次為:貝可勒爾、居里、居里夫人 貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾的天然放射性。隨后,居里夫婦系統(tǒng)研究了所有的元素,定出鈾和釷以及它們的化合物都有天然放射性, 開創(chuàng)了放射性理論。1911年,居里夫人因發(fā)現(xiàn)元素釙和鐳再次獲得諾貝爾化學獎,成為世界上第一個兩獲諾貝爾獎的人。在她的指導下,人們第一次將放射性同位素用于治療癌癥。 12. 法國物理學家 約里奧-居里(JeanFrédéricJoliot-Curie,1900年 — 1958年) 13. 法國化學家 伊雷娜·約里奧-居里(IrèneJoliot-Curie,1897年-1956年) 1935年諾貝爾化學獎: 發(fā)現(xiàn)人工放射性 約里奧-居里、伊雷娜·約里奧-居里 居里夫婦的女兒和女婿,夫妻合作于1932年發(fā)現(xiàn)一種穿透性很強的輻射,后確定為中子;也最早在實驗中得到正電子。1934年發(fā)現(xiàn)人工放射性物質(zhì),并對裂變現(xiàn)象進行研究,獲得了1935年諾貝爾化學獎。 約里奧-居里還于1948年領導建立了法國第一座核反應堆?,F(xiàn)在,放射性同位素不但已廣泛地運用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)和國防工業(yè)等各個領域,而且對于推動某些學科的研究也產(chǎn)生了重大的影響,特別是對化學、生物學和醫(yī)學更起了巨大的推動作用。這就使原子(核)能的和平利用變成了現(xiàn)實,極大地造福于人類。 14. 匈牙利化學家 德海韋西(George Charles de Hevesy,1885年-1966年) 1943年諾貝爾化學獎: 奠定功能和分子成像基礎 開發(fā)使用放射性同位素示蹤劑進行化學和生物學研究。1923年與丹麥物理學家德克科斯特一起發(fā)現(xiàn)化學元素鉿 (為了紀念該元素的發(fā)現(xiàn)所在地——丹麥首都哥本哈根,他們把它命名為鉿)。 德海韋西是使用放射性同位素作為示蹤劑的先驅(qū)之一,首先用于化學反應,然后用于醫(yī)療。他也對X射線對癌細胞和健康細胞中核酸的影響感興趣。 內(nèi)窺鏡機器人攝影 內(nèi)窺鏡機器人攝影使用發(fā)光二級管LED有三位諾獎得主。 15. 日本半導體科學家 赤崎勇(Isamu Akasaki,1929年-) 16. 日本電子工程學家 天野浩(Hiroshi Amano,1960年-) 17. 日裔美籍電子工程學家 中村修二(Shuji Nakamura,1954年- ) 2014年諾貝爾物理學獎: 發(fā)明藍色發(fā)光二級管即藍光LED 從左往右依次為:赤崎勇、天野浩、中村修二 三位科學家共同發(fā)明了高效的藍色發(fā)光二極管,開啟愛迪生發(fā)明白熾燈之后的又一次人類照明革命。有了藍光LED,理論上用紅、綠、藍三種LED疊加,就可以合成普通照明需要的白光光源,盡管現(xiàn)時生產(chǎn)的白光LED大部分是通過在藍光LED上覆蓋一層淡黃色熒光粉涂層制成的。諾貝爾獎評選委員會的聲明說:“白熾燈點亮了20世紀,21世紀將由LED燈點亮。” 超聲 在五大醫(yī)學影像中,唯有超聲診斷沒有諾獎得主。把超聲波引入醫(yī)學的John Wild獲得了1991年日本國際獎; 發(fā)明超聲心動圖、超聲腦電圖的IngeGudmar Edler 和 Carl Hellmuth Hertz獲得了1977年拉斯克醫(yī)學獎。 產(chǎn)科超聲意義巨大,其發(fā)明者Ian Donald 兩次獲得諾獎提名,第二次是1981年。他原以為產(chǎn)科超聲影像會使孕婦更加喜愛胎兒,沒有想到會有人利用它來墮胎,這使他震驚、失望、氣憤,成為了極力反對墮胎的社會人士。諾獎委員會擔心他若獲獎可能會被世人誤解成官方認可反對墮胎的主張和行動,而最終否定了。 其它醫(yī)學影像 其它醫(yī)學影像,如腦磁圖-腦電圖等,也還沒有諾獎。 讓我們看看,在這17位諾獎得主中,有兩位女性 : 居里夫人和她女兒;加上居里和女婿,居里一家占了4人。得主中有3位美國人,3位日本人,2位英國人,一位德國人,一位瑞士人,一位匈牙利人,法國人有6位,占最高比例。獲獎學科以物理最多,共10 位,醫(yī)學4位,化學3位。 |
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