雖說透視撲克牌背麵或杯中骰子的點數都是魔術表演的保留項目,但真正擁有透視能力的魔術師並不存在。
但在醫院,這種輕鬆“看透”人體的技術每天都在用。眾所周知,通過各種影像檢查,無須切開,就可以觀察頭部、胸部、腹部的內部狀態。而人類第一次獲得這種技術,是在一個多世紀以前。
1895年,德國物理學家威廉·康拉德·倫琴利用高壓真空管,進行有關“陰極射線”的實驗。某天,倫琴發現工作台上的熒光屏發出微光。真空管當時被一層黑色卡紙包裹著,但某種“光線”依舊穿透黑紙照到了熒光屏上。
倫琴對此產生了濃厚的興趣,反複實驗。除了卡紙,他也研究了各種其他物質,他發現這種“光線”可以穿透木材、橡膠等材料,但像鉛之類的金屬就無法穿透。他無疑發現了一種新型“光線”。隨後,他用這種“光”照射他夫人的手,不禁大吃一驚——熒光底片上竟然出現了夫人的手骨。
要如何命名這種“光”呢?他以數學中代表未知數的“X”,將其命名為“X光”。
成果發表後,X光舉世皆知。在醫學領域,X光也是一種非常有價值的技術。有了X光,不管是骨折還是身體裏的子彈,醫生都能準確診斷。1901年,倫琴因此成就獲諾貝爾物理學獎,而“X光”也被稱為“倫琴射線”,並作為臨床醫學術語沿用至今。
自X光發現以來,其應用方式也不斷演變。1913年,德國醫生阿爾伯特·所羅門對比了三千例**切除標本的X光片,發表了以X光判別乳腺癌的方法,這項工作為**X線照相術奠定了基礎。
到了20世紀20年代,造影劑已得到廣泛應用。所謂的造影劑是一種X光無法透過的**。將之注入胃或大腸之類的管腔中,就可以在特定部位形成陰影,這樣就能夠看到器官形狀和內壁的變化,是名副其實的“製造影子”的製劑。
胃造影檢查如今是日本胃癌檢查項目之一。腸道造影檢查(從肛門將造影劑注入大腸)也是醫院裏常見的檢查之一。
後來更是研發了可以注射到血管裏的造影劑,用於檢查腦部及心髒的血管。1927年首次出現的腦血管造影技術,至今仍是治療腦梗死、腦動脈瘤的必要方法。
圍繞心髒、負責將血液送到心肌的動脈稱為冠狀動脈,發源於主動脈根部。冠狀動脈分為右冠狀動脈和左冠狀動脈,左冠狀動脈又分支為左前降支和回旋支。如果某個部位的動脈變得狹窄,就會導致狹心症或心肌梗死。從手腕等處插入導管直通心髒,將造影劑注入冠狀動脈內,再用X光進行拍攝,就可以看見血管的走向及出現狹窄的部位,繼而做出診斷與治療。
這種導管技術是德國醫生沃納·福斯曼於1929年首次發表的。當時,這項技術並沒有得到認可,而且人們紛紛批評這一行為的危險性——因為福斯曼把導管從自己的手腕一直插到心髒,還用X光拍了照。彼時他才25歲。
但最終心髒導管術還是在臨**得到了廣泛應用。也因此,美國醫生迪金森·伍德拉夫·理查茲、安德烈·弗雷德裏克·考南德,以及福斯曼,三人於1956年共同獲得諾貝爾生理學或醫學獎。此時距離福斯曼的驚人之舉已經過去27年。那些特立獨行的開拓者,其成就往往沒那麽容易得到世人的認可。
圍繞心髒的冠狀動脈
觀察身體截麵的技術
X光技術在20世紀70年代進一步發展,演變為“計算機斷層掃描(computer tomography)”,這種技術可以觀察身體的立體剖麵圖。這種影像診斷技術目前已經普及全球,我們一般簡稱其為“CT”。
單純的X光檢查無法觀察到深層部位,因為X光是從單一方向照射,隻能看到物體前後重疊在一起的影像。
而CT則是借助高速旋轉的裝置讓X光環繞人體拍攝,再將數據送到計算機分析,處理為立體影像。因為采用X光進行多角度拍攝,因此可以呈現身體不同位置的剖麵。
人體不同組織對X光的吸收和透過率存在差異,而CT圖像會用黑白的深淺程度表現這種差異,相關數值稱為“CT值”。通常將水的CT值規定為“0”,物質密度越高,CT值也越高。
例如空氣的CT值是“-1000”,圖像呈現為全黑;而骨骼的CT值是“250~1000”,圖像極為明亮(發白);血液的CT值是“50~80”,比水稍亮一點,這樣我們就能分辨拍到的**是水還是血。
CT值的單位是“HU”,全名為“亨氏單位”。這一名稱來自英國工程師高弗雷·豪斯費爾德,他於1972年發明CT,並在1979年獲諾貝爾生理學或醫學獎。CT是以20世紀60年代發表的理論基礎開發而成的,因此,作為基礎理論的奠基人,美國物理學家阿蘭·麥克萊德·科馬克也一同獲得1979年諾貝爾生理學或醫學獎。
“MRI比CT更好”是誤解
使用X光檢查的缺點之一,就是患者或多或少會受到輻射。不過,臨**也有不需使用放射線的影像檢查。
超聲檢查是其中之一。所謂超聲檢查,是向身體表麵發送超聲波,然後根據回波形成影像。超聲波也稱為“echo”,是“回聲”的意思。這是一種廣泛運用於胎兒、心血管檢查等方麵的技術。除了沒有輻射之外,超聲波能對觀察對象的動態進行實時監測,這也是一項優點。這項技術在1940年投入使用,之後逐漸普及。
另一種就是磁共振成像檢查(MRI),即利用磁場根據不同組織的水分含量差異繪製對比影像圖。它和CT一樣可以觀察身體的剖麵,優點也是沒有輻射。
幾種技術有著完全不同的原理,所以呈現的影像也完全不同。醫生會根據疾病的特點單獨或是組合使用它們來幫助診斷。
CT檢查隻需要幾分鍾,而MRI檢查需要30~40分鍾。因為會被長時間關在狹小的空間裏,所以在進行MRI檢查前,必須確保患者沒有幽閉恐懼症。
MRI檢查室有非常強烈的磁場,嚴禁攜帶金屬入內。如果不小心把金屬(磁性物品)帶進去,會被磁場以極高的速度吸進設備裏。2001年,美國就曾發生氧氣瓶飛入設備撞擊男孩頭部,最終造成死亡的事故[71]。金屬瓶的重量結合飛來的速度,沒人能承受這樣一記重擊。
常有人以為MRI檢查比CT更好、更準確,其實不然。要知道,術業有專攻,這對超聲檢查也同樣適用。有的疾病用超聲波能更清晰地辨明,也有疾病采用MRI檢查更有效。
2003年,發明MRI的美國化學家保羅·勞特伯和英國物理學家彼得·曼斯菲爾德共同獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。
窺視人體內部的技術至今在醫學界已經多次斬獲諾貝爾獎,並從根本上改變了臨床診斷。而最值得讚歎的是,這些技術進步都是在最近百餘年間發生的。
回首往昔,那個沒有X光、CT、MRI的時代,那個隻能依靠體表信息進行診斷的時代,持續了數千年之久,如今終於迎來被現代醫學技術惠澤的時代,也是我們身處的時代。