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K E J I C H A O
1955年，当ＣＴ技术的先锋欧登道
夫刚完成明尼苏达大学附设医院的神经
科住院医生训练时，电脑的能力还很有
限，也不普遍。欧登道夫生长在纽约州
的斯克内塔第，受到邻近的奇异公司实
验室的影响，求知方面非常早熟，高中
毕业前3年，也就是12岁那年，就已经
自制了一台望远镜。后来他进入联合学
院攻读天文学，一边在当地广播电台担
任播音员，也因此而发展出宏亮清越的
嗓音，日后成为著名的讲演者。他又和
奇异公司实验室签约，帮忙架设两台口
径12英寸半的抛物面镜，以便测试新型
喷射引擎的气流。医学院毕业后，欧登
道夫先后成为合格的精神科医生以及神
经科医生，学会血管摄影以及充气脑Ｘ
射线摄影，而后者的进展仍然和1920年
代丹第时相去不远——把空气经由腰部
注射进脑部。看到脑部摄影如此不方便，
病人痛苦，而医生也只能看到极有限的
区域，欧登道夫决定要另寻一个更理想
的办法。后来他搬到洛杉矶，心里还是
挂念着这件事。
欧登道夫深信一定能找到更好的脑
部摄影方法。后来，他募得一只人头，把
脑部移出颅骨，照射一般的Ｘ射线。结
果证明，即使没有头骨做为障碍，Ｘ射
线能揭露的脑部细节还是有限。1958年，
和一名工程师谈过话后，欧登道夫有了
灵感。原来，有一家大型柳橙栽植公司
要求这名工程师设计一种仪器，能够用
来区分受过霜害的柳橙与健康的柳橙。
这名工程师描述他所面对的问题：坏柳
橙外表看起来好好的，但是里头藏着干
巴巴的橘瓣。这些干巴巴的橘瓣，令欧
登道夫想起，人类的颅骨也会遮蔽住它
的“坏橘瓣”，例如肿瘤。
这名工程师本想设计某种特殊Ｘ射
线机来解决这个问题，但是太昂贵了，
一直没做成。然而，欧登道夫却很喜欢
这个点子。他认为，把Ｘ射线束或是伽
马射线射入一个内部不均质的物体，并
让穿越出来的射线击打安装在另一边的
侦测器上，便可以测量出该物体某一点
所吸收的辐射密度。如果光源和侦测器
绕着某平面上的同一个轴旋转，让Ｘ射
线从许多不同角度穿透物体，集中在一
个点上。这时，若也将物体沿着一条直
线移动，最后便可以测出该不均质物体
在某条直线上的辐射密度，并重建出密
度关系与位置。
思想是行为之父，欧登道夫用41支
规格相同的铁钉、一支铝钉以及一只布
满小孔的塑料块，在他家中自娱用的电
子实验室，把塑料块架设在儿子的玩具
火车上，自个儿做了一个小模型。这个
模型利用旋转动作（针对某一点）以及
平移动作（顺着直线，移动到下一点），
扫描平面上每一点。放在每分钟16转的
唱片转盘上，机器使得轴的切面点移
动，射线束以每小时80公里的速度穿
过。欧登道夫实验时用的是伽马射线而
非Ｘ射线，因为前者比较好操控。只见
一束带有高能量粒子、非常集中的射
线，穿透模型的头部。实验目的在于找
出摆在模型中央的一根铁钉和一根铝
钉，至于其他40根铁钉则以线性排列在
四周。当粒子出现，撞上光子侦测器，便
会被计算进来，因此显示出二维空间的
影像。欧登道夫利用电子滤波器，把他
所瞄准需要的信息和他不需要的周边信
息分离开。为了解释自制的这台机器
（以及后来的ＣＴ扫描仪）是如何运作
的，他说：“假使有一个观察者静立在树
林中，他可能无法清楚看到远处的另一
个人，因为两者中间的树木会妨碍到他
的视线。但这名观察者如果开始穿过树
林，同时也朝向远方那个人看去，那么
前景中的树就仿佛朝后移动般，而远方
那人却显得静止不动。”对于这样的比
喻，欧登道夫解释道：“远方那个人就代
表模型中央的钉子，树林则是阻在其中
的钉子。观察者的视线则好比持续穿越
周边钉子的伽马射线。当伽马射线源旋
转时，中央铁钉前后的钉子，会短暂吸
收伽马射线，把它们从光束中消除，就
像林中的树木仿佛被模糊化了。但是位
于伽马射线源运动中心的钉子，则会持
续吸收伽马射线。”
虽然原理看起来浅显明白，但是欧
登道夫的模型却涵盖了日后所有电脑化
断层摄影扫描仪的基础概念——只除了
现代数字化电脑例外。当时欧登道夫没
有能诠释如此大量数据所需的计算工
具。但是他已经证明，如果要测量某一
点上的辐射密度（也就是该点吸收辐射
的能力），必须先把平面上其他点的效
应给分离出去。他已经做出后方投射技
术，以重建显示二度空间影像，以及他
所设计的机器雏型。随意凑合的模型能
获得如此成功，欧登道夫大受激励，觉
得只要“逐步增大此一粗略模型的维数
与灵敏度，将来扫描头部就不成问题
了。”
带着这个想法，而且也知道如果把
伽马射线换成Ｘ射线，就可以应用在病
患身上，于是，欧登道夫便在1960年申
请了专利，1961年，在《生医电子学》期
刊上发表论文。1963年，他拿到专利权，
开始和各地Ｘ射线机制造商接触，但是
都被一口回绝了。其中一家大厂的反应
是：“就算它真的能如你所说的运作起
来，我们也想不出，这种只能拍摄头部断
层照片的昂贵仪器，会有多大的市场。”
一生具有过人精力的欧登道夫，也
就蛮不在乎地把他的ＣＴ专利搁下，转而
研究并发现了可穿越脑血管障壁的桥梁。
摘自《露骨—医学造影档案》
作者：凯维勒斯
科普书摘
（责任编辑 周一杨）
启发
柳橙 的
——CT技术雏形的发现