1952年2月16日
超声医学之父——维尔德
这是一位喜好突发奇想、一生充满创造力的人,也是一位受过多栖教育和训练,集医学、物理学、电气工程技术于一身的全才人物。这种人物在医学界并不多见,也正是创造力与多栖因素的叠加,最终使他跨界做出了影响世界的发明。他就是被誉为超声医学之父的英裔美国医生约翰·维尔德(图1)。
图1
维尔德在医学、物理学与电气工程学的交集处开创了超声医学,其成果影响到了整体医学的发展。如今超声检测及超声治疗已经在全世界迅速崛起并发展起来,这种无创伤的检测方法已成为癌症最有力的检查手段之一,这一发明不仅拯救了成千上万的生命,也为无创伤诊断学的实施与研究开创了先河。
1914年8月11日,维尔德出生在英格兰的坎特市。在伦敦泰勒中学读书时,他就发明了冷热水双向调节阀门。用这种龙头,可以方便地为浴缸提供温水。这一发明获得专利时,他年仅14岁。中学毕业后,他进入剑桥读自然科学,获得自然科学学士学位后,又于1936年获取了文学院的学士学位;在这之后,他又选读医学,并于1942年成为一名医生。
1944年,维尔德被选为英国皇家医学学会会员,同年参加皇家陆军医疗团,从事战地治疗并获得少校军衔。在战时,因两项发明使他在前线出了名。在救治伤病员时,他常常遇到战士被炸伤腹部导致肠子断裂的危难情况,为了急救,他发明了一种管子,临时代替被炸毁的肠子,这一发明虽然简单却非常实用,被人们称为“维尔德肠管”。第二个发明就更是奇特了,“二战”结束的前一年,也是欧洲战局最为艰苦的时候,由于燃油匮乏,许多摩托车被搁置下来。维尔德突发奇想,设计出一种以烧炭为动力的发动装置,使大批摩托重新启用。这两项发明都是应急而生,它们风马牛不相及,却都出自他一人之手。
1946年,维尔德移居美国,在明尼苏达大学医学院从事外科医学工作。1950年,不知什么原因,他又兼职选修了另一专业,所学的东西又是与原来专业毫不相关,这就是电气工程学。正是这个看起来完全不相关的电气工程专业,对他的最终发明起到了决定性的作用。
这一时期,维尔德遇到了不少肠坏死的病例,这常常使他想起战时的情况。他知道开膛破肚做检查会使本来患病的人雪上加霜,带来更大的痛苦。在他的脑海里逐渐萌生了一个新奇的想法,不用破腹,能不能看清腹腔里面的情况呢?很多同事都认为这一想法不可能实现,但他在战时就知道,有一项军事技术或许可以试试,这就是超声波。利用超声波,可以检测坦克装甲的裂痕,所以他认为这个想法并非无稽之谈。于是,他约请电机工程师约翰·瑞德与他合作,两人开始了研究。
与坦克的装甲不同,人的腹腔脏器都是软组织,在一开始,从军事技术中引用的方法并不奏效,当超声波照入人体以后,从反射的回波中看不到任何信息。他们不断地改变超声波的强度及频率,经过了一年多的动物试验,终于确定出适于软组织的探测频率,这就是1500万赫兹(15MHz)。在这个频率的超声回波中,不仅能探测到肠子的厚度,还能把异常物,如肿瘤的位置和大小检测出来。最初他们用这种方法诊断肠肿瘤,以后又用到了乳腺和阴道的检查上。
1952年2月16日维尔德和瑞德以“生物组织的超声回波探测”为题,把他们的论文发表在《自然》杂志上,这一成果奠定了超声医学发展的基础。紧接着,他们又投入了另一个计划,这就是设法把超声回波描写和记录下来,形成超声扫描记录和信息显示技术,他们再次获得了成功。
维尔德和瑞德所发明的超声扫描和显示仪不仅能探测人的腹部,还可以探测乳腺和人体其他的组织和器官。图2所示为维尔德(右)与助手为病人做超声扫描检查。维尔德所创立的无创伤超声探测乳腺肿瘤技术成为人类的首创,也第一次完成了乳腺囊肿和乳腺癌的甄别,为超声成像技术做出了突出的贡献。
图2
维尔德的创造力源于他的探索精神。在一次访谈中,他不无感慨地说:“我这个人来到世上,一定属于那种爱打破旧常规的人,只要我看到那些表面看起来显得很谦卑,但只关心维护旧传统的人,就感到心里不舒服,有一种压抑感。”接着他又说:“我曾见识过很多人,当我把(超声)图像拿给他们看时,尽管他们亲眼看到了,却还是不相信这就是事实。”
现在,超声检测已经家喻户晓,这种检查简称为B超。先进的B超不仅能探查人的脏器结构,还能获得脏器的各个断层像。B超技术应用于眼科、胸科、心血管科以及腹腔的胰、胆、脾、肝、肠、膀胱、肾和前列腺的检查,还用于妇产科的子宫、卵巢及胎儿检查。目前超声医学更发展到了彩色,所成影像也不只是二维、三维,甚至朝四维方向发展,这一技术已经成为临床医学不可缺少的重要检查手段。
关键词:B超,约翰·维尔德,B-ultrasonic,John J. Wild
图1:http://www.nytimes.com/2009/10/07/health/07wild.html?_r=0
图2:http://les-ondes-et-la-medecine.webnode.fr/lechographie/les-origines-de-cette-technique-dimagerie/