Tìm lại chiều thứ ba
Bạn đặt một khúc gỗ tròn trước mặt và chụp ảnh. Bạn có hình ảnh của bên ngoài khúc gỗ: đẹp đấy, rắn chắc đấy, nhưng bên trong có bị “bọng” không thì bạn không thấy được vì đó là một hình ảnh hai chiều.
Khi dùng tia X để chụp khúc gỗ tròn này, bạn thấy được rõ ràng lõi gỗ bên trong có bọng, nhưng bọng gỗ ấy có sâu không, đi ngoắt ngoéo chỗ rộng chỗ hẹp thế nào bạn vẫn không biết được. Đó vẫn chỉ là một hình ảnh hai chiều. Độ dày của khúc gỗ, độ rộng của lỗ bọng đều vẫn chỉ hiện lên dẹt len lét.
Với chụp CT thì khác, bạn dùng lưỡi dao tia X “cắt” khúc gỗ tròn kia thành từng lát mỏng nối tiếp nhau. Những lát đầu chưa thấy gì, rồi lát thứ ba lỗ bọng xuất hiện - có thể chỉ là một chấm nhỏ, lát thứ tư chấm ấy to dần, đến lát thứ hai mươi chẳng hạn thì bọng gỗ ấy đã hiện ra rất to, trọn vẹn, không thoát đi đâu được...
Dĩ nhiên ta không thể cắt lát một bộ phận cơ thể như cưa lát một khúc gỗ. Bộ phận ấy vẫn nguyên vẹn, chỉ có tia X được đặt ở góc độ nào và chụp kiểu gì, ghép các kết quả lại thế nào để cho ra hình ảnh của từng lát cắt... là những tính toán vĩ đại mà từ khi có tia X (1895) đến tận 70 năm sau vẫn chưa ai nghĩ ra.
Thế nhưng rồi cũng có người nghĩ ra. Vào ngày 1/10/1971, cuộc chụp cắt lớp điện toán đầu tiên trên thế giới được thực hiện tại Bệnh viện Atkinson Morley (London). Bệnh nhân là một phụ nữ trung niên mà bác sĩ ngờ rằng có một khối u não. Hình ảnh hiện ra (ơn Trời) là một cái nang to bằng quả mận. Hai nhà khoa học làm ra chiếc máy chụp CT ấy - Allan Cormack và Godfrey Hounsfield - đã được trao Giải Nobel Y sinh vào tháng 10/1979. Họ chưa từng gặp nhau (nói gì đến làm việc cùng nhau). Một người ở Nam Phi và một người ở Anh. Giới khoa học công bằng nhận thấy trong cùng những năm 1960 cả hai đều nghiên cứu đề tài này. Ai cũng có công nhưng có lẽ Hounsfield mới là trung tâm. Ông là người đầu tiên lắp chiếc máy, dùng điện toán giải quyết các phép tính, rồi chụp cho bệnh nhân đầu tiên. Trong bài này ta sẽ nói về Hounsfield.
Sinh ra để tò mò
Hounsfield sinh ra trong một gia đình nông dân Anh. Theo lời ông kể, từ bé ông đã say mê máy móc và tính toán. Không như các anh chị mình chơi những trò đuổi dê bắt cừu, ông thích ở trong nhà kho của nông trại, làm ra cái máy này, thí nghiệm mô hình nọ, và có lần suýt chết vì đổ chất này vào chất kia...
Bộ não của Hounsfield luôn luôn học hỏi, nghĩ ra cái mới, cái hơn người. Lúc xung phong vào không quân hồi đầu Thế chiến II, ông tranh thủ học các tài liệu căn bản về ra-đa, máy móc của ngành mà trở thành “phù thủy” về chính những thứ ấy, tham gia cải tiến ra-đa để các phi công dễ dàng tìm đường về trong những đêm sương mờ mịt. Rồi khi làm cho EMI - một công ty lớn “đa di năng”, Hounsfield lại say mê máy điện toán khi ngành này còn rất sơ khai. Ông cùng đội ngũ làm ra EMIDEC 1100 là chiếc máy điện toán lớn đầu tiên ở Anh.
Nhưng như một đứa trẻ, làm gì thì trong đầu Hounsfield vẫn canh cánh một mối tò mò... rất trẻ con: không biết liệu bên trong các kim tự tháp Ai Cập còn những căn hầm ẩn giấu nào nữa không? Biết đâu trong đó cất giữ những gì bí mật nhất? Biết đâu xác ướp ở đó mới là xác thật... Và có phương pháp nào để nhìn được vào bên trong mà không phải bới tung lên, thí dụ như dùng một loại tia gì đó có năng lượng cao để thấy được những thứ mà mắt thường không thấy, như “nhìn được bên trong cái hộp mà không phải mở nó ra”?
Chiếc EMIDEC 1100 Hounsfield làm ra không được công ty ông thiết tha, nhưng nó chính là viên đá tảng giúp ông sau này nhìn được vào một cái hộp đặc biệt mà không cần phải mở bung ra: hộp sọ của con người.
Người tài phải gặp quý nhân
Vào những năm 1960 ấy, công ty EMI không muốn đâm đầu vào thị trường máy tính đầy cạnh tranh nữa. Máy tính với họ không hấp dẫn bằng việc thu âm và bán đĩa nhạc mà họ đang làm: lợi nhuận cao, tiếng vang nhiều, giao du với giới ca sĩ cũng thú vị hơn gấp bội. Hounsfield là kỹ sư chế tạo máy tài ba đấy nhưng EMI băn khoăn không biết nên dùng ông vào việc gì, tuy nhiên họ cũng không muốn nhả ông ra.
Thế rồi trong lúc cả hai bên đều đang loay hoay nghĩ xem nên làm gì có ích cho nhau, trong một kỳ nghỉ, Hounsfield nghe được một bác sĩ than phiền tình trạng chụp não bằng tia X quá chán. Tia X chụp xương rắn thì rất tốt, nhưng não là một khối mô mềm nhiều nước, phim X quang chụp ra trông cứ như mờ đặc khói!
Lời than của vị bác sĩ đánh trúng nỗi tò mò dai dẳng của Hounsfield: được “nhìn vào trong chiếc hộp mà không phải mở”. Chiếc hộp lần này lại càng không được mở, và ông đã nghĩ ra một phương pháp đặc biệt: ông hình dung não là một ổ bánh mì to gồm các lát mỏng chồng lên nhau, rồi dùng tia X theo một kỹ thuật phức tạp và một thuật toán phức tạp không kém, dùng máy điện toán xử lý để có được hình ảnh của từng “lát cắt”. Tập hợp hình ảnh các lát cắt mỏng kia lại, mọi ngóc ngách của bộ não được phơi bày.
Nghe hay lắm, nhưng công ty mẹ EMI chẳng liên quan gì đến y khoa. Chiều lòng người tài, EMI cấp cho Hounsfield một số tiền còm để ông nghiên cứu tiếp. Con nhà nông không quản khó khăn: Hounsfield đến các cơ sở nghiên cứu nhặt lại phế liệu từ thùng rác “nhà họ”, lắp được một cái máy chiếu chụp bé xíu đặt vừa lên mặt bàn ăn, chụp thử được thành công đầu tiên là các đồ vật tĩnh, rồi đến những vật động như não một con bò.
Nhưng EMI giờ đã là ông lớn của ngành thu thanh. Hounsfield lại không dẻo miệng để thuyết phục họ đầu tư vào một lĩnh vực khô khan mà có vẻ vô tăm tích. EMI không đổ tiền thêm nữa; nếu Hounsfield muốn làm ra một chiếc máy scan thực thụ dùng scan não người thì tự đi mà kiếm nguồn tài trợ. May cho Hounsfield, cấp trên ông là Bill Ingham - giám đốc bộ phận nghiên cứu - chẳng những không ganh tài ông mà còn tìm cách xoay tiền cho ông. Ingham cho rằng, Bộ Sức khỏe và An sinh Xã hội Anh có thể mua thiết bị của họ cho các bệnh viện. Bằng “phép lạ” nào đó, Ingham ký được hợp đồng bán trước luôn bốn cái máy mặc dù chưa có cái nào trong tay! Vậy là Hounsfield lập luôn một đội, nhanh chóng hoàn thiện cho được một cái máy chụp cắt lớp điện toán vừa an toàn vừa hiệu quả, và quan trọng nhất là scan được não người.
Có máy rồi, giờ cần có bệnh nhân để chụp thử. Hounsfield kiếm được một bác sĩ thần kinh đồng ý giúp tuy có phần lưỡng lự. Và như đã nói, cách đây đúng 50 năm, vào ngày 1/10/1971 lịch sử ấy, họ mang đến bệnh viện một chiếc máy CT scan to đúng kích cỡ thật, mất 30 phút chụp não cho nữ bệnh nhân đầu tiên, hối hả mang mấy cuộn băng từ phóng xe xuyên hai đầu thành phố, vào phòng máy tính của EMI để xử lý dữ liệu thêm 2.5 tiếng nữa, dùng máy ảnh Polaroid chụp lại hình ảnh, xong lại hối hả quay về bệnh viện cho các bác sĩ xem. Và nó đây, trong thùy trán bên trái của bệnh nhân, rõ rành rành một cái nang to bằng quả mận. Người ta nói, kể từ giây phút đó, mọi phương pháp khác để chụp ảnh não bộ đều coi như “đồ bỏ đi”.
Bất thình lình, công ty mẹ EMI từ chẳng liên quan gì đến y khoa bỗng thành “vua một cõi” với đơn hàng cao ngất cho loại máy này. EMI bắt tay vào sản xuất, bán được nhiều máy, rất thành công; nhưng sau năm năm, miếng ăn ngon nào cũng có kẻ muốn tranh giành, và các công ty khác lớn hơn bắt tay nhau làm ra những chiếc máy CT scan nhanh hơn, độ phân giải cao hơn, chụp được cả xương, mạch máu, và các cơ quan nội tạng khác, đặc biệt là bệnh nhân ít “ăn tia” hơn...
EMI đành rút khỏi thị trường máy chụp CT, nhưng Hounsfield không lấy đó làm quan trọng. Ông được trao giải Nobel về Y học vào năm 1979, rồi hai năm sau đó, ông được Nữ hoàng Anh ban tước hiệp sĩ. Cuộc đời ông tiếp đó là rất nhiều giải thưởng và danh hiệu. Ông không bao giờ còn phải chạy vạy tiền để sáng chế nữa, tha hồ hoàn thiện chiếc máy chụp CT và tập trung mối quan tâm vào một lĩnh vực khác: hình ảnh cộng hưởng từ nhân. Ông vẫn làm việc ở EMI, khiêm nhường, lặng lẽ và tận tình giúp đỡ đồng nghiệp. Ông không lập gia đình. Khi nghỉ hưu ở EMI vào năm 1986, ông về nhà mở một phòng thí nghiệm, vui sống với bao nhiêu tò mò và khám phá cho đến tận những ngày cuối đời vào năm 2004, khi ông ra đi vào tuổi 84.
