不要再問諾貝爾獎到底有啥用?這17個人告訴你什麼叫牛逼

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造福人類才是最有效

醫學影像是現代醫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學影像有關,醫學影像不僅是醫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、發射型核素顯像、內窺鏡機器人攝影、超聲診斷。

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X光片

X光片影像方面有四位諾獎得主。

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1. 德國物理學家 倫琴(Wilhelm Conrad Röntgen,1845年 - 1923年)

物理學界第一位諾獎 (1901年)

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1895年11月8日發現了X射線,為開創醫療影像技術鋪平了道路。這一發現不僅對醫學診斷有重大影響,還直接影響了20世紀許多重大科學發現。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學獎: 計算機層析成像

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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後,科馬克設計發展了一種計算機化軸向層析x射線攝影法(CAT掃描器,中國醫務界通常稱 “CT” ---百度)這一新型診斷技術。自1973年進入臨床應用後,極大地改進了對大腦和其他組織病變的確診能力。科馬克和豪斯菲爾德分享了1979年諾貝爾生理學及醫學獎。

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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,採用這種CT技術獲得病人的檢查圖像震驚了醫學界。目前CT技術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,生活節儉,他終生未婚。

科馬克和亨斯菲爾德相互並不知道對方的工作,他們兩人把電子計算機應用到醫療影像,可以更好地處理分辨人體內部結構圖像,大幅提高了疾病診斷的準確性,成為20世紀醫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

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物理學界至今最後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出來的。

在獲得諾獎的前三年,即1989年,他創立了一家公司,把他發明的多絲正比室引入醫學影像,X射線強度比常規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,非常適用於嬰兒。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生深遠的影響”。

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磁共振成像

磁共振影像方面也有四位諾獎得主。

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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

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布洛赫

1946年,提出了以他名字命名的“布洛赫方程”,發展了核磁精密測量的新方法,為七十年代開發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理。

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珀塞耳

在1945年,他在其學生的幫助下發現了核磁共振。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學獎: 磁共振成像

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勞特布爾、曼斯菲爾德

1973年,勞特布爾發現,把物體放置在一個穩定的磁場中,然後再加上一個不均勻的磁場,再用適當的電磁波照射這一物體,這樣根據物體釋放出的電磁波就可以繪製成物體某個截面的內部圖像。隨後,曼斯菲爾德又進一步驗證和改進了這種方法,並發現不均勻磁場的快速變化可以使上述方法能更快地繪製成物體內部結構圖像。

此外,曼斯菲爾德還證明了可以用數學方法分析這種方法獲得的數據,為利用計算機快速繪製圖像奠定了基礎。在這兩位科學家成果的基礎上,第一臺醫用核磁共振成像儀於20世紀80年代初問世。這一成就是醫學診斷和研究領域的重大成果,是目前最為重要的醫療診斷工具之一。

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發射型核素顯像

正電子發射斷層影像與單光子發射型電子計算機斷層顯像都屬於發射型核素顯像,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 Skłodowska Curie,1867年 — 1934年)

1903年諾貝爾物理學獎: 發現天然放射性

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從左往右依次為:貝可勒爾、居里、居里夫人

貝可勒爾發現了鈾的天然放射性。隨後,居里夫婦系統研究了所有的元素,定出鈾和釷以及它們的化合物都有天然放射性, 開創了放射性理論。1911年,居里夫人因發現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於治療癌症。

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: 發現人工放射性

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約里奧-居里、伊雷娜·約里奧-居里

居里夫婦的女兒和女婿,夫妻合作於1932年發現一種穿透性很強的輻射,後確定為中子;也最早在實驗中得到正電子。1934年發現人工放射性物質,並對裂變現象進行研究,獲得了1935年諾貝爾化學獎。

約里奧-居里還於1948年領導建立了法國第一座核反應堆。現在,放射性同位素不但已廣泛地運用於工業、農業、商業和國防工業等各個領域,而且對於推動某些學科的研究也產生了重大的影響,特別是對化學、生物學和醫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實,極大地造福於人類。

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

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開發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現化學元素鉿 (為了紀念該元素的發現所在地——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之一,首先用於化學反應,然後用於醫療。他也對X射線對癌細胞和健康細胞中核酸的影響感興趣。

內窺鏡機器人攝影

內窺鏡機器人攝影使用發光二級管LED有三位諾獎得主。

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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: 發明藍色發光二級管即藍光LED

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從左往右依次為:赤崎勇、天野浩、中村修二

三位科學家共同發明了高效的藍色發光二極管,開啟愛迪生髮明白熾燈之後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,儘管現時生產的白光LED大部分是通過在藍光LED上覆蓋一層淡黃色熒光粉塗層製成的。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。”

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超聲

在五大醫學影像中,唯有超聲診斷沒有諾獎得主。把超聲波引入醫學的John Wild獲得了1991年日本國際獎; 發明超聲心動圖、超聲腦電圖的IngeGudmar Edler 和 Carl Hellmuth Hertz獲得了1977年拉斯克醫學獎。

產科超聲意義巨大,其發明者Ian Donald 兩次獲得諾獎提名,第二次是1981年。他原以為產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。

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其它醫學影像

其它醫學影像,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,居里一家佔了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,佔最高比例。獲獎學科以物理最多,共10 位,醫學4位,化學3位。

生活依舊美好

得諾獎的只有別人

跟你們侃大山的還有超模君

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本文由超級數學建模整理編輯

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