W latach 50. objął kierownictwo laboratorium cewnikowania na Uniwersytecie Alabamy i został profesorem medycyny na Uniwersytecie Waszyngtona w St. Louis. W 1959 został dziekanem wydziału medycznego na Wayne State University w Detroit, gdzie z pomocą komputerów dostarczonych przez Ford Motor Company rozwijał wraz z fizykiem George’em W. Clarkiem z Massachusetts Institute of Technology zastosowanie emiterów pozytonów w badaniach serca, co przyczyniło się do stworzenia powszechnie stosowanej pozytonowej tomografii emisyjnej. W 1969 przeniósł się do Pasadeny, by kontynuować swoje badania w Huntington Medical Research Institutes, objął również profesurę na Uniwersytecie Południowej Kalifornii. Był pionierem wykorzystania kamer poklatkowych do badań naczyń wieńcowych. Prowadził również badania chemiczne serca pozawałowego i nad zastosowaniem tlenku azotu do pomiaru przepływu krwi. Na emeryturę przeszedł w wieku 98 lat.
Dożywotni przewodniczący International Society for Heart Research, które sam współzakładał, i założyciel jego pisma „Journal of Molecular & Cellular Cardiology”. Autor ponad 500 publikacji naukowych.