A Thomas venne assegnato l'incarico di ricreare prima in un cane le stesse condizioni di un bambino affetto da morbo blu, e poi di correggere tale condizione mediante l'anastomosi dell'arteria polmonare alla succlavia. Tra i cani operati da Thomas ce n'era uno di nome Anna, che divenne il primo essere a sopravvivere a lungo a questo tipo di intervento ed il solo animale ad avere il proprio ritratto appeso alle pareti della Johns Hopkins. In quasi due anni di attività di laboratorio, che comportarono il coinvolgimento di circa 200 cani, Thomas da ultimo fu in grado di replicare solo due dei quattro difetti cardiaci che riguardavano la Tetralogia di Fallot. Egli dimostrò che la procedura di correzione non era letale, convincendo così Blalock che l'operazione poteva essere tentata in sicurezza anche su un paziente umano. Poiché Thomas sapeva di non essere autorizzato a intervenire sui pazienti, egli rispettò ancora una volta le regole e si limitò ad assistere Blalock durante l'intervento.