Allan MacLeod Cormack (1924-1998): Descubridor de tomografía axial computarizada

No es exagerado decir que lo que (Godfrey) Hounsfield y yo sabemos sobre medicina y fisiología podría escribirse en un pequeño formulario de prescripción.

– Allan Cormack, en su discurso Nobel

De tiempos históricos, los sentidos humanos como el tacto, el olfato y la vista han servido como herramientas principales del médico en el diagnóstico físico. La evolución de la medicina, en un sentido real, ha significado el refinamiento evolutivo de estos sentidos, como mejorar la audición con el estetoscopio o la ecografía. Entre los elementos que hemos refinado, destaca el aumento visual para permitirnos ver cosas que normalmente están ocultas a la vista. Para mirar más allá de la piel, los primeros viviseccionistas, que culminaron con el Dr. Andreas Vesalius en el siglo XVI, se dedicaron a disecciones audaces para estudiar los componentes del cuerpo humano. En la actualidad, los estudiantes de medicina estudian la ubicación y la estructura de tejidos y órganos en las clases de anatomía de primer año, y luego analizan muestras quirúrgicas y autopsias en las clases de patología.

El descubrimiento de los rayos X de Wilhelm Roentgen en 1895, por el que ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1901, proporcionó el avance para superar la superficialidad de la vista y permitió al médico ver literalmente el «interior» de un paciente vivo. Esta maravilla diagnóstica pionera ha mantenido su posición venerada desde entonces, a pesar de su incapacidad para mostrar estructuras internas en tres dimensiones, especialmente de tejidos blandos. Por ejemplo, un médico puede ver los contornos de un tumor o la articulación esférica distorsionada del esqueleto, pero la incapacidad de ver la estructura en tres dimensiones limita la apreciación completa de la patología.

EL HOMBRE CON LA SOLUCIÓN

La tomografía axial computarizada (TAC), el TAC ubicuo o la tomografía computarizada (TC), fue un descubrimiento histórico que permitió a los médicos ver el interior del cuerpo humano en tres dimensiones sin utilizar medios invasivos. El hombre con la solución fue Allan MacLeod Cormack, un físico sin Doctor en Filosofía ni Doctor en Medicina, que merecidamente compartió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1979 por su descubrimiento de la TC. Cormack nació en Johannesburgo, Sudáfrica, el 23 de febrero de 1924, de madre escocesa, Amelia MacLeod, y padre, George Cormack. Su madre era maestra y su padre ingeniero, y habían emigrado a Sudáfrica justo antes de la Primera Guerra Mundial.Finalmente se establecieron en Ciudad del Cabo, donde Cormack asistió a la Secundaria Rondebosch para niños y mostró una temprana promesa en tenis, debate y astronomía. Su tiempo libre lo dedicaba al montañismo en las cordilleras de la provincia del Cabo Occidental o a la Montaña de la Mesa en su patio trasero. En astronomía, se dice que devoró las obras populares de Sir Arthur Eddington y Sir James Jeans, astrofísicos británicos. En su autobiografía, atribuye su afición por las matemáticas y la física a estos autores. Deben haber sido la inspiración que estimuló su carrera en la física y su posterior descubrimiento de la TC.

Después de terminar la escuela secundaria, Cormack asistió a la Universidad de Ciudad del Cabo. Al igual que su padre y su hermano, siguió estudios de ingeniería eléctrica, pero cambió a la física después de un par de años, completando su Licenciatura en Ciencias en 1944 y su Maestría en Ciencias con especialización en cristalografía al año siguiente. Cormack luego se trasladó al Laboratorio Cavendish en el St John’s College, Cambridge, Reino Unido, como estudiante de investigación, trabajando con el profesor Otto Frisch de 1947 a 1949. Allí, conoció a una mujer estadounidense, su futura esposa Barbara Seavey, supuestamente durante una de las conferencias del físico Nobel Paul Dirac sobre mecánica cuántica. Propuso matrimonio, pero estaba arruinado, por lo que regresar al departamento de física en Ciudad del Cabo era necesario para asegurarse un trabajo y una novia. Sin embargo, esto vino con un sacrificio, ya que su nueva posición carecía de un ciclotrón para su trabajo de investigación. Su estancia en la Universidad de Ciudad del Cabo de 1950 a 1956 fue bastante solitaria, ya que había muy pocos físicos nucleares en Sudáfrica en ese momento, el más cercano a más de 900 km de distancia. Aún así, era productivo, y sus estudiantes, especialmente los estudiantes universitarios, se inspiraron en sus conferencias.

DE LA FÍSICA A LA RADIOLOGÍA

A principios de 1956, Cormack se desempeñó como físico médico residente en el departamento de radiología del Hospital Groote Schuur de Ciudad del Cabo, el hospital académico jefe de la facultad de medicina de la Universidad de Sudáfrica. Más tarde se hizo famoso por el primer trasplante de corazón humano, realizado allí por el Dr. Christiaan Barnard. Cormack, el único físico nuclear capacitado disponible, supervisó el uso de radioisótopos, así como la calibración de placas de película utilizadas para monitorear la exposición de los trabajadores del hospital a la radiación. También fue testigo de cómo se utilizaba la radiación en el diagnóstico y tratamiento del cáncer. Si bien el interés principal de Cormack era la física de partículas, se fascinó por la tecnología de imágenes y sus deficiencias, y comenzó una serie de experimentos para construir una visión transversal radiológica de los sistemas biológicos. Esto dio lugar a dos artículos científicos básicos publicados por separado entre 1963 y 1964 en el Journal of Applied Physics, que formaron la base teórica fundamental para el escaneo por TC. Por desgracia, se generó casi no hay interés de la comunidad científica en el momento en que, a pesar del potencial de revelar previamente unviewable o apenas visible secciones transversales del cuerpo en vivo.

El trabajo de Cormack fue interrumpido por un año sabático en la Universidad de Harvard, Cambridge, Massachusetts, Estados Unidos, en 1956-1957. En su autobiografía, escribió que como su esposa había venido a las tierras salvajes de África con él, era razonable que él fuera a las tierras salvajes de América con ella en su primer año sabático. Además, Harvard tenía un laboratorio de ciclotrones, que se había utilizado casi exclusivamente para la investigación física antes de 1961. Allan se unió a la facultad de la Universidad de Tufts en Boston como profesor asistente y en 1966 se convirtió en ciudadano naturalizado de los Estados Unidos. Sus principales intereses departamentales estaban en el estudio y la enseñanza de la física nuclear y de partículas. Entre 1956 y 1964, llevó a cabo la mayor parte de su investigación sobre el desarrollo de CAT en su propio tiempo, pero sus estudios se volvieron inactivos debido a la falta de interés de sus colegas en su trabajo. Sin embargo, en el período de 1970-1972, el interés en las técnicas de imagen aumentó, y su entusiasmo se reavivó. Culminó con su descubrimiento de la TC y, finalmente, ganó y compartió el Premio Nobel de Medicina y Fisiología con Sir Godfrey Newbold Hounsfield, quien inventó una escala cuantitativa para describir la radiodensidad.

TOMOGRAFÍA COMPUTARIZADA

La tomografía computarizada utiliza grabaciones en serie de imágenes radiográficas transversales para producir compuestos procesados por computadora de un objeto escaneado. El procesamiento de geometría digital se utiliza para generar un volumen tridimensional del interior del objeto. El término TC se usa a menudo para referirse a la TC de rayos X, porque es la forma más comúnmente conocida. Pero existen otros tipos de TC, como la tomografía por emisión de positrones (PET) y la tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT). En 2015, se realizaron más de 80 millones de procedimientos de TC en los Estados Unidos, y las preocupaciones de neoplasias malignas derivadas de la exposición a la radiación por TC siguen sin confirmarse. Aunque se usa más comúnmente en medicina, la TC también se usa en campos no médicos, como pruebas de materiales e imágenes del contenido de especímenes arqueológicos, sarcófagos o cerámicas.

OTROS HONORES Y PREMIOS

En Tufts, Cormack progresó en la escala académica en el departamento de física para convertirse en asociado y luego en profesor titular. A pesar de no tener un doctorado, sus promociones y la eventual presidencia del departamento dieron testimonio de sus notables descubrimientos de investigación. Recibió la Medalla Hosea Ballou por Servicio Distinguido de Tufts en 1978 y la Medalla de Oro al Mérito de la Universidad de Ciudad del Cabo. Fue miembro de la Academia Nacional de Ciencias, miembro de la Sociedad Americana de Física y miembro de la Academia Americana de las Artes y las Ciencias. Cuando se retiró en 1980, Tufts le otorgó un doctorado honorario y le otorgó su más alto rango profesional, profesor universitario. En 1990, el presidente de los Estados Unidos, George Bush, le otorgó la Medalla Nacional de Ciencias en ciencias físicas «por su trabajo científico, incluido el desarrollo de la tomografía asistida por computadora; y como académico y maestro, especialmente de estudiantes universitarios».

Cormack y su esposa eran padres de un hijo, Robert, y dos hijas, Margaret y Jean. Vivió sus años de retiro en la ciudad de Winchester, Nuevo Hampshire, disfrutando de «las comodidades de Nueva Inglaterra, particularmente los veranos cerca, dentro y sobre el lago Winnipesaukee, Nuevo Hampshire».

Cormack murió de cáncer el 7 de mayo de 1998, a la edad de 74 años, y fue galardonado póstumamente con la Orden de Mapungubwe, el más alto honor de Sudáfrica, en la categoría de oro.