Allan MacLeod Cormack (1924-1998): Oppdager av datastyrt aksial tomografi

Det er ikke mye av en overdrivelse å si at Hva (Godfrey) Hounsfield Og jeg vet om medisin og fysiologi kan skrives på en liten reseptform.

– Allan Cormack, i sin nobel adresse

fra historisk tid, har menneskelige sanser som berøring, lukt og syn fungert som legens primære verktøy i fysisk diagnose. Evolusjon av medisin, i en reell forstand, har betydd evolusjonær forfining av disse sansene, for eksempel å øke hørselen med stetoskopet eller ultralyd. Fremtredende blant elementene vi har raffinert er visuell forstørrelse for å gjøre oss i stand til å se ting som normalt er skjult. For å se utover huden tok tidlige viviseksjonister, som kulminerte I Dr Andreas Vesalius i det 16. århundre, til dristige disseksjoner for å studere menneskekroppskomponenter. I dag, student leger studere plasseringen og strukturen av vev og organer i freshman anatomi klasser, deretter gå på å analysere kirurgiske prøver og obduksjoner i patologi klasser.

Wilhelm Roentgens oppdagelse Av Røntgenstråler i 1895, som han vant Nobelprisen i Fysiologi eller Medisin i 1901, ga gjennombruddet for å overvinne overfladiskheten av synet og tillot legen å bokstavelig talt se på innsiden av en levende pasient. Denne banebrytende diagnostiske vidunder har holdt sin ærverdige posisjon siden, til tross for sin manglende evne til å vise interne strukturer i tre dimensjoner, spesielt av bløtvev. For eksempel kan en lege se konturene av en svulst eller forvrengt kuleledd av skjelettet, men manglende evne til å se strukturen i tre dimensjoner begrenser full forståelse av patologi.

MANNEN med LØSNINGEN

Computerisert aksial tomografi (CAT), den allestedsnærværende CAT-eller computertomografi (CT) – skanningen, var et landemerkeoppdagelse som tillot klinikere å se det indre av menneskekroppen i tre dimensjoner uten å bruke invasive midler. Mannen med løsningen Var Allan MacLeod Cormack, en fysiker med Verken Doktor I Filosofi Eller Doktor I Medisin, som fortjent delte Nobelprisen i Fysiologi eller Medisin i 1979 for sin oppdagelse av CT. Cormack ble født I Johannesburg i Sør-Afrika den 23. februar 1924 av En skotsk mor, Amelia MacLeod, Og far, George Cormack. Hans mor var lærer og hans far ingeniør, og de hadde innvandret til Sør-Afrika like før Første Verdenskrig. De til slutt slo seg ned I Cape Town, Hvor Cormack deltok Rondebosch Boys ‘ High School og viste tidlig løfte i tennis, debattere og astronomi. Hans fritid ble brukt fjellklatring i områdene I Western Cape-provinsen eller Table Mountain i hans bakgård. I astronomi skal Han ha fortært de populære verkene Til Sir Arthur Eddington og Sir James Jeans, Britiske astrofysikere. I sin selvbiografi, krediterer han sin forkjærlighet for matematikk og fysikk til disse forfatterne. De må ha vært inspirasjonen som ansporet sin karriere i fysikk og hans påfølgende oppdagelse AV CT.

Etter å ha fullført videregående skole, cormack gikk På University Of Cape Town. Som sin far og bror studerte han elektroteknikk, men byttet til fysikk etter et par år, fullførte Sin Bachelor Of Science i 1944 og Sin Master of Science med spesialisering i krystallografi året etter. Cormack flyttet deretter til Cavendish Laboratory Ved St John ‘ S College, Cambridge, Storbritannia, som forskningsstudent, og arbeidet under Professor Otto Frisch fra 1947 til 1949. Der møtte Han En Amerikansk kvinne, Hans fremtidige kone Barbara Seavey, angivelig under En Av nobelfysikeren Paul Diracs forelesninger om kvantemekanikk. Han fridde, men ble blakk, så flytte tilbake til fysikk avdeling I Cape Town var nødvendig for å sikre seg både en jobb og en brud. Men dette kom med et offer, da hans nye stilling manglet en syklotron for sitt forskningsarbeid. Hans stint Ved University Of Cape Town fra 1950 til 1956 var en ganske ensom, da det var svært få kjernefysikere i Sør-Afrika på den tiden, den nærmeste var mer enn 900 km unna. Likevel var han produktiv, og hans studenter, spesielt undergraduates, ble inspirert av hans forelesninger.

FRA FYSIKK TIL RADIOLOGI

Tidlig i 1956 fungerte Cormack som bosatt medisinsk fysiker i radiologiavdelingen Ved Cape Towns Groote Schuur Hospital, det viktigste akademiske sykehuset ved Universitetet I sør-Afrikas medisinske skole. Det ble senere kjent for den første menneskelige hjertetransplantasjon, utført der Av Dr Christiaan Barnard. Cormack, den eneste tilgjengelige trente kjernefysikeren, overvåket bruken av radioisotoper, samt kalibrering av filmmerker som brukes til å overvåke sykehusarbeidernes eksponering for stråling. Han var også vitne til hvordan stråling ble brukt i diagnose og behandling av kreft. Mens Cormacks primære interesse var partikkelfysikk, ble Han fascinert av bildeteknologi og dens mangler, og begynte en rekke eksperimenter mot å konstruere et radiologisk tverrsnittsriss av biologiske systemer. Dette resulterte i to grunnleggende vitenskapelige artikler publisert separat mellom 1963 og 1964 I Journal Of Applied Physics, som dannet det grunnleggende teoretiske grunnlaget for CT-skanning. Dessverre genererte de nesten ingen interesse fra det vitenskapelige samfunnet på den tiden til tross for potensialet for å avsløre tidligere uvisbare eller bare knapt synlige tverrsnitt av kroppen in vivo.

cormacks arbeid ble avbrutt av et sabbatsår ved Harvard University, Cambridge, Massachusetts, Usa, i 1956-1957. I sin selvbiografi skrev han at da hans kone hadde kommet Til Villmarken I Afrika med Ham, var det bare rimelig at han skulle gå Til Villmarken I Amerika med henne på sitt første sabbatsår. Harvard hadde også et syklotronlaboratorium, som hadde blitt brukt nesten utelukkende til fysikkforskning før 1961. Allan sluttet seg til Fakultetet Ved Tufts University I Boston som assisterende professor og i 1966 ble en naturalisert statsborger i Usa. Hans hovedinteresser var studier og undervisning i kjernefysikk og partikkelfysikk. Mellom 1956 og 1964 gjennomførte HAN det meste av sin forskning på UTVIKLINGEN AV CAT i sin egen tid, men hans studier ble inaktive på grunn av hans kollegers manglende interesse for sitt arbeid. Men i perioden 1970-1972 økte interessen for bildeteknikker, og hans entusiasme ble gjenopplivet. Det kulminerte i hans oppdagelse AV CT og eventuell vinner og deling Av Medisin / Fysiologi Nobelprisen Med Sir Godfrey Newbold Hounsfield, som oppfant en kvantitativ skala for å beskrive radiodensitet.

CAT SCAN

CT benytter serielle opptak av tverrsnittsradiografiske bilder for å produsere datamaskinbehandlede kompositter av et skannet objekt. Digital geometribehandling brukes deretter til å generere et tredimensjonalt volum på innsiden av objektet. Begrepet CT brukes ofte til Å referere Til Røntgen CT, fordi det er den mest kjente formen. MEN andre TYPER CT eksisterer, for eksempel PET (positronemisjonstomografi) og spect (single-photon emission computertomografi) imaging. I 2015 ble mer enn 80 millioner CT-prosedyrer utført i Usa, og bekymringer for maligniteter som skyldes CT-strålingseksponering forblir ubekreftet. SELV mest brukt i medisin, ER CT også brukt i ikke-medisinske felt som for materialer testing og avbildning innholdet i arkeologiske prøver, sarkofager eller keramikk.

ANDRE UTMERKELSER og PRISER

På Tufts, cormack kommet opp den akademiske stigen ved fysikkavdelingen til å bli førsteamanuensis og deretter professor. Til tross for at han ikke hadde doktorgrad, hadde hans kampanjer og eventuelt formannskap i avdelingen vitnesbyrd om hans bemerkelsesverdige forskningsfunn. Han mottok Hosea Ballou Medal For Distinguished Service fra Tufts i 1978 og Gold Medal of Merit fra University Of Cape Town. Han var medlem Av National Academy Of Sciences, medlem Av American Physical Society og medlem Av American Academy Of Arts and Sciences. Da Han pensjonerte seg i 1980, ga Tufts ham en æresdoktorgrad og ga ham sin høyeste faglige rang, universitetsprofessor. I 1990 tildelte Usas President George Bush Ham National Medal of Science in physical sciences «for hans vitenskapelige arbeid, inkludert utviklingen av datamaskinassistert tomografi; og som lærer og lærer, spesielt av studenter».

Cormack og hans kone var foreldre til en sønn, Robert, og to døtre, Margaret Og Jean. Han levde ut sine pensjonsalder år i Byen Winchester, New Hampshire, nyter «fasilitetene Til New England, spesielt somre nær, I Og På Lake Winnipesaukee, New Hampshire».

cormack døde av kreft den 7. Mai 1998, i en alder av 74 år, og ble posthumt tildelt Mapungubwe-Ordenen, Sør-Afrikas høyeste utmerkelse, i gullkategorien.