Allan MacLeod Cormack (1924-1998): Descobridor de tomografia axial computorizada

não é muito exagero dizer que o que (Godfrey) Hounsfield e o que eu sei sobre a medicina e a fisiologia pode ser escrito em uma pequena receita formulário.

– Allan Cormack, in his Nobel address

From historical times, human senses such as touch, smell and sight have served as the physician’s primary tools in physical diagnosis. A evolução da medicina, em um sentido real, significou o refinamento evolucionário desses sentidos, como o aumento da audição com o estetoscópio ou a ultra-sonografia. Pre-eminente entre os itens que temos refinado é o aumento visual para nos permitir ver coisas que são normalmente escondidos da vista. Para olhar para além da pele, os primeiros vivisseccionistas, culminando com o Dr. Andreas Vesalius no século XVI, levaram a dissecações ousadas para estudar componentes do corpo humano. Nos dias de hoje, os estudantes doutores estudam a localização e estrutura de tecidos e órgãos em aulas de anatomia caloira, em seguida, analisam amostras cirúrgicas e autópsias em aulas de patologia.A descoberta de raios-X por Wilhelm Roentgen em 1895, pela qual ganhou o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1901, forneceu o avanço para superar a superficialidade da visão e permitiu que o médico literalmente visse o interior de um paciente vivo. Esta maravilha pioneira de diagnóstico tem mantido sua posição reverenciada desde então, apesar de sua incapacidade de mostrar estruturas internas em três dimensões, especialmente de tecidos moles. Por exemplo, um médico pode ver os contornos de um tumor ou a articulação da bola distorcida do esqueleto, mas a incapacidade de ver a estrutura em três dimensões limita a apreciação completa da patologia.

O HOMEM COM A SOLUÇÃO

de tomografia axial Computorizada (TAC), o onipresente GATO ou a tomografia computadorizada (TC) de digitalização, foi uma grande descoberta que permitiu que os médicos para ver o interior do corpo humano em três dimensões sem usar invasivo. O homem com a solução foi Allan MacLeod Cormack, um físico sem doutor de filosofia nem doutor de Medicina, que merecidamente compartilhou o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1979 por sua descoberta da TC. Cormack nasceu em Joanesburgo, África do Sul, em 23 de fevereiro de 1924, de uma mãe escocesa, Amelia MacLeod, e pai, George Cormack. Sua mãe era professora e seu pai engenheiro, e eles haviam imigrado para a África do Sul pouco antes da Primeira Guerra Mundial. Seu tempo livre foi gasto em montanhismo nas cordilheiras da província do Cabo ocidental ou Montanha da mesa em seu quintal. Em astronomia, diz-se que ele devorou as obras populares de Sir Arthur Eddington e Sir James Jeans, astrofísicos britânicos. Em sua autobiografia, ele credita sua afeição pela matemática e física a esses autores. Eles devem ter sido a inspiração que impulsionou sua carreira em física e sua subsequente descoberta da TC.Depois de completar o ensino médio, Cormack frequentou a Universidade da Cidade Do Cabo. Como seu pai e seu irmão, ele prosseguiu estudos em Engenharia Elétrica, mas mudou-se para física depois de um par de anos, completando seu Bacharel em ciência em 1944 e seu mestre em ciência com especialização em cristalografia no ano seguinte. Cormack então se mudou para o Laboratório Cavendish no St John’s College, Cambridge, Reino Unido, como um estudante de pesquisa, trabalhando sob o Professor Otto Frisch de 1947 a 1949. Lá, ele conheceu uma mulher americana, sua futura esposa Barbara Seavey, supostamente durante uma das palestras do físico Nobel Paul Dirac sobre mecânica quântica. Ele propôs casamento, mas estava falido, então voltar para o departamento de física na cidade do cabo era necessário para garantir um emprego e uma noiva. No entanto, isso veio com um sacrifício, como sua nova posição não tinha um ciclotrão para seu trabalho de pesquisa. Sua estadia na Universidade da Cidade Do Cabo de 1950 a 1956 foi bastante solitária, pois havia muito poucos físicos nucleares na África do Sul naquela época, sendo o mais próximo mais de 900 km de distância. Ainda assim, ele era produtivo, e seus alunos, especialmente os estudantes, foram inspirados por suas palestras.

FROM PHYSICS TO RADIOLOGY

In early 1956, Cormack served as resident medical physicist in the radiology department at Cape Town Groote Schuur Hospital, the chief academic hospital of the University of South Africa’s medical school. Mais tarde tornou-se famoso pelo primeiro transplante de coração humano, realizado lá pelo Dr. Christiaan Barnard. Cormack, o único físico nuclear treinado disponível, supervisionou o uso de radioisótopos, bem como a calibração de emblemas de filme utilizados para monitorar a exposição dos trabalhadores hospitalares à radiação. Ele também testemunhou como a radiação foi usada no diagnóstico e tratamento do câncer. Enquanto o principal interesse de Cormack era a física de partículas, ele ficou fascinado pela tecnologia de imagem e suas deficiências, e começou uma série de experimentos para a construção de uma visão radiológica transversal dos sistemas biológicos. Isto resultou em dois artigos básicos de ciência publicados separadamente entre 1963 e 1964 no Journal of Applied Physics, que formaram a base teórica fundamental para a digitalização CT. Infelizmente, eles não geraram quase nenhum interesse da comunidade científica na época, apesar do potencial de revelar anteriormente irrepreensível ou apenas dificilmente visualizável secções transversais do corpo in vivo.

Cormack’s work was interrupted by a sabatical at Harvard University, Cambridge, Massachusetts, United States, in 1956-1957. Em sua autobiografia, ele escreveu que, como sua esposa tinha vindo para as florestas da África com ele, era apenas razoável que ele deveria ir para as florestas da América com ela em seu primeiro ano sabático. Além disso, Harvard tinha um laboratório de ciclotron, que tinha sido usado quase exclusivamente para pesquisa física antes de 1961. Allan ingressou na faculdade da Universidade Tufts em Boston como professor assistente e em 1966 tornou-se um cidadão naturalizado dos Estados Unidos. Seus principais interesses departamentais foram no estudo e ensino da física nuclear e de partículas. Entre 1956 e 1964, ele conduziu a maior parte de sua pesquisa sobre o desenvolvimento de CAT em seu próprio tempo, mas seus estudos ficaram inativos devido à falta de interesse de seus colegas em seu trabalho. No entanto, no período de 1970-1972, o interesse em técnicas de imagem aumentou, e seu entusiasmo foi reacendido. Ele culminou em sua descoberta da CT e, eventualmente, ganhar e compartilhar o Prêmio Nobel de medicina/fisiologia com Sir Godfrey Newbold Hounsfield, que inventou uma escala quantitativa para descrever a radiodensidade.

CAT SCAN

CT utiliza gravações em série de imagens radiográficas transversais para produzir compósitos processados por computador de um objeto digitalizado. O processamento de geometria Digital é então usado para gerar um volume tridimensional do interior do objeto. O termo CT é muitas vezes usado para se referir a CT de raios X, porque é a forma mais conhecida. Mas existem outros tipos de TC, tais como PET (Tomografia de emissão de positrões) e SPECT (tomografia computadorizada de emissão de fotões únicos). Em 2015, mais de 80 milhões de procedimentos de TC foram realizados nos Estados Unidos, e preocupações de malignidades decorrentes da exposição à radiação TC permanecem não confirmadas. Embora mais comumente usado em medicina, CT também é usado em campos não médicos, como para testes de materiais e imagens do conteúdo de espécimes arqueológicos, sarcófagos ou cerâmica.Em Tufts, Cormack progrediu na escada acadêmica do Departamento de física para se tornar um associado e, em seguida, um professor completo. Apesar de não ter um doutorado, suas promoções e eventual presidência do Departamento deram testemunho de suas notáveis descobertas de pesquisa. Recebeu a Medalha De Ouro de Mérito da Universidade da Cidade Do Cabo. Foi membro da Academia Nacional de Ciências, membro da sociedade física americana e membro da Academia Americana de Artes e Ciências. Quando ele se aposentou em 1980, Tufts concedeu-lhe um doutorado honorário e concedeu-lhe a sua mais alta posição profissional, professor universitário. Em 1990, o Presidente dos Estados Unidos, George Bush, concedeu-lhe a Medalha Nacional de ciência nas ciências físicas “por seu trabalho científico, incluindo o desenvolvimento da tomografia assistida por computador; e como um estudioso e professor, especialmente de estudantes”.Cormack e sua esposa eram pais de um filho, Roberto, e duas filhas, Margarida e Jean. Ele viveu seus anos de aposentadoria, na cidade de Winchester, New Hampshire, desfrutando de “as amenidades da Nova Inglaterra, particularmente verões perto, e no Lago Winnipesaukee, New Hampshire”.Cormack morreu de câncer em 7 de Maio de 1998, aos 74 anos, e recebeu postumamente a ordem de Mapungubwe, a maior honra da África do Sul, na categoria ouro.