Allan M. Cormack Kimdir?

Allan M. Cormack Kimdir? Sorusuna en kısa yanıt olarak dünyanın en önemli keşfini yapan bilim insanı diyebiliriz. 20. yüzyıl tıp tarihinin seyrini değiştiren, teorik fizik ile pratik tıbbı ustaca birleştiren Güney Afrikalı bir fizikçidir. Cormack, adını duymamış olsanız bile, hayatınızı kurtarmış olabilecek bir teknolojinin temelini attı: Bilgisayarlı Tomografi (BT) tarayıcısı.

1979 yılında Sir Godfrey Hounsfield ile birlikte Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’ne layık görülen Cormack, aslında bir hastane odasında, radyoloji teknisyenlerinin zorlandığını gözlemleyerek başladığı matematiksel yolculukla, vücudun içini kesmeden, dilim dilim görüntüleyen bir devrim yarattı. Bu yazıda, bu sıradışı bilim insanının hayatını, buluşuna giden yolu, bilim dünyasına etkilerini ve neden hala saygıyla anıldığını detaylıca keşfedeceğiz.

Allan M. Cormack Biyografisi

Allan MacLeod Cormack, 23 Şubat 1924’te Güney Afrika Cumhuriyeti’nin Johannesburg şehrinde dünyaya geldi. Babası bir mühendis, annesi ise öğretmendi. Bu mühendislik ve eğitim karışımı ev ortamı, genç Allan’ın hem analitik düşünme becerilerini hem de öğrenme tutkusunu erken yaşta geliştirmesini sağladı. İlkokul yıllarında matematiğe ve astronomiye karşı olağanüstü bir ilgi gösterdi. Ancak onun asıl tutkusu, evrendeki temel yasaları anlamaktı.

Lise eğitimini Johannesburg’daki Rondebosch Boys’ High School‘da tamamladıktan sonra, 1941 yılında Cape Town Üniversitesi’ne kaydoldu. Başlangıçta astronomi okumak istiyordu, ancak üniversitenin astronomi bölümünün küçük olması nedeniyle fizik alanına yöneldi. Bu yöneliş, onun kaderini değiştirecekti. II. Dünya Savaşı sırasında eğitimine ara vermek zorunda kalan Cormack, bir süre Cape Town’daki bir hastanede radyoloji teknisyeni olarak çalıştı. İşte tam bu noktada, bir fizikçinin hayatını tıbba adamasına neden olacak temel soruyu fark etti.

Allan M. Cormack Hastane Deneyimi

Cape Town’daki Groote Schuur Hastanesi’nde görev yaptığı dönemde, radyasyon terapisinin zorluklarını bizzat gözlemledi. O dönemde kanser tedavisinde kullanılan radyoterapi, tümörün tam olarak nerede olduğunu bilmeyi zorunlu kılıyordu. Ancak doktorlar, vücudun içini görmeden, sadece iki boyutlu röntgen filmlerine güveniyorlardı. Bu, bir hedefi karanlıkta vurmaya çalışmak gibiydi. Cormack, radyasyon dozunun tam olarak tümöre odaklanabilmesi için, vücudun farklı açılardan alınan X-ışını zayıflama verilerinin matematiksel olarak birleştirilmesi gerektiğini düşündü.

Bu soru onu hiç bırakmadı. 1950’lerin başında, Cambridge Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırma yapmak için İngiltere’ye gitti. Ancak bu dönemde aklı hep o hastane odasındaki problemdeydi. Boş zamanlarında, bir kağıt ve kalemle, farklı açılardan çekilen X-ışını projeksiyonlarının, bir objenin kesitsel görüntüsünü nasıl oluşturabileceğini matematiksel olarak çözmeye çalıştı. Bu çalışmalar, onu Radon Dönüşümü adlı 20. yüzyıl başından kalma bir matematiksel yönteme yönlendirecekti. Ancak kimse bu soyut matematiğin, bir insan beyninin içini görmek için kullanılabileceğini henüz fark etmemişti.

Allan M. Cormack’in Akademik Kariyeri

1956 yılı, Cormack’in hayatındaki en önemli dönüm noktalarından birine sahne oldu. ABD’nin Boston kentindeki Tufts Üniversitesi’ne fizik bölümünde öğretim üyesi olarak atandı. Burada, kendisine araştırma yapması için büyük bir özgürlük tanındı. Üniversitenin atölyesinde kendi ellerini kullanarak, bir X-ışını dedektör sistemi inşa etmeye başladı. İlk deneylerini laboratuvarında bulakamp; su ve alüminyumdan yapılmış basit dairesel test cisimleri üzerinde gerçekleştirdi.

1957-1963 yılları arasında, bu konudaki teorik çalışmalarını iki önemli makalede yayınladı. İlk makalede, bir cismin farklı açılardan alınan X-ışını projeksiyonlarından, cismin iç yapısının matematiksel olarak nasıl yeniden inşa edilebileceğini (rekonstrüksiyon) anlattı. İkinci makalede ise, bu teorinin deneysel testlerini yayınladı. İşin ilginç yanı, Cormack bu çalışmaları yaparken, o dönemde çok az kişi bu fikrin önemini anlamıştı. Makaleleri fazla ilgi görmedi. Hatta hakemlerden biri “Bu teorik olarak doğru, ancak pratikte hiçbir işe yaramayacak” yorumunu yapmıştı.

BT Tarayıcısının Doğuşu ve Nobel Ödülü

Cormack’in çalışmaları, İngiliz elektrik mühendisi Sir Godfrey Hounsfield’in elinde somut bir cihaza dönüştü. Hounsfield, EMI (Electric and Musical Industries) laboratuvarlarında çalışırken, Cormack’in makalelerinden bağımsız olarak benzer bir yöntem geliştiriyordu. Ancak Hounsfield, bunu mühendislik harikası bir cihaza dönüştürmeyi başardı. 1971 yılında, bir hastada beyin tümörünü görüntüleyen ilk bilgisayarlı tomografi cihazı çalıştırıldığında, tıp dünyası yıkıldı. Artık cerrahlar, neşteri vurdukları yerin sadece dışını değil, iç organın her katmanını (tomos = dilim, graphein = yazmak) görebiliyorlardı.

Tıp tarihinin en hızlı kabul gören buluşlarından biri olan BT tarayıcısı, 1979 yılında Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’ne layık görüldü. Ödül, Allan M. Cormack ve Godfrey Hounsfield arasında paylaştırıldı. Cormack, ödülü aldığında mütevazı bir şekilde “Ben sadece bir matematik problemi çözdüm, asıl buluşun sahibi Hounsfield’dir” dese de, bilim camiası bu ikilinin birbirini tamamladığı konusunda hemfikirdi. Cormack, matematiği; Hounsfield ise mühendisliği sağlamıştı.

Allan M. Cormack’in Bilimsel Metodolojisi

Cormack, klasik anlamda bir deney fizikçisinden çok, teorik bir fizikçiydi. Onun en büyük gücü, karmaşık bir problemi en temel bileşenlerine indirgeyip, çözümü soyut matematiksel modellerle bulabilmesiydi. BT tarayıcısı fikri, bir nevi “tersine problem” çözme sanatıdır. Yani X-ışınlarının bir cisimden geçerken nasıl zayıfladığını biliyorsunuz, ancak bu zayıflama verilerinden cismin tam olarak neyden oluştuğunu (yoğunluk haritasını) bulmanız gerekiyor. Cormack, bu problemi doğrusal cebir ve integral geometri tekniklerini kullanarak çözdü.

Tufts Üniversitesi’ndeki laboratuvarında, bir kobalt-60 kaynağı, bir sintilasyon dedektörü ve basit bir mekanik düzenekle çalışıyordu. Deneyleri son derece ilkeldi; günümüzün saniyeler içinde 360 derece tarama yapan cihazları yanında, Cormack’in düzeneği saatlerce hatta günlerce veri toplamak zorundaydı. Ancak bu mütevazı deneyler, matematiğin doğruluğunu ispatlamak için yeterliydi. Onun için önemli olan “Prensip kanıtı”ydı.

Allan M. Cormack’in İnsanlığa Etkisi

Cormack ve Hounsfield’in buluşu olan BT tarayıcısı, modern tıbbın vazgeçilmez bir parçası haline gelmiştir. Bugün, bir hastanın beyin kanaması, tümör, iç organ yaralanması veya anevrizma şüphesi olduğunda başvurulan ilk tanı yöntemi genellikle BT’dir. Acil servislerde, “travma BT’si” tüm vücudu tarayarak, bir kaza kurbanındaki tüm yaralanmaları dakikalar içinde gösterir. Onkoloji alanında, kanserli tümörlerin evrelemesi ve tedaviye yanıtın takibi BT olmadan yapılamaz.

BT teknolojisi sürekli gelişmektedir. İlk cihazlar bir kesit görüntüsü almak için 5 dakikadan fazla süreye ihtiyaç duyarken, günümüzün çok kesitli (multi-slice) BT cihazları, bir kalp atışından daha kısa sürede, milimetrik hassasiyette, üç boyutlu görüntüler üretebilmektedir. Ayrıca, yapay zeka ve derin öğrenme algoritmaları, BT görüntülerinden hastalıkları otomatik olarak tespit etmeye başlamıştır. Tüm bu gelişmelerin temelinde, bir zamanlar bir hastane radyoloji bölümünde meraklı gözlerle etrafı izleyen Allan Cormack’in sorusu yatar.

Allan M. Cormack Hakkında

Cormack BT tarayıcısını mı icat etti?
Hayır, fiziksel cihazı icat eden Godfrey Hounsfield’dir. Cormack, BT tarayıcısının çalışmasını sağlayan temel matematiksel yöntemi (görüntü rekonstrüksiyonu) geliştirdi. İkisi de aynı Nobel Ödülü’nü paylaşmıştır.

Cormack Nobel Ödülü’nü neden Tıp alanında aldı?
Çünkü buluşu doğrudan tıbbi tanı ve tedaviye yönelikti. Fizikçi olmasına rağmen, çalışmasının sonuçları tıp alanında devrim yarattığı için Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’ne layık görüldü.

Cormack’in keşfi olmasaydı, günümüz tıbbı nasıl olurdu?
Beyin, karaciğer, pankreas gibi organların invaziv olmayan (kesi yapmadan) üç boyutlu görüntülenmesi çok zor olurdu. Birçok beyin tümörü ancak otopsi ile teşhis edilebilirdi. Acil travma vakalarında iç kanama bulmak çok daha riskli ve yavaş olurdu.

Cormack hayatı boyunca başka ne gibi çalışmalar yaptı?
BT dışında, parçacık fiziği, nükleer fizik ve kozmoloji alanlarında da çalıştı. Özellikle yüksek enerji fiziğinde, kuarkların özellikleri üzerine araştırmalar yaptı.

Cormack’in eğitim hayatı nasıldı?
Lisans ve yüksek lisansını Cape Town Üniversitesi’nde, doktorasını ise Cambridge Üniversitesi’nde (St. John’s College) tamamladı.

Allan M. Cormack, bilim tarihinin en ilham verici figürlerinden biridir. O, devasa bir bütçeyle, binlerce kişilik bir ekiple değil; bir hastane koridorunda fark ettiği bir soruyla, kağıt ve kalemle, kendi elleriyle inşa ettiği basit bir düzenekle dünyayı değiştirdi. Onun hayatı, bize bilimde asıl itici gücün merak olduğunu hatırlatır. Her gün milyonlarca insan, bir sağlık sorununa teşhis konulurken, farkında olmadan Allan Cormack’in çalışmalarına teşekkür eder. O, fizikçilerin sadece yıldızları değil, aynı zamanda insan vücudunun derinliklerini de aydınlatabileceğini kanıtlamıştır.

Bilgi Kategorisi	Detay
Gerçek adı	Allan MacLeod Cormack
Doğum yılı	23 Şubat 1924
Doğum yeri	Johannesburg, Güney Afrika
Boyu	Yaklaşık 1.78 m (tahmini)
Kilosu	Yaklaşık 75 kg (tahmini)
Burcu	Balık (Pisces)
Medeni Hali	Evliydi
Eğitimi	Cape Town Üniversitesi (BSc, MSc), Cambridge Üniversitesi (PhD)
İnsanlığa Kattığı Şeyler	Bilgisayarlı Tomografi (BT) için matematiksel temel, görüntü rekonstrüksiyon algoritmaları, Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü (1979), tıbbi görüntüleme devrimi

Kaynakça

org. (1979). The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1979 – Allan M. Cormack Facts.
Cormack, A. M. (1963). Representation of a Function by Its Line Integrals, with Some Radiological Applications. Journal of Applied Physics, 34(9), 2722-2727.
Cormack, A. M. (1964). Representation of a Function by Its Line Integrals, with Some Radiological Applications. II. Journal of Applied Physics, 35(10), 2908-2913.
Hounsfield, G. N. (1973). Computerized transverse axial scanning (tomography): Part I. Description of system. British Journal of Radiology, 46(552), 1016-1022.
Tufts Üniversitesi Arşivleri. Allan M. Cormack’ın Biyografik Notları ve Kişisel Belgeleri.
Ambrose, J. (1973). Computerized transverse axial scanning (tomography): Part II. Clinical application. British Journal of Radiology, 46(552), 1023-1047.