Известные люди

»

Аллан Кормак

Закончив школу, К. решил, что астрономия не сильно перспективна с материальной точки зрения, и поступил в Кейптаунский универ для изучения электротехники. Два года через он понял, что его больше интересует физика, и в 1944 г. получил по этой дисциплине уровень бакалавра, а в следующем году магистра.

В дальнейшем К. работал стажером-исследователем в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета (Великобритания), исследуя свойства радиоактивного гелия под руководством Отто Фриша и посещая лекции П.А.М. Дирака по квантовой механике. Написав сообщение заведующему кафедрой физики Кейптаунского университета, К. получил приглашение на место преподавателя физики. В 1956 г. он начал кроме того действовать по совместительству в области медицинской физики в госпитале Гроте-Шур.

В Кейптауне не было таковый же совершенной научной аппаратуры, как в Кембридже, и, помимо того, К. чувствовал себя в некоторой изоляции от остальных ученых специалистов по ядерной физике. Однако, по его словам, заведующий кафедрой физики Р.У. Джеймс дал ему достаточную свободу для исследований и дал вероятность издать немного научных работ. В отделении радиологии в госпитале Гроте-Шур К. наблюдал за использованием радиоизотопов и выполнял такие работы, как, к примеру, калибровка специальных пластинок, по которым разрешено было судить о дозе радиации, полученной персоналом госпиталя. Именно наблюдения над лучевым лечением больных со злокачественными опухолями привели его к той работе, за которую он получил Нобелевскую премию.

К. понял, что для того, чтобы сделать расчет дозу облучения для лечения опухолей, необходимо обладать точную информацию о поглощении рентгеновских лучей различными тканями тела. Размышляя о том, как не возбраняется было бы измерить такие характеристики поглощения, он пришел к выводу, что они могли бы обладать и диагностическое важность, к примеру для больше точной локализации опухолей. Обычные рентгеновские изображения худо служили этим целям.

Рентгеновская техника зародилась в конце XIX в., когда Вильгельм Рентген обнаружил лучи, названные им X-излучением, и с их помощью получил первое рентгеновское изображение кисти руки своей жены. При таких методиках сквозь руку или другую доля тела на чувствительную пленку проходит достаточно просторный пучок рентгеновских лучей. Энергия этих лучей, попадающих на пленку, неодинакова из-за того, что различные ткани, посредством которые проходят лучи, по-разному поглощают их. Такие плотные ткани, как кости, обладают шибко высоким поглощением, и вследствие этого проходящий сквозь них пучок здорово ослабляется, мягкие ткани и жидкости поглощают меньше лучей, воздух ещё меньше.

Рентгенограммы отображают только общее поглощение лучей на пути каждого пучка. При этом по ним нереально установить, какое участие в этом общем поглощении приняли ткани, сквозь которые тот самый пучок последовательно проходил. Это вызывает трудности, в частности, при рентгенографии головы, т. к. кости черепа поглощают лучи шибко весьма и скрывают изображение мягких тканей мозга. К. пришла в голову мысля о том, что если произвести немного рентгеновских измерений, при которых лучик будет проходить сквозь предмет под разными углами, то при этом будет получена инфа о поглощении лучей отдельными внутренними участками.

Хотя казалось целиком разумным допустить, что с помощью многочисленных рентгеновских измерений не возбраняется обрести необходимую информацию, оставалась ещё чисто математическая проблема: как интерпретировать весь объем получаемых данных для воссоздания деталей внутреннего строения? Эту проблему немного облегчало положение, в соответствии которому рентгеновские лучи всю дорогу проходят сквозь предмет в одной и той же плоскости, как бы осуществляя при этом тоненький срез тканей, в результате чего образуется двухмерное поперечное сечение. Повторяя такие измерения в серии замкнутых параллельных плоскостей, позволительно осуществить трехмерную реконструкцию объекта.

Подобное рентгеновское изображение, состоящее из отдельных тонких срезов, называется в настоящее время томограммой (от греч. tomos, что означает срез), а методика в целом получила наименование компьютерной томографии. К. разработал математические методы для анализа данных, получаемых при рентгеновских измерениях, и продолжал совершенствовать эти методы в течение нескольких лет.

В 1956 г. К. взял годичный отпуск для научных исследований на циклотроне в лаборатории Гарвардского университета в Кембридже (штат Массачусетс). (Циклотрон это агрегат, придающий атомным частицам высокую скорость; при этом они сталкиваются с какими-либо мишенями, к примеру другими частицами, что дает вероятность заполучить ценную информацию о структуре и взаимодействиях атомов.) Здесь К. изучал взаимодействия между протонами и нейтронами. Здесь же у него возникла тесная приятельство с директором лаборатории Андреасом Келером. В 1957 г. К. ненадолго съездил в Кейптаун, а после этого вернулся в Соединенные Штаты и занял пост ассистент-профессора физики в Университете Тафтса в Медфорде (штат Массачусетс).

В Кейптауне и Медфорде К. продолжал опыты по проверке своего математического способа. В первых экспериментах использовалось гамма-излучение кобальта-60, для которого были характерны те же закономерности, что и для рентгеновских лучей. К. собирал лучи в тоненький линейный пучок и пропускал сквозь муляж человеческого тела; в качестве детектора использовался счетчик Гейгера, расположенный позади муляжа. В Кейптауне тот самый муляж представлял собой систему из концентрических алюминиевых цилиндров, заключенных в деревянную оболочку; таким образом, он состоял из двух материалов с разными поглощающими свойствами. Источник излучения и детектор были фиксированными, тогда как алюминиево-деревянный цилиндр располагался на подвижной платформе и мог перемещаться, принимая различные положения по отношению к сканирующим лучам. Этот приём не только дал предполагаемые результаты, но и сверх всякого ожидания позволил выявить в алюминиевых структурах участок с другой плотностью. Позже, уже в Медфорде, К. повторил эксперименты с больше сложным муляжом: он состоял из алюминиевой оболочки (череп), внутри которой находилась пластмасса, симулировавшая мягкие ткани (мозг), и два алюминиевых диска, соответствующих опухолям. Эксперименты снова прошли удачно. В 1963 и 1964 гг. К. опубликовал две статьи по математическим методам и результатам опытов, стремясь начать заинтересованность у специалистов по радиационной физике. Статьи, и все-таки, не получили существенного отклика. Как бы то ни было, К. доказал эффективность своего способа, получив на основании различий в поглощении рентгеновских лучей изображения поперечных сечений тела с деталями внутреннего строения. Это были покуда только лабораторные демонстрации с механическими муляжами, но для ускорения математических расчетов уже использовались компьютеры. Результаты этих расчетов приводились не в виде сходных с фотографиями изображений, а в виде графиков. Тем временем К. продолжал исследования по физике частиц в Университете Тафтса. В 1966 г. он стал американским гражданином. Получив звание вначале адъюнкт-профессора, а следом полного профессора физики в Университете Тафтса, он позже стал заведующим кафедрой физики и стоял во главе этой кафедрой с 1968 по 1976 г.

В конце 60-х начале 70-х гг. академический работник из английского объединения Электрикал энд мьюзикал инструменте лимитед (EMI) Годфри Хаунсфилд разработал сходный, но больше практичный алгоритм компьютерно-томографического сканирования. Большую образ в этом сыграло явление современных компьютеров. В 1971 г. в Уимблдонской больнице Аткинсона Морли (Великобритания) был установлен начальный клинический компьютерный томограф и начались исследования больных с опухолями и другими заболеваниями головного мозга. В апреле 1972 г. EMI объявило о производстве первого коммерческого компьютерного томографа EMICT-1000. Клинические испытания этого томографа безотложно показали, что компьютерная томография здоровый шаг вперед по сравнению с другими методиками получения рентгеновских изображений тканей человека.

Серийный компьютерный томограф состоит из четырех основных блоков: генератор рентгеновского излучения; сканирующий компонент (рентгеновская трубка и детектор); компьютер, рассчитывающий уровень ослабления рентгеновского излучения вследствие его поглощения тканями; осциллоскоп с принтером, предназначенные для вывода полученных картин рентгеновского поглощения. Пациент при исследовании неподвижен, а источник излучения и сканирующий ингредиент вращаются около его головы, делая при этом немного сотен измерений поглощения лучей тканями головного мозга, на основании чего дальше строится двухмерное изображение того или иного сечения. Для получения трехмерного изображения больной исподволь смещается вдоль оси вращения, что позволяет свершить последовательное сечение, из которого после этого реконструируется трехмерное изображение (в некоторых моделях имеется большое численность фиксированных по окружности детекторов и осуществляется только вращение источников излучения).

По мнению Хаунсфилда, компьютерный томограф в 100 раз эффективнее обычного рентгеновского аппарата, т.к. обрабатывает всю получаемую информацию, а обычная рентгеновская установка только примерно 1%. Компьютерный томограф чувствительнее, и для него требуется меньше энергии на единственный фотография, чем для обычной рентгеновской установки, хотя общая доза оказывается грубо одинаковой из-за того, что для томографа необходимо хоть отбавляй снимков. Однако главное превосходство томографа содержится в том, что с его помощью позволительно отчетливо отличить мягкие ткани от тканей, их окружающих, более того если отличалка в поглощении лучей шибко невелика. Поэтому агрегат позволяет отличить здоровые ткани от пораженных. Первоначально компьютерные томографы использовались для сканирования мозга, а в настоящее время они применяются для исследования на практике любых участков тела.

В 1979 г. К. совместно с Хаунсфилдом была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине за разработку компьютерной томографии. В Нобелевской лекции К. рассказал о мотивах, которые побудили его заняться этой работой: Мне пришла в голову думка о том, что для того, чтобы больше точь-в-точь намечать проект лечения, необходимо быть в курсе распределение коэффициента поглощения в различных тканях тела, а измерять это распределение надобно с помощью наружных приборов. Я вскоре понял, что подобная инфа была бы полезной для диагностики и, по существу, сводилась бы к томограмме или последовательности томограмм, хотя я и не знал самого этого слова в течение многих лет.

В 1980 г. К. было присвоено звание университетского профессора Университета Тафтса высшее профессорское звание в этом учебном заведении. В этом же году он получил почетную уровень доктора наук.

В 1950 г. К. женился на Барбаре Сиви. В семье у них единственный отпрыск и две дочери. К. предпочитает домашний образ жизни; он любит плавать и кататься на лодке, немало времени посвящает чтению. Еще учась в колледже, К. стал заядлым альпинистом и большим любителем музыки. К. помощник редактора Журнала компьютерной томографии (Journal of Computed Tomography), он член Южноафриканского физического института, Американского физического общества и Американской академии наук и искусств.

Так же читайте биографии известных людей:

Аллен Гинсберг Allen Hinsberg

Аллен Гинсберг - известный американский поэт. Родился 3 июня 1926 года.Аллен Гинсберг является основателем битничества, а также ключевым..
читать далее →

Аллен Тейт Allen Tate

Хотя некоторые эксперименты Тейта с поэтическим языком дают повод отнести его творчество к модернизму, он все же оставался южанином-реакционером в..
читать далее →

Аллен Айверсон Allen Iverson

Выдающийся, талантливый баскетболист, участник самых престижных международных соревнований, обладатель многочисленных наград и премий. Аллен..
читать далее →

Аллен Россум Allen Rossum

В 2004 году Россум поставил рекорд плэй офф в 152 ярда. 22 февраля 2008 года Россум покинул Pittsburgh Steelers и 29 февраля подписал контракт с San..
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий