General Electric ve National Geographics iş birliği ile hazırlanan Çığır Açan Buluşlar Serisi ile dünyanın önde gelen üniversite ve enstitülerinden bilim insanları ve onların yaptıkları inovasyon ve iyileştirmelerin hayatlarımızı yakın ve uzun vadede nasıl etkileyeceğini anlatıyor. Seri devrim niteliğindeki buluşların ardındaki hikayeleri, insanları ve teknolojiyi ve bunların dünyamızı nasıl değiştirdiklerini anlatıyor.
Çığır Açan Buluşlar Serisi kapsamında blogumuzda ele aldığımız bu ilk yazımızda dünyanın ilk beyin MR’ını çekmeyi başaran GE bilim insanı John Schenck’in hayatı ve buluşunun dünyayı nasıl değiştirdiğini ele alıyoruz.
30 yıl önce bir Kasım sabahı, GE bilim insanlarından John Schenck, bir GE laboratuvarında, geçici bir platforma uzanmıştı. Platform, özel olarak üretilmiş manyetik olmayan çivilerle meydana getirilmişti çünkü Schenck’in vücudu, dünyanın manyetik alanından 30.000 kat güçlü bir mıknatısla kaplanmıştı. Meslektaşları ve bir hemşire başında bekliyordu.
Orada bulunma amaçları Schenck’ın kafasının içine bakmak ve dünyanın ilk beyin MR’ını çekmekti.
Schenck, GE ve National Geographic Channel tarafından yapılan altı bölümlük belgesel serisi Breakthrough’da görev alan GE bilim insanlarından biri.
1970’ler, tıbbi görüntüleme sistemleri açısından devrimci bir dönemdi. GE’deki ve başka yerlerdeki araştırmacılar röntgen cihazını geliştirmiş, vücudun içini görüntüleyebilen bilgisayarlı tomografi (CT) yöntemini keşfetmişti. Başka gruplar, atomların ve moleküllerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini incelemek amacıyla güçlü mıknatısların kullanıldığı nükleer manyetik rezonans yönteminin tıbbi görüntüleme amacıyla kullanılması üzerinde çalışıyordu. Ancak bu mıknatıslar insan vücudunu görüntülemeye yetecek kadar güçlü değildi.
O dönemde, GE’nin görüntüleme sistemleri konusunda öncü ismi Rowland “Kızıl” Reddington (GE’nin ilk bilgisayarlı tomografi cihazını üreten bilim insanı) da manyetik rezonans yöntemini incelemeyi istiyordu. Bu amaçla fizik alanında yüksek lisansı olan genç ve parlak bir doktor olan Schenck’e gitti. Schenck, gündüzleri Redington’ın devasa mıknatısları araştırdığı laboratuvarında çalışarak, geceleri ve hafta sonlarını acil serviste hastalara bakarak geçiriyordu. O dönemi, “Heyecan verici günlerdi,” diye anıyor.
Baş döndürücü günler: John Schenck (ayakta) ve Bill Edelstein ilk 1,5 tesla tam beden mıknatısının önünde.
Schenck’in benzersiz birikimi, MR görüntüleme sistemlerinin neler yapabileceğini hemen fark etmesini sağlamıştı. Radyasyon yayan bilgisayarlı tomografi ve röntgenin aksine, MR makinelerinin yarattığı güçlü manyetik alan vücuttaki su moleküllerini harekete geçirerek, vücudun dışına yayılan bir radyo dalgası yaymalarını sağlıyordu. Vücudun her yerinde su olduğuna göre, MR cihazları sinyalin kaynağını tespit edebilir, dijitalleştirebilir ve iç organların görüntülerini oluşturmaya yarayacak algoritmalar kullanabilirdi.
Schenck ve ekibinin insan vücuduna nüfuz edebilecek güçte bir mıknatıs yapması ve yüksek çözünürlüklü görüntüler elde etmesi iki yıl sürdü. 1,5 tesla değerine sahip mıknatıs Schenck’in laboratuvarına 1982 yılının ilkbaharında geldi. Böylesine güçlü bir manyetik alanın insan vücuduna etkisi üzerine kapsamlı bir araştırma olmadığı için Schenck mıknatısı çalıştırdı, hemşireden hayati göstergelerini takip etmesini isteyerek, 10 dakikalığına mıknatısın içine girdi.
Manyetik alan Schenck’e zarar vermedi. Bunun üzerine ekip o yazı yüksek güçlü manyetik alan kullanan ilk MR görüntüleme cihazının prototipini üretmekle geçirdi. 1982 yılının Ekim ayında Schenck’in beynini görüntülemeye hazır hale gelmişlerdi.
O dönemde birçok bilim insanı 1,5 teslada derin dokulardan gelen sinyallerin tespit edilemeden beden tarafından emileceğini düşünüyordu. Schenck, “Sadece büyük bir kara delik görüntüsü elde etmekten korkuyorduk,” diye anlatıyor. Ancak ilk MR görüntüleme testi başarılı oldu. Schenck, “Beynimin tamamını görüntüledik” diye anlatıyor. “Oldukça heyecan vericiydi.”
1,5 tesla mıknatısı o günden itibaren MR görüntüleme sitemlerinde sektör standardı halini aldı. Günümüzde dünya genelinde yaklaşık 22.000 1,5 tesla MR cihazı, saatte 9.000 görüntü üretiyor; yani yılda 80 milyon tarama gerçekleştiriyor.
Şu anda 76 yaşında olan Schenck halen GE’deki laboratuvarında makineyi geliştirmeye çalışıyor. Her yıl kendi beynini tarayarak meydana gelen değişimlere bakıyor. Yeni araştırmalar çerçevesinde MR taramalarının yakında doktorların depresyon ve diğer zihinsel bozuklukları tespit etmesine yardımcı olacağına inanıyor. “Başta bu işin bir geleceği olup olmayacağını bilmiyorduk” diyor: “Şu anda ise her hastanede bir MR cihazı bulunuyor” diyor.