1960’lardan itibaren geliştirilmeye başlanan tomografi uygulamaları, aslında 20. yüzyılla birlikte devreye giren röntgen kullanımının çok daha ileri bir safhasını oluşturacaktı. 3 boyutlu bir nesnenin iç yapısını farklı kesitlerde görmek prensibi hem teşhiste hem de tedavide çığır açacak; sağlık sektöründe ve finansal yapılarda da bir devrim yaşanacaktı.
Wilhelm Conrad Roentgen’in 1895’te keşfettiği X ışınları, kısa bir süre sonra hekimlerin canlı bedenin içini görebilmelerini sağlayan mucizevi bir teşhis yöntemi olarak kullanılmaya başlandı. X-ışınları nüfuz ettiği katı nesneler tarafından bir miktar zayıflatıldığından, ışına maruz kalma sonucunda ortaya çıkan resim, bedenin içini gösteriyordu. Röntgen devriminden sonra tıp artık eski tıp olmadı; radyoloji 1900’lü yılların başlarında tıbbi bir uzmanlık dalı hâline geldi ve X-ışını görüntüleme bugün hâlâ kullanılmakta… (“Ve insan kendi içini gördü: Röntgen devrimi”, #tarih dergi, Ekim 2014, s: 82-89)
Radyolojinin gelişimi 2. Dünya Savaşı’na kadar ılımlı bir hızda seyretti. Savaş yıllarında X-ışını görüntülemenin yaygın kullanımı ve dijital bilgisayarın ilk örneklerinin ortaya çıkışı ile tanısal görüntüleme tekniklerinde bir devrim yaşandı. Görüntüleme teknolojisinin ve bilgi işlem gücünün gelişmesiyle birlikte, organ fonksiyonları ve metabolizmanın işleyişi de ölçülebilir hâle geldi.
Müzik sektörünün devlerinden EMI (Electric and Musical Industries, Ltd.) 1931’de kurulmuştu. 1939’dan itibaren Ar-Ge bölümünde çalışan genç yetenekler, savaş nedeniyle hava radarlarının ve diğer elektronik cihazların geliştirilmesine yönlendirilmiş; savaşın sonunda şirketin geleneksel eğlence işlerinin yanısıra, savunmayla ilgili elektronik çalışmaları da devam etmişti. 1955’te ABD’de Capitol Records’un satın alınması ve ardından EMI ile sözleşmeli olan Beatles grubunun büyük başarısı, 1970’lere girerken şirketi çok güçlü bir konuma getirmişti. O sıralarda şirketin üst yönetiminde, dolayısıyla kurumsal stratejisinde bir değişiklik yaşandı. Yeni icra kurulu başkanı John Read, EMI’nin kârının üçte ikisini oluşturan müzik işinin riskleri ve belirsizlikleri nedeniyle, şirketin stratejik dengesini değiştirmek istiyordu; bu amaçla nakit akışının bir kısmını şirket içi araştırma-geliştirmelere yönlendirmeye başladı.
Read, şirket içi yenilikçiliği teşvik etmek gayesiyle bir araştırma fonu kurdu. Finanse edilen ilk projeler arasında EMI’de araştırmacı olan Godfrey Hounsfield tarafından önerilen bir proje vardı. Bu proje, şirkete hızla büyüyen tıp teknolojisi alanına girme fırsatı oluşturacaktı. Elektrik mühendisi Hounsfield, radar sistemleri, güdümlü silahlar ve İngiltere’nin ilk transistörlü bilgisayarı gibi projelerde çalışmıştı. Zihnini meşgul eden yeni proje “otomatik örüntü tanıma” (automatic pattern recognition) idi: Kapalı bir kutunun içini görmenin mümkün olup olmadığını merak ediyordu! Daha sonra bunun biyolojik bir yapıda, kafatasında ince ayarlı X-ışını kullanılarak başarılabileceğinin farkına vardı ve ilk bilgisayarlı tomografi tekniğini tasarladı. Bu tasarım, bir nesneye farklı açılardan gönderilen çok sayıda X-ışınını kullanarak, daha sonra bir bilgisayar işlemcisiyle o nesnenin yüzlerce fotoğraftan oluşan bir resmini oluşturmak fikri üzerineydi; böylelikle 3 boyutlu bir nesnenin iç yapısını farklı kesitlerde görmek mümkün olacaktı. Bilgisayarlı tomografi kavramsal anlamda bir yenilikti ama kullandığı teknolojiler iyi biliniyordu. Temelde X-ışını, görüntüleme teknolojisi ve veri işlemeyi birbirine bağlıyordu. Burada asıl zorluk, birbirinden farklı nitelikte olan mekanik, elektronik ve radyografik bileşenlerin tek bir sisteme doğru ve hassas bir şekilde entegre edilmesiydi. İlk deneylerinde verileri elde etmek (tarama süresi) 9 saat, görüntüyü bilgisayarda yeniden oluşturmak 2.5 saat sürmüştü. Sonuçta laboratuvardaki beyin örneğinde ak ve gri maddenin ayırt edilebildiği bir görüntü elde edebilmişti. 1968’de eksiksiz bir sistem olarak tanımlanan ve patent başvurusu yapılan bilgisayarlı tomografi için patent 4 yıl sonra verilecekti.
O yıllarda EMI esas olarak plak ve elektronik üretimiyle ilgileniyordu ve radyolojik ekipman konusunda hiçbir tecrübesi yoktu. Şirkete en büyük kazancı Beatles’ın albüm kayıtları sağlıyor, araştırma projesi için de önemli bir kaynak oluşturuyordu fakat yüksek maliyeti karşılamak için İngiltere Sağlık ve Sosyal Güvenlik Bakanlığı’nın da destek vermesi gerekecekti (“Beatles Tıpta da Devrim Yapmıştı”, ntv tarih, Nisan 2009)
Hounsfield, 1969’da Londra’da bir radyoloji uzmanının desteğini almak için Dr. James Ambrose ile görüştüğünde tıp tarihine geçecek bir işbirliği de başladı. Ambrose, İngiltere’nin en önemli beyin cerrahisi merkezlerinden biri olan Wimbledon’daki Atkinson Morley Hastanesi’nde radyolog olarak çalışıyordu. Bilgisayarlı tomografinin gerçek potansiyelini farketmişti ve Hounsfield’a klinik teknik konularda yardımcı olan, beyin tomografilerini yorumlayan ilk kişi olacaktı.
Londra’da, Atkinson Morley Hastanesi’nin radyoloji bölümüne yerleşen Hounsfield ve küçük ekibi, 2 yıl boyunca Ambrose’un okuldan edindiği deney hayvanlarının kafalarını kullanarak orijinal cihaz üzerinde çalıştıktan sonra, 1971’de bir prototip EMI tarayıcısı (scanner) üzerinde ilk klinik deneyleri gerçekleştirdi. Sonuçlar inanılmazdı; böyle bir buluş tıpta devrim yaratacaktı. Ancak makine çok yavaştı; X-ışını ile taramayı yapmak yalnızca 5 dakika sürüyordu ama, taramayla toplanan verilerin bulunduğu kaseti Atkinson Morley’den EMI laboratuvarlarına götürmek ve burada bir bilgisayarda gece boyunca görüntüleri işlemek gerekiyordu. Kafatası artık tümörler ve kafa yaralanmaları gibi çeşitli kafa içi sorunların radyolojik incelemesine engel teşkil etmeyecekti. İngiltere Sağlık ve Sosyal Güvenlik Bakanlığı hiç vakit kaybetmeden Manchester, Queen Square ve Glasgow için 3 EMI tarayıcı sipariş etti.
Klinik deneylerinin yapıldığı sıralarda John Powell, EMI’ye teknik direktör olarak katıldı. Şirketin elektronik işindeki kârlılığı zayıftı; çünkü 2.500 kişilik Ar-Ge kapasitesi çok sayıda birbirinden farklı küçük hacimli üretime yayılmıştı. Bilgisayarlı tomografi projesi şirketin köklü elektronik altyapısı üzerine inşa edildiğinden, Powell bunun EMI’ye heyecan verici yeni bir alana girme konusunda önemli bir fırsat sağladığına inanıyordu; ancak EMI yönetimi yeni ürünlerinin satış potansiyeli konusunda kararsızdı.
EMI-Scanner olarak adlandırılan bilgisayarlı tomografinin fiyatının 400 bin USD civarında olması bekleniyordu ve yalnızca en büyük ve mâli açıdan en güçlü kurumların satın almaya gücü yetiyordu. Ancak şirket, doktorların coşkusuyla cesaretlendi. Özellikle nörologlar ve beyin cerrahlarının, tanı koymadan önce bilgisayarlı tomografi istemeye etik açıdan kendilerini zorunlu hissedecekleri zamanın yakın olduğunu tahmin edebiliyorlardı. Şirketin ilk 12 ayda 50 tomografi/tarayıcı satacağı tahminiyle Powell, 6 milyon Sterlinlik yatırım projeksiyonu üzerinden temel bir stratejinin ana hatlarını çizdi. Ürün, kazançlı tıbbi ekipman alanına girişle birlikte küresel pazarlara erişim imkanı sağlayacaktı. Şirketin hedefinin, tıbbi görüntüleme alanıyla sınırlı kalmayıp girişimsel radyoloji ve radyasyon terapisine doğru genişlemesi gerektiğini hissetmişti.
Bilgisayarlı tomografiyi geliştiren Godfrey Hounsfield, bir İngiliz nörolog ile ABD’ye gönderildi. Konuştukları Amerikalı uzmanlar, cihazın büyük tıbbi öneme sahip olduğunu doğruladı. Tıp camiasında ilgi yüksekti. Daha sonra EMI, Kuzey Amerika Radyoloji Derneği’nin (RSNA) yıllık toplantısında bir sergi düzenledi. Şirket yönetiminin Amerikan medikal pazarına girmek için bir ABD satış şirketi kurma konusundaki güveni artmıştı.
1977, EMI’nin ABD’deki şirketi EMI Medical Inc. için çok iyi bir yıldı; bilgisayarlı tomografi, Amerikan pazarında muazzam bir başarı elde etmişti. Tarayıcının piyasaya sürülmesinden itibaren geçen 3 yıl içinde, şirketin tıbbi elektronik satışları 42 milyon Sterline yükseldi. 300 üniteden fazla siparişle istikbal de çok parlak görünüyordu.
O zamanlar mevcut olan en umut verici yenilik EMI beyin tomografisiydi. Bu, EMI’nin varlığının ve deneyiminin olmadığı bir pazarda bilinmeyen potansiyele sahip bir üründü. Roentgen’in X ışınlarını keşfetmesinden bu yana tıpta teşhis alanındaki en büyük sıçramayı temsil ediyordu. 3 yılı aşkın bir süre boyunca EMI, dünya pazarının %100’üne sahip oldu. Sonraki 2 yılda rekabetin başlamasıyla birlikte pazar payı düştü ancak satışlar artmaya devam ediyordu. Tıbbi elektronik yatırımları, 1979’un sonunda EMI’nin devralınmasından kısa bir süre sonra THORN EMI tarafından satıldı, ancak EMI’nin patentleri korundu.
Günümüzde görüntüleme sistemleri tüm vücudu, her bir organı kesitler halinde ve 3 boyutlu olarak ortaya koyabildiği gibi, atan kalbi, damarlarda akan kanı, sinir liflerini, dokularda yerleşen tümörleri, enfeksiyonları da gösterebilmekte. Görüntülerin analiziyle kemiklerin yoğunluk kaybı ya da kalbin kan pompalama kapasitesi gibi bilgiler hesaplanabilmekte. Biyopsi ve radyoterapi gibi çeşitli teşhis ve tedavi girişimlerinde görsel kılavuzluk ise radyolojik görüntülemenin başka bir önemli boyutu.
BİLGİSAYARLI TOMOGRAFİ
Kesit görüntülerde mükemmellik
Bilgisayarlı tomografi, genellikle X-ışını kaynağını ve detektörünü hastanın etrafında döndürerek, çeşitli açılardan çok sayıda projeksiyon X-ışını görüntüsü elde eder; bu görüntüler 3 boyutlu bir hacme dönüştürülerek kesit görüntüleri elde edilir. İlk bilgisayarlı tomografide (BT) insan beyninin yalnızca bir kesitini taramak 9 saat sürmüş ve bunlar ardından 2.5 saatte yeniden yapılandırılmıştı. Elde edilen kesit görüntüsü 802 piksel matrise ve 8 Bit kontrast çözünürlüğüne sahipti. Modern BT sistemleri, saniyede 40 kesit yapacak hızda 10242 piksele kadar görüntü matrislerini elde ediyor ve yeniden oluşturuyor.
