Raymond Damadian - Raymond Damadian

Raymond Vahan Damadian
narozený ( 1936-03-16 )16.března 1936 (věk 85)
New York City, New York , Spojené státy
Alma mater University of Wisconsin – Madison
Albert Einstein College of Medicine
Známý jako Vynálezce magnetické rezonance (MRI)

Raymond Vahan Damadian (narozený 16 března 1936) je americký lékař arménského původu, lékař a vynálezce prvního MR (magnetické rezonance) skenovacího stroje.

Damadianův výzkum sodíku a draslíku v živých buňkách ho vedl k jeho prvním experimentům s nukleární magnetickou rezonancí (NMR), které ho přiměly k prvnímu návrhu MR tělového skeneru v roce 1969. Damadian zjistil, že tumory a normální tkáň lze odlišit in vivo pomocí nukleární magnetické rezonance (NMR), protože jejich delší relaxační časy , a to jak T 1 ( spin-mřížka relaxace ) nebo T 2 ( spin-spin relaxace ). Damadian byl první, kdo provedl celotělové skenování lidské bytosti v roce 1977 k diagnostice rakoviny . Damadian vynalezl přístroj a metodu pro bezpečné a přesné použití NMR ke skenování lidského těla, což je metoda nyní známá jako magnetická rezonance ( MRI ).

Damadian získal několik cen. V roce 2001 program cen Lemelson-MIT udělil Damadanovi cenu za celoživotní dílo ve výši 100 000 USD jako „muže, který vynalezl skener MRI“. Pokračoval ve spolupráci s Wilsonem Greatbachem , jedním z prvních vývojářů implantovatelného kardiostimulátoru, na vývoji kardiostimulátoru kompatibilního s MRI. Franklin Institute ve Filadelfii ocenil práci Damadiana na MRI oceněním Bower Award in Business Leadership. Byl také jmenován Knights of Vartan 2003 „Mužem roku“. V roce 1988 získal národní medaili za technologii a v roce 1989 byl uveden do síně slávy národních vynálezců .

Životopis

Časný život

Damadian se narodil v New Yorku do arménsko - francouzské rodiny Vahan a Odette (rozené Yazedjian). Bakalářský titul z matematiky získal na University of Wisconsin – Madison v roce 1956 a titul MD na Lékařské fakultě Alberta Einsteina v New Yorku v roce 1960. 8 let studoval hru na housle na Juilliardu a hrál v Junior Davis Pohárové tenisové soutěže.

Setkal se se svou budoucí manželkou Donnou Terryovou, zatímco měl zaměstnání tenisového trenéra. Pozvala ho na křížovou výpravu Billyho Grahama z roku 1957 v Madison Square Garden a on odpověděl na oltářní volání . Raymond a Donna se vzali rok poté, co dokončil lékařskou školu, a měli tři děti. Raymond říká, že se o detekci rakoviny začal zajímat poprvé, když jako 10letý chlapec viděl, jak jeho babička z matčiny strany, s níž si byl velmi blízký, bolestivě umírá na rakovinu prsu.

Magnetická rezonance

Raymond Damadian je „Přístroj a metoda pro detekci rakoviny ve tkáni.“

Damadova raná práce na NMR se týkala vyšetřování iontů draslíku uvnitř buněk. Zjistil, že doby relaxace draslíku byly mnohem kratší ve srovnání s vodnými roztoky iontů draslíku. To naznačovalo, že draslík není volný, ale komplexovaný s „ionty s pevným nábojem“, jak již dříve určil.

On a jiní výzkumníci nezávisle zkoumány signály 1 H NMR v buňkách, a zjistili, že relaxační časy byly mnohem kratší než v destilované vodě. To bylo v souladu s uspořádáním velké části vody adsorpcí na makromolekulární povrchy. Damadian předpovídal, že rakovinné buňky budou mít delší relaxační časy, a to jak kvůli narušení maligních buněk, tak kvůli jejich zvýšeným hladinám draslíku, protože ionty draslíku „rozbíjejí strukturu“ objednané vodní frakce.

V 1971 článek v časopise Science , SUNY downstate Medical Center profesorem Damadian hlásil, že nádory mohou být detekovány in vivo pomocí nukleární magnetické rezonance (NMR) z důvodu mnohem delší dobu relaxace než normální tkáň. Navrhl, aby tyto rozdíly mohly být použity k detekci rakoviny , a to i v raných fázích, kdy by to bylo nejléčitelnější, ačkoli pozdější výzkum zjistí, že i když jsou tyto rozdíly skutečné, jsou pro diagnostické účely příliš variabilní. Damadian však ve své seminární práci tvrdil pouze to, že jeho metoda byla detekčním nástrojem, takže se netvrdil, že je diagnostickým nástrojem, ale měl v úmyslu poskytnout neinvazivní způsob detekce rakoviny a sledování účinnosti jejich terapie.

V roce 1974 obdržel první patent v oboru MRI, když patentoval koncept NMR pro detekci rakoviny po podání přihlášky v roce 1972. Jak poznamenává National Science Foundation , „Patent zahrnoval myšlenku použití NMR k„ skenování “ lidské tělo lokalizovat rakovinnou tkáň. “ Nepopisoval však metodu generování obrázků z takového skenování ani přesně to, jak by takový sken mohl být proveden. Damadianovo uznání, že relaxační čas NMR lze použít k rozlišení různých typů tkání a maligních tkání, je tím, co dává MRI jeho kontrast k typům tkání.

V padesátých letech minulého století Herman Carr uvedl vytvoření obrazu jednorozměrné magnetické rezonance (MR). Na základě zprávy Damadiana o potenciálním lékařském využití NMR Paul Lauterbur rozšířil Carrovu techniku ​​a vyvinul způsob, jak generovat první obrazy MRI ve 2D a 3D pomocí přechodů. Peter Mansfield z University of Nottingham poté vyvinul matematickou techniku, která by umožnila skenům trvat spíše sekundy než hodiny a produkovat jasnější obrázky, než měl Lauterbur. Zatímco Lauterbur a Mansfield se soustředili na zvířata a lidské končetiny, Damadian sestrojil první celotělový přístroj pro magnetickou rezonanci a vyrobil první úplné zobrazení lidského těla pomocí magnetické rezonance („MRI“), i když s použitím techniky „zaměřeného pole“, která se značně liší z moderního zobrazování.

Podle článku Wall Street Journal byly původní metody Damadiana pro praktické použití chybné, protože se spoléhaly na skenování celého těla bod po bodu a využívaly rychlosti relaxace, což se ukázalo jako účinný indikátor rakovinné tkáně. Nicméně, stejný článek poukázal, „Přesto, jeho pozorování T 1 a T 2 Rozdíly v rakovinné tkáně byla Eureka okamžik Paula Lauterbur .“ Kromě toho, referát Damadian je dokumentováno v jeho tabulce 2 vyplývá, že T 1 relaxační časy byly různé, mimo experimentální nejistoty, přes všechny jeho vzorky o různých zdravých tkání: přímý sval, játra, žaludek, tenké střevo, ledviny a mozek. To poprvé ukázalo cestu k přesnému zobrazení měkkých tkání těla; Rentgenové zobrazování bylo vážně nedostatečné pro analýzu měkkých tkání, protože rozdíl v absorpci byl tak malý (<4%). Takže když v soudním případě Fonar v. General Electric , právníci GE učinili stejné tvrzení, že doby relaxace byly prodlouženy také v nerakovinné tkáni, takže to nebyla dobrá diagnostika, Fonarovi právníci odpověděli, že je nefér potrestat Damadiana, protože jeho metody detekoval ještě více funkcí, než zamýšlel. Dokonce i dnes, 90% MRI u pacientů vytvářet obrazy, které jsou závislé relaxace, a to buď T 1 - T nebo 2 -dependentních obrazy.

První lidský MRI sken těla

3. července 1977 byla provedena první zkouška těla MRI na lidské bytosti (první lidský sken provedl tým Petera Mansfielda v Nottinghamu o rok dříve na prst kolegy autora Andrewa Maudsleye). Výroba jednoho snímku trvala téměř pět hodin: skenování hrudníku Larryho Minkoffa bod po bodu 106 voxelů . Obrazy byly podle moderních standardů primitivní. Damadanovi trvalo spolu s kolegy Larrym Minkoffem a Michaelem Goldsmithem sedm let, než dosáhli tohoto bodu. Svůj původní stroj pojmenovali „Nezlomný“, aby zachytil ducha jejich boje za to, co mnozí řekli, že se nedaří, i když žádné systémy nikdy nepoužijí Damadovu metodu. Jeho technika zobrazování nebyla nikdy provedena do prakticky použitelné metody, a proto nebyla nikdy použita v MR zobrazování, jak jej známe dnes.

Jeho patent následoval po patách pověstí, které se už vznášely v celé vědecké komunitě Lauterburova navrhovaného nápadu používat NMR in vivo (stále v lidském těle, zobrazovací zařízení). V roce 1969 však Damadian předtím navrhl NMR jako metodu pro externí skenování vnitřních rakovin v těle, tj. In vivo :

Velmi se zajímám o potenciál NMR spektroskopie pro včasnou nedestruktivní detekci vnitřních malignit. … Vynaložím veškeré úsilí sám a prostřednictvím spolupracovníků, abych zjistil, že všechny nádory lze rozpoznat podle jejich relaxačních časů draslíku nebo H 2 O-protonových spekter, a budu pokračovat ve vývoji instrumentace a sond, které lze použít ke skenování lidského těla externě pro časné příznaky malignity. Detekce vnitřních nádorů během nejranějších stavů jejich geneze by nás měla velmi přiblížit celkové eradikaci onemocnění.

Ačkoli se to později ukázalo jako nereprodukovatelné, ve svém vědeckém článku z roku 1971 Damadian ukázal různé NMR signály pro nádory a různé typy tkání:

Techniky nukleární magnetické rezonance [NMR] v zásadě kombinují mnoho žádoucích vlastností externí sondy pro detekci vnitřní rakoviny.

To bylo zjevně vlivné, jak napsal Lauterbur v roce 1986:

… Pozornost lékařské komunity byla poprvé přitahována Damadianovou zprávou, že některé zvířecí nádory mají pozoruhodně dlouhou dobu relaxace vodního protonu.
… I dlouhé normální tkáně se mezi sebou v časech relaxace NMR výrazně lišily a já jsem přemýšlel, jestli existuje nějaký způsob, jak neinvazivně zmapovat taková množství v těle.

Byl to tedy objev silně variantních relaxačních časů, které vedly k Lauterburovu snaze graficky znázornit tyto rozdíly v relaxačním čase. Bez těchto rozdílů, neznámých až do Damadova díla, by nebylo nic, s čím by se dalo vytvořit obraz. Odtud tedy kniha o historii MRI, která obsahovala kapitoly o Damadanovi i Lauterburovi, v kapitole 8 s názvem „Raymond V. Damadian: Původce koncepce celotělového NMR skenování (MRI) a Objevitel rozdílů relaxace tkáně NMR, které ji vytvořily Možný." Kniha poukázala na důležitost obou mužů:

Díky příspěvkům Dr. Raymonda Damadiana a Dr. Paula Lauterbura se magnetická rezonance stala nejsilnějším a nejspolehlivějším diagnostickým nástrojem v medicíně. …
Miliony lidí po celém světě mají vyšší kvalitu života a mnoho životů bylo zachráněno díky příspěvkům Damadiana a Lauterbura.
NMR skenování bylo výsledkem dvou základních kroků. Vzali je dva velcí průkopníci MRI tohoto svazku, Dr. Raymond Damadian a Dr. Paul Lauterbur. Dr. Damadian poskytl první krok, objevení rozdílů signálu tkáňového NMR, ze kterého je obraz vytvořen, a první koncept tělového skeneru NMR, který by tyto rozdíly signálu využil k detekci onemocnění v lidském těle. Dr. Lauterbur poskytl další krok vizualizace těchto signálních rozdílů jako obrázek a dodal první metodu pro získání těchto signálů praktickými rychlostmi. Nezdá se pravděpodobné, že by MRI mohlo dojít bez klíčových kroků přispěných oběma vědci.
Bez Damadianova objevu nebylo možné vědět, že vážná onemocnění, jako je rakovina, lze detekovat pomocí NMR skeneru nebo že tkáňové NMR signály mají dostatečný kontrast k vytvoření lékařsky užitečných obrazů. Bez Lauterburova příspěvku by vývoj praktické metody pro vizualizaci těchto signálních rozdílů, protože obraz mohl nastat mnohem méně efektivně. Kromě toho neuvěřitelné množství odvahy a pugnacity, které projevil Damadian, pracoval sám s pouhými dvěma studenty, bez důsledného udělování, což ho vedlo k tomu, aby většinu svého vývoje prováděl jako samorost, který se v případě potřeby učí, elektronika, obrábění , svařování a mnoho dalších technologií, aby mohl postavit svůj první prototyp, je příkladem pro každého výzkumníka. To je třeba porovnat s pracovními podmínkami Lauterbur nebo Mansfield, oba pracují s pohodlným financováním v prostorných laboratořích s mnoha kolegy a studenty. Alespoň z hlediska zásluh je práce Damadiana skutečně značná. …
Prezident Spojených států ocenil jejich úspěchy a udělil nejvyšší čest národa v oblasti technologií, národní Medal of Technology, společně Dr. Damadianovi a Dr. Lauterburovi za rozvoj MRI. Při předávání ceny 15. července 1988 prezident Ronald Reagan uvedl oba vědce za jejich nezávislé příspěvky při koncipování a vývoji aplikace technologie magnetické rezonance pro lékařské použití, včetně skenování celého těla a diagnostického zobrazování.

Damadiánův stroj je nyní v Smithsonian Institution . Ještě v roce 1982 existovalo v celých Spojených státech několik MRI skenerů; dnes jich jsou tisíce.

Fonar Corporation

V roce 1978 založil Damadian vlastní společnost Fonar (která byla zkratkou pro „Field Focused Nuclear Magnetic Resonance“) pro výrobu MRI skenerů a v roce 1980 vyrobil první komerční. Damadova technologie „zaměřeného pole“ se ukázala výrazně méně efektivní a pomalejší než Lauterburův gradientní přístup. Jeho skener s názvem „Nezlomný“ se neprodal. Fonar nakonec opustil Damadovu techniku ​​ve prospěch metod přijatých Lauterburem a Mansfieldem. Damadian a Fonar vymáhali licenční poplatky za patenty, které držel Damadian. Usadili se s mnoha velkými společnostmi, ale žaloba proti General Electric šla na Federal Circuit , který potvrdil rozhodnutí 129 milionů dolarů proti GE za porušení Damadianových patentů. Damadian říká, že peníze za úsudek byly všechny vráceny zpět do Fonaru pro účely výzkumu a vývoje.

Damadian je největším akcionářem společnosti s 8% akcií v hodnotě 6,5 milionu dolarů. Přestože vlastní pouze 8% akcií, udržuje téměř 100% kontrolu nad společností prostřednictvím samostatné třídy akcií (třída C), kterou ovládá pouze Damadian 2007. Damadian později spolupracoval s Wilsonem Greatbatchem , jedním z prvních vývojářů implantovatelného kardiostimulátoru , aby vyvinout kardiostimulátor kompatibilní s MRI. Vynalezl stand-up systém MRI a má 15 MRI skenovacích center po celých Spojených státech. Existuje celá řada nezávislých center MRI, které používají tuto technologii jak v USA, tak po celém světě. Společnost vytvořila a vytvořila první Upright Multi-Positional MRI na světě, která byla v roce 2007 uznána Vynálezem roku v rámci Vzdělávací nadace asociace vlastníků duševního vlastnictví.

Kreacionismus

Ve 4. února 2014 Bill Nye-Ken Ham debata , Damadian byl jeden z vědců, kteří zaznamenali sami na videu vyznává víru v mladém Země kreacionismus pro odpovědi v Genesis prezident Ken Ham citovat.

Ceny a vyznamenání

Damadian získal National Medal of Technology v roce 1988 a byl uveden do síně slávy National Inventors v roce 1989. Jeho původní celotělový skener MRI byl dán Smithsonian Institution v 80. letech a nyní je zapůjčen a vystaven u National Inventors Síň slávy v Ohiu. V roce 2001 program cen Lemelson-MIT udělil Damadanovi cenu za celoživotní dílo ve výši 100 000 USD jako „muže, který vynalezl skener MRI“.

Franklin institut ve Philadelphii vyjádřila uznání Damadian práce na MRI s Bower Award v Business vedení . Byl jmenován rytířem Vartanu 2003 „Mužem roku“. V září 2003 byl oceněn cenou Innovation Award v Bioscience od The Economist .

Kontroverze o Nobelově ceně

V roce 2003 byla Nobelova cena za fyziologii nebo medicínu udělena Paulu Lauterburovi a siru Peteru Mansfieldovi za objevy související s MRI. Ačkoli Nobelova pravidla umožňují, aby cenu sdíleli až tři příjemci, Damadian cenu nezískal. Spory o to, kdo se podílel na vývoji MRI, pokračovaly roky před oznámením Nobelovy ceny a mnoho vědeckých komunit mělo pocit, že Nobelova cena za MRI nebyla udělena tak dlouho kvůli debatám o roli Damadiana ve svém vývoji.

Damadian řekl, že úvěr by měl být připsán „mně a pak Lauterburovi“ a Lauterbur měl pocit, že úvěr by měl získat pouze on. V roce 1997 zadala Národní akademie věd časovou osu milníků MRI a čtyři z 12 v počátečním návrhu byly připsány Damadianovi. Při závěrečné publikaci v roce 2001, delší než jakákoli jiná publikace v seriálu, nebyl Damadanovi přičítán žádný z milníků. Text uvedl, že Damadanovy metody „se neprokázaly jako klinicky spolehlivé při detekci nebo diagnostice rakoviny “. Poté, co Damadianovi právníci zaslali NAS výhružný dopis, byl text na webových stránkách NAS přepracován, ale ne ke spokojenosti Damadiana. Damadian řekl v roce 2002: „Kdybych se nenarodil, existovalo by MRI? Nemyslím si to. Kdyby se nenarodil Lauterbur? Dostal bych se tam. Nakonec.“

The New York Times napsal:

Tato otázka byla předmětem sporu mezi Dr. Damadianem a Dr. Lauterburem a je v akademických kruzích známá již řadu let, přičemž někteří se obávají, že by se Nobelova komise vyhýbala magnetickému rezonančnímu zobrazování úplně kvůli údajné nechuti Švédů k kontroverzní objevy. Dr. Lauterbur (74) není v dobrém zdravotním stavu a výbor se mohl rozhodnout, že jeho cenu, kterou nelze posmrtně udělit, je třeba za objev udělit hned, nebo nikdy. “

Po oznámení Lauterbur a Mansfield's Nobels, mezi říjnem a listopadem 2003, ad hoc skupina s názvem „The Friends of Raymond Damadian“ (vytvořená Damadianovou společností FONAR) dvakrát vytáhla celostránkové reklamy v The New York Times , The Washington Post „ The Los Angeles Times a jeden z největších švédských novin , Dagens Nyheter protestuje proti svému vyloučení s titulkem„ Hanebné zlo, které musí být napraveno “ve snaze přimět Nobelovu komisi, aby si to rozmyslela a poskytla mu podíl na Cena.

Damadian navrhl, že Lauterbur a Mansfield měli odmítnout Nobelovu cenu, pokud Damadian nedostal společné uznání. Damadiana podporovali různí odborníci na MRI, včetně John Throck Watson, Eugene Feigelson, V. Adrian Parsegian, David Stark a James Mattson. Publicista New York Times Horace Freeland Judson toto chování kritizoval s tím, že neexistuje „žádná Nobelova cena za kňučení“ a že mnoho zasloužilých kandidátů, kteří mohli mít lepší nároky než Damadian, jako například Lise Meitner , Oswald Avery a Jocelyn Bell , bylo dříve popřel podíl Nobelovy ceny. Musel však připustit, že Erwin Chargaff , jehož dvě pravidla měla zásadní význam při objevení struktury DNA, hovořil o jeho vynechání velmi hlasitě a Fred Hoyle byl rozčilený nad vyloučením Jocelyn Bell .

Jiní poukazují na to, že zatímco Damadian předpokládal, že k detekci rakoviny lze použít relaxační časy NMR, nevyvinul (ani nenavrhl) současný způsob vytváření obrazů. Vzhledem k tomu, že Nobelova cena byla udělena Lauterburovi a Mansfieldovi za vývoj zobrazování pomocí nukleární magnetické rezonance , má Damadianovo vyloučení větší smysl. Někteří měli pocit, že se výzkumní vědci postavili na stranu Lauterbura, protože byl jejich vlastní, zatímco Damadian byl lékař, který z jeho raných patentů těžil. Charles Springer, expert na MRI na Oregonské univerzitě pro zdraví a vědu, uvedl, že pokud by byl proveden průzkum akademické komunity, většina by souhlasila se závěry Nobelova výboru . A Mansfield ve své autobiografii napsal, že „osobou, která skutečně přišla o získání ceny“, byl Erwin Hahn pro jeho příspěvek k principům spinových ozvěn .

Chemik George Kauffman tvrdil, že si Damadian zaslouží Nobelovu cenu:

Nepochybně jak Damadian, tak Lauterbur významně přispěli k zobrazování a skenování pomocí MRI. Bez Damadianových relaxačních objevů, které ukázaly ostrou diskriminaci mezi tkáněmi a obzvláště závažným onemocněním, jako je rakovina, by nebyl žádný důvod bavit nebo dokonce uvažovat o způsobu zobrazení relaxačních rozdílů, aby je bylo možné vizualizovat jako obraz. Kromě toho, s výjimkou relaxačních rozdílů, které objevil Damadian, by nebylo žádného důvodu očekávat, že takový obraz bude něco ukazovat, tj. Že existuje jakýkoli tkáňový kontrast NMR, s nímž by bylo možné snímek vytvořit.

Věda a technologie jsou dva zřetelně odlišné podniky. Věda je obor znalostí věnovaný shromažďování faktických informací a porozumění přírodním jevům. Předchází technologii a technologie bez ní nemůže postupovat. Bez nových znalostí vědy o přírodních jevech nelze vytvořit nové metody technologie pro využívání a využívání tajemství přírody. Nové vědecké informace jsou nutně prvním krokem.

Navíc není pochyb o tom, že Damadadův klíčový objev předcházel vývoji Lauterbur.

Filozof Michael Ruse, který psal pro Metanexův institut, navrhl, že Damadanovi mohla být kvůli jeho kreacionistickým názorům odepřena Nobelova cena a řekl:

Přikrčím se při myšlence, že Raymond Damadian byl kvůli své náboženské víře odmítnut jeho spravedlivá čest. Mít hloupé nápady v jednom oboru není dobrý důvod popírat zásluhy za skvělé nápady v jiném oboru. Kromě skutečnosti, že si tentokrát budou vědci stvoření myslet, že existuje dobrý důvod si myslet, že jsou předmětem nespravedlivého zacházení v rukou vědecké komunity.

Sám Damadian řekl: „Než se to stalo, nikdo mi nikdy neřekl:„ Nedají ti Nobelovu cenu za medicínu, protože jsi vědecký pracovník stvoření. “Pokud by lidé kvůli tomu proti mně aktivně bojovali, nikdy jsem to nevěděl.“

Knihy od Damadiana

  • Nadaná mysl: Příběh Dr. Raymonda Damadiana, vynálezce MRI . Mistrovské knihy . 2015. ISBN 978-0890518038. (s Jeffem Kinleym)

Viz také

Reference

  • James Mattson a Merrill Simon. Průkopníci NMR a magnetické rezonance v medicíně: Příběh MRI. Jericho a New York: Bar-Ilan University Press, 1996. ISBN  0-9619243-1-4 .
  • Donald P. Hollis. „Abusing Cancer Science: The Truth About NMR and Cancer“, Chehalis, WA: Strawberry Fields Press, 1987. ISBN  0-942033-15-9 .
  • Doug Sharp a Jerry Bergman. Přesvědčeni důkazy: Pravdivé příběhy víry, vědy a síly tvůrce , 2008. ISBN  0-89051-545-X

externí odkazy