Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Роберт Ледли
Роберт Ледли цветной портрет.jpg
Роберт Ледли
Родившийся( 1926-06-28 )28 июня 1926 г.
Флашинг, Квинс , Нью-Йорк, США
Умер24 июля 2012 г. (2012-07-24)(86 лет)
Кенсингтон, Мэриленд, США
ГражданствоСоединенные Штаты Америки
Альма-матер
Известен
  • КТ / компьютерная томография всего тела
  • Оптическое распознавание образов
  • Биоинформатика
  • Вычислительная адвокация
Супруг (а)Терри Ледли (урожденная Вахтел)
Награды
Научная карьера
Поляматематика , физика , вычисления , биология , медицина , стоматология
Учреждения

Роберт Стивен Ледли (28 июня 1926 - 24 июля 2012), профессор физиологии и биофизики и профессор радиологии медицинского факультета Джорджтаунского университета , был пионером использования электронных цифровых компьютеров в биологии и медицине. В 1959 году он написал две влиятельные статьи в журнале Science.: «Обоснование основ медицинской диагностики» (совместно с Ли Б. Ластедом) и «Цифровые электронные компьютеры в биомедицинской науке». Обе статьи побуждали биомедицинских исследователей и врачей внедрять компьютерные технологии. В 1960 году он основал Национальный фонд биомедицинских исследований (NBRF), некоммерческую исследовательскую организацию, занимающуюся продвижением использования компьютеров и электронного оборудования в биомедицинских исследованиях. В NBRF Ледли реализовал несколько крупных проектов: в начале 1960-х гг. Разработка системы ввода пленки для цифрового автоматического компьютера (FIDAC), которая автоматизировала анализ хромосом; изобретение в середине 1970-х годов автоматического компьютеризированного поперечно-аксиального компьютерного томографа (ACTA) всего тела; управление Атласом последовательности и структуры белков(создан в 1965 году Маргарет О. Дейхофф); и создание в 1984 году ресурса Protein Information Resource . Ледли также работал редактором нескольких крупных рецензируемых биомедицинских журналов. В 1990 году Ледли был занесен в Национальный зал славы изобретателей . В 1997 году он был награжден Национальной медалью в области технологий . В 2010 году он ушел с поста президента и директора по исследованиям NBRF.

Семья и образование [ править ]

Роберт Ледли родился 28 июня 1926 года во Флашинг-Медоуз , Квинс, Нью-Йорк, США. [1] Его отец, Джозеф Леви, был бухгалтером, а его мать, Кейт Леви, была школьной учительницей, прежде чем стать домохозяйкой. У Роберта была сестра Мэрион и сводный брат Ральф. Всех троих братьев и сестер звали Ледли. [2]

Среди друзей детства Ледли во Флашинге была Маргарет Окли Дейхофф , которая позже провела большую часть своей карьеры, работая в Национальном фонде биомедицинских исследований, и стала основателем области биоинформатики . [3] Ледли учился в школе Горация Манна , которую окончил в 1943 году. [4]

Будучи студентом Колумбийского университета, Ледли преуспел в физике, пройдя курсы бакалавриата и магистратуры в течение первых двух лет в качестве студента. Однако, когда он сообщил своим родителям о своем желании стать физиком, они возразили на том основании, что карьера в области физики для него невозможна из-за нехватки постоянной работы в этой области. Вместо этого они призвали его зарабатывать на жизнь стоматологом. Ледли попытался пойти сразу по обоим путям; он поступил в стоматологический колледж Нью-Йоркского университета, продолжая изучать физику в Колумбийском университете. [5]В течение дня Ледли посещал курсы стоматологии в Нью-Йоркском университете, а затем ездил на метро в Колумбию, чтобы пройти вечерние курсы физики. Получив докторскую степень в Нью-Йоркском университете в 1948 году, Ледли стал постоянным аспирантом по физике в Колумбии, где он прошел курсы у многих известных физиков, включая И.И. Раби (который пошутил, что Ледли был единственным физиком, который мог вырвать человеку зуб), Энрико Ферми , Ганс Бете и Дж . А. Уиллер . Ледли получил степень магистра физики в Колумбии в 1950 г. [6]

В 1949 году Ледли женился на Терри Вахтелле (род. 1926), учителе математики в Куинс-колледже и сестре Герберта Вахтелла . [7] У пары было двое сыновей, Фред (1954 г.р.) и Гэри (1957 г.р.). Когда пара переехала в округ Колумбия в начале 1950-х годов, Терри работал программистом, пока не ушел с работы, чтобы растить своих сыновей. Оба сына окончили медицинский факультет Джорджтаунского университета . [8] Фред Ледли - профессор естественных и прикладных наук в Университете Бентли и автор многочисленных научных статей, а также романа «Дитя спутника» (2011). [9] Гэри Ледли - практикующий кардиолог из Дрексельского университета.[10]

Роберт Ледли умер от болезни Альцгеймера в Кенсингтоне, штат Мэриленд, США, 24 июля 2012 г. [11]

Ранняя исследовательская карьера [ править ]

Стоматологические исследования армии США [ править ]

В 1950 году, вскоре после начала Корейской войны , с Ледли связался вербовщик армии США, который предложил ему выбор: он мог добровольно присоединиться к стоматологическому корпусу армии США в качестве старшего лейтенанта или быть призванным в пехоту в качестве старшего лейтенанта. частный. Ледли сразу же вызвался добровольцем и был отправлен в Школу полевой медицинской службы армии США для обучения. [6] Поскольку Ледли также обучался физике, его направили в стоматологическое исследовательское отделение больницы общего профиля Уолтера Рида в Вашингтоне

Во время службы в армии Ледли отвечал за улучшение зубных протезов (таких как зубные протезы ), которые затем широко использовались военнослужащими. Примечательно, что Ледли использовал свои знания в области стоматологии и физики для разработки системы, которая оптимизировала процесс установки зубных протезов, позволяя стоматологам определять «угол жевания» или средний наклон каждого зуба относительно поверхности объекта (например, кусок пищи), когда его укусили. Ледли представил эту работу Американскому физическому обществу в 1952 году, и она привлекла внимание всей страны благодаря статье в газете Associated Press под названием «Математика, используемая для удержания ложных зубов». [12]

Работа со стандартными восточными автоматическими компьютерами [ править ]

Терри Ледли, управляющий Восточным автоматическим компьютером по стандартам (SEAC) в Национальном бюро стандартов в начале 1950-х годов. Роберт Ледли научился программировать на этом компьютере, сначала с помощью бумажных лент, которые ему принес Терри, а затем с помощью самого интенсивного использования машины.

Работа Ледли по протезированию зубов привела его к сотрудничеству с исследователями из отдела исследования стоматологических материалов Национального бюро стандартов , где ему предложили исследовательскую работу в 1952 году после его увольнения из армии. Там он познакомился со стандартным восточным автоматическим компьютером , одним из первых электронных цифровых компьютеров с хранимой программой. Первое взаимодействие Ледли с SEAC произошло через его жену Терри, которая работала одним из программистов машины - Роберт научился программировать, изучая программы (на перфорированной бумажной ленте) и руководства, которые Терри принес домой. Ледли сам начал использовать SEAC для своих стоматологических исследований, но после того, как показал себя опытным программистом и специалистом по устранению неполадок, он обнаружил, что работает с SEAC (а позже и с DYSEAC.) постоянно работает над широким спектром проектов, включая дистанционно управляемую систему наведения самолета. [13]

Для Ледли работа с SEAC стала озарением, касающимся его карьеры и потенциальной важности компьютеров для биомедицинских исследований. Он вспоминал: «Ранее я понял, что, хотя теоретически уравнения физики могут быть написаны для описания любого биомедицинского явления, такие уравнения будут настолько сложными, что их невозможно будет решить в замкнутой форме. Таким образом, SEAC был бы моей панацеей, потому что уравнения стали бы податливыми для численных методов решения. По крайней мере, в то время я искренне верил Это должно было стать моей областью применения компьютеров для решения биомедицинских проблем ». [13]

Операционные исследования и клуб RNA Tie Club [ править ]

Хотя Ледли представлял себе карьеру использования компьютеров для решения биомедицинских проблем еще в начале 1950-х годов, потребовалось несколько лет, прежде чем он продолжил бы эту карьеру на постоянной основе. В Национальном бюро стандартов работа Ледли была в первую очередь связана с решением военных задач с использованием методов исследования операций . Например, он опубликовал статью в журнале Operations Research, показывающую, как можно использовать булеву алгебру для сведения сложных военных задач, связанных с принятием решений, до такой степени, когда они могут быть решены с помощью набора таблиц истинности и вопросов типа «да или нет». [14]

Когда Ледли потерял работу в NBS в 1954 году из-за сокращения бюджета, он отклонил предложение работать в IBM (которая наняла коллег Ледли в массовом порядке). [14] Вместо этого он устроился на работу в качестве «аналитика по операционным исследованиям» в отдел операционных исследований в Университете Джонса Хопкинса. Там его работа оставалась в основном сосредоточенной на военных проблемах, но его знания в области биологии, физики, математики и вычислений привлекли внимание одного из его новых коллег по ORO, Джорджа Гамова . [14] Гамов, который был известен своим вкладом в космологическую модель Большого взрыва, проявил интерес к молекулярной биологии сразу после Джеймса Д. Уотсона и Фрэнсиса Крика.выяснил двойную спиральную структуру ДНК в 1953 году. Гамов полагал, что навыки Ледли могут быть полезны при помощи взлома генетического кода, то есть путем решения проблемы того, как последовательность ДНК переводится в белки. В 1954 году Гамов пригласил Ледли вступить в элитный клуб RNA Tie Club ; некоторыми другими членами клуба были Уотсон, Крик, Ричард Фейнман , Макс Дельбрюк , Эдвард Теллер и Сидней Бреннер . [15]

Основная работа Ледли для RNA Tie Club заключалась в попытке создать набор таблиц сопряженности с целью написания компьютерной программы, которая определяла бы соответствие между любой трехбуквенной последовательностью (триплетом) нуклеотидных оснований и любой аминокислотой (строение блоки белков). Спонсируемый Гамовым, Ледли опубликовал свою работу в 1955 году в Proceedings of the National Academy of Sciences . [16] Хотя Ледли создал комбинаторную таблицу, которую теоретически можно было использовать для определения того, какая трехбуквенная последовательность оснований ДНК соответствует какой аминокислоте, для решения этой проблемы потребовалось несколько тысяч лет вычислений на самых быстрых компьютерах в мире (около 1955 года). произвести решение. [13]

Установив, что компьютеры не могут быть использованы достаточно быстро для декодирования ДНК, Ледли отошел от RNA Tie Club. В конечном итоге код был взломан в эксперименте Ниренберга и Маттеи 1961 года , в котором не использовались компьютеры и который не проводился членами RNA Tie Club. [17]

Электротехника [ править ]

В 1956 году Ледли был принят на работу доцентом кафедры электротехники в Школу инженерии и прикладных наук Университета Джорджа Вашингтона . [1] Там он преподавал некоторые из самых первых курсов по компьютерному программированию и написал свою первую книгу « Цифровые компьютеры и управляющая техника» (1960). В УДВ, Ledley приобрела Флорида Automatic Computer I и II, два потомков SEAC , которые были отброшены в ВВС США в качестве излишков, с целью создания «вычислительный центр» , который будет использовать компьютеры для автоматизации Frederick Sanger «S процесс определения аминокислотной последовательности белков. [13]Однако центр так и не был построен, потому что Национальные институты здравоохранения отклонили запрос Ледли на грант для его финансирования, а также потому, что университет отказался от установки и поддержки двух огромных компьютеров. [13]

Сотрудничество с Ли Б. Ластед [ править ]

Ли Б. Ластед (1922–1994), радиолог с опытом работы в области электротехники, узнал о работе Ледли в 1956 году после того, как Ледли выступил с презентацией под названием «Операционно-исследовательский взгляд на медицину и здоровье» на ежегодном собрании Операторов. Исследовательское общество Америки . [18] После встречи Люстед позвонил Ледли, и они обнаружили, что они разделяют большой интерес к использованию электроники и математики для улучшения медицины. Двое мужчин сразу же начали сотрудничать в разработке способов научить врачей и биомедицинских исследователей, которые редко имели достаточную подготовку в области электроники или математики, использовать электронные цифровые компьютеры в своей работе. [19]

В 1959 году Ледли и Люстед опубликовали «Рассуждения об основах медицинской диагностики», широко читаемую в журнале Science статью, в которой медицинские работники познакомились с методами исследования операций. Охватываемые области включали: символическую логику , теорему Байеса (вероятность) и теорию ценностей . [20] В статье врачей проинструктировали, как создавать диагностические базы данных с помощью карточек с надрезом, чтобы подготовиться к тому времени, когда у них будет возможность вводить свои данные в электронные компьютеры для анализа. [20] Ледли и Люстед выразили надежду, что с помощью компьютеров большая часть работы врачей станет автоматизированной и что, таким образом, можно будет избежать многих человеческих ошибок. [21]

В медицине статья Ледли и Ластед оставалась влиятельной на протяжении десятилетий, особенно в области принятия медицинских решений. [22] Среди наиболее восторженных читателей был кардиолог Гомер Р. Уорнер , который подражал методам Ледли и Ластеда в своей исследовательской клинике в больнице LDS в Юте. Работа Уорнера, в свою очередь, сформировала многие методы и приоритеты сильно компьютеризированной компании Intermountain Healthcare, Inc. , которую в 2009 году администрация Обамы представила как образцовая модель системы здравоохранения, обеспечивающей высококачественную и недорогую медицинскую помощь. . [18] [23]

Статья также привлекла внимание национальных СМИ к работе Ледли и Похотливой. Статьи о работе двух мужчин были опубликованы в нескольких крупных газетах США. Небольшое демонстрационное устройство, построенное Ледли для демонстрации работы электронной диагностики, было описано в New York World Telegram как «Металлический мозг для диагностики», а в New York Post был опубликован заголовок: «Доктор. Юнивак разыскивается в хирургии ». [24] Несколько раз Ледли и Люстед объясняли журналистам, что, по их мнению, компьютеры помогут врачам, а не заменят их, и что процесс внедрения компьютеров в медицину будет очень сложным из-за неколичественного характера большей части медицинской информации. . [24] Они также предполагали, за много лет до разработки ARPANET, национальная сеть медицинских компьютеров, которая позволит поставщикам медицинских услуг создавать общенациональную медицинскую карту для каждого американца и позволит проводить быстрый массовый анализ данных, поскольку информация собирается отдельными клиниками и отправляется в региональные и национальные компьютерные центры. [24] [25]

Обзор NAS-NRC и компьютерная защита [ править ]

В начале 1957 года Ледли был нанят на неполный рабочий день Национальной академией наук - Национальным исследовательским советом (NAS-NRC) для проведения национального исследования текущего и потенциального использования компьютеров в биологии и медицине в Соединенных Штатах. [15] При поддержке сенатора Хьюберта Хамфри и директора Национального института здравоохранения Джеймса А. Шеннона NAS-NRC заказало исследование, чтобы помочь врачам и биологам преодолеть их нежелание пользоваться компьютерами. [26]

Ледли опубликовал результаты своего опроса в статье Science от 6 ноября 1959 года «Цифровые электронные компьютеры в биомедицинских науках», в которой он призвал биологов обучаться математике и инженерии, чтобы эффективно использовать электронные цифровые компьютеры. [27] Он предсказал, что в долгосрочной перспективе, «возможно, наибольшее использование компьютеров будет в биомедицинских приложениях». [27] Как и предыдущая статья Science, написанная в соавторстве с Lusted, новая статья Ледли была широко прочитана - среди самых влиятельных. и восторженным читателем был Джошуа Ледерберг , который большую часть поздней части своей карьеры провел, используя компьютеры для решения задач в области биологических исследований [28].

Обзор и статья Ледли также сформировали первую крупную попытку Национального института здравоохранения по поощрению биомедицинских исследователей использовать компьютеры. [29] Эти усилия начались вскоре после запуска Советским Союзом Спутника в октябре 1957 года - в ответ на Спутник Конгресс США искал средства для повышения производительности науки и технологий в США. Начиная с 1960 года Конгресс выделил NIH около 40 миллионов долларов на стимулирование использования компьютеров в биомедицинских исследованиях. [29] Рекомендации Ледли по опросу, в частности его призыв к биомедицинским работникам интенсивно обучаться математике и инженерии, послужили руководством для усилий NIH, которые проводились Консультативным комитетом NIH по компьютерам в исследованиях (ACCR).[29] ACCR возглавлял с 1960 по 1964 год соратник Ледли Ли Ластед. В те годы комитет основал несколько крупных центров биомедицинских вычислений в США и спонсировал разработку LINC . [29] Преемник ACCR, подразделение «Компьютеры в научных исследованиях», возглавил Гомер Уорнер, один из первых врачей-исследователей, применивших методы Ледли и Похотливых в клинических условиях. [30]

Национальный фонд биомедицинских исследований [ править ]

Создание и цели НБРФ [ править ]

NBRF «Рождественская елка», демонстрирующая проекты и журналы, инициированные организацией до 1991 года. В основе лежит создание фонда в 1960 году. Орнаменты представляют (движутся снизу вверх и слева направо): Атлас последовательности белков. и структура (начат в 1965 г.), « Компьютеры в биологии и медицине» (журнал основан в 1969 г.), « Распознавание образов» (журнал основан в 1967 г.), первая форма данных о белках (1972 г.), ACTA (прототип построен в 1974 г.), « Компьютерные языки» (журнал основан в 1972 г.) ), первый тип данных нуклеиновых кислот (1979 г.), Computerized Medical Imaging and Graphics (журнал, основанный в 1981 г. - он вырос из журнала Computerized Tomography 1976 г. и журнала 1977 г.Компьютеризированная радиология ), CENOG (прототип построен в 1978 году), Protein Information Resource (запущен в 1984 году), 1990 год стал 30-м годом NBRF.

После своей исследовательской работы для NAS-NRC и публикации его и Lusted статей в Science , Ледли обратился к федеральному правительству и университету с просьбой поддержать его усилия по разработке компьютеров и компьютерных программ для использования биомедицинскими исследователями. При поддержке NAS-NRC Ледли учредил в 1960 г. Национальный фонд биомедицинских исследований (NBRF), некоммерческую организацию , первоначально базировавшуюся в здании, принадлежащем NAS-NRC, недалеко от Дюпон-Серкл , Вашингтон, округ Колумбия [31]

Полагая, что его карьера в качестве преподавателя университета в конечном итоге ограничит его исследования, Ледли оставил свою должность в GWU, чтобы посвятить все свое время управлению NBRF. Ледли будет руководить NBRF до своего выхода на пенсию в 2010 году. Первыми сотрудниками были: Луи С. Ротоло (помощник Ледли в исследовании NAS-NRC), Джеймс Б. Уилсон (бывший аспирант Ледли в GWU) и Маргарет О. Дейхофф ( квантовый химик, доктор философии из Колумбии и друг детства Ледли из Флашинга). [31]

Основанный на убеждении Ледли, что использование компьютеров существенно улучшит биологию и медицину, помогая математизировать эти области, миссия NBRF заключалась в том, чтобы «стимулировать ученых-биомедицинских исследователей к использованию компьютеров, подавая пример своими новаторскими исследованиями и разработками в новых областях компьютерных приложений. . » [32] Начиная с годового бюджета менее 100 000 долларов и полудюжины сотрудников, NBRF к началу 1980-х годов превратился в многомиллионную операцию с более чем 20 сотрудниками. [31] Первоначально подавляющее большинство поддержки NBRF исходило от NIH, но к 1980 году он получил поддержку из различных федеральных, университетских и корпоративных источников, помимо получения доходов за счет публикации журналов и продажи электронных инструментов, программного обеспечения и патенты. [31]

В 1970 году NBRF начал свое сотрудничество с Медицинским центром Джорджтаунского университета . Университет, который выделил пространство для биомедицинского вычислительного центра, который никогда не был построен, предоставил офисные и лабораторные помещения для NBRF, в то время как NBRF будет служить вычислительным ресурсом для университета, а также приносить финансирование и престиж университету через его научно-исследовательская деятельность. [31]

В рамках переезда Ледли был назначен на факультет Джорджтаунского университета профессором радиологии, физиологии и биофизики. [8] NBRF физически располагался в Джорджтауне с 1970 по 2006 год. [31] С 2006 по 2010 год он располагался в офисах в Вашингтоне, округ Колумбия, и Бетесде, штат Мэриленд.

В 2011 году NBRF был реорганизован в Массачусетсе и принял новое заявление о миссии.

FIDAC и распознавание образов [ править ]

Роберт Ледли на фото с FIDAC в 2007 году.
Роберт Ледли позирует с IBM 360, который использовался совместно с FIDAC. Листы бумаги на левой стороне фотографии представляют собой распечатки оцифрованных микрофотографий хромосом. Рядом с правой рукой Ледли лежат стопки перфокарт IBM .

Первым направлением деятельности NBRF было развитие технологии оптического распознавания образов. Работая с Уилсоном в 1960 и 1961 годах, Ледли построил Автоматическое устройство для определения антибиотиков (ADAD), компьютеризированное устройство для измерения освещенности, которое проверяло эффективность антибиотиков путем измерения прозрачности культур в чашках Петри. [32] Прозрачные области, вероятно, были областями, где антибиотики убили популяции бактерий; участки, которые были непрозрачными, вероятно, участки, где бактерии еще были живы. [32] NBRF продал несколько единиц ADAD Управлению по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов и крупным фармацевтическим компаниям. [31]

Опираясь на успех ADAD, Ледли, Уилсон и новичок в NBRF, инженер-электрик Томас Голаб разработали пленочный ввод для цифрового автоматического компьютера (FIDAC) в середине 1960-х годов. [33] FIDAC был разработан для сканирования фотографии в свою память, а затем для отправки этой информации на более крупный компьютер (например, IBM 360) для распознавания закономерностей в отсканированном изображении. [33] Чтобы оцифровать фотографию, FIDAC накладывал на нее сетку 700 x 500 точек (произвольного размера), а затем измерял уровень освещенности в каждой точке. В зависимости от обнаруженного уровня освещенности каждой точке было присвоено целое число от 0 до 9. FIDAC мог произвести сканирование с 350 000 точек менее чем за 0,5 секунды. [33]

Ледли разработал FIDAC для сканирования микрофотографий хромосом с целью автоматизации трудоемкой задачи анализа кариотипа , который используется для выявления таких состояний, как синдром Тернера и синдром Дауна . [33] Запрограммированный на отделение хромосом от фона и последующее распознавание аномалий в данном образце (например, наличие дополнительных хромосом, хромосомы неправильной формы), FIDAC может за 40 секунд выполнить хромосомный анализ, который На выполнение вручную у квалифицированного специалиста ушло 15 минут. [33]

Помимо анализа хромосом, FIDAC был адаптирован для оцифровки и анализа фотографий нейронов и мазков Папаниколау, а также шлирен-фотографий . [33] Около дюжины единиц FIDAC было продано в течение 1960-х годов, и к началу 1970-х годов был значительный спрос на меньшую версию машины. [33] В конечном итоге Лаборатория реактивного движения получила грант NIH на разработку небольшого прибора, подобного FIDAC, для использования в лабораториях и клиниках. [33]

Чтобы облегчить обсуждение среди пользователей и разработчиков FIDAC, Ледли основал в 1969 г. рецензируемый журнал Pattern Recognition , официальный журнал Общества распознавания образов. Ледли оставался редактором Pattern Recognition до 2010 года. [33]

ACTA и компьютерная томография (компьютерная томография / компьютерная томография) [ править ]

Роберт Ледли на выставке компьютерного томографа всего тела ACTA в Смитсоновском национальном музее американской истории .

Ледли наиболее широко известен своими усилиями 1970-х годов по разработке компьютерной томографии (КТ) или сканеров CAT. Эта работа началась в 1973 году, когда NBRF потерял большую часть своего финансирования NIH из-за сокращения федерального бюджета. За это время NBRF также стал все активнее участвовать в компьютерных проектах на территории кампуса. [34] Быстро пытаясь собрать достаточно средств, чтобы покрыть зарплату сотрудников NBRF, Ледли искал проекты, которые организация могла бы предпринять для Джорджтаунского университета. [34] Узнав, что Джорджтаунские врачи-исследователи были разочарованы стоимостью 500 000 долларов на компьютерный томограф, который они хотели купить у EMI.(EMI-Scanner), Ледли пообещал им, что NBRF может построить аналогичную машину только за половину цены. Университет согласился дать Ледли шанс, и в течение следующих нескольких месяцев группа под руководством Ледли, Голаба, Уилсона и Фрэнка Рэббитта работала над созданием прототипа. [34] [35]

Помимо снижения затрат, команда NBRF стремилась преодолеть основное ограничение EMI-Scanner, а именно то, что рентгеновские лучи должны проходить через резервуар с водой, окружающий сканируемый объект - это ограничение ограничивало использование сканера только головы пациентов и требовали, чтобы врачи помещали головы пациентов в резиновый пузырь, переходящий в резервуар для воды. [35] Основываясь на своем опыте в области медицинской визуализации и работая с ранними проектами Годфри Хаунсфилда для машины EMI, а также теоретическими работами Аллана МакЛеода Кормака и Уильяма Х. Олдендорфа, команда NBRF пришла к выводу, что необходимость использования резервуара для воды может быть устранена путем изменения алгоритма, используемого для объединения рентгеновских лучей в трехмерное изображение. В отличие от сканера EMI, работающего только на голову, в котором использовался алгоритм релаксации, машина NBRF использовала алгоритм свертки. [35]

В 1974 году, после нескольких месяцев работы с машинистами Джорджтауна и специалистами по кузовам у ближайшего дилера Cadillac , команда Ледли завершила создание автоматического компьютеризированного поперечно-осевого сканера (ACTA). [34] Машина имела 30 фотоумножителей в качестве детекторов и выполняла сканирование за 9 циклов сдвига / поворота, что намного быстрее, чем у EMI-сканера. Он использовал миникомпьютер DEC PDP-11/34 как для управления сервомеханизмами, так и для получения и обработки изображений. Самое главное, ACTA может сканировать все тело, тогда как EMI-сканер может сканировать только голову. [34]

ACTA сразу же добилась успеха в Джорджтауне. В конце разработки прототипа Дэвид С. Маккалоу, детский нейрохирург из больницы Джорджтаунского университета, использовал ACTA - без ведома Ледли - для обследования ребенка, который ударился головой в результате велосипедной аварии. [34] Маккалоу использовал аппарат для обнаружения кровотечения в мозгу у мальчика и получения точной информации о месте кровотечения, чтобы быстро спланировать и провести операцию по спасению жизни. [34] Новости об этом и других подобных случаях быстро распространились, и вскоре Ледли столкнулся с мировым спросом на такие машины, как ACTA. [35]

В 1974 году Ледли основал Digital Information Science Corporation (DISCO), которая продавала сканеры ACTA по 300 000 долларов за штуку. [35] 25 ноября 1975 года Ледли был выдан патент на дизайн ACTA. [36] [37] Позже в 1975 году DISCO продала права ACTA компании Pfizer за 1,5 миллиона долларов наличными и 10 миллионов долларов в виде гарантированного финансирования исследований (выплачиваемых в течение 10 лет) для NBRF. [35] ACTA 0100 от Pfizer и его преемник 200FS были проданы больницам по всему миру в период с 1975 по 1977 год, но Pfizer уступила рынок медицинской визуализации компаниям GE Medical и Technicare , которые продавали компьютерные томографы нового поколения. [35]

Когда использование компьютерных томографов стало широко распространенным, Ледли приобрел значительную известность. Прототип ACTA был выставлен в Смитсоновском Национальном музее американской истории в Вашингтоне, округ Колумбия. Смитсоновский институт также создал архив материалов, связанных с разработкой ACTA. [1] За свою роль в разработке ACTA Ледли был занесен в Национальный зал славы изобретателей в 1990 году и награжден Национальной медалью за технологии и инновации в 1997 году.

Биоинформатика [ править ]

Наряду с работой Ледли над технологией визуализации его коллега из NBRF Маргарет Окли Дейхофф разрабатывала ресурсы для изучения жизни на молекулярном уровне. Ее Атлас последовательности и структуры белков 1965 года стремился предоставить исчерпывающий сбор данных научного сообщества о секвенировании белков . [38] Публикуемый ежегодно NBRF, сначала на бумаге, затем (по мере роста объема информации) на магнитной ленте и, наконец, на компакт-диске, Атлас служил информационным центром для растущего сообщества секвенаторов белков. [35] К середине 1970-х годов Атласстал основным хранилищем данных о последовательностях белков и в конечном итоге послужил моделью для банка данных о белках и базы данных последовательностей нуклеиновых кислот GenBank , которые теперь являются основными ресурсами для биологов. [35] [39]

После того, как Дэйхофф внезапно скончался в 1983 году, Ледли и Вайнона Баркер (которая присоединилась к NBRF в конце 1960-х) взяли на себя руководство проектом. [35] В середине 1980-х Ледли и Баркер возглавляли команду, которая разработала Ресурс идентификации белка (позже названный Ресурсом информации о белке или PIR), онлайн-версию Атласа . Исследователи, использующие модемы или Tymnet, могли получить доступ к PIR для поиска информации о последовательности или добавления в коллекцию. [35] По состоянию на 2012 год PIR остается важным ресурсом для биологов; он управляется совместно Университетом Делавэра и Джорджтаунским университетом и является основным компонентом UniProt .

Другие вычислительные проекты NBRF [ править ]

NBRF «Летучая мышь», трехмерная мышь (слева), используемая для взаимодействия со стереоизображениями (справа).
Роберт Ледли, управляющий CENOG на NBRF, около 1980 года.

С 1979 по 1980 год Ледли и Голаб разработали компьютеризированный электронейроофтальмограф (CENOG). Этот аппарат позволил медицинским работникам автоматически анализировать моторику глаз , что является важным фактором в диагностике неврологических и офтальмологических расстройств. [8] CENOG привлек значительное внимание средств массовой информации в начале 1980-х годов, в основном потому, что он служил демонстрацией возможности автоматизированной медицинской диагностики. [40] [41]

Находясь в NBRF, Ледли также выполнял работы, связанные с компьютерным дизайном. В 1970 году, когда закон Мура был еще относительно новой идеей и когда у самых мощных компьютеров было от 1000 до 2000 логических вентилей, Ледли написал статью под названием «Реализация компьютера с миллиардом вентилей», в которой он размышлял о возможностях транзисторного компьютера. компьютер с 1 000 000 000 логических вентилей. Он предположил, что такая машина: 1) не будет иметь фиксированной логической схемы; 2) иметь возможность переделывать некоторые из своих компонентов; 3) уметь «лечить себя». [42] Микропроцессоры на миллиард транзисторов стали обычным явлением в персональных компьютерах с 2010 года, хотя эти машины не так динамичны (с точки зрения логической структуры), как предсказывал Ледли.

В конце 1980-х Ледли возглавил команду, которая разработала Bat, трехмерную мышь, которая позволяла пользователям взаимодействовать с объектами в трехмерном пространстве (созданном с использованием стереоизображений). [8]

Научные журналы [ править ]

За свою долгую карьеру в NBRF Ледли работал редактором четырех крупных рецензируемых журналов. В 1969 году он основал журнал « Распознавание образов» [43] и « Компьютеры в биологии и медицине» . [44] Первый фокусируется на компьютеризированных подходах к распознаванию образов, а второй публикует статьи, алгоритмы и технические описания, связанные с использованием компьютеров в биомедицине. В 1972 году Ледли основал « Компьютерные языки, системы и структуры» , миссия которого - публиковать «статьи по всем аспектам проектирования, реализации и использования языков программирования, от теории до практики». [45] В 1976 году, после успеха ACTA, Ледли инициировалКомпьютерная томография , которая была переименована в компьютерную радиологию в 1977 году, а затем в 1981 году переименована в компьютерную медицинскую визуализацию и графику . Она служит «источником для обмена информацией о медицинском использовании новых разработок в области визуальной диагностики, вмешательства и последующего наблюдения. ” [46] Ледли был редактором всех четырех журналов до своего выхода на пенсию в 2010 году. В настоящее время журналы издаются Elsevier .

Почести, членство и принадлежность [ править ]

  • Премия Морриса Ф. Коллена, Американский колледж медицинской информатики (AMIA) (1998)
  • Национальный зал славы изобретателей (введен в должность в 1990 году)
  • Национальная медаль технологий (1997)
  • Золотая медаль Vicennial за выдающиеся заслуги, Джорджтаунский университет (1990)
  • Член Медицинского института Национальной академии наук (1999).
  • Почетный выпускник Нью-Йоркского университета (1999 г.)

Публикации [ править ]

  • Ледли, Роберт Стивен ; Похотливые, Ли Б. (3 июля 1959 г.). «Рассуждающие основы медицинской диагностики». Наука . 130 (3366): 9–21. Bibcode : 1959Sci ... 130 .... 9L . DOI : 10.1126 / science.130.3366.9 . JSTOR  1758070 . PMID  13668531 .
  • Ледли, Роберт Стивен (6 ноября 1959 г.). «Цифровые электронные компьютеры в биомедицине». Наука . 130 (3384): 1225–1234. Bibcode : 1959Sci ... 130.1225L . DOI : 10.1126 / science.130.3384.1225 . JSTOR  1757193 . PMID  14415153 .
  • Ледли, Роберт Стивен (1959). Отчет об использовании компьютеров в биологии и медицине . Вашингтон, округ Колумбия, США: Национальная академия наук. ISBN 978-0-217-75214-5. (General Books, 2010).
  • Ледли, Роберт Стивен ; Ротоло, Луи С .; Уилсон, Джеймс Брюс (1960). Цифровая вычислительная техника и контрольная техника (PDF) . Серия McGraw-Hill по электротехнике и электронике (1-е изд.). Нью-Йорк, США: McGraw-Hill Book Company, Inc. (типография: The Maple Press Company, Йорк, Пенсильвания, США). ISBN 0-07036981-X. ISSN  2574-7916 . LCCN  59015055 . OCLC  1033638267 . ПР  5776493М . SBN 07036981-X. ISBN 978-0-07036981-8 . ковчег: / 13960 / t72v3b312. Архивировано 19 февраля 2021 года (PDF) . Проверено 19 февраля 2021 года .  [1] (xxiv + 835 + 1 стр.)
  • Ледли, Роберт Стивен ; Вожделенный, Ли Б. (1960). «Компьютеры в обработке медицинских данных». Исследование операций . 8 (3): 299–310. DOI : 10.1287 / opre.8.3.299 . JSTOR  167094 .
  • Ледли, Роберт Стивен (1962). Программирование и использование цифровых компьютеров . Нью-Йорк, США: Макгроу-Хилл . ISBN 978-0-070-36982-5.
  • Ледли, Роберт Стивен (1965). Использование компьютеров в биологии и медицине . Нью-Йорк, США: Макгроу-Хилл .
  • Ледли, Роберт Стивен (1966). Программирование на FORTRAN IV . Нью-Йорк, США: Макгроу-Хилл .
  • Ледли, Роберт Стивен (июль 1970 г.). «Реализация компьютера с миллиардом ворот» . Технический отчет NBRF .
  • Ледли, Роберт Стивен ; Хуанг, Гонконг; Мацциоти, JC, ред. (1977). Поперечная анатомия: атлас компьютерной томографии . Балтимор, Мэриленд, США: Williams & Wilkins . ISBN 978-0-683-04920-6.

Заметки [ править ]

  1. ^ a b c «Центр исследований инноваций и инноваций Лемельсона » , Smithsonian-Lemelson: Robert Ledley Papers 1972-1981 , последнее обращение 14 апреля 2012 г.
  2. ^ Ледли, Роберт (1990). «Медицинская информатика: личный взгляд на посев семян». В Блюме, Брюс; Дункан, Карен (ред.). История медицинской информатики: материалы конференции Ассоциации вычислительной техники по истории медицинской информатики . ACM Press. С. 84–110. ISBN 9780201501285.
  3. ^ Ледли, Роберт; Ноябрь, Джозеф (21 февраля 2008 г.). «Время жизни биомедицинских вычислений: разговор с Робертом Ледли» . Архивировано из оригинала на 4 июля 2009 года . Проверено 14 апреля 2012 года .
  4. ^ «Роберт С. Ледли, DDS '43». Архивировано 13 января 2005 г., в Wayback Machine , Школа Горация Манна: Награда 2000 г. за выдающиеся достижения , получено 14 апреля 2012 г.
  5. ^ Ледли, Роберт. (1990) "Медицинская информатика: личный взгляд на посев семян". п. 89.
  6. ^ а б Ледли, Роберт. (1990) "Медицинская информатика: личный взгляд на посев семян". п. 90.
  7. ^ "ТЕРРИ УОЧЕЛЛ СВАДЬ; Преподаватель колледжа Квинс - невеста доктора Роберта С. Ледли" , New York Times (август 1949 г.) , последнее обращение 14 апреля 2012 г.
  8. ^ a b c d Бруринг, Северная Каролина (1999), «Вручение премии Морриса Ф. Коллена Роберту С. Ледли, DDS», Журнал Американской ассоциации медицинской информатики , 6 (3), стр. 260–4, doi : 10.1136 / jamia.1999.0060260 , PMC 61367 , PMID 10332660  
  9. ^ "Профиль факультета: Фред Д. Ледли" , Университет Бентли , доступ 14 апреля 2012 г.
  10. ↑ Gary Ledley, MD , Медицинский колледж Университета Дрекселя , получено 14 апреля 2012 г.
  11. ↑ Хафнер, Кэти (25 июля 2012 г.). «Роберт С. Ледли, совершивший революцию в радиологии, умер в возрасте 86 лет» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 26 июля 2012 года .
  12. ^ «Математика, используемая, чтобы держать искусственные зубы на месте» . Ассошиэйтед Пресс . 4 мая 1952 года . Проверено 2 апреля 2012 года .Ледли официально опубликовал свое исследование в Ledley, RS (1965). «Важное свойство жевательной силы». J Dent Res . 44 (2): 405–7. DOI : 10.1177 / 00220345650440021601 . PMID 14278199 . S2CID 27000917 .  
  13. ^ а б в г д Ноябрь, Джозеф (2012). Биомедицинские вычисления: оцифровка жизни в Соединенных Штатах . Балтимор: Издательство Университета Джона Хопкинса. ISBN 978-1421404684. стр. 46-47
  14. ^ a b c Ноябрь, Джозеф (2012). Биомедицинские вычисления: оцифровка жизни в Соединенных Штатах . п. 48.
  15. ^ Б ноября, Джозеф (2012). Биомедицинские вычисления: оцифровка жизни в Соединенных Штатах . С. 42-43.
  16. ^ Ноябрь, Джозеф (2012). Биомедицинские вычисления: оцифровка жизни в Соединенных Штатах . п. 49. См .: Ledley, RS «Цифровые вычислительные методы в символической логике с примерами в биохимии», Proceedings of the National Academy of Sciences 41 (июль 1955): 498–511.
  17. ^ Ноябрь, Джозеф (2012). Биомедицинские вычисления: оцифровка жизни в Соединенных Штатах . п. 52.
  18. ^ Б ноября, Джозеф А. (апрель-июнь 2011). «Ранние биомедицинские вычисления и корни доказательной медицины». IEEE Annals of the History of Computing . 33 (2): 9–23. DOI : 10.1109 / MAHC.2011.35 . S2CID 14702989 . 
  19. ^ Ноябрь, Джозеф (2012). Биомедицинские вычисления: оцифровка жизни в Соединенных Штатах . С. 54-57.
  20. ^ а б Ледли, РС; Lusted, LB (3 июля 1959 г.). «Рассуждающие основы медицинской диагностики». Наука . 130 (3366): 9–21. Bibcode : 1959Sci ... 130 .... 9L . DOI : 10.1126 / science.130.3366.9 . JSTOR 1758070 . PMID 13668531 .  
  21. ^ Ноябрь, Джозеф (2012). Биомедицинские вычисления: оцифровка жизни в Соединенных Штатах . п. 60.
  22. ^ Пайл, Кэтрин I .; Лобель, Роберт В .; Бек, Дж Роберт (1988). «Цитирующий анализ в области принятия медицинских решений». Принятие медицинских решений . 8 (3): 155–164. DOI : 10.1177 / 0272989X8800800302 . PMID 3294550 . S2CID 34108803 .  
  23. ↑ Леонхард, Дэвид (3 ноября 2009 г.). «Улучшение здравоохранения» . Журнал New York Times . Проверено 15 апреля 2012 года .
  24. ^ a b c Ноябрь, Джозеф (2012). Биомедицинские вычисления: оцифровка жизни в Соединенных Штатах . С. 62-66.
  25. ^ Ледли, Роберт С .; Вожделенный, Ли Б. (1960). «Компьютеры в обработке медицинских данных». Исследование операций . 8 (3): 299–310. DOI : 10.1287 / opre.8.3.299 . JSTOR 167094 . 
  26. ^ Ноябрь, Джозеф (2012). Биомедицинские вычисления: оцифровка жизни в Соединенных Штатах . С. 78-80.
  27. ^ a b Ледли, RS (6 ноября 1959 г.). «Цифровые электронные компьютеры в биомедицине». Наука . 130 (3384): 1225–1234. Bibcode : 1959Sci ... 130.1225L . DOI : 10.1126 / science.130.3384.1225 . JSTOR 1757193 . PMID 14415153 .  
  28. ^ Ноябрь, Джозеф (2012). Биомедицинские вычисления: оцифровка жизни в Соединенных Штатах . С. 81-85.
  29. ^ a b c d Ноябрь, Джозеф (2012). Биомедицинские вычисления: оцифровка жизни в Соединенных Штатах . С. 88-97.
  30. ^ Ноябрь, Джозеф (2012). Биомедицинские вычисления: оцифровка жизни в Соединенных Штатах . п. 113.
  31. ^ Б с д е е г ноября, Джозеф (2012). Биомедицинские вычисления: оцифровка жизни в Соединенных Штатах . С. 209-210.
  32. ^ a b c Достижения исследований Национального фонда биомедицинских исследований: 1960-1970 гг . Вашингтон, округ Колумбия: NBRF. 1973. ISBN 978-0912466033.
  33. ^ a b c d e f g h i Ноябрь, Джозеф (2012). Биомедицинские вычисления: оцифровка жизни в Соединенных Штатах . С. 211-214.
  34. ^ Б с д е е г Ситтиг, декан F ; Эш, Джоан С; Ледли, Роберт С. (2006), «История разработки первого компьютерного томографического сканера всего тела, рассказанная Робертом С. Ледли», Журнал Американской ассоциации медицинской информатики , 13 (5), стр. 465–465. , DOI : 10,1197 / jamia.M2127 , PMC 1561796 , PMID 16799115  
  35. ^ a b c d e f g h i j k Ноябрь, Джозеф (2012). Биомедицинские вычисления: оцифровка жизни в Соединенных Штатах . С. 215-219.
  36. ^ US 4005311 , Ледли, Роберт С., «Диагностические рентгеновские системы», выпущенный в 1975 г. 
  37. ^ "Патент на сканирование CAT, выданный 25 ноября 1975 г." . USPTO. 21 ноября 2001 . Проверено 16 апреля 2012 года .
  38. ^ Муди, Глин (2004). Цифровой код жизни: как биоинформатика революционизирует науку, медицину и бизнес . ISBN 978-0471327882.
  39. ^ Штрассер, Бруно Дж. (2010). «Сбор, сравнение и вычисление последовательностей: создание Атласа белковой последовательности и структуры Маргарет О. Дейхофф, 1954-1965». J. Hist. Биол . 43 (4): 623–60. CiteSeerX 10.1.1.468.3568 . DOI : 10.1007 / s10739-009-9221-0 . PMID 20665074 . S2CID 26875366 .   
  40. ^ "Диагностика с помощью машины". Откройте для себя . 3 : 82.1982.
  41. ^ «Компьютерная диагностика». Популярная механика . 158 (2): 152. Ноябрь 1982 г.
  42. ^ Ледли, Роберт (июль 1970). «Реализация компьютера с миллиардом ворот» . Технический отчет NBRF .
  43. ^ Распознавание образов - Elsevier . Проверено 18 апреля 2012 года .
  44. ^ "Компьютеры в биологии и медицине - Science Direct" . Проверено 18 апреля 2012 года .
  45. ^ Компьютерные языки, системы и структуры - Elsevier . Проверено 18 апреля 2012 года .
  46. ^ "Компьютеризированная медицинская визуализация и графика" . Проверено 18 апреля 2012 года .

Ссылки [ править ]

  • Bleich, HL (1991), "Радар противника, теоретическая физика и компьютерная диагностика", MD Computing: Computers in Medical Practice , 8 (5), pp. 269–70, PMID  1749336
  • Broering, NC (1999), "Представление Моррис Ф. премии Коллена Роберта С. Ледли, ДДС", журнал Американской ассоциации медицинской информатики , 6 (3), стр 260-4,. DOI : 10.1136 / Jamia. 1999.0060260 , PMC  61367 , PMID  10332660
  • Ледли, Роберт (1990). «Медицинская информатика: личный взгляд на посев семян». В Блюме, Брюс; Дункан, Карен (ред.). История медицинской информатики: материалы конференции Ассоциации вычислительной техники по истории медицинской информатики . ACM Press. С. 84–110. ISBN 9780201501285.
  • Ледли, Роберт; Ноябрь, Джозеф (21 февраля 2008 г.). «Время жизни биомедицинских вычислений: разговор с Робертом Ледли» . Архивировано из оригинала на 4 июля 2009 года . Проверено 14 апреля 2012 года .
  • Леонхард, Дэвид (3 ноября 2009 г.). «Улучшение здравоохранения» . Журнал New York Times . Проверено 15 апреля 2012 года .
  • Муди, Глин (2004). Цифровой код жизни: как биоинформатика революционизирует науку, медицину и бизнес . ISBN 978-0471327882.
  • Ноябрь, Джозеф (2012). Биомедицинские вычисления: оцифровка жизни в Соединенных Штатах . Балтимор: Издательство Университета Джона Хопкинса. ISBN 978-1421404684.
  • Ноябрь, Джозеф А. (апрель – июнь 2011 г.). «Ранние биомедицинские вычисления и корни доказательной медицины». IEEE Annals of the History of Computing . 33 (2): 9–23. DOI : 10.1109 / MAHC.2011.35 . S2CID  14702989 .
  • Пайл, Кэтрин I .; Лобель, Роберт В .; Бек, Дж Роберт (1988). «Цитирующий анализ в области принятия медицинских решений». Принятие медицинских решений . 8 (3): 155–164. DOI : 10.1177 / 0272989X8800800302 . PMID  3294550 . S2CID  34108803 .
  • Sittig, Dean F; Эш, Джоан С; Ледли, Роберт С. (2006), «История разработки первого компьютерного томографического сканера всего тела, рассказанная Робертом С. Ледли», Журнал Американской ассоциации медицинской информатики , 13 (5), стр. 465–465. , DOI : 10,1197 / jamia.M2127 , PMC  1561796 , PMID  16799115
  • Штрассер, Бруно Дж. (2010). «Сбор, сравнение и вычисление последовательностей: создание Атласа белковой последовательности и структуры Маргарет О. Дейхофф, 1954-1965». J. Hist. Биол . 43 (4): 623–60. CiteSeerX  10.1.1.468.3568 . DOI : 10.1007 / s10739-009-9221-0 . PMID  20665074 . S2CID  26875366 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Информационный ресурс о белках (Джорджтаунский университет)
  • Вручение Роберту С. Ледли премии Морриса Ф. Коллена на YouTube Американский колледж медицинской информатики (AMIA), 1998 г.
  • «Время жизни биомедицинских вычислений: разговор с Робертом Ледли» на открытой лекции Wayback Machine (архивировано 4 июля 2009 г.), Национальные институты здравоохранения, 21 февраля 2008 г.