El ingeniero de EMI, Godfrey Hounsfield, se encuentra junto a su escáner CT en 1972. Imágenes de PA a través de Getty Images La posibilidad de objetos preciosos escondidos en cámaras secretas realmente puede encender la imaginación. A mediados de la década de 1960, El ingeniero británico Godfrey Hounsfield se preguntó si se podrían detectar áreas ocultas en las pirámides egipcias capturando los rayos cósmicos que atraviesan vacíos invisibles.
Se aferró a esta idea a lo largo de los años, que puede parafrasearse como "mirar dentro de una caja sin abrirla". En última instancia, Hounsfield descubrió cómo usar rayos de alta energía para revelar lo que es invisible a simple vista. Inventó una forma de ver el interior del cráneo duro y obtener una imagen del interior del cerebro blando.
La primera imagen de tomografía computarizada, una tomografía computarizada, del cerebro humano se tomó hace 50 años, el 1 de octubre 1971. Hounsfield nunca llegó a Egipto, pero su invento lo llevó a Estocolmo y al Palacio de Buckingham.
La vida temprana de Godfrey Hounsfield no sugirió que lograría mucho en absoluto. No era un estudiante particularmente bueno. Cuando era niño, sus maestros lo describían como "gordo".
Se unió a la Royal Air Force británica al comienzo de la Segunda Guerra Mundial, pero no era un gran soldado. Él era, sin embargo, un mago con maquinaria eléctrica, especialmente el radar recién inventado que el jurado instalaría para ayudar a los pilotos a encontrar mejor el camino a casa en la oscuridad, noches nubladas.
Después de la guerra, Hounsfield siguió el consejo de su comandante y se licenció en ingeniería. Practicó su oficio en EMI:la compañía se haría más conocida por vender álbumes de los Beatles, pero comenzó como Industrias Eléctrica y Musical, con especialización en electrónica e ingeniería eléctrica.
Los talentos naturales de Hounsfield lo impulsaron a liderar el equipo de construcción de la computadora central más avanzada disponible en Gran Bretaña. Pero en los años 60, EMI quería salir del competitivo mercado de las computadoras y no estaba seguro de qué hacer con el brillante, ingeniero excéntrico.
Mientras estaba de vacaciones forzadas para reflexionar sobre su futuro y lo que podría hacer por la empresa, Hounsfield conoció a un médico que se quejaba de la mala calidad de las radiografías del cerebro. Las radiografías simples muestran maravillosos detalles de los huesos, pero el cerebro es una masa amorfa de tejido; en una radiografía, todo parece niebla. Esto hizo que Hounsfield pensara en su vieja idea de encontrar estructuras ocultas sin abrir la caja.
Hounsfield formuló una nueva forma de abordar el problema de la obtención de imágenes de lo que hay dentro del cráneo.
Primero, Conceptualmente dividiría el cerebro en rodajas consecutivas, como una barra de pan. Luego planeó emitir una serie de rayos X a través de cada capa, repitiendo esto para cada grado de un semicírculo. La fuerza de cada rayo se capturaría en el lado opuesto del cerebro, con rayos más fuertes indicando que habían viajado a través de material menos denso.
Este gráfico muestra cómo el haz de rayos X atraviesa capas del cerebro, orientado en cada grado de 1 a 180 en un semicírculo. Edmund S. Higgins (CC BY-ND 4.0) Finalmente, en posiblemente su invento más ingenioso, Hounsfield creó un algoritmo para reconstruir una imagen del cerebro basada en todas estas capas. Trabajando hacia atrás y usando una de las computadoras nuevas más rápidas de la era, podía calcular el valor de cada pequeña caja de cada capa del cerebro. ¡Eureka!
Calcular la fuerza de cada radiografía una vez que ha pasado a través del objeto, y trabajando hacia atrás con un algoritmo impresionante, es posible construir una imagen. Edward S. Higgins (CC BY-ND 4.0) Pero había un problema:EMI no estaba involucrado en el mercado médico y no tenía ningún deseo de participar. La compañía permitió que Hounsfield trabajara en su producto, pero con escasa financiación. Se vio obligado a hurgar en la papelera de las instalaciones de investigación y improvisó una máquina de escaneo primitiva lo suficientemente pequeña como para descansar sobre una mesa de comedor.
Incluso con escaneos exitosos de objetos inanimados y, más tarde, cerebros de vaca kosher, los poderes que están en EMI quedaron decepcionados. Hounsfield necesitaba encontrar financiación externa si quería continuar con un escáner humano.
Hounsfield fue un brillante inventor intuitivo, pero no un comunicador eficaz. Afortunadamente, tenía un jefe comprensivo, Bill Ingham, que vio el valor de la propuesta de Hounsfield y luchó con EMI para mantener el proyecto a flote.
Sabía que no había subvenciones que pudieran obtener rápidamente, pero razonó que el Departamento de Salud y Seguridad Social del Reino Unido podría comprar equipos para hospitales. Milagrosamente, Ingham les vendió cuatro escáneres incluso antes de que fueran construidos. Entonces, Hounsfield organizó un equipo, y corrieron para construir un escáner humano seguro y eficaz.
Mientras tanto, Hounsfield necesitaba pacientes para probar su máquina. Encontró a un neurólogo algo reacio que accedió a ayudar. El equipo instaló un escáner de tamaño completo en el Hospital Atkinson Morley de Londres, y el 1 de octubre 1971, escanearon a su primer paciente:una mujer de mediana edad que mostraba signos de un tumor cerebral.
No fue un proceso rápido:30 minutos para el escaneo, un paseo por la ciudad con las cintas magnéticas, 2.5 horas procesando los datos en una computadora central EMI y capturando la imagen con una cámara Polaroid antes de correr de regreso al hospital.
Y allí estaba, en su lóbulo frontal izquierdo, una masa quística del tamaño de una ciruela. Con ese, todos los demás métodos de obtención de imágenes del cerebro eran obsoletos.
La primera tomografía computarizada clínica muestra un tumor cerebral del tamaño de una ciruela visible en el lóbulo frontal izquierdo del paciente. Aparece en el escaneo como una mancha oscura. Sistemas de imágenes médicas:una guía introductoria (CC BY 4.0)
EMI, sin experiencia en el mercado médico, repentinamente tuvo el monopolio de una máquina en alta demanda. Saltó a la producción e inicialmente tuvo mucho éxito en la venta de los escáneres. Pero dentro de cinco años, más grande, empresas más experimentadas con mayor capacidad de investigación, como General Electric Co. y Siemens, estaban produciendo mejores escáneres y engullendo las ventas. EMI finalmente abandonó el mercado médico y se convirtió en un caso de estudio sobre por qué puede ser mejor asociarse con uno de los grandes en lugar de intentar hacerlo solo.
La innovación de Hounsfield transformó la medicina. Compartió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1979 y fue nombrado caballero por la Reina en 1981. Continuó jugando con inventos hasta sus últimos días en 2004. cuando murió a los 84 años.
En 1973, El estadounidense Robert Ledley desarrolló un escáner de cuerpo entero que podía obtener imágenes de otros órganos, vasos sanguíneos y, por supuesto, huesos. Los escáneres modernos son más rápidos proporcionar una mejor resolución y, lo más importante, hágalo con menos exposición a la radiación. Incluso hay escáneres móviles.
Por 2020, Los técnicos realizaban más de 80 millones de exploraciones al año en los EE. UU. Algunos médicos argumentan que el número es excesivo y tal vez un tercio es innecesario. Si bien eso puede ser cierto, la tomografía computarizada ha beneficiado la salud de muchos pacientes en todo el mundo, ayudando a identificar tumores y determinar si se necesita cirugía. Son particularmente útiles en la sala de emergencias para una búsqueda rápida de lesiones internas después de accidentes.
¿Y recuerdas la idea de Hounsfield sobre las pirámides? En 1970, los científicos colocaron detectores de rayos cósmicos en la cámara más baja de la Pirámide de Khafre. Llegaron a la conclusión de que no había ninguna cámara oculta dentro de la pirámide. En 2017, otro equipo colocó detectores de rayos cósmicos en la Gran Pirámide de Giza y encontró un pero inaccesible, cámara. Es poco probable que se explore pronto.
Las tomografías computarizadas modernas proporcionan imágenes de "cortes" del cerebro con una resolución mucho más alta que la exploración original de Hounsfield en 1971. La conversación Este artículo se vuelve a publicar desde La conversación bajo una licencia Creative Commons. Puedes encontrar el artículo original aquí .
Edmund S. Higgins es profesor asociado afiliado de psiquiatría y medicina familiar en la Universidad Médica de Carolina del Sur.
