A primeira tomografia computadorizada foi há 50 anos,
Mudando o remédio para sempre O engenheiro da EMI Godfrey Hounsfield está ao lado de seu tomógrafo em 1972. PA Images via Getty Images p A possibilidade de objetos preciosos escondidos em câmaras secretas pode realmente inflamar a imaginação. Em meados da década de 1960, O engenheiro britânico Godfrey Hounsfield ponderou se alguém poderia detectar áreas escondidas nas pirâmides egípcias capturando raios cósmicos que passavam por vazios invisíveis.
p Ele manteve essa ideia ao longo dos anos, que pode ser parafraseado como "olhar para dentro de uma caixa sem abri-la". No final das contas, Hounsfield descobriu como usar os raios de alta energia para revelar o que é invisível a olho nu. Ele inventou uma maneira de ver o interior do crânio rígido e obter uma imagem do cérebro mole lá dentro.
p A primeira imagem de tomografia computadorizada - uma tomografia computadorizada - do cérebro humano foi feita há 50 anos, em 1 de outubro, 1971. Hounsfield nunca chegou ao Egito, mas sua invenção o levou a Estocolmo e ao Palácio de Buckingham.
Inovação de um engenheiro
p O início da vida de Godfrey Hounsfield não sugeria que ele realizaria muito. Ele não era um aluno particularmente bom. Quando menino, seus professores o descreveram como "estúpido".
p Ele ingressou na Força Aérea Real Britânica no início da Segunda Guerra Mundial, mas ele não era um bom soldado. Ele era, Contudo, um mago com maquinário elétrico - especialmente o radar recém-inventado que ele montaria para ajudar os pilotos a encontrarem melhor o caminho de volta para casa no escuro, noites nubladas.
p Depois da guerra, Hounsfield seguiu o conselho de seu comandante e se formou em engenharia. Ele praticava seu negócio na EMI - a empresa se tornaria mais conhecida por vender álbuns dos Beatles, mas começou como Indústrias Elétricas e Musicais, com foco em eletrônica e engenharia elétrica.
p Os talentos naturais de Hounsfield o impulsionaram a liderar a equipe de construção do computador mainframe mais avançado disponível na Grã-Bretanha. Mas nos anos 60, A EMI queria sair do competitivo mercado de computadores e não sabia o que fazer com o brilhante, engenheiro excêntrico.
p Durante um feriado forçado para refletir sobre seu futuro e o que ele pode fazer pela empresa, Hounsfield conheceu um médico que reclamou da má qualidade dos raios X do cérebro. Raios-X simples mostram detalhes maravilhosos de ossos, mas o cérebro é uma bolha amorfa de tecido - em um raio-X tudo parece névoa. Isso fez Hounsfield pensar sobre sua velha ideia de encontrar estruturas ocultas sem abrir a caixa.
Uma nova abordagem revela o que antes não era visto
p Hounsfield formulou uma nova maneira de abordar o problema de imagem do que está dentro do crânio.
p Primeiro, ele dividiria conceitualmente o cérebro em fatias consecutivas - como um pedaço de pão. Em seguida, ele planejou enviar uma série de raios-X através de cada camada, repetindo isso para cada grau de um semicírculo. A força de cada feixe seria capturada no lado oposto do cérebro - com feixes mais fortes indicando que eles viajaram através de material menos denso.
Este gráfico mostra como o feixe de raios-X corta camadas do cérebro, orientado em cada grau de 1 a 180 em um semicírculo. Edmund S. Higgins (CC BY-ND 4.0) p Finalmente, possivelmente em sua invenção mais engenhosa, Hounsfield criou um algoritmo para reconstruir uma imagem do cérebro com base em todas essas camadas. Trabalhando retroativamente e usando um dos novos computadores mais rápidos da era, ele poderia calcular o valor de cada caixinha de cada camada do cérebro. Eureka!
Calculando a força de cada raio-X, uma vez que passou pelo objeto, e trabalhando para trás com um algoritmo impressionante, é possível construir uma imagem. Edward S. Higgins (CC BY-ND 4.0) p Mas havia um problema:a EMI não estava envolvida no mercado médico e não tinha nenhum desejo de entrar nele. A empresa permitiu que Hounsfield trabalhasse em seu produto, mas com financiamento escasso. Ele foi forçado a vasculhar a lata de lixo das instalações de pesquisa e montou uma máquina de escaneamento primitiva, pequena o suficiente para ficar em cima de uma mesa de jantar.
p Mesmo com varreduras bem-sucedidas de objetos inanimados e, mais tarde, cérebros de vaca kosher, os poderes da EMI permaneceram desapontados. Hounsfield precisava encontrar financiamento externo se quisesse prosseguir com um scanner humano.
p Hounsfield foi um brilhante, inventor intuitivo, mas não um comunicador eficaz. Felizmente, ele tinha um chefe simpático, Bill Ingham, que viu o valor da proposta de Hounsfield e lutou com a EMI para manter o projeto à tona.
p Ele sabia que não havia bolsas que pudessem obter rapidamente, mas argumentou que o Departamento de Saúde e Segurança Social do Reino Unido poderia comprar equipamentos para hospitais. Milagrosamente, Ingham vendeu quatro scanners antes mesmo de serem construídos. Então, Hounsfield organizou uma equipe, e eles correram para construir um scanner humano seguro e eficaz.
p Enquanto isso, Hounsfield precisava de pacientes para testar sua máquina. Ele encontrou um neurologista um tanto relutante que concordou em ajudar. A equipe instalou um scanner de tamanho normal no Hospital Atkinson Morley em Londres, e em 1º de outubro, 1971, eles escanearam seu primeiro paciente:uma mulher de meia-idade que apresentava sinais de um tumor cerebral.
p Não foi um processo rápido - 30 minutos para a varredura, um passeio pela cidade com as fitas magnéticas, 2,5 horas processando os dados em um computador mainframe EMI e capturando a imagem com uma câmera Polaroid antes de voltar correndo para o hospital.
p E lá estava - em seu lobo frontal esquerdo - uma massa cística do tamanho de uma ameixa. Com isso, todos os outros métodos de imagem do cérebro eram obsoletos.
A primeira tomografia computadorizada clínica mostra um tumor cerebral do tamanho de uma ameixa visível no lobo frontal esquerdo do paciente. Ele aparece na digitalização como uma mancha escura. Sistemas de imagens médicas:um guia introdutório (CC BY 4.0)
Milhões de tomografias computadorizadas todos os anos
p EMI, sem experiência no mercado médico, de repente deteve o monopólio de uma máquina em alta demanda. Ele entrou em produção e foi inicialmente muito bem-sucedido na venda de scanners. Mas dentro de cinco anos, Maior, empresas mais experientes e com maior capacidade de pesquisa, como a General Electric Co. e a Siemens, estavam produzindo scanners melhores e engolindo as vendas. A EMI acabou saindo do mercado médico - e se tornou um estudo de caso sobre por que pode ser melhor fazer parceria com um dos grandes nomes em vez de tentar fazer tudo sozinho.
p A inovação de Hounsfield transformou a medicina. Ele dividiu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1979 e foi nomeado cavaleiro pela Rainha em 1981. Ele continuou a brincar com invenções até seus últimos dias em 2004, quando ele morreu aos 84 anos.
p Em 1973, O americano Robert Ledley desenvolveu um scanner de corpo inteiro que pode gerar imagens de outros órgãos, vasos sanguíneos e, claro, ossos. Scanners modernos são mais rápidos, fornecer melhor resolução e, o mais importante, faça isso com menos exposição à radiação. Existem até scanners móveis.
p Em 2020, os técnicos realizavam mais de 80 milhões de exames anualmente nos EUA. Alguns médicos afirmam que esse número é excessivo e talvez um terço seja desnecessário. Embora isso possa ser verdade, a tomografia computadorizada tem beneficiado a saúde de muitos pacientes em todo o mundo, ajudando a identificar tumores e determinar se a cirurgia é necessária. Eles são particularmente úteis na sala de emergência para uma pesquisa rápida de lesões internas após acidentes.
p E lembra da ideia de Hounsfield sobre as pirâmides? Em 1970, os cientistas colocaram detectores de raios cósmicos na câmara mais baixa da Pirâmide de Quéfren. Eles concluíram que nenhuma câmara oculta estava presente dentro da pirâmide. Em 2017, outra equipe colocou detectores de raios cósmicos na Grande Pirâmide de Gizé e encontrou um esconderijo, mas inacessível, câmara. É improvável que seja explorado tão cedo.
As tomografias computadorizadas modernas fornecem imagens de resolução muito mais alta das "fatias" do cérebro do que a tomografia original de Hounsfield em 1971. The Conversation p Este artigo foi republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Você pode encontrar o artigo original aqui .
p Edmund S. Higgins é professor associado afiliado de psiquiatria e medicina familiar na Medical University of South Carolina.
O engenheiro da EMI Godfrey Hounsfield está ao lado de seu tomógrafo em 1972. PA Images via Getty Images p A possibilidade de objetos preciosos escondidos em câmaras secretas pode realmente inflamar a imaginação. Em meados da década de 1960, O engenheiro britânico Godfrey Hounsfield ponderou se alguém poderia detectar áreas escondidas nas pirâmides egípcias capturando raios cósmicos que passavam por vazios invisíveis.
p Ele manteve essa ideia ao longo dos anos, que pode ser parafraseado como "olhar para dentro de uma caixa sem abri-la". No final das contas, Hounsfield descobriu como usar os raios de alta energia para revelar o que é invisível a olho nu. Ele inventou uma maneira de ver o interior do crânio rígido e obter uma imagem do cérebro mole lá dentro.
p A primeira imagem de tomografia computadorizada - uma tomografia computadorizada - do cérebro humano foi feita há 50 anos, em 1 de outubro, 1971. Hounsfield nunca chegou ao Egito, mas sua invenção o levou a Estocolmo e ao Palácio de Buckingham.
Este gráfico mostra como o feixe de raios-X corta camadas do cérebro, orientado em cada grau de 1 a 180 em um semicírculo. Edmund S. Higgins (CC BY-ND 4.0) p Finalmente, possivelmente em sua invenção mais engenhosa, Hounsfield criou um algoritmo para reconstruir uma imagem do cérebro com base em todas essas camadas. Trabalhando retroativamente e usando um dos novos computadores mais rápidos da era, ele poderia calcular o valor de cada caixinha de cada camada do cérebro. Eureka!
Calculando a força de cada raio-X, uma vez que passou pelo objeto, e trabalhando para trás com um algoritmo impressionante, é possível construir uma imagem. Edward S. Higgins (CC BY-ND 4.0) p Mas havia um problema:a EMI não estava envolvida no mercado médico e não tinha nenhum desejo de entrar nele. A empresa permitiu que Hounsfield trabalhasse em seu produto, mas com financiamento escasso. Ele foi forçado a vasculhar a lata de lixo das instalações de pesquisa e montou uma máquina de escaneamento primitiva, pequena o suficiente para ficar em cima de uma mesa de jantar.
p Mesmo com varreduras bem-sucedidas de objetos inanimados e, mais tarde, cérebros de vaca kosher, os poderes da EMI permaneceram desapontados. Hounsfield precisava encontrar financiamento externo se quisesse prosseguir com um scanner humano.
p Hounsfield foi um brilhante, inventor intuitivo, mas não um comunicador eficaz. Felizmente, ele tinha um chefe simpático, Bill Ingham, que viu o valor da proposta de Hounsfield e lutou com a EMI para manter o projeto à tona.
p Ele sabia que não havia bolsas que pudessem obter rapidamente, mas argumentou que o Departamento de Saúde e Segurança Social do Reino Unido poderia comprar equipamentos para hospitais. Milagrosamente, Ingham vendeu quatro scanners antes mesmo de serem construídos. Então, Hounsfield organizou uma equipe, e eles correram para construir um scanner humano seguro e eficaz.
p Enquanto isso, Hounsfield precisava de pacientes para testar sua máquina. Ele encontrou um neurologista um tanto relutante que concordou em ajudar. A equipe instalou um scanner de tamanho normal no Hospital Atkinson Morley em Londres, e em 1º de outubro, 1971, eles escanearam seu primeiro paciente:uma mulher de meia-idade que apresentava sinais de um tumor cerebral.
p Não foi um processo rápido - 30 minutos para a varredura, um passeio pela cidade com as fitas magnéticas, 2,5 horas processando os dados em um computador mainframe EMI e capturando a imagem com uma câmera Polaroid antes de voltar correndo para o hospital.
p E lá estava - em seu lobo frontal esquerdo - uma massa cística do tamanho de uma ameixa. Com isso, todos os outros métodos de imagem do cérebro eram obsoletos.
A primeira tomografia computadorizada clínica mostra um tumor cerebral do tamanho de uma ameixa visível no lobo frontal esquerdo do paciente. Ele aparece na digitalização como uma mancha escura. Sistemas de imagens médicas:um guia introdutório (CC BY 4.0) 
As tomografias computadorizadas modernas fornecem imagens de resolução muito mais alta das "fatias" do cérebro do que a tomografia original de Hounsfield em 1971. The Conversation p Este artigo foi republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Você pode encontrar o artigo original aqui .
p Edmund S. Higgins é professor associado afiliado de psiquiatria e medicina familiar na Medical University of South Carolina.
