HISTORIA DE LA TOMOGRAFÍA AXIAL COMPUTARIZADA

Jose Luis Cortes Sánchez – 1 B - Radiología

Facultad de Medicina UAC - Torreón

“LAS RADIOGRAFÍAS DE LA CABEZA MOSTRABAN SÓLO LOS HUESOS DEL CRÁNEO, PERO EL CEREBRO PERMANECÍA COMO UN ÁREA GRIS, CUBIERTO POR LA NEBLINA. SÚBITAMENTE LA NEBLINA SE HA DISIPADO

PRONUNCIADO POR EL PROFESOR TORGNY GREITZ, DEL INSTITUTO

MÉDICO QUIRÚRGICO KAROLINSKA, EN EL DISCURSO DE

PRESENTACIÓN EN LA ASAMBLEA NOBEL DEL INSTITUTO KAROLINSKA,

1979

• La Tomografía Axial Computarizada es, sin duda, el más significativo

avance de la historia de la imagen médica desde el descubrimiento de los

Rx por Röengent en 1895.

• Los inventores de la TC fueron un físico norteamericano llamado A.M.

Cormark y un ingeniero inglés llamado Goodfrey N. Hounsfield.

• En los fundamentos de esta técnica trabajaron de forma independiente el

ingeniero electrónico y físico sudafricano nacionalizado

norteamericano Allan McLeod Cormack y el ingeniero electrónico

inglés Godfrey Newbold Hounsfield, que dirigía la sección médica del

Laboratorio Central de Investigación de la compañía EMI. Ambos obtuvieron

de forma compartida el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1979.

1917: EL MATEMÁTICO JOHANN RADON ESTABLECIÓ LOS FUNDAMENTOS MATEMÁTICOS DE LA TAC

• 1. Los primeros fundamentos de tomografía fueron establecidos en el

año 1917, por el matemático austriaco J. Radón, quien probó que era

posible reconstruir un objeto bidimensional a tridimensional a partir de

un conjunto de infinitas proyecciones.

• Estableció la transformada de Radon bidimensional, es una

transformación integral que consiste en la integral de una función

sobre un conjunto de rectas.

1963: EL FÍSICO A.M. CORMACK INDICÓ LA UTILIZACIÓN PRÁCTICA DE LOS RESULTADOS DE RADÓN PARA APLICACIONES

EN MEDICINA. NACÍA ASÍ LA LLAMADA TOMOGRAFÍA COMPUTADA.

• En 1963 Cormark demostró que podía determinarse los

coeficientes de absorción de una estructura plana y medir

desde un determinado número de direcciones las

variaciones de intensidad de los haces transmitidos.

• En 1957 realizó un experimento en Ciudad del Cabo, en el

que un objeto circular simétrico, que consistía en un

cilindro de aluminio rodeado por un anillo de madera

• Incluso estos

simples resultados

probaron tener

cierto valor

predictivo para lo

que se vera que los

3 puntos cercanos

al origen en una

línea de una

ligeramente

diferente inclinación

de los otros puntos

en el aluminio.

• Sus estudios no tuvieron un resultado práctico (probablemente por las

dificultades de los computadoras de su época para realizar todos los

cálculos necesarios en un tiempo razonable)

• En 1964, William Henry Oldendorf, Neurólogo

Americano y miembro fundador de la Sociedad

Americana de Neuroimagen (ASN), publicó un

aparato con las mismas bases y características

de la TC, pero esta idea fue considerada poco

práctica y terminó siendo rechazada.

• En 1959 Oldendorf concibió la idea para “escanear

una cabeza a través de la transmisión de un rayo de

rayos-X y ser capaz de reconstruir los patrones de

radiodensidad de un plano a través de la cabeza” , al

ver a un ingenieroq ue trabajaba en un aparato para

eliminar la fruta congelada detectando las partes

deshidratadas.

• En 1961 completó un prototipo de su idea y la patento.

Lo realizo utilizando materiales que encontró en casa

(el tren de juguete de su hijo, un fonógrafo y un motor

de un reloj con alarma.)

• Demostro que su aparato era capaz de producir

imágenes de un tejido blando por proyección y

reconstruccipon.

• Este trabajo fue reconocido por Hounsfield como el

único otro intento de reconstrucción tomografica e

incluso frmo la base de mucho de su trabajo.

SIR GODFREY NEWBOLD HOUNSFIELD

• El primer aparato de TAC fue producido en la compañía disquera EMI

Capitol( Electric and Musical Industries). Su creador y desarrollador fue

el Ingeniero GoodfreyN.Hounsfield (Premio Nobel en Fisiología o

Medicina 1979 “por el desarrollo de la tomografía asistida por

computadoras”)

Resulta que hacia el año 1955 esta exitosa compañía disquera, decidió

diversificarse y con tal fin, instaló un Laboratorio Central de

Investigación, cuya labor era reunir científicos abocados a proponer

proyectos interesantes en diversos campos, que pudieran ser

desarrollados y permitieran generar nuevas fuentes de ingreso. El Ing.

Hounsfield era uno de estos investigadores.

• Godfrey Newbold Hounsfield nació el 28 de

agosto de 1919 en Newark, Inglaterra. Allí, su

padre poseía una pequeña granja. Desde muy

temprana edad se sintió intrigado por todos los

artefactos mecánicos y eléctricos que podía

encontrar y fue aplicando sus habilidades

(adquiridas de forma autodidacta) a la

maquinaria y herramientas propias de una

granja• Entre los once y los dieciocho años hizo

sus primeras experimentaciones. Terminó

construyendo amplificadores y

grabadorastambién, junto con un amigo,

logró instalar un cinematógrafo al lado de

su casa.

• Absorbido por sus prácticas, no prestaba

mucha atención a sus estudios, su padre

atribuyó el mal desempeño a un retraso

intelectual

• sólo obtenía buenas calificaciones en Física y Matemáticas, decidió

incorporarse, como reservista voluntario a la Real Fuerza Aérea.

Durante su alistamiento aprovechó para obtener el título de mecánico

especialista en radares y después se convirtió en instructor.

• Posteriormente amplió sus conocimientos en el Real Colegio de

Ciencia de South Kensington y finalmente se matriculó en la Escuela

de Radar de Cranwell, como experto en Radiocomunicación.

fabricó un osciloscopio de pantalla grande y un equipo especial para el

seguimiento de los instructores (por el que fue galardonado con el

Certificado al Mérito).

Consiguió una beca para el Colegio Faraday de Londres,

una de las escuelas de Ingeniería más prestigiosas del

Reino Unido.

• Finalizados sus estudios se incorporó a las empresas EMI. Se dedicó

al desarrollo de sistemas de radar y armas teledirigidas.

• Hounsfield dirigió un equipo para construir las primeras computadoras

totalmente transistorizadas, logrando en 1958 construir la primera de

Gran Bretaña: la EMIDEC 1100. Así, se convirtió en el director de su

departamento de Investigación Médica y fue transferido a los

Laboratorios Centrales de Investigación

• EMI era la compañía grabadora de The

Beatles y le había ido muy bien

económicamente tras la venta de los

discos de la banda.

• En 1955, Su nuevo director, reconocía la

naturaleza arriesgada y variable del

negocio de la música ,por lo que le dio vía

libre, estableciendo un fondo de

investigación para financiar sus

proyectos. Según se cree, el dinero

provenía de los réditos dejados por The

Beatles

• En 1967 propuso la construcción del escáner EMI, que fue la base

de la técnica para desarrollar el TAC, como una máquina que unía el

cálculo electrónico a las técnicas de rayos X según la siguiente

descripción:

“Crear una imagen tridimensional de un objeto tomando

múltiples mediciones del mismo con rayos X desde

diferentes ángulos y utilizar una computadora que permita

reconstruirla a partir de cientos de "planos" superpuestos y

entrecruzados. ”

• Desde esta perspectiva,

Hounsfield es la figura central ya

que, tras arduos trabajos y en

forma totalmente independiente

de Cormack, desarrolló en 1967

para EMI lo que sería la mayor

revolución en el campo del

Diagnóstico por Imágenes

desde que Röntgen descubriera

los rayos X: la TAC, siglas de

Tomografía Axial Computada (en

inglés: Computarized Axial

Tomography -CAT-). En 1967

concluyó su primer escáner o

tomógrafo de rayos X cerebral y,

a partir de ese entonces, se

dedicó a perfeccionar este

prototipo.

• En 1969, Hounsfield se reunió en un café

de Londres con quien se convertiría en un

buen amigo: James Ambrose, director del

área de Radiología del Atkinson Morley's

Hospital (Londres). La mesa en la que

estaban sentados se encontraba llena de

papeles y mientras Godfrey describía el

tomógrafo y su utilidad, dibujó en una

servilleta de papel unos esquemas y

fórmulas incomprensibles. Luego sacó una

nuez del bolsillo, la abrió en dos por una

incisión y le propuso a Ambrose estudiar un

cuerpo tridimensional, reduciendo su

análisis a cortes paralelos que se podían

reconstruir en un ordenador. Para él, sería

necesario experimentar en cerebros.

• Finalmente Ambrose aceptó y le cedió una caja que contenía un cerebro humano

con un tumor. Los dos trabajaron sin descanso durante dos años en la idea de

Godfrey . Primero, con el modelo primitivo de 1967 usando cerebros de animales

y humanos, y luego con el prototipo encargado por el Hospital Atkinson Morley´s

en 1971 . Los resultados fueron espectaculares, por lo que, en 1972, se instaló -

por 69.000 libras- el primer escáner de TAC en el Atkinson Morley´s Hospital (el

cual fue estrenado frente al equipo de neurocirujanos) . Si bien la máquina

adquiría las imágenes en cinco minutos, el procesado era muy lento: un operario

llevaba en una cinta los datos del escáner desde el Atkinson hasta los

laboratorios de EMI y, allí, un ordenador ICL 1905 trabajaba toda la noche

preparando las imágenes.

• El 20 de abril de 1972 el ingeniero de EMI (hasta entonces

poco conocido) Godfrey Hounsfield hizo una presentación

junto al Dr. James Ambrose llamada "Tomografía axial

computarizada (una nueva forma de demostrar los tejidos

blandos del cerebro sin el uso de medios de contraste)" en el

32º Congreso del Instituto Británico de Radiología (British

Institute of Radiology -BIR-). El descubrimiento que

revolucionaría el trabajo médico en el mundo entero recibió

una aceptación inmediata y tuvo un entusiasmo pocas veces

visto.

• La tecnología del escáner TAC se extendió rápidamente por

los hospitales en los años setenta. La respuesta fue tan

abrumadora que, para 1973, el tomógrafo era demandado por

los principales centros sanitarios de todo el mundo . En ese

mismo año, ya se había instalado el primer escáner cerebral

en la prestigiosa Clínica Mayo (Estados Unidos) .

Rápidamente surgieron dos productos rivales y EMI se vio

obligada a acelerar el anuncio del escáner corporal en el que

había estado trabajando Hounsfield. El aparato ya había sido

sometido a numerosas pruebas e incluso el propio Godfrey se

había metido bajo el arco en varias ocasiones. Sin embargo, el

diseño y la construcción de cinco prototipos de escáner de

cerebro y cuerpo completo mucho más sofisticados,

mantuvieron al ingeniero ocupado hasta 1976. Pronto, se

instalaron tres en el Reino Unido y dos en los Estados Unidos.

En Sudamérica, el primero en contar con un tomógrafo fue el

Instituto FLENI (Fundación para la Lucha contra las

Enfermedades Neurológicas de la Infancia) de la ciudad de

Buenos Aires en 1976.

• La demanda mundial de equipos creció rápidamente. Esto sumado a

otras situaciones que nadie más podía resolver (como solucionar

problemas técnicos, cerrar una venta importante o realizar la

instrucción a nivel interno) así como la presentación de documentos y

conferencias exigían el tiempo y atención de Hounsfield . Sólo

después de la euforia inicial, el ingeniero pudo ampliar sus intereses

en los avances de la tecnología de la tomografía computada y la

resonancia magnética.

AUNQUE NO TENÍA UNA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA FORMAL, SUS TRABAJOS LO HICIERON MERECEDOR DE 35 PRESTIGIOSOS RECONOCIMIENTOS NACIONALES E INTERNACIONALES.

• Entre ellos el MacRobert Award (considerado como

el Premio Nobel de Ingeniería). En 1981 las

autoridades británicas le concedieron el título de

Caballero (Sir)

SU MAYOR RECONOCIMIENTO: EL PREMIO NOBEL

• En 1979, Hounsfield recibió el Premio Nobel de Medicina y Fisiología

"por sus aportes al desarrollo del escáner y su empleo en los

diagnósticos clínicos, y en especial por las mejoras aplicadas a la

tomografía asistida por ordenador". Si bien el reconocimiento fue

compartido con el físico Allan M. Cormack (que también había

trabajado en este concepto de forma independiente), Hounsfield,

como ya se dijo, había desarrollado su máquina sin conocer el trabajo

del sudafricano

FUENTES

• http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1979/cormack-

lecture.pdf

• http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1979/hounsfield-

lecture.html

• http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1979/hounsfield-

lecture.pdf

• http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1852-

99922012000400008