Os Beatles e a tomografia do cérebro
A EMI é mais conhecida por sua contribuição à indústria
musical; porém, entre as décadas de 1940 e 1980, a empresa contou com uma
divisão de equipamentos eletrônicos que produziu radares durante a guerra e
aparelhos de transmissão no período pós-guerra. Em 1958, sob a liderança de
Godfrey Hounsfield (1919-2004), a empresa desenvolveu o primeiro computador
transistorizado do Reino Unido. Aproveitando os recursos que a EMI vinha
obtendo após fechar contrato com os Beatles em 1962, Hounsfield começou a trabalhar
em um novo e revolucionário sistema de imagens do corpo humano: a tomografia
computadorizada, conhecida simplesmente como TAC ou TC.
Em 1967, Hounsfield visitou a instituição que, na época, era
referência em neurologia no Reino Unido — o National Neurological Hospital de
Londres — para propor o desenvolvimento de um novo aparelho de raios X capaz de
produzir imagens de seções do cérebro dos pacientes. O chefe de
neurorradiologia respondeu que as técnicas existentes (pneumoencefalografia,
planigrafia e angiografia) já eram capazes de fornecer imagens para
diagnóstico, portanto, não via necessidade para um novo tipo de scanner. Na
verdade, as técnicas listadas pelo médico estavam muito aquém do que Hounsfield
propunha. A pneumoencefalografia, por exemplo, exigia a drenagem de quase todo
o fluido cerebral, que era então substituído por gás para melhorar a qualidade
dos raios X do cérebro. O procedimento, além de extremamente doloroso e
arriscado, necessitava de um período de recuperação que variava de dois a três
meses.
Sem se abalar pela recusa categórica, Hounsfield conseguiu
uma reunião com o chefe de neurorradiologia do Atkinson Morley Hospital (AMH),
na região sudoeste de Londres, onde foi recebido de forma bem mais favorável.
Quatro anos depois, o tomógrafo produziria as primeiras imagens do cérebro no
AMH, revolucionando da noite para o dia o campo da neurologia. Embora as
primeiras imagens tivessem uma resolução relativamente baixa (
pixels), elas ofereceram uma ferramenta de
diagnóstico incomparável, descrita na época como "melhor do que uma sala
cheia de neurologistas". A TC, que vinha sendo desenvolvida de forma
independente nos EUA, tornou-se posteriormente capaz de oferecer imagens em 3D
do cérebro e de outras estruturas anatômicas.
Peça-chave: Técnica de Reconstrução Algébrica
A Técnica de Reconstrução Algébrica (Algebraic
Reconstruction Technique — ART) é um algoritmo iterativo usado para
a reconstrução de imagens a partir de uma série de projeções angulares. A
técnica foi adaptada para uso na tomografia computadorizada por Godfrey
Hounsfield em seu tomógrafo de 1971.
O tomógrafo é uma evolução da técnica de tomografia por
raios X descoberta no início do século XX, na qual o radiologista obtinha uma
imagem seccional através do corpo do paciente ao mover o tubo de raios X e a
chapa fotográfica em direções opostas durante a exposição. O protótipo inicial
do scanner produziu sua primeira imagem no AMH em 1º de outubro de 1971.
A máquina original foi projetada apenas para realizar
imagens do cérebro; portanto, o dispositivo tinha espaço restrito à cabeça do
paciente. Em 1973, Hounsfield desenvolveu um tomógrafo de corpo inteiro. O
scanner possuía um tubo de raios X montado em cima do pórtico móvel (gantry)
com um único detector fotomultiplicador na parte inferior. Em operação, o
tomógrafo capturava 160 imagens paralelas ao longo de 180 graus, com cada
varredura levando pouco mais de cinco minutos. Os dados eram enviados por fita
para um computador de grande porte para serem processados por meio da ART,
processo que levava 2 horas e meia. O primeiro tomógrafo EMI comercializado
capturava as imagens em cerca de quatro minutos, e o tempo de processamento por
imagem era de sete minutos. A versão comercial do scanner necessitava de um
tanque de Plexiglas cheio de água e de uma touca de borracha colocada em volta
da cabeça do paciente para reduzir a amplitude dos raios X que chegavam aos
detectores.
Complementos Técnicos e Históricos
Paralelamente ao trabalho de Hounsfield na EMI, o físico
sul-africano Allan McLeod Cormack, então na Tufts University (EUA),
desenvolvia de forma independente os fundamentos matemáticos necessários para a
reconstrução de imagens a partir de projeções de raios X — pesquisa iniciada no
Groote Schuur Hospital, na África do Sul, no início da década de 1960. A base
matemática por trás da ART remonta, inclusive, à transformada de Radon,
formulada pelo matemático austríaco Johann Radon em 1917.
Por suas contribuições conjuntas ao desenvolvimento da
tomografia computadorizada, Hounsfield e Cormack receberam o Prêmio Nobel de
Fisiologia ou Medicina em 1979.
O primeiro tomógrafo comercial, o EMI CT 1000, foi
lançado em 1973. Pouco depois, surgiram os primeiros scanners de corpo inteiro,
como o ACTA Scanner, desenvolvido por Robert Ledley, e o EMI CT 5000.
Nas décadas seguintes, a tecnologia evoluiu para a TC helicoidal (espiral), nos
anos 1980-90, e posteriormente para a TC multislice, nos anos 2000,
reduzindo drasticamente o tempo de exame e ampliando a resolução das imagens.
Referências Bibliográficas
CHALINA, Eric. 50 Máquinas que mudaram o Rumo da História.
Rio de Janeiro: GMT Editores Ltda., 2014.
SALTON Cursos. "Prêmios Nobel e Outros Destaques -
1979: GODFREY N. HOUNSFIELD e ALLAN MCLEOD CORMACK". Introdução
à TC. Acesso em: 01 de setembro de 2024.
Tomografia
Computadorizada: evolução marcada por gerações. Acesso em: 01 de
setembro de 2024.
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