La possibilité d'objets précieux cachés dans des chambres secrètes peut vraiment enflammer l'imagination. Au milieu des années 1960, l'ingénieur britannique Godfrey Hounsfield s'est demandé si l'on pouvait détecter des zones cachées dans les pyramides égyptiennes en capturant les rayons cosmiques qui traversaient des vides invisibles.
Il s'est accroché à cette idée au fil des ans, qui peut être paraphrasée comme « regarder à l'intérieur d'une boîte sans l'ouvrir ». En fin de compte, Hounsfield a compris comment utiliser des rayons à haute énergie pour révéler ce qui est invisible à l'œil nu. Il a inventé un moyen de voir à l'intérieur du crâne dur et d'obtenir une image du cerveau mou à l'intérieur.
La première image tomodensitométrique – un tomodensitogramme – du cerveau humain a été réalisée il y a 50 ans, le 1er octobre 1971. Hounsfield ne s'est jamais rendu en Égypte, mais son invention l'a emmené à Stockholm et au palais de Buckingham.
L'innovation d'un ingénieur
La jeunesse de Godfrey Hounsfield ne laissait pas penser qu'il accomplirait grand-chose. Il n'était pas particulièrement bon élève. Lorsqu'il était jeune garçon, ses professeurs le décrivaient comme « gros ».
Il a rejoint la Royal Air Force britannique au début de la Seconde Guerre mondiale, mais il n'était pas vraiment un soldat. Il était, cependant, un sorcier avec des machines électriques – en particulier le radar nouvellement inventé qu'il truquait avec un jury pour aider les pilotes à mieux rentrer chez eux les nuits sombres et nuageuses.
Après la guerre, Hounsfield suivit les conseils de son commandant et obtint un diplôme d'ingénieur. Il a exercé son métier chez EMI - la société deviendrait plus connue pour la vente d'albums des Beatles , mais a commencé sous le nom d'Electric and Music Industries, en se concentrant sur l'électronique et l'ingénierie électrique.
Les talents naturels de Hounsfield l'ont poussé à diriger l'équipe de construction de l'ordinateur central le plus avancé disponible en Grande-Bretagne. Mais dans les années 60, EMI voulait sortir du marché informatique concurrentiel et ne savait pas quoi faire avec l'ingénieur brillant et excentrique.
Alors qu'il était en vacances forcées pour réfléchir à son avenir et à ce qu'il pourrait faire pour l'entreprise, Hounsfield a rencontré un médecin qui s'est plaint de la mauvaise qualité des radiographies du cerveau. Les radiographies simples montrent des détails merveilleux des os , mais le cerveau est une goutte de tissu amorphe - sur une radiographie, tout ressemble à du brouillard. Cela a amené Hounsfield à réfléchir à sa vieille idée de trouver des structures cachées sans ouvrir la boîte.
Une nouvelle approche révèle l'inédit
Hounsfield a formulé une nouvelle façon d'aborder le problème de l'imagerie de ce qui se trouve à l'intérieur du crâne.
Premièrement, il diviserait conceptuellement le cerveau en tranches consécutives – comme une miche de pain. Ensuite, il a prévu de diffuser une série de rayons X à travers chaque couche, en répétant cela pour chaque degré d'un demi-cercle. La force de chaque faisceau serait capturée du côté opposé du cerveau - avec des faisceaux plus forts indiquant qu'ils avaient voyagé à travers un matériau moins dense.
Enfin, dans peut-être son invention la plus ingénieuse, Hounsfield a créé un algorithme pour reconstruire une image du cerveau basée sur toutes ces couches. En travaillant en arrière et en utilisant l'un des nouveaux ordinateurs les plus rapides de l'époque, il a pu calculer la valeur de chaque petite boîte de chaque couche cérébrale. Eurêka !
Mais il y avait un problème : EMI n'était pas impliqué dans le marché médical et n'avait aucune envie de se lancer. L'entreprise a permis à Hounsfield de travailler sur son produit, mais avec un financement limité. Il a été forcé de fouiller dans la poubelle des installations de recherche et a bricolé une machine de numérisation primitive assez petite pour reposer sur une table à manger.
Même avec des analyses réussies d'objets inanimés et, plus tard, de cerveaux de vache casher , les pouvoirs en place chez EMI sont restés sous-estimés. Hounsfield avait besoin de trouver un financement extérieur s'il voulait procéder avec un scanner humain.
Hounsfield était un inventeur brillant et intuitif, mais pas un communicateur efficace. Heureusement, il avait un patron sympathique, Bill Ingram, qui a vu la valeur de la proposition de Hounsfield et a lutté avec EMI pour maintenir le projet à flot.
Il savait qu'il n'y avait pas de subventions qu'ils pourraient obtenir rapidement, mais a estimé que le ministère britannique de la Santé et de la Sécurité sociale pouvait acheter du matériel pour les hôpitaux. Miraculeusement, Ingram leur a vendu quatre scanners avant même qu'ils ne soient construits. Alors, Hounsfield a organisé une équipe, et ils se sont précipités pour construire un scanner humain sûr et efficace.
Pendant ce temps, Hounsfield avait besoin de patients pour essayer sa machine. Il trouva un neurologue quelque peu réticent qui accepta de l'aider. L'équipe a installé un scanner pleine grandeur à l' hôpital Atkinson Morley de Londres et, le 1er octobre 1971, ils ont scanné leur premier patient : une femme d'âge moyen qui présentait des signes de tumeur au cerveau.
Ce n'était pas un processus rapide - 30 minutes pour le scan, une traversée de la ville avec les bandes magnétiques, 2,5 heures pour traiter les données sur un ordinateur central EMI et capturer l'image avec un appareil photo Polaroid avant de retourner à l'hôpital.
Et il y avait là - dans son lobe frontal gauche - une masse kystique de la taille d'une prune. Avec cela, toutes les autres méthodes d'imagerie du cerveau étaient obsolètes.
Des millions de tomodensitogrammes chaque année
EMI, sans expérience sur le marché médical, détenait soudain le monopole d'une machine très demandée. Elle s'est lancée dans la production et a d'abord très bien réussi à vendre les scanners. Mais en cinq ans, des entreprises plus grandes, plus expérimentées et dotées d'une plus grande capacité de recherche, telles que General Electric Co. et Siemens, produisaient de meilleurs scanners et engloutissaient leurs ventes. EMI a finalement quitté le marché médical - et est devenu une étude de cas expliquant pourquoi il peut être préférable de s'associer avec l'un des grands au lieu d'essayer de faire cavalier seul.
L'innovation de Hounsfield a transformé la médecine. Il a partagé le prix Nobel de physiologie ou de médecine en 1979 et a été fait chevalier par la reine en 1981. Il a continué à faire des inventions jusqu'à ses derniers jours en 2004, lorsqu'il est décédé à 84 ans.
En 1973, l'Américain Robert Ledley a développé un scanner corporel qui pouvait imager d'autres organes, vaisseaux sanguins et, bien sûr, les os. Les scanners modernes sont plus rapides, offrent une meilleure résolution et, surtout, le font avec moins d'exposition aux rayonnements. Il existe même des scanners mobiles.
En 2020, les techniciens effectuaient plus de 80 millions d'analyses par an aux États-Unis. Certains médecins soutiennent que ce nombre est excessif et peut-être qu'un tiers sont inutiles. Bien que cela puisse être vrai, la tomodensitométrie a été bénéfique pour la santé de nombreux patients dans le monde, en aidant à identifier les tumeurs et à déterminer si une intervention chirurgicale est nécessaire. Ils sont particulièrement utiles aux urgences pour une recherche rapide des blessures internes après des accidents.
Et vous vous souvenez de l'idée de Hounsfield sur les pyramides ? En 1970, des scientifiques ont placé des détecteurs de rayons cosmiques dans la chambre la plus basse de la pyramide de Khafré. Ils ont conclu qu'aucune chambre cachée n'était présente dans la pyramide . En 2017, une autre équipe a placé des détecteurs de rayons cosmiques dans la Grande Pyramide de Gizeh et a trouvé une chambre cachée, mais inaccessible . Il est peu probable qu'il soit exploré de si tôt.
Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Vous pouvez trouver l' article original ici .
Edmund S. Higgins est professeur agrégé affilié de psychiatrie et de médecine familiale à la Medical University of South Carolina.
