La Tac compie 50 anni, e bisogna ringraziare la musica dei Beatles

La Tac (Tomografia assiale computerizzata) compie cinquant’anni.  Essa ha contribuito a scrivere uno dei capitoli più importanti della diagnostica medica.  Non tutti sanno che l’avvento della Tac è collegato al mitico gruppo musicale dei Beatles negli anni ’60. Ecco i fatti: l’ingegner Hounsfield lavorava per la EMI (Electric and Music Industries), la compagnia che produceva i dischi dei Beatles. La EMI utilizzò i profitti ottenuti dalla vendita delle canzoni del celebre quartetto di Liverpool per investire nella tecnologia di scansione proposta da questo ingegnere.  

Il 6 giugno 1962, una band sconosciuta di Liverpool composta da quattro giovanotti fece la sua prova musicale negli studi della EMI a Londra. In quel momento i futuri ragazzi beat non immaginavano che, oltre a comporre musica e canzoni,  avrebbero contribuito a scrivere  anche pagine di Radiologia. L’azienda, oltre alla casa discografica, possedeva degli importanti laboratori di ricerca in campo elettronico e informatico, nei quali lavorava, appunto, fin dal 1951 un ingegnere, Godfrey Hounsfield.

Questi lavorò sui primi computer capaci di riconoscere immagini e parole stampate. Iniziò a studiare altri tipi di immagini da poter riconoscere e analizzare con l’aiuto di computer relativamente potenti. Ed ecco la brillante intuizione dell’ingegnere, ovvero di collegare l’analisi computerizzata delle immagini con la radiografia, metodica già ben collaudata della medicina diagnostica del tempo. L’idea era quella di realizzare, mediante il computer, un’immagine tridimensionale dell’elemento/sostanza da analizzare. Partendo da immagini radiografiche dei singoli strati di quel materiale, si sarebbero potute ottenere immagini di grande utilità diagnostica.  

Il marchingegno che prenderà il nome di TAC per poter essere concretizzata necessitava di un’ultima cosa: il denaro; ed è qui che scendono in campo la EMI e i grandiosi Beatles. Ed è proprio grazie ai lauti introiti del gruppo di Liverpool che la EMI ebbe la possibilità di investire una notevole quantità di soldi sul progetto di Hounsfield.

Anche Paul McCartney investì una buona parte dei suoi guadagni sul progetto e così la tecnica fu creata da Hounsfield nei primi anni ’70. Nelle prime fasi ci volevano circa nove giorni per scattare tutte le immagini radiografiche, per non parlare del tempo di elaborazione al computer. Troppe ore, davvero troppo, per la rielaborazione diagnostica su pazienti vivì. Tuttavia, nel 1971 la prima Tac per uso medico fu installata all’Atkinson Morley’s Hospital di Londra, e nel 1972 la EMI annunciò la produzione degli scanner TAC, e nel 1979 Hounsfield  fu il primo ingegnere della storia a ricevere il premio Nobel per la Medicina, assieme al  fisico sudafricano Allan M. Cormack.

Le tecniche tomografiche erano state già utilizzate dagli anni trenta, ma Hounsfield e Cormack furono capaci, per primi,  a mettere assieme una macchina a raggi X ed un computer. Quando si addentrò nel settore radiologico, Hounsfield pensò che un computer potesse ricostruire un’immagine da una serie di misurazioni di raggi X molto precise - prese attraverso il corpo - con svariate angolazioni.  Si rese subito conto che i metodi convenzionali non sfruttavano totalmente le informazioni che i raggi X potevano dare. Un’immagine è ottenuta da un rivelatore che ruota attorno al paziente, e le immagini del primo tomografo venivano visualizzate su una console del computer (realizzata dalla “Data General”) e potevano essere stampate e analizzate da medici. Le immagini particolareggiate del tessuto cerebrale dei pazienti poterono essere osservate per la prima volta nel 1971.  

Lo scanner EMI fu il primo ad essere adottato in modo rilevante. Questo strumento fu impiantato in anteprima all’ospedale “Atkinson Morley” di Wimbledon, a Londra, specializzato in neuroscienze: il primo esame TAC cerebrale di un paziente fu praticato il primo ottobre 1971, e mise in evidenza una cisti encefalica. La Tac è un metodo di diagnosi che accoppia radiografia e informatica, che sfrutta radiazioni ionizzanti (raggi X) e consente di riprodurre sezioni corporee del paziente ed elaborazioni tridimensionali di queste con l’aiuto di un elaboratore di dati. Si tratta di una tecnica che - insieme alla Risonanza magnetica nucleare (Rmn) - ha rivoluzionato drasticamente la diagnostica clinica moderna. Nel 1974 vengono prodotte le prime apparecchiature per lo studio del torace e dell’addome. Nel 1975 fu costruito il primo tomografo per tutto il corpo (total body). 

Negli ultimi tempi si sono affermate altre tecniche: la Tac a spirale (l’apparecchiatura ruota a spirale attorno al paziente) e la Tac multistrato (la parte da esaminare viene ‘fotografata’ in sezioni sottilissime), non ultima la Tac cosiddetta “intelligente”, una nuova macchina rivoluzionaria: meno radiazioni ed esami più rapidi per i pazienti. Essa consente di ottenere ottime informazioni utilizzando una dose molto bassa di radiazioni ionizzanti. I vantaggi di queste ultime tecniche consistono soprattutto nella possibilita’ di avere in tempi ridotti un congruo numero di immagini.   

La Tac appartiene agli sviluppi della Radiologia che si occupa di fornire immagini reali o virtuali dell’interno del corpo umano. Questa branca della medicina nasce qualche anno dopo la scoperta dei raggi X da parte del fisico tedesco Wilhelm Conrad Roengten, il 5 novembre 1895: quando questi realizza la prima radiografia della storia sulla mano della moglie Anna Bertha. È doveroso ricordare un italiano precursore della Tac: Alessandro Vallebona, professore ordinario di Radiologia all’Università di Genova, che già nel 1930 pose le basi della moderna diagnostica. Il celebre docente, scomparso a 88 anni nel 1987, è il grande medico/tecnologo a cui si deve l’invenzione della “stratigrafia antesignana della “tomografia computerizzata”.

Egli, nel 1930, propone “una nuova metodica radiodiagnostica”: più in dettaglio, “una modalità tecnica per la dissociazione radiografica delle ombre”. Dopo, nel 1934, riprenderà l’argomento al Congresso di Zurigo denominando il suo metodo “stratigrafia”. Egli è uno dei grandi innovatori, e non riesce a realizzare completamente la sua intuizione  solo per l’insufficienza dei mezzi tecnici a disposizione: l'informatica al tempo è ancora di là da venire.   

Wilhelm Roengten aveva ricevuto il premio Nobel per la fisica (1901). Dopo questa scoperta, si verificò una rivoluzione epocale in medicina. Nel 1913, ad opera del fisico e ingegnere William D. Coolidge fu messo a punto un “nuovo tubo” per Raggi X. Sempre nel 1913, si configurano in Italia tre cattedre di ruolo in Radiologia: a Roma con Francesco Ghilarducci, a Genova con Vittorio Maragliano , a Napoli con Francesco Paolo Sgobbo. Pionieri che accanto ad altri Colleghi famosi come Perussia, Tandoja, Bertolotti, Busi, Gortan, non ultimo Vallebona, diedero un forte contributo allo sviluppo di questa nuova scienza medica. 

Dagli inizi del ‘900 ai nostri giorni, la Radiologia e Diagnostica per Immagini hanno fatto passi giganteschi disponendo delle conquiste della Fisica, Matematica, della tecnologia e dell’Informatica. Attraverso la bioingegneria e la Biochimica, la Radiologia è approdata verso la Radiomica e la Radiogenomica.

Il riconoscimento dell’immagine è stata la prima applicazione dell’Intelligenza artificiale. Oggi la diagnostica per immagini è oggetto di politica industriale mondiale tra multinazionali come General Electric, Philips, Siemens, Fujitsu e Samsung, con uno spazio di mercato anche per l'italiana Esaote. Ma i suoi natali sono stati firmati dalle scoperte e dalle invenzioni di scienziati europei e italiani.