Ein Team von Physikern, Ingenieuren und Radiologen hat kürzlich ein Röntgengerät der ersten Generation wiederbelebt, das in einem niederländischen Lager Staub gesammelt hatte. Die antike Maschine funkelte und glühte immer noch wie eine Stütze in einem alten Science-Fiction-Film und verwendete tausende Male mehr Strahlung als ihre modernen Gegenstücke, um ein Bild zu machen.,
Die alte Maschine wurde ursprünglich 1896 von zwei Wissenschaftlern in Maastricht, Niederlande, gebaut, nur wenige Wochen nachdem der deutsche Physiker Wilhelm Conrad Röntgen über seine Entdeckung von Röntgenstrahlen berichtete-eine Leistung, die ihm den allerersten Nobelpreis für Physik einbrachte und eine Reihe von Nachahmerexperimenten auslöste.
H. J. Hoffmans, Physiker und Gymnasiallehrer in Maastricht, und L. Th., van Kleef, Direktor eines örtlichen Krankenhauses, baute das System aus Geräten zusammen, die bereits an der Hoffmans High School zur Verfügung standen, und verwendete es, um einige der ersten Fotos menschlicher Knochen durch die Haut zu machen, einschließlich in van Kleefs 21-jähriger Tochter Hand.
Seitdem sind Röntgenstrahlen, die die richtige Wellenlänge haben, um durch Muskeln zu tunneln, aber durch dichtere Knochen verlangsamt werden, fast zum Synonym für medizinische Bildgebung geworden. Aber die meisten dieser ersten Röntgensysteme gingen in die Geschichte verloren., Da die Techniken und Technologien zur Messung der Strahlendosen erst Jahrzehnte nach der Entstehung der ersten Röntgengeräte erfunden wurden, weiß niemand genau, wie leistungsfähig diese Systeme waren.
„Es gibt eine Wissenslücke in Bezug auf diese alten Maschinen“, sagte der Medizinphysiker Gerrit Kemerink vom Maastricht University Medical Center. „Als sie die Eigenschaften messen konnten, waren diese Maschinen lange weg.,“
Vor etwa einem Jahr, als Kemerinks Kollege im Krankenhaus Hoffmans und van Kleefs alternde Maschine aus dem Speicher grub, um sie in einem lokalen Fernsehprogramm zur Geschichte der Gesundheitsversorgung in der Region zu verwenden, wurde Kemerink neugierig, was das Gadget tun könnte. In einem online in Radiology veröffentlichten Artikel berichtet Kemerink über die allererste Diagnose auf einem Röntgengerät der ersten Generation.
„Ich habe beschlossen, einige Messungen an diesem Gerät durchzuführen, weil es noch nie jemand getan hat“, sagte er.,
Abgesehen von einer modernen Autobatterie und einigen Drähten verwendeten die Forscher nur die Originalausrüstung, einschließlich eines in Draht gewickelten Eisenzylinders, um elektrische Energie von einem Stromkreis auf einen anderen zu übertragen, und eines Glaskolbens mit Metallelektroden an jedem Ende.
Der Glaskolben, technisch Crookes Tube genannt, enthielt ein winziges Stück Luft, etwa ein Millionstel normalen Luftdrucks. Als die Forscher eine Hochspannung über die Röhre legten, wurden die Elektronen im Gas aus ihren Atomen gerissen und von einer Elektrode zur anderen über die Röhre gezogen.,
Elektronen emittieren auf natürliche Weise Röntgenstrahlen, wenn sie beschleunigen, verlangsamen oder die Richtung ändern. Als die Elektronen auf die Glaswände der Crookes-Röhre trafen, kamen sie zum Stillstand und gaben ein gespenstisch grünes Leuchten und unsichtbare Röntgenstrahlen ab.
Die Maschine nahm etwas Zureden, bevor Sie glühen, Kemerink sagte. Das Team spielte eine solide halbe Stunde lang ohne Erfolg damit.
„Zu der Zeit dachten wir, dass es möglich sein würde, dass wir mit unseren Plänen nicht erfolgreich sein würden“, sagte er., „Aber dann passierte plötzlich etwas und wir waren im Geschäft.“
Kemerink glaubt nun, dass der Gasdruck in der Glühbirne zu hoch war, als dass die Elektronen durch die Röhre wandern könnten. Aber dann schmolz ein bisschen Aluminium auf einer der Elektroden und saugte Gase aus dem Inneren der Glühbirne.
„Es ist eine Technik, die heute verwendet wird, um Ihr Vakuum zu verbessern: Verdampfen Sie Metall und fangen Sie einige Gase ein“, sagte er. „Das ist passiert, obwohl wir es nicht absichtlich getan haben.,“
Die Forscher verwendeten Standard-Strahlungsdetektionsgeräte im Krankenhaus, um die Menge an Röntgenstrahlen zu messen, die benötigt werden, um ein Bild der Knochen in einer menschlichen Hand aufzunehmen (diesmal ein Exemplar, das von der Anatomieabteilung entlehnt wurde, nicht von einer lebenden Person)., Die alte Maschine machte überraschend klare Bilder, gab der Haut jedoch eine Strahlungsdosis, die 1.500-mal höher war, als das gleiche Bild heute erfordern würde. Eine Belichtung, die 21 Millisekunden (Tausendstel Sekunden) auf einer modernen Maschine dauert, dauerte auf dem alten System bis zu 90 Minuten.
“ Es war interessant, dass die Bildqualität tatsächlich so gut war“, sagte der Radiologe Tom Beck von Quantum Medical Metrics, einem Unternehmen, das nach Möglichkeiten sucht, mithilfe medizinischer Bildgebung Strukturinformationen von Knochen zu erhalten. „Das war überraschend.,“
Dieses System der ersten Generation erzeugte nicht genug Strahlung, um gesundheitliche Probleme zu verursachen, obwohl Kemerink und Kollegen alle hinter einem transparenten Bleischild standen, wenn die Maschine eingeschaltet war, nur für den Fall. Aber Röntgengeräte wurden immer leistungsfähiger, kurz nachdem Hoffmans und van Kleef ihre Maschine gebaut hatten, und Techniker trafen nicht immer Vorkehrungen gegen schädliche Strahlung.
„Innerhalb weniger Wochen berichteten Menschen von Hautverbrennungen, etwas später sogar von viel schlimmeren Dingen“, wie Blasen und Wunden, die nicht heilen würden, sagte Kemerink., Einigen Arbeitern mussten Finger oder sogar ein ganzer Arm amputiert werden. „Viele dieser frühen Röntgenarbeiter entwickelten Krebs, und viele von ihnen starben vorzeitig, sehr jung.“
Der Unterschied in der Gefahr zeigt, wie weit Röntgenstrahlen gekommen sind, sagte er. In einer anderen Studie online veröffentlicht Jan. 15 in Insights into Imaging zeigten Kemerink und Kollegen, dass moderne Röntgenarbeiter bei allen heute verwendeten Abschirmungen weniger Strahlung im Krankenhaus spüren als zu Hause.
„Es gibt so viel zu sagen, wie weit wir gekommen sind“, sagte Kemerink. „Diese Maschinen waren beim Start extrem gefährlich., In all den Jahren haben sie die Technologie so weit verbessert, dass Sie das, was Sie erhalten, bei normalen Röntgenscans wirklich vernachlässigen können.“
Die Arbeit mit der Maschine war“ etwas ganz Besonderes, ich muss sagen“, fügte Kemerink hinzu. Die Luft roch nach Ozon, der Interruptor summte, der Blitz knisterte in der Funkenspalte und das Innere des menschlichen Körpers zeigte sich.
„Unsere Erfahrung mit dieser Maschine“, schrieben die Forscher, “ war auch heute noch etwas weniger als magisch.,“
Video: Maastricht University Medical Center. Bilder: Mit Freundlicher Genehmigung Von Gerrit Kemerink.
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