Un team di fisici, ingegneri e radiologi ha recentemente rianimato un dispositivo a raggi X di prima generazione che stava raccogliendo polvere in un magazzino olandese. La macchina antica ancora scatenato e brillava come un puntello in un vecchio film di fantascienza, e utilizzato migliaia di volte più radiazioni rispetto ai suoi omologhi moderni per fare un’immagine.,
La vecchia macchina, è stato originariamente costruito nel 1896 da due scienziati in Maastricht, paesi Bassi, poche settimane dopo, un fisico tedesco Wilhelm Conrad Röntgen segnalato la sua scoperta dei raggi X, un traguardo che lui ha vinto il primo Premio Nobel per la fisica e ha scatenato una valanga di copycat esperimenti.
H. J. Hoffmans, un fisico e direttore di scuola superiore a Maastricht, e L. Th., van Kleef, direttore di un ospedale locale, ha assemblato il sistema da apparecchiature già disponibili presso la scuola superiore di Hoffmans e lo ha usato per scattare alcune delle prime fotografie di ossa umane attraverso la pelle, anche nella mano della figlia di 21 anni di van Kleef.
Da allora, i raggi X, che sono la giusta lunghezza d’onda per tunnel attraverso il muscolo ma sono rallentati dalle ossa più dense, sono diventati quasi sinonimo di imaging medico. Ma la maggior parte di quei primi sistemi a raggi X sono stati persi nella storia., Poiché le tecniche e la tecnologia per misurare le dosi di radiazioni non sono state inventate fino a decenni dopo l’avvento delle prime macchine a raggi X, nessuno sa esattamente quanto fossero potenti quei sistemi.
“C’è una lacuna nella conoscenza rispetto a queste vecchie macchine”, ha detto il fisico medico Gerrit Kemerink del Maastricht University Medical Center. “Con il tempo che potevano misurare le proprietà, queste macchine erano ormai lontani.,”
Circa un anno fa, quando il collega di Kemerink all’ospedale scavò la macchina di invecchiamento di Hoffmans e van Kleef da utilizzare in un programma televisivo locale sulla storia dell’assistenza sanitaria nella regione, Kemerink divenne curioso di sapere cosa potesse fare il gadget. In un articolo pubblicato online su Radiology, Kemerink riporta la prima diagnostica su un dispositivo a raggi X di prima generazione.
“Ho deciso di provare a fare alcune misurazioni su questa apparecchiatura, perché nessuno l’ha mai fatto”, ha detto.,
A parte una moderna batteria per auto e alcuni fili, i ricercatori hanno utilizzato solo l’equipaggiamento originale, tra cui un cilindro di ferro avvolto in filo per trasferire energia elettrica da un circuito all’altro e un bulbo di vetro con elettrodi metallici a ciascuna estremità.
Il bulbo di vetro, tecnicamente chiamato tubo di Crookes, conteneva un po ‘ d’aria, circa un milionesimo della normale pressione dell’aria. Quando i ricercatori hanno posizionato un’alta tensione sopra il tubo, gli elettroni nel gas sono stati strappati dai loro atomi e compressi attraverso il tubo da un elettrodo all’altro.,
Gli elettroni emettono naturalmente raggi X quando accelerano, rallentano o cambiano direzione. Quando gli elettroni hanno colpito le pareti di vetro del tubo di Crookes, sono arrivati a una brusca frenata, emettendo un bagliore verde spettrale e raggi X invisibili.
La macchina ha preso un po ‘ di persuasione prima che si illuminasse, ha detto Kemerink. La squadra giocherellava con esso per una solida mezz’ora senza successo.
“A quel tempo stavamo pensando che sarebbe stato possibile che non avremmo avuto successo con i nostri piani”, ha detto., “Ma poi improvvisamente è successo qualcosa, ed eravamo in affari.”
Kemerink ora pensa che la pressione del gas all’interno del bulbo era troppo alta per gli elettroni di viaggiare attraverso il tubo. Ma poi un po ‘ di alluminio su uno degli elettrodi si sciolse, succhiando i gas dall’interno del bulbo.
“È una tecnica usata oggi per migliorare il tuo vuoto: evaporare il metallo e intrappolare alcuni gas”, ha detto. “Questo è quello che è successo, anche se non l’abbiamo fatto apposta.,”
I ricercatori hanno utilizzato dispositivi standard di rilevamento delle radiazioni ospedaliere per misurare la quantità di raggi X necessari per scattare un’immagine delle ossa in una mano umana (questa volta, un esemplare preso in prestito dal dipartimento di anatomia, non da una persona vivente)., La vecchia macchina ha preso immagini sorprendentemente chiare, ma ha dato alla pelle una dose di radiazioni 1.500 volte maggiore di quella che la stessa immagine richiederebbe oggi. Un’esposizione che richiede 21 millisecondi (millesimi di secondo) su una macchina moderna ha richiesto fino a 90 minuti sul sistema antico.
“È stato interessante che la qualità dell’immagine fosse effettivamente così buona”, ha detto il radiologo Tom Beck di Quantum Medical Metrics, una società che ricerca modi per ottenere informazioni strutturali dalle ossa usando l’imaging medico. “E’ stato sorprendente.,”
Questo sistema di prima generazione non produceva abbastanza radiazioni da causare problemi di salute, anche se Kemerink e colleghi stavano tutti dietro uno scudo trasparente di piombo ogni volta che la macchina era accesa, per ogni evenienza. Ma i dispositivi a raggi X sono diventati sempre più potenti poco dopo che Hoffmans e van Kleef hanno costruito la loro macchina, e i tecnici non hanno sempre preso precauzioni contro le radiazioni nocive.
“In poche settimane, le persone hanno riportato ustioni cutanee, un po ‘più tardi anche cose molto peggiori”, come vesciche e piaghe che non guarirebbero, ha detto Kemerink., Alcuni lavoratori dovevano avere dita o addirittura un intero braccio amputato. “Molti di questi primi lavoratori a raggi X hanno sviluppato il cancro e molti di loro sono morti prematuramente, molto giovani.”
La differenza di pericolo mette in evidenza quanto lontano i raggi X sono venuti, ha detto. In un altro studio pubblicato on-line Febbraio. 15 in Insights into Imaging, Kemerink e colleghi hanno dimostrato che, con tutte le schermature utilizzate oggi, i moderni lavoratori a raggi X sentono meno radiazioni in ospedale di quanto non facciano a casa.
“C’è così tanto da dire su quanto siamo arrivati”, ha detto Kemerink. “Queste macchine quando hanno iniziato erano estremamente pericolose., Ora, in tutti quegli anni, hanno migliorato la tecnologia fino ad ora che si può davvero trascurare ciò che si riceve quando si eseguono normali scansioni a raggi X.”
Lavorare con la macchina è stato” molto speciale, devo dire”, ha aggiunto Kemerink. L’aria odorava di ozono, l’interruttore ronzava, i fulmini crepitavano nello spark gap e l’interno del corpo umano si mostrava.
“La nostra esperienza con questa macchina”, hanno scritto i ricercatori, “è stata, ancora oggi, poco meno che magica.,”
Video: Maastricht University Medical Center. Immagini: Per gentile concessione di Gerrit Kemerink.
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