Antica macchina a raggi-X riportata alla vita

La macchina per raggi X è ormai vecchia di più di un secolo: nel 1896, due scienziati di Maastricht assemblarono una delle prime macchine a raggi X utilizzando pezzi di componenti provenienti da una scuola superiore, due settimane dopo l'annuncio di Wilhelm Conrad Röntgen, lo scopritore ufficiale dei raggi X.
Hoffmans e il suo collega L. Th. van Kleef, direttore dell'ospedale di Maastricht, scattarono alcune foto di ossa umane attraversando i tessuti con la loro macchina fotografica a raggi X. Ma al tempo non esisteva ancora alcuno strumento in grado di misurare l'emissione di radiazioni di queste apparecchiature, strumenti che arrivarono soltanto decadi più tardi. Fino ad ora, infatti, nessuno sapeva con certezza a quale potenza potesse operare la macchina a raggi X di Hoffmans e van Kleef.
"C'è un buco di conoscenza rispetto a queste vecchie macchine" dice Gerrit Kemerink, del Maastricht University Medical Center. "Quando fummo in grado di misurarne le proprietà, queste macchine erano ormai vecchie ed estinte".
Kemerink ha quindi deciso di mettere alla prova uno degli antichi apparati di produzione di raggi X per la fotografia, utilizzando quello custodito in un magazzino olandese. I risultati della sua ricerca sono stati pubblicati sulla rivista specializzata Radiology. "Ho deciso di fare qualche misurazione di quest apparecchiatura, dato che nessuno l'ha mai fatto".
Far funzionare l'apparecchiatura dopo oltre un secolo non è di certo stata una passeggiata. Il setup ha richiesto soltanto qualche cavo moderno e una batteria per automobili, ma la macchina non ha funzionato come avrebbe dovuto fino a quando, per puro caso, i ricercatori sono riusciti ad ottenere un vuoto più spinto all'interno del cilindro di vetro che costituisce la parte fondamentale dell'apparecchio a raggi X.
Questo tubo, definito tubo di Crookes, conteneva quantità minuscole di aria ad una pressione pari a circa un milionesimo rispetto a quella atmosferica. Quando si applica un alto voltaggio al tubo, gli elettroni all'interno del cilindro vengono strappati dagli atomi d'aria e viaggiano da un elettrodo all'altro. Questo procedimento consente agli elettroni che colpiscono il vetro di emettere una luce verdastra e raggi X.
Ma la pressione del gas all'interno del cilindro di Crookes era probabilmente troppo alta quando i ricercatori hanno tentato di utilizzare la macchina. "Quando pensavamo che non sarebbe stato possibile realizzare i nostri piani, è successo qualcosa, e siamo rimasti in gioco" dice Kemerink. Quando infatti parte dell'alluminio di uno degli elettrodi si è fuso, la pressione interna al tubo di vetro si è ridotta, facendo funzionare l'attrezzatura. "E' una tecnica utilizzata in tempi moderni per aumentare il vuoto: si fa evaporare del metallo e si intrappola del gas. E' quello che è successo, anche se non l'abbiamo fatto di proposito".
L'immagine a sinistra è stata ottenuta con una vecchia macchina a raggi X dopo 21 minuti di esposizione, mentre quella a destra è frutto di una macchina a raggi X moderna.
I ricercatori hanno utilizzato un rilevatore di radiazioni ospedaliero per misurare l'emissione di raggi X durante la ripresa delle ossa di una mano umana proveniente dal dipartimenti di anatomia. L'immagine ha richiesto 90 minuti di esposizione, contro i 21 millisecondi di una macchina a raggi X moderna, e la dose di radiazioni sulla pelle è stata di 1.500 volte superiore a quella delle apparecchiature moderne.
Ma l'immagine ottenuta dall'antica macchina a raggi X è stata sorprendentemente dettagliata e definita. "E' stato interessante notare che la qualità dell'immagine fosse così buona" dice Tom Beck, radiologo della Quantum Medical Metrics. "E' stata una sorpresa".
Dopo van Kleef e Hoffmans, le macchine a raggi X diventarono sempre più potenti; ma senza la possibilità d misurare la quantità di radiazioni emessa, e prendere precauzioni, molti ricercatori del passato mostrarono i sintomi degli effetti nocivi delle radiazioni. "Entro qualche settimana, le persone riportavano bruciature della pelle, e poco più tardi effetti molto peggiori. Molti dei primi operatori a raggi X sviluppavano forme di cancro, e alcuni di loro sono morti molto giovani".
Fortunatamente, oggi gli operatori di macchine a raggi X subiscono paradossalmente meno radiazioni durante il loro lavoro che nelle loro case. "Queste macchine erano inizialmente molto pericolose. Ora, in tutti questi anni, la tecnologia è migliorata così tanto che si può davvero trascurare la quantità di radiazioni ricevuta durante una scansione a raggi X".
115-Year-Old Medical X-Ray Machine Comes Back to Life