La storia della radiologia è una narrazione affascinante che parte dalla fine del XIX secolo e continua a evolversi rapidamente con le tecnologie moderne. Era l’8 novembre del 1895. Quel giorno, nel laboratorio di Röntgen-Gedächtnisstätte (oggi diventato un piccolo museo) a Würzburg, cittadina bavarese, fu scoperta la radiazione elettromagnetica nell’intervallo di frequenza, nota al mondo come raggi X.
L’8 novembre del 1895, 120 anni fa, il fisico tedesco Wilhelm Röntgen scoprì per caso l’esistenza dei raggi-X, novità che nel giro di pochi mesi avrebbe rivoluzionato la medicina: l’anno successivo nel Regno Unito era già in funzione il primo dipartimento di radiologia all’interno di un ospedale e nel giro di poco tempo i raggi-X cominciarono ad essere usati in tutto il mondo per ottenere immagini delle fratture di ossa e di ferite d’arma da fuoco.
La Scoperta Casuale dei Raggi X
La scoperta dei Raggi X avvenne per caso. L'8 novembre 1895 Wilhelm Röntgen, uno scienziato tedesco, iniziò a osservare raggi X mentre sperimentava con i tubi a vuoto, uno dei quali era il modello avanzato costruito in precedenza da Lenard. Röntgen stava infatti conducendo degli esperimenti per studiare il comportamento dei raggi catodici, sulla base di scoperte effettuate da diversi scienziati in precedenza (tra i quali E.Goldstein, Heinrich Hertz e Philippe Von Lenard).
Proprio nell’ambito del suo lavoro in laboratorio finì così per individuare un altro tipo di raggi. L’8 novembre 1895, Röntgen stava infatti effettuando degli esperimenti con un tubo a vuoto attraverso cui veniva fatto passare un fascio di elettroni. Dopo aver iniziato il suo lavoro, il fisico si rese conto che un pannello, cosparso di una particolare sostanza chimica e situato a pochi metri da lui, aveva iniziato a brillare fiocamente.
Questo avvenne anche dopo che Röntgen provò a ricoprire il tubo con dei fogli di cartoncino nero, lavorando in una stanza completamente buia. Motivo per cui, qualunque cosa stesse illuminando il pannello - che emetteva bagliori anche a distanza di qualche metro - doveva necessariamente riuscire a penetrare lo strato di carta. Ciò che in questo modo aveva scoperto (inconsapevolmente) era che, in determinate condizioni, gli elettroni emessi dai tubi con cui stava lavorando si trasformano in una radiazione elettromagnetica capace di penetrare gran parte dei materiali.
Mentre si preparava a passare alla fase successiva, distolse lo sguardo dall’apparecchio e con la coda dell’occhio notò che uno schermo cosparso di una sostanza fluorescente, che aveva sistemato a poca distanza dal tubo, stava brillando fiocamente. La luce era visibile solo con la coda dell’occhio, dove è situata una parte particolarmente sensibile della retina. Per il suo esperimento, Röntgen aveva coperto il tubo con degli spessi fogli di cartoncino nero: qualunque cosa stesse illuminando lo schermo era allo stesso tempo praticamente invisibile a occhio nudo e in grado di penetrare lo spesso strato di carta che copriva il tubo.
Röntgen ripeté l’esperimento più volte per accertarsi di non aver commesso un errore. Poi cercò di bloccare il misterioso raggio utilizzando una serie di oggetti diversi e scoprì che soltanto il piombo riusciva nel compito. Infine sostituì lo schermo con una pellicola fotografica e chiese a sua moglie di mettere la mano tra il tubo e la pellicola. In questo modo Röntgen ottenne la prima radiografia della storia: un’immagine delle ossa della mano di sua moglie e del suo anello matrimoniale.
Durante i suoi esperimenti successivi Röntgen comprese che inserendo un oggetto tra l'emettitore dei raggi e una lastra fotografica, era possibile imprimere l’immagine ottenuta sulla superficie e conservarla nel tempo. Un esperimento che condusse utilizzando la mano sinistra della moglie, alla quale si deve il primo prototipo di radiografia.
La Natura dei Raggi X
Quello che Röntgen aveva scoperto, ma che non aveva ancora del tutto chiaro cosa fosse, era che in certe condizioni gli elettroni che vengono normalmente emessi dai tubi con cui stava facendo esperimenti si trasformano in una radiazione elettromagnetica con la capacità di penetrare quasi qualsiasi materiale. Approfondendo la scoperta, si scoprì che questa differenza "nella scala dei grigi" era data dall’impatto dei raggi sui vari tessuti: questi riuscivano infatti a penetrare la pelle (o la carta, come avvenuto al momento del primo esperimento); mentre venivano fermati da sostanze ad altà densità, per esempio le ossa, che apparivano dunque sulla lastra fotografica come un’ombra più scura.
Dopo aver presentato la scoperta alla comunità scientifica, pensò dunque di rinominare questa nuova tipologia di radiazione sconosciuta con il nome di "Raggi X", dalla lettera utilizzata in ambito matematico per indicare le incognite. Röntgen scrisse il 28 dicembre 1895 un rapporto preliminare “Su un nuovo tipo di raggi: una comunicazione preliminare“. Lo spedì alla rivista della Physikalisch-Medizinische Gesellschaft di Würzburg. Fu il primo annuncio formale e pubblico dei raggi X.
Röntgen chiamò la radiazione “X”, per indicare che era ancora di tipo sconosciuto. Il nome rimase, anche se molti dei suoi colleghi suggerirono di chiamarli “raggi di Röntgen” (Röntgen stesso si oppose a questa denominazione). In alcune nazioni, quest’ultimo nome è ancora usato.
L'Impatto Rivoluzionario sulla Medicina
La scoperta ebbe immediate ricadute soprattutto in campo medico. In poco tempo i raggi X divennero un importante strumento di diagnosi, consentendo per la prima volta ai dottori di controllare l’interno del corpo umano senza ricorrere alla chirurgia. La comunità medica riconobbe immediatamente l’importanza della scoperta di Röntgen. Nel febbraio del 1896 negli Stati Uniti venne effettuata la prima radiografia a uso clinico per diagnosticare una frattura ossea.
La scoperta dei Raggi X avvenne casualmente, e da allora ha rivoluzionato la scienza medica. L’uso dei raggi X per scopi medici fu iniziato da John Hall-Edwards a Birmingham, Inghilterra. Appena pochi giorni dopo la consegna del rapporto preliminare scritto da Röntgen, la notizia della scoperta fece il giro del mondo e il 5 gennaio 1896 comparvero i primi articoli sulla stampa (“Press” di Vienna) e dieci giorni dopo se ne interessò anche l’autorevole New York Times.
Con l’avanzamento della tecnologia informatica, la radiologia ha fatto un grande passo avanti con l’introduzione della radiologia digitale. Negli anni ’90, la pellicola fotografica utilizzata per le radiografie tradizionali iniziò a essere sostituita da sensori digitali. La radiologia digitale si basa sull’uso di rilevatori a stato solido come i rilevatori a schermo piatto (Flat Panel Detectors - FPD) e i sistemi a radiografia computerizzata (Computed Radiography - CR).
Gli Effetti Negativi e le Misure di Sicurezza
Ciò che non si sapeva al momento della scoperta di Röntgen era che i raggi avevano effetti simili a quelli dei raggi gamma, tra le radiazioni più pericolose per il corpo umano. Anche se meno pericolosi dei raggi gamma, i raggi-X in dosi molto elevate possono causare il cancro e in quantità estremamente elevate possono causare perdita di capelli e ustioni da radiazioni. Diversi pionieri dell’utilizzo dei raggi-X rimasero feriti o svilupparono forme di tumore a causa di sovraesposizione ai raggi-X.
Negli anni successivi, infatti, diversi ricercatori riportarono casi di ustioni o danni alla pelle causati da una sovraesposizione ai raggi X. Fu però la morte dell’assistente di Thomas Edison, Clarence Dally, avvenuta nel 1904 a causa di un cancro alla pelle, a spingere la comunità scientifica verso l’indagine dei rischi connessi ad una prolungata esposizione. Studi che hanno accertato i raggi X e raggi gamma come agenti cancerogeni noti.
Naturalmente all’epoca nulla si sapeva degli effetti negativi dei raggi X che solo dagli anni Settanta sono stati classificati secondo lo Iarc come agenti cancerogeni noti, tanto che oggi, chi si sottopone ai raggi X è sempre protetto da uno schermo fatto di piombo e comunque è sempre un esperto a valutare rischi-benefici nel sottoporsi all’esame. Le moderne macchine per effettuare radiografie sono molto più sicure ed emettono una dose di radiazioni poco superiore a quella che un essere umano assorbe in una normale giornata.
Riconoscimenti e Eredità di Röntgen
In seguito al suo lavoro Wilhelm Röntgen fu insignito di numerosi premi e riconoscimenti, tra cui il primo premio Nobel per la fisica nel 1901. Il premio Nobel gli fu assegnato nel 1901 e la motivazione recitava: «Per aver scoperto gli incredibili raggi che oggi portano il suo nome».
Nonostante ciò rimase comunque modesto, restio a circondarsi di collaboratori e preferì restare solo. Anche a causa del suo carattere non volle mai brevettare la sua scoperta, ancora ampiamente utilizzata non solo in medicina (basti pensare agli scanner per la sicurezza aeroportuale). Una rivoluzione nel campo della medicina che l’inventore, Wilhelm Conrad Röntgen, donò all’umanità, rifiutando di brevettare la sua scoperta per motivi morali.
Röntgen ricevette, nel 1901, il primo Premio Nobel per la fisica grazie a questa scoperta. Notoriamente timido, poco incline alla pubblicità, Wilhelm non approfittò in alcun modo della sua scoperta: non la brevettò, donò l’assegno del premio Nobel alla sua Università e non accettò alcun onore o riconoscimento ufficiale, se non la laurea ad honorem in medicina conferitagli dalla sua Università.
Röntgen morì in povertà nel 1923 e nel suo testamento espresse il desiderio che tutta la sua corrispondenza scientifica venisse bruciata. Per questo motivo oggi non si ha un suo racconto dettagliato di cosa avvenne l’8 novembre del 1895.
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