A HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNOSTICO MÉDICO - RAIOS X - TERCEIRA PARTE = HISTÓRIA DO FILME RADIOGRÁFICO

A FOTOGRAFIA E A RADIOLOGIA

Professor Dr. João Eduardo Irion

Na época da descoberta dos raios X, a fotografia era uma técnica em desenvolvimento e praticada quase como um hobby. O resumo da história da criação e da evolução da técnica fotográfica faz parte desta exposição porque a fotografia integra a história da radiologia (e também dos demais procedimentos de diagnóstico por imagens). Para a radiografia se impor como método de exame foi preciso vencer a tendência inicial de se usar a fluoroscopia como procedimento principal porque essa última técnica não exigia conhecimentos especializados e era fácil de executar, enquanto, para a radiografia, o longo tempo de exposição, a baixa sensibilidade das chapas fotográficas pelos raios X e a revelação das imagens eram difíceis. Tudo isso exigia conhecimentos especializados que levavam a resultados insatisfatórios e a qualidade das imagens, na época, era prejudicada pela baixa densidade, pelo contraste deficiente e pela baixa sensibilidade.

A história da fotografia começou em 1826, quando o francês Joseph Nicephore Niepce fez a primeira fotografia com uma câmara estenopeica. Nove anos depois, em 1835, outro francês de nome Louis J.M. Daguerre criou a revelação química e reduziu o tempo de exposição das fotografias.

Em 1839, na Inglaterra, Williiam F. Talbot concebeu o sistema fotográfico positivo/negativo. Ele descobriu que podia revelar uma imagem negativa latente formada  em uma camada de sais de prata e que, depois de colocada sobre um papel sensível e exposta à luz para ser copiada, transformava-se numa imagem positiva. No mesmo ano, avaliando o trabalho de Talbot, Sir John Herschel criou o termo “fotografia” e as palavras  “positivo”  e “negativo” para designar as fases do processo fotográfico.

Em 1851, Frederic Scott Archer, na Inglaterra, concebeu o sitema de colódio que é uma fina camada de substância seca que ele usou para ligar os sais de prata ao vidro das chapas.

Em 1871, Richard L. Maddox, também na Inglaterra, substituiu o colódio por gelatina, usando chapas de vidros revestidas com uma camada de gelatina seca na qual havia uma suspensão de brometo de prata.

No ano de 1879, as chapas fotográficas de vidro eram fabricadas manualmente em muitos países. Nesse ano, George Eastman, nos Estados Unidos, inventou uma máquina para revestir automaticamente as placas com o material sensível.

AS CHAPAS E OS FILMES RADIOGRÁFICOS

Quando Roentgen descobriu os raios X em 1895, ele podia usar, em suas experiências, papéis e chapas fotográficas de vidro, mas decidiu usar apenas as chapas de vidro.

Só depois, no ano de 1889, Eastman criou o filme para fotografias, tendo como suporte o nitrato de celulose.

As chapas de vidro eram de conservação difícil porque a gelatina tendia a se soltar do vidro, eram frágeis, quebravam facilmente e seu transporte era difícil porque pesavam muito: uma chapa de 25cm x43cm pesava cerca de 900 gramas enquanto um filme do mesmo tamanho tinha peso de 28 gramas (fator de 20:1). As chapas eram caras: uma chapa de 35x43 cm custava, em 1906, 1 dólar (valor que hoje equivaleria a 100 dólares). Para se ter ideia de custo, na época um terno valia 7 dólares, um par de sapatos, 3 dólares e o preço da carne era de 40 centavos de dólar por quilo. As chapas fotográficas tinham outros defeitos menos óbvios: um deles, era a paralaxe que impedia a cobertura dos dois lados do vidro com material sensível.

Apesar dos inconvenientes, as chapas de vidro tinham uso preferencial porque seu manuseio era mais conhecido do que a manipulação dos filmes e dos papéis fotográficos. A cobertura com gelatina somente em um dos lados do vidro permitia que fossem usadas bandejas para a revelação, enquanto os filmes, com emulsão nos dois lados, tendiam a se enrolar e não eram revelados satisfatoriamente por esse processo e, como pior defeito, eram menos sensíveis.

A partir da descoberta dos raios X, começaram as tentativas de corrigir os defeitos inerentes às chapas fotográficas. Em dezembro de 1896, apareceu o papel fotográfico específico para os raios X, mas a iniciativa fracassou porque eles exigiam tempo de exposição mais longo que o usado com chapas de vidro e lhes faltava densidade.

Nessa época entraram no mercado novos fabricantes de chapas radiográficas. O primeiro entre eles foi o alemão Dr. Carl Scheussner que, a pedido de Roentgen, fabricou chapas de vidro com emulsão mais espessas e mais sensíveis aos raios X. A primeira placa feita na América, para uso radiográfico, foi fabricada em fevereiro de 1896, pela cooperação de dois pesquisadores: John Carbutt e Arthur Goodspeed. Entre 1902 e 1912, a MA Seed Dry Plate Co. de St. Louis, Missouri e a Watten Dan Wainwnight Ltd. De Croyden , na Inglaterra, fabricaram chapas para uso radiológico.

Em 1913, Eastman lançou o primeiro filme específico para uso em radiologia, com material sensível numa só face. Somente no ano de 1914 ocorreu a virada para o uso de filmes porque faltou o vidro. Nessa época, o vidro era fabricado na Bélgica e a Primeira Guerra Mundial interrompeu o fornecimento desse material, devido ao ataque da marinha de guerra alemã à marinha mercante aliada. A situação piorou depois da invasão da Bélgica pelas tropas alemãs, exatamente quando aumentou a demanda por radiografias para tratar os feridos de guerra. A necessidade de placas radiográficas tornou-se tão grande que obrigou a criação de uma solução imediata, no caso, o filme radiológico.

Apesar de tudo e por incrível que pareça, cessada a guerra, foi difícil convencer os radiologistas a abandonar as chapas de vidro em favor dos filmes. Esses só foram universalmente usados a partir da década de 20. O longo uso das chapas de vidro criou a herança atávica do uso, ainda hoje comum, da expressão “chapa radiográfica” como sinônimo de exame radiológico.

O uso dos filmes avançou depois que, na década de 20, foi criada a colgadura uma espécie de bastidor de metal para conter os filmes na posição vertical no processo de revelação, fixação e lavagem das películas em tanques verticais. Contribuiu para o uso universal dos filmes o aumento de sua sensibilidade e a redução de tempo de exposição. Essa redução do tempo de exposição ocorreu com o uso de chassis munidos de dois écrans reforçadores. Graças a esses avanços, tornou-se possível o uso do diafragma antidifusor Potter-Bucky cuja história será descrita mais adiante.

Os primeiros filmes tinham o inconveniente de usar a base de nitrato de celulose que os tornava facilmente inflamáveis. Em 1924, a Kodak lançou o filme não inflamável cuja base era acetado de celuloide. Apesar da novidade, o uso de filme inflamável com base de nitrato de celuloide somente cessou em 1933, depois que aconteceu o maior desastre provocado por filmes com base de nitrato de celulose. Isso ocorreu no incêndio do Hospital de Cleveland, em 1929. Atribui-se, como causa do incêndio, a explosão de uma lâmpada no subsolo do hospital onde estavam o departamento de raios X e o arquivo dos filmes. O fogo e os gases de duas explosões sucessivas mataram 126 pessoas entre pacientes, médicos, enfermeiros, incluindo, entre eles, o Dr. Philips, fundador do hospital.

No ano de 1918, a Kodak lançou o filme “Dupli-Tized” (dupla emulsão) com camadas sensiveis em cada face, aumentando a sensibilidade e permitindo o uso de écrans reforçadores duplos.

Em 1933, a Du Pont lançou o filme com base azul para melhorar a inspeção das radiografias pelos radiologistas e, no ano seguinte, todos os fabricantes utilizaram o mesmo processo.

Em 1934, a ANSCO começou fabricar o filme “no-screen” com sensibilidade suficiente para a realização de radiografias sem o uso de écrans, mas com tempo de exposição curto, dedicados especialmente para o exame radiológicos das extremidades.

Entre 1939 e 1944, durante a Segunda Guerra Mundial, a escassez dos filmes de acetato de celulose obrigou o uso temporário de papel radiográfico.

Em 1960, a Du Pont substituiu a base de acetato de celulose por poliéster e já em 1964, todos os filmes do mercado usavam o mesmo material.

Em 1964, apareceu o filme para mamografia com camada ultrassensível em uma só face e para uso sem écran.

Em 1977, a Kodak lançou um filme com material sensível à luz, colocado entre o suporte de poliéster e a camada de gelatina material que aumentou a sensibilidade da película. Um novo avanço ocorreu em 1983, quando a Kodak lançou o filme de alta sensibilidade e alta resolução, cujo material sensível era formado de cristais laminados com superfícies paralelas aos écrans reforçadores.

A REVELAÇÃO DOS FILMES

Além das qualidades inerentes às chapas de vidro ou aos filmes usados na radiologia, na época do descobrimento dos raios X as radiografias dependiam do processo de revelação que estava sujeito à variação de muitos fatores. Entre os fatores que influenciavam na revelação estavam a qualidade e o tempo de uso dos reagentes químicos e a temperatura de revelação. Nessa época, usava-se o processo manual de revelação, que era realizado em câmaras escuras, iluminadas com tênue luz vermelha. A revelação era um trabalho dito operador-dependente, isto é, quem trabalhava na revelação decidia, na penumbra da luz vermelha, o momento de dar por encerrado o processo químico de revelação.

Na revelação manual, portanto, não havia uniformidade na qualidade das radiografias e, quando a chapa saía com má qualidade, o exame precisava ser repetido. A repetição dos exames aumentava custos, submetiam o paciente e os técnicos à maior exposição aos raios, aumentava o tempo de entrega das radiografias aos médicos e pacientes.

Esse conjunto de variáveis, que era de difícil controle, tornou a revelação automática uma necessidade, especialmente para os serviços de grande demanda, os quais necessitavam racionalizar a aquisição dos exames.

O primeiro protótipo de máquina processadora automática foi criado em 1928, pela firma Pako Corporation com o nome de “Filmemachine”, produzido inicialmente para as forças armadas americanas durante a Segunda Guerra Mundial. A máquina só foi lançada no mercado em 1945. Era uma máquina em que os filmes eram colocados em colgaduras e tinha um ciclo de revelação do filme (de seco para seco) de 40 minutos.

As primeiras processadoras automáticas eram máquinas com três metros de comprimento, pesavam setecentos e cinquenta quilos e que custava US 33.000,00 (equivalente hoje a US 150.000,00).

Em 1956, a Kodak lançou no mercado a máquina “Kodak-X-Omat” que já era uma processadora de rolos, mais leve e de menor custo e logo foi seguida por outros fabricantes.

Na medida em que melhorou a qualidade das emulsões dos filmes e o processo de secagem rápida, já, em 1956, o ciclo seco-seco da revelação passou para pouco mais de um minuto podendo atender os serviços de radiologia com grande demanda.

BIBLIOGRAFIA

Screen Film Processing System for Medical Radiography: A Historical Review Arthur G. Haus and John E. Cullinan Health Sciences Division, Eastman Kodak Company, Rochester, New York  Volume 9, Number 6, Monograph #149 November, 1989 RadioGraphics I pg 203

 Timeline for film history- em  http://www.brightlineinteractive.com/_projects/NPSCS/flash/pdf/2.3.1a.pdf

Acesso em 02/10/2013

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HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO – ONDAS DE CHOQUE - RUÍDO E SOM - PERCUSSÃO E AUSCULTA.

HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNOSTICO MÉDICO = ONDAS DE CHOQUE - PULSO E PRESSÃO ARTERIAL.

HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO – ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO = RAIOS X

HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO – ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

A HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO - AS PRIMEIRAS RADIOGRAFIAS, A CHEGADA DOS RAIOS X NO BRASIL - OS RAIOS X NAS GUERRAS - A HISTÓRIA DA EVOLUÇÃO DOS TUBOS DE RAIOS X - A HISTÓRIA DA FLUOROSCOPIA - A HISTÓRIA DA ABREUGRAFIA

Próxima Postagem:

 

 A HISTÓRIA DOS ÉCRANS REFORÇADORES –  A HISTORIA DO DIAFRAGMA POTTER-BUCKY – A HISTÓRIA DOS CONTRASTES RADIOLÓGICOS.

A HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO - RAIOS X - SEGUNDA PARTE = AS PRIMEIRAS RADIOGRAFIAS, A CHEGADA DOS RAIOS X NO BRASIL - OS RAIOS X NAS GUERRAS - A HISTÓRIA DA EVOLUÇÃO DOS TUBOS DE RAIOS X - A HISTÓRIA DA FLUOROSCOPIA - A HISTÓRIA DA ABREUGRAFIA

Prof. Dr. João Eduardo Irion

ALGUMAS PRIMEIRAS RADIOGRAFIAS MÉDICAS

A descoberta de Roentgen foi rapidamente confirmada em muitos laboratórios que dispunham de equipamentos necessários para repetir suas experiências e verificar a descoberta dos raios X.

Campbel Swinton fez a primeira radiografia no Reino Unido, em 7 de janeiro de 1896. Logo depois, em 12 de janeiro, John Edwards, em Birmingham, usou uma radiografia para retirar uma agulha da mão de um cliente, e, em fevereiro, Ratcliffe, em Manchester, radiografou o pé de uma bailarina onde estava cravada uma agulha e conservou essa radiografia em sua escrivaninha até morrer.

A revista Lancet publicou em 23 de janeiro de 1896 a notícia da localização, por meio de radiografias feitas pelo Dr. Rudolph Albert von Kölliker, de um pedaço de faca nas costas de um marinheiro bêbado. Em abril, o Dr. Nelson, na Inglaterra, localizou por meio de uma radiografia uma bala no crânio de um paciente. A primeira radiografia médica nos Estados Unidos foi feita pelo Dr.Edwin Brant Frost para diagnosticar uma fratura de Colles.

A primeira radiografia odontológica foi obtida cerca de duas semanas após a publicação da primeira comunicação de Roentgen pelo Dr. Otto Walkhoff na Alemanha. Ele improvisou um filme e obteve a radiografia após uma exposição de 25 minutos. Em abril de 1896, C. Edmund Kells tornou-se o primeiro dentista a fazer radiografia dentária nos Estados Unidos e o primeiro, naquele país, a ter um aparelho de raios X no seu consultório.

A HISTÓRIA DA CHEGADA DOS RAIOS X NO BRASIL

No Brasil, o reflexo da descoberta dos raios X apareceu em 5 de novembro de 1896. Nessa data o Dr. Adolpho Carlos Lindenberg, natural do Estado do Rio de Janeiro, apresentou o trabalho intitulado “Dos Raios X no ponto de vista Médico-cirúrgico”. O trabalho teve o subtítulo: “These apresentada à Faculdade de Medicina do Rio de Janeiro, por para obter o grau de Doutor em Medicina”. Na dissertação, o autor relata que a primeira radiografia feita no Brasil foi de autoria do Dr. Francisco Pereira Neves, do Rio de Janeiro.

Álvaro Alvim foi o primeiro a radiografar, em 1897, um caso de xipófagas, identificando os órgãos de cada uma delas.

O primeiro aparelho de raios X da América Latina chegou ao Brasil, na cidade de Formiga no Estado de Minas Gerias em 1898, enviado por Roentgen para o médico Dr. José Carlos Ferreira Pires. Com o aparelho, o Dr. José Carlos fez e primeira radiografia da mão de um de seus clientes. Ele também elaborou vários trabalhos sobre o uso de raios X em medicina.

Na década de 50, o aparelho do Dr. José Carlos foi exposto no Departamento de Radiologia da Associação Médica de Minas Gerais e depois disso o equipamento foi enviado para os Estados Unidos porque as Autoridades Governamentais Brasileiras não se interessaram por conservá-lo. Esse aparelho se encontra hoje no International Museum of Surgical Sciences em Chicago.

HISTÓRIAS DENTRO DA HISTÓRIA

Logo após a descoberta dos raios-X, embora fosse evidente a utilidade dos novos raios em medicina, prevaleceu a ideia de que a Radiologia limitava-se ao procedimento fotográfico, com campo de aplicação restrito à detecção de fraturas. De um modo geral, o Médico Radiologista era visto apenas como um médico com a capacidade técnica de produzir uma radiografia de boa qualidade, para que o clínico ou o cirurgião pudesse interpretá-la. Só lentamente é que se foi valorizando a importância da experiência do radiologista na interpretação das radiografias.

No início, as radiografias (ou isquiagrafias) visaram o exame do esqueleto graças ao contraste natural entre ossos e partes moles. O baixo rendimento, a produção irregular dos raios X (como veremos adiante) e o baixo poder de penetração da radiação gerada nos tubos de Crookes exigiam tempo de exposição entre 30 e 40 minutos para radiografar, ainda que de forma precária, estruturas com pouca espessura, tais como os pés ou as mãos. Esses fatores pareciam limitar o uso dos raios X ao exame de traumatismo ou na localização de corpos estranhos nos membros ou nessa região e dos corpos de adultos onde houvesse pouca espessura, ou na localização de corpos estranhos no tubo digestivo de crianças..

Naquela época, os céticos consideravam o uso de raios X limitado à cirurgia de extremidades, porém, imediatamente, outros médicos e físicos, animados com espírito de pesquisa, superaram obstáculos tecnológicos e biológicos, criando histórias paralelas que se seguiram à descoberta dos raios X. São essas histórias que contam como eles melhoraram a qualidade dos tubos, dos écrans e dos filmes, como reduziram o tempo de exposição na tomada de radiografias e como criaram dispositivos para melhorar a qualidade das imagens. Foram eles que, sob o ponto de vista biológico, ampliaram o uso médico dos raios X e expandiram o uso da radiologia para as partes moles e para o estudo de órgãos com o uso de contrastes artificiais. Foram eles que criaram métodos de proteção ao operador e do paciente.

Além da descoberta dos raios, as histórias de cada aperfeiçoamento, de cada técnica ou avanço compõem as bases da história da radiologia como nova e especialidade médica e que, por suas importâncias, são indispensáveis nesta e nas postagens seguintes deste relato.

Depois das primeiras imagens de uso médico no início de 1896, os médicos começaram a melhorar as precárias imagens produzidas pelos tubos de raios X comparando aos que foram os usados por Roentgen. Como eles avançaram na física, na química, na farmacologia, na ciência nuclear, na computação, na telemetria e na ciência da informação é a história de um século da radiologia médica.

HISTÓRIA DO USO DOS RAIOS X NA GUERRA

O uso dos raios X na guerra foi imediato. Na Guerra da Itália com a Abissínia em 1896, os médicos do exército italiano foram os primeiros a usar raios X para examinar feridos da batalha de Adwa que voltaram à Itália.

As primeiras radiografias no exército Britânico foram feitas no Royal Victoria Hospital em Netley perto de Southampton, em novembro de 1896, e, no ano de 1898, equipamentos portáteis foram enviados para Aldershot, Woolwich, Dublin e Gibraltar

O primeiro uso dos raios X em frente de combate ocorreram durante a Guerra Grego-Turca em 1897, quando a Cruz Vermelha Britânica, para ajudar os gregos, criou duas unidades hospitalares munidas de aparelhos de raios X. O uso dos aparelhos era responsabilidade do cirurgião F C Abbott, do St. Thomas’s Hospital de Londres e o operador dos aparelhos foi Robert Fox Symons (mais tarde Sir Robert).

Em seis semanas eles atenderam 114 feridos e fizeram entre cinquenta e sessenta radiografias, demonstrando ser possível obter boas imagens em hospitais de frente de batalha, desde que  fossem superados problemas como o transporte em segurança do equipamento. A maior dificuldade foi recarregar as baterias usadas para produzir a energia e o problema foi solucionado com o uso dos geradores do navio de guerra HMS Rodney.

Uma equipe rival da Cruz Vermelha Alemã usou com sucesso aparelhos de raios x para auxiliar os turcos, mas teve que enfrentar problemas idênticos com as baterias e dizem que as baterias eram recarregadas com bicicletas movendo geradores elétricos.

O primeiro uso dos raios X por tropas britânicas de uma guerra dos ingleses ocorreu em 1857, no campo de batalha. Esse fato aconteceu quando um “aparelho” foi enviado para a fronteira Noroeste, entre a Índia e o Afeganistão, onde o exército britânico combateu uma revolta das tribos locais. Nessa ocasião, os tubos de raios x eram transportados encaixotados e conduzidos por carregadores hindus para vencer o terreno acidentado. Além do transporte havia duas outras dificuldades a vencer: uma era a recarga das baterias e outra era enviar sem que as condições climáticas de temperatura e umidade derretessem a camada de gelatina sensível dos papéis radiográficos que eram utilizados durante essa campanha militar.

Nessa campanha, o General Wodehouse foi ferido durante um intenso fogo dos rebeldes e uma radiografia demonstrou um fragmento de bala na musculatura de sua coxa. Essa imagem demonstrou a importância do papel dos raios x como ferramenta na cirurgia militar.

Os aparelhos de raios X também foram usados na expedição do General (mais tarde Lord) Kitchener enviada para reconquistar o Sudão e vingar a morte, em 1885, de Gordon em Cartum.

O destaque do uso dos raios x na primeira guerra mundial cabe ao espírito humanístico de Marie Curie e sua filha Irène que organizaram na linha de frente, duzentas unidades fixas de raios X e montaram, em viaturas militares, vinte unidades móveis, que passaram a ser conhecidas como “Petit Curie” para atender os feridos na linha de frente. As duas cientistas estudaram a radiologia da época para elas mesmas operarem os equipamentos e para treinarem enfermeiros para operar as demais unidades.

Veremos, em postagens futuras, que o uso de raios X na guerra para localizar projéteis e corpos estranhos em feridos, foi um estimulo indireto à esteroradioscopia, estereoradiografia e  culminou com a invenção da tomografia linear.

EVOLUÇÃO DOS TUBOS DE RAIOS X

Roentgen usou um tubo de Crookes em forma de pera para fazer a radiografia da mão de sua mulher Anna Bertha e a radiografia da mão de Kölliker. Esses tubos não tinham um foco como origem da radiação Os raios eram produzidos pelo vidro da ampola na área onde aparecia a fluorescência, isto é, numa extensa área na extremidade oposta ao cátodo.

A extensão da área onde se originavam os raios tinha, como conseqüência, uma imagem de baixa nitidez devido à grande penumbra que era produzida. Ainda mais, a qualidade da imagem também era prejudicada pelo longo tempo de exposição (uma radiografia da mão exigia mais de 20 minutos de exposição) que exigia uma prolongada e incômoda imobilização do paciente. A primeira solução para melhorar a  nitidez foi blindar, no tubo, a área de produção de raios com uma lâmina de chumbo e dotá-la de uma pequena abertura para atuar como um pequeno foco, com a desvantagem de prolongar ainda mais os tempos de exposição. Esses fatores técnicos limitavam o uso de radiografias no exame de estruturas pouco espessas e tendiam a estimular o uso da fluoroscopia,[1] em detrimento da radiografia[2].

No ano de 1896, as pesquisas constataram que a forma dos tubos não importava e os tubos em forma de pera foram substituídos por tubos esféricos. Nesse ano, o Professor Herbert Jackson inventou os chamados “tubos focos”, utilizando a ideia já usada por Crookes. Esses tubos têm o cátodo côncavo para dirigir os raios catódios em um pequeno ponto focal em um alvo interposto à trajetória dos elétrons, chamado anticátodo, e não mais no vidro da ampla. Com a redução do tamanho do foco esses tubos produziam imagens mais nítidas, isto é, com menor penumbra.

Crookes demonstrara o aquecimento nos locais de choque dos raios cátodos. Hoje se sabe que 99% da energia cinética dos raios cátodos se converte em calor e apenas 1% dessa energia se transforma em raios X, e a conseqüência é o aquecimento no foco (o anticátodo), exigindo que ele seja construído com metais com alto ponto de fusão para resistir ao calor.

Outro fator importante na construção do anticátodo é o peso atômico dos metais usados, pois o rendimento do tubo, isto é, a conversão da energia cinética dos raios catodios em raios X é diretamente proporcional ao peso atômico do material no alvo.

Naquela época, o melhor metal então disponível para satisfazer essas duas qualidades era a platina, porque o tungstênio, que é o metal de alto peso atômico e entre os metais é o que tem o maior ponto de fusão (3410⁰C), não podia ser usado porque, na época, não exista a tecnologia da metalurgia própria para ele. O tungstênio só foi usado depois de 1913 quando Coolidge desenvolveu a metalurgia desse metal. Por essas razões, os anticátodos eram construídos com uma placa delgada de platina sobre num suporte de níquel, como medida de economia devido o alto custo da platina.

Para aumentar a resistência dos anticátodos ao calor apareceram várias soluções, como, por exemplo, o anticátodo construído num bloco volumoso de metal e ligado a uma haste que, fora do tubo, dispunha de irradiador para dispersar o calor. Em outros tubos o anticátodo era refrigerado com água.O primeiro tubo com ándo refrigerado à água foi patenteado pela Philips em 1899.

Para reduzir o tamanho do foco, mas sem diminuir o tamanho do anticátodo, Carl Müller propôs a focagem linear, que usa anticátodo em forma de bisel, com inclinação de 45% na área de choque dos elétrons. Nesse caso, a inclinação da zona de impacto dos elétrons reduz o tamanho do foco emissor de raios X a um quadrado igual à largura da faixa de elétrons incidente.

As ampolas do tipo Crookes são classificadas como “tubos iônicos”, “tubos de gás” ou “tubos de cátodos frios” para distingui-las das “ampolas termiônicas’ ou “ampolas de cátodos quentes” que são os tubos de raios X hoje usados na radiologia”.

Até os anos 20 do século XX, o rendimento dos tubos iônicos era problema sem solução. Nos tubos a gás, o complexo “raios cátodos / raios X” depende da quantidade do gás residual (sem o gás residual a ampola não funciona). A ionização produzida pela alta tensão entre os eletródios origina íons positivos que são atraídos pelo cátodo onde se chocam e liberam os elétrons que passam a compor o feixe de raios catodios.

O rendimento de um tubo é avaliado pela quantidade produzida de raios X, enquanto a qualidade dos raios X é medida pelo poder de penetração da radiação. No tubos a gás, o rendimento é proporcional à pressão do gás residual e o poder de penetração é proporcional à tensão entre os eletródios. Em outras palavras, quanto menor a quantidade de gás, menor o rendimento do tubo, e tanto maior é a tensão exigida e, portanto, maior é o poder de penetração dos raios X obtidos.

O rendimento dos tubos a gás é errático porque, durante o funcionamento, as moléculas de gás são progressivamente absorvidas pelo vidro do tubo e com isso cresce o vácuo, consequentemente é exigida maior voltagem entre os eletródios. Diz-se então que a ampola se torna “dura” e a sua operação fica mais difícil.

Para manter a pressão do gás em valores constantes foram inventados diversos dispositivos reguladores. Em 1896, Henry Lya Saÿen, nos Estados Unidos, desenhou o primeiro tubo com regulação de vácuo e logo diversos tubos desse tipo foram comercializados nesse país e na Europa. Esses tubos tinham uma ampola acessória contendo clorato de potássio que vaporizava quando aquecido, diminuindo o vácuo. Outros tubos usavam diferentes substâncias com o mesmo fim.

Em 1889, apareceu em Paris o tubo com regulador automático de vácuo, chamado de regulador osmótico, criado pelo Professor Villard. Esse tubo usava a propriedade do paládio o qual, quando aquecido até a incandescência, permite a passagem de hidrogênio. O tubo de regulação osmótica tinha a ele adicionado uma ampola de paládio. O tubo era “amaciado” pelo aquecimento do paládio com uma chama de gás para permitir a entrada de hidrogênio no aparelho.

Outras ampolas com diferentes tipos de reguladores automáticos da pressão tinham, acrescidos ao tubo principal, outra pequena ampola contendo substâncias que absorvem gás, como o carbono e a mica e que o liberavam quando eram aquecidas.

A busca de tubos com rendimento maior e estável pode ser avaliada pelo fato de que, em 1901, a British Roentgen Society promoveu um concurso para escolher o melhor tubo. Concorreram vinte e oito tubos e o vencedor foi um tubo de origem alemã.

O fato mais importante no desenvolvimento de ampolas de raios X foi a invenção em 1913, por Willian David Coolidge, da ampola termoiônica. Coolidge era um inventor notável que trabalhava com Thomaz Alva Edson. Nos seus 81 anos de vida obteve patente de 83 invenções suas.

Para desenvolver a nova ampola com um ánodo resistente ao calor, ele pesquisou metais com alto ponto de fusão, concluindo que o tungstênio era o metal ideal por sua dureza e resistência às altas temperaturas. Ele então desenvolveu a tecnologia da metalurgia desse metal para usá-lo na ampola que projetara.

A ampola de Coolidge, como passou ser conhecida, é totalmente diferente da ampola de Crookes. Na primeira, o vácuo é quase perfeito, e, como não existe gás residual a fonte de elétrons vem de um cátodo formado por um filamento de tungstênio enrolado em espiral que é aquecido por uma corrente elétrica controlável. Com esse filamento aquecido, Coolidge obteve elétrons pelo “Efeito Edson” como fonte de raios catódios. Dessa forma, a produção de elétrons e, consequentemente, o rendimento do tubo passou a ser controlado pela variação da intensidade da corrente elétrica que produz o aquecimento do filamento. Outra diferença entre as duas ampolas é que não tubo termoiônico desapareceu o anticátodo, cuja função passou a ser desempenhada pelo ánodo, também construído com tungstênio. Foi assim que Coolidge criou um tubo de raios X de rendimento controlável, estável e mensurável.

As primeiras ampolas de Coolidge tinham um ánodo fixo e cortado em bisel num ângulo de 45º, depois com o ângulo de corte passou para 19º. Inicialmente, as ampolas de maior rendimento eram refrigeradas por um radiador externo e, mais tarde, quando as ampolas passaram a ser fabricadas com ánodos giratórios, a refrigeração externa foi dispensada.

Por muitos anos, as ampolas de uso médico foram fabricadas com dois focos (o foco fino e o foco grosso), e hoje existem ampolas com três focos, com o acréscimo do foco extrafino para com ele se adquirir radiografias ampliadas. Nos aparelhos odontológicos, são usadas ampolas com foco único.

Em meados de 1920, a Philips lançou o tubo “Metalix” criado por Albert Bouwers no qual a produção de raios-X ocorria no interior de uma câmara metálica e. assim, a radiação proveniente do tubo era blindada, permitindo somente a saída do feixe principal de raios-X por uma janela de vidro.

Outro desenvolvimento que aumentou o rendimento dessas ampolas aconteceu em 1946, quando a Philips lançou o tubo “Rotalix” com um ânodo giratório por meio do qual a rotação do ánodo dissipa o calor e permite aumentar a tensão aplicada nos tubos de uso em medicina para 125 KV.

A FLUOROSCOPIA OU RADIOSCOPIA

O princípio da fluoroscopia foi estabelecido por Roentgen na descoberta dos raios X e ele assim o definiu: “se a mão for posta entre o tubo coberto e o écran, as sombras escuras dos ossos são vistas dentro da sombra menos escura da própria mão”.

A descoberta dos raios X levou diretamente ao uso da fluoroscopia porque exigia apenas um écran fluorescente num ambiente escuro, desde que o olho do operador se adaptasse à escuridão. Foi Trendelemburg que sugeriu o uso de óculos vermelhos para essa adaptação. A fluoroscopia evoluiu de uma simples tela sustentada nas mãos para o criptoscópio de Salvioni, o fluoroscópio de Edson, o seriógrafo e, finalmente, para o intensificador de imagens.

O primeiro dispositivo para a fluoroscopia foi apresentado, algumas semanas depois da descoberta dos raios X, pelo Professor Enrico Salvioni à Sociedade Médica e Cirúrgica de Perúgia com o nome de criptoscópio. O dispositivo fundamentava-se nas propriedades fluorescentes do platino cianeto de bário sob ação da radiação. A ele seguiram-se outras experiências similares que eram, em geral, utilizadas apenas em demonstrações realizadas em conferência com o fim de evidenciar a presença dos raios.

Atribui-se a Edson o mérito de inventar um dispositivo realmente prático para a realização de fluoroscopia em ambiente iluminado. Ele chamou sua invenção de fluoroscópio.

Assim que soube da descoberta dos raios X, Edson iniciou, em seu laboratório em New Jersey, a procura de cristais que produzissem fluorescência mais intensa que a fornecida pelo platinocianento de bário utilizado por Roentgen na descoberta dos raios X.

Edson encarregou seus auxiliares de investigar 8.500 substâncias das quais 1800 eram fluorescentes, entre essas foram selecionadas as 72 melhores e a preferência recaiu sobre o tungastato de cálcio.

Edson enviou um telegrama por cabo para Lorde Kelvin informando que “precisamente os cristais de tungstato de cálcio dão uma excelente fluorescência com os raios X, superando o platinocianeto de bário, fazendo a fotografia dispensável”. O final do telegrama contém um exagero que não se confirmou, pois a fluoroscopia não substituiu a radiografia.

O fluoroscópio de Edson era uma caixa de madeira em forma de tronco de pirâmide com  base quadrangular. Na parte interna da base existia um écran fluorescente. O ápice da pirâmide era truncado, tinha tamanho suficiente para acomodar os olhos do observador. Essa abertura era revestida com feltro para se ajustar à face do observador e impedir entrada de luz. Assim a fluoroscopia podia ser realizada mesmo em ambiente iluminado.

O fluoroscópio de Edson[3] foi comercializado até que, em 1904, o seu funcionário e assistente, o Sr. Dolly, que era encarregado de experimentar cada fluoroscópio fabricado, morreu por ação da radiação a qual se submetia durante sua tarefa.

O SERIÓGRAFO

A partir da década de 50, os aparelhos de raios X passaram a ter uma mesa para acomodar o paciente na qual estava acoplado o seriógrafo. Esse era um dispositivo dotado de um écran fluorescente e estruturado para permitir a aquisição em sucessão de radiografias (daí o nome). O seriógrafo era usado para aquisição em sequências rápidas de radiografias, especialmente no exame do tubo digestivo.

OS INTENSIFICADORES DE IMAGENS

O avanço principal da fluoroscopia aconteceu com a criação do intensificado de imagem cuja patente foi registrada, entre 1936 e 1937, por Irving Langmuir. Numa reunião da Sociedade Norte-americana de Radiologia em 1941, o Dr. W. Edward Chamberlain da Temple University propôs a substituição dos écrans de fluoroscopia por dispositivos de intensificação de imagens como os que já eram usadas no microscópio eletrônico e na televisão.

O intesificador de imagem é um dispositivo eletrônico composto por um tubo de vidro com vácuo, contendo na face que fica voltada para a fonte de raios X uma tela de cristais fluorescente de iodeto de césio, que absorve cerca de 60% da energia dos raios-X incidentes e a trasnforma em luz visível. Sobre essa tela existe outra de césio-antimônio que, pelo efeito fotoelétrico, converte os fótons de luz em elétrons. Os elétrons são acelerados em direção a uma tela de saída, feita de sulfêto de zinco-cádmio, ativado com prata, que convertem o fluxo de elétrons novamente em luz. O operador observa a  tela de saída ampliada por um cojnuto de lentes. A tela de entrada emite cerca de 400 fótons de luz para cada fóton de raio-X incidente, e a aceleração dos elétrons faz a tela de saída emitir aproximadamente 400 000 fótons de luz. O aparelho tem um ganho é da ordem de 5000 a 10 000.

O equipamento permite a fluoroscopia em ambiente iluminado, reduz a dose de exposição aos raios que recebem médicos e pacientes, permite gravação de imagens em video e filmes e também, com o uso uma câmara as televisão as transmite para um m monitor para ser interpretada por mais de um obervador.

A Segunda Guerra Mundial atrazou o lançamento dos intensificadores de imagens. Em 1951, a Philips lançou, na Europa, o primeiro intensificador de imagens com tela de 5 polegadas e, logo depois, no mesmo ano, a Westighousen fez o lançamento de seu aparelho nos Estados Unidos. Mais tarde os intensificadores passaram a ter telas de entrada de 22 polegadas e se tornou possível o exame de extensa pare do corpo humano.

Com os intensificadores a fluoroscopia no escuro se tornou coisa do passado.

A ABREUGRAFIA

Em todos trabalhos sobre história da radiologia pesquisados na Internet, este autor não encontrou menção sobre a abreugrafia (salvo na Weekpedia). A abreugrafia foi o processo de fotografia do écran fluorescente inventado pelo médico brasileiro Manuel Dias de Abreu e, portanto, como está relacionada com a fluoroscopia consta deste capítulo.

A abreugraia foi um procedimento de baixo custo que se tornoou decisivo no controle da tuberculose, a conhecida peste branca, que no século XIX foi responsável por 25% dos óbitos na Europa e, na França em 1918, respondeu por uma em cada seis mortes.

Manuel Dias de Abreu nasceu no Estado de São Paulo em 4 de janeiro de 1894. Formou-se médico na Faculdade de Medicina do Rio de Janeiro, em 1913. Em 1915, foi para a França onde trabalhou no Nouvel Hôpital de la Pitié, no Laboratório Central de Radiologia e no Hosital Laennerc e depois chefiou o serviço de raios X do hospital Hôtel-Dieu. Ele escreveu livros sobre radiologia e sobre a tuberculose. Ainda na França, Manuel de Abreu se interessou em criar um método para fotografar o écran e conseguir um processo barato de registro da imagem radiológica, para utilizá-lo na prospecção em massa da tuberculose.

Na França, em 1919, fez a primeira tentativa no sentido da fotografar o écran sem obter sucesso por motivos tecnológicos da época, tais como o fraco brilho dos écrans de platino cianeto de bário nas radioscopias, a qualidade dos filmes fotográficos e a sensibilidade das máquinas fotográficas disponíveis na época.

Em 1924, de volta ao Brasil, fez no Rio de Janeiro a segunda tentativa, também sem sucesso, usando o mesmo tipo de écran. Em 1933, Manuel, também no Rio de Janeiro fez sua terceira tentativa usando écran de sulfeto de cádmio e zinco, sem obter sucesso.

Abreu não desistiu e com isso o sucesso veio em 1937 quando, em suas experiências, usou écran de  tungstafo de cálcio. A partir daí, com auxílio da Casa Lohner, montou o primeiro aparelho de abreugrafia usando filme fotográfico de 35 mm (mais tarde foram montados aparelhos com uso de filmes de 40 mm).

O primeiro equipamento para uso em massa da população foi montado por Manuel de Abreu no Centro de Saude n°3, na rua Rezende 128, na cidade do Rio de Janeiro. Nesse local, no mesmo ano, foi inaugurado o primeiro Serviço de Cadastro Torácico. Entre 8 e 21 de julho desse ano, foram examinados 759 indivíduos dos quais 44 apresentaram lesões pulmonares detectadas pela abreugrafia

Manuel chomou seu método de “roentgenfotografia”. Em 1936, no I Congresso Nacional de Tuberculose, realizado no Rio de Janeiro, a Sociedade de Medcina e Cirurgira aprovou por unanimidade o nome de “abreugrafia” para o método. Esse nome não foi usado em outros países, assim o exame foi chamado de “radiografia de massa”, ou de “miniatura de radiografia toracica” no Reino Unido e nos Estados Undidos, “roentegenfluorografia” na Alemanha, “radiofotografia” na França, “esquermografia” na Itália, “fotoradioscopia” na Espanha e “fotofluorografia” na Suécia.

A importância da abreugrafia em especial no combate à tuberculose no Brasil se destaca pela criação da Sociedade Brasileira de Abreugrafia em 1957 e pela publicação da Revisa Brasileira de Abreugrafia.

A abreugrafia deixou de ser usada no Brasil em 1999, depois que os programas de saúde e o uso de antibiótico fizeram decrescer a incidência da tuberculose no país.

Potagens anteriores:

HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO – ONDAS DE CHOQUE - RUÍDO E SOM - PERCUSSÃO E AUSCULTA.

HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNOSTICO MÉDICO = ONDAS DE CHOQUE - PULSO E PRESSÃO ARTERIAL.

HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO – ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO = RAIOS X

HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO – ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

Próxima Potagem:

 

         HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO - A HISTÓRIA DOS FILMES RADIOGRÁFICOS- A HISTÓRIAS DA REVELAÇÃO DOS FILMES RADIOGRÁFICOS – A HISTÓRIA DOS ÉCRANS REFORÇADORES

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[1] Termo proposto por Edson

[2] O termo radiologia foi proposto ou usado pela primeira vez por Arthur Willis Goodspeed.

[3] Esse autor o usou no início da vida profissional.

HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO = ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO - RAIOS X - PRIMEIRA PARTE - A DESCOBERTA

Prof. Dr. João Eduardo Irion

A DESCOBERTA DOS RAIOS X

PESQUISAS ANTECESSORAS

Para a produção de raios X é preciso existir condução de eletricidade em gases rarefeitos. Esse fato remete o início dessa história para o século XVII, a partir das primeiras experiências sobre pressão atmosférica realizadas, em 1643, pelo italiano Evangelista Torricelli e logo depois, em 1646, pelo francês Blaise Pascal.

A primeira bomba de vácuo foi concebida por Otto von Guericke por volta de 1650. Foi com o ar rarefeito que esse cientista obteve importantes resultados relacionados à propagação do som e realizou, ao ar livre, a conhecida “experiência dos hemisférios de Magdeburgo”, por ocasião do Congresso Imperial de Ratisbon na Alemanha, em 1654. Nessa ocasião, Guericke tornou evidente o valor da pressão atmosférica. Com a bomba, Guericke retirou o ar dos dois hemisférios mantendo-os encaixados e, então, duas parelhas compostas de oito cavalos não conseguiram separá-los devido ao peso da atmosfera, mas separavam-se facilmente quando o ar voltava ao seu interior.

Em 1657, o químico inglês Robert Boyle com a ajuda de seu conterrâneo, o físico Robert Hooke, aperfeiçoou uma bomba de vácuo, conseguindo pressão a 10² Pascais”[1].

Quase dois séculos se passaram até que Michale Faraday, em 1833, aperfeiçoasse a bomba de vácuo Boyle-Guericke e realizasse as primeiras observações sobre a condução de eletricidade nos gases, verificando que a rarefação favorecia a produção de faíscas elétricas.

Por mais dois séculos, as pesquisas permaneceram estacionadas porque enfrentavam dois obstáculos: um deles era a criação de uma bomba de vácuo mais eficiente e outro era a dificuldade de fundir vidro com metal, causada pelos diferentes coeficientes de dilatação de um e outro. A fusão vidro com metal era a condição indispensável para a construção de ampolas de vidro fechadas e dotadas de eletródios metálicos.

Em 1855, o físico alemão Johann Henrich Wilherm Geissler superou as dificuldades: ele dominava a técnica de sopro de cristais e conseguiu desenvolver a técnica de soldagem entre vidro e metais e, ainda mais, construiu uma bomba de vácuo sem partes móveis que produzia vácuo pelo movimento de uma coluna de mercúrio.

Com esses avanços, Geissler passou a fabricar ampolas contendo eletródios metálicos e com pressão da ordem de 40 mm de Hg (ou 10^-4 atmosfera equivalente 10 Pascais). Com essa pressão a passagem da corrente elétrica em tubos produz luz, cujas cores dependem do gás usado no seu interior e da tensão elétrica aplicada entre os eletródios. Essas lâmpadas são conhecidas como tubos de Geissler e, popularmente, são chamadas lâmpadas de gás néon, usadas em anúncios luminosos.

Geissler observou que, independentemente do gás usado, o vidro da ampola na área do tubo situada na frente do catódio mostrava fluorescência sempre com a mesma cor, deduzindo que o catódio era a fonte de uma radiação cuja natureza não soube determinar.

Em 1859, o físico e matemático alemão Julius Plücker demonstrou que os raios produzidos em tubos de Geisller eram desviados por um campo magnético. A seguir Hertz mostrou que esses raios atravessavam lâminas delgadas de metal quando estavam colocadas no interior do tubo na frente do catódio. Mais tarde, em 1869, o químico e físico alemão Johann Wilherm Hitorff provou que esses raios tinham trajetória retilínea e os chamou de “raios de brilho”.

Em 1876, o físico alemão Eugen Goldstein denominou os raios observados nos tubos de Geissler de raios catódios (kathodenshtrahlen).

A seguir, em 1875, o físico inglês Sir William Crookes aperfeiçoou a bomba e conseguiu fabricar tubos de alto vácuo, que foram chamados “ovos elétricos” ou “tubos de Crookes”, nos quais a pressão era 75.000 vezes menor que o vácuo dos tubos de Geisller ou equivalente a 1 Pascal[2].

Em 1879, Crookes denominou os raios catódios de “matéria radiante” e, depois, Jean Perrin, físico francês, demonstrou a carga negativa desses raios.

Em 1982, Lenard criou um tubo com perfuração no vidro, na parte oposta ao catódio e vedou a abertura com delgada lâmina de alumínio. Com essa ampola, ele descobriu que os raios catódios ultrapassavam a lâmina e podiam ser detectados fora do tubo, percorrendo pequena distância no ar. Essa radiação foi chamada de “raios de Lenard”.

Em 1895, o físico alemão Eugen Goldstein usou tubos de Crookes com perfurações no catódio e descobriu que por elas passavam raios de carga positiva cuja trajetória era oposta à dos raios catódios e os chamou de “raios canais”, "Kanalstrahlen”. Em 1907, com hidrogênio em ampolas desse tipo, os raios canais levaram à descoberta do próton.

Sir Joseph John Thomson, em 1897, demonstrou que os raios catódios eram elétrons e determinou a relação entre a carga e a massa dessas partículas.

Foi com um tubo de Crookes que, em 1895, Wilherm Conrad[3] Roentgen, físico alemão, descobriu os raios X,

Em resumo: os tubos de Geissler originaram os tubos de Hitorff e de Crookes. Nesse último foram descobertos os raios catódios, os elétrons, os raios canais, o próton, os raios de Lenard e os raios X. Conclui-se que nesses três tipos de ampolas está o ponto de partida da Física Atômica e da Física Quântica.

ANTECEDENTES

Um ano antes de descobrir os raios X, Roentgen, num discurso que fez na Universidade de Würzburg, citou F. Z. Kishner que foi um professor de filosofia da mesma Universidade, no século XVII. Naquela época, esse filósofo disse profeticamente:

“Muitas vezes a natureza revela milagres espantosos que nascem das observações simples, mas só são conhecidas por aqueles que possuem sagacidade e agudeza investigativa e consultam a experiência, mestra de todo conhecimento”.

A análise da citação mostra, no início, a definição do que hoje se conhece pela palavra serendipidade e deixa claro que não se deve ao acaso a descoberta dos raios X. O fim da frase serve para definir as qualidades de um cientista, tal qual foi Roentgen.

Quando Pasteur disse: “O acaso só favorece mentes privilegiadas,” afirmou que “acaso” não existe na ciência porque os fenômenos naturais se repetem e somente são entendidos se forem observados por cientistas na verdadeira acepção da palavra.

Veremos a seguir que, no fim do século XIX, a descoberta dos raios X estava, como se diz popularmente, “caindo de madura”. A descoberta só não aconteceu antes porque faltou sagacidade e o espírito investigativo para vários cientistas competentes e de renome que deixaram passar as oportunidades oferecidas pela natureza. Se não fosse Roentgen com suas qualidades de pesquisador, os raios X permaneceriam ocultos, não se pode imaginar por quanto tempo.

As oportunidades perdidas foram: em 1890, trabalhando com raios catódios Crookes notou que suas chapas fotográficas muitas vezes estavam veladas. Ele reclamou, e o fabricante, a Ilford Company, substituiu as chapas. Como o fenômeno e a reclamação se repetiram, o fabricante afirmou que o problema não era das chapas, sugerindo que a causa residia no laboratório. Crookes não seguiu a sugestão e não investigou.

Johnson, Goldstein, Hittrorf e Lenard observaram efeitos semelhantes nas chapas fotográficas e, além disso, constataram a fluorescência de sais próximos das ampolas nos momentos da descarga elétrica, sem que, no entanto, procurassem explicações para os dois fatos.

Em 22 de fevereiro de 1890, na Universidade da Pensilvânia, Arthur Willis Goodspeed e William Jennings deixaram acidentalmente duas moedas sobre chapas fotográficas durante experiências com raios catódios e depararam com uma misteriosa fotografia das moedas quando as chapas foram reveladas Eles não atinaram com a origem do fato e só entenderam o ocorrido depois que tomaram conhecimento da descoberta de Roentgen.

As três histórias retratam a ação dos raios X sobre chapas fotográficas e écrans produzida durante experiências com raios catódios. Depois da comunicação de Roentgen, fatos como esses levaram muitas pessoas, em vários países, a alegar serem os verdadeiros descobridores dos raios X, principalmente, Philipp Lenard que se considerava o legítimo descobridor da nova radiação.

A DESCOBERTA

Quem descobriu os raios X foi o físico alemão Wilhelm Conrad Roentgen, Diretor do Instituto de Física da Universidade de Würzburg. Não se conhece bem a história da descoberta porque, infelizmente, por determinação de Roentgen, a maior parte de seus manuscritos, anotações e correspondências, foram destruídos após sua morte. Entre as fontes de informações que restaram está a entrevista que Roentgen deu, em seu laboratório na Universidade, ao jornalista americano da revista McClure’s Magazine chamado Henry J. W. Dam e que fora enviado à Alemanha em fins de janeiro de 1896. A revista publicou em abril a reportagem com a manchete “A nova maravilha em fotografia”.

O teor de um trecho da entrevista permite a dedução de que Roentgen conhecia os  fatos relacionados com o velamento de chapas fotográficas e a fluorescência de materiais durante a descarga de raios catódios que aconteceram com Crookes e Lenard e outros porque ele disse a Dam:

“Eu estava interessado há muito tempo no problema dos raios catódios em tubos de vácuo estudados por Hertz e Lenard. Eu havia seguido suas pesquisas e a de outros, (grifo deste autor), com grande interesse e decidira que logo que tivesse tempo faria algumas pesquisas próprias”.

A descoberta dos raios X começou nos meados de 1895, época em que Roentgen recebeu tubos de Crookes para realizar as experiências que planejara, mas iniciou-as de fato no final de outubro de 1895. Era costume dos cientistas da época, e também de Roentgen, iniciar novas pesquisas repetindo as experiências feitas por outros. É possível que Roentgen, meticuloso como era, tenha iniciado os trabalhos da forma convencional e assim não se sabe quantos dias decorreram entre o começo da investigação e a descoberta dos raios X. Sabe-se o dia da descoberta porque Roentgen declarou na entrevista que descobriu os raios X na noite de sexta-feira, dia 8 de novembro de 1895.

Sabe-se também, por declaração de Roentgen. que o fato aconteceu altas horas quando já não estavam no laboratório seus auxiliares. Na experiência, ele usava um tubo de Crookes coberto com papel preto e nas proximidades estava um cartão coberto com sais de platino-cianeto de bário. Quando Roentgen ligou a alta tensão no aparelho de descargas (assim era como ele se referia aos tubos de raios catódios), chamou-lhe a atenção a fluorescência de um écran coberto com platino-cianeto do bário que estava longe do tubo.

Na entrevista, Roentgen descreve assim a descoberta:

“Eu estava trabalhando com um tubo de Crookes coberto com uma blindagem de papelão preto. Um pedaço de papel com platino-cianeto de bário estava lá na mesa. Eu tinha passado uma corrente pelo tubo e notei um linha preta peculiar no papel”. A seguir prossegue : “O feito era algo que só poderia ser produzido, em linguagem comum, pela passagem de luz. Nenhuma luz poderia provir do tubo, pois a blindagem que o cobria era opaca a qualquer luz conhecida, mesmo a do arco elétrico.”

Então o repórter perguntou:

“E o que o senhor pensou?”

Roentgen respondeu:

“Eu não pensei: eu investiguei. Concluí que estavam saindo raios do tubo que tinham um efeito luminescente sobre o papel pintado com o platino-cianeto de bário. Testei com sucesso a distâncias maiores até mesmo dois metros. Ele parecia, inicialmente, um novo tipo de luz invisível. Era claramente algo novo, não registrado”.

Depois do dia 8, Roentgen disse a seu amigo Bovery:

“Descobri algo interessante, mas não sei se minha observação está ou não correta”.

Bem mais tarde, numa carta enviada a seu assistente Ludwig Zehnder ele disse:

“Para minha esposa mencionei apenas que eu estava fazendo algo sobre o qual as pessoas, quando descobrissem, iriam dizer: Roentgen provavelmente enlouqueceu”.

Por sua vez, sua esposa Anna Bertha, em uma carta datada de 4 de março de 1896, escreveu:

“Quando Willi me contou em novembro que estava trabalhando em um problema interessante, não tínhamos ideia sobre como a coisa seria recebida”.

Roentgen não contou a mais ninguém, nem mesmo a seus assistentes, o que acontecera e o que estava fazendo. Encerrou-se no laboratório onde comia e dormia e, por várias semanas, estudou a nova radiação para diferencia-la da luz visível, dos raios ultravioletas, dos raios de Lenard e dos raios catódios. Uma vez convencido que descobrira um novo tipo de raios, chamou-os de rais-X, X-strahlen por desconhecer sua natureza.

Durante semanas ele estudou as propriedades dos novos raios descobrindo, entre elas, que os raios se propagavam em linha reta, que os raios não eram refletidos e nem refratados ou desviados por lentes, que eles provocavam fluorescência em certas substâncias, que eles impressionavam chapas fotográficas e, prinicipalmente, que atravessavam materiais, inclusive a carne, e que a transparência das substâncias estava relacionada à espessura do material e a sua densidade e não ao estado químico.

Durante a pesquisa, Roentgen radiografou vários objetos entre eles uma bússola, uma caixa de madeira contendo pesos de metal e o cano de uma e espingarda no qual havia uma rachadura, evidenciando a utilidade da descoberta no controle de qualidade da indústria especialmene na metalurgia[4].

No dia 25 de novembro, mostrou a sua mulher Anna Bertha o que estava fazendo. Nessa ocasião, fez a primeira radiografia de um ser humano: a radiografia da mão esquerda da esposa. Assim mostrou o caminho para o uso dos raios X em medicina.

No Natal de 1895, Roentgen concluiu seu trabalho redigindo uma comunicação na qual descreveu as propriedades dos raios X com tal precisão que depois de apresentado à comunidade científica nada de novo foi descoberto sobre a natureza e as propriedades desses raios. O artigo original sobre a descoberta levou o título "Ueber Eine Neue Art von Strahlen” que traduzido significa “Sobre uma nova espécie de Raios".

Roentgen levou em mãos o original ao Presidente da Sociedade de Física e Medicina de Würzburg no dia 28 de dezembro e o convenceu da necessidade de publicação imediata na revista da Sociedade, mesmo sem aprovação prévia da Comissão Editorial e sem apresentá-lo em uma reunião da Sociedade como era normal. O trabalho foi publicado, sem ilustrações, na Alemanha, em 5 de janeiro 1896, e sua tradução para o inglês foi publicada em Londres, pela revista Nature, no mesmo dia da apresentação de Roentgen à Sociedade de Física e Medicina. Seguiram-se as publicações na França em 8 de fevereiro pela revista L’Eclairage Electrique e nos Estados Unidos pela revista Science em 14 de fevereiro [5]. Logo depois foram publicados artigos sobre a descoberta no “Frankfurter Zeitung” de Frankfurt, no “The Electrical Engineer” de Nova York, no “Wuerzburger Anzeiger” de Würzburg, no “The Electrician”, no “Lancet” and “British Medical Journal” de Londres, no “Le Matin”, de Paris no “Times” e no “Science” de Nova York e no “La Settimana” de Florença.

Antes  que revista fosse editada, Roentgen conseguiu a impressão de separatas e, assim, já no dia 1º de janeiro as estava enviando pelo correio para noventa e dois cientistas do mundo com os quais se correspondia e que eram ao mais importantes e influentes Físicos e Médicos Europeus e Americanos da época[6]. O dossiê a eles enviado constava de cópia de sua comunicação, acompanhada de cópias de radiografias. Ele entregou pessoalmente o dossiê para os colegas da região. Já em 8 de Janeiro, Roentgen estava recebendo telegramas de cientistas cumprimentando-o, pedindo informações e remessa de radiografias.

No sábado, 5 de Janeiro de 1896, antes mesmo da apresentação oral que Roengen faria no dia 23 à Sociedade de Física e Medicina de Würxburg, o jornal austríaco de Viena “Neue Freie Press” noticiou a descoberta dos raios X com a manchete “Descoberta sensacional”.

No dia 13 de janeiro, atendendo convite, Roentgen fez um exposição do seu trabalho para o Kaiser Wilherlm II e para a Kaiserina. Nessa ocasião, foi condecorado com a Prussian Order of the Crown, Second Class, mas nesse e em outros momentos recusou receber títulos de nobreza.

No dia 23 de janeiro de 1896, Roentgen fez a apresentação oral de sua comunicação à Sociedade de Física e Medicina de Würzburg e, sob o aplauso dos presentes, radiografou a mão do Presidente da Sociedade o físico Albert von Kölliker o qual, propôs que os novos raios fossem chamados de raios de Roentgen e sua proposta foi entusiasticamente aclamada pelos presentes.

AS PESQUISAS SEGUINTES À DESCOBERTA

Roentgen publicou dois outros trabalhos sobre raios X. Para continuar as pesquisas e realizá-las durante o dia, construiu e colocou dentro de uma das salas de seu laboratório uma espécie de cabine vedada à entrada da luz.[7] Era uma caixa feita de zinco, dotada de uma porta de entrada, também hermeticamente vedada à luz. A cabine tinha tamanho suficiente para conter instrumentos e para uma pessoa permanecer em seu interior. Por dentro e na face oposta à porta, a caixa era internamente blindada com chumbo. Na parede blindada havia uma abertura coberta com alumínio soldado ao zinco para impedir a entrada de luz e permitir a passagem de raios X. No exterior da caixa a 4 cm de distância ficava o tubo de Crookes voltado para abertura coberta de alumínio. O dispositivo permitia a realização de pesquisa no escuro com a entrada da radiação por uma só abertura e, assim, sem que Roentgen percebesse, a blindagem com chumbo o protegia dos efeitos da radiação.

O segundo documento “Eine neue Art von Strahlen (II Mittheilung)”, foi apresentado por Roentgen à Sociedade de Física e Medicina de Würzbur em 9 de março de 1896. Esse trabalho mostra que o ar e qualquer outro gás conduz eletricidade quando está exposto aos raios X que é o fenômeno que mais tarde ficou conhecido como ionização do ar pela radiação. Com essa observação, Roentgen deduziu que os raios de Lenard não eram, de fato, raios catódios fora do tubo, mas, sim, representavam os efeitos dos raios X sobre o ar vizinho ao tubo. Nesse trabalho Roentgen sugere a inclusão do aparelho de Tesla nos ciruitos dos equipamentos de raios-X para melhorar seu rendimento.

O terceiro e último trabalho sobre raios X “Weitere Beobachtungen über die Eigenschahten der X-Strahlen”, foi apresentado em 20 de março de 1897 e relata que qualquer substância submetida aos raios X emitem novos raios X que são diferentes da radiação secundária resultante da dispersão do feixe principal. Nesse trabalho, ele fez uma série de medidas sobre a opacidade de diferentes espessuras de várias substâncias.

DEPOIS DA DESCOBERTA

Após a descoberta dos raios X, Roentgen recebeu o título de Doutor Honoris Causa em Medicina, da Universidade de Würzburg e, atualmente, é considerado o pai da Radiologia de Diagnóstico. O dia 8 de novembro, dia da descoberta, é considerado o Dia do Radiologista.

Devido à sua descoberta, Roentgen foi laureado com o primeiro Nobel de Física Nobel de Física, em 1901, concedido:

 "Em reconhecimento aos extraordinários serviços que a descoberta dos notáveis raios que levam seu nome possibilitaram".

Roentgen doou a recompensa monetária à sua Universidade, convicto de que a ciência deve estar a serviço da humanidade e não a serviço do lucro, seguindo a escola científica alemã da época. Pelo mesmo motivo, ele não patenteou a descoberta porque acreditava que ela deveria ser patrimônio da humanidade.

Silvanus Thompson, presidente da Roentgen Society de Londres, em 5 de novembro de 1897, na fundação dessa Associação, disse em sua primeira manifestação no cargo:

“Nenhuma descoberta de nosso tempo, ou que de qualquer tempo foi seguida por uma explosão imediata e universal da atividade científica”.

Entre a comunicação da descoberta e o tempo que a notícia se difundiu pelo mundo inteiro não decorreram mais de 15 a 20 dias. Foi uma velocidade espantosa para uma época em que a comunicação entre continentes era feita por cabos submarinos ou navios e a comunicação terrestre dependia de telégrafo e de trens nos países mais avançados.

Já no primeiro semestre de 1896, Sidney Rowland, que ainda era estudante de medicina, criou a primeira revista especializada em radiologia denominada “The Archives of Clinical Skiagraphy” com sede em Londres cujo primeiro número foi editado em maio de 1896. Em abril de 1897, a revista retirou do seu nome a palavra “Clinical” e passou a se chamar “The Archives of Skiagraphy”. Em junho de 1897, mudou novamente o nome para “The Archives of the Roentgen Ray”. Seguiram-se a fundação de The American X-ray Journal (1897), Fortschritte auf dem Gebiete der Roentgenstrahlen (1897), o Transactions of the American Roentgen Ray Society (1902) e o Journal of the Röntgen Society (1904).

Além de revistas e jornais, segundo publicou Otto Glasser no seu livro “Wilhelm Conrad Röntgen and the Early History of Roentgen Rays”, no ano de 1896, foram publicados 49 livros e mais de 995 opúsculos versando sobre o tema (possivelmente esses números estão abaixo da realidade porque eram resultados de uma visão limitada a publicações na Europa e Estados Unidos).

Já foi dito nesta exposição que, em 23 de janeiro de 1896, Kölliker propôs denominar Raios Roentgen a radiação que seu descobridor chamara de raios X. A proposta foi universalmente aceita, mas a denominação raios X acabou predominando possivelmente pela facilidade de pronúncia.

Quatro dias depois da apresentação de Roentgen em Würzburg, a Academia de Ciências de Paris fez uma enquete para encontrar a forma de designar as imagens fornecidas pelos novos raios. Entre as sugestões apresentadas estavam as palavras “skiagrafia”, “skotografia”, “gravação de sombras”, “roentografia”, “nova fotografia”, “eletro-skiagrafia”, “ixografia”, “electrografia”, “catodografia”, “fluorografia”, “diagrafia’, “actinografia”, “picnoscopia”, “fotografia com raios X” e outras.

Esquiagrafia é termo composto por radicais gregos para significar “gravação de sombras”. Foi essa denominação inicialmente adotada para as imagens, mas foi gradativamente substituída pela palavra radiografia, e seu uso desapareceu definitivamente por volta de 1918.

No ano de 1896, as revistas mencionadas e muitas outras publicações de outras áreas do conhecimento como as dedicadas à eletricidade à fotografia e outras, bem como jornais e magazines populares, foram abarrotados pela remessa de esquiagrafias.

No meio científico, quem tinha acesso a um tubo de Crookes procurava abrir um novo caminho para deixar sua marca na história dos raios X. Os primeiros número de abril do The Archives of Clinical Skiagraphy mostrava imagens do esqueleto humano, de animais marinhos[8], de plantas e até do primeiro filme do movimento, feito com esquiagrafias da perna de uma rã obtido por John Macintyre de Glasgow[9]. O número de julho apresentava a primeira radiografia de corpo inteiro realizada com uma só exposição por Willikam Moiton de Nova Iorque.

No ano de 1897, houve uma corrida para a compra de tubos de Crookes e esgotaram-se os estoques (ainda não existiam fábricas para a venda de aparelhos completos de raios e os usuários deviam comprar em  separado cada item do equipamento). Nos Estados Unidos a g/enerral electric publicou um catálogo com as peças para montagem de um aparelho de raios X. Na Europa, apareceram anúncios de venda de “kits” para qualquer pessoa montar seu equipamento e começar a gerar esquiagrafias. Esses fatos levaram, até as primeiras décadas do século XX, ao aparecimento de estúdios fotográficos onde as radiografias eram realizadas indiscriminadamente. A pletora de imagens e experiências aconteceu porque grande parte dos laboratórios das Universidades dispunha dos equipamentos mínimos para repetir as experiências de Roentgen. Nos primeiros tempos, os médicos indicavam radiografias, e os pacientes eram encaminhados para físicos que as realizassem, mas logo alguns médicos aprenderam a técnica necessária e eles mesmos passaram a realizar os exames.

. Foi assim que, além de uso médico, os raios X se tornaram motivos de curiosidades. Houve estúdios fotográficos que faziam radiografias das mãos entrelaçadas de noivos para servir de suvenires, a fluoroscopia era atrativo em espetáculos, em feiras, em exposições comerciais, em festas beneficentes e por exemplo, numa festa para fins beneficente a arrecadação de fundos era feito com o pagamento do presentes, para apreciar o “espetáculo de Roentgen’, que consistia na fluoroscopia das mãos. Consta que um

O uso da radiografia foi proposto para muitos fins além do uso médico em diagnostico ou em pesquisas biológicas. Apareceram sugestões para o uso das radiografias no controle de contrabando, no exame de pacotes nos correios, na detecção de bombas explosivas, na distinção entre pedras preciosas e gemas falsificadas, no controle de soldas em metais e outras.

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HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO – ONDAS DE CHOQUE - RUÍDO E SOM - PERCUSSÃO E AUSCULTA.HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNOSTICO MÉDICO = ONDAS DE CHOQUE - PULSO E PRESSÃO ARTERIAL.HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO – ONDAS DE CHOQUE - RUÍDO E SOM - PERCUSSÃO E AUSCULTA.HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNOSTICO MÉDICO = ONDAS DE CHOQUE - PULSO E PRESSÃO ARTERIAL.HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO = ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO – LUZ VISÍVEL – ENDOSCOPIA.Próxima Potagem:

HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO – ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO = RAIOS X – SEGUNDA PARTE – REPERCUSSÃO – EVOLUÇÃO DOS TUBOS DE RAIOS X

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[1] A pressão atmosférica ao nível do mar na temperatura de 25⁰ é de 10⁺⁵ Pascais.

[2] As ampolas atuais de raios x têm vácuo quase perfeito equivalente a 10^-5 Pascais.

[3] A grafia correta de Conrad é com “C” e não com “K”.

[4] As aplicações em indústria e outros setores da economia aconteceram já em fevereiro de 1896 como: o controlo de qualidade na produção de produtos metálicos, a detecção de documentos e pinturas fraudulentos, a inspeção do conteúdo de encomendas postais, o exame da integridade de canhões do exército durante a Primeira Guerra Mundial,a análise de pedras preciosas e de falsificações, o estudos das múmias,entre outras. A entrada de fato dos raio X na metalurgia aconteceu em 1924 com a criação do Laboratório do Instituto de Tecnologia de Massachussets

[5] A quinta edição da comunicação apresentava na capa a seguinte informação: “Esta monografia apareceu também em inglês, francês, italiano e russo”.

[6] Lord Kelvin, no dia 17 de Janeiro de 1896, enviou uma carta a Roentgen, na qual agradeceu a atenção pelo seu envio e o felicitou pela sua descoberta.

[7] Henry Dam descreve essa cabine em sua reportagem e conta  que esteve no seu interior quando viu a fluorescência produzida pela radiação.

[8] O “Archives of the Röentgen Ray”, em 1897, publicou um suplemento dedicado exclusivamente à Biologia Marinha, com trinta e seis radiografias de animais marinhos existentes na costa Inglesa

[9] Esse filme foi apresentado por Macintyre em uma reunião da Royal Society em junho de 1897.