Grünlich erstrahlte das Labor

Quelle: Frankfurter Allgemeine Zeitung vom 13.04.11
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Niederländische Radiologen bauen einen historischen Röntgenapparat von 1896 nach und staunen nicht schlecht über dessen verheerende Wirkung.

Wie erging es den Pionieren der Röntgentechnik, als sie die ers­ten Aufnahmen mit Geräten machten, die für diesen Zweck gar nicht gebaut waren? Diese Frage hat den Physi­ker Gerrit Kemerink vom Universitäts­krankenhaus in Maastricht zu einem unge­wöhnlichen Experiment angeregt. In sei­nem Team baute er den historischen Ap­parat wieder zusammen, mit dem 114 Jah­re vor ihm ein Physiker und ein Chirurg das denkwürdige Experiment von Wil­helm Conrad Röntgen wiederholt hatten, in dem dieser die später nach ihm be­nannte Strahlung entdeckte.

Was Keme­rink besonders interessierte, war die Strahlendosis, die Patienten damals wäh­rend einer Untersuchung aufnahmen. Denn trotz aller Euphorie über die diag­nostischen Möglichkeiten der Röntgentechnik bemerkten die Ärzte schon inner­halb weniger Wochen zahlreiche Fälle von Hautverbrennungen, Haarausfall und Augenerkrankungen durch Strahlenschä­den. Nicht selten verloren Röntgenassistenten im Laufe der Jahre einzelne Finger. Die Geräte, einen Rühmkorffschen Funkeninduktor und eine Kathoden­strahlröhre, fand Kemerink in der Samm­lung historischer Messinstrumente der Stadt Maastricht. Für seine Experimente brachte er sie in einen abgedunkelten, elektrisch abgeschirmten Raum - einen Faradayschen Käfig - in der radiolo­gischen Abteilung des Maastrichter Universitätskrankenhauses. Diese Vorsichts­maßnahme war notwendig, weil die historische Hochspannungsmaschine, der Rühmkorffsche Funkeninduktor, ein breites Spektrum an elektromagnetischer Strahlung emittiert, die möglicherweise empfindliche Messgeräte und Überwachungssysteme in einem heutigen Krankenhaus gestört hätte.

Als „fast ma­gisch“ bezeichnet der Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Radiology“ (doi: 10.1148/radiol.11101899) den Betrieb der altertümlichen Maschine: Der Fun­keninduktor schleudert krachende Blitze von einer Metallspitze auf eine Platte, dann zuckt grünliches Licht durch die Kathodenstrahlröhre, und der beißende Ge­ruch von Ozon verbreitet sich im Raum. Die Forscher um Kemerink erlebten of­fensichtlich einen Teil der Faszination, die damalige Physiker antrieb, mit Gas­entladungsröhren zu experimentieren. Jahre vor Röntgens Entdeckung waren die Experimente mit den evakuierten Gasröhren vor allem wegen der Lichtef­fekte beliebt. Zwischen zwei eingeschmol­zenen Elektroden wurden Elektronen durch eine Hochspannung beschleunigt. Trafen sie mit den verbleibenden Gasmo­lekülen zusammen, waren farbenprächti­ge Gasentladungen zu sehen. Und beim Auftreffen auf der Glaswand der Röhre erzeugte dies ein grünlich phosphoreszie­rendes Leuchten. In feinen Gesellschaf­ten und auf Jahrmärkten wurden die Ef­fekte zur Unterhaltung vorgeführt. Erst Röntgen entdeckte, dass in den Gasentla­dungsröhren auch eine durchdringende Strahlung erzeugt wird, die er wegen ih­rer unbekannten Herkunft als X-Strahlung bezeichnete. Sie durchdrang den schwarzen Karton, mit dem er die Röhre abgeschirmt hatte, und - wie sich bald zeigte - auch menschliches Gewebe.

Schon bald nachdem Röntgens Veröf­fentlichung vom 28. Dezember 1895 erschienen war, bauten Physiker Röntgens Apparatur nach. Den Anstoß dazu gaben häufig Ärzte, die sofort dessen diagnosti­sches Potential erkannten. So war es auch in Maastricht. Als der Chirurg und Leiter des örtlichen Krankenhauses, Lambertus Theodorus Van Kleef, Rönt­gens Veröffentlichung las, ermutigte er sofort den Schuldirektor und Physiker Heinrich Joseph Hoffmanns, die Experi­mente zu wiederholen. Die Geräte wa­ren im gut ausgestatteten Physiklabor der damaligen höheren Schule in Maas­tricht vorhanden, so dass Hoffmanns schon bald die erste Aufnahme eines amputierten Fußes machen konnte. Eine Woche später durchleuchtete er die rech­te Hand von Van Kleefs 21 Jahre alter Tochter Catharina. Das erste Röntgenge­rät für das Maastrichter Krankenbaus kaufte der Klinikdirektor kurze Zeit spä­ter mit privaten Mitteln. Und auch der Schuldirektor hatte Feuer gefangen. Nur drei Wochen nachdem er seine Experi­mente begonnen hatte, veröffentlichte er die erste Monographie zu Untersu­chungsmethoden mit X-Strahlen.

Die damaligen Aufnahmen waren zwar etwas verschwommen, aber in Anbetracht der Einfachheit der Apparatur erstaunlich gut, berichtet Kemerink von seinen Versuchen mit dem wieder in Be­trieb genommenen Gerät. Er verwende­te die Hand einer Leiche. Der größte Nachteil des historischen Apparates be­steht darin, dass er „weichere“ Strah­lung emittiert als die heutigen Geräte. Diese energieärmere Strahlung wird von biologischem Gewebe stärker absor­biert, so dass die Dosis zehnmal so hoch war wie bei einer heutigen Untersu­chung. Berücksichtigt man zudem die ge­ringere Empfindlichkeit der damaligen Fotoplatten, die eine längere Expositi­onsdauer erforderlich machten, erhöht sich die bei einer historischen Untersu­chung der Hand absorbierte Strahlung auf 74 Milligray. Das ist das 1500fache der heutigen Dosis von 0,05 Milligray. Ist die Aufnahme heute nach 21 Millise­kunden fertig, brauchte man damals an­derthalb Stunden.

Und die Strahlenbelastung für das Per­sonal? Auch die ist heute deutlich gerin­ger als zu den Zeiten der Pioniere. Wie Kemerink in einer anderen, kürzlich er­schienenen Studie („Insights into Imaging“, doi 101007/s13244-011-0074-7) nachgewiesen hat, sind die Mitarbeiter seiner Abteilung am Arbeitsplatz einer geringeren Strahlendosis ausgesetzt als in einer durchschnittlichen holländi­schen Wohnung. Für seine Studie berück­sichtigte er neben der Röntgenstrahlung auch kosmische und terrestrische Strah­lung sowie das Element Radon. Es ist ein Zerfallsprodukt des Urans und wird vom Boden und von bestimmten Baumateria­lien abgegeben. Im Krankenhaus wird
entstehendes Radon durch die Belüf­tungsanlage ständig entfernt. Die gute Isolation des Fundaments verhindert, dass aus dem Boden aufsteigendes Ra­don in die Kellerräume gelangt. Da das Gebäude dicke Böden aus Beton besitzt, wird auch wesentlich mehr kosmische und terrestrische Strahlung absorbiert als in einem Wohnhaus.