Qual è la differenza tra le macchine a retrodiffusione e gli scanner a onde millimetriche?

Se andassi solo per nome, potresti pensare che "macchine con tecnologia di imaging avanzata" potrebbero aiutare i medici a cercare tumori o altre condizioni mediche. In realtà, l'etichetta - eufemismo, se sei cinico - adottata dalla US Transportation Security Administration (TSA) descrive gli scanner per tutto il corpo trovati negli aeroporti che rilevano armi, esplosivi o altre minacce trasportate sui passeggeri.

Secondo il sito Web della TSA, a novembre 2012 l'agenzia aveva installato 800 macchine con tecnologia di imaging avanzata in 200 aeroporti statunitensi. Le macchine sono disponibili in due versioni, in base al tipo di radiazione elettromagnetica che utilizzano per eseguire una scansione. Le macchine a retrodiffusione - circa il 30 percento delle installazioni - inviano raggi X a bassa energia per rimbalzare sul corpo di un passeggero. Gli scanner a onde millimetriche ( mmw ) emettono energia più simile alle microonde. Entrambi vedono attraverso i vestiti per produrre un'immagine 3D della persona in piedi nella macchina.

Non appena la TSA ha iniziato a installare gli scanner nel 2010, passeggeri, piloti e funzionari della sanità pubblica hanno iniziato a lanciare domande. Quanta radiazione producono queste macchine? È sufficiente per aumentare i tassi di cancro nella popolazione generale? E gli agenti della TSA possono vedere dettagli intimi che preferiremmo non vedessero?

L'Unione europea ha affrontato queste domande in modo decisivo: vieta tutti i body scanner che utilizzano la tecnologia a raggi X. Tale divieto è conforme a una legge in diversi paesi europei che afferma che le persone non dovrebbero essere esposte ai raggi X se non per motivi medici. Negli Stati Uniti, la TSA ei fornitori che producono gli scanner, come Rapiscan per il backscatter e L-3 Communications per le onde millimetriche, continuano a garantire al pubblico la sicurezza dei dispositivi. E hanno adottato misure per proteggere la privacy dei passeggeri installando un software che crea contorni generici di persone o offusca determinate aree dell'immagine.

Tuttavia, molte persone rimangono scettiche sul fatto che gli scanner aeroportuali, in qualsiasi forma o forma, siano completamente sicuri. E molti altri si sentono un po' persi cercando di capire come funzionano le macchine e come sono diverse. Con questo in mente, confronteremo e confronteremo le due tecnologie attraverso una varietà di parametri, a partire dal tipo di energia che emettono.

1. Raggi X o onde millimetriche?
2. Sbirciando sotto i vestiti: immagini a retrodiffusione e onde millimetriche
3. Problemi di privacy e sicurezza della tecnologia di imaging avanzata

Entrambi i tipi di scanner emettono energia sotto forma di radiazione elettromagnetica , che esiste in natura come onde di energia formate da campi elettrici e magnetici. Queste onde viaggiano nello spazio e sono di varie dimensioni o lunghezze d'onda . Le macchine a retrodiffusione producono raggi X a bassa energia , che hanno una lunghezza d'onda dell'ordine di 0,0000000001 metri, o 0,0000001 millimetri. Scanner ad onde millimetricheproducono un tipo speciale di microonde con lunghezze d'onda che rientrano esattamente in un intervallo compreso tra 0,001 metri (1 millimetro) e 0,01 metri (10 millimetri). In altre parole, le onde emesse dagli scanner mmw sono molto più grandi e quindi hanno un impatto minore sulle piccole strutture, come le proteine ​​umane e gli acidi nucleici.

In termini di costruzione, una singola macchina di retrodiffusione include due sorgenti di radiazioni in modo che sia la parte anteriore che quella posteriore della persona possano essere riprese senza produrre punti ciechi. Ogni sorgente di radiazione è alloggiata in una struttura rettangolare che ricorda un grande congelatore industriale. Le due unità si fronteggiano con uno spazio vuoto tra loro abbastanza grande da ospitare una persona.

Uno scanner a onde millimetriche, tuttavia, assomiglia molto a una cabina telefonica esagonale di grandi dimensioni. Due dei suoi sei pannelli sono aperti per fungere da ingresso e uscita, mentre quattro dei pannelli sfoggiano vetro trasparente o plastica. Due pile di trasmettitori a forma di disco, ciascuno circondato da un guscio protettivo curvo noto come radome , si trovano all'interno del muro della struttura e ruotano di 180 gradi attorno a un punto centrale.

Ora che abbiamo l'essenza delle strutture, vediamo come producono immagini di te.

Le macchine a retrodiffusione utilizzano collimatori rotanti per generare raggi X, che passano attraverso una fessura e colpiscono un passeggero in piedi all'interno. I raggi X penetrano negli indumenti, rimbalzano sulla pelle della persona e ritornano ai rilevatori montati sulla superficie della macchina. Le radiazioni rimbalzano anche su armi, esplosivi o altre minacce nascoste nei vestiti o appoggiate alla pelle. Rilevando e analizzando questo cosiddetto backscatter, la macchina è in grado di creare un'immagine di una persona, così come qualsiasi oggetto organico o inorganico trasportato su quella persona.

Gli scanner a onde millimetriche utilizzano piccoli trasmettitori a forma di disco per creare un'immagine. Ogni trasmettitore emette un impulso di energia, che viaggia come un'onda verso una persona in piedi nella macchina, passa attraverso i vestiti della persona, si riflette sulla pelle della persona o nasconde oggetti solidi e liquidi e poi torna indietro, dove il trasmettitore, ora agendo come un ricevitore, rileva il segnale. Un disco scansionerebbe solo una piccola parte del soggetto del test, quindi una singola macchina contiene due pile di dischi collegate da una barra che ruota attorno a un punto centrale. Poiché ci sono diversi dischi trasmettitore/ricevitore impilati verticalmente e poiché questi stack ruotano attorno alla persona, il dispositivo può formare un'immagine completa, dalla testa ai piedi e dalla parte anteriore a quella posteriore.

Entrambi i tipi di scanner si basano su software per convertire l'energia elettromagnetica riflessa in immagini. L'esatta configurazione del software determina il livello di dettaglio visto nell'esempio finale. Ad esempio, una macchina per la retrodiffusione con la versione più semplice del software produce una sagoma del corpo intero del soggetto che assomiglia a uno schizzo gessoso. Alcuni dettagli sulla corporatura e la forma di una persona sono visibili in questa immagine. Con un algoritmo di privacy applicato, tuttavia, il software offusca questi dettagli e mette in evidenza solo potenziali minacce.

Gli scanner a onde millimetriche possono anche produrre immagini che rivelano la topografia unica di una persona, ma in un modo che sembra un prototipo di grafite grezzo. Sin dalla loro introduzione, la TSA ha dotato queste macchine di un software di riconoscimento automatico del bersaglio , o ATR , che produce un profilo generico di una persona, esattamente uguale per tutti, evidenziando eventuali aree che potrebbero richiedere uno screening aggiuntivo. E ciò si verifica solo se lo scanner rileva qualcosa che percepisce come sospetto. In caso contrario, visualizzerà la parola "OK" senza immagine.

Per i passeggeri, il processo di scansione è essenzialmente lo stesso in entrambe le macchine. Devono togliere tutto dalle tasche, così come cinture, gioielli, cordini e telefoni cellulari. Quindi salgono una piccola rampa, si mettono al centro della macchina, alzano le braccia, si piegano ai gomiti e rimangono immobili mentre il dispositivo fa il suo dovere. L'unica differenza è il tempo necessario per completare una scansione. Per le macchine a retrodiffusione, il processo richiede circa 30 secondi. Per gli scanner mmw, ci vogliono circa 10 secondi.

Ecco un'altra differenza, forse più significativa di quei 20 secondi. Le macchine a retrodiffusione raramente producono falsi allarmi. Secondo uno studio britannico, il loro tasso di falsi allarmi era di circa il 5% [fonte: Grabell e Salewski ]. Gli scanner a onde millimetriche non funzionano altrettanto bene. Possono farsi ingannare dalle pieghe dei vestiti, dai bottoni e persino dalle gocce di sudore. Quando la Germania ha testato gli scanner mmw, i funzionari della sicurezza hanno riportato un tasso di falsi positivi del 54%, il che significa che ogni altra persona che passava attraverso la macchina richiedeva una perquisizione che non avesse trovato armi o oggetti nascosti [fonte: Grabell e Salewski ].

E ora veniamo all'argomento più controverso e dibattuto per quanto riguarda gli scanner per tutto il corpo: la loro sicurezza . La domanda sulla sicurezza si riduce al fatto che uno scanner utilizzi o meno radiazioni ionizzanti . Le radiazioni ionizzanti hanno energia sufficiente per rimuovere gli elettroni dagli atomi e quindi alterare la struttura delle molecole biologiche, come le proteine ​​e gli acidi nucleici. I raggi X sono una forma di radiazione ionizzante; le onde radio, la luce visibile e le microonde non lo sono.

Le macchine a retrodiffusione usano i raggi X , quindi la domanda diventa una questione di intensità e durata. I produttori degli scanner insistono sul fatto che una singola scansione espone una persona a livelli minuscoli di radiazioni. In effetti, un dirigente di Rapiscan ha affermato: "Dovresti passare attraverso uno scanner [di retrodiffusione] 1.000 volte per equiparare a una radiografia medica. Ricevi il doppio delle radiazioni quando mangi una banana rispetto a quando passi attraverso lo scanner" [ fonte: Paur ].

Ma altri studi sono giunti a conclusioni più preoccupanti. Uno, del Marquette University College of Engineering, ha scoperto che i raggi X a retrodiffusione penetrano nella pelle e colpiscono i tessuti più profondi. In un secondo studio, i ricercatori del Columbia University Medical Center hanno stimato che 1 miliardo di scansioni a retrodiffusione all'anno porterebbero a 100 tumori indotti dalle radiazioni in futuro.

Gli scanner a onde millimetriche non comportano questi rischi perché utilizzano radiazioni non ionizzanti. Ad oggi, non sono stati riscontrati problemi di sicurezza noti con questo tipo di scanner.

Ecco un altro grosso problema: la privacy. Entrambi i tipi di scanner sono in grado di produrre immagini che rivelano dettagli intimi sui viaggiatori. Detto questo, la TSA ha fatto di tutto per proteggere la privacy di coloro che vengono scansionati. Il software delle macchine di backscatter, ad esempio, include un algoritmo di privacy per offuscare genitali e volti evidenziando potenziali minacce.

La maggior parte (ma non tutte) le macchine a onde millimetriche utilizzano un software di riconoscimento automatico del bersaglio (ATR) che rende ogni soggetto come un contorno generico, con aree sospette evidenziate. E se non rileva nulla di sospetto in una scansione, visualizza la parola "OK" senza alcuna immagine. Per gli scanner senza software ATR, l'operatore di sicurezza che visualizza l'immagine risultante si trova in una posizione remota e comunica in modalità wireless con l'agente che gestisce la macchina.

Presumibilmente, nessuno dei due tipi di macchina è in grado di memorizzare immagini - ogni immagine viene eliminata automaticamente non appena il team di sicurezza completa l'ispezione - ma ci sono state segnalazioni di marescialli statunitensi in Florida che scaricano e archiviano migliaia di immagini [fonte: McCullagh ] .

Questo è tutto. È tutto quello che abbiamo. Ora potresti considerarti un esperto di macchine con tecnologia di imaging avanzata.

Utilizzo mondiale degli scanner

L'Unione Europea ha vietato l'uso di macchine a retrodiffusione perché ritiene che i raggi X dovrebbero essere riservati solo per uso medico. Gli Stati Uniti, la Nigeria e il Regno Unito hanno ampiamente adottato la tecnologia di retrodiffusione, sebbene quest'ultimo la utilizzi come opzione di screening secondario.

Gli scanner a onde millimetriche godono di un uso più diffuso. Negli Stati Uniti, la TSA ha installato centinaia di dispositivi nella maggior parte dei principali aeroporti. E a livello internazionale, vengono utilizzati negli aeroporti e nei sistemi di trasporto di massa in diversi paesi, tra cui Canada, Paesi Bassi, Italia, Australia e Regno Unito. Alcuni paesi, come Francia e Germania, hanno smesso di utilizzare gli scanner mmw a causa del loro alto tasso di falsi allarmi.

Nota dell'autore: qual è la differenza tra le macchine a retrodiffusione e gli scanner a onde millimetriche?

Non sono contrario all'assorbimento di alcuni raggi X nell'interesse di rimanere al sicuro a 30.000 piedi, ma non posso fare a meno di chiedermi perché la TSA insiste nell'usare macchine a retrodiffusione quando gli scanner a onde millimetriche forniscono la stessa intelligenza senza raggi ionizzanti potenzialmente dannosi . Il governo non ha imparato nulla dalle guerre Beta/VHS?

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