RTG - narodziny techniki

Dzieje odkrycia promieniowania, zwanego początkowo X, to historia nie tylko Wilhelma Roentgena i jego sukcesu z 1895 roku, ale także wielu badaczy, którzy współtworzyli współczesną naukę. Naturę nowego rodzaju promieniowania wyjaśnił w roku 1912 niemiecki fizyk Max Theodor Felix von Laue, który dwa lata później otrzymał Nagrodę Nobla z fizyki za odkrycie zjawiska dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego na kryształach.

Jeden z prekursorów badań nad promieniowaniem nazwanym później rentgenowskim, angielski fizyk i chemik William Crookes, w 1879 roku opracował tzw. rurę Crookesa, czyli rodzaj lampy wyładowczej (właśnie za jej pomocą Wilhelm Roentgen odkrył promienie X). Niedługo potem Johann Wilhelm Hittorf, profesor chemii i fizyki na uniwersytecie w Münster, za pomocą tego urządzenia udowodnił, że promienie katodowe mogą być zakrzywiane w polu magnetycznym, co wiele lat później pozwoliło na konstrukcję kineskopów do telewizorów. Z kolei urodzony w 1886 roku w Gliwicach niemiecki naukowiec Eugen Goldstein zaobserwował w rurze Crookesa promieniowanie anodowe, leżące u podstaw współczesnej spektrometrii masowej.

Badaczem, który niezależnie zainteresował się tym tematem, był słynny Nikola Tesla, amerykański inżynier serbskiego pochodzenia, elektrotechnik oraz wynalazca, który w 1887 roku rozpoczął badania nad wysokimi napięciami i lampami próżniowymi. Podczas eksperymentów wytworzył on bardzo silne promieniowanie katodowe, skutkujące niestety negatywnym wpływem na organizmy żywe. W 1892 roku Tesla odkrył, że promienie katodowe mogą służyć do obserwacji wnętrza ciała człowieka; wykonał też zdjęcia, które w chwili ogłoszenia odkrycia Roentgena wysłał niemieckiemu naukowcowi.

Niezależnie od rzeczywistego pierwszeństwa za odkrywcę nowego rodzaju promieniowania uważa się Wilhelma Roentgena. Jak to bywa, dokonał on wynalazku przypadkowo, podczas eksperymentu z promieniowaniem katodowym 8 listopada 1895 roku. 

Udokumentował odkrycie, wykonując na materiale światłoczułym zdjęcie lewej ręki (z pierścieniem) swojej żony Berthy, uzyskane przez kilkunastominutowe naświetlanie płyty fotograficznej promieniami emitowanymi z lampy Crookesa.

Ponoć po obejrzeniu zdjęcia Bertha stwierdziła: „Zobaczyłam własną śmierć” i już nigdy więcej nie weszła do laboratorium męża...

Wyniki swoich badań Roentgen opublikował 28 grudnia 1895 roku w artykule O nowym rodzaju promieniowania. Tymczasowy komunikat, na łamach czasopisma wydawanego przez Würzburgskie Towarzystwo Fizyczno-Medyczne i było to pierwsze publiczne ogłoszenie odkrycia. Zaproponował nazwę promienie X, stosowaną do chwili obecnej w większości krajów na świecie, oprócz m.in. Polski i Niemiec, w których używa się nazwy promienie rentgenowskie.
Bardzo szybko, bo już 1 stycznia 1896 roku, otrzymał odbitki swojego artykułu. Przesłał je razem z życzeniami noworocznymi zaprzyjaźnionym fizykom w Europie i Ameryce.

Komunikat Roentgena przedstawiał odkrycie w bardzo prosty sposób, bez wnikania w szczegółową analizę fizyczną zjawiska. Ułatwiło to spopularyzowanie wynalazku, a dzięki licznym publikacjom w codziennej prasie i w fachowych pismach medycznych wieść o nowych promieniach trafiła do środowiska lekarskiego i od razu znalazły one zastosowanie w medycynie.

Odkrycie promieni X przez Wilhelma Konrada Roentgena 8 listopada 1895 roku było jednym z najważniejszych kamieni milowych w rozwoju medycyny, a wielu fachowców uważa, że także w rozwoju światowej nauki. Otrzymał za nie pierwszą w historii Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki, wręczoną 10 grudnia 1901 roku w Sztokholmie.

Odkrycie, że promieniowanie rentgenowskie jest inaczej pochłaniane przez tkankę miękką, a inaczej przez kości, dało współczesnej medycynie znakomite narzędzie diagnostyczne. Fakt, że nie trzeba wykonywać operacji, często bardzo niebezpiecznych, aby obejrzeć wnętrze ludzkiego organizmu, przyczyniło się do rozwoju nauki, wpływając równocześnie na zwiększenie bezpieczeństwa pacjentów, oraz przyśpieszyło proces leczenia. Pierwsza prywatna pracownia rentgenowska została otwarta w Berlinie już rok po pamiętnym odkryciu Roentgena.

W tym samym 1896 roku pierwsze zajęcia z diagnostyki rentgenowskiej uruchomił Uniwersytet Wiedeński. Równocześnie zaczęto stosować promieniowanie X w celach leczniczych, szczególnie w przypadku nowotworów. Współcześnie metoda nie jest stosowana ze względu na różnego rodzaju wątpliwości. Pierwsze zdjęcie rentgenowskie całego ludzkiego ciała wykonał w 1934 roku Arthur Fuchs z amerykańskiej firmy Kodak.

W znajdującej się ówcześnie pod zaborami Polsce już 8 stycznia 1896 roku informacje o odkryciu nowego rodzaju promieniowania zamieściły – jako jedne z pierwszych na świecie! – pisma codzienne „Czas” w Krakowie, „Gazeta Lwowska” we Lwowie oraz „Słowo” w Warszawie. I w tym samym roku powstało pierwsze w Polsce zdjęcie rentgenowskie. Wykonał je w roku 1896 profesor Uniwersytetu Jagiellońskiego, fizyk i chemik Karol Olszewski (ten sam, który wraz z prof. Zygmuntem Wróblewskim po raz pierwszy na świecie skroplił powietrze oraz tlen i azot).

Zachował się m.in. radiogram jaszczurki z brązu, na którego odwrocie widnieje komentarz: Pierwsza fotografia rentgenowska, robiona w Polsce w ogóle, a w szczególności w Krakowie, przez prof. Olszewskiego w r. 1895/6 [chodzi o rok akademicki]. Był to przycisk brązowy w kształcie jaszczurki fotografowanej na wskroś deski drewnianej, przy użyciu zwykłej rurki Pluckerowskiej, silnie ewakuowanej.

Karol Olszewski był pionierem polskiej radiologii, ale odkrycie promieniowania X zainteresowało naukowców we wszystkich trzech zaborach. Już w roku 1896 wielu polskich lekarzy, fizyków i chemików rozpoczęło badania nad wykorzystaniem promieni X oraz udoskonalaniem aparatury rentgenowskiej.

I tak na przełomie lutego i marca 1896 roku w Krakowie Walery Jaworski, jeden z pionierów polskiej gastrologii, założył w Cesarsko-Królewskiej Klinice Lekarskiej UJ pierwszą na ziemiach polskich akademicką pracownię rentgenowską. Rozpoczął w niej badania rentgenowskie na szeroką skalę, wprowadzając je do praktyki klinicznej. Wykonał też pierwsze na świecie radiologiczne badania żołądka z użyciem środka kontrastowego. Warto przypomnieć, że profesor Jaworski w Podręczniku chorób żołądka opisał bakterie nazwane przez niego Vibrio rugula (obecnie znane jako Helicobacter pylori), których wpływ na organizm ludzki łączył z chorobami układu trawienia. Ponieważ książka ukazała się tylko w języku polskim, a jej autorowi nie udało się wyhodować bakterii w warunkach laboratoryjnych, jego odkrycie nie zostało dostrzeżone na świecie.

Warto wiedzieć, że w trakcie badań radiologicznych z pionierskiego okresu stosowano długie czasy ekspozycji, dochodzące nawet do kilkudziesięciu minut. W rezultacie pacjenci otrzymywali duże dawki promieniowania, nawet 1500 razy większe niż obecnie.

Gdy w 1914 roku wybuchła I wojna światowa, rola radiologii w zabezpieczeniu medycznym żołnierzy stała się niezwykle ważna. Okazało się też, że zdjęcia rentgenowskie powinny być wykonywane jak najbliżej pola walki, aby ułatwić pracę chirurgom wojskowym. We Francji przyfrontową radiologiczną służbę sanitarną stworzyła i kierowała nią Maria Skłodowska-Curie. Razem z córką Ireną wykonywała także badania. Utworzyła sieć 200 stałych pracowni rentgenowskich oraz 18 ruchomych, umieszczonych na samochodach (popularnie nazywano je małymi Curie - petit curies). W tych pracowniach wykonano około 1,1 mln badań radiologicznych, przede wszystkim prześwietleń.

Niezwykle istotna w czasie wojny działalność Skłodowskiej-Curie przyczyniła się także do upowszechnienia stosowania promieni X w medycynie francuskiej. Skłodowska organizowała szkolenia dla radiologów amerykańskiej armii. Była pierwszą kobietą odznaczoną złotym medalem przez Radiological Society of North America (1922) i American College of Radiology (1931). Była także honorowym prezydentem III Międzynarodowego Kongresu Radiologii. Jako pierwsza otrzymała tytuł członka honorowego Polskiego Lekarskiego Towarzystwa Radiologicznego.

Wynalezienie urządzenia rentgenowskiego przyczyniło się do licznych innowacji w diagnostyce medycznej, dzięki czemu współczesna ochrona zdrowia dysponuje różnorodną aparaturą medyczną. Najnowocześniejszymi tego typu urządzeniami są tomografy komputerowe, które również wykorzystują promieniowanie X, natomiast w porównaniu do klasycznych aparatów RTG, umożliwiają obrazowanie tkanek miękkich, w tym narządów wewnętrznych, takich jak serce, płuca, narządy jamy brzusznej oraz mięśni. Tomografia jako metoda o bardzo wysokiej rozdzielczości przestrzennej, pozwala na zobrazowanie szczegółów, dlatego jest metodą stosowaną m.in. w diagnostyce urazów kręgosłupa, czaszkowo-mózgowych oraz kości. Bardzo dobrze obrazuje różnego rodzaju nowotwory, szczególnie płuc. Warto jednak podkreślić, iż dawka promieniowania rentgenowskiego jest dużo wyższa niż w przypadku konwencjonalnego aparatu RTG, dlatego należy mieć to na uwadze, zlecając tego typu badanie.

Historia odkryć naukowych to czasami wyścig, czasami współpraca, a czasami jedno i drugie. Efekty bywają nieraz rozbieżne od spodziewanych przez samego odkrywcę lub wykorzystanie wynalazku sprzeczne z jego poczuciem moralności, co przydarzyło się „ojcu” bomby atomowej Robertowi Oppenheimerowi, którego wstrząsające wieści ze zbombardowanych Hiroszimy i Nagasaki, doprowadziły do myśli, że wykorzystywanie tego typu technologii we współczesnych konfliktach zbrojnych powinno zostać zakazane. Na szczęście odkrycie Wilhelma Roentgena znacznie przyśpieszyło rozwój medycyny, kładąc podwaliny pod współczesną diagnostykę obrazową, w tym niezmiernie skuteczną tomografię komputerową.

Anita Karykowska
Public Relations, SPZZLO Warszawa-Żoliborz

• Leszczyński S., Urbanik A.: Radiologia polska w XIX i XX wieku. Wrocław – Kraków 2019, Wydawnictwo Indygo Zahir Media, Uniwersytet Jagielloński, Biblioteka Jagiellońska.
• Wikipedia – Wolna encyklopedia.
• Źródła ilustracji Fot. 1–3, 5, 6 – Wikimedia Commons, fot. 4, 7 – Leszczyński S., Urbanik A.: Radiologia polska w XIX i XX wieku, jw.