Rentgen: odkrycie, które pozwoliło zajrzeć do wnętrza ciała

Jeszcze u schyłku XIX wieku lekarze niewiele wiedzieli o tym, co dzieje się wewnątrz ludzkiego organizmu. Jeśli ktoś coś złamał albo miał w ciele odłamek metalu, lekarz mógł tylko się domyślać, gdzie dokładnie jest problem, a kości mógł zobaczyć ewentualnie dopiero po śmierci pacjenta. Wszystko zmieniło się w 1895 roku, kiedy Wilhelm Röntgen przypadkowo zauważył zjawisko, którego nie potrafił wyjaśnić, a które pozwoliło zobaczyć to, co niewidoczne.

50-letni fizyk prowadził badania nad promieniami katodowymi, czyli strumieniami cząstek powstających w próżniowych szklanych lampach, przez które przepuszczano prąd elektryczny. Były to doświadczenia dość popularne wśród fizyków końca XIX wieku, którzy poszukiwali odpowiedzi na pytanie, jakie są rodzaje promieniowania i ich właściwości. Röntgen był tego równie ciekawy jak inni, jednak jego doświadczenia zaprowadziły go w zupełnie nowe rejony nauki.

Zielonkawa poświata w ciemnym laboratorium

Aby dokładniej obserwować zjawiska zachodzące w lampie, owinął ją czarnym kartonem i zaciemnił pomieszczenie. W pewnym momencie zauważył coś dziwnego. Leżący w pewnej odległości od aparatury ekran pokryty substancją fluorescencyjną zaczął świecić zielonkawym światłem. Według jego ówczesnej wiedzy, ekran nie powinien reagować na promienie katodowe, bo ich zasięg był znacznie mniejszy. Mimo to poświata pojawiała się za każdym razem, gdy Röntgen włączał napięcie w lampie.

Zaintrygowany fizyk szybko zorientował się, że z lampy wydobywa się nieznane wcześniej promieniowanie, które przechodziło nie tylko przez kartonową osłonę, przez szkło lampy, ale także przez różne przedmioty ustawione na jego „trasie” drodze między aparaturą a ekranem. Röntgen zaczął  eksperymentować, próbując ustalić, które materiały potrafią zatrzymać to promieniowanie. Okazało się, że bez trudu przenika ono przez drewno, papier, a nawet przez grube książki. Skuteczną przeszkodą stał się dopiero metal, a zwłaszcza ołów. Ponieważ nie wiedział jeszcze, z jakim zjawiskiem ma do czynienia, nazwał nowe promieniowanie promieniami X od matematycznego symbolu oznaczającego niewiadomą.

Dłoń z obrączką

W kolejnych tygodniach Röntgen niemal nie opuszczał laboratorium. Chciał dokładnie zrozumieć właściwości odkrytego promieniowania i znaleźć sposób, by pokazać je innym naukowcom. Kluczem okazała się fotografia. Promienie X oddziaływały na płyty fotograficzne, pozostawiając na nich obraz przedmiotów, przez które przechodziły. Bardzo specyficzny obraz, bo pokazujący to, czego ludzie oko nie widziało.

Na pierwszym w historii zdjęciu rentgenowskim uwiecznił dłoń swojej żony, Anny Berty. Poprosił ją, by położyła ją na płycie fotograficznej, a następnie naświetlił ją promieniowaniem z lampy. Gdy kliszę wywołano, na obrazie wyraźnie widoczne były kości palców, a nawet obrączka. Dla współczesnych był to widok niemal niewiarygodny. Po raz pierwszy można było zobaczyć strukturę kości żywego człowieka bez rozcinania skóry i mięśni.

Jedna z pierwszych fotografii RTG wykonana przez Karola Röntgena /fot. Getty Images, Bettmann

Odkrycie natychmiast wzbudziło ogromne zainteresowanie lekarzy. Bardzo szybko promienie X zaczęto wykorzystywać do lokalizowania złamań kości, a także do odnajdywania kul i odłamków tkwiących w ciałach rannych. Odkrycie Röntgena okazało się tak doniosłe, że w 1901 roku otrzymał on pierwszą w historii Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Sam naukowiec nigdy nie opatentował swojej metody, uważając, że powinna ona służyć całej ludzkości.

Zacni naśladowcy Röntgena

Odkrycie promieni X zaprowadziło naukę do kolejnych, nieznanych obszarów. Jedną z najważniejszych osób, które rozwinęły i udoskonaliły prace Röntgena była Maria Skłodowska-Curie. Kilka lat po odkryciu promieni X rozpoczęła ona wraz z mężem Pierre’em badania nad zjawiskiem, które nazwała promieniotwórczością. Analizując minerały zawierające uran, odkryła dwa nowe pierwiastki – polon i rad. Jej prace pozwoliły zrozumieć, że niektóre substancje mogą same z siebie emitować bardzo silne promieniowanie. Badania te otworzyły drogę do nowych metod diagnostyki i leczenia, a zwłaszcza do rozwoju radioterapii stosowanej w terapii nowotworów. Podczas I wojny światowej Skłodowska-Curie zorganizowała pierwsze mobilne pracownie rentgenowskie, dzięki którym lekarze mogli wykonywać zdjęcia RTG rannych żołnierzy bezpośrednio na froncie.

Z biegiem lat technologia obrazowania rozwijała się coraz szybciej. W połowie XX wieku wprowadzono środki kontrastowe, które umożliwiły zobaczenie na zdjęciach rentgenowskich naczyń krwionośnych i narządów miękkich. Największym krokiem naprzód okazała się jednak tomografia komputerowa (CT), opracowana w latach 70. XX wieku. Dzięki połączeniu promieni rentgenowskich z analizą komputerową możliwe stało się tworzenie szczegółowych przekrojów, a nawet trójwymiarowych obrazów wnętrza ludzkiego ciała. Badanie rentgenowskie cały czas jest jednym z podstawowych narzędzi diagnostycznych w medycynie.