Promieniowanie X

Promieniowanie X – krótka historia o przenikliwym spojrzeniu medycyny

Promieniowanie X – wstęp

Rewolucja przemysłowa, czyli przełom XIX i XX wieku to czas wytężonych starań ówczesnych wynalazców nad opracowywaniem nowych technologii, które później okażą się przełomowe. Z jednej strony była to dla nich możliwość wzbogacenia się, a z drugiej strony szansa zapisania się na kartach historii. Na tle relatywnie młodej dziedziny fizyki – elektrodynamice – zostaje opatentowanych wiele wynalazków, pozwalających ułatwić codzienne życie, komunikację na odległość, rozrywkę, ale też umożliwiających lekarzom nowe spojrzenie na organizm człowieka – można by rzec, że bardzo przenikliwe spojrzenie.

Promienie X – historia odkrywcy

Warto tu wspomnieć, że historia odkrycia promieniowania X nie jest historią jednego odkrywcy, jak mogłoby się wydawać w pierwszej chwili po usłyszeniu przyjętej w Polsce nazwy tego promieniowania, czyli „promieniowanie rentgenowskie” od nazwiska Wilhelma Röntgena. Najprawdopodobniej pierwsze wygenerowanie promieniowania X przez człowieka miało miejsce już w 1785 roku, a stało się to za sprawą eksperymentów prowadzonych przez Williama Morgana z użyciem szklanej tuby, z której częściowo zostało usunięte powietrze. XIX wiek związany był z rosnącą popularnością eksperymentów prowadzonych nad podobnymi urządzeniami, za które brało się wielu znanych uczonych tego czasu – takich jak chociażby Humphry Davy, Michael Faraday i Heinrich Hertz. Skonstruowanie w 1865 roku przez Williama Crookesa jednej z pierwszych wersji Lampy Wyładowczej (Rurka Crookesa) sprawiło, że podejmowali oni również badania nad tym urządzeniem oraz powstającymi w nim i cieszącymi się coraz większym zainteresowaniem Promieniami Katodowymi.

Celowe wykorzystanie promieniowanie X

Mimo tego, że badania, w których udawało się wygenerować promieniowanie X trwały już od ponad 100 lat to odkrycie tych promieni przypisuje się Wilhelmowi Röntgenowi, ponieważ to on jako pierwszy dokonał ich celowej emisji i detekcji. Odnosił się do nowego rodzaju promieniowania jako „Promieniowanie X”, aby zaznaczyć, że jest to promieniowanie nieznanego rodzaju. Od 1888 roku był profesorem fizyki na uniwersytecie w Würzburgu, gdzie od listopada 1895 roku badał wspomniane wcześniej promienie katodowe powstające w rurce crookesa.

Zauważył, że owinięta czarnym kartonem w celu zatrzymania światła widzialnego rurka crookesa, gdy zostanie podłączona do źródła odpowiedniego napięcia zaczyna emitować niewidzialne promieniowanie, które penetruje karton i powoduje świecenie się ekranu fluorescencyjnego. Potem odkrył, że promieniowanie to przenika nawet książki i jego biurko na którym pracował. Skłoniło go to do prowadzenia dalszych systematycznych badań nad nowym promieniowaniem, które ostatecznie doprowadziły do opublikowania pierwszej pracy opisującej ten rodzaj promieniowania, zatytułowanej ” On a new kind of ray”, a niedługo po tym do wykonania pierwszego zdjęcia ludzkiej części ciała – ręki jego żony Anny Berthy Ludwig. Zapoczątkowało to falę badań nad medycznym zastosowaniem promieniowania X i istną sensację dookoła tego tematu w środowisku naukowym.

Pierwsze zastosowanie medyczne

Pierwsze medyczne użycie świeżo opanowanej sztuki zaglądania w głąb ludzkiego ciała miało miejsce w Birmingham w Anglii 11 stycznia 1896 roku czyli już dwa tygodnie po publikacji pracy Röntgena, a polegało ono na zobrazowaniu przez Johna Halla-Edwardsa igły wbitej w rękę jego współpracownika, który miesiąc później wykorzystał promieniowanie X po raz pierwszy w trakcie operacji chirurgicznej. Ostatecznie odkrycie Röntgena zostało nagrodzone Nagrodą Nobla z dziedziny Fizyki w 1901 roku.

I tak zaczęła się historia obrazowania, które do dzisiaj rozwinęło się do tego stopnia, że jesteśmy w stanie nie tylko robić pojedyncze zdjęcia prześwietlające ludzki organizm, ale i prowadzić obserwację „na żywo” w trakcie takich zabiegów jak na przykład koronarografia podczas której lekarz wprowadza cewniki do drobnych naczyń wieńcowych serca – a to niewątpliwie wymaga wysokiej jakości dostarczanego obrazu. Z czasem zaczęliśmy wykorzystywać promieniowanie X zarówno do celów medycznych, jak i w krystalografii, wykrywaniu mikropęknięć, na lotniskach przy prześwietlaniu bagażu, a nawet do prowadzenia obserwacji odległych i skrytych za pyłem międzygwiazdowym obiektów kosmicznych.

Jeśli zainteresował Was temat promieniowania X, to serdecznie zapraszam do kolejnej części artykułu, w której skupimy się na rozpracowaniu od podstaw zasady działania zjawisk fizycznych stojących za dziedziną medycyny jaką jest radiografia rentgenowska.

Autor: Kacper Gołębiewski, ELEMENTUM