Изобретение рентгеновского излучения

Доказательство ущерба, причиняемого металлическими корсетами

В одном из самых ранних известных видов медицинской визуализации французский врач Людовик О’Фолловэл, чтобы привлечь внимание к одной проблеме, сделал снимки торсов нескольких женщин вначале с металлическими корсетами, а затем без них. Снимки чётко показывают, как жёсткие металлические корсеты сдавливают грудную клетку, и находящиеся там внутренние органы

О’Фолловэл вовсе не был сторонником полного запрета корсетов. Он лишь хотел, чтобы их делали более гибкими. Именно это в дальнейшем и произошло. Снимки О’Фолловэла, подкреплённые мнениями других авторитетных врачей того времени, привели к тому, что промышленность начала выпускать более свободные корсеты.

Однако позже эксперты задались другим вопросом: имел ли право О’Фолловэл использовать рентген для того, чтобы доказать свою точку зрения? В те времена для того, чтобы сделать снимок, фиксируемый предмет подвергался действию лучей очень долго. Например, чтобы сделать в 1896-м году снимок предплечья, требовалось 45 минут. Чтобы сделать первый стоматологический рентгеновский снимок, потребовалось 25 минут. Женщины в корсетах подвергались действию лучей вдвое дольше, причём облучались наиболее чувствительные к радиации части тела: грудь и живот (а значит, и репродуктивные органы).

Опасность радиации в то время уже была хорошо известна. Уже в первый год испытаний лучей врачи регистрировали выпадение волос, покраснение и шелушение кожи. Кларенс Далли, работая с лучами для Томаса Эдисона, неоднократно подвергал свои руки воздействию радиации, и длилось это как минимум два года. Впоследствии обе руки были ампутированы, а сам Далли умер от рака в 1904-м году. Большинство пионеров в исследовании радиации (Мария и Ирэн Кюри, Джон Холл-Эдвардс, Вильгельм Рентген) умерли от заболеваний, вызванных радиацией.

Однако мир не спешил признавать огромную опасность избыточной радиации. Женщины облучали себе яичники для лечения депрессии. Излучение использовалось как средство от стригущего лишая, от прыщей, от импотенции, от артрита, от язвы и даже от рака. В косметических салонах клиентов облучали для того, чтобы на лице не росли волосы. Облучали зубную пасту, шоколад, воду. В 1920–1950-х годах во многих обувных магазинах стояли рентгеновские аппараты, делающие снимки ног клиентов в обуви, чтобы показать, насколько хорошо она сидит на ногах. В наши дни рентгеновские лучи почти никогда не используются для не-медицинских целей, однако и сегодня повышенная радиация представляет опасность. Одно исследование показало, что 18500 случаев рака во всём мире спровоцировано именно медицинским рентгеном.

Применение рентгеновских лучей в медицине

Если на заре использования рентгеновских лучей врачи в основном занимались определением переломов, то из года в год исследуемые заболевания становились все разнообразнее. Сегодня облучение рентгеном помогает не только обнаружить любую проблему, связанную с проблемами внутренних органов (этим занимается рентгенодиагностика), но и позволяет лечить серьезнейшие недуги, в частности – некоторые злокачественные новообразования (тут на помощь приходит рентгенотерапия).

В первом случае используются новейшие инновационные технологии типа обычной или осевой компьютерной томографии с получением цветных изображений внутренних органов человека в нужных проекциях.

При помощи рентгеновской съемки решаются и такие важные стоматологические проблемы, как обнаружение кариесов и воспалительных процессов в основаниях зубов. При проведении рентгенотерапии облучение лучами служит достижению следующих целей:

• уничтожению раковых клеток и предотвращению их развития;
• уменьшению параметров злокачественных новообразований, в частности – их размеров;
• снятию болевых синдромов.

Кроме того, рентгеновские лучи широко применяются при мониторинге метаболических процессов в организме, а также весьма продуктивно используются в комбинации с физиотерапевтическими процедурами

Правда, здесь необходимо соблюдать одно важное правило: не использовать эти две манипуляции в один и тот же день, в противном случае облучающая нагрузка на систему кроветворения может стать непомерно высокой. Единственной безопасной процедурой в день, когда проводится рентген – исследование, является ингаляция

На сегодняшний день рентгеновские лучи применяются во многих отраслях науки и техники.

Для чего делают рентген

Х-лучи в современной медицине применяются для профилактических осмотров и направленной диагностики. Без такого обследования не обойтись при:

• переломах костей;
• повреждении внутренних органов в результате внешнего травмирования;
• диагностике рака молочной железы и ряда других онкологических заболеваний;
• исследовании легких и других органов грудной клетки;
• лечении и протезировании зубов;
• глубоком изучении структур головного мозга;
• сканировании участков сосудов с подозрением на аневризму и так далее.

Методику проведения рентгенологического исследования выбирает врач в зависимости от наличия к ней показаний и противопоказаний у пациента. По сравнению с некоторыми современными методиками получения объемных изображений традиционный рентген является наиболее безопасным. Но и он не показан определенным категориям пациентов.

Противопоказания

Несмотря на безопасность диагностики, пациенты испытывают на себе действие ионизирующего излучения, которое отрицательно сказывается на костном мозге, эритроцитах, эпителии, репродуктивных органах и сетчатке глаза. Абсолютными противопоказаниями для проведения рентгена являются:

• беременность;
• возраст ребенка до 14 лет;
• тяжелое состояние больного;
• активная форма туберкулеза;
• пневмоторакс или кровотечение;
• болезни щитовидной железы.

Обручальное кольцо Берты Рентген

В ноябре 1895-го года профессор физики Вильгельм Конрад Рентген из Вюрцбурга, Бавария, изучал «электрические лучи», когда обнаружил, что они могут проникать сквозь объекты и проецировать изображения этих объектов на флуоресцентный экран. Когда он поместил на пути лучей свою руку, то заметил, что изображение показало контраст между костью и полупрозрачной плотью. Рентген мгновенно понял последствия своего открытия: теперь врачи могли исследовать организм человека без вскрытия. Он заменил флуоресцентный экран на фотографическую пластину и 8 ноября 1895-го года сделал первый рентгеновский снимок. На снимке была левая рука его жены, Берты и её обручальное кольцо.

Вильгельм Конрад Рентген

Сначала мир сомневался насчёт открытия Рентгена. В «The New York Times» открытие отвергли, посчитав его простой фототехникой, известной уже давно. Но буквально через неделю в «The Times» начали появляться отчёты о том, насколько рентгеновские лучи оказались полезны для хирургов. Один из таких отчётов принадлежал британскому врачу по имени Джон Холл-Эдвардс, который был первым, кто использовал рентгеновские лучи для того, чтобы обнаружить иглу, попавшую в руку пациента. В 1901-м году Рентген получил Нобелевскую премию по физике, и в настоящее время его выводы считаются «одним из величайших открытий в истории науки».

Личная жизнь

Еще во время пребывания в Цюрихском университете Вильгельм Рентген (1845-1923) встретил свою будущую супругу — Анну Берту Людвиг. Она была дочерью владелицы пансиона при институте, так что сталкиваться в свое время им приходилось довольно часто. В 1872 году они поженились. Супруги очень нежно относились друг к другу и хотели детей. Однако Анне никак не удавалось забеременеть, и тогда они удочерили осиротевшую шестилетнюю девочку, племянницу фрау Берты.

Безусловно, понимая всю важность работы мужа, жена на финальных этапах исследований старалась следить, чтобы он вовремя ел и отдыхал, в то время как ученый всецело отдавался работе, забывая о собственных нуждах. Эти долготерпение и работа были вознаграждены сполна — именно супруга послужила своеобразной моделью для демонстрации открытия: изображение ее руки с кольцом облетело весь мир

В 1919 году, когда любимой жены не стало, а приемная дочь вышла замуж, Вильгельму было уже 74 года

Несмотря на всемирную славу, он чувствовал себя страшно одиноким, внимание посторонних его даже тяготило. Кроме того, он сильно нуждался, передав все средства правительству во время Первой мировой войны

После смерти супруги он и сам прожил довольно мало, скончавшись в начале 1923 года от рака — результата постоянного взаимодействия с лучами, открытыми им же.

Самый первый катетер

Вернер Форсман

Работая хирургом в клинике Виктории, Вернер Форсман выдвинул теорию о том, что гибкая трубка (катетер) может быть введена в пах или в руку пациента и по венам может быть доставлена непосредственно в сердечную пазуху.

Большинство экспертов в тот момент посчитало, что катетер не дойдёт до сердца таким способом, поэтому начальство в клинике Виктории отказалось давать разрешение на этот эксперимент врача. Но Форсмана это не испугало, и он вставил иглу себе в левую руку, а затем продвинул катетер по главной вене через бицепс, минуя плечо, непосредственно в сердце. Для этого потребовалось всего 60 см трубки. После этого Форсман спустился в рентгеновское отделение и сделал снимок, чтобы доказать, что катетер на самом деле дошёл до сердца. Позднее он выполнял эту процедуру на себе ещё несколько раз. К сожалению, коллеги Форсмана высмеяли его, посчитав процедуру обычным фокусом.

Обескураженный, Форсман продолжил работу, переквалифицировавшись из хирурга в уролога

Он не знал, что важность его вклада в медицину будет признана не сразу, так что был очень озадачен, когда в октябре 1956-го года у него дома зазвонил телефон, и ему сообщили, что он стал лауреатом Нобелевской премии в области медицины и физиологии. Докотор просто спросил: «За что»?

Открытие рентгеновского излучения

Рентген
Вильгельм Конрад родился 17 марта 1845 г.
в пограничной с Голландией области
Германии, в г. Ленепе. Он получил
техническое образование в Цюрихе в той
самой Высшей технической школе
(политехникуме), в которой позже учился
Эйнштейн. Увлечение физикой заставило
его после окончания школы в 1866 г.
продолжить физическое образование.

Защитив
в 1868 г. диссертацию на степень доктора
философии, он работает ассистентом на
кафедре физики сначала в Цюрихе, потом
в Гисене, а затем в Страсбурге (1874-79) у
Кундта. Здесь Рентген прошел хорошую
экспериментальную школу и стал
первоклассным экспериментатором. Он
производил точные измерения отношения
Ср/Су для газов, вязкости и диэлектрической
проницаемости ряда жидкостей, исследовал
упругие свойства кристаллов, их
пьезоэлектрические и пироэлектрические
свойства, измерял магнитное поле
движущихся зарядов (ток Рентгена). Часть
важных исследований Рентген выполнил
со своим учеником, одним из основателей
советской физики А. Ф. Иоффе.

Его
научные исследования относились к
электромагнетизму, физике кристаллов,
оптике, молекулярной физике.

В
1895 Вильгельм Конрад открыл излучение
с длиной волны, более короткой, нежели
длина волны ультрафиолетовых лучей
(X-лучи), названное в дальнейшем
рентгеновскими лучами, и исследовал их
свойства: способность отражаться,
поглощаться, ионизировать воздух и т.
д. Предложил правильную конструкцию
трубки для получения Х-лучей наклонный
платиновый антикатод и вогнутый катод:
первый сделал фотоснимки при помощи
рентгеновских лучей. Открыл в 1885 магнитное
поле диэлектрика, движущегося в
электрическом поле (так называемый
“рентгенов ток”)

Его опыт наглядно
показал, что магнитное поле создается
подвижными зарядами, и имел важное
значение для создания X. Лоренцем
электронной теории

Значительное число
работ Рентгена посвящено исследованию
свойств жидкостей, газов, кристаллов,
электромагнитных явлений. Он открыл
взаимосвязь электрических и оптических
явлений в кристаллах. За открытие лучей,
носящих его имя, Рентгену в 1901 первому
среди физиков была присуждена Нобелевская
премия.

С
1900 г. и до последних дней жизни (умер он
10 февраля 1923 г.) он работал в Мюнхенском
университете.

Гиперфонография

Одним из недостатков рентгеновской технологии является то, что она позволяет увидеть только образы плотных анатомических структур, таких, как кости или инородные тела (например, пули). Другим недостатком является то, что излучение опасно, и оно вполне может убить ребёнка в утробе матери. Так что медицинскому миру был необходим безопасный способ отображения менее плотных структур тела. Решение пришло после крушения «Титаника» в 1912-м году.

Реджинальд Фессенден

Чтобы лучше обнаруживать айсберги, Реджинальд Фессенден запатентовал устройство, испускающее направленные звуковые волны и фиксирующее их эхо, отражённое от различных удалённых объектов. Его сонар был способен обнаруживать айсберги на расстоянии в двух километров.

В то же самое время разразилась Первая мировая война, и немецкие подводные лодки начали угрожать транспортным судам союзников. Физик Поль Ланжевен разработал гидрофон, который также использовал звуковые волны для обнаружения немецких субмарин. 23 апреля 1916-го года была потоплена немецкая лодка US-3. Это была первая лодка, обнаруженная с помощью гидрофона. После войны технология гидрофона использовалась для обнаружения дефектов в металлах.

Карл Дуссик

В конце 1930-х годов немецкий невропатолог и психиатр Карл Дуссик считал, что с помощью звука можно заглянуть в мозг и посмотреть на другие части тела, которые не видны в рентгеновских лучах. Дуссик первым начал использовать звук в целях диагностики. Большую часть своей работы он проделал в Австрии. Позднее он расширил и дополнил свои исследования, и тогда мир впервые услышал слово «гиперфонография».

А через десять лет врач-акушер из Шотландии по имени Ян Дональд позаимствовал промышленный ультразвуковой аппарат и использовал его для изучения различных опухолей. Вскоре Дональд начал успешно использовать эту машину для обнаружения злокачественных опухолей и для контроля состояния плода в утробе матери.