Objav, ktorý zmenil svet. Pred 131 rokmi Willhelm Röntgen prvýkrát odhalil vnútro ľudského tela

Záhadné svetlo v tmavom laboratóriu

Wilhelm Conrad Röntgen pôsobil v roku 1895 ako profesor fyziky na univerzite v nemeckom Würzburgu. Venoval sa výskumu elektrických výbojov v plynoch pri nízkom tlaku a experimentoval so sklenenými vákuovými trubicami, v ktorých vznikalo takzvané katódové žiarenie.

V piatok 8. novembra 1895 si počas jedného z pokusov všimol nezvyčajný jav. Hoci sklenenú trubicu zakryl hrubým čiernym kartónom, ktorý neprepúšťal viditeľné svetlo, neďaleká obrazovka pokrytá fluorescenčnou látkou začala svetielkovať.

Röntgen čoskoro zistil, že svetielkovanie spôsobuje dovtedy neznáme žiarenie. Dokázalo prechádzať cez materiály, ktoré boli pre obyčajné svetlo nepriehľadné, a vyvolávať reakciu na fluorescenčnej obrazovke aj vo vzdialenosti približne dvoch metrov od trubice.

Wilhelm Conrad Röntgen

Vedec začal skúmať jeho vlastnosti. Medzi zdroj žiarenia a fotografickú platňu vkladal rozličné predmety a sledoval, ako sa mení ich obraz. Zistil, že niektoré materiály žiarenie prepúšťajú ľahšie než iné. Kým cez papier, drevo či mäkké tkanivá prenikalo pomerne dobre, hustejšie materiály, napríklad kosti a kovy, ho pohlcovali výraznejšie. Práve táto vlastnosť neskôr umožnila zobrazovať vnútorné štruktúry ľudského tela bez chirurgického zákroku.

Keďže Röntgen spočiatku nepoznal fyzikálnu podstatu nového javu, žiarenie pomenoval písmenom X, ktoré v matematike označuje neznámu veličinu. Názov X-rays sa dodnes používa najmä v anglicky hovoriacich krajinách. V mnohých európskych jazykoch sa však ujalo pomenovanie po samotnom objaviteľovi. Okolnosti objavu podrobne opisuje Nemecký patentový a známkový úrad.

Prvá slávna snímka zachytila ruku jeho manželky

Röntgen si uvedomoval, že narazil na nezvyčajný fyzikálny jav. V nasledujúcich týždňoch pokračoval v experimentoch a snažil sa overiť, akými materiálmi nové žiarenie preniká a ako ho možno zachytiť na fotografických platniach.

Jeden z jeho najznámejších pokusov sa uskutočnil 22. decembra 1895. Pred objektív nepostavil žiadny predmet z laboratória, ale požiadal svoju manželku Annu Berthu, aby položila ruku na fotografickú platňu.

Výsledok bol na svoju dobu mimoriadny. Na snímke bolo vidieť obrysy kostí jej ľavej ruky a prsteň, ktorý mala na prste. Mäkké tkanivá boli na obraze oveľa menej výrazné.

Fotografia patrí medzi najznámejšie snímky v dejinách medicíny a stala sa dôkazom, že nové žiarenie dokáže zobraziť štruktúry, ktoré boli dovtedy pred ľudským zrakom skryté.

Historický záber dodnes uchováva Nemecké múzeum v Mníchove.

Odtlačok prvého röntgenového snímku Wilhelma Röntgena z 22. decembra 1895. Na snímke sa nachádza ruka jeho manželky.

Science Museum Group

Röntgen výsledky výskumu predstavil vedeckej komunite koncom decembra 1895. Jeho práca s názvom Über eine neue Art von Strahlen, v preklade O novom druhu žiarenia, bola predložená Fyzikálno-lekárskej spoločnosti vo Würzburgu 28. decembra.

Správy o novom objave sa začiatkom januára 1896 začali šíriť aj prostredníctvom novín. Vedecký svet reagoval s veľkým záujmom a ďalší výskumníci sa pokúšali Röntgenove experimenty zopakovať.

Lekári začali objav využívať už o niekoľko týždňov

Potenciál nového žiarenia si lekári uvedomili pomerne rýchlo. Dovtedy mohli zlomeniny kostí posudzovať predovšetkým podľa vonkajších príznakov a fyzikálneho vyšetrenia. Ak bolo potrebné zistiť presnú polohu predmetu uviaznutého v tele, možnosti diagnostiky boli obmedzené.

Röntgenové snímky umožnili lekárom pozrieť sa pod povrch kože bez toho, aby museli pacienta operovať. Už počas roku 1896 sa žiarenie začalo využívať pri vyšetreniach zlomenín, zisťovaní polohy cudzích predmetov v tele a ďalších zdravotných problémoch.

Rozšírenie novej technológie bolo na konci 19. storočia mimoriadne rýchle. Podľa Americkej fyzikálnej spoločnosti sa röntgenové žiarenie dostalo do medicínskej diagnostiky a liečby už počas prvého roka po oznámení objavu.

V januári 1896 Röntgen svoju prácu verejne predstavil aj na odbornej prednáške vo Würzburgu. Počas nej vytvoril röntgenovú snímku ruky anatóma Alberta von Köllikera. Ten následne navrhol, aby nové žiarenie dostalo meno podľa svojho objaviteľa.

Zhotovenie röntgenového snímku pomocou prístroja s Crookesovou trubicou, ktorá je zachytená v strede. Stojaci muž si prezerá ruku cez fluoroskopickú obrazovku. Sediaci muž robí röntgenovú snímku ruky tak, že ju položí na fotografickú platňu. V tom čase však neboli prijaté žiadne opatrenia proti nebezpečnému žiareniu.

WikiMedia Commons

Postupne sa začali objavovať prvé prístroje určené priamo na lekárske vyšetrenia. Röntgenové žiarenie preniklo aj do vojenskej medicíny, kde pomáhalo lokalizovať projektily a zisťovať rozsah poranení.

Nová metóda však so sebou prinášala aj nebezpečenstvo, o ktorom jej prví používatelia vedeli len veľmi málo. Pri prvých pokusoch sa často používali dlhé expozičné časy a výskumníci nemali dostatočnú ochranu pred žiarením.

Až postupne sa ukázalo, že opakované alebo nadmerné vystavenie röntgenovému žiareniu môže poškodzovať tkanivá. Niektorí priekopníci rádiológie dovtedy utrpeli vážne zdravotné následky.

Za objav získal vôbec prvú Nobelovu cenu za fyziku

Wilhelm Conrad Röntgen sa narodil 27. marca 1845 v nemeckom meste Lennep, ktoré je dnes súčasťou Remscheidu. Časť mladosti strávil v Holandsku a vysokoškolské vzdelanie získal vo Švajčiarsku.

Študoval na polytechnike v Zürichu a doktorát získal v roku 1869 na tamojšej univerzite. Neskôr pôsobil na viacerých nemeckých univerzitách, až sa v roku 1888 stal profesorom fyziky vo Würzburgu. Práve tam o sedem rokov neskôr uskutočnil svoj najznámejší objav.

V roku 1901 sa stal prvým laureátom Nobelovej ceny za fyziku. Ocenenie získal za objav pozoruhodného žiarenia, ktoré bolo neskôr pomenované po ňom.

Zaujímavosťou je, že Röntgen sa rozhodol svoj objav nepatentovať. Bol presvedčený, že vedecké poznatky tohto významu by mali byť prístupné celej spoločnosti, nie využívané výlučne na súkromný zisk.

Finančnú odmenu spojenú s Nobelovou cenou, vo výške 50-tisíc švédskych korún, venoval univerzite vo Würzburgu na podporu vedeckého výskumu. Neskôr pôsobil na Mníchovskej univerzite, kde zostal až do odchodu do dôchodku. Zomrel 10. februára 1923 vo veku 77 rokov.

Nobelova cena, ktorú získal Wilhelm Röntgen

The Nobel Prize

Neoddeliteľná súčasť modernej medicíny

Od prvých experimentov vo Würzburgu prešla röntgenová technológia zásadným vývojom. Kým na konci 19. storočia bolo potrebné vytvárať snímky na fotografických platniach a pracovať s pomerne dlhými expozičnými časmi, súčasné digitálne zariadenia dokážu vytvárať diagnostické obrazy v zlomku sekundy.

Röntgenové vyšetrenie dnes patrí medzi základné diagnostické postupy v nemocniciach, ambulanciách aj na urgentných príjmoch. Lekári ho využívajú predovšetkým pri podozrení na zlomeniny kostí, úrazy kĺbov, ochorenia pľúc či pri kontrole niektorých zdravotníckych pomôcok zavedených do tela.

Dôležité postavenie má aj v zubnom lekárstve. Röntgenové snímky umožňujú odhaliť zubný kaz, posúdiť stav koreňov zubov alebo naplánovať stomatologický zákrok.

Na rovnakom fyzikálnom princípe je založená aj počítačová tomografia, známa pod skratkou CT. Pri tomto vyšetrení sa röntgenové žiarenie využíva na získanie množstva obrazov z rôznych uhlov, z ktorých počítač vytvorí podrobné prierezové snímky vnútorných orgánov a ďalších štruktúr.

CT má zásadný význam napríklad pri diagnostike závažných úrazov, vnútorného krvácania, nádorových ochorení či pri vyšetrení pacientov s podozrením na cievnu mozgovú príhodu.

Prečítajte si tiež

Umelá inteligencia pomáha lekárom: Automaticky zvýrazňuje diagnózy na röntgene

Mamografia aj ďalšie vyšetrenia na zistenie vážnych ochorení

Osobitnou formou röntgenového vyšetrenia je mamografia, ktorá sa používa pri diagnostike a skríningu rakoviny prsníka.

Ďalšou metódou je skiaskopia, pri ktorej lekári sledujú röntgenový obraz v reálnom čase. Využíva sa napríklad pri niektorých vyšetreniach tráviaceho systému či pri zákrokoch na cievach, keď je potrebné presne sledovať pohyb zdravotníckych nástrojov v tele.

Röntgenové žiarenie sa používa aj v onkológii. Vysokoenergetické röntgenové lúče môžu slúžiť na ožarovanie nádorov s cieľom ničiť rakovinové bunky alebo obmedzovať ich rast.

Moderné prístroje zároveň umožňujú presnejšie nastavovanie dávky žiarenia a lepšiu kontrolu vyšetrení. Napriek technologickému pokroku však röntgenové žiarenie zostáva ionizujúcim žiarením, ktoré pri vystavení organizmu predstavuje určité riziko.

Lekári preto musia pri každom vyšetrení zvažovať jeho prínos a prípadné riziká. Zásadou je, že sa využívajú také postupy, ktoré zabezpečia potrebnú diagnostickú kvalitu pri čo najnižšej primeranej dávke. Osobitná pozornosť sa venuje najmä deťom a tehotným ženám.

Vývoj pokračuje aj v oblasti spracovania získaných obrazov. Digitálna rádiológia umožňuje snímky uchovávať, porovnávať a zdieľať medzi zdravotníckymi zariadeniami. Pri ich analýze sa v niektorých oblastiach využívajú aj nástroje umelej inteligencie, ktoré môžu lekárom pomáhať upozorňovať na podozrivé nálezy.

Význam röntgenového objavu si svet každoročne pripomína 8. novembra prostredníctvom Medzinárodného dňa rádiológie. Ten bol prvýkrát vyhlásený v roku 2012 a jeho cieľom je upozorňovať na úlohu zobrazovacích metód pri diagnostike a liečbe pacientov.

V roku 2026 sa uskutočňuje už jeho 15. ročník. Podujatie podporujú významné odborné organizácie vrátane Európskej rádiologickej spoločnosti a Rádiologickej spoločnosti Severnej Ameriky.

Aj po 131 rokoch tak zostáva Röntgenov objav jedným zo základov modernej medicíny. Žiarenie, ktoré vedec v novembri 1895 spozoroval pri pokusoch v zatemnenom laboratóriu, dnes umožňuje lekárom diagnostikovať množstvo ochorení a poranení bez potreby chirurgického zásahu.