Rentgen: jak nahlédnout do hloubi těla

Josef Myslín  |  Historie

Wilhelm Röntgen objevil vlastnosti „svých“ paprsků už v roce 1895. Z rentgenu se za více než sto let stal nenahraditelný diagnostický nástroj.

Moderní medicína by bez moderní techniky nedokázala existovat. Mnohé z toho, co dnes považuje za rutinní, bylo dříve nemožné ne vinou menších medicínských či biologických znalostí, ale kvůli chybějící technice.

Například po dlouhá staletí nebylo možné zjistit, co se vlastně v těle pacienta děje. Lékař byl při diagnóze odkázán jen na vnější projevy choroby. Jedinou možností, jak se reálně podívat na pacientovy útroby, byla takzvaná diagnostická operace. Jinými slovy – pacient se operoval pouze proto, aby se lékař podíval na jeho orgány a aby posoudil, co vlastně pacientovi je.

Operace ale představuje vyšší riziko pro pacienta, a pokud je ve špatném stavu, může to být také poslední úkon, který lékař provede. Operace navíc může posoudit jen stav určitého místa v těle – nelze dost dobře pacienta rozřezat a prohlédnout si vše potřebné. Za třetí nelze pacienta řezat opakovaně pro posouzení dynamiky onemocnění. A nakonec – jsou orgány, které je možné takto zkoumat jen omezeně, pokud vůbec.

Nelze se tedy divit, že se běžně umíralo na choroby, které dnes považujeme za banální. Například taková obyčejná zlomenina je dnes považována za něco, s čímž nebývají problémy. Končetina se zrentgenuje, lékař posoudí poškození, na několik týdnů ji zafixuje a je to. Před vynálezem rentgenu přitom nebylo neobvyklé, že zlomenina zanechávala trvalé následky ve formě různých deformit.

Vynález rentgenu lze označit jako počátek revoluce v lékařských zobrazovacích metodách.

Pracovna Wilhelma Conrada Röntgena
Pracovna Wilhelma Conrada Röntgena

Rentgenové záření

K objevu záření, které se v rentgenu využívá, došlo v roce 1895. Vědec, který tento objev učinil a po právu za něj byl v roce 1901 oceněn Nobelovou cenou za fyziku, se jmenoval Wilhelm Conrad Röntgen. Ačkoli již dříve s rentgenovým zářením pracovali i jiní významní vědci, W. C. Röntgen byl první, kdo svá pozorování přetvořil do práce identifikující dosud neznámý druh záření. On sám toto záření označoval jako paprsky X (X-Rays).

Zajímavostí je, že Röntgen byl poměrně skromný člověk, odmítající různé pocty. Odmítl dokonce i povýšení do šlechtického stavu. Své velké objevy si ani nenechal patentovat, a tak se nelze divit, že svůj život dožil v chudobě. Zemřel na rakovinu v roce 1923.

Wilhelm Conrad Röntgen
Wilhelm Conrad Röntgen

Rentgenové záření je jedna část elektromagnetického záření. Jeho fyzikální podstata je totožná s podstatou viditelného světla. Liší se však svou vlnovou délkou, která je u rentgenového záření 10 nanometrů až 1 pikometr.

K objevu toho, že by toto záření mohlo sloužit v medicíně, došlo vlastně náhodou. Röntgen zkoumal průchod záření různými materiály a zachycoval jej na citlivou desku. Když jednou v roce 1895 do dráhy paprsků omylem postavil svou ruku, objevil se na vyvolané desce obraz jeho kosti.

Prosvícená ruka Röntgenovy ženy z ledna roku 1896
Prosvícená ruka Röntgenovy ženy z ledna roku 1896

Rentgen v medicíně

Princip rentgenu jako přístroje je poměrně jednoduchý. Využívá toho, že různé látky pohlcují rentgenové záření různou měrou. Po průchodu paprsků lidským tělem tedy stačí postavit těmto paprskům do cesty desku citlivou na ozáření. Ve skutečnosti je to podobný film jako u klasického fotografování. Je jen uzavřen v neprůhledném obalu, protože chceme, aby reagoval pouze na rentgenové paprsky, nikoli na světlo.

Poté ozáříme vyšetřovanou část těla zdrojem rentgenového záření. Když prochází tělem, je vždy částečně utlumeno. Ale kost utlumí průchod záření mnohem více než sval nebo jiná měkká tkáň. A také mezi měkkými tkáněmi jsou rozdíly – záření velmi snadno prochází například plícemi. Rentgen se používá často právě pro jejich vyšetření, poněvadž dochází k velkému kontrastu a snadnému rozlišení plicní tkáně a nežádoucích artefaktů, jako jsou nádory.

Různý útlum tedy zajistí, že na výsledném snímku budou různými odstíny šedi vyznačeny různé tkáně. Kosti jsou bílé, svaly šedé, plíce pak bývají velmi tmavé.

Rentgenový snímek plic. Zdroj CC BY 3.0 Tomáš Vendiš, Radiologie Plzeň
Rentgenový snímek plic. Zdroj CC BY 3.0 Tomáš Vendiš, Radiologie Plzeň

Rentgen není všemocný

Rentgen představoval pro medicínu obrovský pokrok. Přesto se zavádění neobešlo bez osobních tragédií. Rentgenové záření totiž není žádná legrace. Je agresivní a je třeba se před ním chránit. To ale víme dnes, průkopníci rentgenové techniky o těchto vlastnostech nevěděli, případně riskovali v zájmu vědy a své vlastní slávy.

Již na počátku 90. let 19. století varoval před rentgenovým zářením ¬– ačkoli ještě nebylo takto pojmenováno – na základě svých pokusů jiný významný vědec Nikola Tesla. S novým zářením experimentoval také Thomas Alva Edison, ale své vědecké snahy zanechal v roce 1903. Jeden z jeho spolupracovníků postupně přišel o obě ruce a nakonec zemřel na následek ozáření. Edison sám prohlásil, že se rozpadal zaživa. Do konce svého života v roce 1931 nechtěl mít s rentgenovým zářením nic společného.

Rentgenové záření dokáže projít například také elektronikou. Zdroj CC BY-SA 3.0: SecretDisc
Rentgenové záření dokáže projít například také elektronikou. Zdroj CC BY-SA 3.0: SecretDisc

Dnes rentgen pochopitelně žádné takové nebezpečí nepředstavuje. V průběhu více než sta let došlo ke zdokonalení zářičů i fotografických desek (dnes se často provádí digitální snímkování), což o několik řádů snížilo potřebnou míru záření. Dříve například bylo těhotenství jasnou kontraindikací rentgenu. Dnes je vyšetřování těhotných žen rentgenem v případech, kdy je rentgen skutečně potřeba, běžné.

Pro určitou představu můžeme říct, že běžné rentgenové vyšetření zatíží náš organismus zářením přibližně stejně jako několikadenní záření běžného pozadí (záření se běžně vyskytuje v přírodě). Přesto se i dnes snažíme rentgenem zbytečně neplýtvat.

Existuje nemálo situací, se kterými si rentgen nedokáže poradit. Například u snímku břišní dutiny s ním bez použití kontrastních látek nedokážeme příliš odlišit jednotlivé orgány. Neumíme rozlišit, která tkáň jakou měrou přispěla k celkovému útlumu paprsku. To možné využití rentgenu omezuje.

Jsou dokonce i místa v lidském těle, kam se rentgenem vůbec nedostaneme. Takovým místem je lidský mozek. Ze všech stran jen obklopen lebkou, tedy kostí, která výrazně utlumuje průchod paprsků. Neurochirurgové, kteří mozek operovali, museli ještě v šedesátých letech spoléhat na nepřímé metody lokalizace ložisek epilepsie či nádoru. Zkušení lékaři pamatující tuto dobu často bez okolků přiznávají, že často operovali, aniž by měli představu o tom, co je vlastně v samotném mozku čeká. Bylo nutné dále vědecky bádat a nalézt takovou metodu, která tyto nedostatky překoná.

Podívejte se na video, které ukazuje využití rentgenového záření ve vědě nebo astronomii:

Levné vyšetření

Ačkoli rentgen není dokonalou vyšetřovací metodou a v některých situacích je bezmocný, stále je nenahraditelný. Oproti jiným metodám je totiž velmi levný a dostupný. Rentgenový přístroj často nalezneme i v menších zdravotnických zařízeních a dokonce i v některých dobře vybavených samostatných ordinacích. Rentgenové vyšetření je díky své nízké ceně a snadné dostupnosti často základním vyšetřením, které rozhoduje o dalším postupu lékařů.

Další informace na Wikipedii:

Nejčtenější