Ręka pani Röntgen

Anna Bertha Röntgen spanikowała. „Właśnie zobaczyłam własną śmierć!” – krzyknęła, obróciła się na pięcie i uciekła z pracowni męża. Później omijała laboratorium szerokim łukiem, a Wilhelm Röntgen więcej nie prosił jej o pomoc przy swoich eksperymentach.

Zdjęcie opisywane jako „Hand mit Ringen” (dłoń z pierścionkami) – przedstawiające dłoń pani Röntgen – to jedna z pierwszych fotografii rentgenowskich. Naukowiec wykonał je jesienią 1895 r. Kultowa fotografia została odnaleziona w Teylers Museum – najstarszym muzeum sztuki i nauki w Holandii w Haarlem.

Archiwum sprzed lat

Odnalazła się przez przypadek: sepiowe, poblakłe zdjęcie kościstych palców pani Röntgen wyleciało z katalogu aparatów rentgenowskich podczas porządków w haarlemskim muzeum. Pracownicy przekopywali się przez spuściznę po fizyku Hendriku Lorentzu. Naukowiec zmarł w 1928 r. – niemal 7 tys. dokumentów, listów i materiałów naukowych przeleżało w archiwum muzeum przez prawie sto lat.

Lorentz był poważany w naukowym świecie. Laureat Nobla z fizyki (w 1902 r.), inspirował pokolenie uczonych. Także Einstein podziwiał Lorentza i odwiedził go w Haarlemie. Tu bowiem, w Teylers Museum, Lorentz miał do dyspozycji własne laboratorium. Aż do lat 50. XX w. muzeum pełniło też funkcję instytutu naukowego, a ówcześni dyrektorzy dołożyli starań, by przekonać Lorentza do przeprowadzki z Lejdy, gdzie prowadził katedrę fizyki teoretycznej. Zaoferowali mu pozycję dyrektora Instytutu Teylera i zaciszne miejsce, gdzie mógł spokojnie pracować. Wiedzieli, że Lorentz marzył o własnym laboratorium.

Fizyk nie zerwał więzi z dawną uczelnią. Wciąż prowadził tam wykłady, a do Teylers dojeżdżał. W 1912 r. postanowił jednak osiąść w Haarlemie, w kamienicy na Zijlweg 76. Pod ten adres trafiła również niepozorna cienka książeczka, którą otrzymał w Nowy Rok 1896 r. Nadawcą był kolega po fachu: Wilhelm Röntgen.

Tajemnicze promienie X

Przesyłka od Röntgena zawierała krótki opis wniosków wyciągniętych po siedmiu tygodniach eksperymentów i komplet budzących krew w żyłach fotografii: ludzkich kości, utrwalonych w kolorze sepii.

Röntgen nie szukał żadnych promieni. Odkrył je przez przypadek, tak jak wcześniej Alfred Nobel dynamit. Była jesień 1895 r., gdy 50-letni fizyk majstrował przy lampach wyładowczych, wynalezionych dwie dekady wcześniej przez Anglika Williama Crookesa. Urządzenie przypominało megafon z elektrodą dodatnią (anodą) w uchwycie i elektrodą ujemną (katodą) w zwężeniu tuby. W jej wnętrzu znajdował się rozrzedzony gaz. Po podłączeniu do elektrod wysokiego napięcia gaz między nimi zaczynał jarzyć się wstążką kolorowego światła. Podczas jednego z eksperymentów Röntgen po raz pierwszy zaobserwował dziwne zaczernienie kliszy lampy.

Nie był z pewnością pierwszym naukowcem, któremu rzuciło się to w oczy. Ale jako jedyny wpadł na to, aby bliżej przyjrzeć się temu zjawisku. Ta ciekawość miała w 1901 r. zaowocować Nagrodą Nobla (przyznaną wtedy po raz pierwszy w dziedzinie fizyki).

Ale zanim to się stało, Röntgen powtórzył eksperyment w swoim zaciemnionym laboratorium w bawarskim Würzburgu. 8 listopada 1895 r. zauważył delikatną poświatę. To położony na krześle ekran pokryty platynocyjankiem baru – fluorescencyjnym materiałem, stosowanym na płytkach fotograficznych – rozbłyskał zielonym światłem za każdym razem, ilekroć Röntgen włączał prąd.

Ale jak to możliwe, skoro między przedmiotem a badaną lampą nie znajdowały się żadne przeszkody? To lampa musiała emitować jakiś inny rodzaj promieniowania! Röntgen nazwał je „X”.

Widok własnych kości

Nie do końca wierząc w to, co zobaczył, poświęcił kolejne tygodnie na testowanie i dokumentowanie tajemniczego zjawiska.

„Dziś wiemy, że jeżeli rozpędzony elektron gwałtownie zahamuje, wytworzy promienie rentgenowskie. Tak działo się w lampach wyładowczych, gdy wiązka elektronów uderzała w katodę” – wyjaśniają chemiczka i popularyzatorka nauki Monika Aksamit-Koperska wraz z fizykiem Dariuszem Aksamitem na blogu ministerstwa nauki. Ale skąd XIX-wieczni naukowcy mogli to wiedzieć, skoro promieniowania X nie widać gołym okiem?

Röntgen drążył więc dalej. Na płytach fotograficznych lądowały kolejne przedmioty, które naukowiec miał pod ręką w laboratorium: drewniana szpulka z drutem elektrycznym, ościeżnica z laboratorium z warstwą platyny, kompas. Różne minerały, w tym kwarc. Röntgen z niedowierzaniem obserwował, jak tajemnicze promienie zatrzymywały się na metalu, a przenikały inne materiały. Gdy dokonywał prób z metalowym dyskiem, nagle ujrzał swoją kość. Widok własnego szkieletu go nie przeraził, ale urzekł.

Röntgen traktował swoje odkrycie z rezerwą. Wydało mu się tak dziwne, że obawiał się wyśmiania ze strony poważnych fizyków. Uporczywie szukał więc potwierdzenia. Z pieczołowitością powielał eksperymenty i kontynuował pracę podczas Bożego Narodzenia, już bez asystenta, który na święta wziął wolne. Dlatego tylko około dziesięciu prominentnych naukowców otrzymało od Röntgena zestaw zdjęć. Naukowiec musiał je wykonać sam.

Pragnienie Pietera Teylera

Do dziś zachowały się tylko dwa komplety dziewięciu fotografii – tak wynika z badań Trienke van der Spek, głównej kuratorki kolekcji naukowej w Teylers Museum.

– Wypytywałam u odpowiedzialnych za różne kolekcje i wychodzi na to, że jedynie londyńskie Wellcome Collection może się pochwalić tym samym zestawem co my – mówi mi van der Spek o swoim odkryciu, z wyraźną dumą. Ale ludzie odwiedzający muzeum w tę niedzielę nie wydają się podzielać jej fascynacji. Niepozorną gablotkę pośrodku czytelni omijają raczej z obojętnością.

Trudno ich winić. Aby dotrzeć do zdjęć Röntgena, trzeba najpierw przejść przez salę, gdzie piętrzą się niezliczone i po części zapomniane instrumenty naukowe: tuleje cylindryczne, fonoautografy, harmonografy, pryzmaty. Dalej, w neoklasycystycznej owalnej sali, perle muzeum, w drewnianych gablotach przechowywane są minerały i skamieliny. Światło wpada przez śnieżnobiałą kopułę i oświetla klasycystyczne kolumny.

Wystrój muzeum pozostał niemal niezmieniony od XVIII stulecia. Miejsce wciąż oddycha atmosferą epoki oświecenia, pogoni za wiedzą i pragnieniem odkrywania. Taki efekt chciał osiągnąć pomysłodawca muzeum: kupiec, bankier i filantrop Pieter Teyler van der Hulst (1702–1778). To jego znaczna kolekcja stanowiła podwalinę obecnych zbiorów, skrupulatnie uzupełnianych przez kolejnych dyrektorów muzeum. W testamencie Teyler wyraził pragnienie, by jego wykonawcy stworzyli sanktuarium wiedzy łączące sztukę i naukę; aby książki w bibliotece nie zbierały kurzu, lecz były studiowane. Przyrządy fizyczne wykorzystywano do pokazów, a rysunki były omawiane podczas przeglądów sztuki. Skamieliny i minerały też odgrywały ważną rolę w publicznych lekcjach.

Wśród tego bogactwa, 124-letnie sepiowe druki z zamazanymi, wręcz abstrakcyjnymi kształtami nie rzucają się w oczy. Najstarsze zdjęcia rentgenowskie, które w niczym nie przypominają współczesnych, w tym roku zostały wystawione w muzeum tylko na miesiąc –ze względu na ich wartość i kruchość.

Zdjęcia własnoręczne

Za to wtedy, pod koniec XIX w., robiły furorę. Po raz pierwszy bez rozcinania skóry można było zobaczyć, co kryje się w ludzkim wnętrzu!

Obwoźni artyści szybko zwęszyli interes w budzących sensację zdjęciach. Podczas publicznych demonstracji nowej techniki prześwietlali wszystko, co popadnie: własne ręce, zwierzęta, widzów. Ze skutków nadmiernego wystawiania ciała na działanie promieni X nikt sobie nie zdawał sprawy. Wielu chciało policzyć monety w swojej torebce albo zobaczyć szkielet żaby. Pomysłów nie brakowało, a fotografię można było kupić jako pamiątkę. Na ludzkiej ciekawości dało się nieźle zarobić, ale płaciło się za to cenę: artyści nagminnie prześwietlający swoje dłonie borykali się później z chorobami skóry.

Natomiast światem naukowym odkrycie promieni X wstrząsnęło. Po ukazaniu się artykułu Röntgena pt. „Über eine neue Art von Strahlen” (O nowym rodzaju promieni) w naukowym czasopiśmie w Würzburgu wiadomość została podchwycona przez austriacką prasę w styczniu 1896 r. Niedługo potem profesjonalne czasopisma, jak „The Lancet” i „Nature and Science”, informowały czytelników o istnieniu „promieni X”, jak nazywał je na początku Röntgen. Naukowcy prześcigali się w robieniu „własnoręcznych zdjęć”.

Holender Lorentz zareagował bardziej powściągliwie. W liście, w którym fizyk dziękował Röntgenowi za podzielenie się wynikami eksperymentów, wspominał, że „ośmielił się zaprezentować je Akademii Nauk w Amsterdamie”. Pisał, że odkrycie Röntgena wywołało ogólny podziw. „Nie spodziewałem się też innej reakcji” – dodał.

Sam Röntgen, z natury introwertyk ceniący spokój, unikał rozgłosu. Wygłosił tylko jeden publiczny wykład, 13 stycznia 1896 r., w Berlinie – i w obecności cesarza Wilhelma II. Ten uhonorował Röntgena tytułem rycerskim. Uniwersytet w Würzburgu przyznał mu z kolei honorowy doktorat z medycyny. Röntgen opublikował jeszcze trzy artykuły o promieniach X, po czym zaszył się znów w swoim laboratorium. Więcej się na ten temat publicznie nie wypowiadał, a w testamencie (zmarł w 1923 r.) prosił o zniszczenie wszystkich notatek.

Na swoim odkryciu nie miał zamiaru zarabiać. Nigdy go nawet nie opatentował. To na prośbę niemieckiego histologa Alberta Köllikera promienie zostały nazwane od nazwiska odkrywcy promieniami Roentgena. Ale dziś ta nazwa zachowała się tylko w nielicznych krajach, m.in. w Holandii, Niemczech, Czechach i Polsce. W większości języków używa się określenia samego Röntgena: promieniowanie X.

Rewolucja w medycynie

Nie bez powodu amerykański tygodnik „Time” umieścił „Hand mit Ringen” na liście 100 najbardziej wpływowych zdjęć w historii. Odkrycie właściwości promieniowania X przyniosło przełom w medycynie – wkrótce po rozniesieniu się nowiny o ich odkryciu w szpitalach pojawiły się pierwsze lampy rentgenowskie. Już 11 stycznia 1896 r. brytyjski lekarz John Hall-Edwards wykonał próbne prześwietlenie, a w Walentynki jako pierwszy zastosował promienie rentgenowskiego podczas operacji.

Lekarze stosowali promieniowanie nie tylko w celu wykrycia corpora aliena i złamań, ale też w nowych, dopiero raczkujących dziedzinach medycyny – jak diagnoza i leczenie zaburzeń ortopedycznych, chorób skóry, raka i reumatyzmu. Oprócz tego kwitnął czarny rynek z chałupniczo budowanymi lampami i sprzętem pozyskiwanym z szemranych źródeł.

Pierwsze badania odbywały się bez żadnej ochrony ciała, o negatywnych skutkach promieniowania na organizm nie było jeszcze wiadomo. Niektórzy operatorzy po pewnym czasie rezygnowali z pracy z powodu opuchniętych rąk i zaczerwienień. Ci, którzy pracę kontynuowali, cierpieli z czasem na nowotwory.

Skłoniło to do podjęcia systematycznych badań. Dość szybko wprowadzono więc osłony, głównie ołowiane (tzw. konstrukcja Coolidge’a z 1913 r. pozostała co do zasady niezmieniona do dziś).

Nie oznacza to, że prześwietlenia nie stanowią już dla zdrowia żadnego ryzyka. Duże dawki napromieniowania zwiększają ryzyko uszkodzenia DNA i nowotworów. Ogólnie przyjęta zasada jest taka, by naświetlać się tylko w niezbędnych przypadkach.

Dlatego np. belgijska służba zdrowia od niemal dekady organizuje kampanie nawołujące pacjentów do umiarkowania w naświetlaniu się: rodzinka szkieletów z wielbłądem i piramidą w tle, „maskotki” akcji „Promieniowanie z umiarem”, przestrzega przed negatywnymi skutkami. Według danych Eurostatu z 2016 r., Belgia zajmuje czwarte miejsce w Europie pod względem wykonanych tomografii komputerowych na 100 tys. mieszkańców. Przodują Luksemburg, Islandia i Francja.

Przyszłość radiologii

Pierwsze prześwietlenia czaszki trwały około godziny. Dziś pacjenci wychodzą z gabinetu po kilku minutach. Radiologia wciąż się rozwija. W zakres diagnostyki obrazowej wchodzi cała gama badań: ultrasonografia, tomografia komputerowa, rezonans magnetyczny.

Jaka przyszłość czeka tę dziedzinę medycyny? Brytyjski „Royal College of Radiologists” podaje, że sztuczna inteligencja stanie się częścią codziennej praktyki radiologów: „AI ma potencjał do przesiewania ogromnej ilości danych w ciągu kilku sekund, pomagając w ten sposób radiologom w ustalaniu priorytetów i wystawianiu diagnoz. W ten sposób radiolodzy będą mieć więcej czasu na bezpośrednią opiekę nad pacjentem i niezbędne badania”.

A wszystko zaczęło się 124 lata temu, od dłoni Anny Berthy Röntgen. ©