Rentgen şüalarının kəşfi: tibbdə yeni dövrün başlanğıcı

Rentgen şüaları harada və kim tərəfindən kəşf edilib?

8 noyabr 1895-ci ildə alman fiziki Vilhelm Konrad Rentgen (Wilhelm Conrad Röntgen) Vürtsburq (Würzburg) Universitetinin Fizika İnstitutunda rentgen şüalarını kəşf etdi. O, qazlarda elektrik keçiriciliyini araşdırırdı. Müşahidə etdiyi şüalanma görünən işığı buraxmayan materiallardan keçə bilirdi. Rentgen onu X şüaları adlandırdı.

Siz bu kəşfi məşhur əl şəkli ilə təsəvvür edirsinizsə, əvvəlcə laboratoriyadan başlayın. Kəşf noyabrda baş verdi. Elm Muzeyinin (Science Museum) göstərdiyi tarixə görə, Anna Berta Rentgenin (Anna Bertha Röntgen) sol əlinin rentgenoqramı isə 22 dekabr 1895-ci ildə çəkildi. İlk müşahidə və tanış şəkil ayrı-ayrı vaxtlara aiddir.

Rentgen yeni növ şüaları elan edən ilk məqaləsini 28 dekabr 1895-ci ildə dərc etdirdi. 5 yanvar 1896-cı ildə Vyananın (Viyana) Die Presse qəzeti kəşf barədə xəbər verdi. Bu tarixlər rentgen şüalarının laboratoriya müşahidəsindən elmi nəşrə və qəzet səhifələrinə keçidini göstərir.

Rentgenlə görüntüləməni nə mümkün etdi?

Rentgen şüaları görünən işıq kimi elektromaqnit şüalanmasıdır. Daha yüksək enerjiyə malik olduqları üçün insan bədəni də daxil olmaqla bir çox obyektdən keçə bilirlər. Rentgen görünən işığı keçirməyən maddələrdən nüfuz edən şüalanmanı müşahidə etmişdi. Bu xüsusiyyət tibbi rentgen görüntüləməsinin əsasını təşkil etdi.

Alınan görüntü şüaların udulmasındakı fərqlərdən asılıdır. Sümüklərdəki kalsium rentgen şüalarını ətrafdakı bir çox yumşaq toxumadan daha çox udur. Buna görə sümüklər standart rentgenoqramlarda daha ağ görünür. Siz diş rentgeni görmüsünüzsə, həmin şüalanmanın gündəlik tətbiqi ilə tanışsınız: rentgenoqrafiya bəzi diş problemlərini müəyyən edə bilir.

Tibbi rentgenoqrafiya sümük sınıqlarını, pnevmoniyanı və bədəndəki yad cisimləri də aşkar etməyə kömək edir. Bu tətbiqlər Rentgenin kəşfini xəsarət və xəstəliklə bağlı praktik məsələlərlə əlaqələndirir.

Əl şəkli və rentgen şüaları adı

İlk məşhur rentgenoqramda Anna Berta Rentgenin üzüklü sol əli görünür. Elm Muzeyi onun çəkilmə tarixini 22 dekabr 1895-ci il kimi göstərir. Sümüklər və üzük bu əl şəklini yeni şüalanmanın görüntüləmə imkanlarının konkret sübutuna çevirir.

Kəşfin ictimai təqdimatında başqa bir əl də yer aldı. 23 yanvar 1896-cı ildə Vürtsburq Fizika və Tibb Cəmiyyətində anatom Albert fon Köllikerin (Albert von Kölliker) əlinin rentgen şəkli çəkildi. O, şüalanmaya rentgen şüaları adını verməyi təklif etdi. Bu təklif şüaları birbaşa onları kəşf edən alimin adı ilə bağladı.

Rentgen bu kəşfinə görə 10 dekabr 1901-ci ildə fizika üzrə ilk Nobel mükafatını aldı. Mükafat laboratoriya müşahidəsindən, ilk məqalədən, qəzet xəbərindən və Vürtsburqdakı təqdimatdan sonra gəldi. Bu hadisələr birlikdə kəşfin elmi aləmdə necə tanındığını göstərir.

Rentgen aparatı şüalanmanı necə yaradır?

Rentgen borusu vakuum borusudur. Elektronlar qızdırılmış katoddan ayrılır və yüksək gərginliyin təsiri ilə metal anod hədəfinə doğru sürətlənir. Onların hədəflə toqquşması rentgen şüaları yaradır. Bu məlumat sizə aparatın elektriklə işləməsini görüntüləmədə istifadə edilən şüalanma ilə əlaqələndirməyə kömək edir.

Şüaların yaranma proseslərindən biri bremsstrahlung, yəni tormozlanma şüalanması adlanır. Volfram kimi bir hədəfə dəyən elektronlar yavaşıyır. Enerji itirdikcə onun bir hissəsini rentgen şüalanması şəklində buraxırlar. Termin elektronların hədəfdə yavaşımasını ifadə edir.

İkinci proses xarakteristik rentgen şüaları yaradır. Atomun daxili elektron təbəqəsindəki boş yeri başqa bir elektron tutur. Bu keçid zamanı müəyyən enerjiyə malik foton ayrılır. Həm bu proses, həm də tormozlanma şüalanması elektronların iştirak etdiyi qarşılıqlı təsirlərin rentgen şüalarını necə yarada bildiyini izah edir.

Borunun gərginliyi yaranan fotonların enerjisinə hədd qoyur. 80 kilovolt gərginliklə işləyən boru enerjisi 80 kiloelektronvoltdan yüksək fotonlar yarada bilməz. Boruların inkişafında sonrakı mühüm mərhələlərdən biri Uilyam Devid Kulicin (William David Coolidge) 1 dekabr 1913-cü ildə Physical Review jurnalında dərc olunmuş məqaləsi idi.

Laboratoriyadan xəstəxana təbabətinə

1930-cu illərə gəldikdə Birləşmiş Krallıqdakı (Birleşik Krallık) xəstəxanaların əksəriyyətində ayrıca rentgen şöbələri və avadanlıqları vardı. Vürtsburqda kəşf edilən şüalanma təşkil olunmuş xəstəxana xidmətinin bir hissəsinə çevrilmişdi. Ayrıca şöbələr rentgen müayinəsini xəstəxananın öz daxilində aparmağa imkan verirdi.

Bu gün tibbi rentgen görüntüləməsinə adi rentgenoqrafiya, kompüter tomoqrafiyası, flüoroskopiya və mammoqrafiya daxildir. Hamısı görüntü yaratmaq üçün ionlaşdırıcı rentgen şüalanmasından istifadə edir. Bu adlar fərqli görüntüləmə üsullarını bildirir. Lakin hər biri Rentgenin kəşf etdiyi şüalanmanın tibbdə tətbiqinə aiddir.

Rentgen şüaları müalicədə də istifadə olunur. Radioterapiyada bu şüalar xərçəng hüceyrələrini hədəfə alır. Bu tətbiq diaqnostik görüntüləmə ilə yanaşı mövcuddur: eyni növ şüalanma həm görüntü yaratmağa kömək edə, həm də xərçəngin müalicəsində istifadə oluna bilər.

Rentgen texnikləri və müharibədə görüntüləmə

Birinci Dünya müharibəsi zamanı Mari Küri (Marie Curie) ianə edilmiş avtomobillərdən istifadə edərək səyyar rentgen xidmətlərinin yaradılmasına kömək etdi. Onun şəbəkəsinə 20 səyyar və 200 stasionar məntəqə daxil idi.

İren Jolio-Küri (Irène Joliot-Curie) 18 yaşında Belçika (Belçika) cəbhəsində rentgen avadanlığı ilə işləyirdi. O, tibb bacılarına da bu avadanlıqdan istifadə etməyi öyrədirdi. Onun işi göstərir ki, müharibə dövrünün radiologiyası həm aparatları işlətməyi, həm də praktik bacarıqları digər tibb işçilərinə ötürməyi əhatə edirdi.

Müharibə dövrünün məntəqələri və 1930-cu illərin ayrıca xəstəxana şöbələri rentgen işinin fərqli şəraitlərini göstərir. Kürinin şəbəkəsində səyyar və stasionar avadanlıqlar birləşirdi. Britaniya xəstəxanaları isə sonradan öz şöbələrini yaratdılar. Hər iki şəraitdə tibbi görüntüləmə avadanlıqdan və onu işlədə bilən insanlardan asılı idi.

Rentgen kristalloqrafiyası nədir?

Rentgen şüaları kristalları öyrənmək üçün də bir vasitəyə çevrildi. Maks fon Lauenin (Max von Laue) kristallarda rentgen şüalarının difraksiyasına dair işi 1912-ci ildə dərc olundu. Bu iş şüaların elektromaqnit təbiətini təsdiqlədi. O, rentgen şüalarının kristallarda difraksiyasını kəşf etdiyinə görə 1914-cü il fizika üzrə Nobel mükafatını aldı.

Uilyam Henri Breqq (William Henry Bragg) və oğlu Uilyam Lourens Breqq (William Lawrence Bragg) 1915-ci il fizika üzrə Nobel mükafatını bölüşdülər. Onların mükafatlandırılan töhfəsi kristal strukturlarının rentgen şüaları ilə təhlilinə aid idi. Əlin daxilindəki strukturları göstərə bilən şüalanma kristal quruluşunun araşdırılmasına da imkan verdi.

Şüalanmadan qorunmaq niyə vacibdir?

Rentgen şüaları ionlaşdırıcı şüalanmadır və DNT-ni zədələyə bilər. Bu zədə xərçəngə gətirib çıxaran genetik dəyişikliklərə səbəb ola bilər. Buna görə şüaların tibbi faydası ilə yanaşı, müayinə zamanı məruz qalınan şüalanmanı qiymətləndirmək də lazımdır.

ABŞ Qida və Dərman İdarəsi (FDA; Gıda ve İlaç Dairesi) iki əsas qorunma prinsipi müəyyən edir. Xəstə üçün gözlənilən fayda zərərdən üstün olmalıdır. Müayinədə diaqnoz üçün yetərli görüntü verən ən aşağı dozadan istifadə edilməlidir. Siz müasir görüntüləməni Rentgenin kəşfi ilə əlaqələndirirsinizsə, bu prinsiplər də şəkillər və aparatlar kimi həmin tarixin bir hissəsidir.

Xronologiya

• 8 noyabr 1895: Rentgen Vürtsburqdakı laboratoriyasında rentgen şüalarını kəşf edir.
• 22 dekabr 1895: Elm Muzeyinin göstərdiyi tarixə görə, Anna Berta Rentgenin məşhur əl rentgenoqramı çəkilir.
• 28 dekabr 1895: Rentgen kəşfi elan edən ilk məqaləsini dərc etdirir.
• 5 yanvar 1896: Die Presse kəşf barədə xəbər verir.
• 23 yanvar 1896: Kölliker Vürtsburqdakı təqdimatda rentgen şüaları adını təklif edir.
• 10 dekabr 1901: Rentgen fizika üzrə ilk Nobel mükafatını alır.
• 1912: Lauenin kristallarda rentgen şüalarının difraksiyasına dair işi dərc olunur.
• 1 dekabr 1913: Kulicin rentgen borusunu təsvir edən məqaləsi Physical Review jurnalında çıxır.
• 1914: Laue fizika üzrə Nobel mükafatını alır.
• Birinci Dünya müharibəsi: Mari Küri səyyar və stasionar rentgen məntəqələri şəbəkəsi yaradır; İren rentgen avadanlığı ilə işləyir və tibb bacılarına ondan istifadə etməyi öyrədir.
• 1915: Uilyam Henri Breqq və Uilyam Lourens Breqq fizika üzrə Nobel mükafatını bölüşürlər.
• 1930-cu illər: Britaniya xəstəxanalarının əksəriyyətində ayrıca rentgen şöbələri fəaliyyət göstərir.
• 1962: Raket eksperimenti zamanı Scorpius X-1 kəşf edilir.

Bələdçi kitablarda tapa bilməyəcəyiniz təfərrüatlar

Elm Muzeyindəki tanış əl şəkli fotoqrafik surətdir. Muzeyin kolleksiya qeydində orijinal rentgenoqramın Münhendəki (Münih) Alman Muzeyində (Deutsches Museum) saxlandığı göstərilir. Siz bu muzey qeydinə baxarkən orijinal görüntü ilə sonrakı surəti arasındakı fərqi nəzərə almalısınız.

Rentgen 50,000 kron məbləğindəki Nobel mükafatı pulunu Vürtsburq Universitetinə bağışladı. O, kəşfi üçün patent almağa müraciət etmədi. Nobel mühazirəsi də söyləmədi. Bu təfərrüatlar onun 1901-ci il mükafatı barədə daha çox tanınan məlumatları tamamlayır.

Tibbi görüntülərdən rentgen astronomiyasına

Yer (Dünya) atmosferi kosmosdan gələn rentgen şüalarının çoxunu udur. Buna görə astronomik detektorlar atmosferdən yuxarı qaldırılmalıdır. Bu şüaları müşahidə etmək xəstəxana müayinəsindən fərqli şərait tələb edir. Xəstəxanada görüntü yaratmaq üçün istifadə olunan şüalanmanı boru yaradır.

1962-ci ildə Rikkardo Cakkoni (Riccardo Giacconi) və həmkarlarının raket eksperimenti zamanı Scorpius X-1 kəşf edildi. O, Günəş sistemindən (Güneş Sistemi) kənarda kəşf edilmiş ilk rentgen mənbəyi kimi tanınır. Rentgen şüaları həm Yerdəki strukturları, həm də kosmosdakı mənbələri araşdırmaq vasitəsinə çevrilmişdi.

Tez-tez verilən suallar

Rentgen şüalarını kim kəşf edib?

Vilhelm Konrad Rentgen onları 8 noyabr 1895-ci ildə Vürtsburq Universitetinin Fizika İnstitutunda kəşf edib. Onun tədqiqatı qazlarda elektrik keçiriciliyinə aid idi.

Məşhur rentgenoqramda kimin əli görünür?

Bu, Anna Berta Rentgenin üzüklü sol əlidir. Elm Muzeyi rentgenoqramın tarixini 22 dekabr 1895-ci il kimi göstərir.

Rentgen şəklində sümüklər niyə ağ görünür?

Sümüklərdəki kalsium rentgen şüalarını ətrafdakı bir çox yumşaq toxumadan daha çox udur. Buna görə sümüklər standart rentgenoqramlarda daha ağ görünür.

Rentgen şüaları yalnız tibbi görüntüləməni dəyişdirdi?

Onlar kristal quruluşunun təhlilinə və astronomik müşahidələrə də imkan verdi. Rentgen şüaları radioterapiyada xərçəng hüceyrələrini hədəfə almaq üçün də istifadə olunur.

Mənbələr

1. Vürtsburq Universitetinin Arxivi — Wilhelm Conrad Röntgen uni-wuerzburg.de
2. Vürtsburqdakı Röntgen Xatirə Məkanı — Wilhelm Röntgen wilhelmconradroentgen.de
3. Elm Muzeyi Qrupu — Röntgenin əl rentgenoqramı collection.sciencemuseumgroup.org.uk
4. NIH–NIBIB — Rentgen şüaları nibib.nih.gov
5. Wikipedia — Rentgen şüaları en.wikipedia.org
6. ARPANSA — Rentgen şüaları arpansa.gov.au
7. Physical Review — Saf elektron boşalması ilə işləyən güclü rentgen borusu journals.aps.org
8. FDA — Tibbi rentgen görüntüləməsi fda.gov
9. Amerika Fizika İnstitutu — Marie Curie: yaralılara yardım history.aip.org
10. NobelPrize.org — Irène Joliot-Curie nobelprize.org
11. Beynəlxalq Kristalloqrafiya İttifaqı — 1914-cü il fizika üzrə Nobel mükafatı iucr.org
12. NobelPrize.org — William Bragg: faktlar nobelprize.org
13. Milli Xərçəng İnstitutu — Şüalanma cancer.gov

FAQ

Image: First medical X-ray by Wilhelm Röntgen of his wife Anna Bertha Ludwig’s hand – 18951222.jpg — Wilhelm Röntgen, Public domain