爲什麼說,這個物理學家引發了一場醫學革命?|Dr. Why

1895年,離聖誕節還有三天,一位

50歲的教授想給妻子一個特別的聖誕禮物。於是,他神秘兮兮地把妻子帶到了自己的實驗室。

然後,他讓妻子把手放在實驗室的一臺儀器前,過了一會兒,他興沖沖地拿著下面這張照片給妻子看,滿心期待妻子驚喜的表情,沒成想聽到的卻是妻子驚嚇的回應:“我看到了死亡!

為什麼說,這個物理學家引發了一場醫學革命?|Dr. Why

這隻戴著婚戒的手,已經撒狗糧120多年了

是的,這個把驚喜搞成驚嚇的教授就是偉大的物理學家,倫琴(Wilhelm Röntgen)

而這張照片就是倫琴的妻子安娜(Anna Bertha Röntgen)的手部X射線照片,這張照片開啟了用X射線觀察人體的歷史新篇章,也引發了一場浩蕩的醫學革命。

全世界的狂歡

其實早在1895年的11月8日,倫琴就已經發現了X-射線,只是當時他也不能確定這是一種新射線。所以,他獨自一人花了6個周的時間進行了大量的研究,甚至還吃住在實驗室[1]。(別問為什麼,誰還不想當個第一名呢!)

就在倫琴給妻子送上這個特別禮物後的第六天,也就是1895年12月28日,他向維爾茨堡物理和醫學學會提交了一篇名為《一種新射線——初步報告》的論文[1]。在這篇德文論文中,倫琴把這種新射線命名為X射線(X就經常用來表示未知的麼)。

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Wilhelm Röntgen

1896年1月5日,這個大發現被奧地利的一家報紙報道了[1]。很快,這個爆炸性新聞就經由電報傳遍了世界各地,人們知道德國的物理學家發現了一種新射線,可以穿透人體看到骨骼,這簡直太神奇了!

倫琴似乎一夜之間成了德意志的驕傲。1896年1月13日,倫琴就成為了德皇威廉二世的座上賓,並被授予了普魯士二級皇冠勳章[1]。當然,倫琴也因此在1901年成為了第一個諾貝爾物理學獎得主。

這個大發現也讓遠在大西洋彼岸的美國充滿了好奇。《紐約時報》在1896年1月16日的文章中激動地寫道:“這座城市中的科學家們,正急不可耐地等待著英文期刊,能夠給出倫琴教授這一攝影技術的全部細節!”[1]

他們還在文章結尾寫道:“這將讓外科醫生們發現患者體內的異物,變革現代外科手術!”[1]

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倫琴用過的用來產生X射線的陰極管

《紐約時報》的期待很快就得到了回應,《柳葉刀》雜誌作為第一個英文醫學期刊對這一發現進行了報道,雖然一開始持懷疑態度,但到1896年1月底時就對此充滿了熱情[2]。

而且,《紐約時報》的預測一點也沒有錯!

1896年1月12日,德國牙醫Otto Walkhoff就身先士卒,接受了25分鐘的X射線照射,拍下了自己牙齒的照片[3]。

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牙醫的牙縫有點大……

1896年2月5日,蘇格蘭醫生在格拉斯哥皇家醫院展示了X光機,並在同一年內建立了世界上第一個放射科[4]。

1896年2月7日,一名腿部中彈的加拿大男子在麥吉爾大學接受了45分鐘的X射線照射,他的醫生藉此幫他成功取出了位於脛骨和腓骨之間的子彈[4]。

X射線以迅雷不及掩耳之勢紅遍了世界,而那時的中國也不例外。

1896年3月《萬國公報》就做了相關報道:“今有專究光學之博士,曰朗得根,能使光透過木質及人畜皮肉,略如玻璃透光之類。”[5]

相傳,當年李鴻章在出訪歐洲期間,還在德國感受了一把X射線技術,看到了留在他左臉頰的子彈(這顆子彈是馬關談判期間日本刺客乾的)。

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甚至,還有這樣的選美大賽

總之,世界人民對這項技術的狂熱,簡直到達了難以描述的程度……

先行者和殉道者

受倫琴發現X射線的啟發,19世紀的最後幾年裡,法國物理學家亨利•貝克勒爾(Henri Becquerel)、居里夫婦(Pierre Curie/ Marie Curie)先後發現了鈾、釙和鐳的放射性[6]。

而這又給醫學點了一把火!醫生們不再滿足於X射線的診斷,而是將其用到了治療上。

1896年12月24日,奧地利醫生Leopold Freund開始採用X射線給一個5歲的小姑娘治療背部的黑痣,結果是治好了!Freund把自己的這個試驗性治療方案總結得有理有據,並於1897年發表了論文,提供了X射線治療的第一份科學證據[7]。

1897年,德國醫生Hermann Gocht把X射線用到了乳腺癌的治療上,貌似見效了。這讓Gocht非常興奮,緊接著他又把X射線用到了

三叉神經痛的治療上,結果治療了2天之後,患者的疼痛就明顯減輕了[8]。

更為傳奇的一幕是,1908年法國醫生Antoine Béclère給一名16歲的子宮肌瘤患者採取了X射線治療。這名女性患者不但把病治好了,而且還健康地長大了。到1931年的時候,Béclère得知這位女性已為人母[9]!

還有一個感人的故事是,在一戰中,居里夫人發明了車載X射線設備[10],可以讓法國軍醫在戰場上藉助X射線給傷兵及時取出體內的子彈。此外,她還招募並培訓了一批女性志願者操作X射線設備,這也可以算作是戰場上的一道風景。

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居里夫人發明的車載X射線設備

可以說在19世紀末20世紀初,人們狂熱地利用著X射線,而且這股熱情還讓人們把X射線的安全性拋到了九霄雲外,甚至,沒有人相信X射線會有副作用,所以那個時候的X射線操作幾乎沒有任何防護設備!

儘管如此,還是有許多人提到了X射線照射之後的不適,而更多的人卻成為了X射線的殉道者。

比如,上文提到的德國牙醫Otto Walkhoff就表示,接受X射線照射的那25分鐘簡直是一種折磨。後來,他發現有些接受X射線照射的患者,頭髮掉得很嚴重[3]。

大發明家愛迪生(Thomas Edison)在開發X射線熒光管時發現,X射線會刺激眼睛,他提醒大家在用X射線時要小心[3]。

只是,這個提醒來的太晚了!

愛迪生的助手Clarence Dally

就因為過量暴露於X射線先是皮膚潰瘍,最終在經歷了144次植皮手術和雙側手臂截肢之後,於1904年死於轉移性皮膚癌[11],年僅39歲。

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Clarence Dally

上文提到的那個用X射線治療三叉神經痛的德國醫生Hermann Gocht因為常年接觸X射線,最後死於癌症[8]。

居里夫人最後也因為輻射所致的再生障礙性貧血去世了[12]。

1936年,德國倫琴射線協會專門在漢堡聖喬治醫院樹立了一塊紀念碑[13],紀念那些為了X射線和鐳研究而逝去的人們,石碑上刻著15個國家的169個人的名字,Hermann Gocht、居里夫人的名字赫然在列……

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紀念碑的銘文[13]如下:

致所有國家的倫琴學家、放射科醫生,

致那些為了抗擊疾病而獻出生命的醫生、物理學家、化學家、技術人員、實驗室助理和護士,

他們是X射線和鐳在醫學上安全有效使用的英勇先驅,

他們永垂不朽!

瘋狂過後的清醒

這些悲慘的事例並沒有引起普羅大眾對X射線輻射的足夠重視。更為誇張的是,X射線的商業化應用一度達到了瘋狂的程度

20世紀上半葉,凡是跟X射線扯上關係的商品,都搖身一變成為了熱銷商品。就連鞋店都為顧客提供X射線設備,以便顧客觀察穿上鞋之後的腳部形狀。

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不過,科學界在狂熱過後還是最先清醒了過來。

上文提到的法國醫生Antoine Béclère在使用X射線的過程中,很早就發現“少量多次(“fractional and repeated doses”)”使用X射線治療的效果要比“大劑量(massive doses)”效果好[9]。

1927年,美國遺傳學家赫爾曼•穆勒(Hermann Muller)在研究果蠅突變體時發現,X射線可以誘導果蠅的基因突變、增加突變率。這個發現讓科學界意識到X射線照射的副作用不僅僅是脫髮、刺激眼睛和皮膚那麼簡單,更可怕的是導致基因突變[11]。

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Hermann Muller

20世紀30年代,鉛衣、鉛手套等防護設備開始用到了臨床上,緊接著鉛圍脖、鉛眼鏡也成為了介入科醫生的必備品[14]。

二戰期間,在日本廣島和長崎上空爆炸的兩顆原子彈,讓人們徹底認識到了輻射問題的嚴重性。

70年代,國際放射防護委員會(ICRP)提出了輻射防護的三個基本原則:正當化(justification)、最優化(optimization)和劑量限制(dose limitation)。其中的最優化就要求所有放射性暴露應保持在合理可行的最低水平[11]。

這麼多年過去了,相信多數人已經知道輻射的危害了。但是,那位愛包如命、爬進安檢機的大媽又是怎麼想的呢?

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誠然,如今的放射醫學已經不再單單是X射線了,但毫無疑問X射線帶來了一場醫學診療的大革命。

不過,回顧過去一百多年的歷史,我們似乎應該再次認真思考一下:新技術到來之時,我們真的準備好了嗎?

Dr. Why 突然想到

年輕的醫生和科研工作者們,莫著急啊!你看,倫琴到了50歲才有那麼大的成就,快算算你離50歲還有多少年,慢慢堅持下去吧!

[1] Assmus A. Early history of X rays[J]. Beam Line, 1995, 25(2): 10-24.

[2] Lentle B, Aldrich J. Radiological sciences, past and present[J]. The Lancet, 1997, 350(9073): 280-285.

[3] Sansare K, Khanna V, Karjodkar F. Early victims of X-rays: a tribute and current perception[J]. Dentomaxillofacial Radiology, 2011, 40(2): 123-125.

[4] Donya M, Radford M, ElGuindy A, et al. Radiation in medicine: Origins, risks and aspirations[J]. Global Cardiology Science and Practice, 2015: 57.

[5] 徐生忠. 近代中國報刊對X射線知識的傳播[J]. 莆田學院學報, 2012, 19(4):83-87.

[6] Reed A B. The history of radiation use in medicine[J]. 2011.

[7] Kogelnik H D. Inauguration of radiotherapy as a new scientific speciality by Leopold Freund 100 years ago[J]. Radiotherapy and oncology, 1997, 42(3): 203-211.

[8] Artico M, De Caro G M F, Fraioli B, et al. 1897—celebrating the centennial—Hermann Moritz Gocht and radiation therapy in the treatment of trigeminal neuralgia[J]. Acta neurochirurgica, 1997, 139(8): 761-763.

[9] Androutsos G. Antoine Beclere (1856-1939): founder of radiotherapy[J]. JOURNAL-BALKAN UNION OF ONCOLOGY, 2002, 7: 169-174.

[10] Magiorkinis E, Vladimiros L, Diamantis A. The early history of military radiology (1896–1916): from Wilhelm Conrad Röntgen to the first world war[J]. Balkan Mil Med Rev, 2010, 13: 163-9.

[11] Bui-Mansfield L T, Sutcliffe J B. Nobel prize laureates who have made significant contributions to radiology[J]. Journal of computer assisted tomography, 2009, 33(4): 483-488.

[12]https://theconversation.com/marie-curie-and-her-x-ray-vehicles-contribution-to-world-war-i-battlefield-medicine-83941

[13]https://en.wikipedia.org/wiki/Monument_to_the_X-ray_and_Radium_Martyrs_of_All_Nations

[14] Scatliff J H, Morris P J. From Röntgen to Magnetic Resonance Imaging The History of Medical Imaging[J]. North Carolina medical journal, 2014, 75(2): 111-113.

本文作者 | WXY707


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