“X射线”背后的故事

——医学影像纪录片 第一期

导读:医学影像的革命始自X光。德国物理学家伦琴历经研究,终于在一个偶然的机会下发现了它,并因为此项成就获得第一个诺贝尔物理学奖。为了表明这是一种新的射线,伦琴采用表示未知数的X将其命名为X射线。自此以后,医学影像开始蓬勃发展起来。X射线从被发现之日起就不断地造福人类,所以X射线被列为19世纪末20世纪初物理学的三项伟大发现之一……[详细]

   威廉·康拉德·伦琴(1845年3月27日-1923年2月10日),德国物理学家,1895年11月8日,他发现伦琴射线(X射线,俗称X光)。X光有着巨大的实用价值,然而伦琴没有为自己申请技术专利,他希望全世界的人都能够利用它,因而,X光技术迅速地普及至世界各地。

一个神奇的夜晚发现未知的射线

  1895年11月8日的晚上,晚餐过后,伦琴习惯性地走进实验室,陷入了深思。之前他在实验中将阴极射线放电管包上厚黑纸,防止外部光线扰乱阴极射线。然而,现在他注意到在离射线管1米远的地方,有个氰化钡做成的荧光屏,这个荧光屏随阴极射线管的每次放电,闪闪发光。伦琴把荧光屏挪至远处,它照样闪光;他又在阴极射线放电管和荧光屏之间放上书、木板和铝片,荧光屏还是闪光;只有在它们之间放上铅块或厚厚的铁板时,闪光才会消失。显然,阴极射线管中发出的是一种穿透力很强的射线,但不会是阴极射线。


  他想:底片的变化,恰恰说明放电管放出了一种穿透力极强的新射线,它甚至能穿透装底片的袋子。不过目前不知道它是什么射线,于是取名“X射线”。于是,伦琴开始了对神秘的X射线的研究……[详细]

史上第一张X光片在震惊中诞生

  他先把一个涂有磷光物质的屏幕放在放电管附近,结果发现屏幕马上发出了亮光。接着,他尝试着不透光的较轻物质—如书本、橡皮板和木板放到放电管和屏幕之间去挡那束看不见的神秘射线,可是谁也挡不住它,它甚至能够轻而易举地穿透15毫米厚的铝板!直到他把一块厚厚的金属板放在放电管与屏幕之间,屏幕上才出现了金属板的阴影,看来这种射线还是没有能力穿透太厚的物质。


  接下来更为神奇的现象发生了,一天晚上伦琴很晚也没回家,他的妻子来实验室看他,于是他的妻子便成了在照相底片上留下痕迹的第一人,当时伦琴要求他的妻子用手捂住照相底片。当显影后,夫妻俩在底片上看见了手指骨头和结婚戒指的影像。[详细]

实至名归的第一个诺贝尔物理学奖

  1896年1月5日,在柏林物理学会会议上展出了很多X射线的照片,同一天,维也纳《新闻报》也报道了发现X光的消息。这一伟大的发现立即引起人们的极大关注,并很快传遍全世界。在几个月的时间里,数百名科学家为此进行调查研究,一年之中就有上千篇关于X射线的论文问世。


  伦琴虽然发现了X射线,但当时的人们——包括他本人在内,都不知道这种射线究竟是什么东西。直到20世纪初,人们才知道X射线实质上是一种比光波更短的电磁波,它不仅在医学中用途广泛,成为人类战胜许多疾病的有力武器,而且还为今后物理学的重大变革提供了重要的证据。正因为这些原因,在1901年诺贝尔奖的颁奖仪式上,伦琴为世界上第一个荣获诺贝尔奖物理奖的人。人们为了纪念伦琴,将X(未知数)射线命名为伦琴射线。[详细]

X射线开启了医学影像的革命

伦琴的发现震惊了整个世界,虽然他是物理学家,但是他的发现却被广泛地应用于医学领域。X射线也掀起了一次医学影像领域的革命,而后的一个世纪里,人们探索医学影像领域的步伐从未停止。

X射线成为医学影像研究领域的基础

  利用X光,人们能够看到身体内部的许多组织结构,发现骨骼的意外损伤和嵌入身体的金属弹片,从而,可以帮助医生诊断疾病。X光有着巨大的实用价值,然而伦琴没有为自己申请技术专利,他希望全世界的人都能够利用它,因而,X光技术迅速地普及至世界各地,有力地推进了医学进步。伦琴发现X射线后仅仅几个月时间内,它就被应用于 医学影像。


1896年2月,苏格兰医生约翰·麦金泰在格拉斯哥皇家医院设立了世界上第一个放射科。此后,X线成像的一些改进型的基本设备就不断研究出来。从30年代起,X线成像技术的发展主要表现在部件方面,而非X线机成像系统。第二次世界大战以后,成像技术进入一个新时期,各种新型的诊断系统相继出现,并应用于解剖学研究和诊断疾病。这些诊断系统的研制涉及多门学科,包括物理学、化学、医学、电子学和计算机等,其中有的成像技术是当代高技术的结晶。 [详细]

X射线医学设备的发展

离子阶段:
受检者皮肤容易被烧伤

  这是X射线设备的早期阶段(1895~1912)。当时X射线机的结构非常简单,使用效率很低的含气式冷阴极离子X射线管,运用笨重的感应线圈发生高压,裸露式的高压机件,更没有精确的控制装置。X射线机装置容量小、效率低、穿透力弱、影像清晰度不高、缺乏防护。据资料记载,当时拍摄一张X射线骨盆像……[详细]

电子阶段:
影像的质量大大提高

  随着电磁学、高真空技术及其他学科的发展,1910年美国物理学家W.D.Coolidge发表了钨灯丝X射线管制造成功的报告。1913年开始实际使用,它的最大特点是*钨灯丝加热到白炽状态以提供管电流所需的电子,所以调节灯丝的加热温度就可以控制管电流,从而使管电压和管电流可以分别独立调节……[详细]

双焦点阶段:
成为极其重要的医疗诊断手段

  1923年发明了双焦点X射线管,解决了X射线摄影的需要。X射线管的功率可达几千瓦,矩形焦点的边长仅为几毫米,X射线影像质量大大提高。同时,造影剂的逐渐应用,使X射线的诊断范围也不断扩大,它不再是一件单纯拍摄骨骼影像的简单工具,却已成为对人体组织器官中那些自然对比差……[详细]

  二战以后,新科技革命带来计算机技术的逐渐普及,在此基础上,X光与计算机开始完美结合,产生了CT技术,以至于衍生出越来越尖端的医学影像科技,如SPECT、PET-CT等,此乃后话。但X光诞生之日起,人们就存在一个问题,就是该如何看待X光的电离辐射。

谨遵医嘱科学使用,无需过分担心电离辐射

  目前,普通人在生活中所能接触到的电离辐射主要来自医疗辐射,这其中X线检查所释放的辐射,是非专业人员可能接触到的电离辐射的主要来源。需要重点防辐射的是孕妇群体。电离辐射由于能量大,能使人体分子产生电离,可能对还未发育成形的胎儿的细胞造成伤害,引起死胎或畸形。


  X线是一种波长很短,穿透能力很强的电磁波,如果被X线照射过多,就可能产生放射反应,甚至受到一定程度的放射损害。用于医疗诊断的X线射照射剂量有严格控制,一般影响极小。但是,对准妈妈来说,如果在怀孕期间,尤其是怀孕早期受X光照射,万一超过胎儿的承受极限,则可能会导致胚胎死亡、胎儿畸形、脑部发育不良,及增加日后患癌症的几率等风险。一般情况下,针对胸部或四肢的X线照射对胎儿的影响相对较小。而过了怀孕的头三个月,即过了怀孕早期,愈接近预产期,X线的影响也越小。[详细]

    敬请期待:医学影像纪录片第二期--CT的进化论

    策划团体 鸣谢

    编辑:朱钊  策划:郎成林  总监:邹莲