Chẩn đoán Hình ảnh Nhập môn, Ấn bản thứ 5. Phụ lục Điện tử E: Lịch sử ban đầu và Sự Hân hoan của Công chúng về Khám phá Tia X

Chẩn đoán Hình ảnh Nhập môn: Các Nguyên lý và Dấu hiệu Nhận biết, Ấn bản thứ 5
Tác giả: William Herring, MD, FACR – © 2024 Nhà xuất bản Elsevier
Ths.Bs. Lê Đình Sáng (Chủ biên Bản dịch tiếng Việt)

Phụ lục E: Lịch sử ban đầu và Sự Hân hoan của Công chúng về Khám phá Tia X
Early History and Public Exuberance of the Discovery of X-rays
William Herring, MD, FACR
Learning Radiology, e-Appendix E, e45-e49

Thật khó để tưởng tượng mức độ phấn khích lan tỏa khắp thế giới ngay sau khám phá ra tia X của Wilhelm Roentgen vào năm 1895. Lần đầu tiên trong lịch sử, chúng ta có thể nhìn thấy bên trong cơ thể con người khi họ vẫn còn sống và không cần đến phẫu thuật. Vào thời điểm đó, sự đưa tin của báo chí về một khám phá khoa học là chưa từng có về quy mô và cường độ. Các bản tin giật gân về những tia sáng mới và bí ẩn đã xuất hiện trên toàn thế giới. Trong vòng một năm, tia X đã được sử dụng cho gần như mọi thứ có thể tưởng tượng được (Bảng eE.1).

Bảng eE.1 Dòng thời gian các sự kiện được thảo luận trong chương này

Wilhelm Roentgen

Wilhelm Roentgen, được coi là “cha đẻ” của ngành chẩn đoán hình ảnh, đã thực hiện khám phá đáng chú ý của mình về một dạng bức xạ điện từ mới mà ông gọi là tia X vào ngày 8 tháng 11 năm 1895. Trong vòng vài tuần, ông đã trình bày bài báo của mình “Về một loại tia mới” trước một hiệp hội y khoa ở Wurzburg, Đức, và 3 tháng sau khám phá của ông, tia X đã được sử dụng trong lâm sàng tại Hoa Kỳ. Giống như Marie và Pierre Curie, ông không bao giờ tìm cách đăng ký bằng sáng chế cho các khám phá của mình, tin rằng chúng nên được cung cấp công khai miễn phí. Ông đã nhận được giải Nobel Vật lý đầu tiên trong lịch sử vào năm 1901 cho khám phá của mình.

Thomas Edison

Sự chấp nhận của công chúng đối với tia X phần lớn có thể bắt nguồn từ nhà phát minh hàng đầu của Mỹ thời bấy giờ, Thomas Edison. Edison đã có kinh nghiệm thử nghiệm với các ống chân không và dây tóc trong khi cải tiến bóng đèn và ngay lập tức bị cuốn hút bởi tia X mới.

Edison được ghi nhận là người đã thiết kế và sản xuất máy X-Quang tăng sáng truyền hình thương mại đầu tiên, nhưng ông cũng muốn tạo ra một máy X-Quang tăng sáng truyền hình gia đình (Hình eE.1) và đang tìm cách phát minh ra một bóng đèn hoạt động bằng cách sử dụng tia X.

Hình eE.1 Máy X-Quang tăng sáng truyền hình của Edison. Một bản phác thảo về máy X-Quang tăng sáng truyền hình mà nhà phát minh Thomas Edison đã hình dung sẽ có trong nhà của mọi người để sử dụng cá nhân.

Vào tháng 5 năm 1896, Edison, cùng với Clarence Dally, trợ lý của ông, đã đến triển lãm của Hiệp hội Ánh sáng Điện Quốc gia tại thành phố New York để trình diễn máy X-Quang tăng sáng truyền hình của mình. Hàng trăm người đã xếp hàng để có cơ hội đứng trước một màn hình huỳnh quang, sau đó nhìn vào ống kính để thấy xương của chính mình (Hình eE.2).

Hình eE.2 Thomas Edison tại triển lãm năm 1896. Edison, cùng với trợ lý Clarence Dally, tại triển lãm của Hiệp hội Ánh sáng Điện Quốc gia ở thành phố New York để trình diễn máy X-Quang tăng sáng truyền hình của mình. Đám đông đã xếp hàng để có cơ hội đứng trước màn hình X-Quang tăng sáng truyền hình.

Clarence Dally là một thợ thổi thủy tinh và là một trong những trợ lý đáng tin cậy nhất của Edison. Dally đã thực hiện phần lớn các thí nghiệm với các ống tia X mạnh nhất của Edison, sử dụng chính đôi tay của mình làm vật thể được chiếu X-Quang tăng sáng truyền hình trong nhiều giờ.

Trong vài năm, Dally bắt đầu xuất hiện các tổn thương da ở bàn tay trái, rụng tóc trên đầu, rụng lông mi và lông mày. Không lâu sau đó, các tổn thương da phát triển trên cả hai cánh tay, đòi hỏi phải cắt cụt cả hai tay. Ông qua đời vì ung thư liên quan đến phơi nhiễm bức xạ vào năm 1904, 8 năm sau khi ông bắt đầu thử nghiệm với tia X.

Một nhận thức ngày càng lớn rằng loại tia mới này có khả năng gây hại, cũng như mang lại lợi ích to lớn. Chính Edison đã từ bỏ phát minh này. “Đừng nói với tôi về tia X,” ông nói. “Tôi sợ chúng.”¹

Máy X-Quang tăng sáng truyền hình ở khắp mọi nơi

Máy X-Quang tăng sáng truyền hình không hoàn toàn có mặt trong mọi gia đình, nhưng vào thời đó, việc mua các thiết bị cần thiết để thực hiện chụp X-quang tương đối đơn giản: một máy phát điện, một ống Crooke (ống tia X), và một màn hình huỳnh quang là những thành phần chính.

Bởi vì bất kỳ ai cũng có thể vận hành thiết bị và không cần giấy phép, các nhiếp ảnh gia, những người đam mê điện, giáo viên khoa học, thậm chí cả các chuyên gia làm đẹp thường mở các “phòng chụp” độc lập (Hình eE.3).

Hình eE.3 Quảng cáo cho một Phòng chụp X-quang. Các tờ báo đăng quảng cáo cho “Phòng chụp X-quang”, nơi bất kỳ ai cũng có thể trả một khoản phí nhỏ để xem xương bàn tay của mình.

Các bác sĩ, tất nhiên, rất háo hức sử dụng các tia mới này. Việc bổ sung một bộ máy X-quang vào phòng khám của họ được coi là một sự kiện đáng chú ý, không chỉ vì tác động của nó đối với việc chăm sóc bệnh nhân mà còn đối với tài chính của phòng khám. Sự xuất hiện của một “máy X-quang” trong phòng khám của một bác sĩ là một sự phát triển lớn không chỉ đối với bác sĩ mà còn đối với cả thị trấn và tạo ra thêm nhiều câu chuyện về bức xạ, sức khỏe, y học và khoa học từ hầu hết các tờ báo vào cuối thế kỷ XIX.

Cơn sốt Radium

Nếu công chúng yêu thích tia X, thì họ hoàn toàn tôn thờ radium.

Câu chuyện anh hùng về cuộc đấu tranh của Marie Curie để phân lập và tinh chế radium là một huyền thoại khoa học. Bà là một nhà khoa học thực sự đáng chú ý. Bà là người phụ nữ đầu tiên (Hình eE.4) đoạt giải Nobel (1903 về Vật lý cùng với chồng là Pierre Curie và Henri Becquerel cho nghiên cứu của họ về bức xạ) và là người đầu tiên và là người phụ nữ duy nhất đoạt giải Nobel thứ hai về Hóa học vào năm 1911 cho việc khám phá ra các nguyên tố radium và polonium và cho việc phân lập radium. Bà cũng là người duy nhất đoạt giải Nobel trong hai lĩnh vực khoa học khác nhau (vật lý và hóa học).

Hình eE.4 Bà Marie Curie (1867-1934). Marie Curie là người phụ nữ đầu tiên đoạt giải Nobel (cho nghiên cứu về vật lý bức xạ) và là người duy nhất từng đoạt giải Nobel trong hai lĩnh vực khoa học khác nhau – vật lý và hóa học.

Ý tưởng rằng nguyên tố mới này có thể tạo ra các tia bí ẩn, cung cấp năng lượng vô tận (radium có chu kỳ bán rã 1600 năm!), và cuối cùng biến thành một thứ khác (khí radon) đã gây hứng thú cho cả cộng đồng khoa học và công chúng. Radium được ca ngợi như một phép màu trong các tiêu đề báo năm 1903 và 1904 và mọi người đều muốn có được nó và đưa vào, ăn, bôi, hoặc sử dụng nó ở bất cứ đâu có thể tưởng tượng được.

Sự lạm dụng Radium

Thuốc đạn Vita Radium

Những viên thuốc đạn có tính phóng xạ nhẹ này (Hình eE.5) được “đảm bảo hoàn toàn vô hại”. Chúng được quảng cáo là “phục hồi sinh lực tình dục và tăng cường năng lượng cho toàn bộ hệ thần kinh, tuyến và tuần hoàn”. “Những người đàn ông yếu đuối nản lòng,” quảng cáo của sản phẩm cho biết, giờ đây sẽ “Tràn đầy Sức sống Hân hoan Qua việc Sử dụng các Tuyến và Radium.”²

Hình eE.5 Thuốc đạn Vita Radium (Vita Radium Suppositories). Một làn sóng lạm dụng radium đã chứng kiến radium được thêm vào gần như mọi thứ có thể tưởng tượng được, và một số thứ không thể tưởng tượng được. Sản phẩm này tuyên bố là “chất tăng cường năng lượng cho toàn bộ hệ thần kinh, tuyến và tuần hoàn.”

Suối nước nóng phóng xạ

Khoảng năm 1903, người ta phát hiện ra rằng nhiều suối nước nóng trên thế giới (Hình eE.6), vốn đã nổi tiếng với khả năng chữa bệnh được đồn đại, thực tế cũng có tính phóng xạ. Tính phóng xạ là kết quả của việc giải phóng khí radon được tạo ra bởi radium, vốn có trong lòng đất và qua đó nước suối chảy qua. Giả định sau đó được đưa ra rằng chính tính phóng xạ, chứ không phải bản thân nước, có thể “ngăn ngừa chứng mất trí, khơi dậy những cảm xúc cao cả, làm chậm quá trình lão hóa, và tạo ra một cuộc sống trẻ trung huy hoàng đầy niềm vui.”³

Hình eE.6 Suối nước nóng phóng xạ (Radioactive Hot Springs). Mọi người đang tận hưởng suối nước nóng, được quảng cáo không chỉ vì khả năng chữa bệnh được cho là của chúng mà còn vì tính phóng xạ của chúng (do khí radon), được cho là sẽ “ngăn ngừa chứng mất trí, khơi dậy những cảm xúc cao cả, làm chậm quá trình lão hóa,” cùng với các kỳ công khác.

Phóng xạ được cho là quan trọng đến mức đối với nước, nó được coi là “yếu tố sống” của nước (Hình eE.7). Kinh doanh tại các suối nước nóng, như người ta nói, rất “nóng”.

Hình eE.7 Nước phóng xạ (Radioactive Water). Nếu uống nước là tốt cho bạn, thì người ta lập luận rằng, nước chứa radium thực sự sẽ còn tốt hơn. Nước radium được kết hợp vào nhiều mặt hàng bao gồm kem “làm đẹp”, kem đánh răng và sô cô la.

Nước phóng xạ

Khí radon chứa trong nước phân rã hoặc tiêu tan tương đối nhanh chóng. Bắt đầu từ những năm 1920 và 1930, chính radium đã được đưa vào nước (ở trên), cũng như vào các loại kem làm đẹp, miếng đệm, kem đánh răng (để “chống sâu răng, làm trắng răng, và cải thiện tiêu hóa”), thanh sô cô la, và xà phòng. Đối với những người bị hen suyễn, Cốc Mũi Radium và Máy Hô hấp Radium tuyên bố “làm sạch không khí hít vào” bằng cách thêm phóng xạ do radon tạo ra vào đó. Danh sách này còn kéo dài.

Tẩu thuốc lá phóng xạ

Một số phương pháp chữa bệnh giả mạo bằng phóng xạ tiếp tục được sản xuất vào những năm 1950 và 1960. Một mặt hàng từ những năm 1960 là Tẩu thuốc lá Lifestone, một tẩu thuốc lá bằng gốm dài 4 inch chứa một lượng nhỏ radium, kết hợp hai chất gây ung thư mạnh mẽ vào một sản phẩm (Hình eE.8). Hít khói qua radium được cho là “làm giảm nicotine, làm cho thuốc lá ngọt và dịu hơn, và bảo vệ người dùng khỏi ung thư phổi, hứa hẹn cho họ những khuôn mặt xinh đẹp, và sức khỏe tuyệt vời.”⁴

Hình eE.8 Tẩu thuốc lá phóng xạ (Radioactive Cigarette Holder). Chứa một lượng nhỏ radium bên trong một tẩu thuốc lá, mặt hàng này vẫn có sẵn vào giữa thế kỷ 20. Nó được cho là “bảo vệ người dùng khỏi ung thư phổi” cũng như cung cấp cho họ “những khuôn mặt xinh đẹp.”

Ánh hào quang mờ dần

Công nhân sơn mặt đồng hồ bằng Radium

Bắt đầu từ đầu những năm 1900 và kéo dài khoảng 40 năm, các tinh thể radium được kết hợp vào sơn chứa một chất lân quang, cùng với radium, phát ra ánh sáng nhìn thấy được. Nó được sử dụng để tạo ra ánh sáng mức độ thấp cho đồng hồ đeo tay, đồng hồ treo tường và các dụng cụ quân sự, và các mặt số vào ban đêm trong một quá trình gọi là phát quang do phóng xạ. Không giống như lân quang, không cần ánh sáng được lưu trữ để kích hoạt các chữ số và kim đồng hồ phát sáng.

Một số công ty đã thuê hàng ngàn công nhân, hầu hết là phụ nữ, để sơn thủ công các chữ số và kim của chủ yếu là đồng hồ đeo tay và đồng hồ treo tường. Các cây cọ lông lạc đà sẽ mất dáng chỉ sau vài nét vẽ, vì vậy để có được đầu nhọn cần thiết cho quá trình sơn, các công nhân được khuyến khích “chuốt” cọ bằng môi hoặc dùng lưỡi để giữ cho đầu cọ nhọn (Hình eE.9).

Hình eE.9 X-quang nha khoa. Đây là một phim X-quang của răng tương tự như bất kỳ phim nào khác từ phòng khám nha khoa, với một ngoại lệ rất quan trọng: phim được phơi sáng mà không bật máy X-quang. Phóng xạ phát ra từ chính răng của bệnh nhân. Đây là một bệnh nhân bị nhiễm độc radium do sự lắng đọng của nó trong xương từ việc là một công nhân sơn mặt đồng hồ bằng radium.

Việc sơn mặt đồng hồ bằng radium đã diễn ra trong nhiều năm, trong khi các chủ sở hữu và các nhà khoa học tại các công ty đã quen thuộc với các tác dụng phụ của radium đã cẩn thận tránh mọi phơi nhiễm với nó. Các nhà hóa học tại nhà máy đã sử dụng các tấm chắn chì, mặt nạ và kẹp để tự bảo vệ mình khỏi radium.

Năm 1923, công nhân sơn mặt đồng hồ đầu tiên qua đời vì bệnh liên quan đến bức xạ.⁵ Đến năm 1924, 50 phụ nữ đã làm việc tại một nhà máy bị bệnh, và một chục người đã chết.⁶ Theo sự thúc giục của các công ty sản xuất mặt đồng hồ radium, các chuyên gia y tế đã quy những cái chết của công nhân cho các nguyên nhân khác. Năm trong số các công nhân tại một nhà máy (được mệnh danh là Các cô gái Radium) đã kiện công ty và sau nhiều năm kiện tụng đã thắng kiện vào năm 1939. Ngày nay, hầu hết tất cả các đồng hồ tiêu dùng và mặt số phát sáng như vậy đều sử dụng một loại sơn lân quang không có tính phóng xạ.

Thảm kịch Thorotrast

Trong nỗ lực làm mờ tốt hơn các cấu trúc bên trong để làm cho chúng có thể nhìn thấy bằng tia X, nhiều chất cản quang khác nhau đã được thử nghiệm trong những ngày đầu của ngành chẩn đoán hình ảnh. Bắt đầu từ những năm 1930, một huyền phù của thorium dioxide, được tiêm tĩnh mạch, bắt đầu được sử dụng để làm mờ chủ yếu các mạch máu trong não vì nó cung cấp khả năng làm mờ tuyệt vời các mạch máu não và vì nó tạo ra tương đối ít tác dụng phụ tức thời so với các tác nhân khác được sử dụng vào thời điểm đó. Tên thương mại của nó là Thorotrast.

Thật không may, nó không chỉ cản quang mà còn có tính phóng xạ. Nó là một chất phát hạt alpha. Các hạt alpha có năng lượng tương đối cao, lớn, bị hấp thụ mạnh bởi các mô lân cận, và có thể gây ra thiệt hại đáng kể cho các phân tử gần đó. Chúng không còn được sử dụng trong chẩn đoán y khoa.

Thorotrast đã được hệ thống võng nội mô hấp thụ (Hình eE.10) — các hạch bạch huyết, gan và lách — và có chu kỳ bán rã sinh học cực kỳ dài. Tính phóng xạ của nó đã được biết đến vào thời điểm đó, nhưng nó vẫn được sử dụng vì khả năng làm mờ mạch máu tuyệt vời và vì nó được “dung nạp tốt” so với các chất cản quang động mạch khác.

Hình eE.10 Lắng đọng Thorotrast. Đây là một phim X-quang bụng thường quy ở một bệnh nhân đã nhận Thorotrast làm chất cản quang tĩnh mạch nhiều năm trước. Chất cản quang, không chỉ cản quang mà còn có tính phóng xạ, đã được lắng đọng trong các tế bào võng nội mô, chẳng hạn như các hạch bạch huyết (mũi tên), gan (L), và lách (S), nơi nó phát ra bức xạ hạt alpha có hại trong nhiều năm.

Khoảng hai thập kỷ sau khi sử dụng, bệnh nhân bắt đầu phát triển tỷ lệ mắc angiosarcoma và hemangioendothelioma gan, cholangiocarcinoma và hepatoma tăng lên. Việc sử dụng nó đã bị ngừng vào những năm 1950, nhưng thiệt hại của nó đã xảy ra.

• Các chất cản quang được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay — iốt, bari và gadolinium — không có tính phóng xạ.

Hiện tại

Trong những thập kỷ gần đây, các sự cố nổi bật đã khơi lại sự mất lòng tin vào bức xạ, bao gồm sự cố tan chảy một phần của một lò phản ứng hạt nhân tại Three-Mile Island ở Pennsylvania vào năm 1979, vụ nổ tàn khốc hơn của lò phản ứng hạt nhân Ukraine tại Chernobyl vào năm 1996, và thảm họa hạt nhân Fukushima Daiichi năm 2011 tại Nhật Bản.

Bảng chú giải thuật ngữ Y học Anh-Việt. Phụ lục Điện tử E.