Jen chvilka o samotě ve speciálně upravené místnosti, a pacient se dozví svoji diagnózu. „Zázračné“ přístroje rozpoznají vše, od zlomené kosti, přes pokažený zub až po nádorová onemocnění. Diagnostika je dnes klíčem k léčbě. Kdo ale stojí za vynálezy nenahraditelných přístrojů?

Krystalky platnatokyanidu barnatého, ležící na stole v tmavé laboratoři, se při každém elektrickém výboji ve skleněné trubici bledozeleně rozzářily. Vědci postupně docházelo, že musí jít o nové, neznáme záření.

Německý fyzik Wilhelm Conrad Röntgen (1845–1923) byl přesvědčen, že ho budou mít kvůli tomuto výzkumu za blázna. Na úsilí snad i proto nepolevil.

Přesvědčen o tom, že „každý jev je třeba co nejpřesněji pozorovat a popsat ve všech jednotlivostech, a teprve potom se můžeme odvážit podat nějaké vysvětlení,“ začal ve své laboratoři dokonce i přespávat.

Tajnůstkář otálel, než se rozhodl svůj experiment poprvé předvést manželce.

Annu Berthu Röntgentgenovou (1839–1919) pozval do své „tajemné pevnosti“ 22. prosince 1895. Vědec byl nadšený, pozorovatelka však odcházela znepokojená.

„Viděla jsem svoji smrt,“ měla údajně prohlásit potom, co jí manžel ukázal obrázek kostnaté ruky se snubním prstenem.

X v praxi

Paprsky X, jak je Röntgen nazval, vmžiku vyvolaly zájem vědecké obce i laiků. Slavná ruka paní Röntgenové stála na počátku revoluce nejen v oblasti fyziky, ale také medicíny, jelikož tento objev zapříčinil velký rozvoj v lékařské diagnostice.

Paprsky byly na tento účel poprvé použity už v lednu 1896, kdy díky nim britský lékař John Hall-Edwards (1858–1926) objevil zaseklou jehlu v ruce svého spolupracovníka.

O měsíc později udělal ten samý lékař první rentgen, který pomohl při chirurgické operaci a zasloužil se také o první snímek lidské páteře. Díky objevu rentgenových paprsků se otevřela cesta k dalším diagnostickým přístrojům pracujícím na jejich bázi.

Třeba v roce 1913 se díky německému chirurgovi Albertu Salomonovi (1883–1976) začali psát prvopočátky mamografie – základní radiologické screeningové a diagnostické metodě vyšetření prsů.

CT se prý zrodilo na procházce

Britský elektroinženýr Godfrey Hounsfield (1919–2004), který se podílel na konstrukci prvního tranzistorového počítače ve Velké Británii, se také rozhodl využít sílu rentgenových paprsků.

Nápad „prosvítit“ předmět těmito paprsky pod různými úhly a následně matematicky analyzovat jednotlivé hodnoty absorpce tak, aby zjistil vnitřní strukturu předmětu, ho prý přepadl na procházce.

Začal konstruovat počítač, který by z těchto hodnot dokázal rekonstruovat řez předmětem. Prototyp tomografu, který vytvořil, otestoval nejprve na anatomickém preparátu lidského mozku, následně na čerstvém kravském mozku a záhy i sám na sobě.

Zaznamenán výrazný pokrok

Nově objevenou metodu si Hounsfield nechal v roce 1968 patentovat. A byť vědecká obec nebyla hned schopná jeho nápad dostatečně docenit, už 1. října 1971 proběhlo první klinické CT (computed tomography) vyšetření člověka.

To zobrazilo cistu na mozku pacientky, která pak byla úspěšně odstraněna. O osm let později, kdy se na světě používalo kolem 1 000 CT snímačů si Housfield převzal za svůj přínos Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu.

Původní myšlenka přístroje i dnes zůstává stejná, ale díky vývoji a inovacím se technologie neustále zlepšuje. Čas skenování se třeba snížil z původních asi pěti minut, na 0,24 sekund.

Přístroj rovněž vyzařuje méně rentgenového záření, poskytuje lepší kvalitu snímků a v neposlední řade také větší komfort pro pacienty. CT je v současnosti nákladným, avšak nezbytným a běžně používaným přístrojem.

Od lodí k miminkům

Kromě běžného rentgenového záření, využívá moderní radiologie také jiné zdroje energie.

Po objevu piezoelektřiny v roce 1880, jenž mají na svědomí bratři Pierre (1859–1906) a Jacques Curie (1855–1941), bylo možné využívat ultrazvukové vlny. Ještě před 2. světovou válkou se sonografie nespojovala s lidským tělem.

Vědci se zaměřili na její využití třeba v lodním průmyslu. Na medicínskou cestu naskočil až rakouský neurolog Karl Theo Dussik (1908–1968), jenž je považován za pionýra v této oblasti. Jako první zobrazil lidské tělo ultrazvukem.

John J. Wilde (1914–2009), který používal ultrazvuk zejména na odhalování a diagnostiku nádorů, si vysloužil titul „otec lékařského ultrazvuku“.

Zařízení, které v roce 1958 vytvořili pro medicínské účely skotský porodník Ian Donald (1910-1987) a inženýr Tom Brown (1933-2019) využil Donald na pozorování růstu plodu v děloze.

Výzkumy pokračovaly a v 80. letech se Kazunori Baba (*1952) z Tokijské univerzity zasloužil o vývoj první 3D ultrazvukové technologie, která poskytla možnost sonografie v reálném čase a ve velmi vysoké kvalitě.

Pětihodinová rezonance

Byť nukleární magnetická rezonance (NMR), známá jako efekt rotujícího atomu, byla objevena již koncem 30. let minulého století, ani tato metoda se zpočátku nepoužívala na lékařské účely. Až 70. léta přinesla zlom.

Americký lékař Raymond Damadian (1936-2022) publikoval článek, ve kterém uvedl, že NMR dokáže odhalit nádory v lidském těle, protože je dokáže odlišit od normálního tkaniva.

Spolu s dalšími vědci pak 3. července 1977 vykonal první celotělové skenování, které trvalo téměř 5 hodin.

Práce vědců Paula C. Lauterbura (1929-2007) a Petera Mansfielda (1933-2017), umožnila vytvoření zobrazovacích metod založených na magnetické rezonanci a vedla k vzniku moderních MRI skenerů. Dvojice se v roce 2003 za svůj objev podělila o Nobelovu cenu.