De röntgenstralen werden in November 1895 ontdekt door Wilhelm Röntgen, toenmaals hoogleraar in de natuurkunde te Würzburg, gedurende zijn experimenten met kathodestralen: dit zijn stralen die opgewekt worden, wanneer een electrische stroom van hoge spanning door een bijna luchtledige buis gaat. Hij deed deze proeven in een donkere kamer en zag daarbij een uit platina-bariumcyanuur bestaand z.g. fluorescerend scherm oplichten, en begreep dat hij met onzichtbare stralen te maken had.
Hij noemde ze X-stralen; later werden ze naar de ontdekker röntgenstralen genoemd. Behalve dat ze dit fluorescerend vermogen bezaten, bleek tevens dat het broomzilver van de fotografische plaat erdoor ontleed werd, zoals door gewoon licht.Röntgenstralen zijn electromagnetische trillingen, evenals het licht, doch van een kleinere golflengte. Deze golflengten worden uitgedrukt in Angström-eenheden en zijn afhankelijk van de electrische spanning, die gezet wordt op de röntgenbuis. Voor de geneeskunde gebruikt men spanningen van 30 000 a 400 000 Volt. Om nog kortere golflengten te verkrijgen is niet het opwekken van nog grotere spanningen de grootste moeilijkheid, doch wel het fabriceren van de röntgenbuis die een dergelijke spanning kan verdragen. Theoretisch berekend zou men met ca 5 000 000 Volt röntgenstralen kunnen opwekken, die identiek zijn met de gammastralen van het radium. In de geneeskunde noemt men röntgenstralen met grote golflengte weke, die met kleine golflengte harde stralen.
Röntgenstralen ontstaan, wanneer in een röntgenbuis die bijna luchtledig is, de kathodestralen tegen iets botsen.
Oorspronkelijk was een röntgenbuis in zijn buren eenvoudigste vorm een glazen buis, waarin twee metalen geleiders als electroden waren gesmolten. De negatieve pool was de kathode, terwijl de positieve pool, die van een schuin vlak werd voorzien en waartegen de kathodestralen botsten, de anode of antikathode werd genoemd. Door de electrische stroom wordt de geringe hoeveelheid lucht in de buis gesplitst in positieve en negatieve deeltjes, de z.g. electronen. Deze electronen, die — zoals later gebleken is — de eigenlijke kathodestralen vormen, botsen tegen de anti-kathode.
Tegenwoordig gebruikt men buizen waarin deze electronen ontstaan door het laten gloeien van een spiraaldraad in een absoluut luchtledige buis, zodat men deze electronen door variatie van de spanning in iedere hoeveelheid kan laten vrijkomen en dus in een zelfde buis iedere golflengte kan opwekken. Practisch betekent dit in de geneeskunde dat men met één buis weke en harde stralen kan opwekken. Door deze electronen tegen de anti-kathode op één punt (het z.g. brandpunt of focus)
te richten, kan men de röntgenstralen ook van één punt laten uitgaan, zodat men bij de röntgenfotografie een scherp beeld verkrijgt. Wanneer röntgenstralen zelf weer tegen materie botsen, zendt deze weer secundaire stralen of strooistralen uit, die practisch van belang zijn bij de fotografie en bij de bescherming van hen die met röntgenstralen werken. Bij röntgenopnamen kunnen deze z.g. strooistralen voor een groot deel door een z.g. Buckyrooster opgevangen worden.
De oorspronkelijke apparaten om röntgenstralen op te wekken, inductoren met een onderbreker en een glazen röntgenbuis, zijn langzamerhand door de uitgebreide röntgenindustrie ontwikkeld tot de meest geperfectionneerde toestellen, waardoor in de geneeskunde uiterst korte belichtingen van bewegende organen mogelijk zijn. Behalve voor de natuurkunde zijn de röntgenstralen vooral voor de geneeskunde van de grootste betekenis, in het bijzonder voor de diagnostiek en de behandeling van ziekten. Hierbij maakt men gebruik van de eigenschap, dat röntgenstralen door de stof heendringen, en tevens voor een deel geabsorbeerd worden. Deze absorptie is afhankelijk van de stof en de golflengte der röntgenstralen. Hierdoor krijgt men de lichtcontrasten op het joe fluorescerende scherm en de fotografische . plaat en kan men ziekelijke afwijkingen herkennen. In het menselijke lichaam geven beenderenstelsel(doorhetcalciumgehalte) en longen (door de lucht die zij bevatten) het beste contrast.
De overige organen verschillen echter niet veel in soortelijk gewicht, zodat men hiervoor hulpmiddelen moet gebruiken. Men brengt in de bloedbaan of direct in de organen allerlei stoffen, z.g. contraststoffen, die een element bevatten van een hoger soortelijk atoomgewicht, meestal jodium, waardoor deze organen zichtbaar worden. Ook door het inbrengen van lucht krijgt men een contrast. Op deze wijze kan men bloedvaten, bepaalde delen van de hersenen en het ruggemerg, luchtwegen, maag en ingewanden, galblaas, nier en blaas enz. zichtbaar maken, en is een betere diagnostiek mogelijk. Op het fluorescerende scherm kunnen de bewegingen bestudeerd worden, terwijl op de fotografische plaat het beeld duidelijker is afgetekend. Verder heeft men nog bijzondere onderzoekingsmethoden, de planigrafie of tomografie, waarbij buis en plaat om een bepaald punt draaien, zodat dit punt scherp en de rest vaag wordt weergegeven; en de kymografie, waarbij men de fotografische plaat langs een spleet laat vallen, zodat van een bewegend orgaan — b.v. het hart — de bewegingen te zien zijn.
Ook de stereoscopie gebruikt men om diepte in het röntgenbeeld te krijgen. In oorlogstijd zijn de röntgenstralen van het allergrootste belang voor het opsporen van kogels en granaatsplinters. Talrijke methoden worden hiervoor gebruikt, een apparaat van Philips, de boloscoop, moet hierbij dan in het bijzonder vermeld worden. De röntgencinematografie heeft geen ingang gevonden. In de techniek heeft het onderzoek met röntgenstralen eveneens grote betekenis verkregen, doordat men inwendige fouten in de structuur van gegoten metalen delen kan vinden. Schilderijvervalsingen kan men vaststellen, indien de verf anorganische bestanddelen bevat.
Behalve voor de diagnostiek worden de röntgenstralen in de geneeskunde ook voor de behandeling van vele ziekten gebruikt, doordat zij een grote biologische invloed hebben op de levende cel, zowel op de normale als op de pathologische. Waardoor uiteindelijk die invloed ontstaat is onbekend; wel weet men dat iedere cel tenslotte bij een bepaalde dosis beschadigd, resp. gedood wordt. Talrijk zijn de theorieën en onderzoekingen daarover, sommigen willen het zuiver fysisch verklaren: de röntgenstralen zouden de eiwitatomen zelf in hun structuur aantasten.
De reacties op de huid bij een toediening van röntgenwaaraan zoveel pioniers der röntgenologie zijn overleden.
De hoeveelheid röntgenstralen wordt uitgedrukt in r eenheden. Deze worden gemeten door een röntgendosismeter, waarbij gebruik wordt gemaakt van het ioniserende vermogen der röntgenstralen op de lucht; deze lucht wordt dan geleidend voor een electrische stroom, die men op deze manier kan meten; op grond daarvan kan men vervolgens de hoeveelheid röntgenstralen bepalen. Deze reenheid is die hoeveelheid röntgenenergie, die bij een bestraling van 1 cm3 lucht van 18° Celsius en 760 mm druk in een ionisatiekamer een zo sterke geleiding geeft dat de bij de verzadigingsstroom gemeten electrische energie één electrostatische eenheid bedraagt. De normale huid verdraagt een bepaalde hoeveelheid r eenheden zonder te reageren, de eerste reactie bij vergroting der dosis is een lichte roodheid en het uitvallen der haren. Deze dosis bedraagt 500 tot 900 r, afhankelijk van de hardheid der stralen. Deze veranderingen hebben geen blijvende nawerking.
Wanneer men de dosis over vele dagen verdeelt (fractionnering) kan men deze groter nemen. Bij een enkele dosis van 1200 tot 2000 r al naar gelang van de hardheid, krijgt men een exsudatieve reactie, die met een atrofische huid geneest. Bij een dosis boven de 2500 r kan het röntgenulcus ontstaan.
Van de vele ziekten, die met röntgenstralen behandeld worden, is vooral de kanker te vermelden, omdat hierbij naast de heelkundige behandeling de röntgen stralen de enige mogelijkheid van genezing geven. Hier moeten de kankercellen gedood worden, terwijl het normale weefsel niet vernietigd mag worden. De gevoeligheid van de cellen is waarschijnlijk alleen afhankelijk van de hoeveelheid geabsorbeerde röntgenenergie en niet van de golflengte der röntgenstralen. Behalve bij kwaadaardige gezwellen wordt de röntgenbehandeling ook toegepast bij verschillende vormen van chirurgische t.b.c., vooral bij de lymfklier-t.b.c. Ook bij acute ontstekingsprocessen, rheumatische aandoeningen, talrijke huidafwijkingen en bloedziekten zijn de röntgenstralen een belangrijk geneesmiddel gebleken.
De gevoeligheid van het normale weefsel voor röntgenstralen is zeer verschillend, het minst gevoelig zijn de spieren en het centrale zenuwweefsel, het gevoeligst de bloedcellen en het bloedvormende weefsel en de geslachtsklieren. Verder zegt de wet van Bergonié en Tribondeau, dat de gevoeligheid van de cel afhankelijk is van de snelheid waarmede de cellen zich delen, hun wijze van kerndeling en verder van de functies van de cellen zelf.
Nauw verwant aan de röntgenstralen zijn de stralen, die door het element radium worden uitgezonden. Dit element, dat door mevrouw Curie ontdekt werd, zendt de z.g. a, β en y stralen uit, waarvan de a en β stralen corpusculaire stralingen zijn, d.w.z. uitgezonden door deeltjes van het atoom zelf, terwijl de y stralen — evenals röntgenstralen — electromagnetische trillingen zijn van een zeer korte golflengte en waarschijnlijk identiek met röntgenstralen, die veroorzaakt zouden worden door een spanning van 5 000 000 Volt aan een röntgenbuis, die deze spanning zou kunnen verdragen. Sinds de toepassing dezer stralen heeft men het begrip radiologie gekregen, de wetenschap van aard en werkzaamheid der stralen.
Door de steeds grotere vooruitgang der natuurkunde, die ons geleerd heeft dat het atoom weer uit verschillende deeltjes bestaat, heeft het begrip radio-activiteit een nog grotere uitbreiding ondergaan. Electronen, protonen, neutronen — vooral deze laatste, door hun grote doordringingskracht — blijken grote invloed op de levende cel uit te oefenen. De kennis van hun werking op de cellen is echter nog niet verder dan het proefondervindelijke stadium gekomen. Ook blijken de cosmische stralen volgens de laatste onderzoekingen onder bepaalde omstandigheden invloed uit te oefenen op het dierlijk organisme.
Tenslotte hebben de laatste ontdekkingen, die bij de explosie van de atoombom zijn gedaan, aangetoond dat hierbij zeer grote radio-activiteit optreedt, die op het menselijk lichaam dezelfde invloed uitoefent als bovengenoemde stralen, en door de totale bestraling van het lichaam en de grote dosering een dodelijke invloed kan hebben, vnl. door vernietiging van het bloecj en de bloedvormende weefsels.
D. J. STEENHUIS
S. Glasscheib, Allgemeine Röntgenkunde, 2de bew. dr. 1936.
W. E. Scholl, X-rays, their Origin, Dosage and Practical Application, 1943.
L. G. Rigler, Outline of Roentgendiagnosis, 2de dr. 1943.
