Hammasröntgenkuvauksen alkuvuosien historiaa I Röntgensäteilyn löytyminen

Varhaiset röntgenlaitteistot

Röntgenin, Lenardin, Crookesin ja muiden varhaisten pioneerien käyttämät tyhjiöputket olivat yksinkertaisia, erimuotoisia lasiputkia tai -lamppuja, joiden sisälle meni muuntajaan yhdistettävät anodina ja katodina toimivat metalliosat. Putken sisällä vallitsi suhteellinen tyhjiö, jota ei juurikaan voitu säädellä. Putken sisällä oleva ilma teki sen toiminnasta oikullisen ja epäluotettavan, mutta vähän ilmaa kuitenkin tarvittiin elektronien lähteeksi «Goatz PW, White SC. Oral radiology. 2.edition. C.V.Mosby Company. St Louis, USA 1987. »1.

Röntgensäteily syntyi elektronien syöksyessä jännitteen ajamina katodilta ja törmätessä (jarruuntuessa) anodin tai putken lasiseinämän atomeihin. Jo uusissa putkissa oli eroja säteilytuotossa ja niitä piti testata jatkuvasti säteilyn laadun määrittämiseksi. Kun putkea käytettiin, kaasumolekyylejä yhdistyi anodilta ja katodilta höyrystyneisiin jäämiin, mikä voimisti vähitellen tyhjiötä. Kun putkessa olevan kaasun määrä pieneni riittävästi, säteilyn tuotto lakkasi «Preece JW. Roentgen alchemy, Part II. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1969; 28: 830-43. »10. Sanottiin, että putki oli "kova". Putki laitettiin syrjään "pehmenemään" tai sitä saatettiin lämmittää alkoholilampulla, jolloin sen seinämästä irtosi kaasumolekyylejä. Liian "pehmeä" putki taas ei tuottanut röntgensäteitä. Kuvaaja ei koskaan voinut olla täysin varma putken tilasta. Se täytyikin testata aina ennen uuden kuvan ottoa «Goatz PW, White SC. Oral radiology. 2.edition. C.V.Mosby Company. St Louis, USA 1987. »1, «Preece JW. Roentgen alchemy, Part II. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1969; 28: 830-43. »10.

Laitteiston tilasta kertoi energisoidun putken tuottaman fluoresenssin väri sekä kipinän pituus käämin kipinävälissä «Langland OE, Langlais RP. Early pioneers of oral and maxillofacial radiology. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 1995; 80: 496-511. »6, «Preece JW. Roentgen alchemy, Part II. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1969; 28: 830-43. »10. Tarkempi ja käytännöllisempi menetelmä oli kuitenkin katsoa fluoroskoopin läpi toista kättään röntgenlähdettä vasten ja säätää säätövastuksesta kunnes käden luut näkyivät selvästi. Tämän jälkeen otettiin kuva potilaasta. Juuri tämä käytäntö johti monen röntgenpioneerin syöpäkuolemaan. Lopulta operaattorin käden asemesta ryhdyttiin testauksessa käyttämään osteoskooppia, operaattorin suojatussa kädessään pitämää luurangon kättä «Preece JW. Roentgen alchemy, Part II. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1969; 28: 830-43. »10. Myöhemmin kehitettiin muita mittalaitteita, kuten penetrometri. Se perustui hopealevyyn ja eri paksuisiin alumiinilevyihin sekä röntgenlaitteen tuottaman säteilyn kykyyn läpäistä levyjä. Muuntajan sekundaaripiirin resistanssia mittaavaa laitetta, kvalimetriä (qualimeter) käytettiin myös arvioitaessa säteilyn läpäisevyyttä. Milliampeerimittari keksittiin vuonna 1904. Sillä voitiin mitata putken läpi kulkevan virran määrä. Penetrometriä, kvalimetriä ja milliampeerimittaria käytettiin samanaikaisesti putken tilan arvioimiseksi «Preece JW. Roentgen alchemy, Part II. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1969; 28: 830-43. »10.

Säteilyn määrää mitattiin aluksi Holzknechtin radiometrillä (1902), joka perustui bariumplatinosyanidin värimuutoksiin eri vahvuisessa röntgensäteilyssä. Väriä verrattiin standardisoituun väriasteikkoon. Yksi Holzknechtin yksikkö oli kolmasosa siitä säteilymäärästä joka riitti aiheuttamaan erytematoottisen muutoksen keski-ikäisen miehen iholle (n. 100 r = 1 Gray, Gy) «Preece JW. Roentgen alchemy, Part II. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1969; 28: 830-43. »10. Hammaskuvassa ihoannos on nykyisin alle 5 mGy «Peltola J. Suullinen tieto, 2005. »11.

Fokusoiva putki

Pian röntgensäteiden löytymisen jälkeen julkistettiin paranneltu röntgenputki, jossa kupin muotoinen katodi fokusoi katodisäteitä pieneen pisteeseen anodille. Platina-anodi oli kallistettu 45 asteen kulmaan katodisäteisiin nähden. Tällainen anodi salli entisiin laitteisiin verrattuna säteilyn suuntautumisen enemmän putken sivusta ulos (vanhoissa laitteissa anodi oli kohtisuorassa katodisäteitä vastaan estäen säteilyä). Säteilyn syntyessä pienellä alueella anodilla uudella rakenteella saatiin aikaisempaa terävämpiä kuvia. Lisäksi katodisäteet suuntautuivat paremmin anodille ja vähemmän putken lasiseinään. Tämä vähensi putken ylikuumenemisen ja sulamisen vaaraa sekä putken kuumenemisesta johtuvaa vastuksen kasvua ja säteilyn muuttumista pehmeämmäksi kuvauksen aikana. On ilmeistä, että fokusoiva putki tuotti myös enemmän röntgensäteitä. Uusien putkien tultua markkinoille radiologien raportit säteilydermatiiteista ja röntgenpalovammoista lisääntyivät «Goatz PW, White SC. Oral radiology. 2.edition. C.V.Mosby Company. St Louis, USA 1987. »1, «Grigg ERN. The trail of the invisible light. Charles C. Thomas, Bannerstone House. Springfield, Illinois, USA 1965. »5.

Säädettävä röntgenputki

Yksi ensimmäisistä ratkaisuista kaasuputken oikukkaan toiminnan hallitsemiseksi oli putkeen tehtävä uloke, jonka päässä oli ilmaruuvi. Ruuvin kautta päästettiin hiukan ilmaa putken sisään ja "kova" putki saatiin "pehmenemään". Toinen menetelmä oli laittaa tällaiseen ulokkeeseen (regulaattoriin) kaliumkarbonaattia. Lämmitettäessä kaliumkarbonaatti vapautti hiilidioksidia ja putkea voitiin näin säätää "pehmeämmäksi". Tällainen regulaattori esiteltiin uutena parannuksena vuonna 1896, mutta mm. Crookes oli käyttänyt regulaattoriputkia jo 1870-luvulla «Goatz PW, White SC. Oral radiology. 2.edition. C.V.Mosby Company. St Louis, USA 1987. »1.

Queen ym. kehittivät vuoden 1896 loppupuolella itsesäätyvän röntgenputken «Preece JW. Roentgen alchemy, Part II. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1969; 28: 830-43. »10. Putken pääkuplan lisäksi putkessa oli lisäkupla, jossa oli kaliumkarbonaattia. Kaliumkarbonaattiin oli upotettu toinen pari elektrodeja. Kun putkea käytettäessä tyhjiö ja resistanssi kasvoivat, virta ohjautui lisäkuplan elektrodeihin säädettävän johtimen välityksellä. Elektrodien välillä löi kipinä, kaliumkarbonaatti kuumeni, vapautti kaasua ja putken säteilytuotanto saattoi jatkua «Preece JW. Roentgen alchemy, Part II. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1969; 28: 830-43. »10.

Varhaisia hammasröntgenpioneereja

Frank Harrison otti Britannian ensimmäisen hammasröntgenkuvan. Hän valmisti erityisen tyhjiöputken hammaskuvauksia varten tammikuussa 1896. Hänen 26.6.1896 julkaistu raporttinsa hammasröntgenkuvista oli ensimmäisiä laatuaan «Fields RT, Goaz PW. Notes on the history of dental radiology. Tex Dent J 1995; 112: 15-22. »4, «Hirschmann PN. The next centenary. From the archives of dental radiology. Dentomaxillofac Radiol 1996; 25: 1-4. »12.

Bostonissa toiminutta hammaslääkäriä William Herbert Rollinsia on kutsuttu "hammaslääketieteen unohdetuksi mieheksi". Ujon ja hillityn miehen saavutuksista ei monikaan tiennyt. Heinäkuussa 1896 hän julkaisi kuvauksen rakentamastaan intraoraalisesta röntgenkasetista ja oraalisesta fluoroskoopista. Edelleen vuonna 1896 hän kehitti röntgenputkelle varren ja seinäkiinnikkeen hammaskuvauksia varten. Laiteessa oli myös säädettävä suojalevy. Tämä on ensimmäinen kirjallisuudessa kuvattu hammasröntgenlaite, vaikkakaan sitä ei koskaan valmistettu kaupallisesti. Rollins oli myös varhainen säteilysuojelun pioneeri (lisää artikkelin osassa II, joka julkaistaan lehden seuraavassa numerossa) «Langland OE, Langlais RP. Early pioneers of oral and maxillofacial radiology. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 1995; 80: 496-511. »6, «Bober-Moken I, Perez, RS. Historic insights on dental radiography. Bull Hist Dent 1986; 34: 13-27. »8, «Glenner RA. 80 years of dental radiography. J Am Dent Assoc 1975; 90: 549-563. »13.

Hammaslääkäri C. Edmund Kells New Orleansista innostui välittömästi tutkimaan röntgensäteilyn soveltamismahdollisuuksia hammaslääketieteeseen, kun tieto Röntgenin keksinnöstä saapui Yhdysvaltoihin 6.1.1896 «Langland OE, Fortier AP. C. Edmund Kells. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1972; 34: 680-689. »14. Kells kehitti filminpitimen ja korosti filmin paralleelisuutta hampaisiin nähden sekä sen asettamista mahdollisimman lähelle kuvattavaa kohdetta jo vuonna 1896 «Langland OE, Fortier AP. C. Edmund Kells. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1972; 34: 680-689. »14. Hän oli juurihoitojen puolestapuhuja aikana, jolloin sarjapoistot olivat yleinen käytäntö devitaalien hampaiden hoitona «Jacobsohn PH, Fedran RJ. Making darkness visible: the discovery of X-ray and its introduction to dentistry. J Am Dent Assoc 1995; 126: 1359-1367. »3. Hän myös käytti ensimmäisenä röntgenkuvausta juurihoidoissa «Langland OE, Fortier AP. C. Edmund Kells. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1972; 34: 680-689. »14. Kells oli sitä mieltä, että hammassairauden diagnosoijan tulisi olla hammaslääkäri eikä röntgenkuvan ottanut lääkäri tai röntgenologi «Jacobsohn PH, Fedran RJ. Making darkness visible: the discovery of X-ray and its introduction to dentistry. J Am Dent Assoc 1995; 126: 1359-1367. »3, «Langland OE, Fortier AP. C. Edmund Kells. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1972; 34: 680-689. »14.

Kells oli hyvin monipuolinen ja ahkera hammaslääketieteen kehittäjä. Hän otti mm. ensimmäisen stereoskooppisen hammaskuvan vuonna 1905 «Bober-Moken I, Perez, RS. Historic insights on dental radiography. Bull Hist Dent 1986; 34: 13-27. »8 ja keksi imulaitteen. Hän kirjoitti kaksi hammaslääketieteen käsikirjaa ja oli osallisena yli 200 artikkelissa eri hammaslääketieteen aloilta. Kells teki lukuisia muitakin keksintöjä patentoiden niistä yli 30. Hän keksi mm. sähköisen termostaatin, palosammuttimen ja -hälyttimen, elektromagneettisen kellon, auton starttimoottorin ja juomalaitteen «Langland OE, Fortier AP. C. Edmund Kells. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1972; 34: 680-689. »14.

Kellsistä tuli yksi tunnetuimpia varhaisia röntgensäteilyn uhreja. Vuonna 1906, harjoitettuaan kymmenen vuotta röntgenkuvausta, Kells huomasi vasemmassa kädessään keratoosia. Pari vuotta myöhemmin käteen ilmestyi haavauma, joka parantui leikkauksen jälkeen. Vuoteen 1922 mennessä käteen kehittyi useita ulseroivia dermatiitteja. Tämän jälkeen alkoi ilmaantua epidermoideja karsinoomia, joita hoidettiin kirurgisesti, ihonsiirroin sekä radium- ja ultraviolettisäteillä. Lopulta vasemmasta kädestä amputoitiin sormi. Seuraavana neljänä vuotena Kells kävi läpi 15 leikkausta: ihonsiirtoja, imusolmukkeiden poistoja vasemmasta kainalosta ja sormien amputaatioita. Lopulta vuonna 1926 vasen käsivarsi amputoitiin olkapään alapuolelta. Samana vuonna syöpä kehittyi myös oikeaan käteen ja levisi lopulta sydämeen ja keuhkoihin. Kells kävi lävitse kaikkiaan 42 leikkausta ja kärsi vuosikausia kovista kivuista. Hän kuitenkin kieltäytyi kipulääkkeistä ja työskenteli jatkuvasti, julkaisi kirjoituksia ja kehitteli instrumentteja, joita hän saattoi käyttää puuttuvine sormineen. Vuonna 1928 parantumattomasti sairas Kells ampui itsensä «Langland OE, Langlais RP. Early pioneers of oral and maxillofacial radiology. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 1995; 80: 496-511. »6.