Развитие на лъчетерапията между 1895 и 1930 г.: Епохата на откритията

На заглавната снимка е представен Ърнест Ръдърфорд

През този период от 30-35 години, се полагат основите на радиотерапията. Тогава се открива атомът, както и други субатомни и електромагнетични частици; учените се опитват да разберат как да ги използват в медицината.

Невероятното откритие на Рьонтген се случва през 1985 г., въпреки че рентгенови лъчи несъзнателно са създадени по-рано и от други учени. Скоро неговият доклад е последван от съобщение на Бекерел за явлението радиоактивност, а през 1898 г. от Кюри за откриването на радия. Бекерел и Кюри съобщават за физиологичните ефекти от лъчението на радия през 1901 г. Тези открития подклаждат спекулациите, че радиоактивността може да се използва за лечение на някои заболявания. През януари 1896 г. лекари използват рентгенови лъчи за лечение на жена, болна от рак на гърдата. До 1904 г. стават достъпни текстове, касаещи радиотерапията. През първото десетилетие на XX век се появяват много съобщения за употребата на рентгенови лъчи и радий (терапия на Кюри).

Погледнато в ретроспекция е ясно, че липсата на информация за биологичните ефекти и механизма на действие на новооткритите лъчи водят до много усложнения и слаб контрол на раковите заболявания. Въпреки това, тези първи стъпки, макар и направени на сляпо, помагат на учените да достигнат до по-добри начини на употребата им; радиобиолозите започват да изследват ефектите на лъчите върху клетките; физиците от своя страна започват да проучват способностите на радиацията. Така биват открити изотопите, които по-късно се използват за интракавитарно и интерстициално облъчване. Същите изследвания водят и до разкриването и разбирането на цялостната структура на атома.

С напредването на този период, биолозите започват да разбират връзката между времето и количеството за оцеляването на клетките. Изключително важни са изследванията на Рего и Кутард, които опитват алтернативните методи за доставяне на обща доза радиация. Рего доказва, че фракционната терапия прекратява перманентно производството на сперматозоиди; Кутард  по-късно стига до заключението, че прилагането на външно лъчение може да контролира раковите образования във врата и главата, без тежките реакции и по-късните последствия, които причинява еднократната висока доза. Тези открития установяват, че нормалните клетки се възстановяват по-добре след радиационно нараняване отколкото раковите клетки и кара радиолозите да прибегнат към фракциониране на дозата.

През този етап от развитието на радиологията, Кулидж разработва практичната рентгенова тръба, която позволява на лекарите да насочват високоенергийни рентгенови лъчи (180-200 kV) до по-дълбоко разположени тумори. Дотогава рентгеновите лъчи се използват предимно за лекуване на повърхностни тумори. Високоволтажните трансформатори също се появяват в този период. Впоследствие физиците и инженерите разработват техники за по-добро измерване на радиационната доза с рентгенови лъчи.

Началото на идеята за терапия със заредени частици е поставено от Ърнест Ръдърфорд, чиято работа допринася са разбирането на структурата на атома. Ръдърфорд обяснява радиацията като спонтанно разпадане на атоми. Освен това е първият, който отбелязва, че един елемент може да бъде превърнат в друг.

През 1896 г. Ръдърфорд започва да използва рентгенови лъчи, за да предизвика електропроводимост в газове; след откритието на Бекерел, той повтаря експеримента с лъчи от радиоактивни атоми. През 1898 г. той открива, че от радиоактивните атоми се излъчват два отделни типа лъчения. Той ги нарича алфа и бета лъчи, като вторите се оказват електрони. Той доказва, че някои тежки атоми се разпадат на по-леки, а през 1907 г. демонстрира, че алфа частицата е хелиов атом, отделен от електроните си. Той и Гайгер разработват метод  за засичане на единични частици, излъчени от радиоактивни атоми. Освен това изследва дали алфа частиците се отразяват от метали и открива, че някои алфа лъчи се връщат и разпръскват при срещата с тънко златно фолио. През 1911 г. Ръдърфорд предлага своя ядрен модел на атома. Един от учениците му, Нилс Бор, поставя електроните в стабилна формация около атомните ядра; моделът на атома Ръдърфорд-Бор, с по-късните подобрения, се превръща в стандартен, а формулата на Ръдърфорд се използва и днес при основни и специализирани проучвания.

През 1898 г. Вилхелм Вийн открива позитивна заредена частица, която е равна по маса на атома на водорода. През 1919 г. Ръдърфорд показва, че бомбардиран с алфа частици азотът отделя водородно ядро. Година по-късно той идентифицира водородните ядра със заредената частица, открита от Вийн, и я нарича протон.

Откриването на рентгеновите лъчи, след това на гама лъчите, както и на структурата на атома с електрони, протони и неутрони, бележат първия период от развитието на радиотерапията. Провеждат се много физични и биологични експерименти, чиято цел е да се определят и разберат характеристиките на новооткритите лъчи и ефектите, които оказват върху клетките и тъканите. Особено след работата на Ръдърфорд, радиоактивните елементи са разпознати и внимателно проучени.

В началото при употребата на радиация за медицински цели са допуснати много грешки и много пациенти получават увреждания и наранявания. Въпреки това, тази жертва е необходима и неизбежна за развитието на медицината. Информацията, натрупана през този период, подпомага и насърчава развитието на две главни направления в радиомедицината – диагностиката и терапията. Лекарите започват да разпознават много заболявания, както и да лекуват злокачествени образования, като при някои постигат и успех.

по статията работи: Величка Мартинова

Статията е част от историята на:

• История на заболяването рак