Medizingeschichte

Die Geschichte der Radiologie

Eine Vielzahl an Röntgenbildern zeigt verschiedene menschliche Körperteile.
21.1.2023 | Lesedauer: 4 Minuten

Die Entdeckung der Röntgenstrahlung geschah zufällig und veränderte die Medizingeschichte. Plötzlich war kein Skalpell mehr nötig, um in den Körper zu blicken.

Diese Entdeckung war nicht geplant: Während eines Experiments am 8. November 1895 entdeckte der Physiker Conrad Wilhelm Röntgen Erstaunliches. Röntgen führte einen Versuch mit elektrischer Ladung in einer gläsernen Hochvakuum-Kathodenstrahlröhre durch und stellt dabei fest, dass bei den elektrischen Entladungsvorgängen in der Röhre eine bisher nicht bemerkte Strahlung entstand. Diese konnte die Glaswände der Kathodenstrahlröhre durchdringen und sogar die Pappe, mit der er die Röhre abgedeckt hatte. Die Strahlen bildeten einen zufällig auf dem Tisch liegenden harten Gegenstand auf dem dahinter befindlichen Fluoreszenzschirm ab.

Röntgen nannte die unsichtbare Strahlung X-Strahlung, ein Begriff, der sich heute noch in der angelsächsischen Bezeichnung „X-Ray“ für Röntgenverfahren wiederfindet. Das Experiment markierte die Geburtsstunde der bildgebenden Röntgendiagnostik. Bereits wenige Wochen später, am 23. Januar 1896, konnte Röntgen erstmals die Eigenschaften der neuen Strahlung öffentlich demonstrieren. Er „durchleuchtete“ die Hand seiner Frau und präsentierte die deutlich sichtbare Knochenstruktur der Hand den Anwesenden. Der Traum der diagnostischen Medizin, Strukturen im Körper ohne Skalpell sehen zu können, begann sich zu erfüllen.

Eine Hand mit orangefarbenem Handschuh bekleidet zeigt auf das digitale Röntgenbild eines Kiefers.

Heute gehören die Röntgenstrahlen zu den wichtigsten bildgebenden Diagnoseverfahren

Schnelle Fortschritte dank Röntgens Verzicht auf ein Patent

Die Röntgentechnologien erlebten nach ihrer Entdeckung eine rasante Entwicklung, die durch das Verhalten von Conrad Röntgen begünstigt wurde. Er verzichtete auf eine Patentierung seiner Entdeckung, sodass es keinerlei Beschränkungen in Weiterentwicklung und Anwendungen der Röntgenstrahlung für Diagnosezwecke gab.

Die ersten Röntgenverfahren eigneten sich vor allem für die Abbildung knöcherner Strukturen, weil die Unterschiede in der Dichte zwischen Knochen und der sie umgebenden Gewebearten sehr hoch sind und einfach abgebildet werden können. Um Abschattungen bei hintereinanderliegenden Strukturen aufzudecken, werden Aufnahmen aus verschiedenen Projektionsebenen angefertigt. Erst im Laufe der Jahre wurden Röntgengeräte und Röntgenverfahren entwickelt, mit deren Hilfe auch die Strukturen weicher Gewebe „gesehen“ werden konnten.

In der Röntgendiagnostik werden deshalb unterschiedlich „harte Strahlungen“ eingesetzt, die sich durch elektrische Spannungen zwischen Kathode und Anode im Bereich 25 kV (Kilovolt) bis 120 kV variieren lassen. Zur Verbesserung der Abbildung schwierig darzustellender Organe kommen Kontrastmittel zum Einsatz, die es erlauben, auch Gefäßsysteme bis in feinste Verästelungen hinein abzubilden. Da alle Röntgenverfahren und Röntgentechniken auf ionisierender, elektromagnetischer Strahlung beruhen, bürgerte sich in der diagnostischen Medizin als Oberbegriff die Bezeichnung „Radiologie“ ein.

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Weiterentwicklung hin zu CT und MRT

Eine spezielle Weiterentwicklung der klassischen Röntgenaufnahmeverfahren stellt die Röntgentomographie dar. Es handelt sich um eine schichtweise Darstellung einer Körperregion oder eines Organs. Das Diagnoseverfahren beruht auf Röntgenstrahlen, die mittels einer ausgeklügelten Mechanik jeweils eine definierte Schicht des Untersuchungsgewebes scharf abbilden, während die Regionen außerhalb der abzubildenden Schicht einen optisch stark verwischten Eindruck machen.

Diese spezielle Röntgentechnik beruht nach wie vor auf Röntgenstrahlen und wird folgerichtig der Radiologie zugeordnet. Als eine Weiterentwicklung der Röntgentomographie kann die Computertomographie (CT) angesehen werden, eine Technik, die ab etwa Mitte der 1970er Jahre mit der ständigen Erhöhung der Leistungsfähigkeit von Computern eine rasante Entwicklung erlebte. Der Computer berechnet aus den Absorptionswerten der Röntgenstrahlung, die aus verschiedenen Richtungen das zu untersuchende Organ durchdringen, überlagerungsfreie, digitale Bilder, die das Gewebe Schicht für Schicht abbilden. Das Verfahren stellt heute ein wichtiges Instrument der Radiologie dar.

Diagnose ohne ionisierende Strahlung

Die Einführung und Weiterentwicklung von bildgebenden Diagnoseverfahren wie die Magnetresonanztomographie (MRT) und der Ultraschalldiagnostik (Sonografie) brachte eine Erweiterung der Radiologie vom ausschließlichen Fokus auf ionisierende Strahlung. Es wurde argumentiert, dass das wichtigste Merkmal der Radiologie nicht die Nutzung ionisierender Strahlung ist, sondern die bildgebende Diagnostik bestimmter Körperstrukturen.

Die physikalischen Grundlagen der MRT-Technik waren zwar schon seit längerem bekannt, durchsetzen konnte sich die Technologie allerdings erst ab Mitte der 1980er Jahre mit Erfindung des Schnellbildverfahrens FLASH. Dieses reduzierte die damals noch sehr langen Messzeiten um den Faktor 100 ohne substanziellen Qualitätsverlust der erzeugten Bilder. Die Ultraschalldiagnostik (Sonografie), die meist aus militärischen Anwendungen zu Diagnosezwecken weiterentwickelt wurde, erlebte einen rasanten Aufschwung mit Erfindung der grey-scale-Technik durch G. Kossoff und W. Garrett, die sie 1972 vorstellten.

Mehrere Ärztinnen und Ärzte blicken gemeinsam auf Röntgenbilder.

Die moderne Radiologie

Die Radiologie umfasst einen eigenen ärztlichen Fachbereich, der sich primär mit bildgebenden Verfahren zu diagnostischen und therapeutischen sowie wissenschaftlichen Zwecken beschäftigt. Es ist dabei unerheblich, ob die Verfahren auf elektromagnetischer Strahlung beruhen oder vollkommen strahlungsfrei sind wie das MRT oder die Sonografie (Bilderzeugung mittels Ultraschallechos).

Innerhalb der Radiologie haben sich Spezialisierungen wie die Neuroradiologie mit Schwerpunkt Zentralnervensystem und die Kinderradiologie entwickelt. Um Fachärztin oder Facharzt für Radiologie zu werden, müssen die AnwärterInnen nach dem abgeschlossenen Medizinstudium eine fünfjährige Weiterbildung an einer anerkannten Weiterbildungsstätte im Bereich der Radiologie absolvieren und nachweisen.

Zu einer Radiologie-Praxis gehören in der Regel auch MTRAs. Es handelt sich dabei um RöntgenassistentInnen mit dreijähriger Ausbildung in den medizinisch-technischen Bereichen diagnostische Radiologie, Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Dosimetrie und Strahlenschutz.

Gesundheitsrisiko für Personal in der Radiologie

Aufgrund des technischen Fortschritts, der die Strahlung bei Röntgen- und CT-Geräten immer wieder deutlich senken konnte, ist die Strahlenbelastung für ärztliches und medizinisches Personal in der Radiologie sehr gering, so dass ein höheres gesundheitliches Strahlenrisiko im Vergleich zu anderem medizinischem Personal so gut wie ausgeschlossen ist. Um dies zu kontrollieren, gibt es für Fachpersonal sogenannte Dosimeter, die die individuelle Strahlendosis messen.

Der wichtigste Schutz für das Fachpersonal ist, dass es sich während der Durchführung einer Röntgenaufnahme oder Computertomographie nicht im Aufnahmeraum befindet, so dass keine Strahlenbelastung stattfinden kann. Eine US-amerikanische Studie, die 2016 an mehr als 100.000 Radiologinnen und Radiologen durchgeführt wurde, hat ergeben, dass das ärztliche Personal in der Radiologie im Vergleich zu Ärztinnen und Ärzten anderer Fachrichtungen kein erhöhtes Krebsrisiko tragen.

Titelbild: iStock.com/angkhan

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