Punkt oparcia

Minęło 40 lat od przyznania Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny dla twórców tomografii komputerowej – przypomina dr Mieczysław Dziedzic.

W uzasadnieniu stwierdzono, że żadna inna metoda w diagnostyce medycznej nie przyniosła tak wydatnego postępu, i to w tak krótkim czasie. Faktycznie, tylko nieliczne specjalizacje lekarskie z niej nie korzystają.

Promienie X

Przypadkowe, acz epokowe odkrycie promieni X, dokonane przez Wilhelma C. Roentgena pod koniec XIX w. (pierwsza Nagroda Nobla z fizyki, 1901 r.), poszło jakby w zapomnienie, choć przez całe stulecie szeroko korzystano z ich zastosowania. Jednym z istotnych badań dla oceny stanu chorego było prześwietlenie klatki piersiowej.

Początkowo badania rentgenowskie były złej jakości, wykonywane niedoskonałym aparatem, który bardziej naświetlał lekarza niż pacjenta. Radiolodzy chorowali na chorobę popromienną, wielu z nich miało poparzone ręce. Aby naprawić mankamenty techniczne zdjęcia i podnieść jego wartość diagnostyczną, trzeba było sięgnąć do własnego doświadczenia zawodowego, a także do wyobraźni. Interpretacja, czyli opisy rtg. klatki piersiowej, były swoistym wypracowaniem literackim, którego treść zależała od polotu radiologa.

Fotodensymetria radiograficzna

Jak zastąpić obszerny opis danymi obiektywnymi? Jak określić, co jest bardziej szare od szarego, a co jest jaśniejsze od jasnego? Gdzie jest jeszcze prawidłowa tkanka płucna, a gdzie rozwija się w podścielisku pylicze zwłóknienie lub rozedma? To pytania, na które próbowała znaleźć odpowiedź Lucyna Urbańska-Bonenberg, asystentka w Klinice Chorób Wewnętrznych i Zawodowych Śląskiej Akademii Medycznej, kierowanej przez prof. Witolda Zahorskiego.

Oddział chorób zawodowych należał wówczas do nielicznych w Polsce, gdyż w połowie XX w. dopiero definiowano choroby wynikające ze szkodliwych warunków pracy. Orzekanie o chorobie zawodowej górników było w socjalistycznym państwie także sprawą polityczną, dlatego władze okazywały troskę o klasę robotniczą. Dyrekcja kopalni „Makoszowy” zakupiła dla kliniki fotokomórkę selenową i dziś nazwać to można sponsorowaniem działalności naukowej przez przemysł.

W 1952 r. dr Bonenbergowa rozpoczęła badania kliniczne u górników z pylicą, dokonując ilościowych oznaczeń, „ponieważ zjawisko zwiększonej przejrzystości pól płucnych jest wrażeniem wzrokowym, zależnym w dużej mierze od subiektywnej oceny badającego” – jak napisała w późniejszej publikacji. Metodę nazwała fotodensymetrią radiograficzną, szczegółowo opisując sposób mierzenia jasności podświetlanych na negatoskopie klisz: średnica fotokomórki wynosiła 1 cm, odczyt wyrażano w mA.

W dalszych dociekaniach naukowych na tym samym negatoskopie analizowała cztery zdjęcia rtg. klatki piersiowej jednego pacjenta: p-a, lewo-boczne, a-p i prawo-boczne, a następnie dokonywała żmudnych obliczeń matematycznych i statystycznych. Tak więc obraz rentgenowski był zamieniany na dane liczbowe wskazane przez fotokomórkę prawie centymetr po centymetrze, czyli tak, jak w tomografii komputerowej – dookoła ciała pacjenta.

Twórca nowoczesnej fizyki Arystoteles z Syrakuz powiedział: „Dajcie mi punkt oparcia, a podważę Ziemię!”. Punkt oparcia, czyli komputer pozwalający na wykonywanie skomplikowanych obliczeń, w połowie ubiegłego wieku jeszcze nie istniał.

Request-a-print

Ogłoszenie w 1979 r. nazwisk laureatów Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny dr Bonenbergowa przyjęła z entuzjazmem. Przypomniała, że na początku lat 60. otrzymała request-a-print dotyczący jej publikacji w „Polskim Tygodniku Lekarskim” i w „Polskim Archiwum Medycyny Wewnętrznej”.

W tym czasie Allan M. Cormack interesował się absorpcją promieniowania przez organizm i badał przechodzenie promieni przez jednolite materiały, ukazując rozkład dawek promieniowania w celu rekonstrukcji obrazów. Niestety, prośba o odbitkę artykułu dr Bonenbergowej nie zachowała się, gdyż jej 10-letni synek zbierał znaczki, a przecież każdy znaczek z kraju zza żelaznej kurtyny był rarytasem. Na pytanie, czy przesłała swoje publikacje, nie uzyskałem jednoznacznej odpowiedzi.

Dr Bonenbergowa powiedziała tylko, że „obawiała się…”, bo w latach zimnej wojny korespondencja z krajami kapitalistycznymi mogła przekreślić karierę, a nawet złamać życie. Pani doktor, jako były żołnierz AK, doskonale o tym wiedziała. Artykuły A. Cormacka, które ukazały się w „Journal of Applied Physics” (1963), pozostały w świecie nauki bez echa i nikt nie znalazł praktycznego zastosowania dla proponowanej metody.

Nie jesteśmy lekarzami

Drugi laureat Nagrody Nobla przyznanej za tomografię komputerową – Godfrey N. Hounsfield – rozpoczął pracę w Królewskich Siłach Powietrznych (RAF) i m.in. zajmował się radarami, które z trzech pozycji określały umiejscowienie obiektu. Praktyczną wiedzę wykorzystał przy konstruowaniu pierwszych tomografów, których detektory rozmieszczono pod kątem 45, 90 i 135 stopni w stosunku do emitera promieniowania rentgenowskiego. Zasadniczym jego osiągnięciem, chociaż nigdy nie ukończył studiów uniwersyteckich, było skonstruowanie komputera pozwalającego na szybką analizę danych liczbowych w celu uzyskania obrazu.

Podczas uroczystego bankietu, wydanego 10 grudnia 1979 r. przez Karola XVI Gustawa na cześć laureatów Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny, w imieniu G.N. Hounsfielda i własnym, Allan M. Cormack powiedział: „Ironią tej nagrody jest to, że zarówno Hounsfield, jak i ja, nie jesteśmy lekarzami. Nie jest wielką przesadą powiedzieć, że to, co Hounsfield i ja wiemy o medycynie i fizjologii, można zapisać na małej recepcie”.

Praca patchworkowa

Większość wybitnych osiągnięć tej miary co Nagroda Nobla jest ukoronowaniem wielu lat mrówczej pracy, konsekwentnego dążenia do wyjaśnienia problemu, u którego podstaw była naukowa ciekawość młodego badacza, ale też zdolność do syntezy pobocznej wiedzy oraz konieczność posiadania warsztatu, czyli instrumentarium do badań. W tym kontekście często przywoływanym przykładem jest Maria Skłodowska-Curie.

Na przestrzeni lat wyniki dociekań wielu niezależnych badaczy, mających odmienne spojrzenie na metodę rozwiązywania naukowego problemu, składają się na mozaikę, której końcowy efekt dostrzegają tylko niektórzy. Jest to swego rodzaju patchwork wiodący do sukcesu. W odniesieniu do tomografii komputerowej były to prace J. Radona, S. Takahashiego, W. Oldendorfa i wielu innych. Z pewnością należy przyznać, że dr n. med. Lucyna Urbańska-Bonenberg w badaniach klinicznych podążała we właściwym kierunku, dając swój przyczynek do późniejszego rozwoju tomografii komputerowej, z której współczesna medycyna nie może zrezygnować.

Mieczysław Dziedzic, członek Ośrodka Dokumentacji Historycznej NIL

Autor dziękuje Pani Mireli Szczepańczyk z Biblioteki Głównej SUM za kwerendę źródłowej bibliografii