(nuclear medicine)。核子醫學包括基礎 (實驗)核子醫學和臨床核子醫學。臨床
射線診斷學、臨床核子醫學和輻射腫瘤 學等游離輻射的醫學應用蓬勃發展,已 成為現代醫學不可或缺的重要組成部 分。
§5.2 發現 X 射線前的科技發展
1. 電磁學的興起
X 射線的發現需要電磁學的基 礎,英國劍橋大學李約瑟指出:指南 針、指南魚、司南勺以及它們在航海 上的應用是中國物理學(磁學)最輝煌 的部分,至少領先歐洲 100 年。到了 19 世紀,磁學蓬勃發展,而電學也是 如此。
英 國 法 拉 第(Michael Faraday, 1791-1867) 和 馬 克 士 威 (James C.
Maxwell, 1831-1879)基於德國歐士德 (Hans Oersted, 1777-1851) 研 究 的 成 果,即電流能產生磁場,加以發揚光 大。法拉第的實驗顯示,電能和磁能 都能轉變為機械能,而磁場的運動也 能產生電流。這是後來發明電動機(通 稱馬達)的基本原理。
馬克士威把數學心思引用到法拉 第的電磁場實驗結果。馬克士威的電 磁論指出:電能和磁能互相作用可產 生 一 種 新 的 能 量 稱 為 輻 射 能(radiant energy),並預言電磁波的存在。馬克 士 威爾在 X 射線真正發現之前 20 年,便建立了X 射線可以存在的理論 基礎。馬克士威的方程式係於 1873
年提出,而侖琴係於同一年從事於實 驗物理學的研究,可臆測彼此間互動 的情形。
2. 電磁波的實驗
德 國 赫 茲 (Heinrich Hertz, 1857-1894)經由實驗證實電磁波的存 在。1886 年 11 月赫茲在學校的物理 陳列室看到一些感應線圈,從而啟迪 他著手去實驗電磁波的存在。他在放 電實驗中發現,放電電路附近的線圈 也發生火花。同年12 月,他把兩根細 銅棒彎成兩個矩形的開端電路,開端 電路的兩端各有一個金屬小球。當其 中一個矩形的開端電路與感應線圈的 次級相連接時,兩球間的空氣隙發生 火花。這時,在附近的另一個矩形開 端電路也有微弱的火花。1888 年赫茲 還進一步從實驗中發現,如同光波一 樣,電磁波也遵守反射與折射定律,
也具有干涉、繞射和偏振現象。赫茲 發現電磁波是在侖琴發現X 射線之前 7 年。
3. 放電真空管
就X 射線的發現而言,必須依賴 玻璃真空管的製造技術,因為後來的 X 射線管係來自放電真空管的研究和 改良。早在 1646 年德國葛利克(Otto V.
Guericke, 1602-1686)發明抽真空的幫 浦,但效果欠佳。1850 年德國卜勒可 (Julius Plucker, 1801-1868)從改良玻 璃管的品質著手,由蓋斯勒(Heinrich Geissler, 1815-1879)製造了可耐受高
度真空的玻璃。如今仍有人稱日光燈 管及霓虹燈管為蓋斯勒管。
4. 電力供應
美國愛迪生(Thomas A. Edison, 1847-1931)曾發展一種可靠的方法提 供電力,最後演變成發電機。真空管 的放電、陰極射線和X 射線的產生,
需要一種方便的電力供應系統。1881 年愛迪生發現在真空管內有一股電流 自熱燈絲流向陽極,即所謂熱離子發 射(thermionic emission)又稱為愛迪生 效應,這效應為真空管內部的構造和 特性,提供了新的變化。
5. 陰極射源
在19 世紀中葉,卜勒可和他的學 生 赫 托 夫 (Johann W. Hittorf, 1824-1924)以及蓋斯勒等三位德國科 技人員研究在 18 世紀中葉法國羅列 特(Abbe Nollet, 1700-1770)所觀察到 真空管放電時產生的火花流會變成一 條帶狀的發光體。他們發現在高度真 空時,這光帶會減退為不甚明顯的蘋 果綠輝光(glow)。1860 年赫托夫發現 這蘋果綠光會被磁力偏轉。
1876 年 英 國 克 魯 克 士 (William Crookes, 1832-1915)在真空放電管的 陰極看到一道光自陰極射出,因此命 名為陰極射線。他設計一種真空管,
陽極放在管身的側翼,使面對陰極的 另一端只有玻璃壁,又稱為反陰極。
當低於 0.00013 個大氣壓時,蓋斯勒 的蘋果綠輝光會消失,而在陰極伸出
一條藍色的光。這道克魯克士藍光就 是電子射線,也就是陰極射線,係電 子 撞 擊 氣 體 分 子 使 之 受 激 而 發 出的 光。當陰極射線抵達反陰極的玻璃壁 因熾熱而產生蘋果綠輝光。
在這個時期物理學家研究陰極射 線,普遍採用赫托夫管,或稱為赫托 夫 - 克 魯 克 士 管 (Hittorf-Crookes tube),為一端窄一端寬成梨狀形的 管。窄端密封入陰極,寬端則密封入 陽極,管壁為玻璃。
順便一提為在發現 X 射線前 4 年 , 史 湯 尼(G. Johnstone Stoney)在 1981 年使用“電子”這名詞作為電 荷的自然單位,當時尚無指原子外圍 軌道帶電粒子的概念。
6. 光化電和攝影技術
遠在 15 世紀便出現暗箱(camera obscura),影像的製作係靠躲在暗箱內 依針孔造像用手描繪。1727 年德國蕭茲 (Johann H. Schulze, 1687-1744)首先發 現受光的照射會使銀鹽變黑。一直到 1889 年伊士曼(George Eastman)開創了 膠捲底片(roll film),攝影技術才逐漸現 代化。在發現X 射線之前,亞鉑氰化鋇 (barium platinocyanide)受光激發而發出 螢光已有相當的認識。另一種對於光敏 感 但 對 於 X 射 線 卻 不 敏 感 的 酮 類 (ketone) 的 物 質 對 甲 基 苯 十 六 酮 (pentadecylparatolylketone) 在當時係用 於偵測陰極射線的螢光劑。侖琴對於使 用酮醣與氰酸鉑鋇兩者都有經驗。
總之,由於科技的發展,X 射線 的發現以及以後出現的輻射源在醫學 上的應用係水到渠成,例如在疾病的 診斷與癌病的治療上,對於全球廣大 人群的保健工作,具有巨大和深遠的 影響。
§5.3 放射診斷
說起來非常不可思議,雖然 X 光對 骨折、鎗傷、肋膜積水等疾病的診斷價 值,很早便被醫學界所肯定,但是即使 在歐美,X 光的設備,初期往往不能順 利安裝在醫院內,且不被視為醫院內必 要的醫學部門。反而要病人到醫師(也可 能是攝影師)的家裏或「X 光實驗室」作 透視、攝影及沖洗底片等工作。只有少 數有遠見的醫院主管,才在醫院分配攝 影室、暗房及治療室等空間使用,並成 立正式的醫學部門,任用專職醫師及工 作人員發展業務。
1. 民國初年
侖琴於1895 年底發現 X 光,一個
新的醫學領域。開創時期,當時我國 科學落後,直至 1915 年美國郝濟時 (Paul C. Hodges)教授(圖 5.2)來中國 後,開始介紹此項新的學科,算是首 次在我國醫學園地中,種下第一顆放 射線醫學的種苗。據郝濟時記述:第 一個中國人照X 光是李鴻章(圖 5.3)。
李鴻章在1895 年初於中日甲午戰爭後 在日本馬關簽訂和約時為一日本浪人 小山半大郎槍傷左頰。73 歲的李鴻章 登時暈絕於地。一年後他出使歐洲,
在德國照了一張 X 光片子,發現有一 顆存留的子彈。那時是侖琴發現 X 光 後僅 4 個月。郝濟時曾在李鴻章的故
圖5.2 郝濟時醫師攝於 1968 年美國佛羅里 達大學醫學系,時年75 歲。
圖5.3 光緒 20 年(1894)北洋大臣李鴻章 (1823-1901)
鄉,安徽省慶州府(合肥)遊覽,於訪問 李鴻章的宗祠裡還看到那張X 光片。
在1915 年,郝濟時(見圖 5.2)第一 次到達上海時,上海滬江醫院及中法 鐳錠醫院已裝設有 X 光機。紅十字醫 院的一架美國 X 光機發生故障,還是 他和一位德國技師幫忙修復的。1920 年,美國洛克斐勒(Rockefeller)基金會 下面的中國醫藥基金捐建的北平協和 醫學院正式展開作業。郝濟時被邀為 放射科教授。在1921-1927 這段時間的 暑期裏,他召訓了一批來自外縣市各 醫院醫師,總數約50 人。受訓約六星 期傳授他們如何操作及保養機器,如 何 閱 片 。 受 訓 完 畢 再 返 回 原 醫 院 工 作。郝濟時在協和醫學院時期中培植 了許多人才,在他離開了以後接掌了 他的工作。其後又有多人相繼進入協 和醫學院。因此郝濟時實在可算是我 國放射線醫學的先驅。
郝濟時對我國有深厚的感情,除 了 1915-1927 這段時間在大陸外,之 後他回到美國芝加哥大學主持放射科 的工作。政府遷臺後,他在1960-1964 這段時間又來到臺灣協助榮民總醫院 放射科工作。他對發展我國放射線醫 學實在貢獻最大。
2. 抗戰期間
在對日八年抗戰期中(1937-1945) 是我國最艱苦的歲月。在當時後方因 對外交通困難,政府經濟困窘,各醫 院的 X 光設備普遍缺乏。所使用的也
僅是極簡陋的設備。在那時人民生活 艱苦,營養不良,肺結核的患者特多。
所以80%以上的 X 光工作都是胸部透 視,檢查有無肺結核病。當時結核病 尚無化學治療,所以年青人一旦被 X 光檢出有肺結核就等於被判了有期徒 刑或死刑。
抗戰期中,後方在放射科有兩個 重鎮:貴州省的省會貴陽與四川省的 省會成都。在貴陽郊外的圖雲關,由 美返國的林可勝博士成立了衛生人員 訓練所,擁有來自協和醫學院的一批 專家。當時主持放射科的是榮獨山教 授,在後方可稱是 X 光界第一人。他 成立一個X 光醫師訓練班,傳授來自 後方各醫院的醫師X 光知識。此外在 貴陽有貴陽醫學院,放射科教授為楊 濟醫師。
戰時後方第二個醫學重鎮為四川 成都。那裡有中央大學醫學院、華西 大學醫學院、協和醫學院、以及山東 齊魯大學等聯合成立的醫學院。那時 的 成 都 空 軍 醫 院 , 在 抗 戰 時 期 三軍 中,空軍為新的軍種,官兵人數較少,
素質較高。當時空軍醫院的內外科主 任都來自協和醫學院,X 光科的醫師 則來自齊魯大學。醫師一星期中做兩 次胸部透視檢查、X 光攝影,每日僅 兩三人,故X 光醫師工作是很輕鬆的。
3. 抗戰勝利後上海的 X 光界
民國34 年抗戰勝利。在圖雲關包 括榮獨山教授在內的一批專家也隨著
復員到了上海江灣。榮教授學識淵博 且具有深厚的基礎醫學知識,在那時 國內的放射線界稱得上第一人。他強 調 要 做 好 放 射 線 科 的 工 作 必 須 在生 理、解剖及病理上有很好的基礎,否 則僅憑X 光片上的影像遽下診斷將流 於膚淺。
上海為大陸第一大城,在上海的 醫學院以上海醫學院為首,另外有同 濟大學醫學院、聖約翰大學醫學院、
同德醫學院及震旦大學醫學院。經由 榮獨山教授發起組成一個和現在臺灣 相似的聯合 X 光討論會,每月集會一 次,各醫院參加的醫師有20 餘人。
4. 臺灣放射學的發展
(1) 中華民國放射線醫學會的誕生 吳靜博士在民國 38 年自大陸
(1) 中華民國放射線醫學會的誕生 吳靜博士在民國 38 年自大陸