LES RAYONS X

C'est une méthode d'observation merveilleuse, en vérité, que celle qui

nous a permis, pour la première fois, d'explorer sans le secours de

la chirurgie, l'intérieur du corps humain. La chance inespérée de cet

examen direct nous a été apportée par la découverte des rayons X que

nous devons à M. Rœntgen et qui a eu lieu en 1895.

L'appareil de production de rayons X n'est autre chose qu'un tube ou

ampoule de verre ayant généralement la forme indiquée dans la figure I.

Dans le tube pénètrent deux pièces métalliques, nommées _électrodes_,

destinées à y faire passer le courant électrique. Une de ces électrodes

C, nommée _cathode_ ou électrode négative (pôle de sortie du courant)

est constituée par une calotte en aluminium, placée dans une partie

tubulaire à l'entrée de l'espace sphérique. Au centre de celui-ci

se trouve l'extrémité de l'autre électrode AC nommée _anticathode_

et pouvant remplir le rôle d'électrode positive ou _anode_ (pôle

d'entrée du courant). Cependant, on lui adjoint souvent une électrode

supplémentaire A qui est placée dans une tubulure latérale et reçoit

plus spécialement le nom d'anode. Le tube est étanche et l'on y peut

faire un vide élevé, la pression du gaz résiduel étant, par exemple, de

l'ordre de deux ou trois millièmes de millimètre de mercure. Dans cet

état, le tube prend souvent le nom de _tube_ ou _ampoule de Crookes_, du

nom du savant qui a étudié le passage du courant électrique dans l'air

extrêmement raréfié[1].

[Illustration Fig. 1]

Pour obtenir le passage du courant, il est nécessaire d'employer

une _haute tension,_ c'est-à-dire d'établir entre les électrodes une

différence de potentiel de l'ordre de quelques dizaines de milliers de

volts. Tant que la tension nécessaire n'est pas atteinte, aucun courant

ne passe dans l'ampoule, mais dès que la valeur critique de la tension

a été obtenue, le courant commence à passer brusquement, sous forme de

_décharge disruptive_.

Le passage de cette décharge est accompagné de phénomènes du plus

haut intérêt, mis en évidence par les travaux ingénieux et patients

de nombreux savants, parmi lesquels il convient de citer en première

ligne Crookes et J.J. Thomson. De la cathode s'échappe un essaim de

particules, bien plus ténues que les atomes eux-mêmes, et dont chacune

porte une charge négative. Ces particules, repoussées énergiquement par

la cathode, se trouvent lancées comme des projectiles avec une grande

vitesse et viennent frapper l'anticathode en un point nommé le _foyer_.

Ce choc a pour effet d'exciter dans l'anticathode un rayonnement, ainsi

que dans une cloche le choc du battant détermine l'émission d'une onde

sonore; et ces rayons dont la source est au foyer de l'anticathode sont

précisément ceux qui ont été nommés rayons X par Rœntgen qui le premier

les a observés et étudiés.

Les projectiles qui, venant de la cathode, bombardent l'anticathode

et provoquent l'émission de rayons X, ont des vitesses d'autant plus

grandes que la tension ou différence de potentiel aux bornes de

l'ampoule est plus considérable; ces vitesses peuvent atteindre et

même dépasser le tiers de la vitesse de la lumière, elles se chiffrent

souvent par plus de 100.000 kilomètres à la seconde. Chacune de ces

particules a une masse qui, on le sait aujourd'hui, est environ 1.800

fois plus petite que celle d'un atome d'hydrogène. Ces grains minimes

d'électricité négative se nomment _électrons_. Crookes qui avait bien

compris leur nature les avait désignés par le nom expressif de _matière

radiante_. Les électrons lancés avec une grande vitesse constituent,

en effet, des rayons de nature matérielle que l'on nomme aujourd'hui

_rayons cathodiques_.

Nous dirons donc que le choc des rayons cathodiques sur une anticathode

provoque sur celle-ci une émission de rayons X.

Quels sont les effets qui ont permis de découvrir cette émission? Les

nouveaux rayons ne sont pas directement accessibles à nos sens; nous ne

pouvons ni les voir ni les entendre. Mais c'est leur faculté d'exciter

la fluorescence qui a tout d'abord permis de déceler leur présence.

En plaçant en face de l'anticathode un écran recouvert d'une couche

de platinocyanure de baryum, on voit l'écran s'éclairer d'une belle

luminosité verte, ainsi qu'il le ferait sous l'action de la lumière

ultraviolette. Ce sont les rayons X qui excitent cette fluorescence en

dehors de l'ampoule de production dont ils traversent la paroi. Ils

peuvent aussi impressionner une plaque photographique au travers d'un

papier noir qui l'enveloppe pour la protéger de la lumière.

Ces propriétés des rayons X sont précisément celles que nous utilisons

dans la radiologie. Les rayons traversent, en effet, différentes

substances d'autant plus facilement que celles-ci sont moins denses

(plus exactement, le pouvoir pénétrant des rayons est d'autant plus

grand que le poids atomique de la substance à traverser est plus

faible). Si un faisceau de rayons X issu du foyer d'une anticathode

atteint un écran radioscopique (écran au platinocyanure de baryum) au

travers d'un objet tel qu'un porte-monnaie en cuir contenant des pièces

de monnaie, le cuir est traversé très facilement, sans que les pièces

ou la monture métallique le soient, de sorte que ces parties opaques

de l'objet examiné _portent ombre_ sur l'écran et sont ainsi vues au

travers du cuir en _image radioscopique_, alors qu'on ne peut les voir

directement en examinant le porte-monnaie à la lumière ordinaire pour

laquelle le cuir est opaque. Si, dans ce même essai, on remplace l'écran

par une plaque photographique, celle-ci, développée à la manière

ordinaire, fera apparaître l'image du porte-monnaie, sur laquelle les

parties métalliques opaques aux rayons X paraîtront en clair, et les

parties relativement transparentes (cuir) en sombre. La région frappée

par les rayons en dehors de l'objet est la plus impressionnée et donne

les «grands noirs». On obtient ainsi une _radiographie_ qu'on peut

considérer comme un _négatif;_ un tirage du cliché sur papier sensible

fournit un _positif_ dont l'apparence correspond à celle de l'image

radioscopique (voir planche I).

[Illustration: Planche I.--(_à gauche_)--Radiographie d'un porte-monnaie

contenant des pièces de monnaie et des clefs. Sur la plaque directement

obtenue, ou négatif, les parties métalliques opaques se détachent en

clair.--(_à droite_)--Positif obtenu avec la plaque précédente. Les

parties métalliques se détachent en sombre. L'image a le même aspect que

celle qui se produit sur un écran radioscopique.]

Si, au lieu d'examiner un porte-monnaie, nous soumettons à l'observation

une partie du corps humain, par exemple un bras, une jambe, une main,

etc., nous constaterons que les os sont plus opaques aux rayons X que

les chairs.

La raison en est facile à comprendre. Les chairs sont constituées, en

effet, par des matières organiques composées d'éléments à faible poids

atomique, tels que l'hydrogène, le carbone, l'azote, l'oxygène (poids

atomiques 1, 12, 14, 16). Mais dans la composition normale des os

entrent en plus des matières minérales, principalement le phosphate de

chaux qui contient comme constituants les éléments phosphore et calcium

de poids atomiques 31 et 40. Ce sont ces éléments qui déterminent

principalement l'absorption des rayons X par la matière osseuse. Les

os portent ombre en radioscopie, alors qu'ils se détachent en clair sur

l'image radiographique.

La radioscopie et la radiographie du corps humain fournissent des

contrastes qui permettent de réaliser des images d'une grande beauté,

avec de nombreux détails de structure (planche II).

Et de même que nous nous trouvons ainsi admis à examiner l'intérieur du

corps humain à l'état normal, de même il nous est possible de constater

des aspects anormaux occasionnés par un accident ou par une maladie. Si

un objet métallique a pénétré dans le corps à la suite d'une blessure

(balle, éclat d'obus), ou bien s'il a été avalé par inadvertance,

(bille, sou), la présence de cet objet à l'intérieur du corps est

révélée sur l'image radioscopique ou radiographique grâce à l'ombre

qu'il projette.

Si un os a subi une fracture, la solution de continuité apparaîtra sur

l'image et fera connaître les détails de l'accident.

Ainsi se trouve créée une possibilité merveilleuse de diagnostic par la

vision directe qui constitue un bienfait pour le malade et un allégement

de responsabilité pour le médecin.

Ce service, pourtant considérable, n'est pas le seul que puissent rendre

les nouveaux rayons. L'expérience a montré qu'ils constituent aussi

un agent thérapeutique de haute importance. De tout temps, il a été

habituel d'expérimenter à ce point de vue tout nouvel agent physique. La

souffrance humaine demande impérieusement à être soulagée, et la science

médicale, encore en grande partie condamnée à l'empirisme, ne manque

jamais de tenter un essai qui offre quelque espoir nouveau. On ne tarda

pas à reconnaître que les rayons X produisent des effets physiologiques

très prononcés. Les premiers expérimentateurs eurent à déplorer des

accidents dont ils ont été, dans certains cas, les premières victimes.

Les rayons X absorbés à forte dose peuvent occasionner des lésions de

la peau dites _radiodermites_, dont l'issue est parfois mortelle. Mais

employés à dose convenable, et suivant des méthodes scientifiquement

élaborées, ils peuvent, au contraire, produire un effet bienfaisant, et

amener la guérison ou tout au moins l'amélioration de plusieurs maladies

dont la plus grave est le cancer. Il n'est pas nécessaire d'insister sur

l'importance de cette nouvelle ressource de la médecine scientifique. Le

traitement par les rayons X porte le nom de _radiothérapie_.

[Illustration: Planche II.--Radiographie d'une main (positif). A

l'annulaire une bague d'or très opaque aux rayons X. Au petit doigt

une bague d'aluminium bien moins opaque: l'ombre de l'os s'aperçoit

au travers de cette bague. Au poignet un bracelet de fer avec une

plaque d'aluminium mince, peu visible sur la radiographie en raison de

sa transparence. Les os, bien moins opaques que les bagues, donnent

cependant des ombres très nettes laissant voir des détails de structure.

Le contour des chairs se voit faiblement. A côté de la main se trouve un

radiochromomètre radiographié en même temps que celle-ci. Il indique une

dureté de rayons de 6e Benoist.]

La nature des nouveaux rayons qui nous rendent des services aussi

signalés est aujourd'hui parfaitement connue. Les rayons X ont la

plus grande analogie avec la lumière bien qu'ils s'en distinguent,

semble-t-il, par les propriétés qui viennent d'être décrites, et bien

que nous ne puissions pas les concentrer par des lentilles ou les faire

dévier par des prismes. Rappelons ici que la lumière est un phénomène

vibratoire dont les propriétés dépendent de la _fréquence_ de la

vibration. La lumière visible correspond à des vibrations au nombre de

10^15 environ, soit un million de milliards par seconde. Les

rayons ultra-violets qui ne sont pas visibles ont une fréquence plus

grande encore. La fréquence des rayons X est environ 1.000 fois plus

grande que celle de la lumière visible, il n'est donc pas étonnant que

leurs propriétés diffèrent de celles de la lumière.

On constate, entre autres, que les rayons X sont capables de décharger

un électroscope, en rendant l'air qui l'entoure conducteur de

l'électricité. On peut mesurer l'intensité des rayons d'après la vitesse

avec laquelle l'électroscope est déchargé.

La conductibilité communiquée à l'air par l'action des rayons prend

le nom d'_ionisation._ D'autres gaz que l'air peuvent aussi subir

l'ionisation. L'étude des gaz ionisés a conduit à des découvertes

scientifiques importantes, relatives à la nature de l'électricité et de

la matière.

On voit d'après ce qui précède que les rayons X constituent un

agent nouveau qui a tout de suite acquis une grande importance

scientifique et, de plus, trouvé une vaste application médicale. Par

effet réciproque, il en est résulté un grand effort pour améliorer

la technique de la production et de l'emploi de ces rayons. Les

constructeurs s'attachèrent à établir des types d'appareils, aussi

parfaits que possible, pour la production du courant de haute tension

qui alimente les ampoules, et les ampoules elles-mêmes subirent de

nombreux perfectionnements. A la faveur de ces efforts et grâce aux

travaux de médecins spécialistes distingués, la nouvelle Science de

Radiologie se constitua et se développa rapidement, centralisée presque

exclusivement dans les grandes villes. Celles-ci bénéficièrent bientôt

d'un certain nombre de belles installations radiologiques, appartenant

soit aux hôpitaux publics, soit plus souvent aux médecins spécialistes.

Mais, jusqu'à la guerre, l'emploi des rayons X n'était point habituel

dans tous les services hospitaliers. Même à Paris, le nombre des

services radiologiques était fort restreint; et si des villes comme

Lyon, Bordeaux, etc., possédaient quelques services importants, par

contre, les petites villes de province étaient, en général, dépourvues

de toute organisation radiologique.

On aperçoit immédiatement la répercussion de cet état de choses au début

de la guerre. L'opinion tout naturellement adoptée par les pouvoirs

publics préconisait l'emploi de la radiologie dans les services centraux

militaires de l'arrière, mais ne prévoyait nullement une extension

générale de cet emploi à toutes les formations sanitaires des armées et

du territoire. Le Service de Santé militaire avait, d'ailleurs, envisagé

le besoin de secours radiologique urgent transportable, assuré par des

voitures radiologiques munies de tous les appareils nécessaires; mais

on espérait subvenir aux besoins à l'aide d'un très petit nombre de ces

voitures.

Il eût été difficile, en vérité, de prédire l'immensité des besoins

que fit surgir la guerre dont nul ne pouvait prévoir la durée et la

puissance meurtrière. Et comme l'organisation de la radiologie n'avait

pas été généralisée dans le pays avant la guerre, elle se trouva

nécessairement insuffisante pour les besoins de la Défense Nationale,

aussi bien au point de vue du matériel qu'au point de vue du personnel.

Cependant le rôle de la radiologie surpassa en importance toute

proportion prévue, de sorte que, peu à peu, elle fut indispensable aux

blessés et aux malades, loin ou près du front. Le manque de préparation

fut compensé par un effort considérable accompli par le gouvernement et

par l'initiative privée. Des appareils ont été offerts aux hôpitaux par

des donateurs. Des professeurs ou ingénieurs s'occupèrent de de leur

installation et de leur mise en service. Ainsi que dans tant d'autres

circonstances, des œuvres et des particuliers apportèrent leur concours

au Service de Santé lequel, de son côté, constitua peu à peu un matériel

radiologique considérable et assura une organisation générale du

Service, devenue très complète dans les dernières années de la guerre.

Il est réconfortant de se dire que l'effort réalisé pour donner aux

blessés les soins auxquels ils avaient droit a produit des résultats

bienfaisants qui n'ont pas été limités à la durée de la guerre. Cet

effort a conduit directement à reconnaître l'utilité générale de la

radiologie; il a contribué à établir en France une vaste organisation

mettant les bienfaits de la radiologie à la portée de toute la

population.

[Footnote 1: Une ampoule radiologique du type décrit comprend encore

en général, des éléments qui, sans être essentiels au point de vue

théorique, sont cependant indispensables pour assurer la régularité

du fonctionnement. Tels sont les _dispositifs de refroidissement_ de

l'anticathode laquelle peut s'échauffer jusqu'à l'incandescence lors du

passage du courant, et les _régulateurs de pression_ qui permettent de

faire varier dans certaines limites la quantité de gaz contenue dans

l'ampoule.]

La Radiologie et La Guerre · 第 4 / 21 题