La Radiologie et la guerre/01

Marie Curie

La Radiologie et la guerre

Félix Alcan, 1921 (p. 4-15).

I

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

A Anode.
C Cathode.
Ac Anticathode.
Fig. i.

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].

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,

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.

Planche I

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.

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).

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 allègement 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

Planche II

Radiographie d’une main (positif). À 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. À côté de la main se trouve un radiochromomètre radiographié en même temps que celle-ci. Il indique une dureté de rayons de 6° Benoist.

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.

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 10¹⁵ 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. À 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 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.

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.