2012-06-01

X光片:醫學裡的可見與不可見

德國物理學家亨特根(Wilhelm Conrad Röntgen)1895年
在〈關於一種新的射線〉(Über eine neue Art von Strahlen)中所發表的圖像。

1895年11月8日,德國物理學家亨特根(Wilhelm Conrad Röntgen) 正埋首研究光和電磁波的相似性。當他在黑暗中看到在螢光屏幕上閃爍的燐光時,或許他壓根沒有想到,他會因為這一次「意外」,發現了後來的「X光」。(註一)亨特根當時使用的實驗設備再尋常不過,幾乎每個實驗室都擁有相同的器具。在亨特根之前,更有許多的科學家曾經用相同的實驗來觀察電磁波。甚至也已經有人發現,當攝影底片會因為靠近陰極射線管而曝光。不過亨特根和其他科學家的不同之處在於,他第一次正視那個過去被視為「誤差」、「錯誤」的現象,第一次系統性地去實驗X光的穿透性和在相紙上顯影的能力,確定了「X射線」的存在。同年12月28日,他在〈關於一種新的射線〉(Über eine neue Art von Strahlen)中發表了他的發現,轟動了歐美科學界,後來更在1901年獲頒第一屆諾貝爾物理學獎。而他當初在文章裡所公開、他妻子左手的相片更成為了歷史上最有名的一張X光片。

雖然今天我們在中文裡普遍把德文的「Röntgenstrahlung」或是英文的「X-ray」稱作是「X光」。然而,所謂的「X光」在嚴格意義下並不等同於「光」。事實上,X光是電磁輻射形式,一種「不可見」的射線。而正因為「X射線」肉眼並不可見,卻可以穿透皮膚,使體內的構造顯影、固定在底片上,在亨特根公開X光的發現之後,即使當時大部分的人並不知道X光究竟是什麼,不過X光還是迅速成為廣告、流行歌、卡通和文學裡的題材。在科學界,光是在1896年所出版關於X射線的文章就超過一千篇,專書也超過了五十本。發明家愛迪生(Thomas Alva Edison)甚至隨即以亨特根理論基礎發明了可以隨身攜帶的「螢光鏡」(fluoroscope),販賣給普羅大眾,讓人隨時可以直接觀察身體的「內部」。

在醫學史上,「X光」是第一個不需要透過手術侵入就可以直接觀察人體「內部」的技術。一直到今天,X光仍然是醫學診斷裡重要的工具之一。然而,回顧19世紀末的歷史,我們會發現,「X光片」在醫學裡的使用並非理所當然。

醫學裡的X光

雖然在X光發現之初,人們就已經對於X光片透視身體、讓骨骼顯影的能力嘖嘖稱奇,不過我們必須知道,X光片裡的圖像並不等於傳統解剖學裡的骨骼。事實上,X光片並不等於「可見世界」中的攝影,它的影像原理在於人體不同的組織對於射線的不同吸收率。因為穿越身體的X射線不同程度地被身體組織過濾、吸收,達到底片上的射線並不均勻,因此底片才會顯示出影像。也就是說,當射線穿透「立體」的身體投射在「平片」的底片上時,這時候製造出來的影像並不等於一般骨骼模型的相片。X光片更像是被固定在底片上「陰影」的集合。X光片就像是任何一個地圖投影法,在把立體的物體轉化成平面時總會扭曲實際的圖像。而且,因為它拍攝的是我們肉眼無法看透的身體「內部」,X光片最大的弔詭之處在於,如果我們從來沒有肉眼看過,我們怎麼確認X光片上留下來的資訊是真實的?我們要怎麼檢驗它?又或是,我們要怎麼區分哪些是攝影術的化學作用或是人為結果?哪些又是我們真正想知道的、身體裡面的資訊?除此之外,X光片也不會區分哪些組織在前、哪些在後。這邊的圖景更像是疊在一起的透明片,如果沒有經過一定訓練,即使X光片上顯示出了「斷裂」,我們還是無法從X光片倒推回去,究竟身體是哪一個部位骨折。

基於這些理由,19世紀末的醫生雖然普遍認為X光是個「非常有趣的發現」,不過也僅止於把它視為「玩具」。大部分的醫生還是堅持使用因襲下來的診斷法。X光即使被證明能透視人體,一直到20世紀初,它還是無法取代醫生透過觸診和因經驗累積而來、由外表判斷病情的習慣,成為醫學裡觀察的工具。當時的醫生除了認為X光技術未臻成熟之外,他們覺得X光片的圖像只能算是「物體的影子」,不是「物體」本身。(我們要怎麼依據「影子」來診斷病情呢?)

那麼醫生後來是如何接受X光的呢?就美國來說,在發明X光片以後,雖然醫生對X光仍持著保留的態度,不過早在1896年,美國的律師很早就在法庭上把X光片當成「證物」來使用 (註二) 。因為對於法庭來說,病人控告醫師誤診的訴訟往往眾說紛紜、漫長耗時,即使X光的確實性還備受爭議,不過X光無疑是唯一讓法官和陪審團在裁決時可以比較快接近「事實」、直接觀看「體內」的方式(即使他們不一定看得懂)。對於當時的醫生來說,法院接受X光片作為證據當然是對於自己專業性的威脅。不過,當19世紀末病人用X光片來控告醫師誤診的案例不斷增多,美國的醫師公會一方面攻擊X光的扭曲事實,一方面也開始在年會上建議醫師在「不確定」的狀況下使用X光片,以求自保。而最後,當越來越多的醫師投入X光的研究,X光才在20世紀初才漸漸普遍,奠定了後來影像診斷學(Radiology)的發展。

透視與損傷的能力

在現代醫學裡,以X光為起點的「影像工程」是現代醫學最重要的進展。因為從此人們就可以透過讓身體的內部顯影,去區辨正常和病變的組織,藉由尋找、觀察異常的組織去預測疾病的發生與發展。正如第二次世界大戰時,聯合國部隊對著海洋發射出無數聲波探查敵方的潛艦,今天我們的身體也成了必須掃描、監控的未知領域,而腫瘤、異常組織成了我們的敵人。只是,事實上X光的透視能力也是破壞性的。在19世紀末時,科學界除了爭論X光的圖象是否精確之外,也有人主張應該把X射線視為一種「治療」工具。當時,科學家就已經發現,暴露在無色射線裡的人體組織正緩緩的改變著。今天,德國科學家也證明過度暴露在X光下會引發DNS病變。

就歷史上看來,X光穿透我們的身體,把原本看不見的變得可見,不過我們沒有意識到的是,當我們以為終於突破皮膚的阻擋,把眼光看進了身體的內部的同時,我們的身體也註定將永遠成為X光下被分析、定義、區辨、評價、嚴密監視乃至於損害的對象。◎

以上圖片出自Josef Maria Eder《Versuche über Photographie mittelst der Röntgen'schen Strahlen》,1896年。
註一:雖然Röntgen在中文世界通行的中文譯名是「倫琴」,不過若是德文發音「亨特根」會更為恰當。
註二:關於美國法院使用攝影和X光片的討論可以參考Tal Golan,"Evidence of Things Unseen: The Legal and Medical Receptions of the X-ray in America," Social Studies of Science (2004).