thumb|Onnistunut PA-suunnan keuhkokuva. Keuhkokuva on yleisin röntgentutkimus maailmassa. Lääketieteellinen röntgenkuvaus (tieteellisissä yhteyksissä radiografia, röntgenografiaLääketieteen termit: Duodecimin selittävä suursanakirja, s. 630. 5., uudistettu painos. Helsinki 2007. ) tarkoittaa röntgensäteilyn käyttöä elävien eliöiden kuvantamiseksi. Menetelmä perustuu röntgensäteilyn absorptioon ja kuvanmuodostukseen. Kuvattavan kohteen läpi pääsee vain osa säteilystä, joka sitten muodostaa konkreettisen kuvan digitaalisesti tai analogisesti röntgenfilmille. Lääketieteellinen röntgenkuva on siis ihmisen tai eläimen vaimentaman säteilyn muodostama kaksiulotteinen varjokuva. Röntgensäteily on suurienergiaista sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on paljon lyhyempi kuin näkyvän valon. Joskus myös gammasäteilyllä kuvattuja radiografisia tutkimuksia nimitetään röntgenkuvauksiksi, vaikka fysikaalisesti kyseessä ei ole sama asia vaan taajempaa sähkömagneettista säteilyä hyödyntävä gammakuvaus. Röntgensäteily on eläville kohteille haitallista, mikä ilmenee syöpäriskin kasvuna. Säteilysuojaus onkin tärkeä osa lääketieteellistä röntgenkuvausta.

Röntgenkuvauksen periaatteen keksi saksalainen Wilhelm Röntgen. Röntgensäteet saivat poikkeuksellisen innokkaan vastaanoton niin tiedemiesten kuin maallikoiden keskuudessa. Uudesta säteilystä kehitettiin nopeasti lääketieteellisiä sovelluksia, esimerkiksi röntgenkuvaus filmeille ja läpivalaisu.Kragh 2002, s. 50. Röntgenkuvauksia voidaan nykyisin tehdä täysin digitaalisesti, eikä niissä tarvitse käyttää paperista lähetettä eikä filmiä, vaan koko tekninen osuus kuvantamisprosessista aina kuvien arkistointiin tapahtuu tietokoneella.

Lääketieteellisiä röntgenkuvauksia arvioidaan tehtävän maailmassa vuodessa noin viisi miljardia, joista suurin osa on ilman varjoainetta tehtäviä perinteisiä röntgenkuvauksia. Hammasröntgenkuvaukset kattavat myös ison osan kaikista röntgenkuvauksista. Läpivalaisututkimuksien määrä on pudonnut huomattavasti, alle kahden prosentin kaikista tutkimuksista uudempien kuvausmenetelmien yleistettyä. Lääketieteen haaraa, jossa diagnoosin tekeminen perustuu röntgentutkimuksiin, esimerkiksi röntgenkuviin, kutsutaan radiologiaksi. Röntgenkuvaus vaatii potilaalta yhteistyötä, sillä kuvauksen aikana täytyy muun muassa olla liikkumatta.Vuoria ym. 1984, s. 8.

Röntgenkuvauksen historiaa Röntgenkuvauksen nopea yleistyminen thumb|140px|Maailman ensimmäinen röntgenkuva "Hand mit Ringen". Kuvan otti Wilhelm Röntgen vaimonsa kädestä. thumb|left|Varhainen röntgenkuvausmenetelmä Crookesin katodisädeputkella 1800-luvun lopulta. Röntgenkuvauksen periaatteen keksi saksalainen Wilhelm Röntgen vuonna 1895. Hän tajusi, että löytämillään säteillä pystyi valottamaan filmin. Hän sai löydöstään vuonna 1901 jaetun ensimmäisen Nobelin fysiikanpalkinnon, mutta suhtautui löytämäänsä säteilyyn vaatimattomasti. Röntgenin löytö aiheutti pienen vallankumouksen fysiikan alalla, ja useat tiedemiehet aloittivat sen tutkimisen. Löytö sai poikkeuksellisen innokkaan vastaanoton niin tiedemiesten kuin maallikoiden keskuudessa.

Röntgenin keksintö omaksuttiin hämmästyttävän nopeasti lääketieteeseen. Menetelmää käytettiin ensimmäisen kerran Yhdysvalloissa vain alle kuukausi sen jälkeen, kun Röntgen oli julkaissut säteilystä kertovan artikkelin. Järven jäällä tapahtuneessa luisteluonnettomuudessa ranteensa murtanut Eddie McCarthy oli ensimmäinen potilas, jolla röntgensäteitä käytettiin diagnostiseen tarkoitukseen. Frank Harrison julkaisi 1896 ensimmäisen tieteellisen artikkelin hammaskuvauksesta, jossa oli myös röntgenkuvauksia. Ensimmäiset hammaskuvat tiettävästi otettiin Saksassa kaksi viikkoa röntgensäteiden julkistamisen jälkeen.Rosberg 1997, s. 18.

Säteilyn haitoista raportoitiin ensimmäisen kerran jo 10. maaliskuuta 1896 tapauksessa, jossa John Daniels oli sädettänyt kollegansa William Dunleyn päätä tunnin ajan kallokuvaa varten. Kuvauksen seurauksena Dunleyn hiukset olivat pudonneet pois. Samana vuonna uutisoitiin Berliinissä sattunut tapaus, jossa 17-vuotias nuorukainen oli saanut palovammoja röntgenkuvauksesta. Säteilyyn suhtauduttiin kuitenkin ristiriitaisesti aina 1900-luvun puoleenväliin saakka. Hiusten lähdön saatettiin ajatella jopa todistavan sen, että röntgensäteilyä voitiin käyttää epämiellyttävien ihokarvojen poistoon. Säteilyn avulla nuoret naiset saattoivat ohentaa hiuksiaan ja kaupoissa myytiin radioaktiivisia isotooppeja sisältäviä aineita terveysvalmisteina. Luvanvarainen säteilynkäyttö sai alkunsa 1899 Itävallassa. Suomessa ensimmäiset röntgensäteilyyn liittyvät turvausmääräykset annettiin 1932.Rosberg 1997, s. 19.

Keksijä Thomas Edison kiinnostui röntgensäteilystä luettuaan Yhdysvalloissa Wilhelm Röntgenin artikkelin. Edison selvitti, että scheeliitti fluoresoi röntgensäteilyä paljon kirkkaammin kuin Röntgenin käyttämä platinasyanidi Pt(CN)42-. Havaintonsa pohjalta Edison rakensi maailman ensimmäisen kaupallisen läpivalaisulaitteen, joka kuitenkin altisti katselijan silmät suoralle säteilylle. Edison menetti itse melkein näkönsä työskennellessään ahkerasti läpivalaisun kanssa, ja hänen kokeissaan testihenkilönä ollut Clarence Dally sairastui säteilysairauteen ja myöhemmin syöpään. Kauhistunut Edison lopetti työnsä röntgensäteilyn kanssa näiden henkilökohtaisten menetyksien takia.

Ensimmäisen röntgenavusteisen leikkauksen suoritti John Hall-Edwards Britanniassa vuonna 1896. Hall-Edwards oli varhaisia röntgensäteilyn tutkijoita, ja hänen vasen kätensä jouduttiin amputoimaan liiallisesta röntgensäteilystä aiheutuneen tulehduksen takia. Hall-Edwards toimi Britanniassa silti vielä 20 vuotta röntgenosaston päällikkönä.

Lääketieteellinen röntgenkuvaus kehittyi myös Ranskassa, immunologi Antoine Béclèren kiinnostuttua röntgensäteistä. Hän kehitti keuhkojen kuvausta varten röntgenkuvauslaitteen, johon potilas sidottiin kiinni ja jossa tätä liikuteltiin eri asentoihin, jotta keuhkot kuvautuisivat kokonaan. Kuvauksia varten hän kehitti sädesuojiksi lyijyessuja ja lyijytettyjä kumihanskoja. Vuonna 1906 Béclère suoritti ensimmäisen varjoainekuvauksen vatsan alueelle. Hän syötti potilaalle vismuttia ja onnistui kuvaamaan potilaan umpilisäkkeen.

Röntgenkuvauksen historia sotavoimissa thumb|Toiseen maailmansotaan ajoittuva röntgenkuvaustilanne. Useiden eri maiden sotavoimat kiinnostuivat röntgensäteistä pian niiden keksimisen jälkeen. Röntgenkuvausta käytettiin sotavoimissa ensimmäistä kertaa oikeisiin sotavammoihin Napolissa vuonna 1896. Röntgenkuvauksesta käytettiin tällöin apuvälineenä luotien paikannukseen kahdelta sotilaalta, jotka olivat haavoittuneet Italian Etiopian sotaretkellä.

Lääketieteellisen kuvantamisen röntgenlaitteiston kehitys nopeutui, kun ensimmäinen maailmansota syttyi Euroopassa vuonna 1914. Kehitystä ohjasi erityisesti tarve kehittää röntgenlaitteita, joita olisi helppo liikutella rintamalla ja sairaaloissa. Myös liikkuvien osien määrää pyrittiin vähentämään, jotta laitteet olisivat kestävämpiä ja helpommin korjattavissa. Sota lisäsi myös laadullisen tarpeen lisäksi röntgenlaitteiden määrällistä tarvetta, jolloin röntgenlaitteistoja alettiin valmistaa ensimmäistä kertaa massatuotannolla. Tyypillisesti röntgenkuvauslaitteistot sodan aikana oli asennettu autoon, jossa dynamo tuotti sähköä polttoaineesta röntgenlaitteelle. Haavoittuneita sotilaita pystyttiin hoitamaan paremmin, ja he selvisivät todennäköisemmin vammoistaan hengissä, kun liikuteltavilla röntgenkuvausyksiköillä saatiin nopea diagnoosi vierasesineistä kuten luodeista ja sirpaleista sekä luunmurtumista ja sijoiltaanmenoista.

Maailmansotien välissä röntgenkuvauslaitteisto kehittyi sotavoimissa entistä pienemmäksi ja helpommin liikuteltaviksi. Lisäksi sädesuojat tulivat käyttöön asevoimien röntgenkuvauksissa ja turvallisuuskulttuuri parani muutenkin. Toisen maailmansodan alettua röntgenkuvauslaitteistot olivat jo hyvin yleisiä ja merkittävää kehitystä ei tapahtunut sodan aikana. Vietnamin sodan aikoihin 60- ja 70-luvuilla liikuteltavat röntgenyksiköt olivat kehittyneet tehokkaammiksi ja kuvauksia pystyttiin suorittamaan suurillakin jännitteillä.

Moderni röntgenkuvaus thumb|Hampaiden panoraamakuvaustilanne Yhdysvaltain laivaston esittelemänä. Röntgenkuvauksen kehittyessä ensimmäisen maailmansodan jälkeen alalle alkoi kehittyä jo aiemmin kehitetyn läpivalaisun lisäksi muita modaliteetteja eli erikoistekniikoita kuten varjoainekuvaukset barium- tai jodivarjoaineen kanssa. Ensimmäisiä leikekuvauksia ja myöhemmin kolmiulotteisia kuvauksia tarjosivat tomografiatekniikat. Radiologi Alessandro Vallebonan kehittelemät ensimmäiset tomografiakuvaukset suoritettiin 30-luvulla Italiassa.. Ruotsalaisen radiologin, Sven Ivar Seldingerin vuonna 1953 kuvaama katetriröntgenkuvaus erikoistui nykyiseksi angiografiaksi. Hampaiston tomografiakuvauksia on kehitelty Suomessa. Professori Yrjö Paatero rakensi ensimmäisen prototyypin hampaiden pantomografilaitteesta, jossa kuitenkin ongelmana oli voimakkaat varjot kallonpohjasta. Läpimurto oli Paateron diplomi-insinööri Timo Niemisen kanssa kehittämä kolmen pyörähdysakselin laite. Sen kaupallinen tuotanto alkoi 1961, ja siitä on tullut tuotteena kansantaloudellisesti merkittävä.Rosberg 1997, s. 20-22.

Vuonna 1972 brittiläinen Godfrey Hounsfield ja eteläafrikkalainen Allan Cormack kehittelivät toisistaan tietämättä ensimmäiset tietokonetomografiakuvausmenetelmät. He saivat työstään myöhemmin jaetun Nobel-palkinnon. Tietokonetomografia on kehittynyt omaksi kuvausmodaliteetikseen erillään perinteisestä röntgenkuvauksesta, ja se on nykyisin erittäin tärkeä osa radiologista diagnostiikkaa. Tietokonetomografiakuvauksien avulla päästään nykyisin jopa lähes patologisen näytteen tarkkuuteen joissain keuhkojen sairauksissa.

Suurimmat muutokset perinteisessä röntgenkuvauksessa 1900-luvun lopulla ja 2000-luvun alussa ovat tapahtuneet ilmaisintekniikassa ja digitaalisen radiografian tietokoneiden ohjelmistoissa. Parannukset ovat mahdollistaneet entistä nopeammat kuvaukset, pienemmät potilasannokset ja paremman kuvanlaadun. Nykyisin on suurimmaksi osaksi siirrytty röntgenfilmien käytöstä digitaaliseen kuvantamiseen. Ensimmäinen filmitön järjestelmä oli kuvalevyjärjestelmä CR-kaseteille (Computed radiography). Järjestelmässä kuva muodostuu filmin sijaan uudelleenkäytettävälle kuvauslevylle, joka luetaan CR-luentakoneella optisesti. Tuorein menetelmä röntgenkuvauksessa on suoradigitaalinen järjestelmä (Direct radiography, DR). DR-järjestelmissä kuvalevyilmaisin siirtää kuvan suoraan tietokoneelle ihmissilmän katseltavaksi.

Lääketieteellisen röntgenkuvantamisen mekanismi

Röntgenkuvaus perustuu sähkömagneettisen säteilyn kykyyn läpäistä eri tavalla raskaita ja kevyitä atomeita. Lääketieteellisessä kuvauksessa rasvakudos ja ilmapitoinen keuhkokudos läpäisevät säteitä hyvin ja näyttävät röntgenkuvissa tummilta. Luukudos puolestaan absorboi (imee) paljon sähkömagneettista säteilyä eikä laske niitä läpi, jolloin luut näyttävät röntgenkuvissa vaaleilta. Röntgenkuvauksissa on myös mahdollista käyttää varjoaineita, jotka absorboivat hyvin röntgensäteitä ja täten parantavat esimerkiksi pehmytosien kontrastia.Soimakallio ym. 2005, s. 72, 75.

Perinteiset röntgenkuvat ovat kaksiulotteisia, ja siksi kuvattavasta kohteesta tulisi ottaa esimerkiksi lääketieteellisissä kuvauksissa ainakin kaksi kuvaa eri suunnilta, jos se on mahdollista. Esimerkiksi luut saattavat näyttää täysin vahingoittumattomilta toiselta suunnalta, mutta murtuma tai virheasento paljastuu toiselta suunnalta. Useimmiten toinen kuva kuvataan edestä tai takaa ja toinen sivulta. Röntgenkuvauksen kaksiulotteisuuden takia päällekkäinprojisoituminen on ongelma diagnoosin tekemisessä. Tietokonetomografiakuvauksissa sen sijaan kohteesta saadaan kolmiulotteisia leikekuvia, jolloin ongelma poistuu. Tietokonetomografia onkin yleinen jatkotutkimus tavalliselle röntgenkuvaukselle.Soimakallio ym. 2005, s. 39, 385.

Röntgenkuvauslaitteisto