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Röntgen
Röntgen
Die unterschiedlich dichten Gewebe des menschlichen Körpers absorbieren die Röntgenstrahlen unterschiedlich stark, so dass man eine Abbildung des Körperinneren erreicht (Verschattung, Aufhellung und andere Röntgenzeichen). Das Verfahren wird zum Beispiel häufig bei Verdacht auf einen Knochenbruch angewendet: Zeigt das Röntgenbild eine Unterbrechung der Kontinuität des Knochens, ist der Verdacht bestätigt.
Wilhelm Conrad Röntgen
Wilhelm Conrad Röntgen wurde am 27.03.1845 geboren und hat eine bewegte Zeit verlebt (unter anderem einige Jahre an der ETH Zürich), bis er am 08. November 1895 die „X-Strahlen“ entdeckt hat. Diese Entdeckung bescherte ihm den ersten Nobelpreis für Physik und revolutionierte die Medizin, da es ab nun möglich war, in das Innere des Körpers zu blicken
In einem luftleeren Raum fliegen bedingt durch eine angelegte Spannung Elektronen von der Kathode zur Annode. Beim Auftreffen der Elektronen auf das Annodenmaterial können nun 2 Dinge passieren:
- 1. Die Elektronen werden abrupt abgebremst und geben diese Energie in Form von Bremsstrahlung (Röntgenstrahlung) ab.
- Die Elektronen treffen auf Material und lösen hier Elektronen aus der Atomhülle dieses Materials heraus. Das hierbei entstehende „Loch“ in der Atomhülle wird durch ein nachrutschendes Elektron einer äusseren Schale gefüllt. Dabei wird Energie frei, die in Form von charakteristischer Röntgenstrahlung abgegeben wird.
Eigenschaften von Röntgenstrahlung
- Röntgenstrahlen durchdringen Materie, d.h. sie werden nur selten von den Atomen absorbiert
- Röntgenstrahlung ist für das menschliche Auge unsichtbar
- Röntgenstrahlen ionisieren Luft und Gase
- Röntgenstrahlen sind weder durch elektrische noch durch magnetische Felder ablenkbar.
Einsatz von Röntgenstrahlung in der Radiologie
- Der Anwendung von Röntgenstrahlung in der Radiologie ist vielseitig. So gibt es: Röntgen
- Durchleuchtung
- Mammografie
- DEXA- Knochendichtemessungen
- Computertomografie
- Bestrahlung mit konventionellen Röntgenstrahlen *
- Angiografie *
* diese Untersuchungen bieten wir in unserem Institut nicht an
Um das Röntgenbild sichtbar zu machen, gibt es folgende Möglichkeiten:
Röntgenfilm
Ein Röntgenfilm ist ein zur Aufnahme mit Röntgenstrahlen optimierter fotografischer Film. Im Unterschied zu normalen Filmen ist er, zum Zweck der besseren Strahlungsabsorption, auf beiden Seiten mit fotografischen Emulsionen beschichtet, zum Beispiel auf Basis von Silberbromid mit geordneter Silberkristallstruktur. Als Trägermaterial dient meistens Polyester.
Röntgenfilme sind in standardisierten Größen als lichtdicht verpackte Formate oder Rollen erhältlich. Formate (Bögen) werden in der Regel für Kassetten verwendet, die den Film für die Aufnahme lichtdicht abschließen. Rollen dienen u. a. der Prüfung von Rohrschweißnähten. Röntgenfilme sind auch zusammen mit Röntgenverstärkerfolie in Einzelverpackungen eingeschweißt erhältlich. Dies erspart die Handhabung der Kassetten. Röntgenfilme für die konventionelle Radiologie gibt es in verschiedenen Größen. Heute werden Röntgenaufnahmen zunehmend digital archiviert (sh. PACS, DICOM), was in unserem Institut die Filme verdrängt hat.
Röntgenspeicherfolie
Eine Röntgenspeicherfolie besteht aus einer Leuchtstoffplatte. Der Leuchtstoff speichert die Intensität der eingetroffenen Röntgenstrahlung. Nach der Aufnahme wird der Barcode, der sich auf der Rückseite der Röntgenspeicherfolie befindet, mit einem Handscanner eingelesen, damit der Computer das Bild mit dem richtigen Patienten verknüpfen kann. Nun wird die gesamte Speicherfolienkassette in ein spezielles Lesegerät geschoben, welches das Bild in zwei Schritten ausliest. Erst erfolgt eine sogenannte Vorauslesung (preread), und erst danach die wirklich qualitätiv hochwertigere Auslesung. Sie erfolgt durch einen Laserstrahl. Die Abtastung erfolgt punktförmig und stimuliert die sich auf den Zwischengitterplätzen befindenden Elektronen. Erst dann erfolgt eine Lumineszenz, die von Spiegel umglenkt und mittels eines Photomultipliers detektiert wird. Nun erfolgt die Digitalisierung in einem Analog-Digital-Konverter, der sich ebenso im Auslesegerät befindet. Das entstandene digitale Röntgenbild wird nun über das lokale Netzwerk an die Arbeitskonsole versandt. Dort kann der/die MTRA das Bild nachverarbeiten. Dazu gehören Bilder drehen, Kontrast verändern oder Rechts- bzw. Linkszeichen im Nachhinein auf das Bild hinzufügen. Ebenso können mehrere Bilder, z.B. eine zweite oder dritte Ebene, zu dem selben Röntgenauftrag hinzugefügt werden. Nun wird das Bild mit den Patientendaten im PACS gespeichert. Die Phosphorplatte wird im Lesegerät wieder gelöscht, indem sie mit normalem Licht belichtet wird. Die Phosphorplatte ist durch eine Kunststoff-Kassette und Beschichtungen geschützt.
Röntgenbildverstärker
Ein Röntgenbildverstärker (RBV) ist ein Bildwandler für Röntgenstrahlen. Ein RBV erzeugt in Echtzeit ein Bild, welches auf einem Monitor angezeigt wird. Diese Bildgebung findet in der Durchleuchtung oder auch in der interventionellen Radiologie ihren Einsatz.
Festkörperdetektoren
Ein Flachbilddetektor für Röntgenstrahlen (Festkörperdetektor) ist ein flacher, moderner Röntgenstrahlendetektor, der Röntgenbilder in digitaler Form erzeugt. Festkörperdetektoren sind aufgrund ihrer Technik sehr vorteilhaft. Trotz geringerer Strahlungsdosen können vergleichbare Bilder erhalten werden. Außerdem wird, durch die Integrierung des Auslesemechanismuses, viel Zeit und Material gespart. Dadurch, dass die Bilder direkt digitalisiert werden, ist auch die Archivierung einfacher und platzsparender.
Die indirekten Festkörperdetektoren wandeln die eingehende Röntgenstrahlung mit Hilfe eines Szintillators in sichtbares Licht um. Darunter befindet sich ein Halbleiter meist aus amorphem Silizium (a-Si) aus dem die integrierte Schaltung realisiert ist. Pro Bildpunkt gibt es einen Kondensator, einen Dünnfilmtransistor (TFT) und eine Fotodiode (TFD). Die Fotodiode wandelt das Licht in Elektronen um. Der Kondensator speichert diese Ladung und mit Hilfe des Transistors kann jeder Pixel einzeln ausgelesen werden.
Direkte Flachbilddetektoren nutzen anstelle des Szintillators und der Fotodiode nur einen auf Röntgenstrahlen empfindlichen Fotoleiter, der beim Eintreffen von Photonen Ladungen erzeugt, die dann mit Elektroden abgesaugt werden. Die Ladungsmenge eines Bildpunkts ist proportional zur einfallenden Strahlung.
Die Durchleuchtung wird oft als Zusatzuntersuchung zu den Übersichtsaufnahmen eingesetzt, um eine bessere Lokalisation von krankhaften Prozessen zu haben. Ausserdem ist sie ein wichtiger Bestandteil dynamischer Untersuchungen wie zum Beispiel bei Darstellung der Speiseröhre, Magen-Darmpassagen, Arthrografien (Darstellung der Gelenke mittels Injektion eines jodhaltigen Kontrastmittels), Myelografien (Darstellung des Rückenmarkkanals mittels Injektion eines jodhaltigen Kontrastmittels) oder Angiografien (interventionelle Radiologie).
Bei der Durchleuchtung oder Fluoroskopie wird anstelle eines Einzelbildes (Röntgenbild) eine kontinuierliche Serie von Röntgenbildern aufgezeichnet. Ausserdem wird mittels dieser Technik das Verfolgen einer Röntgenuntersuchung auf einem Monitor mittels Bildverstärker in Echtzeit ermöglicht.
Das Prinzip: Die Patientin, der Patient wird zwischen Röntgenröhre und Bildverstärker positioniert. Der Bildverstärker wandelt die von dem durchleuchteten Körper reflektierten Röntgenquanten in Licht um. Dieses Licht wird von einer Fernsehkamera an einen Monitor weitergeleitet. Auf diese Weise kann der Röntgenvorgang dynamisch verfolgt werden.
Die Durchleuchtung basiert auf dem Prinzip der konventionellen Radiologie. Mittels Röntgenstrahlen kann eine kontinuierliche Betrachtung von Vorgängen im menschlichen Körper mit bewegten Bildern dargestellt werden.
Philips DSI
Hauptsächliche Anwendungsbereiche:
Speiseröhre, Magen- und Darmuntersuchungen sowie Schulter- und Hüftgelenksarthrographien.
Als Knochendichtemessung, auch Osteodensitometrie, werden medizinisch-technische Verfahren bezeichnet, die zur Bestimmung der Dichte, bzw. des Kalksalzgehaltes des Knochens dienen.
Menschen mit vermindertem Kalksalzgehalt tragen ein erhöhtes Risiko für Knochenbrüche. Betroffen sind vor allem Frauen in der Menopause, Männer über 50 Jahre, Raucher, Alkoholiker und Menschen mit Mangelernährung bzw. Vitaminmangel. Auch bestimmte Erkrankungen wie die Hyperthyreose (Schilddrüsenüberfunktion), oder Medikamente wie Kortikoide begünstigen den Substanzverlust der Knochen.
DXA/DEXA (Dual-Röntgen-Absorptiometrie)
Während bei herkömmlichen digitalen Röntgenverfahren lediglich eine Röntgenquelle eingesetzt wird, setzt das Dual-Röntgen-Absoroptiometrie-Verfahren (engl. Dual-Energy X-ray Absorptiometry, DXA/DEXA) gleichzeitig zwei energetisch leicht unterschiedliche Röntgenquellen ein. Materialien mit unterschiedlicher Dichte zeigen in Abhängigkeit von der Energie der Röntgenstrahlung unterschiedliche Schwächungscharakteristiken. Für jeden Messpunkt im Röntgenbild existieren also beim DXA/DEXA-Verfahren zwei Schwächungswerte für die zwei eingesetzten Röntgenenergien. Dementsprechend können im Vergleich zum herkömmlichen Röntgenverfahren nicht nur die allgemeine Schwächung durch den gesamten Körper gemessen, sondern auch verschiedene Materialien genauer unterschieden werden. Wichtig hierfür ist ein möglichst großer Unterschied der jeweiligen Dichte.
Beim Einsatz am Menschen werden dabei drei Gewebearten unterschieden: Knochen-, Muskel- und Fettgewebe. Das DXA/DEXA-Verfahren eignet sich beispielsweise zur Bestimmung der Körperzusammensetzung aus Knochen-, Fett- und Muskelmasse.
Die Mammografie ist als Verfahren der Radiologie eine Röntgenuntersuchung üblicherweise der weiblichen, gegebenenfalls aber auch der männlichen, Brust.
Die Mammografie ist eine Methode zur Früherkennung von Brustkrebs (Mammakarzinom), der in den meisten Ländern häufigsten Krebserkrankung der Frau.
Jede Brust wird aus zwei (meist senkrecht von oben und schräg seitlich), gegebenenfalls auch mehreren Richtungen aufgenommen. Während der Aufnahme wird die Brust zwischen dem Objekttisch und einer Plexiglasplatte moderat komprimiert. Dies ist notwendig um die Strahlendosis gering zu halten und die zu untersuchende Brustregion bestmöglich abzubilden. Die Untersuchung wird von einem Teil der Patienten als unangenehm empfunden.
Die weiche Strahlung führt zu kontrastreicheren Aufnahmen, als sie bei anderen Röntgenuntersuchungen mit harter Strahlung möglich wären. Mit der Untersuchung können kleine, nicht tastbare, Gewebeformationen sowie Mikrokalk erkannt werden. Die Röntgenbilder werden durch den untersuchenden Arzt ausgewertet.
Die Untersuchung erfolgt an speziellen Röntgengeräten. Die angewendete Röntgenstrahlung ist eine weiche Strahlung mit einer Energie von ungefähr 25 bis 35 keV (Kiloelektronenvolt). In der Mammografie kommen sowohl Film-Folien-Systeme als auch digitale Röntgengeräte zum Einsatz. Letztere teilen sich in Speicherfoliensysteme und Flachdetektorsysteme auf, deren Röntgenaufnahmen auf einer speziellen Mammographie-Befundstation betrachtet werden.
CAD-Systeme (Computer Assisted Detection) können den Radiologen bei der Auswertung von Röntgenaufnahmen unterstützen.
Mammografie Untersuchung
Die Mammografie ist die wichtigste bildgebende Untersuchungsmethode zur Früherkennung von Brustkrebs. Sie kann durch eine zusätzliche Ultraschalluntersuchung ergänzt werden. In speziellen Fällen wird eine MRT Untersuchung der weiblichen Brust durchgeführt.
Siemens Mammomat 3000
Mammografiegerät für hochauflösende Bilder der weiblichen Brust. Die Bilder werden digital erfasst und gespeichert.
Röntgenstrahlen durchdringen den Körper und erstellen eine Art "Schattenbild" des Körperinnern. Da es dabei zwangsläufig zu Überlagerungen kommt, werden die Untersuchungen oft in zwei oder mehreren Projektionen (Richtungen) durchgeführt.
Philips Diagnost TH
Konventionelles Röntgen findet Anwendung bei der Untersuchung von Skelett, Herz,- Lungen- und Bauchregion.