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Röntgenstrahlung in medizinischer Anwendung. Inhalt Betriebsarten zur medizinischen Anwendung Durchleuchtung Mammographie.

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Präsentation zum Thema: "Röntgenstrahlung in medizinischer Anwendung. Inhalt Betriebsarten zur medizinischen Anwendung Durchleuchtung Mammographie."—  Präsentation transkript:

1 Röntgenstrahlung in medizinischer Anwendung

2 Inhalt Betriebsarten zur medizinischen Anwendung Durchleuchtung Mammographie

3 Röntgenstrahlung zur Durchleuchtung in der Medizin Drehanode aus Wolfram –Betrieb bei kV, 10 mA, 8 ms Belichtung für dünne Patienten –Das Maximum der Bremsstrahlung liegt bei etwa 50% der Anregungsspannung Röhrenfenster ist ein 2,5 mm starkes Al Filter, absorbiert die langwellige Strahlung E<20keV, denn Strahlung mit Energie unter 20 keV wird in organischem Material -praktisch ausschließlich durch Photoeffekt- –stark absorbiert –ionisiert die Atome und kann Bindungen ändern (Auslöser für Mutationen) –trägt – wegen der hohen Absorption – nicht zur Durchleuchtung bei Ausnahme: Mammographie-Röhren

4 , Wechselwirkung von Kohlenstoff mit Röntgenstrahlung bei Durchleuchtung Photoeffekt Kohärente Streuung Compton-Effekt Paarbildung Röntgen mit 100 kV Filter: 2,5 mm Al Wolfram Anode, Anregung mit 100 kV, 2,5 mm Al Fenster als Filter

5 Speziell: Mammographie Spannung: kV, Molybdän (Z=42) oder Rhodium (Z=45) Anode, ohne 2,5 mm Aluminium, aber mit Kantenfilter, das langwellige Anteile unterhalb von 18 kV absorbiert Ziel: Mit weicher Strahlung Unterschiede in der Art des Gewebes lokalisieren –Strahlung mit Energie unter 20 keV wird in organischem Material praktisch ausschließlich durch Photoeffekt stark absorbiert und –zeigt Materialunterschiede, denn der Anteil Photoeffekts an der Absorption steigt mit Z 4 –Die mittlere Kernladungszahl im Organismus ist Z=7 Mit diesem Verfahren werden Mikrokalke erkannt, die in einigen Tumoren erscheinen

6 Anteile zum Streuquerschnitt von Röntgenstrahlen 1/m 2 Kohärente Streuung 1/m 2 Photoeffekt 1/m 2 Compton Effekt 1/m 2 Paarbildung Z1Kernladungszahl 1 Joule Energie des Photons A1 m 2 Bestrahlte Fläche

7 , Photoeffekt Kohärente Streuung Compton-Effekt Paarbildung Röntgen mit 30 kV Filter bei 17 keV Wechselwirkung von Kohlenstoff mit Röntgenstrahlung bei der Mammographie Der hohe Anteil des Photoeffekts an der Absorption zeigt Calzium- (Z=20) Einlagerungen im von Kohlenstoff (Z=6) dominierten Gewebe

8 Absorption von 2,5 (3,0) mm Aluminium in Abhängigkeit von der Energie der Röntgenstrahlung Menschen-äquivalente Röntgen Absorber: 25 mm Al entsprechen einem dünnen Patienten (17, 22, 26 cm Bauchdurchmesser für Patientendicken-Klassen)

9 Mittlere Eindringtiefen als Funktion der Energie (Wasser) Die Absorption im menschlichen Körper entspricht –angenähert- der des Wassers Ein- dring- tiefe in Luft <1 m Betrieb mit 120 kV

10 Strahlenbelastung Strahlenbelastung 1-10 Mikrogray für eine Aufnahme ( 1000 Mikrogray = 1 Milligray pro Jahr entspricht der natürlichen Strahlenbelastung)

11 Weitere abbildende Verfahren in der Medizin NMR für Funktionsanalysen, Tumorsuche bei Mammographie PET 511 keV (Positronen Vernichtung bei Rekombination) –Auflösung im cm Bereich, Computer Tomographie mm

12 Zusammenfassung Medizinisches Röntgen unterscheidet zwei Betriebsarten: Durchleuchtung des ganzen Körpers: –Wolfram Anode mit 2,5 mm Al-Filter –Betriebsspannung kV –Weiche Anteile werden vom 2,5 mm Al Filter absorbiert Mammographie: –Rhodium oder Mo Anode mit Kantenfilter bei 18 kV –Betriebsspannung 30 kV –Schmales Band mit weicher Strahlung ist erwünscht, um durch den Photoeffekt ( ~Z 4 /W 3 ) kleine Unterschiede im Aufbau des Gewebes zu zeigen

13 finis , Röntgen mit 100 kV Filter: 2,5 mm Al , Röntgen mit 30 kV Filter bei 17 keV


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