Röntgenstrahlung in medizinischer Anwendung

Präsentation zum Thema: "Röntgenstrahlung in medizinischer Anwendung"—  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 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)

5 Wechselwirkung von Kohlenstoff mit Röntgenstrahlung bei Durchleuchtung
Photoeffekt Filter: 2,5 mm Al Röntgen mit 65 kV Röntgen mit 120 kV Compton-Effekt Kohärente Streuung Wolfram Anode, 2,5 mm Al Fenster als Filter

6 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 Z4 Die mittlere Kernladungszahl im Organismus ist Z=7 (den größten Beitrag bringt Kohlenstoff, Z=6) Mit diesem Verfahren werden Mikrokalke erkannt, die in einigen Tumoren erscheinen

7 Streuquerschnitte von CaCO3 und C und ihr Verhältnis
Filter bei 17 keV Röntgen mit 30 kV Maximaler Unterschied der Absorptionsvermögen von Kalk und Kohlenstoff bei etwa 17 keV

8 Anteile zu den Streuquerschnitten von CaCO3 und C
Filter bei 17 keV Röntgen mit 30 kV Photoeffekte von Kalk und Kohlenstoff unterscheiden stark sich bei niederer Energie

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

10 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

11 Medizinisches Röntgen unterscheidet zwei Betriebsarten:
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 ( ~Z4/W3) kleine Unterschiede im Aufbau des Gewebes zu zeigen

12 Filter: 2,5 mm Al Röntgen mit 100 kV Filter bei 17 keV
finis Filter: 2,5 mm Al Röntgen mit 100 kV 106 103 1 0, Filter bei 17 keV Röntgen mit 30 kV 106 103 1 0,