Klassisches Röntgen · verwendet man eine Anode die sich dreht, damit der Brennfleck nur für...

Hausarbeit im Fach Digitale Dokumente in der Medizin

- Klassisches Röntgen -

Markus Kühner / Stefan Meißner / Alexander Vogl

Kühner / Meißner / Vogl: Klassisches Röntgen – Inhaltsverzeichnis

Wo steht was? Inhaltsverzeichnis Dieses Hausarbeit entstand im Rahmen der Vorlesungen im Wahlpflichtfach „Digitale Dokumente in der Medizin“ im WS 2001 / 02, verfasst von Markus Kühner, Stefan Meißner und Alexander Vogl. Kapitel 1: Geschichte und Begriffe 1.1 Geschichte Seite 3 1.1.1 Technische Ausstattung früher und heute Seite 5 1.2 Begriffe Seite 6 1.3 Röntgenstrahlung und ihre Erzeugung Seite 7 1.3.1 Entstehung von Röntgenstrahlung Seite 8 1.3.2 Die Röntgenröhre Seite 9 1.4 Einführung in die Aufnahmetechnik Seite 10 Kapitel 2: Aufnahme und Verarbeitung des Röntgenfilms 2.1 Die Röntgenbild – Darstellung Seite 11 2.2 Lagerung und Strahlenschutz Seite 13 2.3 Röntgenaufnahmen Seite 14 2.4 Digitales Röntgen Seite 15 2.5 Beispiele Seite 16

Kapitel 3: Substraktionsangiographie 3.1 Ziel Seite 17 3.2 Prinzip Seite 17 3.3 Aufbau eines digitalen Subtraktionangiographen Seite 18 3.4 Diagnose und Therapie Seite 19 3.5 Indikationen Seite 20 3.6 Kontraindikationen der DAS Seite 20 3.7 Vergleich interarterielle und intravenöse Seite 20 Subtraktionsangiographie 3.8 Kontrastmittel Seite 21 3.9 Strahlenbelastung Seite 21

Anhang: Quellenverzeichnis Seite 22

Hausarbeit Digitale Dokumente in der Medizin WS 2001 / 02 2

Kühner / Meißner / Vogl: Klassisches Röntgen – Geschichte und Begriffe

Kapitel 1 Geschichte und Begriffe

Bevor auf die Erstellung von Röntgenbildern eingegangen werden soll, werden zunächst Begriffe und Effekte aus der Röntgentechnik erklärt sowie die Erzeugung von Röntgenstrahlung geschildert. Zu Beginn wird jedoch das Rad der Geschichte zurückgedreht und die Erfindung der Röntgentechnik beschrieben. 1.1 Geschichte 1895 wurden die Röntgenstrahlen von dem Würzburger Physikprofessor Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) entdeckt. Diese Entdeckung leitete ein neues Zeitalter der Physik und Medizin ein, brachte aber auch Fortschritte in der übrigen Forschung und Industrie. 1.1 Röntgen Am 28. Dezember 1895 hielt Wilhelm Röntgen seinen Vortrag „Über eine neue Art von Strahlen“ vor der Physikalisch – Medizinischen Gesellschaft in Würzburg. Anschließend bewies er, dass durch die Strahlen die Knochen der Hand auf dem

Leuchtschirm sichtbar gemacht werden können. Zitat von Röntgen: „Wir werden ja sehen, was wir sehen. “ Einstimmig beschlossen die anwesenden Wissenschaftler die Strahlen nach ihrem Entdecker Röntgen zu nennen.

1.2 Links: Hand Berta Röntgens (1896) Rechts: Hand der russischen Zarin Zitat eines Anwesenden (Jastrowitz): „Ein Finger ist mit einem Ringe versehen, welcher noch dunkler als die Fingerknochen erscheint. Der Ring schwebt über dem Knochen der betreffenden Phalanx gleichsam wie der Ring über dem Saturn. Wenn ich Ihnen sage, dass diese Knochen nicht von einem Skelett, sondern am lebenden Menschen photographiert sind, so wird es fast wie ein Scherz und märchenhaft klingen.“



Am 26. März 1896 entdeckte der Praktische Arzt Wolf Becher, dass man mit Hilfe eines Kontrastmittels (der Bleilösung Liquor plumbi subacetici) Darstellungen von Magen und Darm eines toten Meerschweinchens mit Hilfe der Röntgentechnik machen konnte. 1.3 Röntgenaufnahme um 1905 (der Patient hält die Röntgenplatte) Anfangs gab es durch die Röntgenstrahlung sehr viele Todesopfer, da die Gefährlichkeit der Strahlung (auch bei ständiger Einwirkung nur kleiner Strahlenmengen) nicht sofort erkannt wurde, obwohl man Schädliche Nebenwirkungen an Haut und Haaren beobachtet. Doch zunächst wurden diese Anzeichen auf die leichte Schulter genommen. „Die Erfahrung wird nun lehren, ob die ausgefallenen Haare wieder nachwachsen. Sollte dies nicht der Fall sein, so hätte man in der Bestrahlung ein sehr einfaches Epilationsverfahren“ Dann wurde durch Schutzmaßnahmen, wie z.B. Abschirmung durch Blei, die Strahlenbelastung sehr stark reduziert. Weitere Entwicklungen, wie

Röntgenbildverstärker, trugen auch zur positiven Entwicklung der Strahlungsbelastung bei. Außerdem wurde die Auswirkung der Strahlen auf den Menschlichen Körper im Laufe eines Lebens genau erforscht. Die technische Entwicklung der Röntgenapparate hat inzwischen große Fortschritte gemacht. Kaum ein Bereich in der Medizin kann heute auf die Röntgenstrahlen verzichten. Zuerst wurden sie zur Diagnose von Knochenbrüchen und deren Richtung eingesetzt. Dann wurden schattengebende Fremdkörper mit ihrer Hilfe lokalisiert (Tumore z.B. auf der Lunge, Tuberkulose). Schließlich kam die Diagnose und Behandlung von Krebs hinzu.

H

1.4 Stationärer Röntgenapparat für diagnostische und therapeutische Zwecke

ausarbeit Digitale Dokumente in der Medizin WS 2001 / 02 4



1.1.1 Technische Ausstattung früher und heute Die technische Grundausstattung von Röntgengeräten besteht im wesentlichen aus: • Hochspannungserzeuger (damals: Funkeninduktor, Stromunterbrecher; heute:

Gleichspannungsgeneratoren), • Röntgenstrahler (damals: Ionenröhre; heute: Drehanoden-Glühkathodenröhre mit

Schutzgehäuse), • Bildwandler (damals: Leuchtschirm, Röntgenplatte; heute: Röntgenfilm,

Röntgenbildverstärker, digitales Röntgenfernsehen), • Anwendungsgeräte (damals wie heute: Röntgenzubehör, Dosimeter; später

kamen Strahlenschutzeinrichtungen hinzu).

1.5 "Röntgenzimmer" um 1900 1.6 "Röntgenkabinett" um 1903

1.7 Timeline


1.2 Begriffe Spektrum: zwischen UV und Gammastrahlung Weiche/harte Strahlen: abhängig von der elektrischen Energie, weiche = langwellig, harte = kurzwellig, (durchdringt den Körper wesentlich leichter) für harte Wellen benötigt man wesentlich mehr Energie Anode: Ursprung der Röntgenstrahlen (Röntgenröhre), sich drehender aus Wolframteller, Erhitzung bis auf 2700C° Katode: Elektronenquelle, Spirale aus Wolfram Röhrenspannung: Spannung zwischen Anode und Katode, je höher, desto härter ist die Röntgenstrahlung Fokus/Brennfleck: Auftreffstelle der Elektronen auf der Anode, Röntgenquelle, (0,1 bis 1,5 mm Durchmesser) Streustrahlung: Fehler bei der Aufnahme, Verhinderung durch Streustrahlenraster 1.3 Röntgenstrahlung und ihre Erzeugung Röntgenstrahlen sind elektromagnetische Strahlen, mit kleinerer Wellenlänge als das Licht. (Brockhaus) In der Skala des elektromagnetischen Spektrums liegen sie zwischen dem ultravioletten Licht und der Gammastrahlung des Radiums. Zu diesem Spektum gehören auch die Radiowellen (mit Wellenlängen bis zu 10 000 m und mehr), die Infrarotstrahlung, die sichtbaren Lichtstrahlen und die kosmische Strahlung, die kürzer als die Gammastrahlung ist. Alle diese Strahlen bewegen sich in Lichtgeschwindigkeit. Die Wellenlänge der Röntgenstrahlung ist abhängig von der elektrischen Energie, durch die sie erzeugt wird. Für die sog. weichen Strahlen benötigt man eine Spannung von etwa 40 000 Volt. Die harten Strahlen, die in der Röntgentechnologie zur Diagnostik verwendet werden, erfordern eine Spannung von etwa 100 000 Volt. Spannungen von bis zu 2 Mio. Volt werden für die Krebsbehandlung benötigt. Sie unterscheiden sich von anderen elektromagnetischen Strahlungen nur durch ihre Entstehungsart, nicht aber durch die physikalischen Eigenschaften. Eigenschaften:

• verhalten sich wie Licht • durchdringen Material und werden dadurch abgeschwächt • erzeugen Sekundärstrahlung • bringen entsprechend präpariertes Material zum Aufleuchten • sind fotochemisch (schwärzen eine fotografische Schicht) • sie ionisieren Gas • haben eine biologische Wirkung (sie beeinflussen Gewebe) • unsichtbar



1.8 Spektrum 1.3.1 Entstehung von Röntgenstrahlung Röntgenstrahlen gehören in der Natur zu den elektromagnetischen Schwingungen. Ihr Spektrum befindet sich im langwelligen Bereich. Sie entstehen, wenn schnell fliegende Elektronen auf feste Stoffe auftreffen und dadurch in ihrer Bahn plötzlich abgebremst werden. In der Röntgenröhre liegt diese Auftreffstelle der Elektronen und damit die Quelle der Röntgenstrahlung auf der Anode. Die Auftreffstelle wird auch Fokus oder Brennfleck genannt (0,1 bis 1,5 mm Durchmesser). Die Anode ist ein sich drehender „Teller“ aus Wolfram. Beim Aufprall werden 99 % der Elektronenstrahlen in Wärmeenergie umgewandelt. Dadurch erhitzt sich die Anode auf bis zu 2700 C°. Die restliche Energie ruft im Anodenmaterial die Aussendung der Röntgenstrahlung (Bremsstrahlung) und eine Eigenstrahlung der Atome hervor. Die Elektronenquelle ist eine Spirale aus Wolfram, die durch elektrischen Strom erhitzt wird. Die so anfallenden Elektronen werden durch eine hohe Spannung zwischen Anode und Katode, der so genannten Röhrenspannung (zwischen 30 bis 400 kV), sehr schnell beschleunigt. Je höher diese Spannung ist (kv- Wert), um so kleiner ist die Wellenlänge der erzeugten Röntgenstrahlung. Wenn die Strahlung kurzwelliger ist, durchdringt sie den Körper wesentlich leichter, als wenn sie langwellig ist. Man nennt sie daher auch harte Röntgenstrahlung. Langwellige Röntgenstrahlung wird als weiche Strahlung bezeichnet. Früher wurde die Röntgenstrahlung durch eine Gasentladung erzeugt (Ionenröhre).



1.3.2 Die Röntgenröhre

1.9 Aufbau einer Röntgenröhren Die heute im Allgemeinen verwendete Coolidge- Röhre besteht aus einem Glaskörper, in dem ein sehr hohes Vakuum herrscht. In diesem Körper befinden sich die heizbare Wolframspule und die Anode. Um die Spule befindet sich ein Zylinder, der die erzeugten Elektronen bündelt. Die Anode wird mit Wasser oder Öl gekühlt. Für sehr hohe Belastung verwendet man eine Anode die sich dreht, damit der Brennfleck nur für kurze Zeit auf eine Stelle trifft und diese erhitzt. Damit die Röntgenstrahlung nicht schon durch den Glaskörper absorbiert wird, verwendet man an der Durchlassstelle ein speziell durchlässiges Material wie z.B. Lithiumborat oder Berylliumfolie. Ein Bleimantel

1.10 Röhre verhindert das unerwünschte Austreten von Röntgenstrahlung.



2.4 Einführung in die Aufnahmetechnik Bei der Röntgenaufnahme handelt es sich um eine Zentralprojektion. Die von dem Fokus der Röntgenröhre ausgehenden Röntgenstrahlen werfen auf den Röntgenfilm ein Schattenbild, das den verschiedenen Durchlässigkeiten des Aufnahmeobjektes entspricht. Röntgenstrahlen breiten sich vom Brennfleck (Fokus) der Röntgenröhre her wie Lichtstrahlen geradlinig nach allen Seiten aus. Sie verteilen sich dabei auf einem immer größer werdenden Raum, so dass ihre Intensität ständig abnimmt. Die Röntgenaufnahme sollte das jeweilige Objekt möglichst in natürlicher Größe wiedergeben. 1.11 Prinzip der Röntgenaufnahme

Wenn die Röntgenstrahlen den Körper durchdringen werden die Strahlen je nach Dichte und Dicke des zu durchdringenden Materials verschieden stark geschwächt. So absorbiert die dichte Knochensubstanz mehr Strahlung als die Weichteile, und diese wiederum mehr als Luft. Das mit gleichmäßiger Intensität an der Körperoberfläche auftreffende Röntgenstrahlbündel trägt also beim Wiederverlassen des Körpers dessen Aufbau als unsichtbares Bild in Form unterschiedlicher Strahlenintensität in sich. Beim durchdringen des Röntgenfilmes wird dieses Bild auf die fotografische Schicht übertragen. Es ist dort zunächst noch unsichtbar, wie eine fotographische Schicht nach dem Belichten. Daraus entsteht dann durch Entwickeln und Fixieren die

1.12 Streustrahlung Röntgenaufnahme. Ein Problem beim Röntgen ist das Entstehen von Streustrahlung. Diese kann die Bildqualität erheblich verschlechtern. Beim Durchleuchten eines Objektes entsteht immer Streustrahlung durch eine Wechselwirkung der Strahlung mit den Atomen des Körpers. Sie breitet sich diffus nach allen Seiten hinaus und verursachen so eine Verschleierung auf dem Film. Deshalb muss man den zu röntgenden Bereich so exakt und klein wie möglich halten, damit die Qualität der Aufnahmen nicht zu sehr leidet. Auch im Interesse des Strahlenschutzes sollte die zu bestrahlende Fläche so gering wie möglich sein. Um den Streustrahleneffekt noch abzuschwächen wird ein Streustrahlenraster zwischen dem Film und dem Patienten angebracht. Es gelangen so nur geradlinige Strahlen auf den Röntgenfilm (siehe Abbildung).



1.13 Aufbau eines Röntgenfilmes

Bei dem Röntgenfilm sind, im Gegensatz zum normalen Fotofilm, auf beiden Seiten lichtempfindliche Emulsionsschichten aufgetragen. (Silbersalz) Durch die Belichtung verändert sich das Silbersalz derart, dass sie vom Entwickler zu schwarzen, metallischem Silber reduziert werden. Die Menge des Silberniederschlages ist abhängig von der aufgetroffenen Strahlung. So entsteht der Kontrast auf dem Röntgenbild.


Kühner / Meißner / Vogl: Klassisches Röntgen – Aufnahme und Verarbeitung des Röntgenfilms

Kapitel 2 Aufnahme und Verarbeitung des Röntgenfilms

Nach den Begriffserläuterungen und der Erklärung der Erzeugung der Röntgenstrahlen soll im Folgenden die Darstellung des Röntgenbilds erläutert und der Aufnahmebetrieb mit einem Röntgengerät gezeigt werden. Außerdem gibt es einen Überblick über Digitales Röntgen. 2.1 Die Röntgenbild – Darstellung In der klassischen Röntgendiagnostik wird – wie bereits beschrieben – der Röntgenstrahl bei der Durchstrahlung eines Patienten gewebetypisch abgeschwächt, was zu einer unterschiedlichen Schwärzung des Röntgenfilms führt. Dabei ergeben sich durch die unterschiedliche Strahlenabsorption im Gewebe natürliche Kontraste: Weiches Gewebe wie Fett, Muskeln und Haut absorbiert wenig Strahlung; Hartes Gewebe wie Knochen absorbiert dagegen viel Strahlung und hinterlässt dadurch einen weißen Schatten auf dem Röntgenbild.

Abbildung 2.1: KODAK X-OMAT UV Röntgenfilm

Die Filmkassette besteht aus Kunststoff mit einer Rückseite aus Blei. Ihre Größe entspricht der Größe des jeweils verwendeten Films. Direkt vor und hinter dem Film befinden sich die sogenannten Verstärkerfolien, früher mit einer Beschichtung aus Kalziumsulfaten (Ca CO4), heute meist aus Verbindungen der seltenen Erden. Beim Auftreffen von Röntgenstrahlung auf die Folien wandeln sie die Röntgenstrahlung in sichtbares Licht um. Der Röntgenfilm wird dann zu ca. 95% durch dieses Folienlicht und nur zu ca. 5% direkt durch die Röntgenstrahlung belichtet. Der so belichtete Film wird aus der Kassette in ein geschlossenes Filmentwicklungssystem ein-gegeben, das nach ca. 90 Sekunden den entwickelten Film auswirft.


Die Folien haben eine unterschiedliche Empfindlichkeitsklasse, für verschiedene Aufnahmeobjekte werden individuelle Formate und Folien benutzt. Hierfür gibt es spezielle Tabellen, die Werte für einen idealisierten „Normalpatienten“ liefern. Ist ein Patient schlanker oder kräftiger, müssen die werte entsprechend korrigiert werden. Dafür gibt es eigene Umrechnungstabellen. Kinder werden dabei ab zwölf Jahren als schlanke Erwachsene behandelt. Einige Beispieldaten finden sich in der Tabelle in Abbildung 2.2. Hierbei handelt es sich um ein Röntgengerät mit einem 6 – Puls –


Generator mit 125 kV und einer Drehanodenröhre mit Brennfleck 1,2 mm und einem Streustrahlenraster 12/40.

Format Folie (Em-pfindlichkeits-klasse)

13/18

~100

24/30

~100

20/40

~400

15/40

~100

30/40

~100

Aufnahme-objekt

Finger Zehen

Säuglingsfüße Ellenbogen

Carpaltunnel Ferse

HWS seitlichBrustbein

SchulterblattFüße

Kniegelenk

Kinder WS Einbeinstand

Risser

Unterarm Sprunggel.

Schädel Thorax

Abbildung 2.2: Aufnahmeobjekte und die entsprechenden Folien

Die neueste Entwicklung geht dahin, statt des Röntgenfilms eine entsprechend ausgelegte Speicherfolie zu belichten. Mit Hilfe einer Laseranlage wird die Speicherfolie, vor dem Einbringen in die Kassette, gleichmäßig aufgeladen. Trifft dann Röntgenstrahlung auf diese Folie, die sich wie der Film in einer Kassette befindet, so wird die Folie an den entsprechenden Stellen entladen. Mit Hilfe der Laseranlage wird die belichtete Folie ausgelesen und wieder zur neuen Verwendung aufgeladen. Das ausgelesene Bild wird elektrisch verarbeitet und gespeichert. Bei Verwendung einer Speicherfolie entfallen natürlich die beim Röntgenfilm in der Kassette befindlichen Verstärkerfolien. Bei einer Röntgendurchleuchtung strahlt die Röhre nicht wie bei der Erstellung einer Röntgenaufnahme nur sehr kurz (im Millisekundenbereich) sondern kontinuierlich und das theoretisch stundenlang. Dies natürlich mit erheblich geringerer Leistung als bei einer Aufnahme. Auf diese Weise können nicht nur statische Bilder erstellt werden, sondern auf einem oder mehreren Monitoren Bewegungsabläufe dargestellt und beobachtet werden. Hier trifft die den Patienten verlassende Röntgenstrahlung nicht auf einen Röntgenfilm bzw. auf eine Speicherfolie sondern auf einen Röntgenbildverstärker (BV). Dieses elektronische Gerät "wandelt" die Röntgenstrahlung in ein verstärktes sichtbares aber stark verkleinertes Bild auf seinem Ausgangsschirm bestehend aus dotiertem Zinksulfid um. Dieses Bild des BV wird mit Hilfe einer Fernsehkamera (TV) gefilmt und auf den oder die entsprechenden Monitore geleitet, auf denen das bewegte Bild unter Tageslichtbedingungen wie auf einem Fernsehbildschirm betrachtet werden kann. Es gibt Anlagen bei denen sich der Röntgenstrahler unterhalb des Tisches befindet. Derartige Anlagen werden als Untertischgeräte bezeichnet. Dann befindet sich, wie in Abbildung 2.3 ersichtlich, oberhalb des Tisches, der BV und die TV Kamera. Zur Erstellung von Röntgenaufnahmen dient das in der Abbildung dargestellte „Zielgerät“. In diesem Zielgerät befinden sich für die Erstellung von Röntgenaufnahmen die Messkammer für die Strahlenmessung, das Streustrahlenraster sowie die Filmkassette. Zur Erstellung einer Aufnahme wird die Filmkassette per Knopfdruck in den Strahlengang gebracht, belichtet und wieder herausgeführt. Für diesen kurzen Moment ist die Durchleuchtung unterbrochen. Bei diesen Untertischröhren, ist der Röhren-Patientenabstand limitiert, aber der Strahlenschutz, vor allem für das



Personal, optimiert. Aus diesem Grund kann sich der Arzt, falls erforderlich bei der Untersuchung am Patienten befinden.

Abbildung 2.3: Prinzipieller Aufbau einer Röntgendurchleuchtungsanlage Es sei erwähnt, dass alle modernen Durchleuchtungsanlagen für eine digitale Bildverarbeitung ausgelegt sind. Bei der digitalen Bildverarbeitung wird das Bild an der TV-Kamera abgegriffen und digital verarbeitet. Das digitalisierte Bild kann den Wünschen des Untersuchers entsprechend nachbearbeitet werden. So lässt sich z. B. der Schwarz – Weiß - Kontrast verändern, so dass bestimmte Kontraste erheblich verbessert werden können. Eine der Anwendungen ist die Digitale Subtraktionsangiographie, also die Gefäßdarstellung. Auch die normalen Durchleuchtungsbilder werden digitalisiert und vorverarbeitet bevor sie auf dem Monitor erscheinen. Dazu später mehr. 2.2 Lagerung und Strahlenschutz Dass der Patient bequem und möglichst schmerzfrei gelagert werden muss, versteht sich von selbst. Hinzu kommt jedoch, dass er bei der Belichtung vollkommen ruhig liegen muss, um so Bewegungsunschärfen bei der Röntgenaufnahme zu vermeiden. Dies gilt besonders für unruhige Patienten. Daher wird ab und zu auf Fixiermittel zurückgegriffen, wie Sandsäcken, Fixiergurten oder anderen Halterungen, um Bewegungen zu unterdrücken und somit das Ruhighalten zu erleichtern. Zusätzlich muss auf strahlenabsorbierende Gegenstände geachtet werden, die vor der Aufnahme entfernt werden müssen. Dazu zählen in erster Linie Schmuck, Uhren und Haarklammern, aber auch Prothesen, Pflaster und Verbände. Einzige Ausnahme dabei bilden Gipsverbände: Je nach Dicke und Alter muss die Belichtung auf das Doppelte oder mehr erhöht werden. Doch nicht nur auf die sachgemäße Lagerung muss geachtet werden. Vor jeder Aufnahme ist auf bestmöglichen Strahlenschutz zu achten. Alle Personen, die beruflich strahlenexponiert sind, sollen im Allgemeinen Filmdosimeter tragen, welche von zentralen Überwachungsstellen ausgewertet werden. Bei der Skelettradiologie werden die Aufnahmen außerhalb des Aufnahmeraums bei geschlossener Tür



ausgelöst, Sichtverbindung zum Patienten besteht durch ein Bleiglasfenster. Ansonsten steht das Bedienpersonal entfernt hinter einer Strahlenschutzwand oder ist durch das Tragen einer Bleigummischürze beim Auslösen der Aufnahme geschützt. Beim Halten von Schwerkranken oder Kindern soll dies Personen übertragen werden, die nicht ständig im Röntgenbereich tätig sind, vorzugsweise den Begleitpersonen. Diese werden ebenfalls durch Bleischürze und Handschuhe geschützt (Bleiwert 0,5 mm). Schwieriger ist der Strahlenschutz für den Patienten. Das vom Lichtvisier der Doppelscheng wie möglich eingestellt werden, so dasinteressierende Körpergebiet trifft. Bei Aufnadiese nach Möglichkeit mit Bleigummi abgedeAufnahmen im Beckenbereich erforderlich. Geder objektnahen Bleiabdeckung, dem OvarienDIN 6813. 2.3 Röntgenaufnahmen Die Körperpartie, die aufgenommen wird, solkommen. Bei Gliedmaßen muss das FilmforDer Abstand zwischen Fokus und Film wird mLaufschiene eingestellt. Die Strahlenrichtung wird bestimmt durch Zielstrahl, also dem (gedachten) Mittelstrahl dein Lichtvisier schon vor der Aufnahme sichtba

Abbildung 2.5a: Strahlenrichtungen

Hausarbeit Digitale Dokumente in der Medizin WS 2001 / 02

Abbildung 2.4: Der „Mini 6100“: Ein Dosimeter für Gamma- und Röntgenstrahlung

litzblende ausgeleuchtete Feld soll so s die Nutzstrahlung nur das jeweils hmen der Generationsorgane sollen ckt werden. Dies ist zum Beispiel bei löst wird das durch spezielle Formen - bzw. Gonadenschutz, geregelt nach

lte über der Kassettenmitte zu liegen mat einen Gelenkansatz miterfassen.

ittels einer Skala an Stativsäule und

die Angabe über den sogenannten es Nutzstrahlenbündels, welches über r gemacht werden kann.

Medianebene:

Mittelebene des Körpers, die ihn in eine linke und eine rechteHälfte teilt.

Deutsche Horizontale:

Verbindungslinie zwischen dem unteren Rand der Augenhöhleund dem oberen Rand des äußeren Gehörgangs

a. p. = anterior – posterior Strahlenrichtung:

von vorn (Körper – Vorderseite) nach hinten (Körper – Rückseite) p. a. = posterior – anterior Strahlenrichtung:

von hinten (Körper – Rückseite) nach vorn (Körper – Vorderseite)

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Oral:

Strahlenrichtung durch den Mund d. v. = dorso – volar:

Strahlenrichtung vom Handrücken zur Handinnenfläche d. pl. = dorso – plantar:

Strahlenrichtung vom Fußrücken zur Fußsohle Axial:

In Richtung der Längsachse des Körpers oder eines Körperteils(Schädel, Schulter, Ellbogen, Knie)

Abbildung 2.5b: Strahlenrichtungen

Neben der normalen Röntgenaufnahme gibt es noch ein Reihe weiterer Verfahren, die an dieser Stelle kurz beschrieben werden sollen. Bei der Röntgenstereographie werden bei unveränderter Position des Patienten und der Filmkassette nach Verschiebung des Aufnahmegeräts zwei gleichartige Aufnahmen angefertigt. Mittels eines Stereobetrachters werden diese ausgewertet, wobei sich der räumliche Eindruck verbessert und damit z. B. schattengebende körperfremde Einschlüsse besser erkannt. Die Tomgraphie ist ein bekanntes Verfahren um Röntgenschichtaufnahmen zu erstellen. Bei der Röntgenkymographie können Bewegungsabläufe wie Herz-, Magen- oder Zwerchfellfunktion erfasst werden. 2.4 Digitales Röntgen Die digitale Radiographie unterscheidet sich grundsätzlich nicht von der normalen Röntgenaufnahme. Der Unterschied besteht hier letztlich nur darin, dass beim normalen Röntgen ein Photofilm belichtet wird, beim digitalen Röntgen aber eine elektronische Photoplatte, die aus Halbleitersensoren besteht um das Bild zu registrieren Da die elektronische Photoplatte viel empfindlicher als ein normaler Röntgenfilm ist, kann die für eine Aufnahme erforderliche Strahlendosis verringert werden, bei Panoramaröntgen etwa um ca. 50 %, bei Fernröntgen um etwa 70 % und bei Intraoralröntgen sogar um fast 90 %. Die Bildinformation wird bei der digitalen Radiographie elektronisch gespeichert, somit können die gewonnenen Bilder auch noch nachträglich weiterbearbeitet werden. Zum Beispiel lassen sich zu dunkle Stellen im Bild aufhellen, wodurch zusätzliche Aufnahmen vermieden werden können. Ein weiterer Vorteil ist, dass Aufnahmen in sehr kurzen zeitlich


Abbildung 2.6: Vorfußarthritis bei chronischer Polyarthritis

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Abständen angefertigt werden können. Hierdurch kann eine sehr genaue Bewegungsanalyse z. B. des Schluckvorganges oder der Bewegungen der Handwurzelknochen erfolgen. Im Folgenden einige Screenshots einer Softwarefirma für Digitales Röntgen.

Abbildung 2.8: Aufnahme Schädel, seitlich

Abbildung 2.7: Bearbeitung eines Röntgenbildes

mit entsprechender Software 2.5 Beispiele Es folgen nun abschließend einige Beispiele aus der Röntgenbildaufnahme. Heute wird größtenteils auf das Digitale Röntgenverfahren zurückgegriffen, da es zum einen schonender für den Patienten ist, andererseits entfällt auch der Umgang mit chemischen Sub-stanzen bei der Film-entwicklung. Außerdem entfällt die Wartezeit zwischen Aufnahme und Entwicklung. Gerade auch durch die rasante Entwicklung auf dem Computermarkt kann das Digitale Röntgen durch die immer bessere weiterverarbeitende Bildsoftware an Bedeutung weiter gewinnen.



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Abbildung 2.9: Aufnahme Halswirbelsäule, seitlich Unten: Abbildung 2.10: Aufnahme Becken

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Kühner / Meißner / Vogl: Klassisches Röntgen – Digitale Subtraktionsangiographie

Kapitel 3 Digitale Subtraktionsangiographie

Eine spezielle Art der Röntgentechnik ist die sogenannte Digitale Subtraktionsangiographie (DSA). In diesem Kapitel soll diese genauer erklärt und die technischen Voraussetzung beschrieben werden. 3.1 Ziel Ziel der digitalen Subtraktionsangiographie ist eine arterielle Darstellung bei peripherer intravenöser Kontrastmittel-injektion1 ohne störende Knochenüberlagerung und Weichteilschatten, bei geringerer Kontrastmittelmenge als bei der konventionellen Angiographie, abzubilden. Ebenfalls sollen Gefäßmissbildungen, Gefäßeinengungen oder sogar stark durchblutete Tumore aufgespürt werden. Dargestellt werden Becken- und Beinarterien, Nierengefäße, Lungengefäße, Bauchschlagadern, Armschlagadern und die hirnversorgenden Blutgefäße. Die DSA wird eingesetzt, wenn andere Verfahren wie z.B. der Ultraschall nicht ausreichen. Abbildung 3.1: DSA Bild

3.2 Prinzip Elektronische Subtraktion des Kontrastmittel-Bildes von dem Hintergrundbild, der sogenannten Maske.

Summationder

Gefäßbilder

Summation der

Leerbilder (Negativbild)

Subtraktion Negativbilder - Gefäßbilder

Abbildung 3.2: Prinzip der digitalen Subtraktionsangiographie


1 Injektion des Kontrastmittels mittels intravenösem Zugang.


3.3 Aufbau eines digitalen Subtraktionangiographen Nachfolgend wird der Aufbau eines digitalen Subtraktionsangiographen der Firma Siemens mit folgenden Komponenten skizziert:

• Siemens Polydoros SX 65/80 • Siemens Siregraph CF • Siemens Fluorospot Compact • Monitore und Achivierung

Der Polydoros SX ist ein Angiograph, welcher die Bilder liefert. Der Siregraph bereitet die Röntgenbilder digital auf und sendet sie an das bildgebende/verarbeitende System. Der Fluorospot Compact ist ein bildgebendes/-verarbeitendes System mit folgenden Eigenschaften:

• Bilderfassungssystem: Analog/Digitalwandler 10 bit, 40 MHz. • Bildfrequenzen: Durchleuchtung: kontinuierlich 30 B/s mit 1024 x 512/10-bit-Matrix, Matrix

1024²/10-bit: 15, 7, 5 oder 3 B/s, DSA und Serienaufnahmen: 0,5, 1, 2, 3, 4, 6 oder 8 B/s. Videoloop, digitale Erfassung und Speicherung von Durchleuchtungsszenen, 15 B/s in ca. 8 s, 7,5 B/s in ca. 16 s; 3 B/s in ca. 40 s.

• Bildwiedergabe: Ausschreibung 5:4, flimmerfreies Standbild: Matrix 1024²: 1280 Pixel x 1024 Zeilen mit 72 Hz progressiv.

• Bildverarbeitung: Echtzeitkantenanhebung, Positiv-/Negativ-Bilddarstellung, Fensterung, Kontrast/Helligkeit, elektronische Einblendung (Shutter), Bildverschiebung (Roaming), vertikale und horizontale Bildumkehr, Zoom.

An das bildgebende System sind die Kontrollmonitore angeschlossen. Optional kann das System durch ein Archivierungssystem erweitert werden. Eine verbesserte Version des Fluorospot Compact ist des Fluorospot T.O.P. Dieses System liefert eine höhere Auflösung (2560 Pixel x 2048 Zeilen mit 72 Hz interlaced).



3.4 Diagnose und Therapie

Abbildung 3.4.1: Arbeitsplatz in der Angiographie

Unter einer örtlichen Betäubung meist in der Leistenbeuge (Zugangsweg transfemoral) wird die Schlagader mit einer dünnen Nadel angestochen (punktiert). In einer speziellen Technik wird ein Katheter (dünner, langer, biegsamer Schlauch) in das Gefäß eingeführt. Wegen der örtlichen Betäubung ist dies nicht schmerzhaft. Je nach klinischem Problem oder Verschlüssen von Gefäßen kann der Zugangsweg für diesen Katheter auch mal in der Ellenbeuge (transbrachial) oder durch den linken Rückenmuskel im Lendenbereich (translumbal) notwendig werden. Dieser Katheter wird dann von außen gesteuert in die Untersuchungsbereiche vorgeschoben, die aufgrund der Krankheitszeichen von Interesse sind. Da Blutgefäße durch Röntgenstrahlen nicht erkennbar sind, muss zur Darstellung ein Kontrastmittel verabreicht werden, das die Gefäße sichtbar werden lässt. Dieses Kontrastmittel bewirkt im Körper ein kurz andauerndes Wärmegefühl. Die Untersuchung dauert ca. 30 bis 40 Minuten. Nach Abschluss werden alle Nadeln und Katheter aus dem Körper entfernt. Im Körper verbleibt nichts zurück. Das Kontrastmittel wird innerhalb von ca. 4 Stunden über die Nieren aus dem Körper ausgeschieden. Um eine Blutung aus dem Stichkanal zu verhindern, wird das Gefäß für ca. 15 Minuten abgedrückt. Abbildung 3.4.2: Verengte Nierenschlagader

Der abschließende Druckverband sollte ungefähr 24 Stunden verbleiben. Nach Abschluss der Untersuchung ist mindestens eine 3-stündige Beobachtungszeit notwendig. In dieser Zeit wird überwacht ob sich das kleine Loch in der Schlagader (Punktionsstelle) ausreichend sicher verschließt. In die häusliche Umgebung zurückgekehrt sollte man sich nicht übermäßig belasten.

Daher ist eine häusliche Versorgung wünschenswert.

Abbildung 3.4.3: Von oben nach unten: kleiner Stent, Dilatations-Ballon-Katheter, Angio-Katheter, längerer Stent

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3.5 Indikationen Bei folgenden Indikationen wird die digitale Subtraktionsangiographie eingesetzt: Aortenaneurysma Hypertonie (Nierenarterienstenose) Carotisstenosen Stenosen oder Verschlüsse der A. subclavia, vertebro-basiläre Insuffizienz Nierentumoren - pathologische Vaskularisation (arterielle DSA) Plumonale Gefäßprozesse Darstellung der Vena cava superior / inferior / Beckenvenen. 3.6 Kontraindikationen der DSA Allgemein wird die digitale Subtraktionsangiographie nicht eingesetzt bei:

Kontrastmittelallergie Niereninsuffizienz Hyperthyreose Die venöse DSA darf nicht eingesetzt werden bei:

Dekompensierte Herzinsuffizienz instabile Angina pektoris ventikuläre Rhythmusstörungen Zustand nach Herzinfarkt in den vergangenen 3 Monaten Die arterielle DSA wird nicht eingesetzt bei:

Gerinnungsstörungen Antikoagulantientherapie 3.7 Vergleich interarterielle2 und intravenöse3 Subtraktionsangiographie Nachfolgende Tabelle vergleicht die interarterielle und intravenöse DAS unter den Gesichtspunkten der Punktion, Invasivität, Durchführung und Kontrastmittelmenge.

Methode interarteriell intravenös

Punktion arteriell venös Invasivität hoch niedrig Durchführung stationär/ambulant ambulant KM-Menge niedrig hoch

Tabelle 3.7: Vergleich interarteriell und intravenös

2 Injektion direkt in die Arterie. Die Arterie transportiert sauerstoffreiche Blut von der Lunge weg.


3 Injektion direkt in die Vene. Die Vene transportiert sauerstoffarmes Blut zur Lunge.


3.8 Kontrastmittel Zur Kontrastierung der Gefäße werden in der Angiographie, zu der die digitale Subtraktionsangiographie zählt, Kontrastmittel injiziert. Hierzu werden ionische (stark hyperosmolar und schmerzhaft) und nicht-ionische (wenig hyperosmolar und gut zu vertragen) Kontrastmittel verwendet Hierbei unterscheidet man zwischen

• Negative Kontrastmittel: Diese Art von Kontrastmitteln schwächt Röntgenstrahlung weniger stark als die Umgebung (umgebenes Weichteilgewebe). Kohlendioxyd beispielsweise wird vom Körper binnen Sekunden resorbiert und dann über die Lungen abgeatmet. Es entstehen keine schädlichen chemischen oder allergieauslösenden Reaktionen.

• Positive Kontrastmittel: Diese Kontrastmittel schwächen Röntgenstrahlung stärker als die Umgebung (umgebenes Weichteilgewebe). Jodhaltige Substanzen beispielsweise werden meist intravenös gespritzt.

3.9 Strahlenbelastung Die nachfolgende Tabelle stellt die Strahlenbelastung, welche durch die DSA entsteht, bei Frauen und Männern gegenüber: Untersuchung / Aufnahme

männlich (in mSv)

weiblich (in mSv)

Digitale Subtraktionsangiographie (DSA) intraarteriell Hirn 24,30 20,60 Digitale Subtraktionsangiographie (DSA) intraarteriell Leber 23,30 34,90 Digitale Subtraktionsangiographie intravenös (i.v.) Becken / intraarteriell (i.a.) Bein

21,40 32,30

Tabelle 3.9: Strahlenbelastung bei der DSA mSV = Millisievert


Kühner / Meißner / Vogl: Klassisches Röntgen – Quellenverzeichnis

Anhang Quellenverzeichnis Zum Abschluss einige Bücher und Websites, aus denen zum einen ein Teil der verwendeten Informationen stammen, zum anderen sind dort noch weiterführende zusätzliche Materialien zu finden. Anhang 1: Internetseiten http://www.netdoktor.de

Informationssystem über viele Gesundheitsthemen http://www.m-ww.de

Enzyklopädie medizinischer Fachbegriffe und Techniken http://www.sirona.de

Softwarehersteller für „Digitales Röntgen“ http://www.siemensmedical.de

Siemens Medical Solutions http://www.radiologen-nuernberg.de/

Radiologische Praxis Nürnberg http://www.roentgen-hamburg.de

Röntgenpraxis Schäferkampsallee in Kooperation mit dem Krankenhaus ELMI

http://linus.rad.rwth-aachen.de/

Radiologischen Lernprogramm, Universitätsklinikum der RWTH Aachen http://www.uni-heidelberg.de Medizinische Hochschule http://www.kbtext.de Lexikon der Siemensstadt


http://www.netdoktor.de/

http://www.m-ww.de/

http://www.sirona.de/

Kühner / Meißner / Vogl: Klassisches Röntgen – Quellenverzeichnis

Anhang 2: Bücher Siemens AG:

"Röntgen - Aufnahmefibel für POLYSKOP S 2" Verlag: Bereich Medizinische Technik, Erlangen

Andreas Bernau:

"Orthopädische Röntgendiagnostik - Einstelltechnik" Verlag: Urban & Schwarzenberg München 1982

Brockhaus Enzyklopädie:

19. Auflage Verlag: F. A. Brockhaus GmbH Mannheim 1992

Das Barmer Lexikon:

(Gesundheit und Medizin von A - Z )


Klassisches Röntgen · verwendet man eine Anode die sich dreht, damit der Brennfleck nur für...

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