Strahlenkunde für OP und Ordi

STRAHLENKUNDE

2011-09 Dr. René Schnalzer

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STRAHLENKUNDE Grundlagen

Bei Röntgenstrahlen handelt es sich wie bei Licht, Radiowellen und Wärmestrahlen um elektromagnetische Wellen.

Die Frequenz der Schwingungen bestimmt die Energie der jeweiligen elektromagnetischen Strahlung.

• So sind Radiowellen und Wärmestrahlen durch eine niedrige

Frequenz (= geringe Energie) gekennzeichnet.

• UV-Strahlen, Röntgen- und Gammastrahlen sind durch hohe

Frequenzen (= hohe Energie) gekennzeichnet.

• Die Energie des sichtbaren Lichts liegt in diesem Spektrum

ungefähr in der Mitte.

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STRAHLENKUNDE Grundlagen

Eine zweite Strahlenart besteht aus Teilchen, die sich im Gegensatz zur wellenförmigen Ausbreitung der elektromagnetischen Strahlen, entlang einer Bahn geradlinig fortbewegen. Diese wird Teilchenstrahlung genannt.

Dabei handelt es sich entweder um

negativ geladene Teilchen (Beta-Strahlen), um positiv geladene Teilchen (Alpha-Strahlen) oder um nicht geladene Teilchen (Neutronenstrahlen).

Teilchenstrahlung wird vornehmlich in Kernreaktoren verwendet.

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Röntgenstrahlung Eigenschaften und Entstehung Folgende Eigenschaften der Röntgenstrahlen ermöglichen deren Verwendung in der Medizin:

Schwächungseffekt: Röntgenstrahlen können Materie durchdringen, werden aber dabei geschwächt.

Das Ausmaß der Schwächung ist abhängig von der Dicke und Dichte der durchstrahlten Materie und von der Energie der Röntgenstrahlen (je energiereicher die Strahlen, desto geringer die Schwächung).

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Röntgenstrahlung

Luminiszenzeffekt:

Röntgenstrahlen können bestimmte Metallsalze (z. B. Cäsium-Jodid im

Bildverstärkereingangsschirm) zum Leuchten zu bringen (= Luminiszenz).

In Abhängigkeit von der Strahlenmenge, die auf dem beschichteten Schirm auftrifft, kommt es zu mehr oder weniger intensivem Aufleuchten und zur Bildung des Durchleuchtungsbildes (= Positivbild).

Fotografischer Effekt: Röntgenstrahlen können ebenso wie Licht photographische Filme schwärzen (durch diesen Effekt wurden sie entdeckt).

Biologischer Effekt: Röntgenstrahlen sind ionisierende Strahlen, d.h. sie sind in der Lage, aus ungeladenen Teilchen geladene Teilchen (= Ionen) zu machen. Dies kann zur Zellschädigung und zum Zelltod führen.

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Röntgenstrahlung

Röntgenstrahlen entstehen, wenn energiereiche Elektronen, die von einem negativ geladenen Pol (Kathode) ausgesandt werden, auf einen positiv geladenen Pol (= Anode) prallen und dort abgebremst werden.

Dabei wird Energie in Form elektromagnetischer Strahlung frei, die sich aus 99 % Wärme und aus 1 % Röntgenstrahlung zusammensetzt.

Je schneller die Elektronen zwischen Kathode und Anode beschleunigt wurden, also je höher die Spannung (kV) ist, umso energiereicher ist auch die nun freiwerdende Röntgenstrahlung.

Grundsätzlich unterscheidet man 2 Arten von Röntgenuntersuchungen für die medizinische Diagnostik, die Röntgenaufnahme und die Röntgendurchleuchtung.

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Röntgenaufnahme

Die Röntgenaufnahme ist Grundlage jeder Röntgenuntersuchung.

Durch Schwärzung eines fotografischen Films entsteht ein sogenanntes „Summationsbild“, d.h. alle im Strahlengang liegenden Organe, Knochen etc. werden auf ein zweidimensionales Schattenbild übereinander projiziert und nur durch deren verschiedene Strahlenabsorption voneinander kenntlich gemacht.

Helle Areale im Röntgenbild entstehen, wenn nur wenig Röntgenstrahlen den Film erreichen, weil sie zuvor schon geschwächt wurden (z.B. Knochen).

Dunkle Areale im Röntgenbild zeigen an, dass die Strahlung an diesen Stellen ungehindert den Körper durchdringen konnte.

Die Röntgenaufnahme ist also ein „Negativbild“ und eine Momentaufnahme.

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Röntgenaufnahme

Hohe Absorption Geringe Schwärzung des Films (z.B. Knochen, Metall) der Radiologe spricht von einer VERSCHATTUNG

Geringe Absorption Hohe Schwärzung des Films (z.B. Fett, Luft) der Radiologe spricht von einer AUFHELLUNG

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Durchleuchtung

Die Durchleuchtung dient der Beurteilung von Organbewegungen (Zwerchfell, Lunge, Herz), oder zur Untersuchung des MagenDarm-Trakts ist es notwendig, über eine gewisse Zeitspanne die besagte Region zu untersuchen.

Die Röntgenstrahlen werden auf einem Bildverstärker (BV) aufgenommen, der mit einer fluoreszierenden Beschichtung versehen ist.

Je mehr Strahlen diesen BV erreichen, also ungeschwächt den Körper durchdringen (z.B. Lunge) kann, umso heller wird dieses Areal aufleuchten.

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Durchleuchtung

Das Leuchtbild wird auf einen Monitor übertragen und ist im Gegensatz zur Röntgenaufnahme ein „Positivbild“, d.h. dunkle Areale stellen Organe mit hoher Strahlenabsorption, wie z.B. Knochen, dar.

Mit der Durchleuchtung ist zumeist eine höhere Strahlenbelastung verbunden.

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Röntgenkontrastmittel Hohlorgane wie Speiseröhre, Magen, Darm, Gefäße, Harnblase etc. haben nur einen geringen Dichteunterschied zu den umgebenden Gewebestrukturen Ermöglicht keine ausreichende Abgrenzbarkeit Deshalb: Verwendung einer Kontrast gebenden Substanz; so können Unterschiede sichtbar gemacht werden.

Kontrastmittel kann man prinzipiell in zwei Gruppen einteilen:

Negative und positive Kontrastmittel Röntgenkontrastmittel sind Stoffe, die aufgrund ihrer Eigenschaften in unterschiedlichem Ausmaß Röntgenstrahlen abschwächen und damit die diagnostisch notwendigen Kontraste erzeugen.

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Röntgenkontrastmittel

Negative Kontrastmittel

Luft und CO2 besitzen gegenüber dem umgebenden Gewebe eine

geringere Dichte und lassen Röntgenstrahlen fast ungeschwächt hindurchtreten. Die dargestellten Organe erscheinen daher dunkel.

Positive Kontrastmittel Diese Substanzen schwächen Röntgenstrahlen stärker als das umgebende Gewebe. Das mit diesen Kontrastmitteln gefüllte Hohlorgan erscheint daher auf der Röntgenaufnahme weiß.

Prinzipiell kann man 2 Arten von positiven Röntgenkontrastmitteln

unterscheiden: Bariumsulfat, jodhaltige Kontrastmittel

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Röntgenkontrastmittel

Bariumsulfat Bariumsulfat darf nur für Untersuchungen des Magen-Darm-Trakts verwendet werden und wird dabei entweder vom Patienten getrunken oder über eine Sonde in den Darm instilliert.

Bariumsulfat darf keinesfalls in das Blutgefäßsystem gelangen oder gar injiziert werden, da es dabei zu lebensbedrohlichen Reaktionen kommen kann.

jodhaltige Kontrastmittel Im Gegensatz dazu werden jodhaltige Kontrastmittel vornehmlich in Blutgefäße injiziert, um z.B. Gefäße darzustellen.

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Röntgenkontrastmittel

Doppelkontrastdarstellung: Mit der Kombination eines positiven Kontrastmittels (z.B. Bariumsulfat) mit einem negativen Kontrastmittel (Luft, C02) gelingt es, das Hohlorgan zu entfalten und dessen Innenwand zu kontrastieren.

Dadurch lassen sich krankhafte Veränderungen der Schleimhaut und Organwand darstellen.

Dieses Verfahren ist heute die übliche Methode zur radiologischen Darstellung des Magen-Darm-Trakts.

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Dünndarmdoppelkontrast

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Röntgenkontrastmittel Nebenwirkungen

Bariumsulfat ruft nahezu niemals Kontrastmittelnebenwirkungen und Unverträglichkeitsreaktionen hervor, solange es im MagenDarm-Trakt verbleibt.

Bei Austritt in die Körperhöhlen oder in das Blutgefäßsystem, können schwere, mitunter tödliche Zwischenfälle die Folge sein.

Jodhaltige KM: Wenn jodhaltige Kontrastmittel in das Blutgefäß injiziert werden, können Nebenwirkungen verschiedener Schweregrade auftreten.

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Röntgenkontrastmittel Nebenwirkungen

Leichte Allgemeinreaktionen (relativ häufig) Übelkeit, Hitzegefühl, Juckreiz, Husten, Mundgeschmack.

metallischer

Mittelschwere Allgemeinreaktionen (selten) (Urtikaria) Nesselausschlag, Schüttelfrost, Blutdruckabfall, Krämpfe.

Schwere und lebensbedrohliche Allgemeinreaktionen (sehr selten, ca. 1 : 200.000) Bewusstlosigkeit, Schock, Rhythmusstörungen, Herzstillstand.

Diese müssen rasch und intensiv, gegebenenfalls mit Sauerstoffzufuhr, Beatmung und externer Herzmassage behandelt werden. Die Kontrastmittel-Gabe ist wie bei den mittelschweren Unverträglichkeitsreaktionen sofort abzubrechen.

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Röntgenkontrastmittel Nebenwirkungen

Zur Einschätzung der Wahrscheinlichkeit des Auftretens möglicher Nebenwirkungen ist es sinnvoll, besonders gefährdete Patientengruppen zu kennen.

Für die Verabreichung von Kontrastmitteln gibt es demnach Risikopatienten, die besondere Vorsichtsmaßnahmen erforderlich machen.

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Röntgenkontrastmittel Nebenwirkungen

Ein erhöhtes Nebenwirkungsrisiko haben Patienten mit:

Allergien und Asthma, eingeschränkter Nierenfunktion, Diabetes mellitus, Erkrankungen des zentralen Nervensystems (z.B. Epilepsie), Überfunktion der Schilddrüse, Dehydration (= Flüssigkeitsmangel)

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Röntgenkontrastmittel Vorsichtsmaßnahmen Prinzipiell sollen folgende Vorsichtsmaßnahmen bei jeder Kontrastmittelinjektion eingehalten werden: 1) Die Patienten sollen über Art und Ablauf der Untersuchung, sowie über die Nebenwirkungen und Risiken informiert werden.

2) Bereithalten von Notfallsmedikamenten und Notfallseinrichtungen.

3) Permanenter intravenöser Zugang während der Untersuchung.

4) Dauernde Anwesenheit einer Person während der Untersuchung (90 % der Nebenwirkungen ereignen sich in den ersten 15 Minuten nach der Injektion).

5) Die Kontrastmittelinjektion hat immer durch den Arzt zu erfolgen.

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Radiologische Diagnostik

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Skelett-- und Thoraxröntgen Skelett

Die Röntgenaufnahme ist das Standardverfahren für die radiologische Untersuchung des Skeletts und des Thorax (Lungen,Herz, Mediastinum).

Grundsätzlich werden dabei Röntgenaufnahmen in 2 Ebenen, die 90 Grad zueinanderstehen (z.B. eine Röntgenaufnahme von vorne und eine seitlich), durchgeführt.

Dies ist deshalb notwendig, da die Röntgenaufnahme in einer Ebene ja ein Summationsbild darstellt und aufgrund dessen eine Lokalisation von krankhaften Prozessen nicht möglich ist.

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Skelett-- und Thoraxröntgen Skelett Zu den Indikationen für Skelettaufnahmen zählen Verletzungen und Frakturen, Entzündungen, Tumoren und degenerative Erkrankungen (Arthrosen, Gicht).

Thoraxröntgenaufnahmen werden ebenfalls bei Verletzungen des Brustkorbes, bei Verdacht auf entzündliche (Pneumonie, Bronchitis, Tuberkulose) oder tumoröse Erkrankungen der Lunge und des Rippenfells (Lungenkarzinom, Metastasen), sowie bei Herzerkrankungen

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Skelett-- und Thoraxröntgen Skelett Vorbereitung: Keine.

Als Zusatzuntersuchung kann die Thoraxdurchleuchtung durchgeführt werden.

Dabei erfolgt die Beurteilung der Gefäßpulsationen, der Zwerchfellbeweglichkeit und der Herzaktion oder wenn auf der Röntgenaufnahme nachweisbare Verkalkungen oder Fremdkörper nicht eindeutig zugeordnet werden.

Die Durchleuchtung ist jedoch keine Routineuntersuchung, da das Durchleuchtungsbild unschärfer und kontrastärmer als die Röntgenaufnahme ist und zudem noch mit einer höheren Strahlenbelastung für den Patienten verbunden ist.

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Kniescheibenbruch perkutan verschraubt

Kniescheibenbruch perkutan verschraubt

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Radiologie der chronischen Polyarthritis

Skelett-- und Thoraxröntgen Skelett

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Untersuchungen des MagenMagen-DarmDarm-Trakts

Die radiologische Diagnostik des Magen-Darm-Trakts wird unter Durchleuchtung in der sogenannten Doppelkontrasttechnik durchgeführt.

Dabei wird ein positives Röntgenkontrastmittel (Bariumsulfat) in den jeweiligen Darmabschnitt eingebracht (z.B. getrunken oder über eine Darmsonde instilliert) und dieser mit einem negativen Kontrastmittel entfaltet.

Wenn ein guter Schleimhautbeschlag erreicht ist, werden unter Durchleuchtungskontrolle gezielte Röntgenaufnahmen angefertigt.

Bei Verdacht auf eine Perforation im Magen-Darm-Trakt darf kein Bariumsulfat verwendet werden (Ersatz: Gastrografin®)

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Untersuchungen des MagenMagen-DarmDarm-Trakts Zu diesen Untersuchungen gehören das Schluckaktröntgen und das Magenröntgen sowie die Dickdarmdoppelkontrastuntersuchung (Irrigoskopie).

Zu den Indikation zählen Magengeschwüre (Ulcera) und Entzündungen, Tumoren des MagenDarm-Trakts, Funktionsstörungen Magens, Darmpolypen etc.

des

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Untersuchungen des MagenMagen-DarmDarm-Trakts Vorbereitung: Voraussetzung für eine aussagekräftige Magen- oder Darmuntersuchung ist eine gute Vorbereitung. Insbesondere bei der Dickdarmdoppelkontrastuntersuchung muss der Dickdarm völlig von Kotresten gereinigt sein, da diese einen Tumor vortäuschen können.

Eine optimale Darmreinigung beginnt schon zwei Tage vor der Untersuchung mit schlackenarmer Kost (verboten sind Milch, Fleisch, Obst und Gemüse).

Am Tag vor der Untersuchung bzw. am Untersuchungstag selbst muss der Patient nüchtern bleiben, sowie vor der Dickdarmdoppelkontrastuntersuchung größere Mengen an Wasser oder Tee trinken.

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Beim Magenröntgen muss der Patient mindestens 6 h vorher nüchtern bleiben

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Untersuchung des Harntrakts

Bei Fragestellungen über die Funktion der Nieren sowie bei Verdacht auf Nieren- und Harnleitersteine stellt die Ausscheidungsurografie eine sehr bewährte Methode dar.

Dabei wird ein jodhaltiges Kontrastmittel intravenös injiziert.

Das Kontrastmittel gelangt nun über das Blutgefäßsystem zu den Nieren, kontrastiert diese und wird über den Harnleiter in die Harnblase ausgeschieden.

Es werden dabei Röntgenaufnahmen der Nierenregion nach 1,5 und 7 Minuten, sowie des Abdomens nach 15 Minuten angefertigt.

Ein etwaiger Harnstau sowie Ursachen für eine Verlegung der Harnwege (wie z.B. Steine) können dabei sicher entdeckt werden.

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Mammografie

Unter der Mammografie versteht man die Röntgenaufnahme der Brustdrüse.

Die Brust ist ein Organ mit kontrastarmen Weichteilstrukturen, wie Drüsengewebe, Bindegewebe, Fett, Haut etc.

Deshalb ist eine besondere Aufnahmetechnik notwendig.

Ziel ist es, (auch kleinste) tumoröse Veränderungen (Brustkrebs) zu entdecken. Dies gelingt nur mittels „weicher“ (energiearmer) Röntgenstrahlen, der sogenannten „Weichstrahltechnik“.

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Mammografie

Da die Heilungschance eines im Frühstadium entdeckten Brustkrebses erheblich besser ist, sollte die Mammografie als eine Vorsorgeuntersuchung durchgeführt werden.

Als Vorsorgeuntersuchung sollte die Mammografie bei allen Frauen ab dem 35.-40. Lebensjahr durchgeführt werden und alle ein bis zwei Jahre wiederholt werden.

Darüber hinaus soll jede Frau mit der Selbstuntersuchung der Brust vertraut gemacht werden und diese einmal monatlich durchführen.

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Mammografie

Gemeinsam mit der Mammografie erfolgt die Inspektion (genaue Betrachtung) und Palpation (Tastbefund) der Brüste, um verdächtige Veränderungen (Knotenbildung, Einziehung der Brustwarze) zu erfassen.

Zusätzlich zählt die Ultraschalluntersuchung der Brustdrüse zu einer Routineuntersuchung. Sie führt insbesondere bei der Untersuchung der „dichten“ Brust junger Frauen und stillender Mütter zu einer Erhöhung der diagnostischen Aussagekraft.

Zu jeder Untersuchung sollen unbedingt alle, bereits durchgeführten Mammografieaufnahmen für Vergleichszwecke mitgebracht werden. Vorbereitung: keine

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Mammografie

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Ultraschall / Sonografie

Ultraschall besteht aus hochfrequenten Schallwellen, die für das menschliche Gehör nicht mehr wahrnehmbar sind.

Entsprechend dem Frequenzbereich unterscheidet man:

Infraschall Hörschall Ultraschall hochfrequent Hyperschall

< 16 Hz ist für Menschen nicht hörbar, da zu tieffrequent von 16 Hz bis 20 kHz, ist für Menschen hörbarer Schall von 20 kHz bis 1 GHz ist für Menschen nicht hörbar, da zu > 1 GHz sind nur noch bedingt ausbreitungsfähige Wellen

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Ultraschall / Sonografie

Der Schallkopf dient sowohl als SendeEmpfangseinrichtung der Ultra-Schallwellen.

als

auch

als

Zur Bilderzeugung werden verschiedene Eigenschaften der Ultraschallwellen bei der Ausbreitung in biologischem Gewebe ausgenutzt:

Absorption Streuung Reflexion Brechung

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Ultraschall / Sonografie

Gebilde, die den Schall stärker reflektieren sind echoreicher (= heller); im Gegensatz dazu sind den Schall besser absorbierbare Organe echoarm (= dunkel). Wasser wird vom Ultraschall vollständig durchquert und erscheint in schwarz.

Knochen lassen keinen Schall durch und erscheinen weiß. Die Gewebearten von unterschiedlichster Dichte erscheinen in verschiedenen Grautönen.

Der auch als Empfänger dienende Schallkopf registriert die zeitlich verzögert eintreffenden reflektierten Schallwellen und ordnet sie zu einem zweidimensionalen Schnittbild zusammen.

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Ultraschall / Sonografie

Sonografisch ist insbesondere die Unterscheidung solider von zystischen (flüssigkeitsgefüllten) Veränderungen möglich.

Sehr dichte Gewebearten (z. B. Knochen) sind aber für Schallwellen undurchdringbar. Ebenso stellt Luft ein unüberwindbares Hindernis für Ultraschallwellen dar.

Auch in der Diagnostik von Gefäßveränderungen und Gelenkserkrankungen stellt die Ultraschalluntersuchung inzwischen eine bewährte Methode dar und hat sich zum Beispiel in der Untersuchung der Neugeborenenhüfte als verlässliche Screeningmethode bewährt.

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Ultraschall / Sonografie Vorteile der Sonografie

Nicht invasiv, billig, schnell, einfach Keine Strahlenbelastung (geeignet zur Untersuchung von Kindern und Schwangeren) und daher jederzeit wiederholbar (Verlaufskontrollen).

Möglichkeit der unblutigen Blutgeschwindigkeiten.

Messung

von

Blutfluss

und

Möglichkeit zur Untersuchung des Patienten am Krankenbett und auf Intensivstationen.

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Ultraschall / Sonografie Nachteile der Sonografie

Sehr stark vom Untersucher abhängig Luft (z.B. im Magen) und Knochen führen zu einer vollständigen Reflexion der Schallwellen, sodass dahinterliegende Organe nicht beurteilt werden können.

Bei fettleibigen Patienten kann die Bildqualität stark vermindert sein.

Vorbereitung: Zur sonografischen Untersuchung des Abdomens sollte der Patient nüchtern sein. Ansonsten ist keine Vorbereitung notwendig.

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Echokardiografie (= Herzecho) Herzecho)

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Endosonographie--Sonde Endosonographie

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Schema der Wandschichten

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Endosonographie:: uT1 Endosonographie uT1--Karzinom

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Endosonographie:: uT1 Endosonographie uT1--Karzinom

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Endosonographie:: uT3 Endosonographie uT3--Karzinom

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Computertomografie (CT)

Die Computertomografie ist ein Verfahren zur Herstellung von Querschnittsbildern des Körpers mittels Röntgenstrahlen.

Mit einem schmal eingeblendeten Röntgenstrahl werden Körperschichten mit einer wählbaren Schichtdicke zwischen 0,5 und 10 mm aus verschiedenen Richtungen abgetastet und zu einem Querschnittsbild aufgebaut.

Der Vorteil der CT gegenüber den üblichen Röntgenbildern ist ihre hohe Auflösung.

Außerdem gelingt die überlagerungsfreie Darstellung der jeweiligen Körperregion im Gegensatz zu konventionellen Röntgenaufnahmen, die ja Summationsbilder darstellen, von verschiedenen Richtungen durchstrahlt wird.

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Computertomografie (CT)

Aus diesem Grunde ist die CT für viele Organbereiche und Indikationen ein führendes bildgebendes Verfahren geworden, insbesondere für die Untersuchung

des Schädels (Ausschluss: Gehirnblutung), des Thorax, Abdomens und Beckens.

Oft wird dabei zur besseren Abgrenzung von krankhaften Veränderungen bzw. zur Darstellung von Gefäßen während der CTUntersuchung ein jodhaltiges Kontrastmittel intravenös verabreicht.

Mittels CT können auch tumoröse und entzündliche Veränderungen für die feingewebliche Untersuchung gezielt punktiert werden.

Moderne computertomografische Techniken erlauben die dreidimensionale Rekonstruktion verschiedener Körperregionen bzw. pathologischer Prozesse (sog. Spiral-CT).

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CT

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CT

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Spiral - CT

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Computertomographie 3 D Rekonstruktion Aortenprothese

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Solitäre Lebermetastase

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MRT

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MRT

Die Magnetresonanztomographie erlaubt, ähnlich der CT, die Erzeugung von Schichtbildern.

Diese werden jedoch im Gegensatz zum CT ohne die Verwendung ionisierender Strahlen aufgebaut.

Durch die Bildung elektromagnetischer Wellen aufgrund von Wechselwirkungen der Wasserstoffkerne des untersuchten Gewebes mit einem umgebenden starken Magnetfeld entstehen kontrastreiche Aufnahmen.

Die diagnostische Aussagekraft der MRT in der Beurteilung des Gehirns und Rückenmarks, der Weichteile (Muskulatur, Sehnen, Bänder etc.) und des Herzens ist bislang unübertroffen.

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MRT Vorteile der MRT

Sehr hoher Weichteilkontrast.

Ausgezeichnete Darstellung wasserstoffreicher Gewebe (Weichteile, Fettgewebe, zentrales Nervensystem).

Keine Strahlenbelastung (wichtig bei der Untersuchung von Kindern).

Multiplanare Schnittführung (axial, koronar, sagittal) Darstellung des Herzens und von Gefäßen.

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MRT Nachteile der MRT

Relativ lange Untersuchungsdauer (bei älteren Geräten); laut!

Enger Untersuchungskanal (Platzangst!)

Patienten mit Herzschrittmachern und Metallimplantaten können nicht untersucht werden.

Aufgrund der hohen magnetischen Feldstärke dürfen keine ferromagnetischen Gegenstände (Schmuck, Uhren, Metallknöpfe, Reißverschlüsse, Zahnersatz) in den Raum eingebracht werden, da sie einerseits den Magneten stören würden, andererseits an den Magneten gezogen werden könnten.

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Okkulte Humerusfraktur Gegenüberstellung Röntgen - MRT

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Angiografie

Unter Angiografie versteht man die Durchleuchtung von Arterien und Venen unter Verwendung von jodhaltigen Kontrastmitteln.

Gefäßdarstellung der Arterien (Arteriografie) Nach Lokalanästhesie wird zumeist die Leistenarterie (A. femoralis) punktiert und unter Durchleuchtung ein Führungsdraht in das Gefäß vorgeschoben. Über diesen Führungsdraht wird nun ein dünner Kunststoffkatheter bis zur gewünschten Gefäßregion vorgeschoben.

Nach Entfernung des Führungsdrahtes kann nun Kontrastmittel über den nun liegenden Katheter zumeist unter Verwendung einer Injektionsmaschine verabreicht und Röntgenaufnahmen unter Durchleuchtung angefertigt werden.

Durch dieses Verfahren können nahezu alle Gefäße des Körpers aufgesucht und untersucht werden.

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Angiografie Indikationen zur Arteriografie: Erkrankungen des Gefäßsystems Gefäßverengungen und Verschlüsse) Gefäßmissbildungen (z.B. Aneurysmen).

Darstellung der Gefäßversorgung von Tumoren.

(Arteriosklerose,

Neben den zahlreichen diagnostischen Aufschlüssen der angiografischen Untersuchung besteht auch die Möglichkeit angiografisch aufgedeckte Gefäßverengungen mittels Ballonkatheter aufzudehnen.

Weiters lassen sich im Rahmen der Angiografie gefährliche Aussackungen von Gefäßwänden (Aneurysmen) mittels kleiner Metallspiralen verschließen, ohne dass dabei eine Operation erforderlich ist.

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Angiografie Vorbereitung zu arteriografischen Untersuchungen: 1) nüchtern 2) Kenntnis des Gerinnungsstatus 3) Einverständniserklärung des Patienten 4) Notfallkoffer griffbereit (möglicher Kontrastmittelverabreichung)

allergischer

Schock

bei

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Angiografie Nachsorge:

Um eine entsprechende Nachsorge gewährleisten zu können, ist eine stationäre Aufnahme des Patienten erforderlich.

Durch die Gefäßpunktion besteht die Möglichkeit einer Nachblutung.

Nach der Untersuchung wird daher an der Punktionsstelle ein Druckverband angelegt.

Der Patient muss mindestens 12 Stunden nach der Untersuchung strengste Bettruhe einhalten und insgesamt 24 Stunden unter Beobachtung bleiben.

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Angiografieanlage

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Arterienpunktion

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Angiografie Führungsdraht einführen

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Durchleuchtung vorbereiten

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Skalpell, Ballonkatheter, Stent

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Phlebografie

Die Kontrastmitteldarstellung der Bein- und Beckenvenen ist eine sehr häufige angiografische Untersuchung.

Dabei wird jodhaltiges Kontrastmittel in eine Vene am Fußrücken der jeweiligen Extremität injiziert.

Anschließend werden während der Durchleuchtung Röntgenaufnahmen der Bein- und Beckenvenen angefertigt.

Durch diese Untersuchung gelingt die Darstellung von venösen Blutgerinnseln (Thromben), die eine gefährliche Ursache von Lungenembolien darstellen.

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Phlebografie Indikationen zur Durchführung der Phlebografie:

Varizen (Krampfadern) Lungenembolien und Lungeninfarkte Bein- und Beckenvenenthrombosen

Nachsorge: keine spezielle

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Strahlentherapie Strahlentherapie (auch Strahlenheilkunde, Radiotherapie, Radioonkologie) ist das medizinische Fachgebiet, das sich mit der medizinischen Anwendung von ionisierender Strahlung auf den Menschen und auf Tiere beschäftigt, um Krankheiten zu heilen oder deren Fortschreiten zu verzögern.

Ionisation heißt jeder Vorgang, bei dem aus einem Atom oder Molekül ein oder mehrere Elektronen entfernt werden, so dass das Atom oder Molekül als positiv geladenes Ion (Kation) zurückbleibt.

Als ionisierende, hochenergetische Strahlen werden vorwiegend Gammastrahlung Röntgenstrahlung und Elektronen verwendet.

In den letzten Jahren wurden auch Anlagen zur Behandlung mit Neutronen, Protonen errichtet. Nicht ionisierende Strahlen wie zum Beispiel Mikrowellen- und Wärmestrahlen, Licht- und UV-Therapie sowie die Behandlung mit Ultraschallwellen werden der Strahlentherapie nicht zugeordnet.

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Strahlentherapie Ionisierende Strahlen können biologische Wirkungen hervorrufen. Die Folgen dieser Strahlenwirkung können sein:

Zellschädigung mit vollständiger Erholung der Zelle Zelldefekt (irreversibel) Zelltod

In der Strahlentherapie wird eben diese biologische Wirkung benutzt, um bösartige, schnell wachsende Prozesse zu zerstören oder im weiteren Wachstum einzudämmen und Metastasenbildungen zu verhindern.

Ziel der Strahlentherapie ist dabei die Zerstörung der Tumorzellen, wobei das umgebende gesunde Gewebe soweit wie möglich geschont werden sollte.

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Strahlentherapie Das Ausmaß der biologischen Wirkung ionisierender Strahlen ist im wesentlichen von 5 Faktoren abhängig:

Je höher die Dosis umso größer die biologische Wirkung.

Zellen mit hoher Teilungsrate (blutbildendes System, Keimdrüsen, viele Tumorzellen) reagieren wesentlich strahlensensibler als Bindegewebe und Muskelzellen.

Je größer das durchstrahlte Körpervolumen, umso größer auch die Schäden im Gesamtorganismus.

Zeitliche Dosisverteilung: Durch die sogenannte Fraktionierung, d.h. das Einschalten von bestrahlungsfreien Intervallen, hat das mitbestrahlte gesunde Gewebe Zeit sich zu regenerieren.

Strahlenart: Teilchenstrahlung bewirkt eine stärkere Ionisation als Röntgenoder Gammastrahlen und sind daher biologisch wirksamer.

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Strahlentherapie Die Einwirkung ionisierender Strahlen stellt eine Belastung für den menschlichen Organismus dar.

An der Haut im Bestrahlungsfeld können sich

Trockenheit, Rötung und Entzündungszeichen zeigen.

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Strahlentherapie Um die Hautveränderungen möglichst gering zu halten, sind einige Pflegehinweise für die bestrahlten Hautstellen zu beachten:

Die Patienten sollen eine ausgewogene vitaminreiche Kost mit viel Flüssigkeit zu sich nehmen, Stress und Alltagsbelastungen vermeiden und sich viel an der „frischen“ Luft aufhalten.

Vermeidung von mechanischen Reizungen der Haut durch Massieren oder durch Reibung von engen Kleidungsstücken (z.B. Gürtel, BH).

Keine thermischen Reize, keine anderen Bestrahlungen (keine heißen Umschläge oder Vollbäder, keine Höhensonne oder intensive Sonnenbestrahlung).

Verzicht auf Kosmetika. Die bestrahlten Hautstellen dürfen nur mit einem reizlosen Puder oder einer Salbe behandelt und gepflegt werden.

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Strahlentherapie

Bei Bestrahlung der Hals-Nasen-Rachenregion kann es vorübergehend zu einer Reizung und Entzündung der Schleimhäute von Mundhöhle, Rachen und Speiseröhre kommen.

Verboten sind daher während und nach der Bestrahlung der Genuss von scharfen und gewürzten Speisen, von Alkohol sowie das Rauchen.

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RÖNTGENDIAGNOSTIK STRAHLENTHERAPIE NUKLEARMEDIZIN

Röntgendiagnostik ist eine Sammelbezeichnung für Bildgebende Untersuchungsverfahren, die Aufnahmen vom Körper mit Hilfe von Röntgenstrahlen erstellen, um Krankheiten zu erkennen.

Die Strahlentherapie bietet eine der klassischen drei Pfeiler der Krebstherapie (1. Operation, 2. Chemo, 3. Bestrahlung) an. Sie erlebt seit Einführung computergestützter Verfahren einen Boom in Richtung Präzision und Verminderung der Nebenwirkungen.

Isotopenkunde (Nuklearmedizin): Dieser Zweig in der medizinischen Diagnostik arbeitet mit radioaktiven Stoffen. Diese radioaktiven Stoffe, auch Isotope genannt, werden meistens in die Vene gespritzt, manchmal geschluckt, eingeatmet oder für gelenktherapeutische Maßnahmen in das Gelenk eingebracht.

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NUKLEARMEDIZIN

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Nuklearmedizin

Unter Nuklearmedizin versteht man die Anwendung offener radioaktiver oder radioaktiv markierter, das heißt radioaktive Strahlung aussendender Substanzen (Radiopharmaka), für die Diagnostik und Therapie von Krankheiten.

Die Nuklearmedizin stellt in erster Linie die Funktion von Organen, wie beispielsweise Stoffwechselvorgänge, durch Verwendung dieser Radiopharmaka bildlich dar. Die mit so genannten Gammakameras durchgeführten Untersuchungen nennt man Szintigraphien.

Zum Einsatz kommen Radionuklide (für diagnostische oder therapeutische Zwecke).

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Nuklearmedizin

Als Radionuklide oder radioaktive Nuklide bezeichnet man instabile Atomsorten, deren Kerne radioaktiv zerfallen.

Beim spontanen Zerfall eines Radionuklids entsteht Alpha-, Betaund/oder Gammastrahlung. Die Geschwindigkeit dieses Zerfalls steht als Halbwertszeit (T½) fest: Nach einer Halbwertszeit ist die Hälfte aller anfangs vorhandenen Atome noch nicht zerfallen, nach zwei Halbwertszeiten nur noch ein Viertel usw.

Man unterscheidet natürliche und künstliche Radionuklide.

Grundsätzlich sind alle Radionuklide auch künstlich erzeugbar.

Um die Wirkung und Nutzung von Radionukliden zu verstehen, ist es notwendig den Aufbau eines Atoms zu vergegenwärtigen.

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Nuklearmedizin

Ein Atom ist der kleinste Baustein eines Elements, das chemisch nicht weiter zerlegt werden kann.

Nach Niels Bohr (1913) besteht jedes Atom aus

einem positiv geladenen Kern und einer negativ geladenen Hülle aus Elektronen.

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Nuklearmedizin

Der Kern ist positiv geladen und enthält eine für jedes Element charakteristische Anzahl positiv geladener Protonen (= Ordnungszahl = Kernladungszahl).

Grundlage für das Periodensystem der Elemente Sie wird links unten neben dem Elementsymbol angegeben: • 1H (Wasserstoff) , 6C (Kohlenstoff), 8O (Sauerstoff),

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Nuklearmedizin

Zwischen den positiv geladenen Protonen liegen ungeladene Teilchen (sog. Neutronen), die verhindern, dass sich die gleichartig geladenen Protonen gegenseitig abstoĂ&#x;en und sozusagen als Kittsubstanz wirken.

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Nuklearmedizin

Protonen und Neutronen zusammen ergeben die sogenannte Massenzahl (= Masse des Atomkerns) oder das Atomgewicht und wird als Zahl links nach oben versetzt.

Die Elemente im Periodensystem sind mit steigender Ordnungszahl von links nach rechts in mehreren Perioden angeordnet. angeordnet.

Da die Ordnungszahl der Protonenzahl und der Elektronenzahl entspricht, kann man auch sagen, dass die Elemente mit steigender ProtonenProtonen- oder Elektronenzahl angeordnet sind. sind.

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Nuklearmedizin

Um den Atomkern kreisen in großem Abstand Elektronen. Die Zahl der Hüllelektronen entspricht der Ordnung- oder Kernladungszahl.

Damit ist das Gesamtatom nach außen elektrisch neutral.

Stark vereinfachende Darstellung eines Helium Helium--Atoms: Atoms: Zwei Elektronen umgeben einen Kern aus zwei Protonen und zwei Neutronen..

Neutronen 2011-09 Dr. René Schnalzer

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Zur Veranschaulichung

Ein Sandkorn enthält viele Atome.

Wäre jedes Atom so groß wie ein Stecknadelkopf, hätte das Korn einen Durchmesser von zwei Kilometern

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Isotope, Radionuklide, Radioaktivität

Jedes Element hat eine bestimmte Ordnungszahl.

Durch natürliche Prozesse oder durch künstliche Erzeugung kann jedoch ein und dasselbe Element eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen im Kern aufweisen, d.h. eine unterschiedliche Massenzahl haben (z.B. Jod 127, Jod 131).

Atome ein und desselben Elements mit gleicher Ordnungszahl (=Protonen) und unterschiedlicher Massenzahl (= Neutronenzahl) werden Isotope genannt.

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Isotope, Radionuklide, Radioaktivität

Zahlreiche Isotope sind durch die veränderte Neutronenanzahl instabil und versuchen durch Energieabgabe in einen energieärmeren und stabilen Zustand zu gelangen.

Die freiwerdende Energie (z.B. Gammastrahlen) wird Radioaktivität genannt.

Man definiert die Radioaktivität heute als spontanen Zerfall von Atomkernen unter Änderung der Masse, Kernladung und der Energie.

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Isotope, Radionuklide, Radioaktivität

Die instabilen Isotope sind also „radioaktiv“ und werden auch als Radionuklide bezeichnet.

Aufgrund der Strahlung, die sie aussenden, können in den Körper aufgenommene oder injizierte Radionuklide entweder durch Messung über dem zu untersuchenden Organ (z.B. mittels Gammakamera) oder direkt in den Körperflüssigkeiten (Blut, Harn etc.) nachgewiesen werden.

Die Radioaktivität ist in der Regel wenige Stunden nach der Untersuchung aufgrund der Kurzlebigkeit der verwendeten Isotope fast vollständig verschwunden, sodass für Mitmenschen und die Umwelt keine Gefahr besteht.

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Isotope, Radionuklide, Radioaktivität

Die Substanzen werden so gewählt, dass sie von dem zu untersuchenden Organ bevorzugt aufgenommen werden.

Das radioaktive Isotop mit der größten Bedeutung in der Nuklearmedizin ist das Technetium.

Die Halbwertzeit des Technetiums beträgt nur ca. 6 Stunden, d.h. in dieser Zeit ist die Hälfte des Materials zerfallen.

Die Strahlenexposition bedingt durch die radioaktive Strahlung des Technetiums ist gering.

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Isotope, Radionuklide, Radioaktivität

Es gibt zwei Hauptuntersuchungsarten in der Nuklearmedizin:

Abbildung eines Organs • Aus Form, Größe und Verteilung der radioaktiven Substanz ist zu erkennen, ob in einem Organ Krankheitsherde, Narben oder Entzündungen vorliegen.

Funktionsuntersuchung eines Organs • Dabei wird der Weg der radioaktiven Substanz durch den Körper bzw. durch das zu untersuchende Organ mit Hilfe von Messsonden verfolgt. So wird dann beurteilt, ob das zu untersuchende Organ richtig arbeitet, oder eine Funktionsstörung vorliegt und an welcher Stelle diese Störung ist.

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Isotope, Radionuklide, Radioaktivität

Die Messungen in einer Isotopenabteilung werden mit einer Gammakamera durchgeführt. Hier wird die aus dem Körper des Patienten austretende Strahlung von der Kamera aufgenommen, so dass ein Bild zur Betrachtung entsteht.

Mit der SPECT-Einrichtung (Single-PhotonenEmissions-Computer-Tomographie) der Gammakamera sind ähnlich wie in der Computertomographie auch Schnittbilder von inneren Körperstrukturen möglich.

Die Bildbearbeitung findet mit einem Computer

Skelettszintigrafie

statt.

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GAMMA KAMERA

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GAMMA KAMERA

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Ganzkörperszintigrafie

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PET mit FF-18 FDG eines Bronchialkarzinoms mit Metastase

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SPECT

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STRAHLENSCHUTZ

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STRAHLENARTEN Der Begriff Strahlung bezeichnet die Ausbreitung von Teilchen oder Wellen. Jedoch hat nach heutiger Kenntnis jede Strahlung sowohl Teilchen- als auch Welleneigenschaften.

Teilchen- oder Korpuskularstrahlung

Alpha-Strahlung, Beta-Strahlung, Neutronenstrahlung

Elektromagnetische Wellenstrahlung

Röntgenstrahlung, Gammastrahlung, UV-Strahlung, Infrarotstrahlung,

Radiowellen

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STRAHLENARTEN Ionisierende Strahlung (wenn Strahlung in der Lage ist Atome oder Moleküle zu ionisieren d.h. aus diesen Elektronen zu entfernen)

Röntgenstrahlen Strahlentherapie Nuklearmedizin

Nichtionisierende Strahlung MR Ultraschall Laser

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STRAHLENARTEN

Elektromagnetische Wellen und Schallwellen sind Basis der Bildgebenden Diagnostik.

Zu den elektromagnetischen Wellen gehören z.B. Röntgenstrahlen ebenso wie sichtbares Licht.

Elektromagnetische Wellen unterscheiden sich durch ihre Wellenlängen und damit durch ihre Energie: Kurzwellige Strahlen (hohe Frequenz) sind energiereich und haben eine höhere Durchdringungskraft,

Langwellige Strahlen (niedrige Frequenz) sind energiearm.

Röntgenstrahlen sind wesentlich energiereicher als sichtbares Licht.

kurzwelliger

und

damit

Es handelt sich um ionisierende Strahlung, es besteht eine Wechselwirkung mit Materie.

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STRAHLENARTEN

Röntgenstrahlen sind elektromagnetische Wellen, ähnlich den Lichtstrahlen, ultravioletten Strahlen oder Radiowellen.

Sie sind energiereicher als Licht, jedoch energieärmer als radioaktive Strahlung.

Radioaktiver Strahlung sind wir ununterbrochen ausgesetzt.

In Form von kosmischer Strahlung (von der Sonne) oder Strahlung von radioaktiven Stoffen im Gestein, aus der Luft oder dem Wasser.

Dies nennt man natürliche Strahlenbelastung!

Die jährliche Gesamtstrahlenbelastung eines Menschen setzt sich im Durchschnitt zu 2/3 aus dieser natürlichen Strahlenbelastung und zu 1/3 aus "künstlicher" Strahlenbelastung - z. B. dem Röntgen zusammen.

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STRAHLENARTEN Anregung  Ionisation

Bei der Anregung wird ein Elektron auf eine höhere Bahn gebracht, bleibt aber beim Atom.

Bei der Ionisation wird das Elektron vom Atom getrennt.

Ionisation heißt jeder Vorgang, bei dem aus einem Atom oder Molekül ein oder mehrere Elektronen entfernt werden, so dass das Atom oder Molekül als positiv geladenes Ion (Kation) zurückbleibt.

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STRAHLENARTEN

Alphastrahlung: Abschirmung durch ein Blatt Papier von 0,1 mm Dicke möglich Betastrahlung: Abschirmung durch ein ca. 2-5 cm dickes Buch möglich.

Gammastrahlung: Weitgehende Abschirmung durch 1 m Beton oder 20 cm Blei möglich.

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STRAHLENSCHUTZ Trifft die Strahlung auf ein Hindernis, wird sie entweder

absorbiert (aufgenommen, umgewandelt),

unbeeinflusst transmittiert (hindurch gelassen),

gestreut oder

reflektiert (zurückgeworfen)

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STRAHLENSCHUTZ Allgemeine Schutzmaßnahmen Prinzipiell ist jede Einwirkung ionisierender Strahlen so niedrig wie möglich zu halten und jede unnötige Strahlenbelastung zu vermeiden (Minimierungsprinzip).

Dies wird erreicht durch: 1) Vermeidung von Mehrfachuntersuchungen durch Mitbringen von bereits angefertigten Röntgenbildern.

2) Befragen von weiblichen Patienten im gebärfähigen Alter nach einer eventuell bestehenden Schwangerschaft.

3) Einhalten geeigneter Schutzvorschriften durch das Personal (Abstand zur Primär- und Streustrahlenquelle halten, Tragen von Schutzkleidung).

4) Jährliche ärztliche Überwachung der beruflich strahlenexponierten Personen.

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STRAHLENSCHUTZ

Der Kontrollbereich ist im wesentlichen ein definierter Raum, um eine Röntgenanlage, der eine gesetzlich festgelegte Strahlendosis nicht überschreiten darf.

Der Zutritt zum Kontrollbereich ist nur Beschäftigten über 18 Jahren, Jugendlichen zur Ausbildung und Patienten zur Untersuchung gestattet.

Personen, die in diesem Raum tätig sind, zählen zu den „beruflich strahlenexponierten Personen“.

Die Strahlenbelastung im Kontrollbereich wird mit Ausnahme des direkten Strahlenganges (Primärstrahlung) hauptsächlich durch die Streustrahlung (Sekundärstrahlung), die am Patienten bzw. dem Untersuchungstisch und der Umgebung (z.B. den Wänden) durch Reflexion oder Streuung entsteht, bewirkt.

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STRAHLENSCHUTZ Diese Streustrahlung muss durch folgende Vorsichtsmaßnahmen so gering wie möglich gehalten werden („3A-Regel“).

1) Aufenthaltszeit im Strahlungsbereich so kurz wie möglich (Minimierung der Durchleuchtungszeit)

2) Abstand zur Strahlenquelle soll so groß wie möglich sein.

3) Abschirmung der Strahlenquelle so gut wie möglich

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Quadratisches Abstandsgesetz

Um die Ortsdosisleistung am Aufenthaltsort für den Exponierten zu vermindern soll der Abstand zwischen Quelle und exponierter Person so groß als möglich sein.

Es gilt das quadratische Abstandsgesetz (gilt exakt nur für Punktquellen, nicht für Flächenquellen) welches besagt, dass die Dosisleistung in der Umgebung einer Strahlenquelle quadratisch mit zunehmenden Abstand abnimmt. Das heißt je weiter man entfernt ist von einer Strahlenquelle um so geringer ist die Strahlenbelastung durch die Quelle.

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Quadratisches Abstandsgesetz

Faustregel: Doppelte Entfernung zur Strahlenquelle bedeutet Reduktion der Strahlenbelastung auf ¼ (=25%) der ursprünglichen Strahlenbelastung (Dosis) pro Masseneinheit.

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STRAHLENSCHUTZ Dosimetrie

Das Ziel der Dosimetrie ist es, die von einer ionisierenden Strahlung in einem Körper erzeugte Dosis zu bestimmen.

Die Dosis wird mittels eines Dosimeters gemessen, die vom „beruflich strahlenexponierten Personal“ in Plakettenform an der Kleidung getragen werden muss.

Autorisierte Messstellen werten die Ergebnisse alle 4 Wochen aus und übermitteln diese Daten an den Träger des Dosimeters.

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STRAHLENSCHUTZ Natürliche und künstliche Strahlenbelastung

Natürliche Strahlung

Die gesamte Bevölkerung ist weltweit einer sog. „natürlichen Strahlenbelastung“ ausgesetzt. Diese ist abhängig von der Höhe über dem Meeresspiegel (Strahlung aus dem Weltall) und der geologischen Beschaffenheit der jeweiligen Region (Thermalquellen, Baumaterialien).

Diese natürliche Strahlung setzt sich zusammen aus: • Kosmischer Strahlung und • terrestrischer Strahlung.

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STRAHLENSCHUTZ Natürliche und künstliche Strahlenbelastung

Künstliche Strahlung Unter „künstlicher Strahlung“ versteht man Strahlung, die im Rahmen Nuklearmedizin, medizinischer Untersuchungen (Röntgen, Strahlentherapie), in und um Kernkraftwerken und bei Kernwaffenversuchen entsteht.

Die durchschnittliche Gesamtstrahlenbelastung der Bevölkerung liegt bei ungefähr 2-4 mSv/Jahr Thoraxröntgenaufnahme 0,14 mSv).

österreichischen (Im Vergleich:

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STRAHLENSCHUTZ

Darunter wird die Wirkung der ionisierenden Strahlen auf Zellen und Gewebe zusammengefasst, die dosisabhängig Schäden an Organen verursachen können.

Je größer das durchstrahlte Körpervolumen ist, umso größer sind auch die Schäden am Gesamtorganismus.

Ganzkörperbestrahlungen verursachen schon bei relativ kleinen Dosen irreversible Zellschäden, während teilbestrahlte Körperregionen im Vergleich dazu einer wesentlich höheren Strahlendosis widerstehen.

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STRAHLENSCHUTZ

Die Strahlenempfindlichkeit verschiedener Organe ist sehr unterschiedlich.

Besonders strahlenempfindlich sind Zellsysteme, die sich häufig teilen, dazu gehören die Stammzellen des Blut bildenden Systems im Knochenmark, deren Ausfall auch das Immunsystem schwächt, die Zellen der Darmauskleidung, deren Ausfall Störungen im Wasser- und Mineralhaushalt nach sich zieht.

Dies muss bei der Untersuchung der verschiedenen Körperregionen mittels Röntgenstrahlung berücksichtigt werden!

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STRAHLENSCHUTZ

Sehr strahlenempfindlich: Embryo, Knochenmark, Gonaden.

Strahlenempfindlich: Dünndarm, Haut, Augenlinse, wachsende Brustdrüse.

Wenig strahlenempfindlich: Niere, Leber, Lunge.

Nahezu strahlenunempfindlich: Bindegewebe, Fettgewebe.

Knochen,

Muskel,

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STRAHLENSCHUTZ Akute Strahlenschäden Aktinische Wunden oder Strahlenwunden: Verstrahlung durch ionisierende Strahlen wie Röntgenstrahlen oder durch radioaktive Isotope.

Wenige Stunden bis 4 Wochen nach einer biologisch wirksamen Strahleneinwirkung kommt es lokal zu einer mehr oder weniger

ausgeprägten Hautrötung an der bestrahlten Körperstelle, sowie zu Allgemeinerscheinungen wie Übelkeit, Erbrechen, Kopfschmerz und Durchfällen, sowie bei höherer Dosis zur Schädigung des Knochenmarks und zur Verringerung der roten und weißen Blutzellen („Strahlenkrankheit“).

Strahlenwunden ähneln in manchem den Brandwunden, ihre Heilung ist aber viel problematischer, weil die Strahlenwirkung auf den Gesamtorganismus die Heilung zusätzlich negativ beeinflusst.

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STRAHLENSCHUTZ Strahlenspätfolgen

Diese treten erst nach mehrmonatigen oder jahrelangen Intervallen auf.

Fehler bei den ansonsten effektiven Reparaturmechanismen: Zelltod, Verlust der Zellreproduktionsfähigkeit, Stabile genetische Veränderungen, Erzeugung von Mutationen

Dabei können ionisierende Strahlen an fast allen Organen bösartige Tumore (= Karzinome) z.B. Leukämie auslösen.

Ein gehäuftes Auftreten dieser Tumore wurde vor allem an den Überlebenden der Atombombenexplosionen im 2. Weltkrieg beobachtet.

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STRAHLENSCHUTZ Embryonaler Strahlenschaden

Embryonales Gewebe ist außerordentlich strahlenempfindlich.

Mit zunehmender Dauer der Schwangerschaft nimmt Strahlenempfindlichkeit der Frucht ab.

die

Ionisierende Strahlen können in den ersten Tagen nach der Befruchtung der Eizelle zu einer Schädigung derselben und zum Abort bei einer schon sehr geringen Strahlendosis führen.

Eine Strahlenexposition kann weiters zum gehäuften Auftreten von Missbildungen sowie zur Ausbildung von Tumoren beim Embryo führen.

Aus diesem Grund muss eine schwangere Frau, insbesondere am Schwangerschaftsbeginn, vor jeder Strahlenexposition bewahrt werden.

Röntgenuntersuchungen sind daher nur bei einer lebensbedrohlichen Verletzung oder Erkrankung der Schwangeren angezeigt.

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STRAHLENSCHUTZ Genetische Strahlenwirkung (-schäden)

Schon eine geringe Strahlendosis (ein Dosisschwellenwert ist nicht bekannt) kann an den Chromosomen der Keimdrüsen des bestrahlten Organismus völlig unbemerkt Veränderungen (Mutationen) hervorrufen.

In der Folge können bei späteren Generationen gehäuft Missbildungen oder Erkrankungen aufgrund der geschädigten Erbanlagen auftreten.

Aus diesem Grunde soll die Strahlenbelastung im fortpflanzungsfähigen Alter des jeweiligen Patienten so gering wie möglich gehalten werden und die Gonaden (Hoden, Eierstöcke) besonders vor der Primärstrahlung geschützt werden (Gonadenschutz!).

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Physiker Wilhelm Conrad Röntgen (1845 -1923) 2011-09 Dr. René Schnalzer

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Elektronen entstehen bei der Glühkathode (verdampfen) Freie Elektronen werden zur Anode beschleunigt In der Anode entsteht dann die2011-09 Röntgenstrahlung Dr. René Schnalzer

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RÖNTGENDIAGNOSTIK

Genau wie Licht gut durch eine Glasscheibe, jedoch gar nicht durch eine Wand dringt, können Röntgenstrahlen unterschiedlich gut durch verschiedene Körpergewebe gelangen.

Beim Durchdringen eines Körpers wird die Röntgenstrahlung durch verschiedene Gewebe (z. B. Knochen, Fett) unterschiedlich stark aufgenommen und trifft anschließend auf einen Röntgenfilm, welcher durch die auftreffende Strahlung unterschiedlich stark geschwärzt wird.

Körperteile mit hoher Dichte lassen weniger Strahlung durch als Weichteile. Knochen erscheinen auf dem Film anschließend hell. Dort wo der Knochen gebrochen ist können Strahlen durchdringen und belichten das Fotopapier. Nun hat man auch den Bruch auf dem Bild...

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RÖNTGENDIAGNOSTIK

WICHTIG: Im Gegensatz zu radioaktiver Strahlung gibt es nach Abschalten der Röntgenröhre keine Strahlung mehr.

Röntgenstrahlung verschwindet ebenso wie elektrisches Licht beim Betätigen des Ausschalters.

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RÖNTGENDIAGNOSTIK Kann Röntgen gefährlich sein?

Jede Röntgenuntersuchung geht mit einer Strahlenanwendung einher. Diese stellt ein gewisses Risiko dar.

Sowohl durch Röntgenstrahlung als auch durch die "natürliche" Strahlenbelastung können Veränderungen an den Erbanlagen (Genen) hervorgerufen werden.

Die Veränderung der Erbanlage ist ein rein zufälliges Ereignis (wie 6 Richtige im Lotto). Man kann daher nicht sagen, Röntgenstrahlung sei bis zu einer bestimmten "Menge" (Dosis) ungefährlich. Die Wahrscheinlichkeit (also das Risiko), aufgrund einer Röntgenuntersuchung z. B. eine Krebserkrankung auszulösen, ist verschwindend gering. Sie steigt jedoch mit der Menge (Dosis) der Strahlung an.

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RÖNTGENDIAGNOSTIK Wie hoch ist das Risiko genau?

Das Risiko, infolge einer Röntgenuntersuchung an einem Tumorleiden zu erkranken, kann statistisch abgeschätzt werden.

Ein Beispiel: Bei einer Lungenaufnahme beträgt das Risiko 1 : 250.000. Das bedeutet, erhalten 250.000 Menschen diese Untersuchung, so wird eine Person an den Folgen der Lungenaufnahme - allerdings erst Jahrzehnte nach der Lungenaufnahme - versterben. Für andere Untersuchungen ist das Risiko mal größer, mal kleiner.

Zum Vergleich: Der gleichen Strahleneinwirkung wie bei einer Lungenaufnahme ist der Passagier eines Fluges von Frankfurt nach New York und zurück ausgesetzt! Statistisch ist das Risiko, an einem durch diagnostische Maßnahmen hervorgerufenen Tumor zu versterben, ungefähr vergleichbar mit dem eines Fußgängers, überfahren zu werden.

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RÖNTGENDIAGNOSTIK Ist Röntgen für alle Menschen gleich gefährlich?

NEIN. Zum einen sind Kinder, deren Körper sich noch im Wachstum befinden, wesentlich strahlenempfindlicher als Erwachsene. Dies ist ein Grund, weshalb bei Kindern Röntgenuntersuchungen besonders zurückhaltend durchgeführt werden.

Auch bei Schwangeren wird der Sinn einer Röntgenuntersuchung auf das genaueste überprüft, bevor geröntgt wird (Schutz des Embryos). Zum anderen gibt es auch unterschiedlich strahlenempfindliche Körpergewebe. Die weibliche Brust z. B. ist wesentlich strahlensensibler, als es Knochen oder Fettgewebe sind.

Wichtig ist außerdem, dass eine Krebserkrankung erst 20 bis 30 Jahre nach der Schädigung der Erbanlagen auftritt. Dies ist der Grund, weshalb Röntgenuntersuchungen umso unbedenklicher werden, je älter der Patient ist.

Für einen 60jährigen Patienten etwa beträgt das Risiko, an einem strahlenverursachten Krebs zu erkranken, praktisch Null.

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STRAHLENTHERAPIE

Strahlentherapie ist die Behandlung eines erkrankten Körperteils mit ionisierender Strahlung um beispielsweise eine Krebserkrankung zu vernichten.

Das Ziel dieser Behandlung ist das den Tumor möglichst stark zu schädigen und das gesunde Fleisch dabei zu schonen. Das erreicht man allerdings nur wenn man die Strahlen optimal auf das erkrankte Gewebe ausrichtet. Bei der Behandlung wird zunächst die Lage des Tumors bestimmt und dann wird eine regelmäßige Strahlendosis verordnet.

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STRAHLENTHERAPIE

Bei der Oberflächentherapie werden weiche Strahlen auf die oberste Hautschicht und die Lippen gesetzt.

Mittelharte Strahlen werden meist dazu benutzt Tochtergeschwülste eines Haupttumors zu vernichten.

Die Megavolttherapie kann sogar bei tiefer liegende Geschwülsten verwendet werden.

Die Brachytherapie, bei der radioaktive Elemente direkt in den Körper eingesetzt werden (Cäsium 137), wird nur eingesetzt wenn der Tumor leicht zu erreichen ist und die Größe genau bestimmbar ist. Der Vorteil ist dabei, das der Tumor einer sehr hohen Strahlendosis ausgesetzt wird, die auch mehrere Tage im Körper belassen werden kann. Diese Form der Strahlentherapie wird meist bei Cervixtumoren (Gebärmuttermund und -hals) eingesetzt.

Ein Risiko der Strahlentherapie ist, das sie nicht nur bekämpfen kann, sondern auch Krebs erzeugen kann.

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Wie entsteht Radioaktivität?

Stabile Atomkerne enthalten Neutronen und Protonen in einem bestimmten Verhältnis. Bei vielen Atomkernen stimmt dieses Verhältnis jedoch nicht, sie sind instabil und zerfallen. Diesen Zerfall instabiler Atomkerne nennt man Radioaktivität.

Beim Zerfall werden Protonen oder Neutronen aus dem Kern entfernt, es entsteht radioaktive Strahlung, die sich aus Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung zusammensetzen kann.

Gamma-Strahlung ist elektromagnetischer Natur, sozusagen reine Energie.

Alpha-Strahlung besteht aus den Kernen des Elements Helium

Beta-Teilchen sind Elektronen, also elektrisch geladene Teilchen aus Atomhüllen.

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Wie entsteht Radioaktivität?

Radioaktive Stoffe können sowohl natürlichen als auch künstlichen Ursprungs sein.

Die bekanntesten natürlichen radioaktiven Stoffe sind Radium, Plutonium und die so genannten Isotope vieler anderer chemischer Elemente, die sich von deren "Normalform" durch die Zusammensetzung des Atomkerns (auch Nuklid genannt) unterscheiden und instabil sind.

Diese natürlichen Nuklide sind größtenteils noch von der Erdentstehung übrig geblieben. Erst seit der Entdeckung der Kernspaltung, die auch zum Bau der Atombombe führte, kann man radioaktive Stoffe künstlich herstellen.

Radioaktivität lässt sich auch künstlich erzeugen, indem man stabile Atomkerne mit Alpha-Strahlen, Neutronen, Protonen, Gamma-Strahlen oder anderen Atomkernen beschießt. Die beschossenen Atomkerne zerfallen ebenfalls unter Aussendung radioaktiver Strahlung.

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Der Überblick zum Thema „Strahlenkunde“ erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

Alle Angaben in diesem Skript erfolgen trotz sorgfältiger Bearbeitung ohne Gewähr

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