Radiologie Modul I. Teil 1 Grundlagen Röntgen

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1 Radiologie Modul I Teil 1 Grundlagen Röntgen

2 Teil 1 Inhalt physikalische Grundlagen Röntgen Strahlenbiologie technische Grundlagen Röntgen ROENTGENTECHNIK STRAHLENPHYSIK GRUNDLAGEN RADIOLOGIE STRAHLENBIOLOGIE

3 Technische Grundlagen Inhalt Der Röntgengenerator Die Röntgenröhre Beeinflussung der Strahlenqualität & Strahlenquantität

4 Technische Grundlagen Lernziele Funktion & Aufbau von Röntgengenerator & Röntgenröhre in eigenen Worten beschreiben können Begriffe mas & kv und deren Einfluss auf die Dosisleistung verstehen Auswirkung von Heel-Effekts & Eigenfilterung auf Bildqualität & Patientendosis beschreiben können

5 Röntgengenerator Röhrenspannung (kv) + - Anode U Hochspannung U zwischen Anode und Kathode ( kv) Elektronentransport zwischen Kathode und Anode Röhrenstrom I (ma) Kathode Heizstrom für Kathode

6 Röntgengenerator Stromkreise Röhrenstromkreis ( kv) Stromnetz (230 V) Transformator Heizstromkreis ( V)

7 Röntgengenerator Transformator Stromnetz (230 V) Spule aus Kupferdraht Eisenkern Röhrenstromkreis ( kv) Heizstromkreis ( V) Induktion: Wechselstrom erzeugt durch Primärspule ein zeitlich moduliertes magnetisches Feld zeitlich moduliertes magnetisches Feld induziert in Sekundärspule eine Wechselspannung

8 Röntgengenerator Transformator Stromnetz (230 V) Röhrenstromkreis ( kv) Es gilt für das Verhältnis der Spannung U 1 auf der Primär- und U 2 auf der Sekundärseite: Spule aus Kupferdraht Eisenkern Heizstromkreis ( V) U 1 = U 2 N N 1 2

9 Röntgengenerator Anno dazumal & Heute Funkeninduktor (Rühmkorff, 1851) Einpuls-Generatoren Zweipuls-Generatoren Multipuls- & Hochfrequenz- Generatoren

10 Röntgengenerator Einpulsgenerator Röhrenspannung U Entstehung von Röntgenstrahlung nur, wenn Anode + und Kathode - Zeit bei einer Wechselspannungs-Schwingung nur während der halben Zeit Strahlung

11 Röntgengenerator Zweipulsgenerator mit Hilfe einer speziellen Gleichrichterschaltung Pulsumkehr pro Wechselspannungs- Schwingung zwei Pulse Röhrenspannung U Zeit Ein Nachteil bleibt: Welcher?

12 Röntgengenerator Lastdiagramme Röhrenstrom Zeit Röhrenstrom-Zeit-Produkt mas = Ladung bei grossem Röhrenstrom (ma) nur kurze Expositionszeit (s) möglich bei grosser Expositionszeit (s) nur kleiner Röhrenstrom (ma) möglich Röhrenstrom-Zeit-Produkt (mas) ist limitiert

13 Technische Grundlagen Inhalt Der Röntgengenerator Die Röntgenröhre

14 Röntgenröhre Grosser & kleiner Fokus grosser Fokus: belastbar (viel mas), aber weniger scharfe Bilder kleiner Fokus: weniger belastbar, dafür schärfere Bilder als mit grossem Fokus

15 Röntgenröhre Rotierende Anode Kathode hohe thermische Belastung der Anode: Wolfram-Anode rotierender Anodenteller Anodenteller

16 Röntgenröhre Filterung Effekt der Filterung: Intensität a b nieder-energetische Photonen werden stärker absorbiert als hochenergetische Energie Reduktion der Intensität bei tiefen Energien

17 Röntgenröhre Filterung diagnostisch brauchbarer Bereich Photonen unter 30 kev tragen wenig zum Röntgenbild bei, aber: Intensität a b Photonen unter 30 kev tragen viel zur Patienten- & Hautdosis bei! Energie

18 Röntgenröhre Anodenteller e - γ Heel-Effekt unterschiedliche Weglängen der Röntgenstrahlen führen zu unterschiedlicher Absorption γ Schwärzungsgradient auf Film / Röntgenbild FILM

19 Technische Grundlagen Inhalt Der Röntgengenerator Die Röntgenröhre Beeinflussung der Strahlenqualität & Strahlenquantität

20 Qualität & Quantität Steuerung der Bildqualität Schwärzung: mas Kontrast (& Schwärzung): kv

21 Qualität & Quantität Bildkontrast Erhöhung der kv

22 Qualität & Quantität Steuerung der Dosis Dosis linear zu mas (= I Δt) U 2 I D= g r 2 Δt Dosis stark abhängig von kv (= U) quadratisches Abstandsgesetz

23 Qualität & Quantität Patientendosis Eintrittsdosis Austrittsdosis hohe Eintrittsdosis bei kleiner Austrittsdosis: effektive Dosis hoch günstig ist: möglichst kleine Austrittsdosis bei möglichst grosser Austrittsdosis Röhrenspannung in kv

24 Teil 1 Grundlagen Röntgen The END