Nuklearmedizin Übung

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1 Nuklearmedizin Übung Klaus-Hendrik Wolf Institute for Medical Informatics University of Technology Braunschweig,

2 Übungsinhalt 1. Übung Aufbau eines Atoms Atommodelle (Antike bis Quanten) Begriffe Das Periodensystem der Elemente Nuklidtafel Zerfallsreihen

3 Übungsinhalt 2. Übung Strahlungsarten Wechselwirkungen mit Materie Detektion Ionisationskammer Szintillationsdetektor Bohrlochmessplatz Kollimation Gammakamera

4 Übungsinhalt 3. Übung Strahlungsgrößen Abstandsquadratgesetz Halbwertschichtdicke Dosisbegriffe Dosis-Effekt-Kurven Linear-Quadratisches Modell Gewebearten Geräte der Nuklearmedizinischen Diagnositk

5 Übungsinhalt 4. Übung Nuklearmedizinische Diagnostik und Therapie am Beispiel der Schilddrüse Hormonkreislauf Szintigraphische Diagnostik mit 99mTc Therapie mit 132I

6 Übungsinhalt 5. Übung Strahlenschutz Grundlage des Strahlenschutzes Gesetzliche Rahmenbedingungen Nutzen vs. Kosten Messgrößen Filmdosimeter Strahlenschutzbereiche Grenzwerte für Personen beruflich --- nicht beruflich Gegenmaßnahmen Strahlenschutz für den Patienten Patienteneinverständnis

7 Übungsinhalt 6. Übung: Prüfungsvorbereitung

8 Übungsinhalt 7. Übung: Nuklearmedizinische Diagnostik am Beispiel Knochenszintigraphie Nierendiagnostik Nierenszintigraphie Lungenszinitgraphie Perfusionsszintigraphie Ventilationsszintigraphie Nierenszintigraphie

9 Was ist Nuklearmedizin (Definition) Nuklearmedizin ist die Anwendung offener Radionuklide in Diagnostik, Therapie und Forschung.

10 Physikalische Grundlagen Materie besteht aus Molekülen Moleküle bestehen aus Atomen Atome sind die kleinsten Bestandteile der Materie (Demokrit, Aristoteles) Atome lassen sich in Klassen teilen, die chemisch gleich reagieren => Elemente 1869 Entwicklung des Periodensystems der Elemente (PSE) (Mendelejew, Meyer)

11 Das Periodensystem der Elemente

12 Atommodell Zur Zeit der Jahrhundertwende Thomson: Ladungsschmiere Rutherford: positiv geladener Kern umkreist von negativen Ladungen Bohr: Quantenmodell

13 Rutherford-Bohrsches Atommodell 1. Quantenpostulat: Es gibt stationäre Bahnen, auf denen die Elektronen laufen. Bei der Bewegung auf diesen Bahnen senden sie keine Strahlung aus. 2. Übergangspostulat: Elektromagnetische Strahlung wird immer dann ausgesandt, wenn ein Elektron von einer Bahn m auf eine Bahn n springt. Die Frequenz dieser Strahlung lässt sich mit folgender Formel berechnen: h=6, J s Dabei ist Wirkungsquantum. W n W m =h f nm das so genannte Plancksche 3. Korrespondenz-Prinzip: Für große Quantenzahlen geht die Quantenmechanik in die klassische Mechanik über.

14 Aufbau eines Atoms Elektronenhülle Elektronen, Schalen, Elektronenübergänge Atomkern Protonen und Neutronen, Kernkraft, Massendefekt, Massen-, Ordnungszahl und Anzahl der Neutronen

15 Elektronenhülle Elektron ist ein Elementarteilchen m=9,11 10E-31 kg Q = -1e (Elementarladung e = 1,602 10E-19 C) Elektronenkonfiguration definiert durcht vier Quantenzahlen: Hauptquantenzahl n > 0 Bahndrehimpulsquantenzahl magnetische Quantenzahl m є [-l,..., l] l є [0, 1,... n 1] Spinquantenzahl s є {-½, ½} Innerhalb eines Atoms müssen sich die Elektronen mindestens hinsichtlich einer ihrer vier Quantenzahlen unterscheiden. (Pauli-Prinzip) Hauptquantenzahl n entspricht Elektronenschale In Schale n exisiteren max. 2n² Elektronenzustände

16 Atomkern Protonen Neutronen m=1, E-27kg m=1, E-27kg Anzahl der Protonen = Ordungszahl Z Anzahl der Neutronen (N) Massenzahl A = N + Z Kernmasse Bindungsenergie E Kernradius Kernspin magnetisches Kernmoment Kernkraft, Massendefekt Q = 1e Q = 0e

17 Begriffe Atom Element Nukleonen Nukleus Nuklid Radionuklid Isotop Radioisotop Ion

18 Übungsinhalt Nuklidtafel # Protonen # Neutronen

19 Übungsinhalt Nuklidtafel # Protonen # Neutronen

20 Zerfallsreihen