Röntgen I. Fachschaft Zahnmedizin Münster

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1 Röntgen I Fachschaft Zahnmedizin Münster

2 1te Auflage II

3 Zusammenfassung: Röntgen I Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung:... I Inhaltsverzeichnis... III GRUNDLAGEN... 1 Strahlenbilgie... 1 Aufbau vn Materie... 1 Radiaktivität... 1 Strahlenarten... 2 Strahlenwirkung... 3 Strahlenexpsitin bei Zahnfilmaufnahmen... 7 Röntgenstrahlen... 8 Schwächungseffekte... 8 Eigenschaften vn Röntgenstrahlen Strahlenschutz Dsimetrie Dsiseinheiten Inisatin RÖNTGENTECHNIK Aufbau und Funktin des dentalen Röntgenstrahlers Dentale Röntgenstrahler Zentralprjektin Vergrößerung Digitale Radigraphie Kmpnenten Dynamikbereich Pixel, Auflösungsvermögen, Speichertiefe, Infrmatinsgehalt digitale Bildbearbeitung INTRAORALE RÖNTGENAUFNAHMEN Orthradiale Prjektin Exzentrische Prjektin III

4 Halbwinkeltechnik Einstellpunkte nach Mc Call und Wald Einstellung nach LeMaster Paralleltechnik Rechtwinkeltechnik Bissflügelaufnahme Aufbissaufnahme Im OK Im UK Mundbden Übersichtsaufanhme Aufnahme durch die Fssa tempralis (Flügelgaumengrube) EXTRAORALE RÖNTGENAUFNAHMEN Panramaschichtaufnahme (PSA, Orthpantmgramm OPG) Bestandteile Psitinierung des Patienten/Einstellungen des Röntgengerätes Subtraktins- und Summatinseffekte Artefake Strahlenschutz Schädelaufnahme psterir anterir (p.a.) Schädelaufnahme seitlich Fernröntgen-Seitenaufnahme Schädelaufnahme, axial Axiale Schädelaufnahme zur Darstellung der Jchbögen = Krb Henkel Nasennebenhöhlen.Aufnahme NNH Unterkieferaufnahme nach Clementschitsch Mdifizierte Kiefergelenksaufnahme nach Schüller Schräglaterale Unterkieferaufnahme BILDQUALITÄT Kriterien einer guten Zahnaufnahme Unschärfen Filmfehler FILME, FILMENTWICKLUNG UND VERSTÄRKERFOLIEN Aufhellung und Verschattung Zahnfilme IV Aufbau des Zahnfilmpäckchens... 60

5 Markierung des Röntgenfilms Bleiflie Aufbau des Röntgenfilms Filmcharakteristika Filmentwicklung Chemikalien Entwicklungsverfahren Schwärzungskurve Verstärkerflien Empfindlichkeit vn Verstärkerflie RÖNTGENVERORDNUNG Anwendungsbereich a Rechtfertigung b Dsisbegrenzung c Vermeidung unnötiger Strahlenexpsitin und Dsisreduzierung Genehmigungsbedürftiger Betrieb vn Röntgeneinrichtungen Anzeigebedürftiger Betrieb vn Röntgeneinrichtungen Untersagung Pflichten des Inhabers einer Bauartzulassung Strahlenschutzverantwrtliche und Strahlenschutzbeauftragte Pflichten des Strahlenschutzbeauftragten und Strahlenschutzverantwrtlichen Qualitätssicherung bei Röntgeneinrichtungen zur Untersuchung vn Menschen Abnahmeprüfung Sachverständigenprüfung Knstanzprüfung Prüfkörper a Qualitätssicherung durch Ärztliche und Zahnärztliche Stellen und 5 Bildqualität Bescheinigung über die fachkundige Einweisung Snstige Pflichten beim Betrieb einer Röntgeneinrichtung a Erfrderliche Fachkunde und Kenntnisse im Strahlenschutz Strahlenschutzbereiche Zutritt zu den Strahlenschutzbereichen Rechtfertigende Indikatin Berechtigte Persnen V

6 25 Anwendungsgrundsätze Aufzeichnungspflichten Archivierung Handhabung vn Röntgenbildern Kategrien der beruflichen strahlenexpnierter Persnen Zu überwachende Persnen und Ermittlung der Körperdsis Unterweisung Meldepflicht VI

7 GRUNDLAGEN 1895 Entdeckung der Röntgenstrahlung durch Wilhelm Cnrad Röntgen 1905 erster deutscher Röntgenkngress mit Frderung gesetzlicher Schutzvrschriften für den Umgang mit Röntgenstrahlen Strahlenbilgie Aufbau vn Materie Im Zentrum eines Atms lieg ein Atmkern mit neutralen Neutrnen und psitiv geladenen Prtnen In der Atmhülle kreisen negativ geladene Elektrnen Ist die Anzahl der Elektrnen mit der Anzahl der psitiv geladenen Prtnen im Kern gleich, ist das Atm nach außen stabil und ungeladen Anzahl der Prtnen im Kern bestimmt die Art der Materie = Ordnungszahl. Je höher die Ordnungszahlen und je dichter die Materie, ums weniger können Röntgenstrahlen die Materie durchdringen Radiaktivität Radiaktivität = spntane Umwandlung instabiler Atmkerne unter Abgabe vn Energie. Energie wird durch das Aussenden geladener Teilchen und/der inisierender Strahlung abgegeben Beim radiaktiven Zerfall kmmt es zu einer Kernumwandlung, die mit einer Umwandlung in ein anderes chemisches Element (Veränderung der Ordnungszahl) der mit der Umwandlung in ein weiteres radiaktives Istp desselben Elements verbunden sein kann Zerfallsreihe: In Zerfallsreihen können sich istpe unter mehrfacher Veränderung und Ausstrahlung vn Energie bis zu letztendlich stabilen Atmen verändern Maß der Radiaktivität= Angabe der Aktivität (Menge der ausgesandten Strahlung pr Zeiteinheit), Angabe in Becquerel Durch Neutrnenbestrahlung können radiaktive Stffe künstlich erzeugt werden. Stabile Atme werden durch Neutrnenbeschuss der Atmkerne in instabile Istpe verwandelt 1

8 Strahlenarten Strahlung räumlich gerichteter Energietransprt durch Wellen- der Krpuskularstrahlung (Teilchenstrahlung) Alle Strahlenarten pflanzen sich mit Lichtgeschwindigkeit ( m/s) frt und breiten sich bei punktförmiger Strahlenquelle geradlinig in alle Richtungen aus Ihre Intensität (= Anzahl Strahlen pr Flächeninhalt) nimmt durch die Divergenz der Strahlen im Quadrat des Abstandes vn der Strahlenquelle ab In der bildgebenden medizinischen Diagnstik werden Strahlenquellen eingeseztz, die nich inisierende und inisierende Strahlen erzeugen nicht inisierende Strahlung: Ultraschall, Magnetresnanztmgraphie (MRT) inisierende Strahlung: Röntgenstrahlen (=Phtnen) Natürliche Strahlenexpsitin durch α/β/γ-strahlung Ksmische Strahlung = 0,3 msv/jahr Terrestrische Strahlung = 0,4 msv/jahr Endgene Strahlung (inkrpriere Isptpe) = 1,4msv/Jahr (hauptsächlich über Radn) Zivilisatrische Strahlenexpsitin = 2,4mSv/Jahr, davn medizinisch 2,0 msv/jahr Berufliche Strahlenexpsitin: Strahlenexpsitin durch Tätigkeit in Bereichen, in denen inisierende Strahlung angewendet wird der auftritt (z.b. Nuklearmedizin) Außerberufliche Strahlenexpsitin: Strahlenexpsitin durch Geräte, die Strahlung erzeugen, bwhl sie für einen anderen Zweck eingesetzt werden (früher: Fernsehröhre) Medizinische Strahlenexpsitin: Strahlenexpsitin vn Patienten, bei denen inisierende Strahlung zur Diagnstik der Therapie eingesetzt wird Bei radiaktiven Zerfall kann Krpuskularstrahlung (Alpha-, Betastrahlung) swie Gammastrahlung (elektrmagnetische Wellenstrahlung) ausgesandt werden Krpuskularstrahlung Alphastrahlung: Krpuskularstrahlung Bestandteile: 2 Neutrnen und 2 Prtnen geringe Reichweite auf Grund der Größe der Teilchen destruktive Wirkung auf das Gewebe ist lkal sehr hch Anwendung: Therapie berflächlicher Hauttumre Betastrahlung Krpuskularstrahlung Bestandteile: beschleunigte Elektrnen Reichweite: größer als die der Alphastrahjlung Anwendung: Therapie relativ berflächlich liegender Tumre Elektrmagnetische Wellenstrahlung die Strahlung ist durch ihre Wellenlänge gekennzeichnet. Je kürzer die Wellenlänger der Strahlung, ums energiereiche ist sie 2

9 Gammastrahlung elektrmagnetische Wellenstrahlung Anwendung: Therapie tief liegender Tumre Röntgenstrahlung zeigt eine kürzere Wellenlänge als das Licht und ist in der Lage Materialien und Gewebe zu durchdringen wird künstlich erzeugt und entsteht und besteht in dem Augenblick, in dem das Gerät aktiviert wird Energie der Röntgenstrahlung ist unterschiedlich Bei der Erzeugung in der Röntgenröhre entsteht ein Röntgenbremssprektrum, das aus Röntgenstrahlen mit unterschiedlicher Energie und Wellenlänge zusammengesetzt ist Licht Radiwellen Halbwertszeit Zeitpunkt, an dem die Hälfte aller vrhandenen Atme zerfallen ist nach jeder Halbwertszeit reduziert sich die Aktivität des Materials auf die Hälfte Die Halbwertszeit ist charakteristisch für radiaktive Stffe und nach Material sehr unterschiedlich Radiaktiver Stff Thrium 232 Uran 238 Uran 235 Technetium 99 Halbwertszeit 14 Milliarden Jahre 4,5 Milliarden jahre 710 Millinen Jahre 6 Stunden Halbwertsschichten In Abhängigkeit vn ihrer Energie wird inisierende Strahlung durch die Schichtdicke eines Materials charakterisiert, das ntwendig ist, um die Hälfte der Strahlung zu absrbieren hmgene Strahlung (Strahlung mit einheitlicher Energie): Halbwertsschichten sind immer gleich dick hetergene Strahlung (wie. z.b. Röntgenstrahlung): langwelligere Strahlung wird zu einem größeren Teil absrbiert, es kmmt in der ersten Halbwertsschicht zur Aufhärtung der Strahlung (Strahlung wird energiereicher). Für die zweite Halbwertsschicht ist eine größere Materialdicke erfrderliche um die verbliebene Strahlung wiederum auf die Hälfte zu reduzieren Strahlenwirkung Inisierende Strahlen (u.a. Röntgenstrahlen) können bilgisches Gewebe und damit dem Menschen schaden 3

10 Inisatin über chemische und bichemische Veränderungen können zu indirekten und durch Einwirkung der Phtnen auch zu direkten (z.b. Chrmsmenbrüchen) Schädigungen kmmen smatische Wirkung genetische Wirkung 1 Röntgenquant im "Falschen" Augenblick kann einen Schaden setzen. Mehr Röntgenquanten schädigen mit höherer Wahrscheinlichkeit Strahlenwirkung kann bei kleinsten Expsitinen bestehen Schweregrad ist unabhängig vn der Dsis Klinische Dsis: Schwellenwert, bei dem irreversible Schädigungen sicher auftreten Effektive Dsis: Risikgewichtete Größe zur Umrechnung einer knkreten Strahlenexpsitin in eine fiktive Ganzkörperbelastung mit äquivalentem Strahlenrisisk. Strahlenschäden auftretende Strahlenschäden können ein Organ der den Gesamtrganismus betreffen. Der mögliche Schaden hängt davn ab, b der ganze Köper (Ganzkörperexpsitin) einer Strahlenxpsitin ausgesetzt war, der b nur ein Teil (Teilkörperexpsitin) betrffen wurde. Entscheidend ist ebenfalls, b eine einmalige relativ hhe (einzeitige) Strahlenexpsitin stattgefunden hat, der b viele (chrnische) Expsitinen mit relativ geringer Dsis erflgt sind Bei gleicher Strahlenexpsitin ist das Risik einer Schädigung bei Kindern höher als bei Erwachsenen. Mögliche Spätschäden sind zu berücksichtigen deterministische Strahlenschäden: Der Schaden ist durch die Bestrahlung kausal vrher bestimmt = sicher auftretender Schaden Einsatz: Strahlentherapie stchastische Strahlenschäden Strahlenwirkung unterliegt dem Zufallsprinzip. Strahlenexpsitin bedeutet nicht zwangsläufig eine Schädigung Röntgenstrahlung hat KEINE Schwellendsis 4 Ausmaß eines Strahlenschades ist abhängig vn Strahlenart: Bei alpha- der Betastrahlung ist die Strahlenbelastung höher als bei Röntgenstrahlung Menge der Dsis: Je höher der Wert der Strahlenexpsitin, ums größer ist der mögliche Schaden Zeitraum der Expsitin: Der mögliche Schaden ist größer, wenn die Strahlenexpsitin einmal mit hher Dsis erflgt. Sie ist geringer, wenn sie mit vielen kleinen Expsitinen erflgt

11 Bestrahltes Vlumen: Je größer der Bereich, der vn Strahlung getrffen wird, dest größer ist der mögliche Schaden Sensibilität der Zellen: Allgemein gilt, dass alle Zellen, die eine hhe Zellteilungsrate haben, strahlensensibler sind (z.b. wachsendes Gewebe bei Kindern) Regeneratinsfähigkeit der Zellen: Bilgische Zellen sind in ihrer Regeneratinsfähigkeit unterschiedlich Knstitutin des Individuums: Je besser der körperliche Zustand, ums besser und schneller können mögliche Schäden repariert werden Mögliche Strahlenschäden Wachstumshemmung Nutzung in der Strahlentherapie Missbildung Mehrfachbildung Nicht-Bildung Funktinsstörung Td des Organismus Aktivitätsverlust mögliche bilgische Wirkung auf Zellebene Indukzin vn Mutatinen Beshcädigung vn Chrmsmen Bichemische Veränderungen Strukturveränderungen Membranschäden Zelltd 1 Strahlung Zellveränderungen mögliche Auswirkungen der Strahlenexpsitin a) Strahlung durchquert Zelle keine Zellveränderung 5

12 b) chemische Reaktinen, Chrmsmenbrüche Reparatur keine Zellveränderungen c) irreparable Schädigungen Zelltd d) DNA-Schädigung führt zu unkntrllierter Zellteilung Tumr Strahlenschäden bei einzeitiger Ganzkörperexpsitin 0,3 Gy ( = μGy) Gefährdungsdsis: Im Allgemeinen sind keine klnischen Schäden erkennbar 0,5 Gy Depressin des Knchenmarks 1 Gy Kritische Dsis (Schwere Knchenmarksschädigung, einzelne Zdesfälle) 4Gy Mittelletale Dsis (50% der Betrffenen versterben innerhalb vn 30 Tagen) 7 Gy Letale Dsis (Es besteht geringe Überlebensmöglichkeit (ev. bei Speizialbehandlungen) 15 Gy Abslut Letale Dsis Strahlenschäden bei chrnischer Ganzkörperexpsitin erhöhtes Risik einer Leukämieerkrankung erhöhte Anfälligkeit gegen Infektinskrankheiten erhöhtes Risik an einem Tumr zu erkranken Gewebsempfindlichkeit Kritische Organe im Kpf- und Halsbereich Schilddrüse Tumrindikatin Speicheldrüsen Tumrindikatin Augenlinsen Katarakt Nicht alle Gewebe sind gleich empfindlich bei einer Expsitin mit inisierender Strahlung Man unterscheidet relativ strahlenresistente: Nervensystem, Muskulatur, Bindegewebe, Herz mäßig strahlenresistente: Haut, Auge, Lunge, Leber, Niere strahlensensible Organe: Organe mit hher Zellteilungsrate: Hämatpetisches und lymphatisches System (Knchenmark, Thymus, Lymphknten), Intestinalepithel, Gnaden, Embrynalgewebe, schnell wachsendes Tumrgewebe Augenlinse (Zusätzliche Alterung der Linse durch Strahlung 6

13 Gewebe, Organ Schaden Beginn bei Gy Kritische Dsis Gy Embry, Fötus Td, Missbildung 0,03 0,05 Lymphgewebe Lymphzytpenie 0,3 0,5 Knchenmark u.ä Anämie 0,2 1 Haut Atrphie, Ulkus 3 8 Augenlinse Katarakt 2,5 4 (Linsentrübung) Kindliche Knchen Wachstumsstillstand 3 6 Gnaden Sterilität, genetische Schäden 0,1 2 Strahlenexpsitin bei Zahnfilmaufnahmen insgesamt ist die Strahlenexpsitin bei zahnärztlichen Röntgenaufnahmen relativ gering Strahlenexpsitin in μsv Zahnstatus liegt zwischen 5-40 μsv Strahlenexpsitinswerte sind abhängig vn Einstellparameter (mv/kv) technischen Gegebenheiten anatmischen Einflüssen ,2 5 5,7 10,5 17 4,

14 Röntgenstrahlen Röntgenstrahlen = elektrmagnetische Wellenstrahlung Röntgenstrahlen können Materie durchdringen, in ihr absrbiert, geschwächt und in ihrer Flugrichtung abgelenkt werden Röntgenstrahlen dienen der Diagnstik. Sie sind aber auch bilgisch wirksam und können smatische und genetische Strahlenschäden verursachen Schwächungseffekte Die Schwächung vn Röntgenstrahlen ist ums geringer je höher die Energie der Röntgenstrahlung Je lckerer das Gewebe Je kleiner die Ordnungszahl der enthaltenen Atme je geringer die Ausdehnung des Objektes/Objektbereiches Die Schwächung vn Röntgenstrahlen ist ums höher Je geringer die Energie der Röntgenstrahlung und je länger die Wellenlänge Je dichter das Gewebe (Knchen absrbiert mehr als Weichgewebe!) Je höher die Ordnungszahl der enthaltenen Atme (Blei hat hhe Ordnungszahl!) Je größer die Ausdehnung des Objektes/Objektbereiches Absrptin: Das Phtn trifft auf ein Hüllenelektrn und überträgt seine gesamte Energie auf dieses Elektrn. Das Elektrn erhält Bewegungsenergie und verlässt das Atm. Das Phtn ist NICHT mehr vrhanden Blei (Ordnungszahl 82) hat auf Grund seiner hhen Absrptinsfähigkeit Bedeutung im Strahlenschutz Streuung Die vm Fkus ausgehende Röntgenstrahlung = Primärstrahlung wird in Materie absrbiert und teilweise gestreut Streustrahlung = Sekundärstrahlung Nachteile: Qualitätsverschlechterung im Röntgenbild, Belastung des Patienten, Belastung des Persnals Klassische Streuung (khärente Streuung) das einfallende Phtn wird nach elastischem Zusammenprall mit einem Elektrn der Atmhülle OHNE Energieverlust in eine neue Bewegungsrichtung gestreut. diagnstisch prblematisch! (Belichtung des Films an falscher Stelle v.a. bei langwelliger Strahlung Cmptn Streuung Das einfallende Phtn gibt nach Zusammenprall mit einem Elektrn einen Teil seiner Energie an dieses ab und bewirkt damit die Entfernung des Elektrns aus dem Atm und eine Ladungsänderung (Inisatin!). Das Phtn selbst verliert bei dem Zusammenprall einen Teil seiner Energie und wird mit einer Richtungsänderung gestreut 8

15 im mittelharten Energeiebereiche (= zahnärztliche Röntgendiagnstik) am häufigsten vrkmmende Wechselwirkung, kann Kettenreakinen weiterer Inisatinen hervrrufen Paarbildung Phtnen, deren Erzeugungsenergie höher ist als rund 1MeV und deren Bahn in das elektrische Feld des atmkerns 8Kernfeld) gelangt werden absrbiert und es entsteht ein negativ geladenes Elektrns e - und ein psitiv geladenen Psitrn e +. spielt in der zahnärztlichen Röntgendiagnstik keine Rlle, weil die dafür benötigte Energie gar nicht erzeugt werden kann 2 Je höher die kv, dest höher die Streustrahlung kv Absrptin Streuung Streustrahlung und Strahlenschutz/Bildqualität Streustrahlung kann zu Strahlenbelastung des Patienten und zur Verschlechterung der Bildqualität führen(grauschleider) auftretende Streustrahlung kann den Patienten in Bereichen belasten, die nicht im Nutzsstrahlenfeld liegen Schutz der Menschen durch die Röntgenschürze (Patient) Einhaltung des vrgeschriebenen Abstandes zum Röntgengerät/Verlassen des Röntgenraums während der Aufnahme ( Persnal) Verbesserung der Bildqualität durch Streustrahlenraster vr den Filmkassetten (extrarale Aufnahmen) 9

16 Funktin: Nur dir vm Fkus ausgehende und ungeschwächte Strahlung kann die Zwischenräume des aus Bleilamellen bestehenden Streustrahlenrasters passieren Streustrahlung ist ungerichtet und breitet sich in alle Richtungen vm Ablenkungsrt aus - nur ein geringer Anteil hat dieselbe Richtung wie die Primärstrahlung Streustrahlung trifft in der Regel schräg auf das Raster und wird in den Bleilamellen absrbiert Verwendung: extrarale Aufnahmen bei Verwendung des Streustrahlenrasters ist eine höhere Strahlenexpsitin ntwendig Vermeidung vn Streustrahlung möglichst enge Begrenzung des Aufnahmefeldes Eingrenzung Eigenschaften vn Röntgenstrahlen 1. elektrmagnetische Wellenstrahlung 2. Inisierende Wirkung 3. Unsichtbarkeit 4. Durchdringungsfähigkeit vn Materie 5. Strahlenschwächung durch Absrptin und Streuung in Materie 6. phtchemischer Effekt 7. Lumineszenz und Wirkung auf Halbleiter zur digitalen Bildgebung 8. bilgische Veränderungen durch Inisatinseffekte 9. gradlinige Ausbreitung 10. Divergenz 11. Keine Brechung durch Linsensysteme möglich Die Eigenschaften der Röntgenstrahlung bestimmen die Möglichkeit ihrer Anwendung, ihres Nachweises und die Knsequenzen für den Strahlenschutz Inisierende Strahlung Vrteil: Nutzung zum Nachweis vn Röntgenstrahlung Nachteil: schädigende Wirkung der Röntgenstrahlung durch Veränderungen vn Atmen und Mlekülen, die über bichemische Veränderungen zu Veränderungen im Organismus führt 10