RADIOLOGIE Einführung, Strahlenschutz

Transkript

1 RADIOLOGIE Einführung, Strahlenschutz Nándor Faluhelyi und prof. Péter Bogner Klinik für Radiologie 2018

2 Was bedeutet Radiologie?

3 Eine Blutprobe ist eigentlich ein Schlüsselloch in den menschlichen Körper Prof. M. Kellermayer Radiologie/bildgebende Verfahren (a.k.a. medical imaging) kann/können ein komplett morphologischer Landkarte des Körpers geben, und/oder funktionell Information darstellen. It s a kind of magic Freddie Mercury

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22 Welche bildgebende Methode brauchen wir? RTG US CT MRT Kombinationen Nuklearmedizin Interventionell Radiologie

23 Was habe ich gesehen? Was bedeutet das? Klinische Details Anamnese Beschwerde Körperliche Untersuchung Labor Ergebnisse Klinische Frage Kenntnis der Methoden Physische Grundlage Untersuchung Details wann, wie Kontrastmitteln Artefakte Kenntnis der Pathologie, und ihre Veränderungen im Zeitverlauf Kenntnis der pathologische Morphologie Filtern wichtige Veränderungen Synthetisieren Klinische Details passt dass?

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27 Hilfe!

28 Die Bildgebung

29 RTG ist ein Quantum

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31 99% Hitze 1% RTG mas --- Menge kv --- Energie

32 Die Kathode Wolfram Glühfaden hoch Schmelzpunkt (3370 C) thermoionische Effekt Elektronen werden emittiert (Stromdurchfluss Erhitzung) negativer Pol des Stromkreises (Hochspannung) ihre Größe bestimmt die räumliche Auflösung der Aufnahme Die Anode positiver Pole des Stromkreises Zielobjekt der Elektronen Geburtsort der RTG Photonen Wolfram (Z=74) hoch Schmelzpunkt, breit Photonspektrum Molybdän (Z=42) - für Mammographie rotierend (>3000 rpm) ableitet Hitze

33 RTG Strahlung - Erzeugung 1. Bremsstrahlung Elektronen werden vom positiven Kern angezogen kinetische Energie wird reduziert = Energie der RTG Quantum (Photon)

34 RTG Strahlung - Erzeugung 2. charakteristische Röntgenstrahlung durch hochenergetische Übergänge in den Elektronenhüllen von Atomen oder Molekülen Verursacht Ionization Sekundär Strahlung charakteristische Kaskade

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37 Photon energy Photon = unit of energy Photon energy determines penetrating ability (e.g. soft/hard radiation) if photon energy exceeds the binding energy of electrons it can dislodge the electron ionization Ionization energy depends on the matter (5-20 ev in human tissues)

38 mas --- Menge kv --- Energie

39 Wechselwirkung mit Materie: - Photoabsorption - Compton-Streuung - Rayleigh-Streuung - bei hohen Photonenenergien, NUR über 1,02 MeV: Paarbildung

40 Photoelektrische Absorption Energie des RTG Photons muss höher als Energie der Elektron werden die Wahrscheinlichkeit einer Interaktion ist höher falls diese Energien ähnlich zueinander sind größer Atom Zahl erhöht der Wahrscheinlichkeit einer Photoabsorption

41 Absorption Differential Absorption! Knochen Muskel Fett

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44 Konsequenzen der Compton Streuung Patient = Strahlenquelle reduziert den Kontrast der Aufnahme größer Körpermaße bedeutet vermehrte Streuung Strahlenschutz für Personell Strahlenschutz für Patient Abschirmung, (Gesichtsfeld) FOV Strahlenschutz für die Aufnahme (Detektor) - Streustrahlenrasters (Bucky Blende)

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47 Falls Photoelektrisches Absorption herrscht ( soft beam und/oder Kontrastmittel): höherer Kontrast höhere effektiv Strahlendosis Falls Compton Streuung herrscht ( hard beam ) niedriger Kontrast niedriger effektiv Strahlendosis

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49 Photo-Absorption: herausgeschlagenes Elektron Ion Frei Elektron mit kinetische Energie Sekundär Ionization Ionpaaren, frei Energie Brechung chemische Verbindungen Freie Radikale Chemische Reaktionen, Veränderungen Biologische Veränderungen

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52 Stochastische Effekte: je größer Strahlung Dosis, desto höher Wahrscheinlichkeit einer Effekt Es gibt kein noch sicher Dosis - die kleinste Dosis kann auch Schädigen Schwierigkeit der Effekte ist unabhängig von der Strahlendosis Beispiel: Strahlung induzierte Krebs, genetische Effekte Deterministische Effekte: Schwierigkeit der Effekte ist linear mit Dosis Fängt über eine bestimmte Schwellenwert an Kommt bei hoch Strahlendosis (Nuklear Umfälle)

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54 Strahlendosis Arten: absorbierte Dosis Äquivalentdosis, Organdosis Effektiv Dosis

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57 Dosisgrenzwerte für beruflich strahlenexponiert Personell Gewebe oder Organ Effektive Dosis Organdosisgrenzwerte: Rotes Knochenmark, Gonaden, Uterus Nebenniere, Harnblase, Hirn, Brust, Augenlinse, Dünndarm, Dickdarm, Niere, Leber, Lunge, Muskeln, Speiseröhre, Pankreas, Milz, Magen, Thymus Knochenoberfläche, Schilddrüse Fußgelenk, Fuß, Hand, Unterarm, Haut Grenzwerte 20 msv / Jahr 50 msv / Jahr 150 msv / Jahr 300 msv / Jahr 500 msv / Jahr

58 Durchschnittlich effektive Strahlendosiswerte für unterschiedlich Untersuchungen in Deutschland

59 Zivilisation Strahlen-Exposition in Deutschland im 2010

60 Strahlenschutz Rechtmäßig Exposition ALARA Strahlendosis- Grenzwerte

61 As low as reasonably achievable (ALARA)

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