Röntgenstrahlung ist hoch-energetische elektromagnetische Strahlung, die sich im Spektrum direkt an das sichtbare und ultra-violette Licht anschliesst. Die Strahlung wird durch Absorption und Streuung beim Durchgang von Materie geschwächt, wobei diese Effekte stark von der Zusammensetzung der Materie selbst abhängen und im Vergleich zur Absorption sichtbaren Lichtes in undurchsichtigen Körpern klein sind. Die Materie wird daher für Röntgenstrahlung praktisch transparent. Die materialabhängige Schwächung des Lichtes führt zur Kontrastentstehung beim Durchleuchten von Körpern und kann daher in der medizinischen Diagnostik zur Abbildung innerer Strukturen genutzt werden. Auf der anderen Seite bedeutet Absorption von hoch-energetischer Strahlung, dass Energie übertragen wird, welche das Gewebe durch Ionisierung und eventuelle Radikalbildung nachhaltig schädigen kann (Strahlenchemie). Während man diese Prozesse in der Strahlentherapie zur Zerstörung von Tumorgewebe gezielt ausnutzen kann, muss man jedoch in der Diagnostik jederzeit die Schädigung des Gewebes gegenüber dem Nutzen sorgfältig abwägen. Um die Strahlenbelastung für Patienten und Personal möglichst gering zu halten bei gleichzeitigem maximalen diagnostischen bzw. therapeutischen Nutzen, benötigt der verantwortliche Arzt Kenntnisse in Bildentstehung, Strahlenwirkung und Strahlenschutz, sowie die Möglichkeit, die Dosis der Strahlung quantitativ zu bestimmen (Dosimetrie).
Durch Experimente mit einem einfachen Röntgengenerator sollen Sie in diesem Versuch die Prinzipien von Bildentstehung, Strahlenschutz und Dosimetrie kennenlernen.
Diagnostik:
Röntgenstrahlung wird in der medizinischen Diagnostik zur Abbildung innerer Strukturen des menschlichen Körpers eingesetzt. Dazu gehören insbesondere Knochen, Zähne und Lunge, sowie - unter Einsatz von Kontrastmitteln - auch Gefässsysteme und der Verdauungstrakt. Mit Hilfe dieser Abbildungen können pathologische Veränderungen erfasst, Eingriffe geplant und der Behandlungserfolg kontrolliert werden. Bei der üblichen Röntgenaufnahme werden dreidimensionale Strukturen auf die zweidimensionale Bildplatte projiziert. Sie arbeiten in diesem Versuch mit einem Röntgengerät, das einen gut abgeschirmten Messraum besitzt, in den Sie verschiedene Objekte einbringen können.
Röntgenbilder werden entweder auf einem Fluoreszenzschirm sichtbar oder mit Hilfe von Speicherfolien aufgezeichnet. Ausserdem können Sie mit einem Messgerät die Strahlungsintensität quantitativ bestimmen. Durch Experimente in diesem Röntgengerät sollen Sie zunächst die Prinzipien der Bildentstehung kennenlernen, sowohl die geometrischen Grundlagen (z.B. Vergrösserung und Verzerrung) als auch die Kontrastentstehung durch Schwächung der Strahlung im Material.
Strahlenschutz und Dosimetrie:
Als Hauptursache der Strahlenbelastung für das Personal, das die Röntgenaufnahmen durchführt, ist die Entstehung von Streustrahlung zu untersuchen. Zum Abschluss werden Sie zur quantitativen Beschreibung der ionisierende Wirkung der Röntgenstrahlung die Ionendosis in Luft messen. Daraus wird die Strahlenwirkung auf biologisches Gewebe berechnet.
(c) mh, Heike Theyssen 2004
