Medizinische Strahlenkunde: Eine Einführung in die physikalischen, technischen und biologischen Grundlagen der medizinischen Strahlenanwendung für Mediziner und medizinisch-technische Assistentinnen [5. neubearb. Aufl. Reprint 2012] 9783111504919, 9783110040937

Table of contents :
Abkürzungen, Bezeichnungen, Einheiten
Bildzeichen für medizinische Röntgeneinrichtungen
Geschichtliches
I. Elektrizitätslehre
II. Allgemeine Strahlenkunde
A. Photonenstrahlung (Elektromagnetische Wellen)
B. Teilchenstrahlung (Korpuskularstrahlung)
1. Atomphysikalische Grundbegriffe
2. Radioaktivität
III. Die Messung von Strahlen (Dosimetrie), Dosiseinheiten, Meßgeräte
A. Die Messung von Strahlen (Dosimetrie)
B. Dosiseinheiten
C. Meßgeräte
IV. Die Erzeugung von Röntgenstrahlen
A. Die Röntgenröhre
1. Arten und Eigenschaften der Röntgenröhren
2. Der Brennfleck
3. Hochspannungs- und Strahlenschutz
4. Besonderheiten von Therapieröhren
B. Der Röntgengenerator (Röntgenapparat)
1. Hochspannungstransformator und Gleichrichter
2. Heizstromerzeuger
C. Der Schalttisch
1. Schalttische für Diagnostikgeneratoren
2. Schalttische von Therapiegeneratoren
D. Hochspannungskabel
E. Automatisierung und Überlastungsschutz
V. Die Erzeugung sehr harter und ultraharter Strahlen
VI. Medizinische Strahlenanwendungsgeräte, Zusatzgeräte und Zubehör
VII. Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen
A. Verhalten energiereicher Strahlen beim Durchgang durch Materie
Die Strahlenqualität der Quantenstrahlen
B. Allgemeine Eigenschaften (Beugung, Interferenz, Ablenkung)
C. Die Erregung der Lumineszenz
1. Durchleuchtung und Durchleuchtungsgeräte
D. Die Schwärzung der photographischen Schicht und ihre praktische Anwendung: die Röntgenphotographie
1. Die Bildentstehung
2. Schwärzung und Gradation
3. Das photographische Material
4. Die Filmverarbeitung
5. Der Dunkelraum
6. Entwicklungsmaschinen
7. Filmverarbeitung ohne Dunkelraum
8. Das Polaroid-Verfahren
9. Filmfehler
10. Bildgebung und Bildgüte
11. Spezialuntersuchungen
E. Xeroradiographie
F. Die biologische Wirkung energiereicher Strahlen
G. Strahlengefährdung und Strahlenschutz
Zur Frage der beruflichen Strahlengefährdung
Strahlenschutz
Unfallverhütungsvorschrift
Strahlenschutzverordnung
H. Die Strahlentherapie
1. Vorbemerkungen und praktische Dosisbegriffe
2. Strahlenarten
3. Entwicklungstendenzen in der Strahlentherapie
4. Die Indikation zur Strahlentherapie
5. Planung und Protokollierung
VIII. Therapie mit energiearmen Strahlen
1. Die Lichttherapie
2. Die Diathermie
3. Die Kurzwellentherapie
IX. Radionuklide in Forschung und Diagnostik
1. Funktionsuntersuchung der Schilddrüse
2. Untersuchung der Nieren
3. Untersuchung der Milz
4. Untersuchung der Leber
5. Untersuchung des Pankreas
6. Untersuchung der Lungen
7. Untersuchung des Gehirns
8. Untersuchung (Lokalisation) der Plazenta
9. Untersuchung des Vitamin-B-12-Stoffwechsels
10. Untersuchungen des Blutes und der blutbildenden Organe
11. Untersuchung der Knochen
12. Untersuchungen der Speicheldrüsen und der Magenwand
13. Untersuchung von bösartigen Geschwülsten
14. Isotopenlymphographie (Lymphoszintigraphie)
15. Sonstige Untersuchungen
Sachregister

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W E R N E R SCHLUNGBAUM M E D I Z I N I S C H E STRAHLENKUNDE

MEDIZINISCHE STRAHLENKUNDE Eine Einführung in die physikalischen, technischen und biologischen Grundlagen der medizinischen Strahlenanwendung für Mediziner und medizinisch-technische Assistentinnen

5., neubearbeitete Auflage mit 203 Abbildungen und einer Farbtafel

von Prof. Dr. med. Werner Schiungbaum Dirigierender Arzt des Strahleninstituts des Städt. Krankenhauses Spandau-Nord (Berlin-Spandau)

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WALTER

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GRUYTER

B E R L I N • N E W Y O R K 1973

1. Auflage: 2. Auflage: 3. Auflage: 4. Auflage: 5. Auflage:

1959 1963 1967 1970 1973

ISBN 3 11 004093 X

© Copyright 1959, 1963, 1967, 1970, 1973 by Walter de Gruyter & Co., vormals G. J. Göschen'sche Verlagshandlung — J . Guttentag, Verlagsbuchhandlung — Georg Reimer — Karl J. Trübner — Veit & Comp., Berlin 30, Genthiner Straße 13. — Alle Rechte, insbesondere das Recht der Vervielfältigung und Verbreitung sowie der Übersetzung, vorbehalten. Kein Teil des Werkes darf in irgendeiner Form (durch Photokopie, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren) ohne schriftliche Genehmigung des Verlages reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden. — Printed in Germany. Satz und Druck: Walter de Gruyter & Co., Berlin 30. — Einband: U. Hanisch, Berlin-Zehlendorf

Geleitwort Die qualifizierte Röntgenassistentin ist das Aushängeschild des guten Radiologen! Der Arzt, insbesondere der Röntgenologe, bedarf ihrer Mithilfe bei der Anfertigung einwandfreier Röntgenaufnahmen. Der Strahlentherapeut verdankt einen Teil des Vertrauens seiner Patienten ihrer Mitarbeit. Der erfahrene Arzt zollt deshalb dem Wissen und dem Geschick der Röntgenassistentin Achtimg und Anerkennung. Der beruflichen Ausbildung der Röntgenassistentin kommt also weitreichende Bedeutung zu. Verschiedene Lehranstalten und Lehrbücher vermitteln heute der medizinisch-technischen Assistentin die Kenntnisse. Herr Dr. W. SCHLTTNGBAUM ist aus eigener Lehrtätigkeit mit dieser Aufgabe, aber auch mit den Mängeln bei der Unterrichtung der medizinischtechnischen Assistentinnen vertraut. Eine straffe Zusammenfassung des Unterrichtsstoffes wurde von ihm in diesem Buch angestrebt und geschaffen. Die gewählte Form eines Leitfadens soll dabei keinesfalls der heute gewünschten raschen — um nicht zu sagen: oberflächlichen Belehrung entgegenkommen, sie will nicht das Einarbeiten in das Wissensgebiet verdrängen, sondern dieses Buch möchte dem Lernenden helfen, zuerst den Überblick zu gewinnen und zuletzt bei auftauchenden Fragen schnell Antwort zu geben. Die Grundlagen der medizinischen Strahlenanwendung, die Erkenntnisse der Strahlenbiologie und die Richtlinien für den Strahlenschutz werden in präziser Form dargeboten. Mein Wunsch: Möge jeder Leser Nutzen von diesem Buch haben! Berlin, Juli 1959

Heinz

Oeser

Vorwort zur 1. Auflage Langjährige Unterrichtserfahrungen an der technischen Abteilung des Lettevereins Berlin und eine Anregung des Verlages haben mich zur Arbeit an der vorliegenden Einführung in die Medizinische Strahlenkunde veranlaßt. Ich habe mich dabei bemüht, die Grundlagen der medizinischen Strahlenanwendung sowie deren praktische Bedeutung zu erläutern. Aus didaktischen Gründen war es mein Bestreben, auch äußerlich das Wesentliche hervorzuheben. Ich hoffe, daß damit der medizinischtechnischen Assistentin ein Leitfaden in die Hand gegeben ist, der ihr das Einarbeiten in die meist völlig fremde Materie und die notwendige Mitarbeit beim Unterricht erleichtert. Auch dem jungen Mediziner möge er den ersten Einblick in das große Gebiet der Radiologie, die als besonderes Fach alle anderen Fachgebiete der Medizin ergänzt, ermöglichen. Daß eine kurze Einführung naturgemäß mit ausführlicheren Lehrbüchern nicht in Konkurrenz treten kann und soll, möchte ich hier ausdrücklich betonen. Herrn Dr. F A B I A N , leitendem Medizinaldirektor a. D., danke ich für die Bearbeitung des Abschnitts über die rechtliche Stellung der medizinisch-technischen Assistentin. Herrn Professor Dr. H. OESEE. danke ich für seinen Rat bei Abfassung und Durchsicht des Buches. Zu Dank bin ich weiterhin den Firmen C. F. H. Müller, SiemensReiniger, Koch & Sterzel, Hofmann und Kodak verpflichtet, die mir einen großen Teil der Abbildungen zur Verfügung gestellt haben, ebenso den Verlagen Georg Thieme, Stuttgart, und Urban und Schwarzenberg, München, bzw. den Herren Dr. B U N D E , Prof. S C H O E N und Prof. W A C H S M A N N , die mir die Übernahme einiger Tabellen und Zeichnungen gestatteten. Ebenfalls danke ich Herrn K L A Ü S R Ä C H für die Anfertigung der meisten Zeichnungen und Frau J O H A N N A W I E N E R T , die mich unermüdlich beim Lesen der Korrekturen und bei Anfertigung des Registers unterstützt hat. Bezüglich der Ausstattung, besonders der Zahl der Abbildungen, ist mir der Verlag großzügig entgegengekommen. Auch hierfür sei gedankt. Berlin. Juli 1959

Werner

Schiungbaum

Vorwort zur 2. Auflage

Form und Aufbau der vorliegenden, knapp 3 Jahre nach Erscheinen der Erstauflage notwendig gewordenen 2. Auflage der eine Einführung in die physikalischen, technischen und biologischen Grundlagen der medizinischen Strahlenanwendung darstellenden „Medizinischen Strahlenkunde" blieben unverändert. Der technische Fortschritt der letzten Jahre machte aber neben einer sorgfältigen Durchsicht eine eingehende Überarbeitung einzelner Abschnitte notwendig. So wurde das Kapitel Bildverstärkung und Röntgenfernsehen neu gefaßt und erweitert. Gleiches gilt für die Filmverarbeitung, insbesondere die Entwicklungsmaschinen, die auch in Deutschland immer weitere Verbreitung finden. Völlig überarbeitet wurden auch die Abschnitte Röntgengeneratoren und -gerate. Hier wurde besonderer Wert darauf gelegt, die Nomenklatur den neuesten Deutschen Normen (DIN) anzupassen. Entsprechend der Bedeutung des Strahlenschutzes wurden die Strahlenschutzvorschriften noch ausführlicher behandelt. Zahlreiche Abbildungen wurden ausgewechselt, da sie bei Berücksichtigung der technischen Entwicklung nicht mehr dem neuesten Stand entsprachen. Neue Abbildungen und schematische Skizzen wurden dort hinzugefügt, wo zur besseren Verständlichkeit des Textes die bildmäßige Ergänzung erforderlich zu sein schien. Freundlicherweise hat Herr Dr. F A B I A N den Abschnitt über die rechtlichen Grundlagen ebenfalls überarbeitet und auf den neuesten Stand gebracht, wofür ich ihm hier meinen Dank ausspreche. Den Firmen Koch & Sterzel, C. H. F. Müller und Siemens-Reiniger habe ich wiederum zu danken, daß sie mir in zuvorkommender Weise ihr Bildmaterial zur Verfügung stellten. Ganz besonderen Dank für kritische Hinweise und Anregungen schulde ich den Herren Dr. G A J E W S K I (Erlangen), Priv. Doz. Dr. R A U S C H (Giessen) und Oberingenieur S T A D T F E L D (Berlin). Auch dem Verlag sei gedankt, daß er bereitwilligst alle meine Wünsche bezüglich der Änderungen und Ergänzungen, insbesondere der bildmäßigen Ausstattung berücksichtigt hat. Berlin, Sommer 1963

Werner Schiungbaum

Vorwort zur 4. Auflage

Einzelne Abschnitte und Kapitel habe ich umgestellt und — entsprechend ihrer praktischen Bedeutung — erweitert. Bedauerlicherweise bat mich Herr Dr. F A B I A N , die Überarbeitung des Anhangs über die Rechtlichen Grundlagen f ü r Ausbildung und Arbeit der medizinisch-technischen Assistentinnen „in jüngere H ä n d e " zu legen. Für die Mitarbeit an den ersten drei Auflagen möchte ich Herrn Dr. F A B I A N auch an dieser Stelle vielmals danken. Zu der Schwierigkeit, einen neuen Mitarbeiter zu finden kam die Tatsache, daß entscheidende Fragen der zukünftigen Ausbildung in einem noch nicht in K r a f t getretenen Gesetz geregelt werden. Der Zeitpunkt der Neubearbeitung war also denkbar ungünstig. Ich habe mich in Übereinstimmung mit dem Verlag deshalb entschlossen, zumindest für die 4. Auflage auf den Anhang zu verzichten. Herrn Dipl. Ing. D. P U P P E danke ich wieder für die Durchsicht und für die Beratung in physikalischen Fragen. Berlin, Sommer 1970

Werner Schiungbaum

Vorwort zur 5. Auflage Die technische Entwicklung wurde in der neuen Auflage berücksichtigt, die entsprechenden Kapitel wurden ergänzt. Die Abbildungen wurden teilweise ausgewechselt. Ich hielt es allerdings nicht für richtig, alle Abbildungen dem neuesten Stand der Technik anzupassen, da auch mit den älteren Geräten noch gearbeitet wird. Auf die Wiedergabe der Farbtafeln mit Darstellung der strahleninduzierten Hautreaktionen und -Schäden habe ich bewußt verzichtet, da wesentliche Hautveränderungen bei Anwendung der modernen Bestrahlungsmethoden kaum noch auftreten. Den Herren Dipl. Ing. Dr. R. K R Ü G E R und Oberarzt Dr. U . W I L H E L M I danke ich für die Durchsicht und viele gute Ratschläge. Dem Verlag habe ich wiederum zu danken, daß er alle meine Wünsche berücksichtigt hat. Berlin, Februar 1973

Werner

Schiungbaum

Inhaltsübersicht

Abkürzungen, Bezeichnungen, Einheiten Bildzeichen für medizinische Röntgeneinrichtungen

XV XVIII

Geschichtliches I. Elektrizitätslehre II. Allgemeine Strahlenkunde A. Photonenstrahlung (Elektromagnetische Wellen) B. Teilchenstrahlung (Korpuskularstrahlung) 1. Atomphysikalische Grundbegriffe 2. Radioaktivität a) Natürliche Radioaktivität b) Künstliche Radioaktivität Kernreaktoren

XXI 1 11 11 14 14 19 20 22 23

I I I . Die Messung von Strahlen (Dosimetrie), Dosiseinheiten, Meßgeräte . . . A. Die Messung von Strahlen (Dosimetrie) B. Dosiseinheiten C. Meßgeräte

27 27 29 34

IV. Die Erzeugung von Röntgenstrahlen

43

A. Die Röntgenröhre 1. Arten und Eigenschaften der Röntgenröhren 2. Der Brennfleck 3. Hochspannungs- und Strahlenschutz 4. Besonderheiten von Therapieröhren

43 43 49 54 55

B. Der Röntgengenerator (Röntgenapparat) 1. Hochspannungstransformator und Gleichrichter a) Diagnostikgeneratoren b) Therapiegeneratoren 2. Heizstromerzeuger

59 59 59 65 67

C. Der Schalttisch

68

1. Schalttische f ü r Diagnostikgeneratoren a) Spannungsregulierung b) Stromstärkenregulierung c) Belichtungszeit 2. Schalttische von Therapiegeneratoren

68 70 71 71 75

XII

Inhaltsübersicht D. Hochspannungskabel

76

E. Automatisierung und Überlastungsschutz

77

V. Die Erzeugung sehr harter und ultraharter Strahlen VI. Medizinische Strahlenanwendungsgeräte, Zusatzgeräte und Zubehör

83 . .

VII. Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

88 100

A. Verhalten energiereicher Strahlen beim Durchgang durch Materie . . 100 Die Strahlenqualität der Quantenstrahlen B. Allgemeine Eigenschaften (Beugung, Interferenz, Ablenkung) . . . C. 1. DieDurchleuchtung Erregung der Lumineszenz und Durchleuchtungsgeräte Röntgen-Bildverstärker und Röntgen-Fernsehen D. Die Schwärzung der photographischen Schicht und ihre praktische Anwendung: die Röntgenphotographie

107 .110 110 111 122 131

1. Die Bildentstehung

131

2. Schwärzung und Gradation

132

3. Das photographische Material a) Röntgenfilme b) Röntgenpapier c) Verstärkerfolien

136 137 139 139

4. Die Filmverarbeitung a) Entwicklung b) Fixierung c) Wässern und Trocknen d) Endverarbeitung tx) Verstärkung ß) Abschwächung

144 144 150 153 153 154 155

5. Der Dunkelraum

156

6. Entwicklungsmaschinen

159

7. Filmverarbeitung ohne Dunkelraum

164

8. Das Polaroid-Verfahren

165

9. Filmfehler a) Schleierbildung b) Weißer Belag c) Helle Flecken d) Dunkle Flecken e) Ungleichmäßige Schwärzung f) Runzeln g) Bakterienfraß h) Filmfehler bei Verarbeitung in Rollenmaschinen

167 167 169 169 169 169 169 170 170

Inhaltsübersicht 10. Bildgebung und Bildgüte a) Projektion — Abbildungsmaßstab—Verzeichnung

XIII 170 171

b) Bildunschärfe

176

c) Kontrast Moderne Methoden zur Kontrastverbesserung

179 189

d) Die Belichtung 192 Hartstrahl technik 193 e) Praktische Gesichtspunkte bei Anfertigung von Röntgenaufnahmen 198 Lagerung 198 Benennung und Bezeichnung der Aufnahmen 200 Wahl des Aufnahmematerials 201 Archivierung von Röntgenaufnahmen 201 11. Spezialuntersuchungen 202 Kontakt- und Vergrößerungsaufnahmen 202 Anhang: Mikroradiographie 203 Stereoaufnahmen 204 Schichtuntersuchung 205 Fremdkörperlokalisation 215 Schirmbildphotographie 217 Kymographie und Polygraphie 224 Serienaufnahmen und Röntgenkinematographie 226 Spezialuntersuchungen mit Hilfe von Kontrastmitteln . . . 2 3 1 Unverträglichkeitserscheinungen nach Injektion jodhaltiger Kontrastmittel 232 Untersuchungen des Verdauungstrakts 234 Darstellung der Gallenwege 238 Darstellung der Harnwege 241 Darstellung des Uterus einschließlich der Eileiter . . . . 243 Fisteldarstellung 244 Gefäßdarstellung 244 Kontrastmittelmethoden zur Diagnostik des Zentralnervensystems 250 Darstellung des Bronchialbaums 252 Pneumotachographie 253 Darstellung der Gelenkhöhlen 254 Röntgenuntersuchung von Kindern 254 Besonderheiten bei Zahn- und Kieferaufnahmen 257 Weichteilaufnahmen (Mammographie) 262 Röntgenuntersuchung von Unfallverletzten 265 E. Xeroradiographie F. Die biologische Wirkung energiereicher Strahlen G. Strahlengefährdung und Strahlenschutz Zur Frage der beruflichen Strahlengefährdung Strahlenschutz

268 269 283 288 289

Inhaltsübersicht

XIV

Unfallverhütungsvorschrift Strahlenschutzverordnung H. Die Strahlentherapie

294 299 313

1. Vorbemerkungen und praktische Dosisbegriffe 313 2. Strahlenarten 315 Mittelharte und harte Röntgenstrahlen für die sogenannte Halbtiefen- und Tiefentherapie 315 Bewegungsbestrahlung 320 Siebbestrahlung 325 Weiche Strahlen für Oberflächen- und Körperhöhlentherapie . . 329 Die Strahlen der radioaktiven Substanzen 332 Sehr harte und ultraharte Röntgen- und Gammastrahlen. . . . 340 Korpuskularstrahlen 344 3. Entwicklungstendenzen in der Strahlentherapie 346 4. Die Indikation zur Strahlentherapie 346 5. Planung und Protokollierung 348 VIII. Therapie mit energiearmen Strahlen

354

1. Die Lichttherapie 2. Die Diathermie Elektrochirurgie

354 362 363

3. Die Kurzwellentherapie

365

I X . Radionuklide in Forschung und Diagnostik 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

369

Funktionsuntersuchung der Schilddrüse 374 Untersuchung der Nieren 378 Untersuchung der Milz 380 Untersuchung der Leber 380 Untersuchung des Pankreas 382 Untersuchung der Lungen 382 Untersuchung des Gehirns 383 Untersuchung (Lokalisation) der Plazenta 383 Untersuchung des Vitamin-B-12-Stoffwechsels 383 Untersuchungen des Blutes und der blutbildenden Organe . . . 384 Untersuchung der Knochen 384 Untersuchungen der Speicheldrüsen und der Magenwand . . . . 384 Untersuchung von bösartigen Geschwülsten 385 Isotopenlymphographie (Lymphoszintigraphie) 385 Sonstige Untersuchungen 385

Sachregister

388

Abkürzungen, Bezeichnungen, Einheiten Allgemein gebräuchliche Vorsilben Meg(a) Kilo

(M) Millionenfaches (mal 10®) 3 (k) Tausendfaches (mal 10 )

Milli

(m) Tausendstel

Mikro

(M)

Nano Pico

(P)

(mal 10" 3 bzw. mal

Millionstel

(mal 10" ® bzw. mal

(«) Milliardstel

1000 1 1000000

)

(mal 10-») (mal IO"12)

Billionstel

Längenmaße = IO3

1 Kilometer

= 1 km = 1000 m 1 1 Zentimeter = 1 cm 100 1 1 Millimeter = 1 mm m 1000 1 Mikrometer = 1 /xm 1

- 1 Mikron

= 1 fi

m = 106

= IO" 2 m = 10

mm mm

= IO" 3 m = 10-" m = 10" 3

mm = 10" 1 c m

1 000 000

1 Nanometer = 1 nm

1

= 1 Millimikron = 1 w/u

m

= IO" 9 m = 10~6 mm = 10" 7 cm

1 000 000 000 1 Ängström

1

= 1Ä

m = IO" 10 m = 10~7 mm = 10" 8 cm

10 000 000 000 1 X-Einheit = 1 X E =

1 1000

= IO" 13 m = 10~ 10 mm = 10~ u cm

Abkürzungen A = Ampere = Einheit der elektrischen Stromstärke, s. S. 3 A = Arteria, Arterie A = Angström, Längenmaß, s. o. As = Amperesekunde = Einheit der Elektrizitätsmenge. 1 / 1000 As = 1 mAs 1 As = 1 C (Coulomb) Alpha(t' ' ' " " j Ein Summton bezeichnet ihren Abschluß. Nach Entnahme aus der Entwicklungseinheit werden die Schichten gelöst und mit einer Flüssigkeit bestrichen, die eine Hochglanzschicht bildet und das Bild gegen mechanische und chemische Einwirkungen schützt. Das Verfahren eignet sich besonders für Aufnahmen im Operationssaal. Die Detailerkennbarkeit ist sogar bei Lungenaufnahmen durchaus ausreichend (Abb. 106b). Lit.: SCHULZ, U . : Das Röntgen-Polaroid-Verfahren eine Schnellentwicklungstechnik ohne Dunkelkammer. Röntgenblätter 15, 277—285 (1962).

Röntgenphotographie - Filmfehler

167

9. Filmfehler Neben den sehr seltenen Fehlern der verwandten Filme machen sich eine falsche Behandlung und Verarbeitung des photographischen Materials störend bemerkbar. Die diagnostische Verwendbarkeit der Filme kann dadurch wesentlich beeinträchtigt werden. Besonders zu beachten sind Folienfehler (Pflege!). a) S c h l e i e r b i l d u n g Unter einem Schleier auf photographischem Material versteht man ganz allgemein mehr oder weniger ausgedehnte Trübungen oder Schwärzungen auf dem Röntgenbild, die nicht auf eine Belichtung zurückzuführen sind bzw. nicht einer Abbildung des Objekts entsprechen. Jedes Röntgenbild zeigt: 1. einen geringgradigen, praktisch also zu vernachlässigenden Schleier durch die Opazität des Filmes (Träger und Schicht), 2. den sogenannten Entwicklungsschleier, der darauf zurückzuführen ist, daß der Entwickler in geringem Maß auch die unbelichtete Emulsion angreift (s. S. 135), (1 und 2 heißen auch Grundschleier.) 3. den Streustrahlenschleier (s. S. 179), der auf die Schwärzung durch die Streustrahlung zurückzuführen ist. Er wird um so größer, je dicker das durchstrahlte Objekt ist. Die Streustrahlenbeseitigung erfordert besondere Maßnahmen (s. S. 180ff.). Zur Bildung eines zusätzlichen Grauschleiers kommt es II 1. bei Verwendung schlechten Filmmaterials, | | 2. bei unzweckmäßiger Verarbeitung (Entwicklung). Das unbelichtete photographische Material ist nur begrenzt haltbar. Das auf den Packungen angebrachte Verfallsdatum ist also unbedingt zu beachten. Bei Nachlieferung von Filmen sind diese immer so zu lagern, daß die Reihenfolge der Lieferung bzw. des Verfallsdatums erkennbar bleibt. Die Zersetzung infolge der Alterung ist meist an den Rändern deutlicher ausgeprägt als in Filmmitte. Sie wird beschleunigt durch Lagerung in zu feuchten oder zu heißen Räumen, oder durch Einwirkung von Gasen und Chemikalien. Die Filme müssen also trocken und in normal temperierten (18 bis 20°) Räumen lagern. Die Beschaffenheit des Filmmaterials kann leicht überprüft werden dadurch, daß man einen unbelichteten Film (möglichst bei absoluter Dunkelheit) entwickelt, und dann die Schleierbildung beurteilt. Der Grauschleier nimmt auch zu, wenn bei zu hoher Temperatur oder aber zu lange („gequälte Aufnahme") entwickelt wird, schließlich auch, wenn der Entwickler verunreinigt ist. Grauschleierbildung entsteht ebenfalls, wenn der Entwickler zu konzentriert angesetzt oder die Regene-

168

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

ratorlösung zu reichlich zugefügt bzw. nicht gleichmäßig verteilt wird. Außerdem k o m m t es zur Schleierbildung, wenn das Bild während des Entwicklungsvorganges zu lange mit L u f t in B e r ü h r u n g k o m m t , also o f t herausgenommen wird (Luftschleier). Schleier können teilweise durch Abschwächen e n t f e r n t werden. Eine Überlagerung des eigentlichen Röntgenbildes e n t s t e h t durch Vorbelichtung bzw. zusätzliche Belichtung. Vorbelichtungen kommen zustande durch fehlerhafte Packungen der Filme, durch Exposition der Filme in offenem Licht, durch fehlerhafte Dunkelkammerbeleuchtung. Vorbelichtung ist auch möglich durch Röntgenstrahlen oder radioaktive Substanzen. K a s s e t t e n dürfen nicht in A u f n a h m e r ä u m e n liegen. Auf bewahr ungsregale, auch in unmittelbarer N ä h e der A u f n a h m e r ä u m e , müssen strahlensicher (auch gegen Streustrahlen) sein. Verdächtig auf eine Vorbelichtung mit Röntgenstrahlen ist stets die Abbildung von Objekten, die möglicherweise zwischen K a s s e t t e u n d Strahlenquelle gelegen haben könnten. Eine starke Schleierbildung, u. U. m i t Bildumkehr, k o m m t zustande, wenn ein Film erheblich vorbelichtet ist. Nach Belichtung werden d a n n die am stärksten belichteten Abschnitte heller (ViLLARD-Effekt) .Bei nachträglicher Belichtung, die zu einer Bildumkehr f ü h r t , spricht m a n vom SABATIBR-Effekt. I n beiden Fällen liegt die Ursache in der Solarisation (s. S. 110). Zu einer Gelbschleierbildung k o m m t es bei Entwicklung in verbraucht e m Entwickler oder bei zu langer Entwicklung (Quälen). Auch ungenügendes Wässern u n d Fixieren, besonders in verbrauchtem, nicht genügend angesäuertem Fixierbad, erzeugt einen Gelbschleier. Der Gebrauch einwandfreier, noch nicht verbrauchter Chemikalien vermeidet diese Schleierbildung. D a s Fixierbad k a n n durch Zugabe von Kaliummetabisulfit angesäuert werden. Schlecht fixierte Filme können auch später noch vergilben bzw. bräunen. I n beschränktem U m f a n g k a n n ein Gelbschleier durch Nachfixieren entfernt werden. Der sogenannte dichroitische (mehrfarbige) Schleier, der teils gelbgrün, teils rötlich erscheint, entsteht, wenn Entwicklerreste (Verunreinigungen, unzureichende Zwischenwässerung) während des Fixierens noch auf den Film einwirken, oder wenn der Entwickler durch Fixiersalz verunreinigt ist. Auch durch „Quälen" der Filme bei niedriger Temper a t u r u n d bei Verwendung verbrauchter, zu kalter Fixieilösung k a n n ein dichroitischer Schleier entstehen. E r wird vermieden durch sauberes Arbeiten, durch sorgfältige Zwischenwässerung (Ansäuern) u n d durch Ersatz verbrauchter Chemikalien. Ein einmal vorhandener Schleier k a n n durch Baden in 0 , l % i g e r Kaliumpermanganatlösung u n d anschließender Klärung in 5 % i g e r Bisulfitlösung e n t f e r n t werden. R a n d schleier entstehen bei schadhafter Filmverpackung oder bei Lichtdurchlässigkeit der Kassetten.

Röntgenphotographie — Filmfehler

169

b) W e i ß e r B e l a g Ein weißer Belag entsteht bei zu kurzer Wässerung durch Niederschlag von Fixiersalz (schnelle Trocknung). Ein grauer Belag kann auch durch Wässern in kalkhaltigem Wasser entstehen. Die meisten konfektionierten Entwickler enthalten ein Entkalkungsmittel. Andernfalls ist destilliertes Wasser zu verwenden. c) H e l l e F l e c k e n Helle Flecken auf Filmen können verschiedene Ursachen haben: Sie entstehen an Stellen, an denen die Verstärkerwirkung der Folien behindert war, z. B. durch eine Staubschicht oder andere Fremdkörper, durch Herausplatzen von Schichtteilen der Folien u. a. Sie entstehen weiterhin an Stellen, an denen die Entwicklerflüssigkeit nicht auf die Schicht einwirken konnte, z. B . durch Luftblasen (zu vermeiden durch Bewegen oder Zugabe eines Netzmittels), Anliegen an der Tankwandung oder an den Streben des Rahmens, Zusammenkleben mit anderen Filmen, Verunreinigung mit Fixiersalzspritzern oder auch Wasser Spritzern, die den einwirkenden Entwickler verdünnen (letzteres bei rechtzeitiger Erkennung zu vermeiden durch vorheriges Eintauchen in ein Wasserbad). Helle oder auch dunkle Stellen auf Filmen entstehen weiterhin durch Druck, so die bekannten Halbmonde. d) D u n k l e F l e c k e n Dunkle Flecken entstehen durch Metallstaub von Rahmen oder Klammern, durch Spritzer vom Entwickler (vor Beginn der regulären Entwicklung) oder durch Berührung feuchter Filme mit Metallen (Kupfer, Zink u. a.). Manchmal können auch, besonders bei Schalenentwicklung, Luftblasen (Oxydation!) schwarze Flecken verursachen. Dunkle Blitzfiguren entstehen durch elektrische Entladungen, wenn die Filme zu schnell aus der Packung genommen werden (Reibung!). Durch Anfassen des Filmes mit feuchten oder verunreinigten Fingern entstehen Fingerabdrücke. Mattweiße Fingerspuren können durch Essigsäure und Nachwaschen beseitigt werden. e) U n g l e i c h m ä ß i g e S c h w ä r z u n g Eine ungleichmäßige Schwärzung entsteht, wenn der Entwickler bzw. die Regeneratorlösung nicht genügend gleichmäßig verteilt ist, wenn der Film nicht gleichmäßig eingetaucht war, u. U. auch, wenn er nicht genügend bewegt wurde (an Übergängen starker und geringer Schwärzung durch den Einfluß der entstehenden Reaktionsprodukte: K aliumbromidstreifen). f) R u n z e l n Runzeln (Runzelkorn) und Abschmelzen der Schicht entstehen bei zu warmer Entwicklerlösung bzw. zu hoher Raumtemperatur. In den Tropen kann pro 1 Entwickler zur Härtung 50 bis 100 g Natriumsulfat

170

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

zugegeben werden. Auch zu warme Fixierlösung, zu hohe Temperaturen oder schlechte Ventilation bzw. zu enges Hängen in Trockenschränken, Trocknung an zu warmen Heizkörpern führen zu entsprechenden Veränderungen der Schicht. Schmelzen der Papierschicht entsteht bei zu hohen Temperaturen der Presse. Die meisten Fehler des Papiers sind durch Fehler der Chromplatten in den Hochglanzpressen bedingt. g) B a k t e r i e n f r a ß Baktcrienfraß bei Lagerung in feuchtwarmer Luft macht sich durch Defekte in der Schicht bemerkbar. h) F i l m f e h l e r b e i V e r a r b e i t u n g in R o l l e n m a s c h i n e n Bei Verarbeitung in Rollenmaschinen können einige typische Fehler auftreten, so Schleier infolge eines Übereinanderschiebens von Filmen, Streifen bei Verschmutzung und technischen Fehlern des Rollensystems (Vertauschen, falsches Einsetzen der Rollen u. a.). Lit.: V O G L , M . u. L . W I D E N M A N N : Filmfehler durch Verarbeitung in vollautomatischen Rollenmaschinen. Röntgenpraxis 20, 134—138(1967).—ZIMMER, E. A.: Filmfehler in der Röntgenpraxis. Georg Thieme-Verlag, Stuttgart 1960. 10. Bildgebung und Bildgüte Dadurch, daß ein durchstrahltes, nicht gleichmäßig (homogen) zusammengesetztes Objekt die Strahlung ungleichmäßig schwächt, entsteht hinter dem Objekt, also auch im Film, ein „Strahlungsrelief". E s ist gekennzeichnet durch den hinter den einzelnen Objektpunkten verschieden großen, unbeeinflußt durchgedrungenen Strahlenrest. Auf photochemischem Wege ( s . S . 131 f.) wird das sichtbare Bild erzeugt. Entsprechend dem Strahlungsrelief ergibt sich ein Schwärzungsrelief bzw. auf dem Röntgenschirm ein Helligkeitsrelief. Für die Abbildung eines Objekts auf dem Film oder Leuchtschirm ist das durch das Röhrenaustrittsfenster in Verbindung mit dem u. U. verwandten Blendensystem begrenzte „Nutzstrahlenbündel" wirksam. Die röntgenologische Darstellung soll die größtmögliche Information über die Beschaffenheit oder Funktion dieses Objekts liefern. Da es sich um die flächenhafte Abbildung von Objekten mit räumlicher Ausdehnung handelt, ist im allgemeinen die Untersuchung in nur e i n e m Strahlengang unzureichend. Die optimale Abbildung hat zur Voraussetzung 1. die richtige Einstelltechnik 2. die richtige Belichtung. Unter Einstelltechnik ist die Einstellung bzw. Richtung des Nutzstrahlenbündels zum Objekt (Lagerung!) und zur Bildauffangebene zu verstehen. Sie ist entscheidend für die Projektion des Objekts oder eines

Bildgüte-Projektion

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Objektteils auf den Film oder den Leuchtschirm. Die Einstellung bzw. die Projektion bestimmt den Maßstab (Vergrößerung—Verkleinerung) und die Verzeichnung der Abbildung. Die richtige Exposition (Belichtung) des Röntgenfilms entscheidet in Verbindung mit bestimmten technischen Hilfsmitteln und der Filmverarbeitung die „Büdgüte". Die wesentlichen Faktoren der Bildgüte sind: 1. Das Ausmaß der Bildunschärfe 2. Der Kontrast des Bildes Die Einführung komplizierterer Bildübertragungssysteme (Bildverstärker, Fernsehen) in die röntgenologische Praxis machte die Einführung neuer Methoden für eine Objektivierung der Qualität eines Übertragungssystems notwendig. Aus der Nachrichtentechnik wurde die sogenannte Informationstheorie übernommen. Die Qualität eines bildübertragenden Systems wird danach charakterisiert durch die Modulationsübertragungsfunktion (MÜF). Der von der M Ü F abhängige Bildkontrast wird weiterhin bestimmt durch die Vielfalt der Einzelheiten des Objekts, durch Größe, Form und Strahlungskontrast der darzustellenden Objektdetails. Die Mannigfaltigkeit der Objektdetails legt die sogenannte Ortsfrequenz fest. Die Übertragung des Strahlungskontrasts in Helligkeitsunterschiede des Bildes ist nicht nur vom Objekt abhängig, sondern auch von den speziellen Eigenschaften des Übertragungssystems. Störfaktoren sind Schwankungen der Bildhelligkeit, die Unterschiede der Objektstruktur vortäuschen bzw. die objektbedingten Helligkeitsunterschiede überlagern können. Die Fluktuation des Photonenstroms u n d die Körnigkeit des das Bild auffangenden oder aufzeichnenden Leuchtschirms und Films werden zusammen mit anderen Störfaktoren unter dem Begriff des „optischen Rauschens" zusammengefaßt. Dieses Rauschen überlagert die den echten Kontrasten entsprechenden „Signale". Die Erkennbarkeit von Details ist damit abhängig von dem Signal-Rausch-Verhältnis des Bildübertragungssystems. Besonders stark wird die Erkennbarkeit von Objektdetails vermindert, wenn die Frequenz des Rauschens im gleichen Bereich liegt wie die durch die Details des Objekts bestimmte Ortsfrequenz (s. o.). a) Projektion — Abbildungsmaßstab (Vergrößerung) — Verzeichnung Die geradlinige Ausbreitung der Röntgenstrahlen ist die Voraussetzung f ü r die Entstehung eines verwertbaren Bildes. Da es sich u m eine in begrenzter Entfernung befindliche, kleine (im Idealfall punktförmige) Strahlenquelle handelt, erfolgt die Abbildung nach den Gesetzen der zentralen Projektion. F ü r die Einstellung der Röntgenröhre bzw. die Projektion haben folgende Bezeichnungen Bedeutung:

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

1. Der Zentralstrahl (auch Haupt- oder Zielstrahl) ist der von der Mitte des Brennflecks durch die Mitte des Strahlenaustrittsfensters verlaufende Strahl. 2. Der Achsenstrahl ist der von der Mitte des Brennflecks durch den Schwerpunkt der Blendenöffnung verlaufende Strahl. 3. Der Senkrechtstrahl (auch Vertikal- oder Orthogonalstrahl) ist der von der Mitte des Brennflecks ausgehende senkrecht (Lot!) auf die Bildauffangebene (Film, Leuchtschirm) treffende Strahl. Der Zentralstrahl wird vielfach als Einstellhilfe benutzt. Die Richtung des Zentralstrahls und seine Neigung zum Objekt und Film entsprechen außer bei asymmetrischer Einblendung der Richtung bzw. Neigung des bildgebenden Nutzstrahlenbündels. Bei symmetrischer Einblendung ist der Zentralstrahl identisch mit dem Achsenstrahl. Der Senkrechtstrahl, der die Lage des Brennflecks über der Bildauffangebene charakterisiert, ist maßgebend für die Projektion. Den Einfluß der Lage des Objekts zu Film und Brennfleck sowie des Röhrenabstandes auf die Abbildung des Objekts zeigt die Abbildung 107. 1. Die Abstände zwischen Fokus, Objekt und Film sowie die Lage des Objekts bestimmen den Abbildungsmaßstab (Abb. 107 a—c). 2. Bei paralleler Lage des Objekts zum Film ist die Abbildung stets größer als das Objekt. Bei Schräglage verringert sich der Abbildungsmaßstab und bei sehr starker Neigung der Achse des Objekts kann eine Verkleinerung der Abbildung resultieren (Abb. 107 d). i\

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Abb. 107. Abbildung bei zentraler Projektion (O Objekt. F Film)

Projektion — Abbildungsmaßstab (Vergrößerung) — Verzeichnung

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Der Abbildungsmaßstab (für ein parallel zum Film liegendes Objekt) ergibt sich aus dem Quotienten Fokus-Film-Abstand/Fokus-Objekt-Abstand: Vergrößerungsfaktor. Der Fokus-Film-Abstand ist dabei der kürzeste Abstand zwischen Fokus und Bildauffangebene (entsprechend der Länge des Senkrechtstrahls, der bei Schrägprojektion außerhalb des Films liegen kann!), der Fokus-Objekt-Abstand der Abstand zwischen dem Fokus und einer das Objekt schneidenden, parallel zum Film liegenden Ebene. Nur wenn das Objekt dem Film (oder Schirm) unmittelbar anliegt, ist die Abbildung fast größenrichtig. Der Vergrößerungsfaktor hat dann annähernd den Wert 1. Das Ausmaß der Vergrößerung als Folge des unvermeidbaren Abstandes Objekt-Film (Dicke des Objekts, Raster, Kassette u. a.) kann durch Vergrößerung des Röhrenabstandes (FokusObjekt-Abstand) verringert werden. Praktisch angewandt wird diese Abstandsvergrößerung z. B. bei der sogenannten Herzfernaufnahme (Röhrenabstand 2 m). Nachteil der Abstandsvergrößerung ist die sich daraus ergebende Notwendigkeit einer Verlängerung der Belichtungszeit, die sich auf die Bildgüte (Bewegungsunschärfe) negativ auswirken kann. Das Ausmaß der Verlängerung der Belichtungszeit ergibt sich aus dem sogenannten Abstandsgesetz, das auch in der Strahlentherapie große Bedeutung hat. Es besagt: Die Intensität der von einer punktförmigen (oder annähernd punktförmigen) Strahlenquelle ausgehenden Strahlung vermindert sich umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung.

Abb. 108. Abstandsgesetz bei zentraler Projektion (s. Text)

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Eigenschaften und Anwendung energiereieher Strahlen

Bei Verdopplung der Entfernung ist also die Intensität auf bei Verdreifachung auf 1 / 9 vermindert. Die Erklärung gibt Abbildung 108. Sie zeigt, daß bei allseitiger geradliniger Ausbreitung der Strahlen in doppelter Entfernung die vierfache Fläche ausgestrahlt wird. Den einzelnen Flächenpunkt kann daher nur noch % der Strahlenmenge treffen. Im allgemeinen wird angestrebt, den Fokus-Film-Abstand etwa 5 mal so groß zu wählen wie die Objektdicke. Die Vergrößerung beträgt dann bis zu 20% = 1 / 5 . Bei der Herzfernaufnahme (das Herz liegt in etwa 10 cm Tiefe) ist die Vergrößerung nur etwa 5% = 1 / 20 . Die Gesetze der zentralen Projektion mit dem bei Änderung der Abstände variierenden Abbildungsmaßstab (Vergrößerung) sind Grundlage spezieller Aufnahmetechniken: z. B. der Kontaktaufnahmetechnik und Vergrößerungstechnik (s. S. 202f.). Bei der Einstellung wird vielfach angestrebt, daß das darzustellende Objekt senkrecht vom Zentralstrahl getroffen wird. Dieser ist dann identisch mit dem für die Projektion maßgebenden Senkrechtstrahl. Wenn der Senkrechtstrahl durch die Mitte des Objekts oder eines wichtigen Objektteils verläuft, spricht man auch von Orthogonalprojektion. Bei der Schrägprojektion läuft der Senkrechtstrahl nicht durch die Objektmitte. In den meisten Fällen einer gewünschten Schrägprojektion trifft der durch das Objekt verlaufende Zentralstrahl schräg auf den Film. Eine derartige Projektion ist erwünscht, wenn ein Objekt von störender Überlagerung frei projiziert werden (z. B. das Sternum von der Überlagerung durch die Wirbelsäule) bzw. optimal dargestellt werden soll (z. B. Abbildung der Unter kante des Felsenbeins bei der Projektion nach STENVERS).

Schrägeinfall hat keinen Einfluß auf die Vergrößerung, wenn das Objekt parallel zum Film liegt (Abb. 109). Nicht orthogonal getroffene

Abb. 109. Schräge und orthogonale Projektion eines parallel zum Film liegenden Objekts: gleicher Abbildungsmaßstab (Vergrößerungsfaktor)

Objekte werden dann in gleichem Ausmaß vergrößert wie bei Darstellung durch den Senkrechtstrahl. Auch die Form bleibt unverändert.

Projektion — Abbildungsmaßstab (Vergrößerung) — Verzeichnung

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Dagegen werden Objekte, die in Richtung des Senkrechtstrahls eine Ausdehnung haben, also alle Objekte mit dreidimensionaler Ausdehnung, infolge unterschiedlicher Vergrößerung ihrer in verschiedenen Abständen von Brennfleck und Film gelegenen Teile in veränderter Form abgebildet. In jedem Fall führt hier auch eine Veränderung der Richtung des abbildenden Strahls zu einer Formveränderung. Man spricht hier von „Verzeichnung". Auch die unterschiedliche Vergrößerung von Strukturen eines räumlich ausgedehnten Objekts heißt Verzeichnung (unterschiedliche Vergrößerung bei Abbildung einer Flasche: Die Abbildung von Flaschenhals und Flaschenboden entspricht nicht den wahren Größenrelationen). Das entspricht der sogenannten umgekehrten Perspektive. Darunter ist zu verstehen, daß auf dem Röntgenfilm und dem Röntgenschirm ferner liegende Objektteile stärker vergrößert abgebildet werden als die näher an der Bildauffangebene liegenden. Unverzeichnet wird nur ein Objekt abgebildet, dessen Ausdehnung in der zum Senkrechtstrahl parallelen Richtung zu vernachlässigen ist.

Die Gesetze der zentralen Projektion erklären auch die sogenannte Parallaxe (Abb. 110). Man versteht darunter die gegenseitige Verschiebung von Einzelheiten des Bildes, wenn sich die Röhre parallel zur Bildebene bei stehendem Objekt bewegt, oder aber, wenn das Objekt gedreht wird, während die Röhre unbewegt bleibt. Wichtig ist hierbei, daß die fokusnahen Anteile sich im Bild stärker verschieben. Je nach dem Ausmaß der Verschiebung können also Rückschlüsse auf die Tiefenlage eines Objektteiles gezogen werden. Praktisch wichtig ist diese Tatsache bei der „rotierenden Durchleuchtung", d. h. also bei Durchleuchtung eines sich drehenden Patienten: Einzelheiten, die sich bei Drehung stärker verschieben, liegen schirmferner.

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

b) Bildunschärfe Die Unscharfe vermindert die erkennbaren Einzelheiten eines Röntgenbildes. Kleine Details können ganz verschwinden. Ein Maß der Unscharfe ist die Abbildung der Spongiosabälkchen der Knochen (0,2 mm Dicke). Teilursachen der Gesamtunschärfe sind: 1. geometrische Unscharfe 2. Bewegungsunschärfe 3. innere (photographische) Unscharfe (Film-Folienunschärfe) 4. Streustrahienunschäife Die geometrische Unscharfe ist Folge der räumlichen Ausdehnung des Brennflecks. Die Bildkonturen (Grenzen unterschiedlicher Schwärzungen bzw. Strahlenintensitäten) erscheinen nicht scharf, sondern haben eine gewisse räumliche Ausdehnung. Sie ist Folge der sogenannten Halbschattenbildung (Abb. 111).

Abb. 111. Halbschattenbildung (s. Text) in Abhängigkeit von der Fokusgröße und dem Fokus-Filmabstand

Neben der Größe des Brennflecks beeinflussen die Entfernungen zwischen Fokus, Objekt und Film das Ausmaß der geometrischen Unscharfe. Das Bild wird um so schärfer: 1. je kleiner der Durchmesser der Lichtquelle, also des Fokus ist, 2. je näher das Objekt an der Bildebene liegt, 3. je ferner die Strahlenquelle (Fokus) ist. Geometrische Unscharfe

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FokusX Objektfilmabstand durchmesser Fokusobjektabstand

Bildunschärfe

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Die Veränderung von Vergrößerung und Unscharfe läßt sich für bestimmte Brennfleckgrößen in sogenannten Nomogrammen darstellen, aus denen die variablen Werte ablesbar sind. Die geometrische Unscharfe ist demnach zu vermindern: II 1. durch Wahl geeigneter Abstände, | | 2. Verkleinerung des Brennflecks. Diese hat ihre Grenzen in der thermischen Belastbarkeit (s. S. 49f). Die Bewegungsunschärfe ist die Folge von Bewegungen des Objekts (Gesamtobjekt oder einzelne Organe wie Herz oder Magen), der Strahlenquelle (Röhre) oder des Films. Die Bewegungen des Patienten können willkürlich (Extremitäten, Atmung) oder unwillkürlich (Herz, MagenDarm) sein. Die Bewegungsunschärfe ist zu verringern: 1. durch Ausschalten willkürlicher Bewegungen. Gute Lagerung, Belehrung des Patienten, Anhaltenlassen der Atmung, meist der natürlichen Pause entsprechend im Exspirium (Ausatemstellung), bei Lungenaufnahmen im Inspirium (Einatemstellung), bei sogenannten Herzfernaufnahmen (2 m Abstand) in Mittelstellung. Im allgemeinen ist es zweckmäßig, das Atmen bzw. das Anhalten der Atmung vor der Aufnahme zu üben. Bei der Anweisung: einatmen — ausatmen — nicht atmen ist besonders darauf zu achten, daß nach der Ausatmung bis zum Abschalten keine längere Pause gemacht wird, und daß dann die Anweisung „weiter atmen" nicht vergessen wird, 2. durch Verkürzung der Belichtungszeit. Sie ist die einzige Möglichkeit, die Abbildung der unwillkürlichen Bewegungen zu verringern. Die Herzpulsation kann beispielsweise in 1 / 10 sec noch bis zu 1 mm betragen; 3. durch Fixierung der Röhre bzw. bei Zielaufnahmen des Zielgeräts, 4. durch Fixierung des Films bzw. der Kassette. Die innere Unscharfe ist Folge der speziellen Eigenschaften der bildwandelnden Schichten, d. h. vor allem des Films (Körnigkeit) und der Verstärkerfolien (Dicke der spezifischen Leuchtschicht und Körnigkeit) bzw. des Leuchtschirms. Dazu kommen die Eigenschaften des für die Filmverarbeitung verwandten Materials, besonders des Entwicklers. Die Verringerung der photographischen Unschärfe kann durch feinkörnige Filme, Verwendung folienloser Filme oder von Feinstrukturfolien und eines Feinkornentwicklers erreicht werden. Streustrahlen entstehen überall dort, wo Röntgenstrahlen Materie durchdringen (s. S. 101). Die Streustrahlung der filmnahen Objektteile verursacht nach S P I E G L E » eine zusätzliche Unschärfe, während die filmfern entstehende Streustrahlung zu einer Verschleierung und damit zu S c h i u n g b a u m , Med. Strahlenkunde, 5. Aufl.

12

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

einer Kontrastverminderung führt. Die Maßnahmen zur Verminderung der Streustrahlung sollen, da die Kontrastverschlechterung durch die Streustrahlung größere Bedeutung hat, dort besprochen werden (s. S. 180 ff). Die Teilunschärfen sollen möglichst gleich groß sein. Die einzelnen Faktoren sind gegenseitig voneinander abhängig; so muß beispielsweise die Folienunschärfe einer hochverstärkenden Folie in Kauf genommen werden, wenn die Belichtungszeit bei Vergrößerung des Abstandes (Verringerung der geometrischen Unschärfe) herabgesetzt werden soll (Verringerung der Bewegungsunschärfe). Wenn eine der Teilunschärfen wesentlich größer ist als die anderen, ist die Gesamtunschärfe etwa gleich der größten Teilunschärfe. Die Gesamtunschärfe bei etwa gleichen Teilunschärfen ist etwa 50% größer als die mittlere Teilunschärfe (also nicht gleich der Summe der Teilunschärfen!). In der Praxis ist es zweckmäßig, die Werte der Teilunschärfen anzugleichen, d. h. die sich am stärksten auswirkende Teilunschärfe zu verringern. So erfordert z. B. die Herabsetzung der durch die Gefäßbewegung bedingten Bewegungsunschärfe im Thoraxbereich eine möglichst kurze Belichtungszeit. Es ist dann nicht sinnvoll, einen weniger belastbaren Feinfokus zu benutzen, wodurch eine Verlängerung der Belichtungszeit erforderlich wird. Auch bei Gallenaufnahmen kommt der Bewegungsunschärfe größte Bedeutung zu. Auch hier ist eine möglichst kurze Belichtungszeit anzustreben (Normalfokus, Universalfolie). Die die Belichtung verlängernde Feinstrukturfolie hat ihr Anwendungsgebiet bei ruhig zu lagernden Objekten ohne Eigenbewegung (Knochen, vor allem auch Spezialaufnahmen zur Darstellung von Einzelheiten am Schädel).

Kontrast

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c) Kontrast Unter dem Kontrast versteht man die Abstufung der Schwärzung (s. S. 133ff.), bzw. der Helligkeit. Diese Abstufung beruht auf der unterschiedlichen Schwächung und der Abbildung des so entstehenden Strahlungsreliefs. Nur durch den Kontrast werden die Einzelheiten des Bildes abgrenzbar. Das Bild setzt sich zusammen aus den sogenannten Bilddetails. Jedes Bilddetail besteht aus 2 Bildelementen, die geschlossenen Bezirken gleicher Schwärzung entsprechen. An der Grenze der Bildelemente setzen sich die unterschiedlichen Schwärzungen gegeneinander ab: es entsteht hier ein Kontrast. Der entstehende „objektive Kontrast" ist gleich der Schwärzungsdifferenz — Sx - S2 Der Kontrast ist abhängig von: 1. den Expositionsdaten (mAs, Strahlenqualität, Streuung), 2. dem durchstrahlten Objekt (Absorption, Streuung), 3. dem Aufnahmematerial (Emulsion, Alter, Lagerung des Films) und der Art des Films (folienloser Film oder Verwendung von Verstärkerfolien), 4. der Filmverarbeitung (Art, Temperatur, Alter des Entwicklers, Entwicklungszeit, Fixierung, Trocknung, Abschwächung, Verstärkung). Zu 1: Die Bedeutung einer optimalen, d. h. „ richtigen" Belichtung wurde bereits besprochen. Sie muß so gewählt werden, daß die Schwärzungen im geraden Anteil der Kontrastkurve (Gradationskurve) liegen. Große Bedeutung hat weiter die Zusammensetzung bzw. die Qualität oder Härte der Strahlung. Härtere Strahlung bedingt eine Abflachung des Strahlenreliefs (s. S. 104f.) und damit auch eine Verringerung des Kontrasts. Eine kontrastreiche (photographisch harte) Aufnahme wird also mit möglichst weicher Strahlung erzielt. Die Wahl einer niedrigen Aufnahmespannung verringert außerdem das Maß der entstehenden Streustrahlung. Die Streustrahlung kann den Kontrast erheblich verschlechtern. Beispiel: Die Strahlenintensität hinter zwei benachbarten Elementen verhält sich bei direkter Strahlung wie 100:50, d.h. wie 2:1. Legt sich über dieses Strahlungsrelief ein „Streustrahlenschleier" mit dem Wert 20, beträgt die Relation nur noch 120:70, d. h. 1,71:1. Daraus ergibt sich, daß es im allgemeinen zweckmäßig ist, die Aufnahmespannung möglichst niedrig zu halten (Ausnahme: Hartstrahltechnik, s. S. 193ff.).

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Zu 2: Die Zusammensetzung des Objekts h a t entscheidenden Einfluß auf das Ausmaß der Schwächung und damit die Ausbildung des Strahlungsreliefs, dessen Ausprägung dann im Bild wiedergegeben wird. Ein guter Kontrast wird vor allem dann entstehen, wenn im Objekt Stoffe stark differierender Ordnungszahlen oder unterschiedlicher Dichte vorhanden sind. Auf dieser Grundlage beruht auch die gesamte Kontrastmitteltechnik (s. S. 231 ff). Die Entstehung der Streustrahlen ist wesentlich von der Masse des durchstrahlten Volumens abhängig. Entscheidende praktische Bedeutung für die Verbesserung des Kontrasts und damit die Bildgüte h a t die Verminderung der im Objekt entstehenden den Kontrast nivellierenden Streustrahlung. Sie wird erreicht A. durch niedrige Aufnahmespannungen (s. o.), B. durch Verkleinerung des durchstrahlten Volumens, C. durch Absorption der im Objekt entstandenen Streustrahlung durch zusätzliche Geräte (Streustrahlenraster). Zu B: Die Verkleinerung des Volumens verringert die Entstehung von Streustrahlen. Sie kann erreicht werden a) durch Kompression. Die Kompression spielt nur eine Rolle im Bereich des Abdomens. Meist handelt es sich bei den Kompressorien um breite Gurte, die möglicherweise am Tischrand fixiert werden können. E s gibt auch sogenannte pneumatische Kompressorien, bei denen an einem Gurt eine aufblasbare Gummiblase angebracht ist, b) durch Abdecken der Oberfläche des Objekts mit Bleiplatten. Praktisch sind hier verknöpfbare Winkelstücke aus Bleigummi, c) Einengung des Strahlenbündels durch Bildfeldblenden zwischen Fokus und Objekt: sogenannte Hinter- oder auch Randblenden. Praktisch ist die Verwendung von Tuben, d. h. Hohlkörpern aus schwächendem Material (Metall, Bleiglas). Sie können in verschiedenen Längen und mit verschiedenen Öffnungen hergestellt werden. Üblich ist z . B . für Schädelspezialaufnahmen ein Aufnahmetubus von 50 bis 60 cm Länge und einer Öffnung von 8 bis 10 cm. Die Tuben können innen am Ansatzstück noch eine Lochblende aus Blei tragen. Sie ist besonders wichtig in den nur aus Kunststoff bestehenden, nicht absorbierenden Zahntuben. Eine weitere Einblendemöglichkeit ergeben die sogenannten Schlitzblenden, bei denen senkrecht zueinander stehende Bleiplattenpaare, die u m den Zentralstrahl als Mittelpunkt angeordnet sind, zusammengeschoben und geöffnet werden können, je nachdem, welche Feldgröße benötigt wird.

Kontrast

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Abb. 112. Müller-Röhrengehäuse mit Tiefenblende und Lichtvisier (Kippschalter für die elektromagnetische Bremsung der vertikalen und horizontalen Röhrenbewegung)

Besser ist die sogenannte Doppel- oder Tiefenblende (Abb. 112). Sie besteht aus fokusnahen Bleiplatten, die das Strahlenbündel einengen und die extrafokale Strahlung (s. S. 55) vermindern. In einer Entfernung von etwa 20 cm sind dann nochmals Bleiplatten angebracht, die, da sie objektnäher liegen, eine schärfere Feldbegrenzung erzielen. Sie bewegen sich gleichzeitig mit den fokusnahen Platten. Die Einstellung erfolgt mit Einstellknöpfen, Bowdenzügen oder auch elektromotorisch. Auf den Tiefenblenden befinden sich Kurven, die eine Ablesung der Feldgröße bei verschiedenen Blendenstellungen und Abständen ermöglichen. Die Tiefenblenden sind im allgemeinen fest an den Röhrengehäusen montiert. Sie besitzen meist noch eine Lichtvisier-Einrichtung, die die Grenzen des ausgestrahlten Feldes markiert. Der Schalter für die Lichteinrichtung, die u. U. selbständig nach einigen Sekunden wieder abgeschaltet wird, befindet sich auf dem Gehäuse der Tiefenblende. Die Einblendung des Strahlenbündels mit Hilfe der fokusnahen Blenden dient nicht nur der Verbesserung der Bildgüte, sondern auch der Verminderung: der Strahlenbelastung des Patienten. Besonders wichtig ist diese Einblendung bei Kindern, speziell bei Lungenaufnahmen. Allzuhäufig wird, wenn keine ausreichende Einblendung vorgenommen wird, der ganze Rumpf bestrahlt. Bei Fehlen einer Tiefenblende muß unbedingt eine Abschirmung durch Blei erfolgen (Umhängen einer Bleischürze!). Das gleiche gilt bei Thoraxaufnahmen bei Schwangeren.

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Zu C: Größte Bedeutung für die Streustrahlenverminderung hat das fokusferne, zwischen Objekt und Film angebrachte Streustrahlenraster (früher als Vorderblende oder Streustrahlenblende bezeichnet). Es hat die Aufgabe, die im Objekt entstandene, nicht zu vermeidende Streustrahlung, die — in Abhängigkeit von den Objekteigenschaften (Dichte, Dicke, Ordnungszahl) bis zu 80% der gesamten durchdringenden Strahlung ausmachen kann, zu vermindern (Wirkungsweise s. Abb. 113) und dadurch den Kontrast zu erhöhen. Auch die Primärstrahlung wird durch das Raster geschwächt. Das Ausmaß dieser unerwünschten Schwächung soll natürlich so gering wie möglich sein. Die Vorläufer der jetzt üblichen Streustrahlenraster waren die Wabenblende nach BUCKY, die Rollblende nach POTTEB-BTTCKY, die Sternblende und die Spiralblende. Sie sind heute ersetzt durch Raster, bei denen Absorberlamellen (meist Blei, zum Teil auch Wolfram) in einer Ebene angeordnet sind (früher deswegen auch als Flachblende bezeichnet). Eine Vergrößerung des Abstandes Objekt-Film, die ihrerseits die Bildgüte verschlechtert (s. S. 176), kann dadurch möglichst gering gehalten werden (im Gegensatz zur Rollblende, bei der die Lamellen auf einem Zylindermantel angeordnet waren). Die Absorberlamellen sind in einen strahlendurchlässigen Stoff eingebettet (Preßspan, Kunststoff, Aluminium) und in eine Aluminiumhülle eingeschlossen. Aluminium als Schachtmedium hat eine geringere Primärstrahlendurchlässigkeit als Kunststoff, was sich auf die Wirksamkeit des Rasters (Selektivität s. u.) auswirken muß. Meist verlaufen die Längskanten der Lamellen in e i n e r Richtung. Sie heißen dann Linienraster. Bei kreuzförmiger Anordnung der Lamellen spricht man von Kreuz rastern (meist werden zwei kreuzförmig übereinandergelegte Linienraster als „Kreuzraster" verwandt). Die Absorberlamellen liegen entweder parallel zueinander (Schnittpunkt oo) oder sie sind auf eine Schnittgerade über der Rastermitte gerichtet (Abb. 113), „fokussiert". Die Fokussierung liegt zwischen 70 und Wirkungsweise eines Streustrahlenrasters

Kontrast — Streustrahlenraster

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150 cm (mehr bei Spezialanfertigung). Die optimale Wirksamkeit eines Rasters wird dann erreicht, wenn der Röhrenfokus bei der Aufnahme in der Schnittgeraden liegt. Abweichungen des Röhrenabstandes nennt man Defokussierung (s.Abb. 113). Die bei jedem Rastertyp angegebenen Anwendungsgrenzen für die Defokussierung sind meist so bemessen, daß bei den größten und kleinsten Abständen der Verlust an Primärstrahlendurchlässigkeit am Bildrand 40 (in USA 50%) beträgt. Sie können tabellarisch für verschiedene Filmbreiten zusammengestellt werden. Bei Überschreiten der Grenzen kommt es abgesehen von einer unvertretbaren Verminderung der Rasterwirksamkeit zu einer Abbildung der Lamellen. Das gleiche gilt für eine Dezentrierung, d. h. eine seitliche Verschiebung des Röhrenfokus über dem Raster. Unbedingt zu vermeiden ist auch eine Neigung des Zentralstrahls senkrecht zur Richtung der Lamellen, da dann ebenfalls störende Schatten abgebildet werden. Ein Maß für die Wirksamkeit eines Streustrahlenrasters ist die Selektivität (£). Die Selektivität ist das Verhältnis von Primärstrahlendurchlässigkeit TP zur Streustrahlendurchlässigkeit Ts: Ta Die Durchlässigkeit ist jeweils das Verhältnis der Meßwerte des Leuchtstoff-Strahlungsmeßgeräts mit Raster (/') und ohne Raster (/), also T P = ^ und T.= -i /P L. Die Selektivität ist abhängig von den Eigenschaften des Rasters und von den Aufnahmebedingungen (Objekt, Spannung). Mit zunehmender Spannung verringert sich die Selektivität. Diese soll bei jedem Raster für die Spannung 100 kV angegeben werden (u. U. auch für andere Spannungen). Die Eigenschaften eines Rasters sind charakterisiert durch: 1. Die Dicke der Lamellen, 2. die Zahl der Lamellen (pro cm), 3. das Schachtverhältnis (Quotient aus Lamellenhöhe und Lamellenabstand), 4. die Güte der technischen Fertigung. Zu 1: Je dünner die Lamellen sind, desto geringer ist die störende Abbildung (bei stehendem Raster und bei kurzen Belichtungszeiten bei bewegtem Raster), und desto größer ist die Primärstrahlendurchlässigkeit, wodurch grundsätzlich die Selektivität verbessert wird. Andererseits wäre es unzweckmäßig, die Lamellen dünner als 0,05 mm Blei zu machen, weil dann bei höheren Spannungen die Streustrahlenabsorption unzureichend würde. Extrem dünne Lamellen konnten lange Zeit aus technischen Gründen nicht in ausreichender technischer Vollkommen-

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

heit (gleichmäßige Richtung, Fokussierang, gleichmäßige Dicke) hergestellt werden. Jetzt können Lamellen einer Dicke von 0,07 mm in die Raster eingelagert werden (z. B. bei Viellinienrastern mit 40 Linien/cm und mehr; s. unten). Zu 2: Früher vielfach, jetzt kaum noch gebrauchte sogen. Grobraster, hatten nur 10 Linien/cm. Heute übliche Raster haben meist 20 bis 30 (z.B. Siemensraster: 21 beim Feinraster F, 28 beim Feinstraster FF, 24 beim Hartstrahl-Feinstraster FFH) Linien/cm. Viellinienraster, die ohne störende Rasterabbildung auch ohne Rasterbewegung (s. unten) verwandt werden können, haben mindestens 40 Linien. Raster, bei denen statt Blei Wolfram als Absorber dient, haben 50 Linien: Sogen. Wolframvielünienraster. Mit zunehmender Lamellenzahl bei gleichbleibender Dicke verringert sich natürlich auch die Primärstrahlendurchlässigkeit. Zu 3: Das Schachtverhältnis verschiedener Rastertypen liegt zwischen 5:1 xind 15:1 (jetzt stattdessen meist 12,8:1). Bei Viellinienrastern kann das Schachtverhältnis 8:1 und 12:1 betragen, Wolfram-Viellinienraster haben ein Schachtverhältnis von 5:1. Grundsätzlich verbessert ein größeres Schachtverhältnis die Selektivität. Eine weitere Erhöhung der Schächte ist aber nicht zweckmäßig, da dann die durchgelassene Streustrahlung und die im Absorber entstehende Streustrahlung in der gleichen Größenordnung liegen. Zu 4: Jede technische Unvollkommenheit (ungleichmäßige Dicke und Lage der Absorberlamellen, insbes. auch Abweichungen von der Fokussierung) verschlechtert die Wirksamkeit eines Rasters. Auf dem 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Raster sollten angegeben sein: Röhrenseite Fokussierungsabstand Lage der senkrecht zur Rasterebene stehenden Lamelle Selektivität (meist bei der Röhrenspannung 100 kV) Linienzahl (N) Schachtverhältnis (r) Chemisches Symbol für die Absorberlamellen

Die Abbildung der Rasterlinien wird vermieden durch Bewegung der Streustrahlenraster während der Aufnahme: sogenannte Laufraster (früher: bewegte Streustrahlenblende). Alte „Blenden" haben einen Federaufzug mit Ölbremse. Die Feder muß bei jeder Aufnahme aufgezogen und ihre Abiaufzeit, die natürlich länger sein muß als die Belichtungszeit, eingestellt werden. Bei gleichförmigem Rasterablauf und pulsierendem Röhrenstrom kann es zum Auftreten des stroboskopischen Effekts kommen. Dabei bildet sich das Raster ab, wenn seine Geschwindigkeit so groß ist, daß bei einer Strompulsation gerade eine Verschiebung um eine Rasterbreite erfolgt. Der stroboskopische Effekt läßt sich zur

Kontrast — Streustrahlenraster

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Messung der Umdrehungszahl von Plattenspieler benutzen. B e i Auftreten des stroboskopischen Effekts muß die Abiaufzeit des Rasters etwas verstellt werden. Bei manchen Blenden erfolgt der Aufzug automatisch bei Einschieben der Kassette bzw. des Kassettenblechs. Moderne Kaster werden elektromotorisch bewegt (Motorraster, Katapultraster). Wichtig ist, daß der Bewegungsablauf ungleichförmig ist (Initialantrieb). Dadurch kann es nie zum Auftreten des stroboEinschaltpunkt der Aufnahme £O) skopischen Effekts kommen. Die ^ Ablaufgeschwindigkeit ist zuerst c j schnell, damit auch bei Kurzzeitaufnahmen eine Verwischung « O) erreicht wird. Sie läuft dann langsam aus, (bei sehr langen Zeiten o eventuell Wiederholung des BeI T 0,5 2.0 wegungsablaufs), so daß der Zeit Raster auch bei Langzeitaufnahmen noch nicht zum Stillstand Abb. 114. Initialantrieb eines Laufrasters gekommen ist (Abb. 114). Der Bewegungsablauf wird durch eine Kurventrommel, in der eine Nute läuft, die das Raster führt, gesteuert. Die bewegten Streustrahlenraster sind entfern- bzw. auswechselbar in die Untersuchungstische (früher: „Btjckytische", jetzt: Rasteraufnahmetische), die Hilfsgeräte mit vertikaler Kassettenhalterung (s.Abb. 74, S. 97) (Rasterwand- oder -bodengerät, früher Bttcky-Wandstativ), die besonders bei Schädelaufnahmen und Hartstrahlaufnahmen der Thoraxorgane gebraucht werden und die Durchleuchtungs- bzw. Zielgeräte eingeschoben. Sie liegen zwischen Tischplatte bzw. Deckplatte oder der dem Leuchtschirm abgewandten Seite des Zielgeräts und der Kassette. Am Rasteraufnahmetisch sind Raster in einen verschieblichen Wagen, die sogenannte „Laufrasterlade", eingearbeitet. In ihr liegt auch die Kassette mit Fixierungsvorrichtung für verschiedene Formate. Ein Kabel stellt die Verbindung zum Schalttisch her. Bei modernen Rastern werden etwa 9 0 % der Streustrahlung und mehr absorbiert. Höchste Wirksamkeit haben die Kreuzraster. Bei hochwirksamen Rastern ist auch die Absorption der primären Nutzstrahlung nicht unerheblich. Sie beträgt 2 5 % und mehr. Aus der Strahlenabsorption im Raster, dem „Rasterverlust", ergibt sich die Notwendigkeit, die Exposition bzw. die Spannung zu erhöhen. Ein zahlenmäßig anzugebender, gleichbleibender Faktor für bestimmte Raster läßt sich nicht angeben, da eine erhebliche Abhängigkeit vom Objekt (unterschiedlicher Streustrahlenanteil) und den Expositionsbedingungen besteht. Der Verlängerungsfaktor (mAs) liegt beim Übergang von Aufnahmen ohne zu Aufnahmen mit Raster zwischen 2 (wenig Streustrahlung, mittleres Schachtverhältnis bzw. mittlere Selektivität) und 8 (hoher

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Streustrahlenanteil, hohes Schachtverhältnis (FFH) und entsprechende Selektivität). Beim Übergang von einem F F - zu einem FFH-Raster liegt die notwendige Belichtungsverlängerung (mAs) etwa zwischen 25 und 60%. Soll die Verlängerung der Belichtungszeit vermieden werden, ist auch ein Ausgleich durch Spannungserhöhung möglich (FF zu F F H etwa 10% in mittleren Spannungsbereichen). Auch ein kombinierter Ausgleich (mAs und kV) ist natürlich möglich. In Rasteraufnahmetischen werden vielfach Raster mit mittlerem Schachtverhältnis verwandt. Sie haben den Vorteil breiterer Anwendungsbereiche (s. o. unter Fokussierung). Sie können für spezielle Zwecke gegen Hartstrahlraster (FFH) mit höherem Schachtverhältnis ausgetauscht werden. Der Spielraum einer zulässigen Abweichung vom Fokussierungsabstand (insbes. bei Verkürzung) ist hier wesentlich geringer. In der Hartstrahltechnik sollen im allgemeinen Hartstrahlraster verwandt werden. Entbehrlich sind sie bei Lungenaufnahmen und bei eingeblendeten Aufnahmen (z. B . Bulbus-Schüsse), weil hier der entstehende Streustrahlenanteil relativ gering ist (Luftgehalt des Thorax, kleines durchstrahltes Volumen). Ein etwas höherer Streustrahlenanteil bei Hartstrahlaufnahmen der Lunge kann sich in diesem Spezialfall sogar günstig auswirken. Einzelheiten, die unter der Empfindlichkeitsschwelle des Films hegen, können ev. durch den Streuzusatz noch sichtbar werden. Viellinienraster, auch die Wolfram-Viellinienraster mit relativ kleinem Schachtverhältnis (diese auch als gekreuzte Raster) können mit gutem Effekt bei Aufnahmen im Bett, im Operationssaal usw., also ohne Bewegung, verwandt werden. Die Selektivität gekreuzter WolframRaster hegt bei 75 kV Spannung etwa zwischen der Selektivität eines F F - und eines FFH-Rasters. Gekreuzte Raster werden auch bei simultaner Schaltung von Serienaufnahmen in 2 Ebenen verwandt. Aufnahmen dünner Objekte (Hand usw.) werden ohne Raster gemacht (geringe Streustrahlung). Bei Verwendung folienloser Filme soll das Unterlegen der Filmpakkung mit Bleigummi die vom Tisch bzw. der Unterlage ausgehende Rückstreuung unwirksam machen. Zu 3: Einfluß des Aufnahmematerials auf den Kontrast: Auf die „Gradation" verschiedener Emulsionen (s. S. 135) wurde schon hingewiesen. Es sei nochmals wiederholt, daß Röntgenfilme im Vergleich zu den in der Photographie verwandten Filmen eine relativ steile Gradation haben und damit einen guten Kontrast hefern. Alter und unzweckmäßige Lagerung des photographischen Materials führen zur Schleierbildung und damit zur Verschlechterung des Kontrasts. Folienlose Filme haben einen geringeren Kontrast, da die Abbildung teilweise nicht im gradlinigen Teil der Schwärzungskurve liegt. Die Verwendung von Verstärkerfolien steigert dagegen den Kontrast.

Röntgenphotographie — Kontrast

187

Zu 4: Einfluß der Film Verarbeitung auf den Kontrast: Entscheidenden Einfluß haben die Qualität und die Temperatur des Entwicklers sowie die Entwicklungszeit. In den Entwicklungsmaschinen konnte allerdings bei Verwendung speziell für die Maschinen hergestellter Bäder ohne wesentliche Einbuße der Qualität die Temperatur heraufgesetzt und die Verarbeitungszeit abgekürzt werden (s. S. 160). Bei Maschinenentwicklung entfällt ein Ausgleich von Expositionsfehlern, wie er bei Handentwicklung möglich ist. Über chemische Verstärkung, die manchmal zu einer Kontrastverbesserung führen kann, s. S. 154. Zusammenfassend ist zu sagen: Guter Kontrast wird erzielt durch: 1. richtige Belichtung bei niedriger Spannung, 2. alle Maßnahmen zur Verminderung von Streustrahlen, 3. Verwendung von Filmen mit steiler Gradation, 4. Verwendung von Verstärkerfolien, 5. richtige Filmverarbeitung. Der objektive Kontrast, d. h. also die physikalisch meßbare Schwärzungfdifferenz, ist nicht allein entscheidend für die Verwertbarkeit und Detailerkennbarkeit eines Röntgenbildes. Ausschlaggebend ist hier der von zahlreichen Faktoren abhängige „subjektive Kontrast". Der subjektive Kontrast ist das Verhältnis der Helligkeit zweier benachbarter geschwärzter Bildstellen im durchscheinenden Licht.

Der subjektive Kontrast ist abhängig von: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

dem objektiven Kontrast, Größe, Form und Lage der Bildelemente, Schärfe und Grenzkontrast, der absoluten Helligkeit des durchscheinenden Lichts, dem Untergrund und der Farbe des durchscheinenden Lichts, der Umgebungshelligkeit, physiologischen Faktoren.

Ohne objektiven Kontrast gibt es also naturgemäß auch keinen subjektiven Kontrast. Einige weitere Punkte seien herausgegriffen. Besonders wichtig ist die Tatsache, daß Schärfe und Kontrast sich gegenseitig ergänzen bzw. ersetzen können: eine kontrastreiche Aufnahme wird auch als scharf empfunden; umgekehrt erweckt eine scharfe Abgrenzung von Bildelementen auch eine erhöhte Kontrastempfindung. Durch den so-

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

genannten Grenzkontrast (MACHsche Täuschung, MACH-Effekt) werden an Stellen großer Schwärzungssprünge zusätzliche Kontraste (helle und dunkle Linien an den Grenzflächen) vorgetäuscht. Außerordentliche Bedeutung h a t die absolute Helligkeit des Betrachtungslichts. Bei unzureichender Helligkeit werden Kontraste in den starken Schwärzungen nur unzureichend wahrgenommen. Ein Teil des Bildumfanges geht dabei verloren. Unter dem Bildumfang versteht man die maximale Schwärzungsdifferenz. Der objektgerechte Bildumfang ist gegeben durch den geradlinigen Teil der Gradationskurve. Der nutzbare Bildumfang ist der vom Auge verwertbare Bildumfang, der meist nur den Durchhang und einen (je nach Helligkeit des durchscheinenden Lichts) mehr oder weniger großen Abschnitts des geradlinigen Kurventeils umfaßt, der verlorene Bildumfang ist die Differenz zwischen der maximalen Schwärzungsdifferenz und dem nutzbaren Bildumfang. E r setzt sich aus dem oberen Anteil des geradlinigen Abschnitts und der Schulter zusammen und ist umso kleiner, je heller das durchscheinende Licht (des Schaukastens) ist. Zur Beurteilung von Details in stark geschwärzten Abschnitten empfiehlt sich die Betrachtung unter dem hellen Licht einer mit einer Irisblende versehenen Betrachtungslampe. Unter dem Objektumfang versteht m a n den dem Bildumfang entsprechenden Abschnitt auf der Abszisse (s. Abb. 97, S. 135). Wichtig ist auch die Helligkeit der Umgebung. Bei großer Schaukastenhelligkeit werden Kontraste eines nicht eingeblendeten Röntgenbildes infolge der Blendung wesentlich schlechter wahrgenommen. Das gleiche gilt für die Helligkeit des Betrachtungsraumes. Entscheidend sind weiterhin physiologische Faktoren. Erwähnt seien Fehl- und Alterssichtigkeit des Betrachters (die natürlich korrigiert werden müssen), sowie das WEBER-FECHNERSche Gesetz, nach dem Helligkeitsunterschiede als gleich empfunden werden, die gleiche Quotienten haben, nicht aber gleiche Differenzen, also z. B. Helligkeiten, die sich wie 2 : 4 : 8:16 verhalten (nicht wie 2 : 4 : 6 : 8 ) . Aus dem Gesagten ergibt sich, daß die Bildgüte nicht allein auf Grund physikalischer Untersuchungen eines Röntgenbildes (Sensitometrie) zu beurteilen ist. Zweifellos sind aber die meßbaren Faktoren der Bildgüte unentbehrlich für ein gutes Röntgenbild. Schließlich sei noch kurz auf die Frage des optimalen Kontrastes eingegangen, der sicher nicht identisch ist mit dem größten Kontrast. Größte Helligkeitsunterschiede können vom Auge nicht gleichzeitig betrachtet werden. Es ist dann nur eine Betrachtung mit Ausblendung der Einzelheiten möglich. Details, die sich in ihrer Helligkeit stärker unterscheiden als 1:50, können nicht gleichzeitig gesehen werden; das entspricht einem Kontrast von etwa 1,5. Erstrebenswert ist also nicht ein Bild mit maximalem Kontrast, sondern ein harmonisches Bild, in dem

Kontrast — Kontrastverbesserung

189

große Kontraste gedämpft, kleine aber verstärkt werden. Insbesondere ist es bei Objekten mit großen Absorptionsdifferenzen zweckmäßig, unter Abflachung der Gradationskurve den gesamten Bildumfang (s. o.) zu verkleinern. Bei vergrößertem Objektumfang wird so der verlorene Bildumfang verringert, der Anteil des nutzbaren Bildumfangs aber relativ vergrößert. Moderne Methoden zur Kontrastverbesserung Es stehen zwei Verfahren zur Verfügung, die durch Harmonisierung des Bildes mit Abschwächung der Grob- (z. B. Lunge — Mediastinum) und Anhebung der Feinkontraste (z. B. Driisenkörper der Mamma, beginnende Staublungenveränderungen) das Röntgenbild, d. h. seinen Informationswert, verbessern. 1. Elektronische Kopiergeräte, als deren Vertreter vor allem das ursprünglich für die Auswertung von Luftaufnahmen angewandte „Logetron" zur Verfügung steht (Abb. 115a). Es werden zunächst Positive gewonnen, die dann wieder in Negative umgewandelt werden können. Das Schaltschema eines derartigen Gerätes zeigt Abbildung 115b. Das Original wird durch den wandernden Lichtpunkt einer Kathodenstrahlröhre abgetastet. Die Ausleuchtung wird mit Hilfe von Ablenkgeneratoren gesteuert. Die in ihrer Größe einstellbare Fläche wird hierbei streifenförmig abgeleuchtet. Durch ein Linsensystem trifft der Lichtstrahl das unmittelbar hinter dem Negativ liegende Kopiermaterial. Über die Photozelle 1 wird die Helligkeit des Lichtflecks über ein Gegensteuerungssystem geregelt. Die Intensität nimmt sofort zu, wenn die Helligkeit infolge der starken Schwärzung des Negativs gering ist, andererseits nimmt sie ab, wenn helle Stellen abgetastet werden. Wichtig ist die Größe des abtastenden Lichtstrahls. Er muß etwa einen Durchmesser zwischen 5 und 10 mm haben. Ist er zu klein, werden auch die notwendigen feinen Kontraste nivelliert, mit zunehmender Größe verliert sich andererseits auch der nivellierende Einfluß auf die Grobkontraste, so daß damit die Abbildung einer normalen Kopie ähnlicher wird. Das Ausmaß der Helligkeitssteuerung kann in 4 Stufen eingestellt werden („dodging factor"). Eine zweite Photozelle steuert die gesamte Belichtungsdauer. Die Einstellung erfolgt in Abhängigkeit von dem verwandten Kopiermaterial. Unter Integration des auftreffenden Lichts wird das Gerät abgeschaltet, wenn der eingestellte Belichtungsindex erreicht ist. Das Logetron-Verfahren wird auch bei Verkleinerung der Röntgenbilder (s. Archivierung, S. 202) angewendet. Lit.: W E R N E R , K., W . B A D E R , D . B O T T E N B E R G und H . ZEITZ: Logetronographie, Röntgen-Blätter XI, 289—295 (1958). — SCHUON, H.: Wie arbeiten moderne elektronische Kopiergeräte ? Röntgen- und Laboratoriumspraxis XII, E 77—84 (1959).

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Räckkopp/ungsverstârker für Modulation

Lichtintegrator

Ablenksystem

a Abb. 115. Logetron: a) Gesamtansicht,

b b) Schaltschema

2. Geräte, die sich des Fernsehprinzips bedienen (Siemens). Das auf einem Lichtschaukasten liegende Original, dessen optimale Ausleuchtung mit Hilfe eines Oszillographen kontrolliert werden kann, wird mittels einer Fernsehkamera auf einem Sichtgerät abgebildet. Durch Bedienung des „Kontrastknopfes" kann die Gradationskurve abgeflacht oder aufgerichtet werden. Durch Bedienung einer Taste („Plastik") können die Grobkontraste nivelliert werden. Während dabei das Gesamtbild einen mittleren Grauton zeigt, werden Helligkeitssprünge hervorgehoben. Das Bild erscheint dadurch plastisch. Die Abbildung erfolgt in normaler Größe oder in verkleinertem bzw. vergrößertem Maßstab. Lit.: P A R C H W I T Z , H . K . und G. S T E I N : Anwendung der Television zur Kontrastverstärkung im Rahmen der Röntgendiagnostik. Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen 91, 389—402 (1959).

Moderne Methoden zur Kontrastverbesserung

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I m Normalbild überdeckte, unauffällige, aber wesentliche Details, die sich in einer Verlaufsserie entwickelt haben, bzw. durch die sich zwei sonst gleiche (genau übereinstimmende Einstellung!) Bilder unterscheiden, können durch das Subtraktionsverfahren, das von dem niederländischen Radiologen Z I E D S E S DES P L A N T E S entwickelt worden ist, sichtbar gemacht werden. Technisch wird beim photographischen Subtraktionsverfahren zunächst eine Kontaktkopie angefertigt, die also ein Positivbild darstellt (u. U. mit Verwendung der Logetron-Methode, s. o.). Beide Bilder werden dann übereinander gelegt. Die in gleicher Weise abgebildeten Bildanteile werden dabei ausgelöscht. Eine Kopie, die dann nur die wesentlichen Differenzen darstellt, kann unter Verwendung des Folienlichts durch Exposition mit Röntgenstrahlen in einer normalen Kassette angefertigt werden. Technisch am einfachsten ist die Anwendung bei Serienaufnahmen, z. B. Gefäßdarstellungen. Schwieriger ist die Anwendung bei Aufnahmen, die in größeren Zeitabständen angefertigt worden sind (z. B. eine Verlaufsserie von Lungenaufnahmen oder Knochenaufnahmen mit dem Verdacht auf eine Veränderung, insbesondere die Ausbildung kleiner umschriebener Herde). Die technischen Schwierigkeiten des photographischen Subtraktionsverfahrens haben seine weitere Verbreitung verhindert. Das neue elektronische Subtraktionsverfahren erfordert zwar einen relativ großen apparativen Aufwand, ist dann aber einfach und exakt durchzuführen. Über 2 Fernsehkameras können das Normalbild und das elektronisch umgekehrte Bild zusammen auf einen Fernsehschirm übertragen werden. Bei Auslöschung der auf beiden Bildern gleichen Details wird das Subtraktionsbild direkt abgebildet. Da die Schwärzung eines Films einer logarithmischen Funktion folgt, ist es zweckmäßig, vor Subtraktion die Signale zu logarithmieren. Schwärzungsdifferenzen werden dann in ihrer richtigen Größe gleichmäßig wiedergegeben. Lit.: GBOH, F.: Ein elektronisches Subtraktionsgerät. Röntgenpraxis 20, 43—51 (1967).

Besondere Bedeutung h a t diese Technik auf dem Gebiet der angiographischen Diagnostik (s. S. 244ff.). Aus einem Leer- und einem Füllungsbild läßt sich das Subtraktionsbild gewinnen, auf dem unter Ausschaltung störender Überlagerungen (z. B. im Schädelbereich) die Gefäße mit ihren feinen Verzweigungen gut dargestellt sind. Auch andere Kontrastmitteluntersuchungen, wie z. B. die Pyelographie können mit Hilfe des Subtraktionsverfahrens bildmäßig und damit in ihrem Informationswert verbessert werden. Wichtig ist das Subtraktionsverfahren auch im Rahmen der szintigraphischen Organdiagnostik. So k a n n bei der Pankreasdarstellung (s. S. 384) die störende Leberüberlagerung durch das Subtraktionsverfahren beseitigt werden. Eine weitere Vervollkommnung des elektronischen Subtraktionsverfahrens bedeutet die farbige Abbildung von Subtraktionsbildern. Bei der

192

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

elektronischen Methode (OOSTEEKAMP 1966) werden die Bilder unter Vorschalten von Farbfiltern mit Hilfe von Farbfernsehkameras als Subtraktionsbilder auf dem Bildschirm wiedergegeben. Bei Wahl geeigneter Filter können so arterielle und venöse Phase in verschiedenen Farben (z. B. rot und blau) dargestellt werden. Bei der elektronisch-photographischen Methode (GROH und HAENDLE 1968) wird das Subtraktionsbild unter Vorschaltung von Farbfiltern photographiert. Durch Addition von Farbmischungen können wieder Arterien und Venen unterschiedlich angefärbt auf einem Bild abgebildet werden. Lit.: ROTH, F.-J., H. HORBASCHEK u n d W. WENZ: Farbige Röntgenbilder. Fortschritte Röntgenstrahlen 115, 705—717 (1971).

d) Die Belichtung Nur bei richtiger Belichtung kann ein optimales Röntgenbild, d. h. ein Bild, das den größtmöglichen Informationswert hat, erzielt werden. Die erforderliche Belichtung ist im einzelnen abhängig von: 1. der gewählten Spannung, 2. der Art (Leistung) des benutzten Generators, 3. der Schwächung durch das Objekt (Ordnungszahl, Dicke), 4. dem Abstand Fokus—Film, 5. dem verwandten Material (Film, Folie), 6. der Benutzung von Blenden und Rastern. Entscheidend für das Röntgenbild ist, daß eine ausreichende Strahlenmenge den Film erreicht. Die wesentlichen Anteile des Bildes, die sogenannte Dominante, sollen mit ihrer Schwärzung in den geraden Teil der Gradationskurve fallen. Die mittlere Schwärzung soll etwa 0,8 betragen. Zu 1: Der Einfluß der Spannung aui die Belichtung Im allgemeinen ist es sinnvoll, mit möglichst niedriger Röhrenspannung zu arbeiten, da so gute Kontraste erzielt werden können. Die Herabsetzung der Spannung ist aber begrenzt durch das spannungsabhängige Absinken der Durchdringungsfähigkeit, die dem Objekt angepaßt sein muß. Bei zu niedriger Spannung reicht der abbildende durchdringende Anteil der Strahlung für die notwendige Filmschwärzung nicht aus. Eine Erhöhung der Stromstärke ist durch die Belastbarkeit der Röhre begrenzt. Das notwendige Milliamperesekundenprodukt könnte nur durch Verlängerung der Belichtungszeit erreicht werden. Eine zu lange Belichtungszeit erhöht aber die Bewegungsunschärfe und verschlechtert dadurch die Bildgüte. Bei Spannungserhöhung kann das Milliamperesekundenprodukt herabgesetzt werden. Im mittleren Spannungsbereich von etwa 50 bis 80 kV bedeutet eine Steigerung der Spannung um 10 kV etwa eine Halbierung des Milliamperesekundenprodukts.

Röntgenphotographie - Belichtung

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Für bestimmte Zwecke hat sich im Gegensatz zur üblichen „Weichstrahltechnik" die Verwendung höherer Spannungen bewährt: Hartstrahltechnik

Unter Hartstrahltechnik versteht man Röntgendiagnostik mit Spannungen über 100 kV. Der übliche Spannungsbereich liegt zwischen 100 und 125 kV. Merkmale der Hartstrahltechnik: 1. Da die Ausbeute an Röntgenstrahlen mit höherer Röhrenspannung ansteigt und außerdem die Durchdringungsfähigkeit größer wird (der Anteil der das Objekt durchdringenden Strahlung, d. h. also die Austrittsdosis wird größer), kann die Belichtungszeit herabgesetzt bzw. das mAs-Produkt verringert werden. Eine kurze Expositionszeit erlaubt eine optimale Ausnützung der Röhrenleistung. Daraus ergibt sich: a) Generator und Röhre werden geschont. b) Die Strahlenbelastung des Patienten (Oberflächendosis = Hautbelastung) wird geringer. Es muß allerdings darauf hingewiesen werden, daß u. U. die Gonadenbelastung infolge des größeren Streustrahlenanteils nicht vermindert wird. c) Durch die Herabsetzung der Expositionszeit wird die Bewegungsunschärfe verringert. Die Gesamtunschärfe kann dadurch vermindert werden. 2. Absorptionsunterschiede, die auf die Ordnungszahl des durchstrahlten Stoffes zurückzuführen sind, werden geringer; insbesondere vermindert sich der Kontrast zwischen Knochen (Kalzium und Phosphor!) und den Weichteilen. 3. Dichteunterschiede werden unverändert abgebildet. Der Kontrast Weichteile—Luft (Lunge!) bleibt also erhalten! 4. Der größere Streustrahlenanteil erfordert besondere Maßnahmen zur Streustrahlenverminderung bzw. -beseitigung (s. S. 180ff). Neben den üblichen Maßnahmen zur Streustrahlenverminderung ist besonders die Anwendung von sogenannten Hartstrahlrastern notwendig (FFH-Raster). Sie sind durch ein größeres Schachtverhältnis (12,8:1) gekennzeichnet (s. auch Raster, S. 182ff). Hierdurch ist eine bessere Absorption der Streustrahlung gewährleistet. Die notwendige relative Erhöhung des mAs-Produktes wirkt sich bei Erhöhung der Spannung nur wenig aus. S c h l u n g b a u m , Med. Strahlenkunde, 5. Aufl.

13

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Die Verringerung der Streustrahlung wurde bei Lungenaufnahmen zunächst mit Hilfe der von G B O E D E L angegebenen Abstandstechnik angestrebt. Der Patient wird hierbei 15 bis 20 cm von der Kassette distanziert. Der dadurch gegebene Schärfeverlust wurde durch eine Erhöhung des Gesamtabstandes auf etwa 3 m ausgeglichen. Die Abstandstechnik beruht darauf, daß die im Körper entstehende Streustrahlung (geringer Abstand zum Film!) sich mit zunehmendem Abstand, nach dem Abstandsgesetz, stärker vermindert, als die von der Röhre kommende Primärstrahlung. Heute hat sich aber die Aufnahmetechnik mit bewegtem Streustrahlenraster (Laufraster) durchgesetzt. Bei Lungenaufnahmen und bei stark ausgeblendeten Aufnahmen (z. B. Magenzielaufnahmen) ist wegen des relativ geringen Streustrahlenanteils die Anwendung eines Hartstrahlrasters nicht unbedingt erforderlich (s. S. 186). 5. Dickenunterschiede werden infolge der stärkeren Durchdringungsfähigkeit nivelliert. Die Belichtungsunterschiede bei dicken und dünnen Patienten sind deshalb geringer, Fehlbelichtungen also leichter zu vermeiden. Stärkere partielle Verdichtungen (z. B. einer Thoraxseite, lumbosakraler Übergang bei seitlichen Lendenwirbelaufnahmen) werden besser durchdrungen und im verwertbaren Schwärzungsbereich abgebildet. Der dargestellte und beurteilbare Objektumfang ist größer als bei der Weichstrahltechnik. Die Hartstrahltechnik ist indiziert L. zur Herabsetzung der Strahlenbelastung im direkten Strahlenkegel, also bei Untersuchungen, die eine besondere Gefährdung (Schwangerschaftsaufnahmen) oder eine hohe Belastung (Serienaufnahmen wie bei Angiokardiographie, Kinematographie u. a.) verursachen, 2. zur Verkürzung der Belichtungszeit, also bei Aufnahmen, bei denen eine Verringerung der Expositionszeit wünschenswert oder notwendig ist, wie seitliche Thoraxaufnahmen am Stativ (Verminderung der Bewegungsunschärfe), Serienaufnahmen mit hoher Frequenz, Schirmbildaufnahmen, schließlich 3. zum Ausgleich großer Dicken- und Dichteunterschiede bzw. zur Vergrößerung des nutzbaren Bildumfangs (s. S. 188) bei Aufnahmen mit großem Objektumlang (einseitige Lungenverschattungen, Aufnahmen mit besonders großem Abstand, Wirbelsäulenganzaufnahmen), 4. zur Herabsetzung unerwünschter, die Detailerkennbarkeit verschlechternder Grobkontraste (z. B. Rippen-Lungengewebe, s. u.), 5. zur Verringerung der Bildunschärfe. Alle Unschärfefaktoren (s. S. 176) lassen sich mit Hilfe der Hartstrahltechnik vermindern. Am wichtig-

Röntgenphotographie — Belichtung — Hartstrahltechnik

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sten ist die Herabsetzung der Bewegungsunschärfe als Folge der kürzeren Belichtungszeit. Kürzeste Zeiten, wie sie mit Hilfe moderner Schaltvorrichtungen möglich geworden sind, sind nur bei Anwendung der Hartstrahltechnik ausreichend. Auch die störende Unscharfe im Thoraxbild, die durch die Gefäßbewegungen (Blutstrom!) bedingt ist, kann bei Einschaltzeiten von wenigen Millisekunden vermindert werden. Die Herabsetzung der thermischen Röhrenbelastung bei der Hartstrahltechnik erlaubt außerdem eine Verkleinerung des Brennflecks (Feinstfokus 0,3 mm) und damit eine Verringerung der geometrischen Unscharfe. Auch der dritte Unschärfefaktor (Film— Folienunschärfe) kann herabgesetzt werden, da die Verringerung der Expositionszeit die Verwendung feinzeichnender Folien oder sogar folienloser Filme (mit der dadurch bedingten Verlängerung der Belichtung) zuläßt. Die letzte Möglichkeit hat allerdings kaum praktische Bedeutung. Es muß auch darauf hingewiesen werden, daß der Schärfegewinn auf dem folienlosen Film durch einen Kontrastverlust ausgeglichen wird. Hauptanwendungsgebiet der Hartstrahltechnik ist die Thoraxdiagnostik. Der große Vorteil beruht hier vor allem auf der besseren Durchstrahlung des knöchernen Thorax. Die Rippen erscheinen wie durchsichtig und stören nicht durch Überlagerung die Beurteilung der Lungendetails. In der Magendiagnostik liegt der Vorteil der Hartstrahltechnik in der besseren Durchdringungsfähigkeit (Durchstrahlung auch des Kontrastmittels) sowie in der Verkürzung der Belichtungszeit (Einschränkung der Bewegungsunschärfe). Selten wird die Hartstrahltechnik bei Knochenaufnahmen (seitliche Lendenwirbelsäule, Schädelbasis) angewandt (bei besonders dicken Objekten). Vorteile bieten sich weiter bei manchen Weichteilaufnahmen, z. B. bei der Aufnahme des seitlichen Halses (guter Kontrast des Luftschlauches des Pharynx!). Zu 2: Der Einfluß des Generators auf die Belichtung Drehstromgeneratoren, bei denen annähernd eine Gleichspannung erzielt ist (s. S.64f.), benötigen die geringste Belichtung (Milliamperesekundenprodukt). Beim Übergang von einem Zweipuls- auf einen Sechspulsgenerator (nach alter Nomenklatur Vier- und Sechsventilapparat, s. S. 63f) kann zur Erzielung vergleichbarer Schwärzungen die Belichtung um 20 bis 30% und die Spannung um 6 bis 8% vermindert werden. Bei Einpulsgeneratoren muß mit relativ langen Belichtungszeiten gearbeitet werden, soweit nicht eine relativ hohe Spannung einen Ausgleich ermöglicht. Zu 3: Der Einfluß des Objekts auf die Belichtung Entscheidenden Einfluß auf die notwendige Belichtung hat selbstverständlich das zu durchstrahlende Objekt. Die wesentlichen Faktoren IS*

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

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(s. S. lOOif) sind dabei Ordnungszahl (Knochen-Weichteile), Dichte (LuftGewebe) und Dicke. Als „Normalpatient" gilt ein etwa 175 cm großer, 76 kg schwerer Mann mit folgenden Maßen: Schädel sagittal 19 cm, seitlich 15 cm 9) Thorax 21 cm 30 cm 99 Abdomen (Nierengegend) 19 cm 27 cm 59 Becken 20 cm 33 cm 99 Kniegelenk 12 cm ' 11 cm 99 Fußgelenk 9 cm ' 7 cm 99 Schultergelenk 11 cm 99 Ellbogengelenk 6 cm ' 8 cm 99 Handgelenk ' 6 cm 4 cm

Allgemein kann gesagt werden, daß entsprechend der Dicke die Spannung um etwa i 5% und das Milliamperesekundenprodukt um ¿ 2 0 % zu variieren sind, je nachdem, ob der Patient dünn, normal oder dick ist. Zweifellos ist dabei aber zu berücksichtigen, ob bei der Abweichung von der Norm Fett-, anderes Weichteilgewebe oder Knochen entscheidend beteiligt sind. Die unterschiedliche Schwächung durch die einzelnen Medien ist dann beim Variieren der Belichtung einzukalkulieren. Wird bei zu großer Dicke das Milliamperesekundenprodukt zu hoch, kann das durch weitere Spannungserhöhung, u. U. auch durch Verkürzung des Abstandes und Wahl einer anderen Folie ausgeglichen werden. Als Richtlinie bei Aufnahmen von Kindern (Bruchteile der Belichtung beim Erwachsenen) gilt nach J A N K E R etwa: bis 1 Jahr

-i 15

1—2 Jahre - i iJi

2—4

4—6 6 — 8 Jahre

48 o

10—12

42

12—14

~ o

-1 8—10 -L 10 4 über 14 Jahre wie schlanker Erwachsener

Besondere Aufnahmebedingungen erfordern einen speziellen Belichtungsausgleich . Aufnahmen im Gipsverband benötigen etwa doppelte Belichtung oder Erhöhung der Spannung um 10 kV. Große Bedeutung hat in der Aufnahmetechnik der partielle Dickenausgleich, d. h. also der Belichtungsausgleich, wenn Objektdetails stark unterschiedlicher Schwächung auf einem Bild dargestellt werden sollen. Hier bestehen, abgesehen von einer Erhöhung der Spannung, im wesentlichen folgende Möglichkeiten : a) Verwendung von röhrennahen Ausgleichsfiltern (Schwächungsfilter), die die Strahlenmenge, die die weniger schwächenden Körperabschnitte trifft, verringern soll (z. B. keilförmige Aluminiumfilter bei Aufnahmen der unteren Extremität mit WENTZLIK-Kassette).

Röntgenphotographie - Belichtung

197

b) Verwendung von Folien mit unterschiedlichem Verstärkungsfaktor s.u. c) Verwendung einer rotierenden Ausgleichsblende mit Bleiblechfilterschablonen, z. B. bei Wirbelsäulenganzaufnahmen. d) Die früher nicht selten angewandte einseitige Abdeckung einer Folie durch eingelegtes Papier oder einen geschwärzten Filmstreifen bei Thoraxaufnahmen (einseitige Verschattung) bringt den Nachteil größerer Folienunschärfe (die Folie liegt nicht mehr sicher an!). Ein ausreichender Ausgleich wird meist durch Hartstrahlaufnahmen erzielt (s. S. 193ff). Zu 4: Der Einfluß des Fokus-Film-Abstandes auf die Belichtung Der Einfluß des Fokus-Filmabstandes macht sich entsprechend dem Abstandsgesetz (s. S. 173) bemerkbar, d. h. das Milliamperesekundenprodukt muß proportional dem Quadrat des Abstandes variiert werden. Im allgemeinen solider Abstand mindestens das fünffache der Objektdicke betragen. Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß eine Verkleinerung des Abstandes, die zu einer wesentlichen Herabsetzung des Milliamperesekundenprodukts führt (Tab. 9), die geometrische Unscharfe vergrößert. Erwähnt sei auch, daß bei einer Vergrößerung des Abstandes die Strahlenbelastung des Patienten geringer wird. Am größten ist sie bei Kontaktaufnahmen (s. S. 202f). Die Möglichkeit einer Abstandsänderung ist auch durch die Anwendung von Streustrahlenrastern begrenzt (s. S. 182f.). Tab. 9. Nach dem Abstandsgesetz errechnete Umrechnungsfaktoren für die Berechnung der Belichtungszeit bei Änderung des Fokus-Film-Abstandea Gegebener Abstand

neuer Abstand

150 cm

200 cm 100 cm 200 cm 150 cm 140 cm 70 cm 50 cm 140 cm 100 cm 50 cm

100 cm

70 cm

Belichtungszeit zu multiplizieren mit 4

/„

4 '/« 2

V. 7« 4 2

V.

Zu 5: Der Einfluß der Folien und des Aufnahmematerials auf die Belichtung Der Verstärkungsfaktor der Folien hat einen großen Einfluß auf die notwendige Belichtung. Für die verschiedenen Fabrikate mit ihrer unterschiedlichen Verstärkungswirkung lassen sich kaum verbindliche Zahlenwerte angeben. Sicher ist es zweckmäßig, sämtliche Kassetten in einem

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Institut mit dem gleichen Fabrikat auszustatten und Erfahrungswerte zu sammeln. Als Richtwert kann gelten, daß sich die Exposition (mAs) bei hochverstärkenden Folien, Universal- und Feinstrukturfolien wie 1:2:4 verhält. Eine Normung der Folien wird angestrebt. Sie scheiterte bisher am Fehlen einwandfreier, einheitlicher Meßmethoden. Für bestimmte Zwecke empfiehlt sich die Verwendung von Folien mit unterschiedlichem, speziellen anatomischen Verhältnissen angepaßtem Verstärkungsfaktor (z. B. bei Aufnahmen der Lendenwirbelsäule, bei denen am lumbo-sakralen Übergang eine größere Verstärkung erwünscht ist). Bei Verwendung von Papier ist die Belichtung etwa zu verdoppeln. Zu 6: Der Einfluß von Blenden und Bastern auf die Belichtung Bei starker Verkleinerung des Feldes (Einblendung) durch Blenden (z. B. bei Verwendung von Tuben kleiner Öffnung bei Schädelspezialaufnahmen) muß die Belichtung (bzw. das mAs-Produkt) erhöht werden (geringere Streustrahlung!). Bei Verwendung von Streustrahlenrastern ist der entsprechende Korrekturfaktor (s. S. 185) zu berücksichtigen. In der Praxis empfiehlt es sich, für jeden Generator und jede Röhre eine Belichtungstabelle anzufertigen die — für den Normalfall aufgestellt — für den Einzelfall modifiziert werden kann. Sie kann nach folgendem Muster angelegt werden: Objekt

Photograph is ches Abstand Material Film

Blende Raster

MilliampereSpannung sekundenprodukt (mAs) evtl. getrennt

Folienart Papier

m A

s

e) Praktische Gesichtspunkte bei Anfertigung von Röntgenaufnahmen Zur Vorbereitung einer Röntgenaufnahme gehört die Entfernung störender Kleidungsstücke und Verbände (Zinksalben müssen, da sie einen Kontrast geben, sorgfältig abgewaschen werden). Wichtig ist auch das Ab- und Herausnehmen metalldichter „Fremdkörper" (Ohrringe, Augenprothesen, Zahnprothesenteile u. a.). Bei Bewußtlosen sind die Gegenstände sorgfältig zu verwahren und zu registrieren. Schaumgummiunterlagen können leichter sauber gehalten werden (Kontrastmittel!), wenn sie von einer abwaschbaren Plastikfolie umhüllt sind. Lagerung des Patienten Bei der Lagerung ist zu berücksichtigen, daß 1. der Kranke bequem und ruhig gelagert wird. Lagerungsbedingte Beschwerden und Schmerzen müssen nach Möglichkeit vermieden wer-

Röntgenphotographie — praktische Gesichtspunkte — Lagerung

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den. Die Lagerung ist den besonderen Gegebenheiten anzupassen, so muß z. B. bei starker Krümmung der Brustwirbelsäule der Kopf unterstützt werden, verletzte Glieder sind so zu lagern, daß sie fixiert, aber nicht gedrückt werden. Nur bei ruhiger Laggrung kann die Bewegungsunschärfe weitgehend vermieden werden. Unruhige Patienten müssen u. U. vor der Röntgenuntersuchung Beruhigungsmittel erhalten. Schädelaufnahmen sind im allgemeinen bei unruhigen Kranken (nach Unfällen!) in Rückenlage anzufertigen (s. auch unter 2). Hilfsmittel bei der Lagerung sind a) Sandsäcke b) Fixiergurte c) Lagerungsbretter (Winkelbretter, Keile) d) Kopf- und Wirbelsäulenstützen bei Aufnahmen in aufrechter Körper h altung e) Schaumgummiunterlagen und Hohlformen (z. B. dem Schädel angepaßt oder bei Lagerung von Säuglingen), s. auch S. 94. Bei jeder Aufnahme ist zu entscheiden, ob sie in liegender oder aufrechter Stellung gemacht werden soll. Nach Möglichkeit soll auch hier die Einstellung gewählt werden, die für den Kranken am bequemsten ist (z. B. axiale Schädelaufnahmen in sitzender Stellung). Vielfach sind aber auch rein sachliche Gründe entscheidend. So sind im allgemeinen eine Nasennebenhöhlenaufnahme (Darstellung von Flüssigkeitsspiegeln!) und seitliche Wirbelsäulenaufnahmen (Darstellung der Wirbelsäule bei normaler Funktion bzw. Belastung) in aufrechter Körperhaltung zu machen. 2. Die Einstellung des Zentralstrahls, die „Zentrierung", muß einstelltechnisch richtig vorgenommen werden, so daß das darzustellende Objekt optimal abgebildet werden kann. Meist zielt der Zentralstrahl senkrecht auf die Filmmitte, bei Aufnahmen am Rastertisch also auf die Tischplatte. Abweichungen des Zentralstrahls sind durch Winkelgrade und eine zusätzliche anatomische Bezeichnung (z. B. kopfwärts == nach kranial, fußwärts = nach kaudal, nasenwärts u. a.) zu kennzeichnen. Aufnahmen der Extremitäten sind s t e t s in 2 Ebenen durchzuführen. Grundsätzlich soll das darzustellende Objektkassettenoder filmnah hegen (z. B. Orbita bei Fremdkörperlokalisation im Auge, Gallenblasen aufnähme in Bauchlage). Anatomische Kenntnisse sind unentbehrlich. In Einzelfällen wird man von der „Normaleinstellung" aus allgemeinen Gründen absehen müssen. So wird man bei Schwerverletzten mit Verdacht auf eine Verletzung im vorderen Schädelbereich auf die übliche Aufnahmetechnik in Bauchlage verzichten, also die Aufnahme in Rückenlage anfertigen, obwohl das darzustellende Objekt dann plattenfern hegt. Einzelheiten der Einstelltechnik sind in den entsprechenden Lehrbüchern nachzulesen.

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Benennung und Bezeichnung der Aufnahmen Im allgemeinen richtet man sich nach dem Strahlengang. Die Strahlenrichtung senkrecht zur Vorder- bzw. Rückfläche des Körpers heißt auch „sagittal" (sagitta lat. = Pfeil). Die Ebenen, die entsprechend dieser Strahlenrichtung durch den Körper gelegt werden können, heißen Sagittalebenen. Die in der Mitte des Körpers liegende Sagittalebene ist die Medianebene. Den Strahlengang von vorn nach hinten (also in Rückenlage) nennt man den anterior-posterioren (a. p.) Strahlengang, den umgekehrten Strahlengang von hinten nach vorn (also in Bauchlage) nennt man posterior-anterioren (p. a.) Strahlengang. Senkrecht dazu, d. h. in der Ebene, die parallel zur Stirn liegt, verläuft der frontale oder seitliche Strahlen gang. Zur exakten Bezeichnung ist hier anzugeben, welche Seite (rechts oder links) filmnah („anliegend") ist. Mißverständnisse können dadurch entstehen, daß bei sagittalem Strahlengang ein Bild der übereinanderliegenden Frontalebenen entsteht und umgekehrt. Es ist deshalb immer zweckmäßig, die Aufnahmen nach dem Strahlengang zu bezeichnen. Die Aufnahmerichtung in der Körperlängsachse (z. B. axiale Schädelaufnahme) heißt axialer Strahlengang. Wichtig ist, besonders auch im Zielbetrieb am Durchleuchtungsgerät, die Bezeichnung der sogenannten schrägen Durchmesser. Vom 1. schrägen Durchmesser spricht man, wenn die rechte Schulter film- bzw. leuchtschirmnah liegt: sogenannte Fechterstellung (z. B . zur Darstellung des Hinterherzraumes in Verbindung mit einer Ösophaguspassage), vom 2. schrägen Durchmesser, wenn die linke Schulter anliegt: sogenannte Boxerstellung (z. B . Darstellung des Aortenbogens). Bei Drehung um 180° spricht man dagegen vom 1. und 2. umgekehrten schrägen Durchmesser. Bei besonderen Einstellungen ist stets die Drehung des Kranken in Winkelgraden anzugeben. Röntgenaufnahmen werden stets so betrachtet und bezeichnet, wie sie der hinter dem Film stehende Betrachter sehen würde (also auch der Durchleuchter). Alle Röntgenaufnahmen werden seitenverkehrt betrachtet (die rechte Körperhälfte ist auf dem Bild links und umgekehrt). Die Seitenbezeichnungen rechts (R) und links (L) erfolgen durch Auflegen von Bleibuchstaben. Sie werden bei Aufnahmen in Rückenlage normal („auf den Rücken") aufgelegt, bei Bauch- und Seitenlage verkehrt („auf den Bauch") (Abb. 99, S. 141). In jedem Fall werden die Aufnahmen so betrachtet und beschriftet, daß die Buchstaben richtig gelesen werden. Es ist aber zweckmäßig, besondere Lagerungen (Bauchlage, Kopftieflage) auf dem Film bei der Beschriftung zu vermerken. Bei den Seitenaufnahmen soll die anliegende Seite ebenfalls durch R oder L bezeichnet werden. Bei Darstellung kurzer Körperabschnitte, bei denen die Lage nicht ohne weiteres erkennbar ist (z. B. Ausschnitt aus der Oberschenkelmitte) ist oben (0) und unten (U) zu kennzeichnen. Besonders bezeichnet werden Zahnaufnahmen (s. S. 258).

Röntgenphotographie — Aufnahmematerial — Archivierung

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Wahl des Aufnahmematerials Die wesentlichen Grundsätze wurden schon besprochen (s. S. 139). Im allgemeinen werden Folienfilme in Kassetten benutzt. Die Art der Folien soll durch ein Zeichen auf den Kassetten vermerkt sein, damit für bestimmte Zwecke von vornherein die geeignete Kombination gewählt werden kann (z. B. hochverstärkende Folien für Schenkelhalsaufnahmen im Operationssaal). Folienlose Filme können nur bei relativ dünnen Objekten verwandt werden, da sonst die Belichtungszeit zu lang wird. In Ausnahmefällen, besonders bei Kontrolluntersuchungen (Stellung von Frakturen u. a.) kann auch Papier verwandt werden. Kassetten, die mit Röntgenpapier geladen sind, müssen zur Vermeidung von Verwechslungen deutlich gekennzeichnet sein. Bei Kontrolluntersuchungen der Thoraxorgane können auch Schirmbildaufnahmen (s. S. 217ff gemacht werden (Kleinformat 24 X 24 mm oder Mittelformat 70 X 70 mm, bzw. 100 X 100 mm). Man muß sich aber darüber im klaren sein, daß die Detailerkennbarkeit und damit der sogenannte Informationswert zwar meist ausreichend, aber doch geringer ist als bei Großaufnahmen. Die Filmgröße ist den darzustellenden Organen bzw. Körperabschnitten anzupassen. Kleine Bildgrößen mit entsprechender Einblendung verbessern die Bildgüte (s.S. 180). Andererseits dürfen natürlich unentbehrliche Einzelheiten in den Randgebieten nicht abgeschnitten werden. Manchmal werden korrespondierende Aufnahmen auf einen Film gebracht (z. B. Aufnahmen nach SCHÜLLER, Hand-, Fuß- oder Sprunggelenk in 2 Ebenen). E s ist dann jeweils die eine Hälfte durch Bleigummiauflage vor der Belichtung zu schützen.

Archivierung von Röntgenaufnahmen Röntgen-Filme sind Dokumente, die entsprechend den gesetzlichen Vorschriften lange Zeit aufbewahrt und einer Betrachtung bzw. Beurteilung zugänglich sein müssen (z.B. bei Begutachtungen). Die notwendige Archivierung von Großaufnahmen verursacht einen erheblichen, ständig sich vergrößernden Raumbedarf. Statt der Originalfilme können auch Kopien (mit geringerem Raumbedarf) aufbewahrt werden. Zu diesem Zweck stehen mehrere Kopier- bzw. Verkleinerungssysteme zur Verfügung. 1. Mit Hilfe des Röntgenkopiergeräts Delcomat (de Oude Delft) können Röntgengroßfilme oder Ausschnitte aus solchen Filmen auf 100 X 100 mm Blattfilme kopiert werden. Zur automatischen Scharfstellung ist das Spezialobjektiv mit der Kassetteneinheit für 50 Blattfilme

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher[Strahlen

auf Laufschienen montiert. Die Blendenöffnung wird entsprechend dem Abstand für eine gleichbleibende Belichtung von etwa 10 Sekunden automatisch reguliert. Für die Verarbeitung steht eine Spezialentwicklungsmaschine (Odelcamatic) zur Verfügung. Die Kopien können auch Krankenblättern beigelegt werden. Ein spezielles Archivierungssystem wurde entwickelt (Odelcard). 2. Mit Hilfe eines Spezialkopiergeräts (LogEtronics AG, Zürich) können Röntgenfilme auf einen Rollfilm kopiert werden (35 mm; Mikrofilmsystem). Unter Einschaltung des Log-Etronic-Verfahrens (s. S. 189) kann der Informationswert erhöht werden. Die Kleinbilder können wieder rückvergrößert werden. Als Mikrofilme können sie in einem Speziallesegerät betrachtet werden. Lit.: HESSE, M. und CH. J. ERAS: Neue Wege zur Standardisierung auf 100 X

100-mm-Blattfilmformat im Krankenhaus. Röntgenblätter 23, 412—419 (1970).

11. Spezialuntersuchungen und-methoden Kontakt- und Vergrößerungsaufnahmen Stereoaufnahmen Schichtuntersuchung Fremdkörperlokalisation Schirmbildphotographie Kymographie und Polygraphie Serienaufnahmen und Röntgenkinematographie Untersuchungen mit Hilfe von Kontrastmitteln Röntgenuntersuchungen bei Kindern Besonderheiten von Zahn- und Kieferaufnahmen Weichteilaufnahmen (Mammographie) Röntgenuntersuchung von Unfallverletzten

S. 202 204 205 215 217 224 226 231 254 257 262 265

Kontakt- und Vergrößerungsaufnahmen Beiden Methoden ist gemeinsam, daß zur Erzielung des gewünschten Effekts die übliche, für eine größenrichtige Abbildung zweckmäßige Anordnung von Röhre und Objekt zum Film nicht gewählt wird. Bei der Kontaktaufnahmetechnik soll die Röhre Kontakt mit dem (relativ dicken) Objekt haben (ohne Tiefenblende oder Tubus!), d.h. also, der Abstand Fokus-Objekt soll so klein wie möglich sein. Das Objekt soll andererseits dem Film bzw. der Kassette unmittelbar anliegen (ohne Streustrahlenraster). Mit dieser Anordnung (Abb. 116) wird erreicht, daß nur die filmnahen Partien größenrichtig und scharf abgebildet werden, während die filmfernen Objekt-

Röntgenphotographie — Kontakt- und Vergrößerungsaufnahmen

details stark vergrößert werden, wobei zusätzlich eine erhebliche Unscharfe entsteht (s. S. 176). Bei direktem Aufsetzen der Röhre beträgt der Fokus-Objekt-Abstand nur etwa 7 cm. Daraus ergibt sich eine relativ kurze Belichtungszeit, andererseits aber eine hohe Strahlenbelastung der fokusnahen Körperoberfläche. Eine häufige Wiederholung gleichartiger Kontaktaufnahmen ist also zu vermeiden. Praktische Anwendung findet die Kontakttechnik bei Aufnahmen des Kiefergelenks nach PARMA(Abb.ll8), der Schädelkalotte (zur Darstellung und Seitenlokalisation besonders von Frakturen), des Sternums nach ZIMMER, der Patella u. a. m.

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Abb. 116. Schematische Darstellung der Kontaktaufnahmetechnik des K i e f e r k ö p f c h e n s (PARMA)

Die Vergrößerungstechnik, d. h. die direkte Vergrößerung durch Röntgenstrahlen im Gegensatz zu der photographischen Vergrößerung fertiger Bilder, wurde erst ermöglicht durch die Konstruktion von Anoden mit sehr kleinem Brennfleck (Feinstfokusröhren mit einem Durchmesser von etwa 0,3 mm, s. S. 53). Die Vergrößerung soll die Detailerkennbarkeit erhöhen. Ihr Anwendungsgebiet ist sicher begrenzt (manche Schädelspezialaufnahmen, z. B. des Felsenbeins. Differenzierung kleinfleckiger Lungen Veränderungen). Da der Feinstfokus nur begrenzt belastbar ist, wird meist mit Hartstrahltechnik gearbeitet, damit die Belichtungszeit (Gefahr der Bewegungsunschärfe!) nicht zu groß wird. Aus dem gleichen Grunde können nicht zu große Abstände gewählt werden. Der Vergrößerungsmaßstab richtet sich nach den Abständen Fokus—Objekt—Film. Bei in der Mitte befindlichem Objekt wird eine Vergrößerung auf das Doppelte erreicht (s. S. 172f). Anhang: Mikroradiographio Die Mikroradiographie erlaubt die vergrößerte Abbildung dünnschichtiger Präparate. Sie wird angewandt in der Biologie bzw. Medizin, sowie in der Technik (z. B. Untersuchungen von Metallfolien, Textilien u. a.). Es stehen 2 Methoden zur Verfügung: 1. Kontaktmikroradiographie. Das Präparat wird hier in unmittelbaren Kontakt mit dem Film gebracht. Die Aufnahme wird optisch nachvergrößert (bis zu 500fach). Hierfür sind sehr feinkörnige Spezialemulsionen erforderlich. Es werden überweiche Strahlen (bis 5kV) verwandt.

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Eigenschaften und Anwendung energiereieher Strahlen

2. Projektionsmikroradiographie. Hier handelt es sich um ein direktes Vergrößerungsverfahren. Durch Wahl entsprechender Abstände ist eine Vergrößerung auf das 1500fache möglich. Natürlich ist ein annähernd punktförmiger Brennfleck Voraussetzung derartiger Vergrößerungen. Die Aufnahmen werden mit weichen oder überweichen Strahlen (bis 20 kV) gemacht. l i t . : Schxton, H.: Mikroradiographie in Röntgen- und Laboratoriumspraxis XI, R 97—104 (1958).

Stereoaulnahmön Das Röntgenbild als Schattenbild gibt keinen räumlichen Eindruck von den abgebildeten Objektdetails. Die Tiefenlage kann also nur indirekt beurteilt werden (rotierende Durchleuchtung, Aufnahmen in 2 Ebenen, s. S. 215). Auch Aufnahmen in 2 Ebenen können aber nicht immer genügenden Aufschluß über die Lagebeziehungen geben, besonders wenn es sich um gewölbte Körper handelt. So kann beispielsweise am Schädel ein Fremdkörper nicht genau lokalisiert werden. Ein räumlicher Eindruck wird gewonnen, wenn bei gleicher Objektlage 2 Bilder im Augenabstand (mittlerer Pupillenabstand 6,5 bis 7 cm) gemacht werden, entweder unter Verschiebung der Röhre oder mit Hilfe von 2 Röhren. Kassettenwechsel (u. U. unter Verwendung eines Kassettentunnels) und Röhrenverschiebung müssen erschütterungsfrei vorgenommen werden. Die Größe der Röhrenverschiebung heißt auch Basis. Nach entsprechender Einstellung des Zentralstrahls erfolgt die Röhrenverschiebung parallel zur Filmebene und senkrecht zur Längsachse des Objekts je um den halben Pupillenabstand. Wenn genaue Ausmessungen vorgesehen sind, sind die Fußpunkte des Zentralstrahls beider Aufnahmen zu markieren. Zweckmäßig ist zur Kennzeichnung der beiden Aufnahmen das Auflegen der Seitenbezeichnung (R, L) auf den Rand e i n e r Aufnahme, so daß der Buchstabe in Richtung des Strahlenganges richtig gelesen wird. Zur Auswertung der stereoskopischen Bilder sind besondere Hilfsbetrachtungsgeräte konstruiert worden ( H a s s e l w a n d e r ) . Für die einfache Betrachtung genügt ein Binokular. Sinn der Betrachtungsgeräte ist es, daß jedes Bild nur von einem Auge gesehen wird. Beide Bilder werden dann zu einem Raumbild kombiniert. Es gibt Betrachter, die auch ohne ein Gerät die Augen dementsprechend einstellen können. Der richtige Raumeindruck (orthomorphes Bild) entsteht nur, wenn die Bilder seitenrichtig betrachtet werden (deswegen Bezeichnung durch Buchstaben). Sind Aufnahmeabstand sowie Basis und Pupillenabstand genau gleich, resultiert ein mit dem aufgenommenen Gegenstand genau übereinstimmendes, „tautomorphes" Büd. Bei nicht genauer Übereinstimmung der Basis entsteht ein ähnliches, „homoiomorphes" Bild. Verschiebungen der Bilder gegeneinander erzeugen einen falschen räumlichen Eindruck: ein „heteromorphes" Bild. Auch bei Austausch der

Röntgenphotographie — Stereoaufnahmen — Schichtuntersuchung

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Abb. 117. Chirurgischer Bildverstärker B V 20 (C. H. F . Müller) mit 2 Röhren zur Stereodurchleuchtung (a). Die Bilder werden jeweils von einer Röhre auf ein Auge gelenkt. Bei wechselnder Abdeckung erfolgt die Betrachtung ohne ein besonderesBetrachtungsgerät(b)

Bilder erwecken sie einen räumlichen Eindruck. Das Bild heißt dann „pseudomorph". Ein neuartiges Stereoauswertesystem (Stereo-Komparator S t R 1—3; Zeiss) ermöglicht eine freiäugige Betrachtung und eine Lupenvergrößerung. Aus bestimmten Meßdaten können mit Hilfe von Tabellen Raumstrecken berechnet werden. Die Berechnung kann durch Übertragung von Meßdaten auf einen elektronischen Rechner vereinfacht bzw. beschleunigt werden. Neuerdings wird die Stereodurchleuchtung mit Hilfe des Bildverstärkers wieder diskutiert (Abb. 117). Schichtuntersuchung Das Röntgenbild projiziert die hintereinandergelegenen Details in eine Ebene. Einzelheiten können so erheblich entstellt werden, wie Abbildung 118 zeigt. Ziel der Schichtuntersuchung (Tomographie, Planigraphie, Stratigraphie) ist es, bestimmte einstellbare Körperschichten bzw. Details, die in dieser Schicht liegen, scharf abzubilden, während alle Einzelheiten, die davor oder dahinter liegen, verwischt werden. Mit dieser Methode können Veränderungen in der bestimmten Schicht ohne Überlagerung durch schichtferne

Abb. 118. Röntgenaufnahme eines Glases, das mit weißen Bohnen gefüllt ist. Die Form der einzelnen Bohnen ist durch Überlagerung entstellt

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Objektdetails dargestellt werden. Außerdem ist eine genaue Lokalisation durch Bestimmung der Schichttiefe möglich (s. S. 216). Das Prinzip der Schichtuntersuchung ist die gekoppelte Bewegung entweder (gegenläufig) von Röhre und Film, wobei der Patient unbewegt bleibt (Abb. 119), oder (gleichsinnig) von Patient und Film bei stehender Röhre (Abb. 120). Es wird dadurch erreicht, daß ein bestimmter Punkt der darzustellenden Schicht immer auf die gleiche Stelle des Films projiziert wird, während jedes Objektdetail anderer Schichten durch die Bewegung auf ständig wechselnde Punkte projiziert wird.

Der erstgenannte Gerätetyp dient der Darstellung von Körperlängsschichten. Die darzustellende Schicht muß mit dem Drehpunkt bzw. der Drehebene in Übereinstimmung gebracht werden. Die Untersuchungen werden je nach vorhandenem Gerät im Sitzen bzw. Stehen oder im Liegen vorgenommen, die Schichtung im Rumpfgebiet muß bei Atemstillstand durchgeführt werden. Der Strahlengang kann sagittal, frontal (also seitlich) oder auch schräg sein. Die Lagerung soll im allgemeinen so erfolgen, daß der Mittelpunkt des darzustellenden Objekts in dem senkrecht zum Film verlaufenden Zentralstrahl und die größte Ausdehnung des darzustellenden Objekts in einer Ebene liegt. So ist z. B. der Patient zur Schichtung des Aortenbogens annähernd seitlich zu lagern, zur Schichtung des rechten Mittellappenbronchus muß, da der Bronchus nach vorne läuft, die linke Seite angehoben werden, so daß der Bronchus dann in einer parallel zum Film verlaufenden Ebene liegt. Wichtig ist es weiterhin manchmal, daß in der Verwischungsrichtung liegende langgestreckte Verschattungen außerhalb der Verwischungsebene durch Schräglagerung (schräg zur Längsachse des Tisches!) ausgeschaltet werden.

Abb. 120. Schematische Darstellung der Transversal (Körperquer-)schichtung: a) Strahlengang, b) Lagerung (Bewegung von Patient und Film)

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Am Gerät sind einstellbar: 1. die Schichttiefe, 2. der Pendelwinkel. Die Schichttiefe, die eingestellt werden soll, wird vielfach auf Grund anatomischer Kenntnisse festgelegt werden können. So liegt etwa der Lungenhilus etwas vor der Körpermitte. Dadurch ist die zentrale Schichttiefe gegeben, um die dann im Abstand von 0,5 cm weitere Schichten gelegt werden müssen. Bei Kehlkopfuntersuchungen ist es zweckmäßig, die Schichten 10, 20, 26 (25) und 32 (30) mm unter die in der Medianlinie vor dem Kehlkopf liegende Haut zu legen. In anderen Fällen wird die Schichttiefe auf Grund vorliegender Übersichtsaufnahmen festgelegt. Darüber hinaus gibt es noch spezielle Lokalisationsverfahren (Tiefenlotung s. S. 216). An manchen Geräten kann die Tiefenlage mittels einer Durchleuchtung in den beiden Endstellungen der Röhre (Abb. 121) durchgeführt werden. Die Verschiebung des darzustellenden Objekts wird an einer Skala abgelesen. Die Skala ist so geeicht, daß sie gleichzeitig die Tiefenlage in cm angibt. Dem entspricht bei schlecht sichtbaren Objekten die Anfertigung von 2 Aufnahmen in den Endstellungen der Röhre. Die Verschiebung läßt dann ebenfalls mit Hilfe eines Kurvenblatts das Ablesen der Tiefe zu. Technisch erfolgt die Einstellung der Schichtebene Abb. 121. Bestimmung der Herdtiefe mittels Durch- durch Verstellung des leuchtung in den Endstellungen der Röhre eines Drehpunktes des SySchichtgeräts stems. An einer senkrecht zur Tischebene angebrachten Skala kann die Drehpunktlage, und damit die Bildebene, abgelesen werden. Wichtig ist, daß mit Hilfe der an der Röhre angebrachten Schlitzblende die notwendige Größe eingeblendet wird, damit ein optimaler Kontrast erreicht werden kann.

Röntgenphotographie — Schichtuntersuchung

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Der Schichtwinkel (a) bestimmt das Ausmaß der Verwischung der außerhalb der Schichtebene gelegenen Objektteile und damit auch die Schichtdicke. Unter der Schichtdicke ist die Dicke derjenigen Körperschicht zu verstehen, deren Abbildung dem Auge relativ scharf erscheint. Sie ist neben dem Schichtwinkel vom Vergrößerungsmaßstab (Abstände Fokus-Schichtebene-Film) abhängig und liegt in der Größenordnung mm. Bei manchen Objekten (kontrastmittelgefülltes Nierenhohlsystem, Gallengänge, auch Wirbel, Sternum, Schädel) ist es erwünscht, eine relativ dicke Schicht mit e i n e r Aufnahme zu erfassen. Der Schichtwinkel wird dann bewußt klein gewählt (5—7°): Schichtuntersuchung mit kleinem Winkel, „Zonographie" (optimal mit kreisförmiger, d. h. mehrdimensionaler Verwischung, s. S. 211). Sie wurde schon 1931 von Ziedses des Plantes empfohlen. Sie kann mit einem Vergrößerungsverfahren kombiniert werden (Mikrotomographie nach LindbJom, 1954). Auch die zusätzliche Anwendung der Stereotechnik (Stereozonographie) ist möglich (sinnvoll z. B. am Gesichtsschädel). Die meisten Schichtgeräte arbeiten nach dem Prinzip der eindimensionalen Verwischung, d. h. die Röhre bewegt sich in der Längsachse des Gerätes und beschreibt dabei entweder einen Kreisbogen oder läuft parallel zur Kassetten- (und damit auch der Schicht-) ebene (s. Abb. 119b). Vielfach werden Zusatzgeräte benutzt, die unter Verwendung des normalenRöhrenstativs, auch eines Deckenstativs an einem Laufrastertisch angebracht werden können (Abb. 122). Der Nachteil ist, daß die Untersuchung nur im Liegen vorgenommen werden kann.

Abb. 122. Schichtzusatzgerät Stratograph nach

S c h l u n g b a u m , Med. Strahlenkunde, 5. Aufl.

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WEBER

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Abb. 123. Schichtzusatz am Untersuchungstisch mit aufrichtbarer Stützwand (Hofmann)

Es gibt auch Schichtzusätze, die die Durchführung der Untersuchung unter Aufrichten des Lagerungstisches ermöglichen (Abb. 123). Universalgeräte (Abb. 124) erlauben die Schichtuntersuchung in beliebiger Lage (horizontal, schräg, senkrecht). Wichtig ist die Durchführung der Untersuchung in aufrechter Körperhaltung besonders dann, wenn Flüssigkeiten in vorgebildeten (Nasennebenhöhlen) oder durch Krankheiten entstandenen Höhlen (Lungenkavernen) nachgewiesen oder ausgeschlossen werden sollen. Im Liegen bilden sich Flüssigkeitsspiegel nicht ab, optimal dagegen, wenn der Spiegel senkrecht zur abgebildeten Schichtebene steht.

Abb. 124.

Universalplanigraph (Siemens)

Röntgenphotographie — Schichtuntersuchung

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Die eindimensionale (lineare) Verwischung hat den Nachteil, daß der Weg der Röhre und damit auch das Ausmaß der Verwischung begrenzt sind. Die schon erwähnten in der Verwischungsrichtung hegenden, Längsschatten, können Befunde verschleiern oder vortäuschen. Die mehrdimensionale Verwischung (Ellipse, Kreis, Hypozykloid, Spirale) bedeutet demgegenüber einen wesentlichen Fortschritt (Abb. 125).

förmig, hypozykloidal (von links nach rechts)

Die mehrdimensionale Verwischung hat besondere Bedeutung für die Schichtuntersuchung des Schädels mit seinen sich im Röntgenbild störend überlagernden Einzelheiten. Vor allem ist die Diagnostik der Erkrankungen des Ohres bzw. des Felsenbeines (Spezialaufnahmen nach S C H Ü L L E R , S T E N V E R S , M A Y E R u. a.) durch die mehrdimensionale Schichtuntersuchung wesentlich vervollkommnet worden. Geräte für die Durchführung mehrdimensionaler Schichtuntersuchungen zeigen die Abbildungen 126 a und b.

Abb. 126 a. Multiplanigraph (Siemens) für Schichtaufnahmen mit linearer, elliptischer und kreisförmiger Verwischung, sowie für Normalaufnahmen (Laufraster im Lagerungstisch) und Aufnahmen mit ausgeschwenkter Röhre

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Abb. 126 b. Universal-Polytom (Massiot) für Schichtaufnahmen mit linearer, elliptischer, kreisförmiger und hypozykloidaler Verwischung (Lagerungstisch aus der Horizontalen bis zur Vertikalen aufrichtbar)

Bei linearer Verwischung muß die Röhre vor Auslösung des Aufnahmevorganges — nach Einstellung der Schichttiefe und des Pendelwinkels — in die Ausgangsstellung gebracht werden. Bei gleicher Spannung ist das mAs-Produkt etwa y 3 höher zu wählen als bei einer entsprechenden Übersichtsaufnahme. Bei zu hoher Röhrenbelastung ( z . B . Wirbelsäulenschichten) ist der Abstand u. U. zu verkleinern und entsprechend das mAs-Produkt herabzusetzen. Die Schaltzeit ist durch die Bewegungsgeschwindigkeit der Röhre und den eingestellten Pendelwinkel gegeben. E r beträgt im allgemeinen mehrere Sekunden. Die am Schalttisch eingestellte Schaltzeit muß stets etwas länger sein. Die zweite Methode ermöglicht die Darstellung von Körperquerschichten (Transversalplanigraph). Dabei rotieren Patient und Kassette gleichsinnig, während die Röhre schräg zur Längsachse des Körpers fixiert bleibt. Der Zentralstrahl muß auf die Kassettenmitte gerichtet sein. Scharf abgebildet wird die parallel zur Kassette liegende Schicht, in der sich Zentralstrahl und Drehachse des Körpers schneiden (Abb. 120).

Röntgenphotographie — Schichtuntersuchung

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Eine Sonderform stellt die sogenannte schräge Frontaltomographie dar, die besonders der Darstellung des Tracheobranchialbaumes dient. Die Kassette steht dabei schräg, parallel zur Ebene desTracheobronchialbaumes. Der horizontale verlaufende Zentralstrahl ist auf Kassettenmitte gerichtet. Der Drehwinkel von Patient und Kassette liegt zwischen 45 und 180°, die vertikale Drehachse muß die Trachea (Bifurkation) und die Kassettenmitte schneiden. Die Schichtuntersuchung stellte lange Zeit eine wesentliche zeitliche Belastung für das Personal dar, da immer zahlreiche Aufnahmen bei einem Patienten abgeschaltet werden mußten. Noch wichtiger ist die Tatsache, daß bei Anfertigung zahlreicher Schichtaufnahmen die durch die Dauer der Untersuchung verursachte Belastung von Schwerkranken und die Strahlenbelastung der Patienten keineswegs vernachlässigt werden dürfen. Besonders wichtig ist dieser Gesichtspunkt bei Kranken, bei denen häufig Kontrolluntersuchungen durchgeführt werden müssen, vor allem also von Tuberkulosekranken. In dieser Beziehung ist das Simultanschichtverfahren, bei dem bis zu 7 Körperschichten in Abständen von je etwa 0,5 bis 1 cm gleichzeitig „simultan", geschichtet werden können, ein großer Fortschritt. Abgesehen davon, daß die o. a. Nachteile der zeitlichen Beanspruchung des Personals und der Belastung der Patienten vermieden werden, besteht auch rein aufnahmetechnisch der Vorteil, daß die Aufnahmen in der gleichen Phase (z. B . Atemphase) gemacht werden; schließlich werden auch Röhre und Generator geschont. In der Simultanschichtkassette (Abb. 127) sind bis zu 7 Folienkombinationen untergebracht, in die je 1 Film einzulegen ist. Der Verstärkungsfaktor der durch Schaumstoff im Abstand gehaltenen Folienpaare

Abb. 127. Simultanschichtkassette (Siemens) und Folienkombination

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

nimmt mit der Entfernung von der Röhre zu, da ja die davor liegenden Folien einen Teil der Strahlung absorbieren. Die Folienkombinationen müssen so abgestimmt sein, daß sie eine etwa gleiche Schwärzung erzielen. Bei voller Ausnutzung (7 Aufnahmen) ist der Spannungsbereich, in dem das möglich ist, begrenzt (unterschiedliche Bereiche verschiedener Folienfabrikate). Bei Verwendung nicht aller Folienpaare erhöht sich der Spielraum etwas. Auf dem obersten Film bildet sich die am Gerät eingestellte Schicht ab. Bei Bewegung der Röhre verschiebt sich für die darunter liegenden Filme der Drehpunkt scheinbar, so daß die darunter liegenden Schichten unverwischt abgebildet werden (Abb. 128). Bei der Simultanschichtung muß mit höherer Spannung gearbeitet werden. Die Verwendung eines Hartstrahlrasters ist erforderlich. Das mAs-Produkt ist ebenfalls höher zu wählen als bei Einzelschichtaufnahmen. "

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Die Simultanschichtkassetten sind an allen Schichtgeräten anzubringen. Erwähnt seien noch Spezialkassetten, die in den üblichen Wagen am Unter- Br suchungstisch eingeschoben werden können und in begrenztem Umfang Abb.128. Strahlengang (2 cm) ebenfalls Simultanschichtbei Simultanschichtaufnahmen aufnahmen ermöglichten (z.B. Kehlkopfaufnahmen) . Flach und deshalb in ein normales Kassettenblech einzuschieben ist auch die neue Synchroplan-Kassette (Goos) für 6 Simultanschichten. Die Folienkombinationen liegen unmittelbar aufeinander. Beim Schichtablauf werden sie durch ein Hebelsystem synchron gegeneinander verschoben. Durch Hebeleinstellung können Schichtabstände von 0,5—2 cm gewählt werden. Die Tomographie ist zunächst in der Thoraxdiagnostik angewandt worden. Heute ist ihr Anwendungsgebiet sehr viel größer. Neben Knochenuntersuchungen (Wirbelsäule, Schädel u. a.) sei besonders auch auf die Schichtaufnahmen der Nieren bzw. der Nebennieren (s. S. 243, 253) sowie der Gallenblase und der Gallenwege (s. S. 240) hingewiesen. Auch Kehlkopf- und Nebenhöhlen-Schichtuntersuchungen sind unentbehrlich.

Röntgenphotographie — Schichtuntersuchung — Fremdkörper] okalisation

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Die „Bildgüte" einer Schichtaufnahme ist davon abhängig, ob das darzustellende Objekt bzw. Teile des Objekts f ü r die diagnostische Beurteilung optimal abgebildet sind. Die üblichen Kriterien der Bildgüte — Kontrast u n d Schärfe — sind gegenüber Normalaufnahmen erheblich verschlechtert („Die Tomographie ist eine kostspielige Methode zur Herstellung schlechter Röntgenaufnahmen"). Die Auswahl der Methode (großer Schichtwinkel — Zonographie, lineare oder mehrdimensionale Verwischung) sind vor allem die Eigenschaften des darzustellenden Objekts und seiner Umgebung (Lage im Körper, Zusammensetzung: Weichteile—Knochen—Luft, Dicke, davon abhängig Strahlenabsorption und Streuung) zu berücksichtigen. J e größer der Schichtwinkel (damit: je geringer die Schichtdicke) u n d je größer die Verwischung von außerhalb der darzustellenden Ebene liegenden Objektteilen (mehrdimensionale Verwischung!), desto schlechter werden Schärfe u n d K o n t r a s t der Gesamtaufnahme. Alle Möglichkeiten, die durch die Streuung verursachte Kontrastminderung herabzusetzen, müssen ausgenützt werden (Raster, Einblenden, optimale Spannung). Eine wesentliche Erleichterung der Arbeit bringt die Anwendung der Belichtungsautomatik. Bei bestimmten Schichtuntersuchungen ist die Verwendung von Ausgleichsfiltern (Lunge—Hilus bzw. Bronchialbaum) zweckmäßig. Lit.: SWAET, B.: Praktische Probleme bei der Tomographie. Röntgenpraxis 20, 77—93 (1967). — SWART, B., W. DINGBNDORF und H . - D . KAPPE: Grundsätze der

tomographischen Praxis. Radiologe 9, 94—126 (1969).

Fremdkörperlokalisation Die Frage der genauen Lokalisation von Fremdkörpern, im weiteren Sinne von pathologischen Veränderungen überhaupt, wird oft an den Röntgenologen gestellt. E s sind folgende Methoden anwendbar: 1. Durchleuchtung. Die rotierende Durchleuchtung ermöglicht infolge der Parallaxe (s. S. 175) die Beurteilung der Lage eines Fremdkörpers bzw. eines lokalisierten Krankeitsprozesses. Der Punkt, an dem der Fremdkörper am nächsten unter der Oberfläche liegt, kann mit einem F e t t s t i f t markiert werden. Unter Umständen können unter Durchleuchtungskontrolle Zielaufnahmen gemacht werden (z. B. tangentielle Schädelaufnahmen bei Fremdkörpern in der Kopfschwarte, wodurch eine Lage im Knochen oder in der Schädelhöhle ausgeschlossen werden kann). Unter Durchleuchtung k a n n in 2 üblichen Strahlengängen (sagittal und frontal) die Lage eines Fremdkörpers oder eines Prozesses (z. B. Ösophaguskarzinom f ü r Einstellung bei der Pendelbestrahlung, s. S. 321) durch Aufkleben von Marken (Blei oder Gardinenringe oder ähnliches) markiert werden. Eine besondere Form der Tiefenlokalisation ist an

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Schichtgeräten möglich (s. Schichtuntersuchung S. 208). Unter Umständen läßt sich die Lage eines Fremdkörpers durch Einstechen von Nadeln (Kanülen in 2 verschiedenen Richtungen) markieren. Eine Durchleuchtungskontrolle von operativen Eingriffen zur Fremdkörperbeseitigung ist mit Hilfe des Bildverstärkers möglich (s. S. 122ff). 2. Zur Fremdkörperlokalisation können Aufnahmen in 2 Standardebenen angefertigt werden. Infolge der Verzeichnung ist diese Methode nur groborientierend. Eine Sonderform, die in ihren optisch bedingten Grenzen exakte Ergebnisse liefert, ist die Fremdkörperlokalisation am Auge nach COMBERG. Mit Hilfe einer mit einem Kreuz markierten Schale, die der Augenoberfläche genau angepaßt ist, kann bei genauer Einstellung, die unter Benutzung eines kleinen Spiegels und einer Taschenlampe vorgenommen wird, die Lage eines Fremdkörpers bestimmt und unter Verwertung der bekannten anatomischen Maße eine Aussage gemacht werden, ob diese im Augapfel liegt. Eine genauere Tiefenlokalisation mit Hilfe von 2 Aufnahmen ist auch möglich bei Benutzung von Schichtgeräten und mit Verwendung des von BÜCHNER angegebenen sogenannten Tiefenlots, eines Maßstabs, der röntgenschattengebende Markierungen trägt und mitphotographiert wird (Abb. 129). 3. Durch die Stereographie kann ein räumlicher Eindruck der Lage von Fremdkörpern und Krankheitsprozessen vermittelt werden (s. S. 204). Nachteilig ist die Subjektivität der Methode, sowie bei Messung mit dem Stereoskiagraphen (HASSELWANDER) der große Zeitaufwand. 4. Durch Schichtaufnahmen kann die Tiefenlage von pathologischen Einlagerungen und Veränderungen exakt bestimmt werden. Zu beachten ist dabei allerdings die Möglichkeit einer Verlagerung bei verschiedener Körperhaltung.

Abb. 129. Tiefenlot nach

BÜCHNER

Röntgenphotographie — Schirmbildphotographie

217

Die Schirmbildphotographie In der Schirmbildphotographie wird ein Leuchtschirmbild verkleinert auf einem Film abgebildet. Schirmbildgeräte werden vorwiegend für Reihenuntersuchungen (Entdeckung unbekannter Tuberkulosen, Untersuchungen bestimmter Bevölkerungsgruppen — z.B. in der Eisenund Stahlindustrie — zur Frage der Tuberkulose, der Staublungenerkrankung, möglicherweise auch zur „Früh"-Diagnostik von Lungengeschwülsten) verwandt. Das Schirmbildverfahren wird aber auch in der modernen Technik der Serienaufnahmen angewandt (s. S. 226ff). Voraussetzung für die praktische Anwendung der Schirmbildphotographie war die Herstellung von : 1. lichtstarken Objektiven mit gutem Auflösungsvermögen, 2. scharfzeichnenden Leuchtschirmen mit möglichst großer Helligkeit, 3. Photoemulsionen mit großer Empfindlichkeit gegenüber dem Leuchtschirmlicht, steiler Gradation und guter Zeichenschärfe (nicht zu grobkörnig). Da sich die hier angegebenen Forderungen z. T. widersprechen, konnte nur eine Kompromißlösung gefunden werden. Neben D E ABRETJ (Brasilien) haben sich in Deutschland vor allem H O L F E L D E R und J A N K E R um die Schirmbildphotographie verdient gemacht. Schirmbildaufnahmen erfordern wegen der geringen Leuchtschirmhelligkeit eine relativ lange Belichtung. Die Belichtungszeit kann herabgesetzt werden durch 1. höhere Spannung (meist 70 bis 80 kV und mehr), 2. Verkürzung des Abstandes (80 bis 100 cm Fokus-Schirmabstand). ! )ie Belastung der Röhre ist verständlicherweise größer als bei normalen Großaufnahmen. Auch die Strahlenbelastung des Patienten übersteigt diejenige bei Direktaufnahmen. Der relativ große Streustrahlenanteil kann durch eine stehende Feinrasterblende verringert werden. Als Leuchtschirme werden meist gelbgrün fluoreszierende Zinkkadmiumsulfid-Schirme verwandt. Bei Verwendung blauleuchtender Schirme wird die Dunkelkammerarbeit erleichtert, da die bei Normalschirmen benutzten ortho- oder panchromatischen Filme in der Dunkelheit entwickelt werden müssen. Als Objektive stehen zur Verfügung: 1. die ursprünglich verwandten Linsenobjektive, wie sie auch in normalen photographischen Kameras gebraucht werden. Ihre Lichtstärke (Verhältnis Durchmesser: Brennweite) muß mindestens 1:1,5 betragen, meist ist sie höher (1:0,95).

218

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

2. Die sogenannten Spiegelobjektive. Hierbei wird ein Hohlspiegelsystem verwandt, wie es seit langem in der Astronomie bekannt ist. 1931 konnte B. SCHMIDT durch Einschaltung einer Korrektionsplatte („SoHMiDTsche Platte") in den Strahlengang einen Ausgleich der sogenannten sphärischen Aberration und damit eine verwertbare Abbildungerzielen. Das Prinzip des Spiegelobjektivs zeigt Abbildung 130. In den Strahlengang ist zur Korrektur optischer Fehler ein „Korrek2

Abb. 130. Prinzip der Spiegeloptik; 1. Korrektor, 2. Spiegel, 3. Bildebene

tor", bei der Odelca eine Linse mit sphärischer Oberfläche, eingeschaltet. Die Strahlen fallen dann auf den sphärisch gekrümmten Hohlspiegel und werden von dort auf die Bildebene reflektiert. Diese, also auch der Film, liegt im abbildenden Strahlengang, wodurch die Lichtstärke (1:0,75) etwas verschlechtert wird. Die Bildebene ist ebenfalls gekrümmt, d. h. der Film muß auf eine sphärische Fläche gepreßt werden. Hierin besteht eine der technischen Schwierigkeiten. Der Hauptvorteil der Spiegelobjektive bestellt in der größeren Lichtstärke. Linsenobjektive haben den Vorteil der Ergänzbarkeit durch Vorsatzlinsen; Abbildungsmaßstab und Bildgröße können bei Verwendung von Linsenobjektiven leicht variiert werden. Das Filmmatcrial ist meist orthochromatisch (z. B. Agfa-Fluorapid, Gevaert Scopix). Die Entwicklung muß in Dunkelheit oder schwachem dunkelrotem Licht erfolgen. Es werden die üblichen kontrastreichen und klar arbeitenden RöntgenentwicHer benutzt. Ursprünglich wurde das sogenannte Kleinformat mit der Bildgröße 24 mm x 24 mm verwandt. Durch Verwendung unperforierten Films (35 mm) konnte das Bildformat auf 31 mm X 31 mm vergrößert werden (Technikformat). Für Reihenuntersuchungen kann ein 50 m langer Film verwandt werden. Einen weiteren Fortschritt brachte die Einführung des sogenannten Mittclformats (70 mm Breite) mit einem Bildformat von 63 mm X 63 mm. Eine weitere Vergrößerung des Filmformats dient der Verbesserung der

Röntgenphotographie — Schirmbildphotographie

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Abb. 131. Schirmbildgerät Seriomat (Siemens)

Detailerkennbarkeit (Filmbreite 100 mm, Bildgröße 91 mm x 91 mm). Das Schirmbildgerät Seriomat (Abb. 131) dient vor allem den Röntgenreihenuntersuchungen. Eine Strahlenschutzkabine schützt entsprechend den Strahlenschutzvorschriften (bei Aufnahmefrequenz über 200/Tag) das Personal vor der Einwirkung der ionisierenden Strahlen. Auch das Schirmbildgerät Photalix (Abb. 132) arbeitete mit einer Linsenkamera (Voigtländer). Im Mittelformat können hier Einzel aufnahmen gemacht werden. Für besonderen Einsatz gibt es motorisierte Schirmbildeinheiten, mit deren Hilfe auch in entlegenen Wohnbezirken Reihenuntersuchungen durchgeführt werden können. Die Odelca-Kamera nach BODWERS (Abb. 133) ist die am häufigsten gebrauchte Spiegelobjektivkamera. Der

Abb. 132. Schirmbildgerät Photalix (Müller)

220

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Abb. 133. Strahlengang einer geradlinigen und abgewinkelten Optik der OdelcaKamera

Abb. 134. Schirmbilduntersuchung mit der Odelca-Kamera

Korrektor besteht hier aus einer Meniskuslinse mit sphärischer Krümmung. Der Krümmungsmittelpunkt beider Flächen fällt mit dem Krümmungsmittelpunkt des Hohlspiegels zusammen (konzentrische System). Es gibt Typen für Einzelaufnahmen mit ebenem Leuchtschirm und einer sphärischen Bildebene sowie Seriengeräte mit zylindrisch gekrümmtem Leuchtschirm und dementsprechend „torisch" gekrümmter (Zylindermantel) Bildebene (das Anpressen des Films wird so erleichtert). Durch einen Winkeltubus kann der Strahlengang mit Hilfe eines Ablenkspiegels um 90° gedreht werden (s. Abb. 133). Die OdelcaKamera kann für SchirmbildReihenuntersuchungen einge-

Röntgenphotographie — Schirmbildphotographie

221

setztwerden (Abb. 134). Die Möglichkeit, Serienauinahmen anzufertigen, wird besonders bei Gefäßdarstellungen (Angiographie, Angiokardiographie) benutzt (s. S. 244ff.). Für die Auswertung von Schirmbildaufnahmen stehen besondere Projektions- bzw. Betrachtungsgeräte mit Lupenvergrößerungen zur Verfügung. Hauptnachteil der Schirmbildphotographie ist die im Vergleich zu Großaufnahmen verringerte Detailerkennbarkeit mit entsprechend geringerem Informationswert. Jedoch hat hier die Vergrößerung der Formate (s. S. 218) einen wesentlichen Fortschritt gebracht. Hervorzuheben ist, daß der Informationswert zwischen der Großaufnahme und der alleinigen Durchleuchtung steht, dieser also weit überlegen ist. Hauptvorteil ist neben der Billigkeit (durch Filmersparnis) die technisch einfache Handhabung und Personalersparnis bei Reihenuntersuchungen. Zunehmende Bedeutung hat in den letzten Jahren die Bildverstärkerphotographie, d. h. die Photographie des Bildes auf dem Ausgangsschirm des Bildverstärkers, gewonnen. Zu diesem Zwecke stehen Kameras der Formate 70 X 70 mm (Einzel- und Serienaufnahmen bis zu 6/sec; Vorratsmagazin für einen Rollfilm für 400 Aufnahmen) und 100 X 100 mm (Vorratsmagazin für 65 Einzelaufnahmen) zur Verfügung. Mit Hilfe von Spezialoptiken (Tandemoptik, Umlenkspiegel) kann die Kamera so angebracht werden, daß eine Sichtkontrolle über eine Fernsehkamera während des Aufnahmevorganges möglich ist (Abb. 135). Mit Hilfe einer Photozelle wird die Helligkeit des Bildverstärkerausgangsschirmes gemessen. Die Belichtung erfolgt automatisch. Die Hauptvorteile der Methode sind: 1. Die Strahlenbelastung pro Aufnahme wird erheblich reduziert (bis herunter zu 10% der Belastung bei einer Normalaufnahme). 2. Eine Verkürzung der Belichtungszeiten verringert die Bewegungsunschärfe. 3. Die verringerte Röhrenbelastung erlaubt die Verwendung eines kleinen Brennflecks (Verringerung der geometrischen Unschärfe). 4. Der Arbeitsvorgang am Gerät wird wesentlich erleichtert, die gesamte Untersuchungszeit abgekürzt, da das Einschieben bzw. Wechseln der Kassetten entfällt. 5. Durch die Anfertigung von Serienaufnahmen werden bei Untersuchung funktioneller Abläufe (z. B. ösophaguspassage, Peristaltik und Entleerung des Magens, Duodenal- und Dünndarmpassage u. a.) zusätzliche Informationen gewonnen. 5. Die Filmkosten sind niedrig. 6. Die Archivierung ist durch den geringen Platzbedarf erleichtert. 7. Bei Veröffentlichung von Untersuchungsergebnissen können direkte Papierabzüge verwandt werden.

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Eigenschaften und Anwendung energie reicher Strahlen

Kamera für Bildverstärker Photographie

Fernsehkamera

Umlenkspiegel Photozelle

b Abb. 135. Bildverstärkerphotographie: a) Schema, b) Kamera mit Bildverstärker und Fernsehkamera an Zielgerät Scopomat (C. H. F . Müller)

Röntgenphotographie — Schirmbildphotographie

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Nachteile der Methode sind: 1. Das Auflösungsvermögen ist geringer als bei normalen Großaufnahmen. Für die Darstellung feinster Details (z. B. der letzten Gefäßverzweigungen bei Angiographien) ist die Methode deshalb bisher weniger geeignet. 2. Der Kontrast ist geringer als bei Aufnahmen mit Hilfe von Verstärkerfolien. 3. Das Bildformat ist kleiner als bei Übersichtsaufnahmen. Große Übersichten über das Abdomen, z. B. das gesamte Colon können nicht gewonnen werden. Die Aufnahmen sollen mit möglichst kleinem Brennfleck gemacht werden (0,6, bei Kindern auch 0,3), das wird durch den geringen Dosisbedarf ermöglicht. Die geometrische Unschärfe wird so verringert. Wichtig ist eine sorgfältige Einblendung. Im Gegensatz zu Normalaufnahmen kann die extrafokale Strahlung, wenn sie ungeschwächt auf den Bildverstärkereingangsschirm trifft, die Bildqualität erheblich verschlechtern (s. S. 55). Zur Verbesserung der Detailerkennbarkeit können Vergrößerungsverfahren angewandt werden. Die elektronen-optische Vergrößerung (Umschalten am Bildverstärker) hat den Nachteil, daß die Dosis erheblich vergrößert wird (auf etwa 50% der Normalaufnahme). Auch die geometrische Vergrößerung (Veränderung der Abstände Brennfleck—Objekt—Bildverstärker) erhöht die Einfalldosis am Patienten. Die Möglichkeiten geometrischer Vergrößerung sind bei konventionellen Untersuchungsgeräten relativ gering (bis zu 1: 1,4), größer bei Fernbedienungsgeräten. Die Filme können in üblichen Entwicklungsmaschinen verarbeitet werden (90 sec-Maschinen). Die Betrachtung der Bilder kann direkt erfolgen. Das ist besonders bei Serienaufnahmen wichtig. Sicher muß sich der Betrachter an das kleinere Format gewöhnen. Die einfachste Vergrößerungsmethode ist die Lupenbetrachtung, außerdem können Projektionsgeräte oder Fernsehbetrachtungsanlagen angewandt werden, besonders dann, wenn die Bilder einem größeren Kreis demonstriert und gegebenenfalls zur Beurteilung vorgelegt werden sollen. Das Untersuchungsverfahren hat sich bisher besonders bei Untersuchungen des Magen-Darmtrakts und in der pädiatrischen Röntgendiagnostik (hier ist die Verminderung der Strahlenbelastung besonders wichtig!) bewährt. L i t . : GAJEWSKI, H . u n d W . SCHUSTER: B i l d v e r s t ä r k e r p h o t o g r a p h i e m i t 7 0 - m m -

Kameras in der pädiatrischen Röntgendiagnostik. Dtsch. Med. Wschr. 1968,

2201—2203. — STIEVE, F . E . : D a s A u f n a h m e s y s t e m v o m Ausgangsschirm des

Bildverstärkers. Klinische Forderungen. Röntgenblätter 25, 244—274 (1972). — CHERIGIE, E.: Die 70-mm-Aufnahme vom Bildverstärker und ihre Zukunftsaussichten. Röntgenblätter 25, 275—291 (1972).

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Kymographiö und Polygraphie Die Kymographie, die in Deutschland besonders durch S T U M P F und methodisch begründet und ausgebaut worden ist, dient der Darstellung von Bewegungsvorgängen im Körper. Bei der Kymographie wird der Film nur durch schmale Spalte belichtet (etwa 0,5 mm breit), die in bestimmten Abständen parallel zueinander geordnet sind (12 mm Abstand). Das Gesamtbild kommt so zustande, daß entweder der Film in der Belichtungszeit um einen Spaltabstand senkrecht zu den Spalten bewegt wird (Stufenkymographie) oder, wie es im allgemeinen üblich ist, der Schützraster diese Bewegung (senkrecht zur Spaltrichtung) übernimmt (Flächenkymographie). E s werden dadurch auf dem Film die Ausschläge der Randkonturen (Abb. 136) sich bewegender, mit der Umgebung kontrastierender Organe dargestellt. Naturgemäß stellen sich nur Bewegungen dar, die parallel zur Spaltrichtung verlaufen. Dementsprechend muß die Lagerung so erfolgen, daß die darzustellende Bewegung in dieser Richtung verläuft (Zwerchfellkymographie!). WEBER (1930)

Abb. 136. Flächenkymogramm des linken Herzrandes mit typischer Nasenform der Herzkammerzacken

Die Ablaufgeschwindigkeit des Rasters ist teilweise fest gegeben, teilweise ist sie auch regulierbar. Die Belichtungszeit muß der Abiaufzeit des Rasters entsprechen, da bei zu kurzer Belichtung breite unbelichtete Streifen entstehen. Bei den oben genannten Bedingungen (Spaltbreite 0,5, Rasterabstand 12 mm) erhält jeder Bildpunkt einen Bruchteil von 0,5 : 12 = 1/24 der Gesamtbeüchtung. Die Einstellung der notwendigen Spannung ist nach Erfahrung vorzunehmen.

Röntgenphotographie — Kymographie und Polygraphie

Abb. 137. Kymo-Kassette

Der Kymograph (nach STUMPF) kann an einem Durchleuchtungsgerät angebracht werden (Filmformat 30/40). Neuerdings gibt es Kymo-Kassetten (Format 24/30), die bei speziellem Anschluß wie normale Kassetten in ein Zielgerät eingeschoben werden können (Abb. 137). Die Rasterbewegung erfolgt durch eine Feder. Der Federzug garantiert einen gleichmäßigen Ablauf auch bei Drehung der Kassette. Hauptanwendungsgebiet der Kymographie ist die Herzdiagnostik, aber auch Bewegungsvorgänge anderer Organe (Zwerchfell, Ösophagus, Kiefergclenk u. a.) können kymographisch erfaßt werden. Die Polygraphie ist eine sehr einfache Methode zur Darstellung von Bewegungsvorgängen besonders von Abdominalorganen. In einem Polygramm erfolgt eine mehrfache Belichtung bei gleichbleibender Einstellung des Patienten. Zur Darstellung der Peristaltik des Ösophagus und des Magens (Abb. 138) können so nacheinander 3 bis 4 Expositionen (jede Aufnahme mit dem entsprechenden Bruchteil der notwendigen Gesamtbelichtung) vorgenommen werden. Es kommt zu einer Darstellung der Verschiebung der Randkonturen, so daß pathologische Störungen des Bewegungsablaufs gut beurteilt werden können. Sowohl bei der Kymographie als auch der Polygraphie ist es unbedingt notwendig, andere Bewegungen (z. B. Atmung) auszuschalten. Alle Aufnahmen müssen also unbedingt in absolutem Atemstillstand gemacht werden, es sei denn, daß gerade die durch die Atmung bedingten Bewegungen dargestellt werden sollen, wie bei der Abb. 138. Polygramm des Magens Zwerchfellkymographie. Auf ein besonderes Betrachtungsgerät, das den Bewegungsablauf umkehrt (Kymoskop), wird im allgemeinen verzichtet. S c h i u n g b a u m , Med. Strahlenkunde, 5. Aufl.

15

226

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Serienaufnahmen und Röntgenkinematographie Die Darstellung von funktionellen Abläufen und Organbewegungen (s. auch Kymographie und Polygraphie S. 224) wird ermöglicht durch die Anfertigung einer größeren Anzahl Aufnahmen in kurzen Abständen (Serienaufnahmen) und durch die Röntgenkinematographie. So können der Kontrastmittelstrom in Gefässen und im Herzen (Angiographie, Angiokardiographie s. S. 244ff.), die Bewegungen und Funktionen im Verdauungstrakt, den Hainorganen usw. dargestellt werden. Die Kinematographie ist für die Anfertigung von Lehr- und Demonstrationsmaterial besonders geeignet. Geräte zur Herstellung von Serienaufnahmen arbeiten: 1. direkt, 2. indirekt mit Hilfe des Schirmbildverfahrens. Zu 1: Auch die Spezialkassetten für den Zielbetrieb am Durchleuchtungsgerät gehöreil hierher. Hier handelt es sich allerdings immer um Unterteilung üblicher Filmgrößen, z.B. die Herstellung von 4 Zielaufnahmen auf dem Format 1 8 x 2 4 in der Magen- und Duodenal diagnostik. Die modernen Seriengeräte arbeiten unabhängig vom Durchleuchtungsgerät. Sie verwenden größere Formate, auf denen nur je 1 Belichtung vorgenommen wird. Die Schwierigkeit bei der Konstruktion entsprechender Hilfsgeräte hegt darin, daß die Filme ausreichend schnell und — zur Vermeidung einer störenden Bewegungsunschärfe —erschütterungsfrei gewechselt we: den müssen. Die sogenannten Kassettenwechsler gestatten einen relativ schnellen Wechsel von vor Beginn der Untersuchung gefüllten und in das Gerät eingelegten Kassetten. Ein Beispiel ist die Kassette nach W E N T Z L I K (Filmformat 20 X 96) zur Extremitätenarteriographie (Abb. 139). Der Wechsler wird mit der Hand nach Anweisung des Arztes gedreht. Jeweils wird der der Röhre Abb. 139. WENTZLm-Kassette (Siemens) für periphere Angiographien

direkt

lichtet.

zugekehrte Film be-

Röntgenphotographie - Serienaufnahmen und Röntgenkinematographie

227

Von Hand zu bedienen waren auch Schiebevorrichtungen, die den Einschub mehrerer Kassetten in einen Kassettentunnel am Lagerungstisch ermöglichten (Format 3 0 x 4 0 oder 35x35). In Abständen von etwa 1 sec. konnten (meist 3) Aufnahmen im Bereich des Rumpfes (z. B. Aortographie) durchgeführt werden. Eine Erhöhung der Aufnahmezahl und der Aufnahmefrequenz ermöglichen die Filmwechsler, bei denen meist Einzelfilme oder auch Filmrollen zwischen einem Folienpaar durchgezogen werden. Der Streustrahlenbeseitigung dienen stehende Raster. In der Praxis der angiographi-

Abb. 140. AOT-Einzelfilmblattwechsler für sagittalen und seitlichen Strahlengang in Kombination mit 2 Strahlern an Deckenstativen und 2 Bildwandlern

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

sehen Diagnostik — zunächst besonders in der Neuroradiologie — hat sich der Einzelblatt-Filmwechsler AOT ( S c h ö n a n d e r ) bewährt. Bei Aufnahmen in 2 Ebenen können 2 Wechsler kombiniert (Abb. 140) und im Wechsel geschaltet werden. Eine Wiederholung der Kontrastmittelinjektion kann so vermieden werden. Das Eilmformat ist im sagittalen Strahlengang 35 X 35, im seitlichen 24 X 30. Bis zu 30 Aufnahmen können mit einem Wechsler mit einer Frequenz bis zu 6/sec. in einem Arbeitsgang angefertigt werden. Der speziell für die Angiokardiographie konstruierte Rollfilmwechsler (Elema-Schönander) arbeitete bei einer Rollenlänge von 25 m mit einer Frequenz bis zu 12 Aufnahmen/sec. Der Filmwechsler ,,Puck" (Abb. 141) ist ein Blattfilm Wechsler für das Format 35 X 35. Pro sec können 2 Aufnahmen gemacht werden. Die Bauart ermöglicht eine Durchleuchtungskontrolle (BV-Fernsehen) während der Durchführung der angiologischen Untersuchungen. Der kurze Objekt-Filmabstand verringert die geometrische Unschärfe. Andererseits können durch Tieferstellen des „Puck" auch Vergrößerungsaufnahmen gemacht werden. Der Ablauf der Untersuchung wird auf Lochkarten programmiert und dann durch diese gesteuert. Die Filme werden automatisch numeriert. Für die Durchführung neuroradiologischer Serienaufnahmen war der Einzelblatt-Film Wechsler, ,Angioseriograph" (nach B u c h t a l a ) konstruiert. Mit einer Filmlänge von 20 m arbeitete die Rollfilmkassette nach Janker. Zur Angiographie ausgedehnter Gefäßgebiete (z. B . Aorta und Beinarterien) werden heute meist Speziallagerungstische benutzt, auf denen der Patient abschnittsweise über dem Filmwechsler verschoben werden kann (Abb. 142 und 143). Der notwendige Dickenausgleich (AbdomenOberschenkel—Unterschenkel—Fuß) kann dabei automatisch durch Spannungsabfall erreicht werden. Der Zeitpunkt der Verschiebung ist

Abb. 141. Filmwechsler „Puck" (Elema-Schönander)

Röntgenphotographie - Serienaufnahmen und Röntgenkinematographie

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Teil des „Programms", das mit Hilfe des „Programmwählers" (s. u.) vor Beginn der Untersuchung einzustellen ist.

l t

-

f

Abb. 142. Lagerungstisch (Koch und Sterzel) mit sehematischer Darstellung der stufenweisen Verschiebung der Tischplatte. Unter dem Tisch befinden sich Bildwandler und Fernsehkamera, so daß die Beobachtung dann auf einem Fernsehschirm erfolgen kann

Abb. 143. Verschiebbarer Lagerungstisch am AOT mit 3 Röhren zur Angiographie. Einstellung (Katheter) mit Hilfe der rechten Röhre und des unter dem Tisch befindlichen Bildwandlers, links Filmwechsler und 2 Röhren für Aufnahmen in 2 Ebenen

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Zu 2: Nach dem Schirmbild verfahren arbeitet die Odelca-Kamera (s. S. 218f.). Den Filmtransport ermöglicht die „Rapidix-Kassette" (Frequenz bis 6/sec, insgesamt 40 Bilder). Die technische Schwierigkeit lag hier, wie schon erwähnt, hauptsächlich im Anpressen des Films an eine gekrümmte Fläche. Die Röntgenkinematographie (JANKER) arbeitet mit wesentlich höheren Aufnahmefrequenzen bis zu 50/sec, heute bis zu 400/sec (besonders bei Angiographien bei Kindern angewandt). Ursprünglich wurde das Leuchtschirmbild direkt photographiert („Röntgen-Leuchtschirm-Kino"). Die Methode war auf wenige Spezialkliniken beschränkt und bedingte eine erhebliche Strahlenbelastung für den Patienten. Weite Verbreitung fand die Kinematographie erst, als der Bildverstärker („Röntgen-Bildverstärker-Kino") und die Fernsehtechnik (bei photographischer Aufnahme des Bildes des Sichtgeräts „Röntgen-Fernseh-Photo-Kino") in ihren Dienst gestellt wurden (s. S. 126ff.), wodurch die Dosisbelastung erheblich herabgesetzt werden konnte. Eine zusätzliche Kino-Impulseinrichtung mit Einstellung von Kurzzeitimpulsen synchron mit der Belichtung durch die Kamera bringt im Gegensatz zu einer kontinuierlich strahlenden Röntgenröhre eine weitere Dosisentlastung und außerdem eine Verbesserung der Bildqualität. Bei Verwendung eines elektronenoptischen Bildverstärkers wird ein dem Durchmesser entsprechender runder Ausschnitt abgebildet. Ein großes Bild wird mit Hilfe des elektrooptischen Bildverstärkers durch die Röntgen-Kino-Einrichtung Delcalix gewonnen. Hier wird das primäre Leuchtschirmbild über einen Umlenkspiegel und eine starke Spiegeloptik (Voroptik) verkleinert in eine Bildverstärkerröhre gelenkt. Das helligkeitsverstärkte Ausgangsleuchtschirmbild wird über eine lichtstarke „Nachoptik" auf dem Kinofilm abgebildet (s. auch S. 123). Auch die Bildspeichertechnik (s. S. 129) gehört zu den kinematographischen Methoden („Röntgen-Fernseh-Band-Kino"). Der Vorteil dieser Technik ist es, daß eine sofortige Reproduktion ohne weitere Verarbeitung (Entwicklung) möglich ist. An die für die Röntgenkinematographie benutzten Spezialkameras wird eine Beobachtungsoptik mit schwenkbarem Einblick angeschlossen. In der Röntgenkinematographie wird meist ein 35-mm-Film verwandt, bei höchsten Bildfrequenzen ein 20-mm-Film. Der Vorteil der Kinematographie liegt in einer naturgetreuen Abbildung funktioneller Bewegungsabläufe, deren Reproduktion mittels eines Filmprojektors, bei Bandspeichergeräten auf dem Sichtgerät eine genaue Beobachtung des Gesamtablaufs und einzelner Phasen ermöglicht. Bei allen Serien aufnahmen muß dem Strahlenschutz des Personals (Bleigummiwände am Tisch, Schutzkleidung) und auch des Kranken besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden, besonders bei den Schirmbildverfahren. Die Strahlenbelastung liegt hier wesentlich höher als bei

Röntgenphotographie — Kontrastmitteluntersuchungen

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den Direkt verfahren. Auch die Belastung der Röhre ist bei Serienaufnahmen mit hoher Frequenz außerordentlich groß. Die Zahl der möglichen Aufnahmen ohne Überlastung der Röhre muß jeweils berücksichtigt werden (s.S.77). Sie ist abhängig von der Belichtungszeit und der Frequenz. Serienaufnahmen werden am besten mit Drehstromgeneratoren unter Anwendung der Hartstrahltechnik angefertigt, da bei niedrigerer Spannung die Belichtungszeit nicht genügend kurz gehalten werden kann. Serienaufnahmen erfordern im allgemeinen ein Zusatzgerät, den sogenannten Programmwähler, mit dessen Hilfe vor Beginn der Untersuchung der Filmablauf genau festgelegt werden kann (z. B. 10 Aufnahmen mit einer Frequenz von 5/sec, 15 Aufnahmen 3/sec, der Rest bis zu 40 Gesamtaufnahmen 1/sec). Spezialuntersuchungen mit Hille von Kontrastmitteln Die annähernd gleiche Zusammensetzung der Weicht-eilgewebe des Körpers (gleiche mittlere Ordnungszahl) und die relativ geringen Dichteunterschiede vieler Organe, besonders der Hohlorgane, geben keinen ausreichenden Kontrast und damit keine verwertbare röntgenologische Darstellung. Schon frühzeitig wurden deshalb Methoden entwickelt, mit kontrastgebenden Substanzen Organe und Organsystem darzustellen. Als Kontrastmittel kommen in Betracht: 1. Stoffe, die die Strahlen wesentlich stärker absorbieren als das umgebende Gewebe. Sie erzeugen einen positiven Kontrast: sogenannte „positive Kontrastmittel". Es werden hier Kontraste angestrebt, wie sie physiologischerweise der Knochen bietet. Geeignet sind dementsprechend Stoffe, die sich durch eine hohe Ordnungszahl auszeichnen (Barium, J o d ; s. u.). 2. Stoffe, die Strahlen weniger absorbieren als Gewebe. Sie erzeugen einen negativen Kontrast: sogenannte „negative Kontrastmittel". Vergleichbar ist hier der physiologische Kontrast der Lunge oder gasgeblähter Abdominalorgane. Geeignet sind Stoffe, die infolge ihrer geringen Dichte kontrastgebend wirken: Gase. An die Kontrastmittel sind bestimmte Forderungen zu stellen: 1. Sie dürfen nicht toxisch (giftig) wirken. 2. Sie sollen möglichst schnell wieder aus dem Körper ausgeschieden werden (möglicherweise müssen sie auch künstlich entfernt werden). 3. Kontrastmittel zur Darstellung des Magendarmtrakts sollen im allgemeinen nicht resorbiert werden, also nicht erst in den Stoffwechsel hineingeraten (Ausnahme s. S. 234). 4. Sie dürfen keine wesentlichen lokalen Reizerscheinungen verursachen.

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

In der Mehrzahl der Kontrastmitteluntersuchungen werden Hohlorgane direkt gefüllt; in einigen Fällen, so bei der Darstellung der Gallenwege und des Urogenitaltrakts (s. S. 238f., 241f.), können sie auch oral und intravenös gegeben werden, wobei dann erst über Stoffwechselleistungen Konzentration und Ausscheidung des Kontrastmittels in Galle u n d Niere die röntgenologische Darstellung erlauben. Der Vorteil dieser Untersuchungen ist, daß sie nicht nur eine Beurteilung anatomischer Veränderungen ermöglichen, sondern auch Rückschlüsse auf die Organfunktion zulassen. Als positive Kontrastmittel werden fast ausschließlich Substanzen verwandt, die Barium- (Magen-Darmtrakt) und Jodverbindungen enthalten. Das ursprünglich in der Magen-Darm-Diagnostik benutzte Wismut wurde stärker resorbiert, und konnte so Nebenerscheinungen verursachen. Das früher besonders in der Gefäßdiagnostik (Hirngefäße) benutzte radioaktive Thorium darf keinesfalls mehr angewandt werden, da es im retikuloendothelialen System und den Ausscheidungsorganen (Niere) gespeichert wird, und seine Strahlung hier schwerste gesundheitliche Schäden (Entstehung von Tumoren!) verursachen kann. Als negative Kontrastmittel dienen Luft und in manchen Fällen auch Sauerstoff und Lachgas (N 2 0). Die letztgenannten Gase haben den Vorteil, daß sie schneller resorbiert werden als der Stickstoff der Luft, und daß — beim Sauerstoff, der schnell an den roten Blutfarbstoff gebunden wird — die Gefahr der sogenannten Luftembolie (Eindringen von Gasen in das Herz, wobei dieses dann leer arbeitet und der Kreislauf zum Erliegen kommt) geringer ist. I n vielen Fällen ist eine Vorbereitung zu den geplanten Untersuchungen notwendig. Die speziellen Vorbereitungsmaßnahmen sollen in den einzelnen Abschnitten besprochen werden. Unverträglichkeitserscheinungen nach Injektion jodhaltiger Kontrastmittel Bei Untersuchungen, die mit Hilfe der Injektion jodhaltiger Kontrastmittel durchgeführt werden, können „Nebenwirkungen" leichten bis schweren Grades bis zu lebensbedrohlichen „Kontrastmittelzwischenfällen" auftreten. Die Symptomatik reicht von leichter Übelkeit über Erbrechen, Hautsymptome (Jucken, Nesselfieber mit Quaddeln: Urticaria) bis zu bedrohlichen Erscheinungen (Kehlkopfödem, Schocksymptome: schließlich Atem- und Herzstillstand). Es handelt sich teilweise u m eine Überempfindlichkeitsreaktion (Allergie, Hyperergie), die wahrscheinlich nicht gegen das Jod, sondern den gesamten Kontrastmittelkomplex gerichtet ist. Allergische Reaktionen sind unabhängig von der verabfolgten Menge. Teilweise dürfte es sich um eine toxische Reaktion handeln (abhängig von der Kontrastmittelmenge!). Eine Testung der Überempfindlichkeit (Vorinjektion von 1 ccm oder 1 Tropfen in den Bindehautsack) hat sich als unzuverlässig herausgestellt. Auf die Bei-

Röntgenphotographie — Kontrastmitteluntersuchungen — Unverträglichkeit 233

gäbe von „Testampullen" zu den Originalpackungen h a t m a n infolgedessen verzichtet. Wichtig sind bei jeder Injektion jodhaltiger Kontrastmittel die Erhebung der Anamnese (Allergie, Reaktionen bei früheren Kontrastmitteluntersuchungen) u n d die genaue Überwachung. Der Patient soll darauf hingewiesen werden, daß er jedes nach der I n j e k t i o n auftretende Symptom sofort der MTA oder dem Arzt mitteilt. Als Vorsichtsmaßnahme empfiehlt es sich, nach Injektion einer kleinen Kontrastmittelmenge (1—2 ccm) einige Minuten abzuwarten, da die meisten Reaktionen insbesondere die schweren Unverträglichkeitserscheinungen, oft in den ersten Minuten nach Injektionsbeginn auftreten. Die Injektionen sind immer im Liegen durchzuführen. Nach Beendigung der Injektion soll die Kanüle noch einige Zeit (abgestöpselt) in der Vene liegen bleiben, damit ev. notwendig werdende Injektionen ohne Verzögerung durchgeführt werden können. Zwischenfälle können allerdings auch nach längerer Zeit (also in der Pause zwischen Aufnahmen) auftreten! Von entscheidener Wichtigkeit ist es, daß verdächtige Symptome, die die MTA zuerst bemerkt bzw. beobachtet, soiort dem Arzt mitgeteilt werden. Bei schweren Zwischenfällen ist es entscheidend, daß sofort die notwendigen Maßnahmen eingeleitet werden! Bei jeder Kontrastmittelinjektion müssen die u. U. benötigten Medikamente und ein entsprechendes I n s t r u m e n t a r griffbereit zur Verfügung stehen (Notfallbesteck). Bei Patienten, die besonders gefährdet erscheinen (Überempfindlichkeitsanamnese, Zwischenfälle bei vorausgegangenen Kontrastmitteluntersuchungen) werden, wenn auf die Untersuchung nicht verzichtet werden kann, Medikamente wie Kalzium, Antihistaminica und Kortisonderivate (z. B. Prednison) vorgespritzt. Die Injektion muß dann besonders vorsichtig (langsam) durchgeführt werden. Bei Auftreten von H a u t s y m p t o m e n (Juckreiz, Urticaria, Ödeme) erfolgt die Behandlung mit den gleichen Medikamenten. Geringe Allgemeinsymptome (Übelkeit, auch leichtes Erbrechen, Reizerscheinungen wie Niesreiz, Sensationen im Rachen, Hustenreiz) können ebenso kupiert werden, wenn sie nicht nach kurzer Zeit ohne Behandlung verschwinden. Frischluft- oder Sauerstoffzufuhr wirken günstig. Bei Erregungszuständen sind Beruhigungsmittel (Valium, Barbiturate, ev. Dolantin) zweckmäßig. Schwere respiratorische oder kardio-vaskuläre Symptome (bis zum Atem- und Herzstillstand) erfordern ein schnelles und gezieltes ärztliches Handeln. Medikamentös sind Kortisonderivate in hohen Dosen erforderlich, zur Anregung des Kreislaufs blutdruckwirksame Mittel wie Novadral, Arterenol u. a. I m Schock muß für eine sofortige Auffüllung der zirkulierenden Blutmenge durch Infusionen (Macrodex, Haemaccel) gesorgt werden. Die blutdruckwirksamen Mittel (Vasopressoren) können der Infusionslösung zugefügt werden. Die Atemwege sind frei zu halten, bzw. frei zu machen. F ü r eine ausreichende Sauerstoffzufuhr (Maske, ev. Intubation) ist zu sorgen. Als erste Maßnahme ist gegebenenfalls eine

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Mund-zu-Mund-Beatmung durchzuführen. Die Herztätigkeit kann durch Herzmassage, ev. auch durch intrakardiale Injektionen herzwirksamer Medikamente (Adrenalin) wieder in Gang gebracht werden. Bei länger dauernden Störungen ist der Patient an ein Beatmungsgerät anzuschließen. In Kliniken wird zweckmäßigerweise nach Durchführung der ersten Notmaßnahmen der Anästhesist zugezogen. Untersuchungen des Verdauungstrakts: Als Kontrastmittel dienen Aufschwemmungen von Bariumsulfat, als Barium sulfuricum oder als Handelspräparat, die teilweise geringe Zusätze enthalten (Geschmack, Wandhaftung). Die Konsistenz des Kontrastmittels kann durch den verschiedenen Wassergehalt modifiziert werden: von der dicken Paste, wie sie bei ösophagusuntersuchungen gebraucht wird, über etwas dickeren Brei, der als erster Schluck zur Darstellung der Magenschleimhaut zweckmäßig ist, dünneren Brei, der der Auffüllung des Magens dient, zur noch dünneren Aufschwemmung, wie sie bei der retrograden Auffüllung des Dickdarms gebraucht wird. Der Brei wird besser am Vorabend eingerührt, damit störende Luftblasen vermieden werden. Das Kontrastmittel soll körperwarm sein, in manchen Fällen ist auch die Untersuchung mit wärmerem Bariumbrei angezeigt (bis 45° z. B. bei spastischen Zuständen des Duodenums). In neuerer Zeit wird bei besonderer Indikation auch eine für die Magen-Darm-Diagnostik konfektionierte jodhaltige Kontrastmittellösung (Gastrografin, Schering) verwandt (mit Geschmacks- und Yiskositätszusatz). Kontrastgebende Substanz sind nierengängige Stoffe (wie zur Pyelographie). Zur Darstellung von Einzelheiten des Ösophagus, bei engen Stenosen, bei wesentlichen Passagehindernissen und bei Perforationsgefahr ist ihre Anwendung zweckmäßig. Im letzten Fall liegt der Hauptvorteil in der Resorbierbarkeit. Das Kontrastmittel verschwindet schneller aus dem Magen-DarmTrakt, während das Barium möglicherweise lange Zeit verbleibt und eine bestehende Entleerungsstörung verschlimmern kann. Die Patienten müssen bei einer Untersuchung des Magens nüchtern sein, d. h. sie dürfen am Morgen der Untersuchung weder gegessen noch getrunken oder geraucht haben. Besondere Abführmaßnahmen sind bei oraler Breigabe nicht notwendig. Bei Stenosen und Entleerungsbehinderungen des Magens muß u. U. vor der Untersuchung der Mageninhalt mit einer Sonde abgesaugt werden, u. U. in Verbindung mit einer Magenspülung. Die Untersuchung des Magen-Darm-Trakts wird im allgemeinen kombiniert als Durchleuchtung mit zusätzlich unter Sicht angefertigten Aufnahmen („Zielaufnahmen") durchgeführt. Der Vorteil dieser Methode liegt darin, daß bestimmte funktionelle Abläufe erfaßt werden. Wichtig ist auch die Möglichkeit der gezielten dosierten Kompression, die nur bei Durchleuchtungskontrolle möglich ist, und der manuellen Palpation, die die Lokalisierung von Schmerzen und die Zuordnung von

Röntgenphotographie — Kontrastmitteluntersuchung des Verdauungstrakts

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Tastbefunden (z. B. bei Geschwülsten) erlaubt. Auch die Einstellung in den •schrägen Durchmessern erfordert, wenn sie zu zuverlässigen Ergebnissen führen soll, die direkte Sicht bei der Durchleuchtung. Zur Untersuchung des Ösophagus erhält der Patient einen Teelöffel Paste; bei zu langsamer Passage kann auch etwas dünneres Kontrastmittel gegeben werden. Wenn eine besonders sorgfältige Schleimhautuntersuchung notwendig ist, kann nach dem Kontrastmittel ein Löffel ö l gegeben werden, wobei es dann oft zu einem gut zu beurteilenden Benetzungsbild kommt. Die Darstellung der Ösophagusschleimhaut erfolgt am besten im Liegen, möglicherweise unter Preßatmung (sogenannter „Valsalva"), da sich so Krampfadern (Varizen) stärker füllen. Zur Untersuchung des Magens erhält der Patient zunächst einen Schluck der Kontrastmittelaufschwemmung (am besten in einem Einnehmegläschen) zur Benetzung der Schleimhaut, dann zur Prallfüllung einen Becher, der schluckweise unter Durchleuchtungskontrolle zu leeren ist. Der Durchleuchter kontrolliert die Funktion der Kardia, den Füllungsvorgang, das Einsetzen und den Ablauf der Peristaltik sowie die Entleerung. Der Bewegungsablauf der Peristaltik kann durch ein Polygramm (s. S. 225) erfaßt werden. Es folgt die Füllung des Bulbus und der Duodenalschlinge. Selbstverständlich ist die Untersuchung in verschiedener Drehung (schräge Durchmesser) und Lage (Kopftief- und Bauchlage) durchzuführen. Übersichts- und Zielaufnahmen ergänzen den Durchleuchtungsbefund. Bei der sogenannten Doppelkontrastmethode wird nur wenig Kontrastmittel und dann zusätzlich Luft (bzw. Gas) gegeben. Bei einer großen Magenblase erhält man nach Umlagerung ein Doppelkontrastbild der Fornix. Durch Gabe einer Brausetablette bzw. von Brausepulver kann eine stärkere Gasfüllung erzielt werden. Mit Hilfe eines Spezialgerätes („Gastrospray") kann gezielt ein Schleimhautbeschlag erzielt und dann in dem erforderlichen Maß Luft eingeblasen werden. Auch Absaugen ist möglich. Die Doppelkontrastmethode ist besonders wichtig für die Diagnostik noch wenig ausgedehnter Karzinome und zur Darstellung von pathologischen Veränderungen im Fornixgebiet. Die Entleerungs- bzw. Passagefunktion ist in gewissen Abständen zu kontrollieren. Im allgemeinen wird nach 1 bis 2 Stunden eine Kontrolluntersuchung durchgeführt; bei Entleerungsverzögerungen sind häufigere Kontrollen notwendig. Eine grobe Orientierung über den Dickdarm gibt eine Kontrolle nach 24 Stunden. Sie trägt auch zur Diagnostik von Funktionsstörungen bei (Beschleunigung oderVerlangsamung der Passage). Spastisch bedingte Veränderungen können durch Injektion krampflösender Medikamente (Spasmolytica) beseitigt werden. Durch Injektion von Morphin (0,005) wird die Peristaltik angeregt (Untersuchung etwa 5 bis 10 min nach Injektion) und, da sich der Pylorus schließt, das Antrum besser dargestellt. Methoden, die sich dieser und anderer Pharmaka

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

(besonders bewährt h a t sich in letzter Zeit das die Peristaltik anregende und den Pylorus öffende gut verträgliche Metroclopramid, Handelsname Paspertin) bedienen, werden unter dem Sammelbegriff Pharmakoradiographie zusammengefaßt (s. auch unter Cholangiographie S. 239). Bei der Magenuntersuchung kann diese Methode die Ergebnisse in der Differentialdiagnostik bösartiger Tumoren fördern, da eine Wandstarre und Veränderungen der Peristaltik besser dargestellt werden. Der Gasfüllung bedient sich auch die sogenannte Parietographie, d. h. eine Darstellung der Magenwand. Der gasgeblähte Magen wird hier mit Hilfe von Schichtaufnahmen untersucht. Lit.: SCHULTZ, J . , W . MOLDENHATJER und W . KRÖGER: Zur Technik und Indikation der parietographischen Magenuntersuchung. Röntgenpraxis 20, 169—176 (1967).

Die Untersuchung des Duodenums, also nicht nur des Bulbus duodeni, sondern der Duodenalschlinge in ihrem gesamten Verlauf, erfolgt im allgemeinen im Zusammenhang mit jeder Magenuntersuchung. Morphologisch u n d funktionell von der Norm abweichende Befunde erlauben auch Rückschlüsse auf Erkrankungen des Pankreas. Bei unzureichender Darstellung bzw. Füllung der Duodenalschlinge kann die Pharmakoradiographie eingesetzt werden. Paspertin (s. o.) f ü h r t zu einer Erweiterung des Duodenums und damit nach Gabe von Kontrastmittel (Barium) einer besseren Darstellung. Eine optimale Darstellung läßt sich auch mit Hilfe der Duodenographie in Hypotonie erzielen. Die Hypotonie wird durch Stoffe, die den Tonus des Nervus vagus herabsetzen, erzielt (Injektion sogenannter Parasympathikolytika, ursprünglich Antrenyl i. m., Wirkung nach etwa 15 min, jetzt meist Buscopan i. v., Wirkung nach 2 min, ev. zusammen mit Paspertin). Zur Hypotonie führen auch Oberflächen anästhetika, die zusammen mit dem Kontrastmittel verabfolgt werden können. Dieses wurde anfänglich ebenso wie der Doppelkontrastdarstellung dienende L u f t durch eine Duodenalsonde verabfolgt. Es zeigte sich aber, daß die Gabe durch die Sonde nicht notwendig ist. Das Kontrastmittel (relativ geringe Menge) kann wie zur Normaluntersuchung getrunken werden. Die Doppelkontrastdarstellung wird mit Hilfe von Brausepulvern oder Tabletten durch entsprechende Lagerung (Kopftieflagerung) erzielt. Die Untersuchung des Dünndarms kann mit der normalen Magenuntersuchung kombiniert werden. Man läßt dann einen zweiten Becher Kontrastbrei schluckweise im Abstand von 10 Minuten austrinken und kontrolliert alle 20 bis 30Minuten den Füllungszustand. Im allgemeinen ist der gesamte Dünndarm nach 1 bis 3 Stunden dargestellt (Methode nach P A N S D O R F ). Nach W E L T Z trinkt der Patient von Anfang an einen Becher Brei nur schluckweise, Kontrollen dann wie oben. Eine Beurteilung der Absonderung bzw. Wirksamkeit von Verdauungsfermenten ist möglich, wenn man Kontrastmittel in kleinen Kapseln, deren Hülle

Röntgenphotographie - Kontrastmitteluntersuchung des Verdauungstrakts

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durch bestimmte Fermente aufgelöst wird, verabfolgt. Bei der Durchleuchtung kann dann verfolgt werden, wie lange die Kapseln erhalten bleiben. Daraus ergibt sich, in welchem Darmabschnitt die betreffenden Fermente wirksam sind. Der Brei erreicht das Colon im allgemeinen nach 5 bis 12 Stunden. Die Passage kann beschleunigt werden, wenn man dem Brei etwas Bittersalz (Magnesium sulfuricum) beifügt oder aber das Kontrastmittel eisgekühlt trinken läßt. Auch durch Gabe von Sorbit, einem sechswertigen Alkohol, oder Paspertin (s. o.) läßt sich die Passage beschleunigen. Bei guter Darstellung des Schleimhautreliefs des Dünndarms läßt sich so die Dünndarmuntersuchung erheblich abkürzen. Nach weniger als 1 Stunde ist meist schon das Colon ascendens gefüllt und damit auch eine Darstellung des Coecums bzw. der Appendix erreicht. Wie schon oben erwähnt, ist eine grobe Orientierung über die Dickdarmverhältnisse 24 Std. nach der Magenuntersuchung oft noch möglich. Soll der Dickdarm gezielt (oral) gefüllt werden, läßt man am Vorabend (22 bis 23 Uhr) einen Becher Brei trinken und untersucht dann am nächsten Morgen. Oft ist dann auch die Appendix gut dargestellt. Einzelheiten des Dickdarms sind aber meist mit der oralen Methode nicht zu beurteilen. Es ist dann die retrograde Füllung notwendig. Die retrograde (rückläufige) Darstellung des Dickdarms wird auch als Kontrasteinlauf (eigentlich Kontrastmitteleinlauf) bezeichnet. Sie wird als sogenannte Untertischdurchleuchtung (Trochoskopie) durchgeführt, d. h. die Röntgenröhre befindet sich unter dem Lagerungstisch. Zur Vorbereitung ist eine sorgfältige Reinigung des Darmes erforderlich, da andernfalls feinere Wand Veränderungen nicht beurteilt werden können. Bei Verstopfung sollte mehrere Tage vor der Untersuchung durch Gabe von Abführmitteln eine Entleerung des Darmes herbeigeführt werden. Am Vorabend ist ein hoher Reinigungseinlauf durchzuführen (evtl. ein subaquales Darmbad). Die letzte Mahlzeit (nur leichte, schlakkenarme Kost) soll am Spätnachmittag eingenommen werden. Am Morgen der Untersuchung ist dann nochmals ein Reinigungseinlauf zweckmäßig. Zur Lösung des Darmschleims kann hier etwas Natriumbikarbonat zugesetzt werden. Die Untersuchung soll etwa 4 Stunden nach dem Einlauf durchgeführt werden. Auf sorgfältige Entleerung der Spülflüssigkeit ist vorher zu achten. Eine andere Form von Vorbereitung benutzt spezielle Abführmittel, sogenannte Kontaktlaxantien (z. B. Dulcolax), die oral und als Zäpfchen, evtl. in Kombination, verabfolgt werden. Die Durchführung einer Rektoskopie vor der retrograden Füllung mit Kontrastmittel ist unzweckmäßig, da der Darm dann stark luftgebläht ist. Zur Durchführung des Kontrasteinlaufs gehört ein Einlaufgerät mit Anschluß an ein Darmrohr. Zweckmäßig ist ein Rohr mit seitlichen Öffnungen und einem aufblasbaren Gummiballon, der ein Auslaufen des Kontrastmittels, zumindest teilweise, verhindern kann. Dem Kontrastmittel wurde oft Tannin (Gerbstoff) zugesetzt (1%), da sich so nach Entlee-

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

rung die Schleimhaut vielfach besser und gleichmäßiger darstellte. In neuerer Zeit wurde allerdings die Tanninanwendung teilweise abgelehnt (USA), da resorptionsbedingte Leberschäden beobachtet wurden. Auch bei Zusatz des schon erwähnten Kontaktlaxans zum Bariumbrei können gute Schleimhautbilder gewonnen werden. Nach Einführung des Darmrohrsläßtman, unter Anweisung desArztes, das Kontrastmittel einlaufen. Die Untersuchung muß in verschiedener Lage, u. U. mit Zielaufnahmen, durchgeführt werden. Hat das Kontrastmittel das Coecum erreicht, ist die 1. Phase der Untersuchung abgeschlossen. Der Patient kann das Kontrastmittel entleeren. Eine Entleerung auf dem Tisch ist mit Hilfe der Einschaltung eines T-Stücks möglich. Andernfalls muß ein Becken benutzt werden. Gehfähige Patienten können auf der Toilette entleeren. Nach etwa 15—30 min wird eine Kontrolluntersuchung durchgeführt. Sie ermöglicht im allgemeinen eine Beurteilung der Schleimhaut. Feinere Wandveränderungen können dann noch mit der Doppelkontrastmethode nach A. W. FISCHER d. h. durch Einblasung von Luft sichtbar gemacht werden. Sie wird am besten vom Arzt selbst vorgenommen (Vorsicht bei Geschwüren und Divertikeln). Mit Hilfe des Kontrasteinlaufs kann vielfach auch die Appendix dargestellt werden, jedoch ist die orale Füllung (s. S. 237) als zunächst zu bevorzugende Methode anzusehen. Anhang: Darstellung der Speicheldrüsen: Sialographie. Die Ausführungsgänge der Speicheldrüsen können mit jodhaltigen Kontrastmitteln durch den Hauptausführungsgang vom Munde aus aufgefüllt und so röntgenologisch dargestellt werden. Als Kontrastmittel dienen jodhaltige Lösungen (z. B. Endografin-Hytrast) in Konzentrationen von 40 bis 60%. Als Instrumentarium müssen vorhanden sein steril: 1 Sonde, mehrere Knopfkanülen, 1 Dilatator, Rekordspritzen, u. U. ein Rekordansatz mit angeschlossenem Kunststoff(Polyvinyl)schlauch, durch den man das Kontrastmittel einlaufen lassen kann; außerdem: ausreichende Beleuchtung (Stirnlampe oder Stirnspiegel), Spatel, Tupfer, Zellstoff, Schalen. Aufnahmen sind in mindestens 2, möglicherweise auch 3 (axial) Ebenen zu machen. Die Untersuchung kann auch gezielt unter Durchleuchtungskontrolle durchgeführt werden. Lit.: B R A N D S , T H . und E . S C H N E P P N E R : Zur Technik der gezielten fraktionierten Sialographie. Röntgenpraxis 20, 221—226 (1967).

Darstellung der Gallenwege (Cholangiographie, Cholezystographie): Nachdem lange Zeit im wesentlichen allein die Darstellung der Gallenblase, nur in Ausnahmefällen auch der Gallengänge, gelang, hat die

Röntgenphotographie - Kontrastmitteluntersuchung der Gallenwege

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Einführung neuer Kontrastmittel eine routinemäßige Darstellung auch der Gallengänge, besonders des Ductus choledochus, gestattet. Der Patient muß, wie auch bei der Magen-Darm-Untersuchung, nüchtern sein. Besondere Bedeutung kommt der „Reinigung" des Abdomens zu. Am Vortag soll nur leichte, nicht blähende Kost eingenommen werden. Am Morgen kann ein Kontaktlaxans gegeben werden (z. B. Dulcolax-Zäpfchen, Entleerung nach etwa 30 min). Auch ein Reinigungseinlauf mit warmem Wasser ist zweckmäßig (evtl. Zusatz von 2ml 30%igem Wasserstoffsuperoxyd auf 11 Flüssigkeit). Bei stark störenden Darmschatten kann auch nach der ersten Aufnahme noch ein Zäpfchen gegeben werden. Bei Durchfällen soll nur ein Reinigungseinlauf vorgenommen werden. Keine eisenhaltigen Tabletten! Die Kontrastdarstellung der Gallenblase ist mittels oraler und intravenöser Kontrastmittelgabe möglich. Die orale Füllung birgt in sich die Fehlerquelle intestinaler Resorptionsstörungen. Als Kontrastmittel hatte lange Zeit das Biliselectan den Vorrang. Jetzt stehen einige trijodierte (3 Jodatome am Molekül) Mittel zur Verfügung, die manchmal auch eine Darstellung der Gallengänge ermöglichen (Biloptin, Orabilix, Osbil, Telepaque, Teridax u. a.). Die Resorptionsfähigkeit der oralen Kontrastmittel ist ein wesentlicher Faktor ihrer Güte. Der Zeitpunkt der besten Füllung ist bei den oral zu nehmenden trijodierten Kontrastmitteln 12—14 Stunden nach Einnahme erreicht. Eine bessere Gallengangsdarstellung kann u. U. durch fraktionierte Kontrastmittelgabe (50% am Vorabend der Untersuchung, 50% 2 Std. vor der Untersuchung) erreicht werden. Die Darstellung der Gallenwege durch intravenöse Injektion von Biligrafin brachte für die Diagnostik den wesentlichen Fortschritt der besseren Gallengangsdiagnostik. Für die Darstellung der Gallenblase allein genügt die Injektion von 20 ccm des 30%igen Biligrafins. Sollen die Gallengänge dargestellt werden (Cholangiographie), steht das Biligrafin forte (50%ig) zur Verfügung. Die neueren Präparate Bilivistan und Biligram haben den Vorteil, daß die Gallengänge länger gefüllt bleiben. Die Gesamtzahl der Aufnahmen kann dadurch vermindert werden. Eine bessere Darstellung der Gallenwege kann manchmal erreicht werden, wenn man einen Spasmus des Sphinkter ODDI erzeugt (Injektion von 0,005 Morphium oder entsprechend Dolantin), Umgekehrt können Spasmen durch Gabe von 2 Nitroglyzerinkapseln beseitigt werden. Die Aufnahmen für die Gallengangsdarstellung sollen nach etwa 25, 50 und 75 Minuten gemacht werden. Alle Aufnahmen sind in leichter Drehung in den 2. schrägen Durchmesser anzufertigen (Boxerstellung), entweder auf dem Buckytisch oder auch stehend. Die Gallenblasendarstellung wird in gleicher Lage oder am Zielgerät durchgeführt, an dem u. U. auch eine seitliche Aufnahme geschossen werden kann. Die optimale Füllung ist nach 100 bis 120 min erreicht. [|

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Danach wird eine „Reizmahlzeit" (Eigelb, Öl, Magnesiumsulfat) gegeben, die normalerweise zu einer Entleerung der Gallenblase (Verkleinerung, Höhertreten des unteren Pols) führt. Auch der wegen seiner die Darmpassage beschleunigenden Wirkung erwähnte sechswertige Alkohol Sorbit hat einen „cholezystokinetischen" Effekt, verursacht also eine Entleerung bzw. Verkleinerung der Gallenblase. Er ist wirksamer Bestandteil der manchen Gallenkontrastmitteln beigegebenen leicht einzunehmenden Täfelchen sowie des Sorbosans. Die Beobachtung der reflektorischen Entleerung der Gallenblase („positiver Reflex") erlaubt eine Beurteilung der Gallenblasenfunktion. Die Reflexaufnahme wird 30 bis 45 min nach der Reizmahlzeit gemacht. Seit einigen Jahren steht das Cholezystokinin, ein gastrointestinales Hormon mit spezifischer Wirkung auf die Gallenblase, als injizierbares Präparat (Handelsname Cecekin) zur Verfügung. Neben der sicheren Auslösung des Reflexes hat es den Vorteil, daß die Kontraktion schon 1 bis 3 min nach der i. v. Injektion ausgelöst wird. In vielen Fällen kann durch die Schichtuntersuchung ein noch besseres Ergebnis der Cholezystographie erzielt werden (Steindiagnostik!). Die Schichtaufnahmen sind in Bauchlage in leichter Drehung zu machen. Die vorderste Schicht liegt 5 bis 7 cm unter der Bauchhaut, bei Schichtung der Gallenwege noch etwas tiefer. Der Abstand der Schichtebenen (5 bis 8) hat 0,5 bis 1 cm zu betragen. Besonders wichtig kann die Schichtuntersuchung bei Steinverdacht im Ductus choledochus sein, in dem der starke Kontrast des Kontrastmittels besonders, wenn er erweitert ist, leicht kleinere Konkremente überdeckt. Alle Aufnahmen müssen in absolutem Atemstillstand gemacht werden (Exspirium), da sonst eine erhebliche Bewegungsunschärfe entsteht. Zugunsten des Bildkontrastes hat es sich bewährt, mit relativ niedriger Spannung (etwa 60 kV) und längerer Belichtung zu arbeiten (300 bis 400 mAs). Neben der bisher beschriebenen indirekten Gallenwegsdarstellung, bei der die Kontrastmittel durch die Leber ausgeschieden und mit der sezernierten Galle die Gallengänge und die Gallenblase sichtbar gemacht werden, ist manchmal die direkte, intraoperative oder postoperative Cholangiographie notwendig. Die Frage ist hier die Durchgängigkeit des Ductus choledochus und des Sphinkters bzw. der Nachweis noch nicht entfernter Konkremente. Es werden dabei bis zu 20 ccm des Kontrastmittels in das eingelegte T-förmige Drain injiziert und dann sofort die notwendigen Aufnahmen gemacht (am Operationstisch mit stehendem Streustrahlenraster). Die unmittelbare Kontrolle mittels Fernsehdurchleuchtung (s. S. 126f.) istmöglich. Eine direkte Füllung und Darstellung der Gallenblase ist mittels direkter Punktion unter laparoskopischer Sicht möglich. Mittels perkutaner Leberpunktion mit folgender Kontrastmittelinjektion können die Gallengänge dargestellt werden: transhepa-

Röntgenphotographie - Kontrastmittelunters, d. Pankreas u. d. Harnwege

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tische Cholangiographie (Indikation: zur Differentialdiagnose eines Gallengangsverschlusses mit unzureichendem Ergebnis der i. v. Untersuchung). Pankreatographie: Intraoperativ können auch die Pankreasausführungsgänge (Ductus Wirsungianus) mit Kontrastmitteln sichtbar gemacht werden (DOUBILET 1951). Entweder wird nach Eröffnung des Duodenums die Papille sondiert und dann das Kontrastmittel injiziert (aszendierende, transpapillare P.) oder die Injektion erfolgt in einen tastbaren oder operativ eröffneten peripheren Pankreasgang (deszendierende P.). Die Methode hat Bedeutung für die Differentialdiagnose und die sich aus ihr ergebenden therapeutischen Konsequenzen (Indikation und Methode eines operativen Eingriffs). Neuerdings kann mit Hilfe der modernen Duodenoskopie ohne Operation Kontrastmittel unter Sicht in die Pankreasgänge injiziert werden. Darstellung der Harnwege: Die Darstellung der ableitenden Harnwege wird im allgemeinen Pyelographie (Pyelon: Nierenbecken) genannt (umfassendere Bezeichnung Urographie). Die Vorbereitung entspricht im wesentlichen der zur Cholezystographie. Am Morgen der Untersuchung kann etwas Brot gegessen, dagegen soll nicht getrunken werden. Bei Infusionsurographie (s. u.) kann vorher auch getrunken werden. Wichtig ist, daß vor Beginn der Untersuchung die Harnblase entleert wird, da sonst möglicherweise die Ausscheidung reflektorisch gestört ist. Die ableitenden Harnwege können nach Injektion eines Kontrastmittels, das durch die Niere ausgeschieden wird, sichtbar gemacht werden: intravenöse Pyelographie (in Ausnahmefällen intramuskulär, s. u.). In jedem Fall ist vor der Injektion eine Leeraufnahme anzufertigen (bei richtiger Einstellung schneidet das Bild mit der Symphyse ab, so daß die Blase noch dargestellt ist). Bei starkem Meteorismus kann noch ein Kontaktlaxans gegeben werden (s. S. 239), nach Entleerung ist dann nochmals zu kontrollieren. Als Kontrastmittel werden fast ausschließlich trijodierte Substanzen in Konzentrationen bis zu 76% verwandt (z. B. Urografin). Die zu injizierende Menge beträgt beim Erwachsenen etwa 20 ccm, bei Kindern entsprechend weniger (Säuglinge 3 bis 5 ccm). Etwa 7 und 14 Minuten nach Beginn der Kontrastmittelinjektion werden dann die Füllungsaufnahmen gemacht. Bei Kleinkindern muß u. U. intramuskulär injiziert werden, es ist dann 1 Ampulle der resorptionsfördernden Hyaluronidase (z. B. Kinetin) an der Injektionsstelle vorzuspritzen. Die Aufnahmen sind dann nach 15 und 30 Minuten zu machen. Die intravenöse (und intramuskuläre) Pyelographie erlaubt eine Beurteilung der Ausscheidungsfunktion. Die Anlage von den Harnabfluß in die Blase hemmenden Komprcssorien (Gurt, aufblasbare Gummimanschette) ändert die physiologischen Verhältnisse. Sie führt zu einer stärkeren Füllung des Nierenhohlsystems. Zur besseren Darstellung von Formveränderungen (z. B. bei Verdacht auf S c h i u n g b a u m , Med. Strahlenkunde, 5. Aufl.

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Entzündungen oder Tumoren) kann das Kompressorium unmittelbar nach der 1. Füllungsaufnahme angelegt werden. Die 2. Aufnahme und evtl. weitere Aufnahmen in leichter Drehung werden bei liegendem Kompressorium angefertigt. Es folgt dann eine weitere Aufnahme einige Minuten nach Lösung der Kompression. Die Anlage des Kompressoriums schon bei Beginn der Untersuchung ist nur in Ausnahmefällen angezeigt, z. B. bei sehr dicken Patienten, oder wenn eine Ausscheidungshemmung bzw. eine mangelnde Konzentrationsfähigkeit der Niere bekannt ist, so daß nur ein geringer Kontrast erwartet werden kann. Die 1. Aufnahme hat dann nach etwa 15 Minuten zu erfolgen. Danach ist das Kompressorium zu lösen und eine weitere Aufnahme (nach etwa 3 bis 4 Minuten) anzuschließen. Die Aufnahmen des Pyelogramms werden im allgemeinen im Liegen angefertigt. Bei Verdacht auf pathologische Beweglichkeit (Wanderniere) ist eine weitere Aufnahme im Stehen anzuschließen. Bei pathologischen Ausscheidungshemmungen oder Abflußbehinderungen sind — nach Anweisung des Arztes — weitere Aufnahmen in größeren Abständen notwendig (Spätaufnahmen). Alle Aufnahmen sind in Atemstillstand zu schalten (Exspirium). Beim sogenannten Veratmungspyelogramm wird derselbe Film doppelt belichtet, in extremer Inspiration und in Exspiration (jeweils halbe Belichtungszeit). So können u. U. Verwachsungen und Entzündungsprozesse in der Nierenumgebung sichtbar gemacht werden (normalerweise verschieben sich die Nieren mit der Atmung). Eine Verbesserung der Ergebnisse der intravenösen Ausscheidungspyelographie konnte in neuerer Zeit durch Infusion größerer Kontrastmittelmengen (Infusionspyelographie) erzielt werden. Die bessere Darstellung der Nierenhohlsysteme macht in vielen Fällen die sonst indizierte retrograde Füllung (s. u.) entbehrlich. Bei der Infusionspyelographie werden 2—4 ccm/kg Körpergewicht einer 30%igen Kontrastmittellösung in 10—15 Minuten infundiert. Etwa 10 und 20 Minuten nach Infusionsbeginn (evtl. auch später) werden Aufnahmen angefertigt. Das sogenannte Frühurogramm (1, 2, 3 min nach Inj.) kann ev. einseitige Durchblutungsstörungen aufdecken (unterschiedliche Parenchymanfärbung und Ausscheidung). Eine Verringerung des Harnzeitvolumens als Folge einer Minderdurchblutung kann mit Hilfe des sogenannten Auswaschurogramms erkannt werden. Es werden dabei unmittelbar nach der Kontrastmittelinjektion 500 ml einer 20%igen Mannitollösung schnell infundiert. Eine stärkere Füllung des Hohlsystems (etwa 3 und 6 min nach Infusionsende) einer Seite charakterisiert die verzögerte Auswaschung. Die retrograde Pyelographie wird mit Hilfe des Ureterenkatheterismus (Einführung unter zystoskopischer Sicht) durchgeführt. Ein entsprechender Untersuchungstisch ist erforderlich. Der Patient kann dann bei liegenden Ureterenkathetern, aber nach Entfernung des Zystoskops auf

Röntgenphotographie - Kontrastmitteluntersuchung der Harnwege

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den Röntgentisch umgelagert werden (es sei denn, es steht eine spezielle urologische Röntgeneinrichtung zur Verfügung). Die Füllung erfolgt (besonders bei Störung der Nierenfunktion) oft nur einseitig. Kontrastmittel werden in geringerer Konzentration verwandt (etwa 30%ig) als bei der intravenösen Pyelographie. Das Kontrastmittel muß langsam, ohne besonderen Druck in Mengen von etwa 4 bis 5ccm pro Seite bei doppelseitiger Darstellung gleichzeitig injiziert werden. Es können auch unter der Injektion Zielaufnahmen mit dem Zielgerät gemacht werden (Pyeloskopie). Andernfalls wird die Aufnahme nach Abschluß der Injektion bei noch liegender Spritze angefertigt. Eine Doppelkontrastdarstellung kann durch zusätzliches Einblasen von Luft erreicht werden. Nach Abschluß werden die Katheter herausgezogen. Die Pyelographie kann u. U. durch Schichtaufnahmen der Niere ergänzt werden. Entweder es wird beidseits geschichtet oder die kranke Seite wird — bei einseitiger Schichtung-— etwas angehoben. Die Schichttiefen liegen etwa 7 bis 10 cm von der Rückenhaut entfernt. Weitere diagnostische Methoden bei Nierenkrankheiten sind die Angiographie (s. S. 248) und das Pneumoretroperitoneum (s. S. 253). Bei Abschluß der pyelographischen Untersuchung ist im allgemeinen auch die Blase gefüllt und grob zu beurteilen. Sie kann auch für sich dargestellt werden: Zystographie. Als Kontrastmittel sind dann wasserlösliche, jodhaltige Kontrastmittel zu verwenden, die bis zu einer Konzentration von etwa 15% verdünnt werden können. Die Injektion erfolgt durch die Harnröhre (bei Männern mittels einer Spritze mit konischem Ansatz, bei Frauen durch einen Katheter). Die Aufnahmen müssen dann in verschiedenen Aufnahmerichtungen durchgeführt werden (auch Schrägaufnahmen). Eine vorherige Entleerung des Darmes ist notwendig. Soll zusätzlich die männliche Harnröhre gefüllt werden (Urcthrographie), ist ein Spezialinstrument mit einer Klemmvorrichtung zweckmäßig. Die Aufnahmen werden während der Füllung und bei Entleerung (Miktion) gemacht. Auch die weibliche Harnröhre läßt sich bei Anwendung einer speziellen Technik darstellen. Lit.: B R A B A N D , H . : Zur Technik der Urethrocystographie bei der Frau. Röntgen- und Laboratoriumspraxis XIII, R 83—R 87 (1960).

Darstellung des Uterus (Hysterographie) einschließlich der Eileiter (Hysterosalpingographie): Zur Vorbereitung ist auch die Darmreinigung erforderlich. Die Kontrastmittelinjektion erfolgt mit Hilfe eines Spezialinstruments. Als Kontrastmittel können sowohl ölige als auch wasserlösliche jodhaltige Substanzen verwandt werden. Die Untersuchung wird im allgemeinen nach der Menstruation (postmenstruelle Phase) durchgeführt. Zur Vermeidung einer Infektion kann etwas Penicillin zugefügt werden. Die Untersuchung wird am besten auf dem Tisch eines Zielgeräts durchgeführt. Die Patientin befindet sich in Steinschnittlage bei Beckenhochlagerung. Unter Durchleuchtungskontrolle können dann

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

während der Injektion die Aufnahmen gemacht werden. Wird die Kontrastmitteldarstellung durch ein Pneumoparametrium ergänzt (s. Pneumoradiographie S. 253) spricht man auch von Gynäkographie. Übersichtsaufnahmen werden hier durch Schichtaufnahmen vervollständigt. Fisteldarstcllung (Fistulographie): Es werden wasserlösliche oder öüge Kontrastmittel mehr oder weniger großer Viskosität (je nach Durchmesser der Fistel) verwandt. Die Mündung der Fistel muß markiert werden (Bleiring). Die Injektion erfolgt am besten durch einen möglichst weit in die Fistel hineingeschobenen Ureterenkatheter, sonst auch durch eine Knopfkanüle, mit der u. U. eine bessere Abdichtung erreicht werden kann. Die Aufnahmen müssen ( u . U . am Zielgerät) stets in mehreren Ebenen angefertigt werden. Gefäßdarstellung (Angiographie, Vasographie): Die praktische Bedeutung der angiographisch-röntgenologischen Untersuchungen nimmt noch ständig zu. Voraussetzungen für diese Entwicklung waren 1. die Vervollkommnung der technischen Hilfsmittel, 2. die Einführung gut verträglicher Kontrastmittel, 3. die Vervollkommnung der Punktions- bzw. Applikationstechnik, insbesondere die Einführung der Kathetermethode nach SELDINGER. Die Notwendigkeit angiographischer Untersuchungen wuchs mit der Möglichkeit chirurgischer Eingriffe an den Gefäßen und am Herzen. Bei der Differentialdiagnose von Tumoren sind angiographische Untersuchungen unentbehrlich (Hirntumoren, Nierentumoren u. a.). Technische Ausrüstung: Bei den meisten angiographischen Untersuchungen müssen zur Erfassung aller Phasen der Durchblutung (arteriell kapillär, venös) zahlreiche Aufnahmen in mehr oder weniger hoher, dem Einzelfall anzupassender Frequenz durchgeführt werden. Sorienaufnahmen lassen sich mit Hilfe von Filmwechslern (AOT, Puck s. S. 228) anfertigen. Eine höhere Frequenz ist durch Anwendung der Röntgenkinematographie zu erzielen (s. S. 230). Die Möglichkeit der Kinematographie sind besonders durch Einschaltung des Röntgenbildverstärkers erweitert worden. Die Programmwahl bei Serienaufnahmen, die die Frequenz der Aufnahmen im Gesamtablauf der Untersuchung regelt, kann heute weitgehend automatisiert werden, z. B. durch eine Steuerung mit Hilfe von Lochkarten. Die Kürze der Belichtungszeit, die bei hohen Bildfrequenzen nur zur Verfügung steht, erfordert die Verwendung eines leistungsfähigen Drehstromgenerators und einer hoch belastbaren Röhre. Bei manchen angiographischen Untersuchungen müssen Aufnahmen in 2 Ebenen angefertigt werden. Zweckmäßigerweise werden dann auch 2 Film Wechsler und 2 Röhren benutzt, die am besten alter-

Röntgenphotographie — Angiographie

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nierend geschaltet werden. Bei Anwendung der Kathetertechnik ist die Kontrolle mit Bildverstärker-Fernsehdurchleuchtung notwendig, damit ein falscher Weg des Katheters vermieden wird. Die Endlage kann dann unter Anspritzen mit einer geringen Kontrastmittelmenge nochmals kontrolliert werden. Der Puck erlaubt auch die Kontrolldurchleuchtung während der Aufnahmeserie. Gegenenenfalls kann dann die Kontrastmittelinjektion abgebrochen werden. Die Aufhängung des Röntgenstrahlers an einem Deckenstativ gewährleistet die notwendige Bewegungsfreiheit für den untersuchenden Arzt. Die neuerdings besonders für die Angiographie im Bauchraum empfohlene Stereo-Angiographie (s. S. 204) verbessert durch die räumliche Darstellung die Diagnostik (besonders von Tumoren). Die Darstellung großer Gefäßgebiete, z. B. der Aorta und der Gefäße der unteren Extremität, wird heute meist mit Hilfe eines Untersuchungsgeräts durchgeführt, dessen Tischplatte (mit dem Patienten) nach einem vorzuwählenden Programm über dem Filmwechsler verschoben werden kann. Die gesamte Untersuchung kann dann mit nur einer Kontrastmittelinjektion durchgeführt werden. Die Injektion durch einen Katheter erfordert einen hohen Druck von mehreren Atmosphären. SpezialSpritzen, die elektrisch betrieben werden, bei älteren Modellen auch mit Preßluft, stehen zur Verfügung. Der Druck, die Injektionsgeschwindigkeit und die injizierte Menge lassen sich vor der Untersuchung einstellen, ebenso der Zeitpunkt bzw. die Injektionsmenge, bei der die Untersuchung beginnen, also die erste Aufnahme ausgelöst werden soll. Einen angiographischen Arbeitsplatz zeigt die Abb. 144. Kontrastmittel: Die heute ausschließlich verwandten trijodierten Röntgenkontrastmittel zeichnen sich durch eine gute Verträglichkeit aus. Da trotzdem in seltenen Ausnahmefällen Zwischenfälle auftreten, müssen alle Voraussetzungen für eine sofortige gezielte Behandlung schwerer Zwischenfälle vorhanden sein (Sauerstoffgerät, Medikamente). Noch vor etwa 20 Jahren wurde bei vielen Angiographien eine operative Freilegung des Gefäßes, in das das Kontrastmittel injiziert werden sollte, für notwendig gehalten. Die inzwischen erarbeitete direkte perkutane Punktionstechnik macht heute nur noch ganz selten einen chirurgischen Eingriff erforderlich. Die von S E L D I N G E R empfohlene Technik, bei der ein Katheder durch eine Kanüle in ein großes Gefäß geschoben und seine Spitze (unter Sicht!) in das Gebiet der darzustellenden großen Gefäße oder ihrer Verzweigungen, auch in das Herz gebracht wird, hat die Möglichkeiten der Angiographie erheblich erweitert. Zur Vorbereitung einer Angiographie gehört die Bestimmung der Blutungs- und Gerinnungszeit bzw. der Ausschluß einer pathologischen Blutungsneigung. Die Füllung bzw. Darstellung der Arterien heißt Artériographie, der Venen Veno- oder Phlebographie, die des Herzens und der ins Herz

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Abb. 144. Angiographischer Arbeitsplatz (Siemens). Um die Gleitplatte sind angeordnet: 2 Röntgenstrahler und 1 Bildverstärker an Deckenstativen. Der 2. Bildverstärker steht unter dem Tisch. Links steht 1 Filmwechsler. Der 2. Filmwechsler für die Aufnahmen im seitlichen Strahlengang kann an die Stelle des Bildverstärkers gerückt werden

mündenden großen Gefäße Angiokardiographie. Marksteine auf dem Gebiet der Angiographie sind die Einführung der Carotisangiographie für die neurochirurgische Diagnostik durch MONIZ ( 1 9 2 7 ) und der Aortographie durch Dos SANTOS ( 1 9 2 9 ) . Die diesen Pionierleistungen folgende Entwicklung hat die angiographische Diagnostik zu einem der wichtigsten Teilgebiete der röntgenologischen Diagnostik gemacht. Es gibt heute kaum ein Gefäß oder ein Gefäßgebiet, das nicht angiographisch untersucht werden könnte. Kurze Hinweise auf die wichtigsten Untersuchungen seien im folgenden gegeben : 1. Die periphere Artériographie (Darstellung der Extremitätenarterien). Am häufigsten wird die A. femoralis mit ihren Verzweigungen dargestellt. Die Punktion erfolgt mittels einer Kanüle, die Kontrastmittelinjektion durch diese Kanüle oder — nach SELDINGER — durch einen mit Hilfe eines Führungsdrahtes in die Arterie eingelegten Katheter. Die Injektion soll im allgemeinen gegen den Blutstrom erfolgen. Wenn die Beckenarterien und die Aorta bzw. auch die Extremitätenarterien der anderen Seite dargestellt werden sollen, wird der Katheter über die Aortengabel hinausgeschoben. Wenn die Arterie perkutan nicht zu punktieren ist (Verschluß, klinisch: keine tastbaren Pulsationen) muß sie freigelegt werden, oder aber die Darstellung erfolgt durch Injektion in ein höheres Gefäßgebiet (Aortographie). Für die Darstellung der peripheren Gefäße hat sich die Spezialkassette

Röntgeuphofcographie - Angiographie

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nach WENTZLIK (S. S . 226) bewährt. Steht diese nicht zur Verfügung, können die Aufnahmen u. U. auf Normalkassetten mit Hilfe von 2 Röhren durchgeführt werden (je 1 Kassette und Röhre für Oberund Unterschenkel). In Spezialabteilungen werden heute meist verschiebbare Lagerungstische über Filmwechslern (AOT) benutzt (s. S. 228f.). Die Füllung der Gefäße der oberen Extremität kann mittels Punktion der A. subclavia, axillaris oder brachialis durchgeführt werden. Bei Gegenstrominjektion in die A. axillaris können die die Mamma versorgenden Gefäße dargestellt werden (Mammaarteriographie). 2. Die Angiokardiographie. Die Injektion erfolgt durch eine in der Ellbogenvene liegende Kanüle oder — „gezielt" durch einen bis in die Herzhöhlen oder die großen Gefäße geschobenen Katheter. Damit ein genügender Kontrast erzielt wird, muß das Kontrastmittel unter Druck injiziert werden. Hierfür ist unbedingt ein Spezialbesteck (Druckspritze, Druckschlauch mit absolut sicherer Verbindung zu Spritze und Kanüle erforderlich). Die Aufnahmen müssen serienmäßig durchgeführt werden, beispielsweise mit der Odelca oder einer Großformatserieneinrichtung (AOT) (s. S. 228) oder auch einer Filmkamera: Kinematographie (s. S. 230). Nach Injektion füllen sich zunächst die zuführenden Venen mit der oberen Hohlvene (V. cava sup.), dann der rechte Vorhof und die rechte Kammer (Dextrogramm). Anschließend sind die Lungengefäße dargestellt (zunächst die Arterien, dann über das Kapillargebiet die Venen), schließlich füllen sich der linke Vorhof und der linke Ventrikel (Lävogramm) und die Aorta mit ihren Verzweigungen. In manchen Fällen ist es zweckmäßig, Aufnahmen in 2 Ebenen anzufertigen. Die Angiokardiographie erlaubt die Diagnose von Herzfehlern, besonders der angeborenen Vitien (Vitium cordis = Herzfehler), die durch Veränderung der Strömungen und Kurzschlüsse zwischen rechter und linker Herzhälfte (sogenannte Shunts) ausgezeichnet sind. Im allgemeinen wird eine Angiokardiographie zusammen mit dem Herzkatheterismus bzw. nach dieser Untersuchung durchgeführt. Der Herzkatheterismus kann abnorme Verbindungen der Herzhöhlen, falschen Verlauf von Gefäßen sowie pathologische Druck- und Sauerstoffverhältnisse aufklären. Wenn die Diagnose durch den Herzkatheterismus gesichert ist, wird im allgemeinen auf die nicht ungefährliche Kontrastmitteldarstellung verzichtet. Bei der sogenannten gezielten oder selektiven Kardiographie werden kleine Kontrastmittelmengen, evtl. wiederholt durch einen im Herzen liegenden Katheter, in bestimmte Herzabschnitte injiziert. In Sonderfällen kann auch das linke Herz katheterisiert werden (von der A. brachialis oder femoralis aus). Auch die Koronargefäße können so dargestellt werden (Koronarographie). Wegen des langen Weges des Katheters

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

muß das Kontrastmittel zur gezielten „Kardioangiographie" mit sehr hohem Druck injiziert werden (Spezialinjektionsmaschinen). 3. Die Lungenangiographie (Pulma'ngiographie). Die Kontrastmittelinjektion erfolgt hier durch den in einer Lungenarterie oder sogar einer Lungenlappenarterie liegenden Katheter. Angebracht ist diese Untersuchung besonders bei der Frage, ob eine Geschwulst in der Lungenwurzel bereits zu Gefäßveränderungen geführt hat, die einen operativen Eingriff nicht mehr sinnvoll erscheinen lassen. 4. Die Darstellung der Aorta (Aortographie). Die thorakale Aorta kann direkt von oben (hinter dem rechten Schlüsselbein) punktiert werden. Eine Füllung kann auch durch einen von der A. brachialis oder (technisch einfacher und deshalb meist angewandt) der A. femoralis bis in den Bereich des Aortenbogens oder der Aorta ascendens geschobenen Katheter vorgenommen werden. Zur Darstellung der abdominellen Aorta wird das Gefäß entweder direkt punktiert (Einstich links neben der Lendenwirbelsäule) oder es wird durch einen von der A. femoralis bis in die gewünschte Höhe geschobenen Katheter injiziert. Bei der direkten Punktion werden eine hohe (oberhalb der Nierengefäße in Höhe D 12/L1) und eine tiefe (unterhalb der Nierengefäße in Höhe L3/L4) Aortographie unterschieden. Eine Probeaufnahme nach Injektion einer kleinen Kontrastmittelmenge soll die richtige Lage der Kanüle sichern, damit die Gefahr einer Injektion des gesamten Kontrastmittels in einen kleinkalibrigea Ast der Aorta vermieden wird (Gefahr schwerer Gewebsschäden besonders bei Injektion in Darmgefäße). Bei Verwendung von Kathetern mit einer Krümmung der Spitze, die dem Abgang bzw. dem Verlauf der darzustellenden Arterien angepaßt ist, können — mit relativ kleiner Kontrastmittelmenge — bestimmte Äste der Aorta; 'gefüllt und ihr Verlauf mit ihren weiteren Verzweigungen dargestellt werden. Besonders wichtig ist die Darstellung der großen Eingeweidearterien, der A. coeliaca sowie der A. mesenterica cranialis und caudalis, viszerale selektive Arteriographie (Pankreas-, Milz- und Leberdiagnostik, Darstellung von Blutungsquellen und Durchblutungsstörungen). Einige Sekunden nach der Injektion bilden sich auch die abführenden Venen bis zur Pfortader (indirekte Portographie) ab. Bei der „superselektiven" Arteriographie wird der Katheter bis in die Verzweigungen der größeren Arterien geschoben. Lit.: WENZ, W . ,

D . B E D U H N , F . J . ROTH, 6 .

VAN KAICK u n d

H . CZEMBIREK:

Abdominale Angiographie: Technik, Pathomorphologie, Indikationen. Röntgenpraxis 23, 97—124 (1970).

5. Die Darstellung der Nierengefäße (Renovasographie). Die Nierenarterien stellen sich bei der hohen Aortographie dar. Gezielt (einseitig mit angekrümmter Katheterspitze) können sie durch einen von der

Röntgenphotographie - Angiographie

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A. femoralis bis in Höhe des Nierenhilus geschobenen Katheter gefüllt werden (Methode nach SELDINGER). Nach Injektion einer kleinen Kontrastmittelmenge stellen sich zunächst die Arterien dar (arterielle Phase), es folgt die Anfärbung des Parenchyms (Parenchymphase) und schließlich die Darstellung des venösen Abflusses (venöse Phase). Die Untersuchung dient vor allem der Diagnostik bzw. Differentialdiagnostik raumfordernder Prozesse (Zysten — maligne Tumoren), aber auch dem Nachweis von Gefäßveränderungen (z. B. Stenosen der Nierenarterien). Eine Gefäßanfärbung der Niere kann auch durch intravenöse Injektion (Ellenbeuge) einer großen Kontrastmittelmenge (40 ccm) erreicht werden. Bei Schichtaufnahmen („Renovasotomogramm") erkennt man normal, verstärkt (Tumoren) und vermindert (Zysten) durchblutete Bezirke. 6. Die Darstellung der Venen (Venographie oder Phlebographie). Das Kontrastmittel kann direkt in die Venen injiziert werden, z. B. in die Ellenbogenvene (möglichst durch 2 Kanülen in die medialen und laterale Vene) zur Darstellung der V. axillaris und brachialis oder in die Unterschenkel- bzw. Fußvenen zur Füllung der V. femoralis bzw. ihrer Verzweigungen. Im allgemeinen empfiehlt es sich, die Aufnahmen in senkrechter Lage zu machen, da es dann weniger zu störender Sedimentierung kommt. Eine andere Methode der Venendarstellung arbeitet mit Injektion in das Knochenmark. E s werden dann die abführenden Blutgefäße gefüllt (intraossäre Venographie). So können z. B. die tiefen Beckenvenen durch Punktion und Injektion in den Beckenkamm dargestellt werden, die thorakalen Venen durch Injektion in die Rippen. Die V. cava caudalis kann direkt punktiert und gefüllt werden (ähnlich der lumbalen Aortenpunktion) oder aber durch Einschieben des Katheters in die Vena femoralis (Punktion am Leistenband). Besondere klinische Bedeutung hat noch die spezielle Darstellung der großen Venen des oberen Mediastinums (Vena cava sup.). Sie wird, ähnlich wie die Angiokardiographie, durch Injektion in die Ellbogenvene durchgeführt; meist wird dabei die Hälfte des Kontrastmittels in je eine Ellbogenvene injiziert. Eine Sonderform der Venographie ist 7. die Füllung der Milzvene und ihres Abflußgebiets, vor allem der Pfortader (lieno-portale Venographie, Splenoportographie). Das Kontrastmittel wird hier entweder perkutan oder aber unter Sicht (bei Bauchspiegelung, der sogenannten Laparoskopie) in das Milzparenchym eingespritzt. Es füllen sich dann die zur Leber ziehenden Venen, besonders aber die Pfortader. Die Untersuchung ist wichtig bei Tumoren in diesem Bereich und bei Erkrankungen der Leber, die zu einer Durchblutungsstörung geführt haben (Leberzirrhose). Bei einer Blockade des Abflusses durch die Leber stellen sich die er-

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

weiterten sogenannten dar.

„Kollateralen",

z. B.

Ösophagusvarizen

8. In neuerer Zeit ist auch, die röntgenologische Darstellung des Lymphgefäßsystems möglich geworden: Lymphangiographie. Durch Injektion geeigneter gewebsfreundlicher Farbstoffe, die mit dem Lymphstrom abtransportiert werden, in die Gewebe (z. B. Patentblau V in ll%iger wäßriger Lösung) lassen sich die Lymphgefäße anfärben. Nach Präparation und Punktion eines Lymphgefäßes durch eine feine Kanüle wird das Kontrastmittel (wie zur Angiographie, nur langsame Injektion) injiziert. So gelingt nicht nur die Darstellung der eigentlichen Lymphgefäße, sondern auch die der im zentripetalen Lymphstrom gelegenen Lymphknoten: Lymphadenographie (Nachweis von Metastasen!). Kontrastmittelmethoden zur Diagnostik des Zentralnervensystems. Hier stehen zur Verfügung : 1. Die Artériographie der Schädelarterien, 2. die Luftfüllung der Bixmenräume des Gehirns, 3. die Darstellung des Rückenmarkskanals mit positiven oder negativen Kontrastmitteln. 1. Bei der Artériographie wird meist die A. carotis interna direkt perkutan von vorn punktiert; nur selten ist eine Freilegung erforderlich. Die notwendige Kontrastmittelmenge beträgt etwa 8 ccm. Es füllen sich die Verzweigungen der Hirnarterien, besonders die A. cerebri anterior und media. In manchen Fällen soll auch die Arteria carotis externa mit ihren Verzweigungen gefüllt werden, besonders bei Erkrankungen in der Nähe der Schädelkapsel und der Hirnhäute. Bei der Karotisarteriographie ist die Aufnahme in mindestens 2 Ebenen, manchmal auch noch in einer dritten schrägen Ebene erforderlich. Die Aufnahmen sind als Serienaufnahmen anzufertigen (entweder auf Großfilm oder mit der Odelca, s. S. 219f.), damit nicht nur die arterielle, sondern auch die kapilläre und die venöse Phase der Hirndurchblutung sichtbar gemacht werden können. Eine Sonderform der Hirngefäßdarstellung ist die sogenannte Sinographie, bei der die großen venösen Blutabieiter (die Venensinus) direkt punktiert werden. Bei Erkrankungen im Bereich der hinteren Schädelgrube muß die A. vertebralis dargestellt werden. Sie kann von vorn und von hinten punktiert werden. Da sie in der Tiefe der Halsweichteile liegt, gelingt die Darstellung nicht immer. Eine Füllung kann auch durch einen von der A. femoralis in die A. vertebralis (sie liegt in gerader Verlängerung der Aorta!) geschobenen Katheter vorgenommen werden. Neuerdings wird die Katheterisierung der A. brachialis bevorzugt. Auch bei Vertebralisfüllung sind Aufnahmen in mindestens 2 Ebenen anzufertigen. Als Kontrastmittel zur zerebralen Angiographie haben

Röntgenphotographie - Kontrastmitteluntersuchung des ZNS

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sich ebenfalls die trijodierten Kontrastmittel bewährt. Es sei in diesem Zusammenhang nochmals darauf hingewiesen, daß das Thorotrast, das früher mit gutem Erfolg (guter Kontrast, keine direkten Reizerscheinungen) gerade bei der Karotisarteriographie verwandt wurde, wegen der Gefahr der Strahlenschädigung nicht mehr verwandt werden darf. 2. Die Darstellung der Binnenräume des Gehirns ist möglich durch Einblasung von Luft a) mittels Lumbal- oder Subokzipitalpunktion. Man spricht dann von einer Enzephalographie (Füllungder,,Zisternen": Zisternographie). b) durch direkte Punktion der Hirnventrikel nach Trepanation der Schädelkalotte (Ausfräsung eines Loches): Yentrikulographie. Nach Ablassen einer entsprechenden Menge Liquor cerebrospinalis wird die Luft injiziert. Dann werden Aufnahmen in verschiedenen Ebenen und Lagen gemacht. Bei der sogenannten fraktionierten Enzephalographie werden kleine Luftmengen nach und nach injiziert. Die Aufnahmen werden in aufrechter Körperhaltung angefertigt, damit sich besonders die an den Rückenmarkskanal anschließenden Abschnitte der Hirnbinnenräume (4. Ventrikel, Aquädukt und 3. Ventrikel) gut darstellen. Die Untersuchung kann auch am Zielgerät unter Durchleuchtungskontrolle vorgenommen werden. 3. Darstellung des Rückenmarkskanals: Myelographie. Die Darstellung ist möglich a) durch Einblasen von Luft nach Lumbalpunktion (in Sonderfällen auch Subokzipitalpunktion): Luftmyelographie. Es können Luft oder Sauerstoff verwandt werden. Durch Lagerung ist das Gas an die Stelle zu bringen, an der die pathologischen Veränderungen erwartet werden. Schichtaufnahmen sind zweckmäßig. b) durch Verwendung positiver Kontrastmittel (lumbal oder subokzipital). Auch hier werden jodhaltige Kontrastmittel verwandt, entweder in wäßriger Lösung (z. B. Abrodil zur lumbalen Myelographie, vorher ist eine Betäubung des Lumbaikanals erforderlich; neu: Dimer) oder in öliger Lösung, wie Pantopaque. Abrodil wird schnell resorbiert, während die öligen Kontrastmittel nach Abschluß der Untersuchung nach Möglichkeit wieder abpunktiert werden sollen. Auch bei der Verwendung positiver Kontrastmittel wird durch Lagerung die Darstellung des gewünschten Abschnitts erreicht. Am besten ist die Untersuchung am Zielgerät und die Anfertigung von Zielaufnahmen in verschiedenen Ebenen unter Durchleuchtungskontrolle. Bei Kopftieflagerung ist die Verwendung von Schulterstützen zweckmäßig, wenn nicht ein besonderes, universell bewegliches Gerät zur Verfügung steht. Bei Kopftief-

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

lagerung muß der Untersucher allerdings besonders darauf achten, daß das Kontrastmittel nicht in die Hohlräume des Gehirns (Zisternen, Ventrikel) hineinläuft, (Reizerscheinungen). Lit.: B A C K M U N D , H . und W . S C H M I D T - V A N D E R H E Y D E N : Technik und Anwendungsmöglichkeiten der Myelographie. Röntgenpraxis 24, 145—159 (1971). H . BRABAND, H . W E N K E R ,

W . GROTH,

G. KOSTADINOW,

H . D . LESSMANN :

Klinische Prüfung eines neuen wasserlöslichen Kontrastmittels zur lumbosakralen Myelographie (1. Mitteilung). Fortschr. Röntgenstr. 115, 609—614 (1971).

Die Darstellung des Bronchialbaums (Bronchographie): Wichtig ist hier die Vorbereitung. Der Patient soll mehrere Tage vorher flüssigkeitsarm leben. 2 Stunden vor der Untersuchung bekommt er Lummal oder ein dämpfendes Phenothiazinpräparat wie Megaphen, Pacatal o. ä., dann y 2 Stunde vor der Untersuchung Atropin zur Einschränkung der Sekretion. Zur technischen Vorbereitung gehört die Bereitstellung der notwendigen Instrumente und Medikamente für die Anästhesie der Luftwege, besonders des Kehlkopfes, sowie für die eigentliche Kontrastmittelapplikation. Als Kontrastmittel werden im allgemeinen wasserlösliche, jodhaltige Kontrastmittel verwandt, sie reizen mehr als die früher üblichen öligen Kontrastmittel. Diese können aber zu chronischen Schäden führen, da sie nicht vollständig resorbiert werden. Die Applikation wird meist „gezielt" mit Hilfe von halbstarren sogenannten MlSTRASkathetern durchgeführt, d. h. es wird nur ein Lungenlappen oder ein Segment, selten ein ganzer Lungenflügel, gefüllt. Die Aufnahmen werden am Zielgerät unter Durchleuchtung gemacht. Aufnahmen in 2 Ebenen sind unbedingt erforderlich. Möglicherweise können auch stereoskopische Aufnahmen gemacht werden. Unter bestimmten Umständen und bei bestimmten Indikationen kann die direkte Injektion des Kontrastmittels in die Trachea (Punktion des Lig. crico-thyreoideum unterhalb des Kehlkopfes) zweckmäßig sein. Lit.: B R A B A N D , H.: Die transtracheale Bronchographie. Röntgenpraxis 24, 73—79 (1971).

Neuerdings wurde über eine Darstellung des Bronchialbaumes mittels Inhalation bzw. Insufflation (durch Katheter) von Tantalstaub berichtet, mit deren Hilfe ein gutes Beschlagsbild erzielt werden kann. Die Bronchographie kann auch in Yollnarkose durchgeführt (Intubationsnarkose) werden. Der Hauptvorteil ist die völlige Ruhigstellung insbesondere auch die Möglichkeit, die Atmung vollkommen auszuschalten. Die Vollnarkose ermöglicht eine ungestörte, von Hustenreaktionen unabhängige Durchführung der Bronchographie. Das Kontrastmittel kann nach Abschluß der Untersuchung abgesaugt werden. Nachteilig ist dagegen die erschwerte Umlagerung, es sei denn, daß ein Spezialgerät zur Verfügung steht (drehbare Wanne, UG X). Bei Lokalanästhesie ist es sicher auch vorteilhaft, daß die physiologischen Atembedingungen erhalten sind (Ansaugen des Kontrastmittels mit der

Röntgenphotographie - Bronchographie - Pneumoradiographie

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Atmung, Beschlagbilder nach willkürlichen Hustenstößen u. a.). Es dürfte zweckmäßig sein, im Einzelfall zu entscheiden, ob die Untersuchung in Lokalanästhesie oder Vollnarkose gemacht werden soll. Die Darstellung von vorgebildeten Hohlräumen und Gewebsspalten durch Einblasung von Gasen (Pneumoradiographie): Hierzu gehört auch die aus Gründen einer sinnvollen Zusammenfassung schon besprochene Darstellung der Hirnbinnenräume und des Rückenmarks, letzten Endes auch die Doppelkontrastmethoden zur Untersuchung des Magen-DarmTrakts (s. S. 235 f.). Die Pneumoradiographie kann prinzipiell mit Luft oder mit anderen Gasen durchgeführt werden. Sauerstoff und Lachgas (Stickoxydul) haben, wie schon erwähnt (s. S. 232) den Vorteil schnellerer Resorption. Die Gefahr der Luftembolie ist auch bei entsprechend vorsichtigem Einblasen der Luft (Kontrolle, ob die Kanüle nicht in einem Gefäß liegt!) nicht sehr groß. Die Einblasung kann mit einer speziellen Apparatur oder aber mit einer einfachen Spritze mit Dreiwegehahn durchgeführt werden. Die wichtigsten Methoden sind: 1. Der (diagnostische) Pneumothorax, d. h. die Einblasung des Gases in den Thoraxraum, am besten mit Hilfe eines Pneumothoraxapparats, der eine Druckablesung ermöglicht. 2. Das (diagnostische) Pneumoperitoneum mit Einblasung des Gases in die Bauchhöhle. 3. Das Pneumoretroperitoneum mit Einblasung der Luft in das hinter dem Bauchraum gelegene, retroperitoneale Gewebe. Die Punktion erfolgt hier in Knieellenbogenlage des Patienten. Die Einstichstelle liegt zwischen Anus und letztem Steißbeinwirbel. Das eingeblasene Gas umfüeßt vor allem die Nieren und die Nebennieren, die dadurch einer besseren radiologischen Beurteilung zugängig werden. Die Untersuchung wird dann meist zusammen mit einer intravenösen Pyelographie und Schichtuntei suchung durchgefühlt. Bei Einbläser) genügender Gasmengen (etwa 1,5 1) kann das Pneumoretroperitoneum zum 4. Pneumomediastinum erweitert" werden, da bei aufrechter Körperlage das Gas durch die Zwerchfellspalten in den Thoraxraum gelangt. Das Pneumomediastinum kann auch durch direkte Punktion und Gaseinbläsung (meist parasternal) erzielt werden. Geringere praktische Bedeutung hat 5. das Pneumoparametrium, d. h. die Gasinsufflation in das Bindegewebe neben der Gebärmutter (s. S. 244). Darstellung der Gelenkhöhlen (Arthrographie): Sie wird mit Hilfe wasserlöslicher jodhaltiger Kontrastmittel, meist unter zusätzlicher Ein-

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blasung von Luft, durchgeführt (Doppelkontrastmethode). Größere Bedeutung hat sie nur für das Kniegelenk, besonders zur Diagnostik von Meniskusschäden. Die Röntgenuntersuchung von Kindern Die Röntgenuntersuchung von Kindern, besonders natürlich Säuglingen und Kleinkindern, erfordert besondere Sorgfalt und Erfahrung. Lagerung und Einstellung werden durch die schwierige Ruhigstellung erschwert. Ein Anhalten der Atmung in jeder gewünschten Phase läßt sich auf Aufforderung — wie beim Erwachsenen — in den frühen Lebensaltern nicht erreichen. Besondere Sorgfalt muß einer Beachtung des Strahlenschutzes, d. h. einer möglichst geringen Strahlenbelastung gewidmet werden. Einige Grundregeln seien hervorgehoben. 1. In der Praxis wichtigster Grundsatz zur Begrenzung der Strahlenbelastung ist die optimale Einblendung des Nutzstrahlenbündels (Thoraxaufnahmen werden leicht zu Aufnahmen des ganzen Rumpfes!) auf das zu untersuchende Objekt. Der Gonadenschutz ist besonders zu beachten (Schutzschürzchen, Bleiabdeckung im Liegen). Durch besondere Sorgfalt bei Belichtung und Einstellung müssen zu Wiederholungen führende Fehlaufnahmen vermieden werden. 2. Zweckmäßig ist die Verwendung von Hochleistungsgeneratoren (Drehstromgeneratoren), da sie eine Verkürzung der Belichtungszeit und damit eine Verringerung der Bewegungsunschärfe ermöglichen. Die Einfallsdosis ist außerdem geringer als bei Verwendung von Einpuls- und Zweipulsgeneratoren. 3. Der Abstand kann wegen des im Vergleich zu Erwachsenen geringen Durchmessers verringert werden. Auch dadurch wird die Belichtungszeit verkürzt. 4. Da bei den relativ kleinen Objekten die Zeichenschärfe besonders wichtig ist, soll mit einem kleinen Fokus und gegebenenfalls mit Feinstrukturfolien, bei dünnen Körperabschnitten, also den Extremitäten, mit folienlosem Film gearbeitet werden. 5. Die Lagerung kann u. U. mit besonderen Hilfsmitteln durchgeführt werden (s. als Beispiel Haltebeutel bei Säuglingen, S. 94). Thoraxaufnahmen sollen nach Möglichkeit in aufrechter Körperhaltung angefertigt werden. Ausnahmsweise müssen sie manchmal — so u. U. bei Säuglingen oder schwer kranken Kindern (ebenso wie bei schwer kranken Erwachsenen) — im Liegen durchgeführt werden. Spezialstative mit ausreichendem Strahlenschutz können bei Thoraxaufnah-

Röntgenuntersuchung von Kindern

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Abb. 145. Aufnahmestativ Thoracomat (Siemens). Die Aufnahmen können durch einen Fußschalter ausgelöst werden

men im Stehen das Halten des kleinen Patienten durch eine jenseits der Kassette stehenden Hilfsperson ermöglichen (Abb. 145). Die Strahlenrichtung kann manchmal abweichend von der Norm gewählt werden (z. B. Thorax ap statt pa), wenn dadurch die Ruhigstellung erleichtert wird. 6. Wenn die Atemstellung bzw. die Ruhigstellung der Atmung wichtig sind, ist die Schaltung von der technischen Assistentin unter genauer Beobachtung durchzuführen. Bei größeren Kindern muß das Anhalten der Atmung geübt werden (vielfach auch bei Erwachsenen!). Es ist dabei zweckmäßig, daß die Assistentin die Aufnahme in der unmittelbaren Nähe des Kindes auslösen kann. Vorbedingung ist hierfür das Vorhandensein einer ausreichenden Strahlenschutzvorrichtung und die Möglichkeit einer (gerätenahen) Fernschaltung. In neuerer Zeit konnte die Auslösung der Aufnahme in Inspiration mittels Steuerung durch ein sogenanntes Thermistor erreicht werden. Dieses vor die Nase gebrachte Bauelement ändert seinen elektrischen Widerstand in Abhängigkeit von der Temperatur (Ein- und Ausatemluft). 7. Die Frage der Weichstrahl- oder Hartstrahltechnik läßt sich kaum grundsätzlich entscheiden. Ein mittlerer Bildcharakter läßt sich bei mittleren Spannungen (etwa 80 kV) erreichen. Mit zunehmender Spannung ergibt sich natürlich auch ein Gewinn an Belichtungszeit. 8. Bei Anwendung von Belichtungsautomaten muß besonders darauf geachtet werden, daß die Meßkammer in der Dominante Hegt. Das ist z. B. normalerweise bei Thoraxaufnahmen von Kleinkindern nicht der Fall. Im allgemeinen sind Spezialkammern erforderlich.

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

9. Die Vorteile der Bildverstärkerphotographie (s. S. 221) machen diese besonders geeignet für die Anwendung im Rahmen pädiatrischer Röntgendiagnostik. Das Bild auf dem Ausgangsschirm des Bildverstärkers wird auf einem Rollfilm (Format 70 X 70 mm) oder auf Einzelblattfilmen abgebildet. Mit der 70-mm-Kamera können Einzel- und Serienaufnahmen (Magen-Darm-Diagnostik) bis zu 6/sec angefertigt werden. Die Dosiseinsparung bei jedem Einzelbild beträgt etwa 90%. Serienaufnahmen haben den Vorteil, daß Bewegungs- bzw. Funktionsabläufe bildmäßig erfaßt werden. Die kürzere Belichtungszeit verringert die Bewegungsunschärfe. Die Gesamtuntersuchungszeit kann abgekürzt werden, da der Kassettenwechsel nicht notwendig ist. 10. Bei direkten Aufnahmen des Abdomens muß wegen der Gonadenbestrahlung, wenn diese aus sachlichen Gründen nicht abgedeckt werden können, eine kurze Belichtungszeit (Spannung, Folie) eine Veratmung, die eine Wiederholung erforderlich machen könnte, nach Möglichkeit unwirksam machen. 11. Auf spezielle Techniken (z. B. Schichtuntersuchung), die wegen mangelnder Ruhigstellung doch kein befriedigendes Ergebnis erwarten lassen, wird man oft von vornherein verzichten müssen (natürlich nicht bei größeren Kindern). Manchmal kann die Schichtuntersuchung mit kleinem Winkel (Zonographie, s. S. 209) angewandt werden, z. B. bei Untersuchung der Niere und der Harnwege. 12. Vielfach kann eine leichte medikamentöse Dämpfung (z. B. 3—5 mg/ kg Körpergewicht Atosil oder eine Rektiole Choralhydrat) die Durchführung der röntgenologischen Untersuchung erleichtern. Zweckmäßig ist sie immer bei besonders unruhigen Kindern, bei der Durchführung von Spezialaufnahmen mit etwas komplizierterer Lagerung (z. B. Spezialaufnahmen am Schädel) und bei instrumentellen Eingriffen (z. B. Injektionen zur Urographie, Kontrasteinlauf u. a.). 13. Bei geschicktem Umgang mit dem Kinde lassen sich technische Schwierigkeiten sicher erheblich verkleinern. Wichtig ist in jedem Fall eine ruhige, das Kind nicht erschreckende Atmosphäre. Säuglinge und Kleinkinder lassen sich leicht ablenken und verlieren dann die anfängliche Scheu und Angst. Bei notwendigen Durchleuchtungen (aus Strahfcnschutzgründen wird man gern darauf • vernichten) wird sicher auch die Fernsehtechnik infolge der nicht mehr notwendigen Raumverdunklung, die auf Kinder immer beängstigend wirkt, eine erhebliche Erleichterung bringen. 14. Neben den Bemühungen, die Strahlenbelastung der Kinder auf ein Minimum herabzusetzen (Einblenden, Tragen von Schutzkleidung,

Besonderheiten bei Zahn- und Kieferaufnahmen

257

z. B. Röckchen, kurze Belichtungszeiten, sorgfältige Indikationsstellung u. a.), sind die Strahlenschutzvorschriften für das Personal unter den gegebenen speziellen Bedingungen (s. unter 5 und 6) besonders sorgfältig zu beachten. Die Erarbeitung von Belichtungsdaten (Belichtungstabellen) muß in der praktischen Arbeit unter Berücksichtigung der altersbedingten erheblichen Dickenunterschiede und der speziellen Aufnahmebedingungen erfolgen. Richtwerte (s. S. 196 f.) bedeuten nur einen Anhaltspunkt. Lit.: KROGMANN, M.: Kinder kommen zum Röntgen. Gustav-Fischer-Verlag, Stuttgart 1965. Hier finden sich zahlreiche praktische Hinweise für Organaufnahmen und die Beschreibung und Abbildung von Hilfsgeräten und auch von wenig aufwendigen kleinen Hilfsmitteln.

Besonderheiten bei Zahn- und Kieferaufnahmen Zahnaufnahmen sind durch einige Besonderheiten charakterisiert, die kurz zusammengestellt werden sollen: 1. Da es sich um die Darstellung kleiner, relativ dünner Objekte handelt, können Zahnaufnahmen mit Einrichtungen bzw. Röntgengeräten geringer Leistung und begrenzter Spannungshöhe durchgeführt werden. Im allgemeinen verwendet man Einkesselgeneratoren mit dem speziellen Verwendungszweck angepaßten „Zahntuben". 2. Zur Darstellung einzelner Zähne oder Zahngruppen werden „enorale" Aufnahmen angefertigt, d. h. der Film liegt im Mund, die Röhre bzw. der Zahntubus wird auf die Gesichtshaut aufgesetzt. Auch die sogenannten Aufbißaufnahmen, bei denen der Film in der Bißebene liegt und mit deren Hilfe Kieferabschnitte in einer zweiten Ebene abgebildet werden können, werden „enoral" angefertigt. 3. Besondere Bedeutung hat bei der Kleinheit des Objekts und dem durch die Kürze des Spezialtubus gegebenen geringen Abstand eine Einstelltechnik, die die Gesetze der geometrischen Zentralprojektion (s. S. 172ff.) berücksichtigt und dadurch eine unerwünschte Vergrößerung und Verzeichnung nach Möglichkeit vermeidet. Nach der C I E S Z Y N S K I - D I E K sehen Isometrieregel muß der Zentralstrahl zur größenrichtigen Abbildung in Höhe der Wurzelspitze auf die Winkelhalbierende zwischen Zahnachse und Filmebene gerichtet werden (Abb. S c h l u n g b a u m , Med. Strahlenkunde, 5. Aufl.

17

258

Z

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

146). Eine annähernd größenrichtige Abbildung ist auch bei Anwendung der sogenannten Rechtwinkeltechnik möglich, bei der der Film im Mund mit Hilfe einer speziellen Haltevorrichtung, die am Tubus befestigt wird, in einen größeren Abstand vom Brennfleck gebracht wird. Der Film soll dabei Zahnachse immer parallel zur Zahnachse liegen. Winkelhalbierende Der Zentralstrahl trifft senkrecht e n t r a l / / auf den Film. , Filmebene

.

Lit.: HIELSCHER, W.: Rechtwinkeltechnik bei Röntgenaufnahmen der Zähne. Röntgen- und Laboratoriumspraxis 8,

297—305 (1955). 4. Als photographisches Material stehen Spezialfilme (meist verwandte Abb. 146. Richtung des Zentralstrahls bei Zahnaufnahmen

Größe

3 X 4 cm) in Einzelpackungen (ev. mit 2 Filmen) zur Verfügung.

Die röhrennahe Seite und die obere rechte Ecke sind außen gekennzeichnet. Dem entspricht eine Einstanzung (Loch oder Rhombus) im Film. Die beiden Filme können zur besseren Hervorhebung von Einzelheiten unterschiedlich verarbeitet (kürzere oder längere Entwicklungszeit) werden. Spezialfilme können ohne Abdunkelung des Raumes entwickelt werden. 5. Besonders wichtig ist eine sorgfältige Beschriftung und Bezeichnung. Die Bezeichnung erfolgt nach dem sogenannten Zahnspiegel: R

87654321 87654321

12345678, L 12345678

oder

beim Milchgebiß R

V 17

111 11 1

V IV III II I

1 11 111 I V V

L

I II III IV V

Zweckmäßig ist es, sichtbare Veränderungen am Gebiß vor Durchführung der Aufnahmen unter Verwendung von Abkürzungen (C = Caries, F = Füllung, f = fehlt, S = Stiftzahn, K = Krone, Br = Brücke, PI = Platte oder ähnliche Bezeichnungen) in einen Zahnspiegel einzutragen. 6. Der geringe Aufwand bei Zahnaufnahmen verleitet nicht selten zu einer Mißachtung der einfachsten Grundsätze des Strahlenschutzes. Keinesfalls darf das Personal (Zahnarzt oder technische Assistentin) den Film halten. Bei üblicher enoraler Technik muß das der Patient selbst tun, bei Anwendung der Abstandstechnik liegt der Film fest

Besonderheiten bei Zahn- und Kieferaufnahmen

259

in der Halterung. E s ist stets darauf zu achten, daß beim Abschalten ein Abstand von mehreren Metern eingehalten wird, das Kabel mit der Schaltuhr muß eine dementsprechende Länge haben. Falls es (etwa durch Reparaturen stark verkürzt) nicht lang genug ist, muß es erneuert werden! 7. „Panoramaaufnahmen" der Kiefer lassen sich mit Hilfe von Speziairöhren, deren Fokus in den Mund geschoben wird (kegelförmige Anode bzw. Hohlanode mit kleinem Brennfleck von etwa 0,1 mm Größe), anfertigen. Der ausgestrahlte Raumwinkel beträgt 270°. Die in Verbindung mit einem Spezialgenerator betriebenen Einrichtungen Panoramix (Koch & Sterzel) und Status-X (Siemens) zeigen die Abbildungen 147/148. Ober- und Unterkiefer werden auf je einem Film abgebildet. Durch Einblendung des Strahlenfeldes mit drehbarem Applikator (Abb. 148b) wird jeweils der nicht abzubildende Kiefer gegen die Strahlung abgeschirmt.

Abb. 147. Kieferübersichtsaufnahme ( a ) , angefertigt mit „ P a n o r a m i x " (b)

8. Eine Panoramaaufnahme der Kieferregion kann auch mittels Bewegung innerhalb des Fokus-Objekt-Filmsystems hergestellt werden. Dabei wird die gekrümmte „Schicht" Kiefer—Zähne relativ scharf angebildet: sogenannte Pantomographie. Erste Angaben über diese Aufnahmetechnik stammen von BECKMANN ( 1 9 3 9 ) und PAATERO (1960). Prinzip ist die Belichtung durch einen schmalen Spalt mit gleichgerichteter Bewegung des Objekts und eines planen oder gebogenen Films (Abb. 149). Der Orthopantomograph (Siemens) arbeitet mit einer Bewegung der Röhre und einer gebogenen, sich an den Spalt vorbeidrehenden Filmkassette um den fixierten Kopf des Patienten (Abb. 150). Die Bewegung der Röhre ist der Krümmung des Kiefers angepaßt (drei unterschiedliche Drehpunkte mit entsprechend geändertem Radius).

260

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Abb. 148. Aufnahmeeinstellung des „Status X " (a), Einstellung mit Abbiendung des Applikators zu Aufnahmen des Ober- und Unterkiefers (b) 9. Speziell k i e f e r o r t h o p ä d i s c h e n Z w e c k e n d i e n t d a s F e r n a u f n a h m e g e r ä t S K 1 5 0 (Siemens). D e r k o n s t a n t e F o k u s - F i l m - A b s t a n d beträgt 150 c m . D e r K o p f i s t m i t H i l f e des „ K e p h a l o m e t e r s " f i x i e r t (Abb. 1 5 1 ) . Lit.: HIELSCHER, W.: Panorama-Röntgenaufnahmen, Röntgenpraxis 20, 247 bis 259 (1967).

Der Patient wird gedreht

Pb N.

) Abb. 149. Prinzip der Pantomographie Ausgangsposition

Röhre und Kassettenhalterung rotieren Prinzip:.. O R T H O P A N T O M O G R A P H "

Abb. 150 a. Prinzip des Orthopantomographen,

Besonderheiten bei Zahn- und Kieferaufnahmen

Abb. 150 b. Orthopantomograph

Abb. 151. Spezialgerät SK 150 für kieferorthopädische Aufnahmen

262

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Weichteilaufnahmen (Mammographie) Die Röntgenuntersuchung der Mamma hat in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen. Sie dient vor allem der Entdeckung kleiner Tumoren, die noch keine klinischen Erscheinungen verursachen, der Diagnose und Differentialdiagnose gutartiger und bösartiger Prozesse sowie der Bestimmung der Ausdehnung eines Tumors. Die Schwierigkeiten der Aufnahmetechnik beruhen, abgesehen von der Einstellung, die die Erfassung des gesamten Organs bis zur Brustwand ermöglichen muß, auf 1. den geringen Absorptionsunterschieden des nur aus Weichteilen (Drüsenkörper, Haut, Fett, Bindegewebe) bestehenden Mammakörpers, 2. den großen, zu erfassenden Dickeunterschieden (Mamille bis Brustwand), 3. der Kleinheit evtl. vorhandener für einen malignen Prozeß charakteristischer stippchenförmiger Verkalkungen. Für die Praxis ergeben sich daraus folgende Prinzipien: 1. Die Aufnahmen sind mit weicher Strahlung zu machen, im allgemeinen mit Spannungen zwischen 25 und 40 kV (bei Drehstromgeneratoren mehr im unteren, bei Zweipulsgeneratoren im oberen Bereich). 2. Die Röhrenfilterung soll gering sein (etwa 0,5—0,6 mm AI-Gleichwert). Speziairöhren haben nur ein dünnes Glasfenster oder Berylliumfenster. Eine Tiefenblende soll möglichst entfernt werden. Speziell für die Verwendung bei der Mammographie konstruierte Röhren sind durch eine Anode und ein Filter aus Molybdän (Verwendung der charakteristischen Strahlung), eine Festanode sowie ein Berylliumfenster ausgezeichnet. 3. Der gleichmäßigen Belichtung dient eine Spezialkammer für Belichtungsautomatik (s. Abb. 55, S. 80). 4. Besondere Lagerungsvorrichtungen erleichtern die Einstellung. 5. Der verwandte Film soll feinkörnig und kontrastreich sein. Bei Verwendung eines normalen folienlosen Films ist die Belichtungszeit relativ kurz, bei Verwendung von Materialprüfungsfilmen, die bezüglich Korn und Kontrast gut geeignet sind, wird sie wesentlich verlängert. Neuerdings stehen auch Filme zur Verfügung, die in Entwicklungsmaschinen (90 sec) verarbeitet werden können. Doppelfilmpakkungen mit Filmen unterschiedlicher Empfindlichkeit sollen jeweils die dünnen und dicken Abschnitte optimal darstellen. So wird zwar nicht 6. ein Dickenausgleich auf einer Aufnahme erzielt, alle Anteile werden aber gut dargestellt. Ein Dickenausgleich kann durch eine leichte

Weichteilaufnahmen (Mammographie)

263

Abb. 152. Arbeitsplatz für Mammographie (axiale Aufnahme) mit Spezialtubus und Ionisationskammer (Siemens)

Abb. 153. Geräte für Mammographie: a) Mammograph (Hofmann), b) Senograph (Koch & Sterzel)

264

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Kompression mit Spezialtuben (Abb. 152) erreicht werden. Die Anwendung der Tuben hat aber auch Nachteile (unsichere Reproduzierbarkeit des Ausmaßes der Kompression, Veränderung von Strukturen). Eine besondere Methode des Dickenausgleichs ist die sogenannte Isodensmethode ( D O B R E T S B E R G E R ) , bei der die Brust der nach vorn gebeugten Patientinnen in einem Gefäß mit Alkohol hängt. Grenzen und Infiltrationen der Haut werden in tangentialer Projektion bei dieser Methode besonders gut dargestellt. Das hierfür hergestellte Gerät „Fluidograph" ist mit einem bewegten Streustrahlraster (Laufraster) zur Herabsetzung der Streustrahlung ausgerüstet. Die Aufnahmen sind stets in 2 Ebenen anzufertigen. Die Anwendung der Stereotechnik (in einer Ebene) hat sich bishernicht durchgesetzt. Die Xero graphie (s. S. 268) liefert sehr gute Bilder, hat aber bisher wegen des erheblichen Aufwandes in Deutschland keine Bedeutung für die Praxis gewonnen. Bei der Xerographie wird mit höherer Spannung (etwa 60 kV) gearbeitet. Beispiele von Arbeitsplätzen bzw. Geräten für die Mammographie zeigen die Abbildungen 152 und 153. Bei spezieller Indikation kann zusätzlich eine Kontrastmitteldarstellung der Milchgänge durchgeführt werden: Galaktographie. Eine feine stumpfe Kanüle wird im Mamillenbereich in den Ausführungsgang eingeführt und eine geringe Kontrastmittelmenge injiziert. Zysten können punktiert und nach Absaugen des flüssigen Zysteninhalts mit Luft gefüllt werden: Pneumozystographie. Als ergänzende Methode kann die Arteriographie durchgeführt werden. Bei Injektion des Kontrastmittels in die A. axillaris (Punktion oder Katheter von der A. femoralis) stellen sich die die Mamma versorgenden Gefäße dar. Thermographie s. S. 361. Auch die Weichteile anderer Körperabschnitte können mit einer gleichartigen Technik dargestellt werden. Erinnert sei z. B. an Schilddrüsenaufnahmen mit Darstellung feinerer Verkalkungen, Aufnahmen der Halsregion (Lymphknoten) und der Extremitäten. lit.: GAJEWSKI, H.: Aufnahmetechnik bei der Mammographie. Röntgenpraxis 20, 177—188 (1967). — GAJEWSKI, H . U. H . - P . H E I L M A N N : Experimentelle Untersuchungen zur optimalen Aufnahmetechnik bei der Mammographie. Fortschr. Rö.Str. 115, 248—256 (1971).

Röntgenuntersuchung von Unfallverletzten

265

Röntgenuntersuchung von Unfallverletzten Eine Verbesserung des Transports von Unfallverletzten zwischen Unfallort, Unfallabteilung eines Krankenhauses bzw. Röntgenabteilung ist dringend anzustreben, da 1. unzweckmäßiger Transport und überflüssige Umlagerungen den Verletzten gefährden, 2. durch SpezialVorrichtungen für den Transport und die Lagerung in Verbindung mit einer zweckmäßigen Röntgeneinrichtung die Arbeit des Personals erleichtert wird und die notwendigen Untersuchungen in wesentlich kürzerer Zeit durchgeführt werden können. Im einzelnen ergeben sich folgende Richtlinien: 1. Ein zweckmäßiges Transportsystem muß schon an Unfallort bzw. im Krankenwagen beginnen. Möglichkeiten sind die Lagerung auf einem Leinentuch, das mit besonderen Befestigungsvorrichtungen auf einer Trage befestigt werden kann, oder Lagerungsplatten, die sich tragfähig machen lassen (Durchstecken von Tragestangen) und ohne Schwierigkeit über den Lagerungstisch zum Röntgen geschoben werden können (z. B. Gleitmatratze; Siemens). Auf dem Tuch oder der Matratze, die strahlendurchlässig sind, kann der Kranke dann auf den Lagerungstisch für die Röntgenuntersuchung gelegt werden.

Abb. 154. Röntgenfahrwagen (C. H. F. Müller)

2. Die Röntgeneinrichtungen sollen möglichst große Bodenfreiheit gewähren. Deckenstative sind deshalb zweckmäßig. Der Lagerungstisch muß gut beweglich, möglicherweise kann er auch fahrbar sein wie der Röntgenfahrwagen der Abbildung 154 (C. H. F. Müller).

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

a

b

Abb. 155. Diagnost C (C. H. F. Müller) für Unfalldiagnostik: a) Gerät mit Fahrwagen und Boden-Laufraster, b) Durchleuchtung bei Schulterverletzung

3. Der auf den Untersuchungstisch oder Fahrwagen gelagerte Patient muß ohne weitere Umlagerung vollständig untersucht werden können. Als zweckmäßig hat sich eine Bildverstärker-Fernseheinrichtung erwiesen, die an einem Deckenstativ aufgehängt ist und auf einem Kreisboden beweglich um den Patienten herumgeführt werden kann (Abb. 155). Die Untersuchung läßt sich so in einem den speziellen Erfordernissen angepaßten Strahlengang durchführen. 4. Aufnahmen können entweder auf einem an dem Bildverstärker zu befestigenden Kassettenfilm angefertigt werden, selbstverständlich auch in allen durch die Beweglichkeit an dem Kreisbogen einzustellenden Ebenen. Am Bildwandler kann eine 70-mm-Kamera angeschlossen werden, mit der das Bildverstärkerbild direkt aufgenommen wird. Die hierfür erforderliche Strahlenexposition ist besonders gering. 5. Sind Großaufnahmen erforderlich und erwünscht, kann ein Rastergerät (Abb. 156) unter den Lagerungstisch gebracht werden. Für Aufmen in der 2. Ebene (seitlich in Rückenlage) kann das Bodenlaufraster aufgerichtet werden.

Röntgenuntersuchung von Unfallverletzten

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Nach Beendigung der Röntgenuntersuchung wird der Kranke auf dem Transporttisch oder der Gleitmatratze auf die Transporttrage bzw. den Transportwagen gebracht (wenn nicht der Röntgenfahrwagen zum Transport benutzt wird) und entweder auf die Station oder in den Operationssaal zur chirurgischen Versorgung gebracht. Der entscheidende Vorteil bei dem beschriebenen Transport-Lagerungs- und Untersuchungssystem besteht darin, daß eine Umlagerung f ü r die Durchführung spezieller Röntgenuntersuchungen nicht erfolgt. Wenn die Untersuchung von Unfallverletzten ohne besondere Untersuchungseinrichtungen durchgeführt werden muß, ist es wichtig, daß nur unbedingt notwendige Untersuchungen durchgeführt werden. Auf eine einwandfreie Einstelltechnik m u ß und kann in vielen Fällen verzichtet werden, z. B. kann und soll die Schädelaufnahme im sagittalen Strahlengang bei Schwerverletzten im anterior-posterioren Strahlengang durchgeführt werAbb. 156. Boden-Laufraster (C. H. F. Müller) den und nicht wie üblich umgekehrt. Bei Frakturen ist es unsinnig, eine Aufnahme im zweiten Strahlengang unter Bewegungen des verletzten Körperabschnitts durchzuführen, die zu einer Verschiebung der Fragmente führen können. Bei F r a k t u r e n am Kopf des Oberarmes, die nicht fest eingestaucht sind (was m a n vorher nicht weiß), soll deshalb keine „axiale" Aufnahme angefertigt werden. Die Stellung im Gelenk k a n n auch durch eine seitlich durch den Thorax geschossene Aufnahme beurteilt werden. Diese Aufnahmetechnik ist auch bei den oben beschriebenen Einrichtungen unter Verwendung des hochgeklappten Bodenlaufrasters zweckmäßig. Sinngemäß gelten diese allgemeinen Richtlinien auch f ü r andere Verletzungslokalisationen.

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

E. Xeroradiographie Ein ursprünglich von CH. Caklson ( 1 9 3 7 ) für die photographische Aufnahmetechnik angegebenes Verfahren wurde in neuerer Zeit auch für die Röntgenphotographie erprobt: Xeroradiographie (McMasteb, 1 9 5 1 ) . Es handelt sich dabei u m ein trockenes (xeros = altgriechisch trocken), physikalisches Verfahren. Statt des Röntgenfilms wird die „xeroradiographische Platte", die aus einer dünnen Schicht des hochisolierenden amorphen Selens auf einer leitenden Unterlage (Aluminium) besteht, als Strahlenindikator verwandt. Die vor Exposition gleichmäßig elektrostatisch aufgeladene Selenschicht ändert infolge der Einwirkung der Röntgenstrahlen entsprechend der jeweils wirksamen Strahlenintensität ihre Leitfähigkeit. Durch partiellen Ladungsausgleich mit der Unterlage entsteht ein latentes elektrostatisches Ladungsbild, das dem auftreffenden Strahlungsrelief entspricht. Das latente Bild wird bei Bestäuben mit aufgeladenem Harzpulver sichtbar. Es kann dann direkt auf der xeroradiographischen Platte betrachtet werden. Zur dauerhaften Fixierung dieses Bildes kann es auf einen anderen Bildträger (Papier) übertragen oder photographiert werden. Praktische Bedeutung könnte das Verfahren in allen Fällen, bei denen eine sehr schnelle Untersuchung notwendig ist (verwertbares Bild nach 30 sec!), gewinnen.

Abb. 157. Xeroradiographisehes Bild des unteren Oberschenkels mit Kniegelenk Lit.: Kossel, F.: Elektroradiographie. Röntgenpraxis 20, 200—209 (1967). — Pttppe, D.: Xeroradiographie. Ergebn. med. Radiologie, Bd. III. Georg-ThiemeVerlag, Stuttgart 1971.

Die biologische Wirkung energiereicher Strahlen

269

F. Die biologische Wirkung energiereicher Strahlen Die biologische Wirkung der Röntgenstrahlen und der Strahlen radioaktiver Substanzen wurde bald nach ihrer Entdeckung beobachtet. BECQUEREL, der Entdecker der Uranpechblende, bemerkte eine Hautrötung, als er ein Stück Uran bei sich getragen hatte. Bald wurden die Strahlen auch zu therapeutischen Zwecken angewandt (s. S. 313ff.). Die Kenntnisse der biologischen Effekte im einzelnen (Angriffspunkt und Wirkungsmechanismus der Strahlen) wurden dagegen nur langsam auf Grund experimenteller Untersuchungen und ärztlicher Erfahrungen vervollständigt. Auch heute noch sind die strahlenbiologischen Kenntnisse lückenhaft bzw. ergänzungsbedürftig. Der strahlenbiologischen Forschung kommt im Hinblick auf Strahlengefährdung und Strahlenschutz im Atomzeitalter ganz besondere Bedeutung zu. Auch im biologischen Bereich ist die Auslösung von Anregungen und Ionisationen die Grundlage der Strahlenwirkung. Lange Zeit wurde allein der Zellkern als strahlenempfindlich und seine Reaktion als ausschlaggebend für den biologischen Effekt angesehen. Nach der „Treffertheorie" (DESSAUER U. a.) waren für die biologische Wirkung eine oder auch mehrere Ionisationen als sogenannte „Treffer" erforderlich, damit ein Effekt in der Zelle ausgelöst wurde. Im strahlensensiblen Zellkern wurden wieder nur bestimmte Abschnitte, der „strahlenempfindliche Bereich" oder das „strahlenempfindliche Volumen", als entscheidend angesehen. Zweifellos sind die Chromosomen bzw. ihre Bestandteile als Träger der Erbanlagen, der Gene, besonders empfindlich. Bei Treffern kam es, wie tierexperimentell (besonders an der Taufliege Drosophila) nachgewiesen werden konnte, zu Änderungen des Erbgutes: „Mutationen" (s. S. 284). Mutationen beruhen auf Veränderungen eines Gens, (also einer Erbanlage (sogenannte Punktmutation), eines Chromosoms, das auseinanderbrechen kann (Chromosomenbruch) oder der Änderung der Chromosomenzahl. Innerhalb des strahlenempfindlichen Bereichs sind große Moleküle, die Nukleoproteide, besonders strahlensensibel. Ihr Baustein, die Desoxyribonukleinsäure (DNS), wurde diesbezüglich eingehend untersucht. Eine Hemmung der DNS-Synthese ist offenbar ein wesentlicher primärer Faktor der biologischen Strahlenwirkung. Wichtig erscheinen auch schwefelhaltige Aminosäuren mit sogenannten Sulfhydril(SH)gruppen.

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Auf Grund strahlenbiologischer Forschungen ist der „direkten" Strahlenwirkung eine „indirekte" gegenüberzustellen. Man versteht hierunter die strahleninduzierten Reaktionen im Plasma, besonders seinem Lösungsmittel, dem Wasser. Im Wasser kommt es unter der Einwirkung ionisierender Strahlen zur Bildung von Spaltprodukten und Radikalen. Unter den entstehenden Stoffen sind Wasserstoffsuperoxyd (H 2 0 2 ) und das Radikal H 0 2 besonders wirksam. Diese nur flüchtig auftretenden Stoffe haben eine starke Oxydationswirkung und können so „indirekt" biologische Reaktionen auslösen. Die Forschungsrichtung, die sich mit den chemischen Effekten der ionisierenden, energiereichen Strahlen beschäftigt, heißt auch Radiochemie. Die Strahlenwirkung in der lebenden Zelle, die möglicherweise nur ein einziges Molekül (DNS, s. o.) betrifft, kann sich in der ganzen Zelle auswirken, ja sie kann zum Zelltod führen. Diesen Effekt hat man auch als Verstärkereffekt bezeichnet. Die energiereichen Strahlen unterscheiden sich bezüglich der biologischen Wirkung durch ihre sogenannte Ionisationsdichte, d. h. die Zahl der pro Wegstrecke ausgelösten Ionisationsvorgänge. Sie ist am dichtesten bei den aus relativ großen Teilchen bestehenden, nicht weit reichenden Alphastrahlen, am geringsten bei den ultraharten Röntgenoder Gammastrahlen. Die unterschiedliche Ionisationsdichte ist eine Ursache der Wirkungsunterschiede, für die der Begriff der RBW (relative biologische Wirksamkeit, s. S. 31) geprägt wurde. Neben der lokalen Wirkung der Strahlen gibt es zweifellos auch Reaktionen des Gesamtorganismus, die möglicherweise durch im Bestrahlungsbereich gebildete Stoffe oder aber auch nervös unter Einschluß des ZNS ausgelöst werden. So reagiert der lebende Organismus mit einem „Zusammenspiel von örtlich auftretenden Reaktionen und zentralnervösen Vorgängen" ( L A N G E N D O R F F ) . Untersuchungen über die Strahlenempfindlichkeit ergaben, daß Zellen und Zellsysteme (Organe) eine unterschiedliche Sensibilität aufweisen. Schon 1904 wurde das sogenannte B E R G O N I E - T R E B O N D E A U S c h e Gesetz formuliert, nach dem ein Gewebe um so strahlenempfindlicher ist, je näher es dem Embryonalzustand (also dem frühesten Entwicklungszustand) steht, je weniger differenziert es ist und je öfter sich seine Zellen teilen. Die Erkenntnisse bezüglich der relativen Strahlenempfindlichkeit wurden durch Tier experimente, besonders aber auch durch die Untersuchungen an der japanischen Bevölkerung, die 1945 der Strahlung der Atombomben ausgesetzt war, vervollständigt. Für die Strahlenempfindlichkeit der Gewebe und Zellen ließ sich danach etwa folgende Reihe, der Strahlensensibilität nach geordnet, aufstellen (nach L O R E N Z , W . : Strahlenschutz in Klinik und ärztlicher Praxis. Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart 1961):

Die biologische Wirkung energiereicher Strahlen

271

Embryo (bis zum 3. Schwangerschaftsmonat) Fetus (nach dem 3. Schwangerschaftsmonat) Lymphatische Organe Knochenmark Darmtrakt Eierstock (Eizellen) Hoden (Samenzellen) Kapillaren Schleimhäute, Speicheldrüsen Haarpapillaren Knochenwachstumszonen (Epiphysenfugen) Brustdrüsenanlage Augenlinse Schweiß- und Talgdrüsen Oberhaut Leber, Niere Knochen beim Erwachsenen Knorpel Seröse Häute, Lunge Zentralnervensystem (Gehirn, Rückenmark) Periphere Nerven Muskelgewebe Neben der sich entwickelnden Frucht sind also die lymphatischen Organe, das Knochenmark (unreife Blutzellen), der Darmtrakt und die Keimdrüsen als besonders empfindlich anzusehen. Dabei darf die Strahlenempfindlichkeit anderer Organe aber keineswegs vernachlässigt werden; hat es sich doch gerade in neuerer Zeit gezeigt, daß z. B. auch das Nervensystem stärker reagiert und mehr geschädigt werden kann, als bisher angenommen wurde. Erhöhter Flüssigkeitsgehalt — unter physiologischen Bedingungen eine verstärkte Durchblutung — und eine Temperaturerhöhung (therapeutisch z. B. durch eine vorhergehende Kurzwellenbestrahlung zu erzielen) erhöhen sicher die Strahlensensibilität, ebenso der Sauerstoffgehalt der Gewebe, was man therapeutisch auszunutzen versucht hat (Bestrahlungen unter erhöhtem 0 2 -Gehalt der Luft). Entscheidend für die Strahlenwirkung, die durch die Strahlen ausgelösten Reaktionen und die bleibenden Schäden ist neben der Dosis, d. h. also der wirksamen Strahlenmenge, die räumliche und zeitliche Verteilung.

272

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Bäumliche Verteilung: Die Wirkung auf den Gesamtorganismus ist um so größer, je größer das durchstrahlte Volumen, möglicherweise auch die Körperoberfläche im Vergleich zur Gesamtgröße sind. Größte Wirkungen löst eine „Ganzbestrahlung", d. h. also eine Bestrahlung des ganzen Körpers aus. Auch in Japan wurde ein großer Teil der Bevölkerung mit dem ganzen Körper der Kernbestrahlung ausgesetzt. Das Gesamtbild der krankhaften Reaktionen, die durch eine solche Ganzkörperbestrahlung oder eine Bestrahlung größerer Körperabschnitte mit höheren Dosen verursacht wird, nennen wir auch Strahlenkrankheit oder akutes Strahlensyndrom. Die zweite Bezeichnung zeigt schon, daß Krankheitserscheinungen (Symptome) in unmittelbarem Zusammenhang mit der Strahlenwirkung auftreten. Zeitliche Verteilung: Man unterscheidet hier die sogenannte Protrahierung, d. h. eine Bestrahlung mit langer Bestrahlungszeit bei kleiner Dosisleistung, und die Fraktionierung, d. h. eine zeitliche Unterteilung der Dosis. Beide Möglichkeiten werden in der praktischen Strahlentherapie angewandt (s. S. 327). Besonders die Fraktionierung ist heute unentbehrlich. Ihre Bedeutung liegt darin, daß gesundes und krankes (Geschwulst-)Gewebe unterschiedliche Erholungszeiten nach der Bestrahlung aufweisen. Gesundes Gewebe erholt sich schneller, so daß nachfolgende Bestrahlungen eine geringere Wirkung haben, während sich bei Geschwülsten die Wirkung der einzelnen Dosen annähernd summiert (elektive Wirkung).

Das akute Strahlensyndrom ist gekennzeichnet durch: 1. Allgemeine Symptome (Schocksymptome, Übelkeit mit Erbrechen, Temperatursteigerung, Ernährungsstörungen, Gewichtsverlust, u. a.) 2. Organ- oder Organsystemstörungen. Der Verlauf des akuten Strahlensyndroms, der „Strahlenkrankheit", ist abhängig von der empfangenen Dosis. Die tödliche Dosis bezeichnet man auch als Letaldosis. Sie unterscheidet sich im Tierexperiment (z. B. bei Ratten höhere, bei Meerschweinchen niedrigere Werte) und beim Menschen. Beim Menschen findet sich eine nicht unerhebliche individuelle Schwankungsbreite. Als absolut tödliche Dosis können 600—700 R (rd) bei einmaliger Ganzkörperbestrahlung angenommen werden. Eine Sterblichkeit von 50% verursacht eine Bestrahlung mit etwa 400 R (rd) (mittlere letale Dosis). Vereinzelte Todesfälle treten bereits bei 100 R (rd) auf („kritische Dosis"). Dosen von 20 bis 30 R (rd) führen nicht zu wesentlichen nachweisbaren Schäden.

Biologische Wirkung - Akutes Strahlensyndrom

273

Der Zeitpunkt des Todes ist ebenfalls dosisabhängig. Bei hohen Dosen tritt er in der 2. Woche, bei mittleren in der 3. bis 5. Woche auf — etwas früher, wenn die Verarmung an weißen Blutkörperchen, später, wenn die Blutungsneigung (hämorrhagische Diathese) im Vordergrund steht. Im Tierexperiment wird meist die Dosis angegeben, die bei 50% der Tiere innerhalb von 30 Tagen zum Tode führt: L D 50 (30). Höchste Dosen (mehrere tausend R) führen bereits unter der Bestrahlung bzw. wenige Stunden danach zum Tode. Man muß hier annehmen, daß lebenswichtige Katalysatoren (Fermente, Enzyme) zerstört werden und daß damit der Gesamtorganismus lebensunfähig wird.

Klinisch lassen sich 2 Stadien des Strahlensyndroms unterscheiden: 1. Stadium: Schocksymptome mit Blutdruckabfall. Störungen der Kapillardurchlässigkeit (Übertritt von roten Blutkörperchen in die Lymphe) mit Eindickung des strömenden Bluts, Erbrechen, Durchfall. Hämatologisch findet sich schon in den ersten Stunden eine Lymphopenie. Nach 2 bis 3 Stunden tritt (im Tierexperiment) eine Leukozytose auf, die nach 12 Stunden wieder beseitigt ist und dann in eine Leukopenie übergeht. Bei einem Absinken unter 800/mm3 ist die Erholung kaum zu erwarten. Die Regeneration beim Überlebenden beginnt in der 2. Woche. Sensible Störungen und Ödeme treten an den mit mehreren 1000 R belasteten Oberflächenregionen (Hände) auf. 2. Stadium: Die Leukopenie in schweren Fällen als Agranulozytose wirkt sich auchim 2. Stadium aus, das gekennzeichnet ist durch Blutungen (Hämorrhagien). Sie sind Folge eines Gefäß-Schadens und einer Gerinnungsstörung infolge einer Verminderung der Thrombozyten (unter 30000) bzw. einer Zerstörung der Megakaryozyten. Fraglich ist eine Vermehrung des die Blutgerinnung hemmenden Heparins. Weitere Symptome sind: Infektionen, die häufig von Ulzerationen in der Mundhöhle, dem Rachen und dem Darmtrakt ausgehen, die Anämie, die zwischen der 2. und 3. Woche ausbildet und Folge der Erythrozytenzerstörung, der Blutungen und der gestörten Neubildung der Erythrozyten im Knochenmark ist, schließlich Allgemeinsymptome wie Gewichtsverlust und Kräfteverfall mit Appetenz- und Ernährungsstörungen. S c h l u n g b a u m , Med. Strahlenkunde, 5. Aufl.

18

274

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Eine Übersicht über den Verlauf der Strahlensyndroms gibt Tabelle 10 Tab. 10. Klinischer Verlauf des akuten Strahlensyndroms Zeit der Bestrahlung 1. Woche

2. Woche

3. Woche

4. Woche

5. Woche

Letale Dosen um 700 R

Mittelletale Dosen um 400 R

am 1. Tag Übelkeit, Erbrechen nach 1 - 2 Std. Diarrhoen Lymphopenie und Leu]copenie (möglicherweise nach kurzer Leukozytose), Agranulozytose Schwere Ulzerationen an Mund- und Rachenschleimhäuten. Fieber, Kräfteverfall. bleibende LeukoTod bei (höheren Dopenie (Agranulozysen schon am 3 . - 4 . tose) Tag)

Subletale Dosen um 100 R

Leukopenie

Epilation Krankheitsgefühl i md Appetitmangel stärker ausgeprägt geringer später E iarrhoen Ulzerationen an Wundes Gefühl in den Schleimhäuten Mundhöhle und Infektionen Rachen Blutungen Thrombozytopenie Gefäßschaden Anämie Schwerer Kräfte- Vereinzelt Kräfteverfall, Tod (50%) verfall und Tod

Bei höchsten Dosen bleibt jede Therapie erfolglos. Bei kritischen Dosen um und unter 500 R kann eine gezielte Therapie (Blutersatz, Antibiotika) mit Erfolg die das Leben gefährdenden Symptome bekämpfen. Aussichtsreiche Versuche mit Injektion von artgleichem Knochenmark wurden in letzter Zeit mitgeteilt. Bei Verkleinerung des durchstrahlten Volumens bzw. der Körperoberfläche werden sehr viel höhere Dosen vertragen. Höchste Dosen können bei sehr kleinen Bestrahlungsfeldern verabfolgt werden (10000R und mehr bei Nah- oder Kleinraumbestrahlung, s. S. 329ff.). Die Feldgröße bzw. das durchstrahlte Volumen sind also von ganz wesentlichem Einfluß auf die Verträglichkeit der Bestrahlung. Bei den Allgemeinerscheinungen sind die unspezifischen Reaktionen des Organismus von Bedeutung, die SELYE im Rahmen des sogenannten allgemeinen Anpassungssyndroms als Alarmreaktion (reaktive Funktionssteigerung der Nebennierenrinde und der Hypophyse als des übergeordneten Organs) beschrieben hat.

Biologische Wirkung - Somatische Strahlenwirkung

275

Auch bei geringeren, in der strahlentherapeutischen Behandlung üblichen Dosen und räumlich begrenzter Strahleneinwirkung können Allgemeinerscheinungen auftreten, die bei Durchführung der Strahlentherapie für den Kranken beschwerlich sind und u. U. die Fortführung der Therapie unmöglich machen. Die allgemeinen Symptome werden auch unter der Bezeichnung Strahlenintoxikation (Intoxikation bedeutet Vergiftung) oder auch Strahlenkater zusammengefaßt. Die Erscheinungen gleichen im einzelnen den Allgemeinsymptomen der Strahlenkrankheit, sind nur weniger stark ausgeprägt (Übelkeit, Kopfschmerz, Müdigkeit u. a.). Der symptomfreie Zeitabschnitt bis zum Auftreten lokaler und allgemeiner Symptome wird auch hier als Latenz bezeichnet. Meist handelt es sich dabei um eine scheinbare Latenz, auch als Intervall bezeichnet, d. h. daß zwar eine Strahlenwirkung vorhanden ist, die Nachweis- bzw. Untersuchungsmethoden aber nicht ausreichen. Der Gesamtprozeß läuft unaufhaltsam ab. Teilweise dürften primäre Schädigungen von Enzymen und Fermenten, den biologischen Katalysatoren, die sich dann erst später an den Zellen bzw. dem Gesamtorganismus auswirken, Ursache der Latenz sein. Bei Spätschäden sind die Veränderungen an den Chromosomen entscheidend. Unter der wahren Latenz versteht man die Tatsache, daß die biologische Strahlenwirkung bzw. die durch sie verursachten Schäden erst manifest werden, wenn sich die allgemeinen Lebensbedingungen, bzw. die Stoff Wechselaktivität ändern. Als Beispiel sei die Bestrahlung von trockenen Pflanzenkeimen (z. B. weiße Bohnen) genannt. Die Bestrahlung wirkt sich erst aus, wenn man die Bohnen keimen läßt. Beim Menschen ist eine zeitliche Verschiebung der manifesten Strahlenwirkung im Sinne der Latenz bei Bestrahlungen im Jugendalter nachweisbar. So wirkt sich eine Bestrahlung der Mammagegend im Kindesalter erst in der Pubertät aus. Die Manifestation von Strahlenschäden an den Knochenepiphysen erfolgt in Abhängigkeit vom physiologischen Längenwachstum. Die Frage der somatischen (somatisch altgr. = körperlich) Allgemeinschädigung bei Einwirkung auch kleiner Strahlenmengen auf den menschlichen Organismus hat in den letzten Jahren zahlreiche Untersuchungen und statistische Erhebungen veranlaßt. Besonders diskutiert wurde die Frage, ob die Strahleneinwirkung die Alterung des Organismus beschleunigt und damit die Lebenszeit verkürzt. Nachdem amerikanische Untersucher anfänglich angenommen hatten, daß die Allgemeinbelastung durch 1 R die Lebenszeit um 15 Tage verkürzt, wird heute nur noch von einem Tag gesprochen. Die statistische Signifikanz ist damit nicht mehr nachweisbar. Noch wichtiger ist die Frage, ob die Erkrankung an bösartigen Geschwülsten durch die Strahleneinwirkung begünstigt wird. Die krebserzeugende Wirkung der ionisierenden Strahlen, die im Prinzip seit langem bekannt ist (Hautkrebs s. S. 278), dürfte auf der

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

mutativen Wirkung der Strahlen beruhen. Bekannt ist seit langem die Entstehung von Lungenkrebs nach Einatmung strahlender Substanzen (Schneeberger und Joachimsthaler Lungenkrebs). Auch bei Aufnahme von Thorium konnte ein gehäuftes Auftreten bösartiger Geschwülste (am Knochen) beobachtet werden, ebenso nach beruflich bedingter Inkorporation radiumhaltiger Leuchtfarben. Das brennendste Problem ist mit dem gehäuften Auftreten von Leukämien, die als bösartige geschwulstartige Erkrankungen des Blutes aufgefaßt werden können, gegeben. Die Zunahme der Erkrankungshäufigkeit wurde in der japanischen Bevölkerung, die den Atombombenstrahlen ausgesetzt war, und in England bei Kranken, die wegen einer Wirbelsäulenkrankheit (Morbus B e c h t e r e w ) bestrahlt worden waren, beobachtet. In Japan bestand eine deutliche Abhängigkeit von der empfangenen Dosis. Unterhalb einer bestimmten Mindestdosis wurde keine Zunahme von Leukämieerkrankungen (im Vergleich mit nicht bestrahlten Bevölkerungsgruppen) mehr beobachtet. Leukämieerkrankungen wurden auch bei chronischer beruflicher Strahlenbelastung beobachtet (Ehepaar J o l i o t - C u r i e ) . Chronische Schäden des Knochenmarks, die sich auch auf das strömende Blut auswirken, wurden früher bei beruflicher Exposition beobachtet (aplastische Anämien als Todesursache z. B. von Mme. C u r i e ; s. auch S. 288f.). Das Ausmaß der lokalen Reaktionen ist von der Feldgröße und der zeitlichen und räumlichen Verteilung abhängig. Am wichtigsten ist bei der üblichen Röntgenbestrahlung die Reaktion der durchstrahlten Haut. Die H a u t stand als sichtbares Organ anfangs im Zentrum der Studien über die biologische Strahlenwirkung. Die Tatsache, daß eine bestimmte Strahlendosis zur Rötung der H a u t führt, wurde als Grundlage für das biologische Dosierungssystem benutzt. Als Maß galt hier die Hauteinheitsdosis (HED, S e i t z und Wintz) . Man verstand darunter die Strahlendosis, die bei einmaliger Bestrahlung zu einer Hautrötung (Erythem) und später zu einer Pigmentierung führte. Sie beträgt bei einer Spannung von 180 kV, einer Größe des Bestrahlungsfeldes von 6 x 8 und einem Fokushautabstand von 23 cm etwa 530 R. Sie ist niedriger bei größerem Feld und bei weicherer Strahlung, umgekehrt höher bei härterer Strahlung (z. B. des Radiums). Die H E D wurde als höchstzulässige Dosis bei einmaliger Bestrahlung angesehen. Als Maß der Dosierung hat sie durch Einführung der physikalischen Dosimetrie ihre ursprüngliche Bedeutung verloren. Als „Hauterythemdosis" gibt sie immer noch die Strahlenmenge an, die eine Hautrötung erzeugt. Als Ursache des Erythems ist die Bildung von Histamin oder histaminähnlichen Substanzen diskutiert worden, ohne daß im lebenden Organismus sichere Beweise hätten erbracht werden können. Das Hauterythem verläuft wellenförmig. Das sogenannte Früherythem beginnt 6 bis 8 Stunden nach der Bestrahlung, wird dann stärker und klingt nach 2 bis 3 Tagen wieder ab.

Biologische Wirkung energiereicher Strahlen

277

Bei sehr hohen Dosen tritt schon ganz kurz nach der Bestrahlung eine Rötung (Soforterythem) auf. Das „Haupterythem" führt dann 8 bis 10 Tage nach Abklingen des Früherythems zu einer stärkeren Rötung, die sich langsam nach etwa 1 Woche zurückbildet und in eine bräunliche Pigmentierung übergeht. Bei zeitlicher Unterteilung der Dosis (Fraktionierung, s. S. 272) ist der Erythemablauf weniger konstant. Das Erythem ist die einfachste Strahlenreaktion der Haut. Unter „Strahlenreaktion" sollen dabei diejenigen infolge einer Bestrahlung auftretenden Symptome verstanden werden, die sich zurückbilden, während die später zu besprechenden Strahlenschäden durch bleibende oder zumindest lange anhaltende Veränderungen charakterisiert sind. Bei höheren Dosen kommt es an der Haut zu Veränderungen, die dem Bild einer mehr oder weniger schweren Entzündung entsprechen. Man spricht deshalb auch von Strahlendermatitis. Der von Laien für die schwereren Strahlenreaktionen gebrauchte Ausdruck Verbrennung ist, obwohl die Symptome einer Verbrennung durchaus ähneln, unzweckmäßig, da damit meist unbewußt ein vermeidbares Verschulden des Therapeuten oder der Assistentin angenommen wird. Die Strahlendermatitis imponiert als tiefrote, manchmal auch mehr bläuliche Verfärbung der Haut, möglicherweise mit Abschilferung der oberen Zellschichten (trockene Strahlendermatitis), oder es kommt zur Abhebung der Epidermis mit Blasenbildung und Exsudation (Ausschwitzung von Gewebsflüssigkeit): feuchte Epitheliolyse, exsudative Strahlendermatitis. Entsprechende Erscheinungen finden sich auf bestrahlten Schleimhäuten als „fibrinöse Entzündung". Im Lauf von 2 bis 3 Wochen klingt die Reaktion im allgemeinen ab, wenn zusätzliche Schäden vermieden werden, worin das Hauptziel einer zweckmäßigen „Therapie" (s. u.) zu liegen hat. Bei noch höheren Dosen kommt es zur Entstehung von tiefen Geschwüren infolge einer Nekroscnbildung. Bei kleinen Bestrahlungsfeldern heilen derartige Defekte, die bei der Therapie von Hautkrebsen manchmal bewußt in Kauf genommen werden müssen (Röntgenkaustik), ebenfalls schnell ab. Ulzerationen in großen Bestrahlungsfeldern bedürfen dagegen oft einer sehr langwierigen Behandlung. Zu den „Reaktionen" einer Bestrahlung mit energiereichen Strahlen gehört auch die Epilation, der Haarausfall. Die „Epilationsdosis" liegt unter 400 rd (am Haar balg). Im allgemeinen wachsen die Haare auch nach der therapeutischen Bestrahlung mit hohen Dosen wieder nach. Nach einer zweiten durch ionisierende Strahlen verursachten Epilation ist der Haarwuchs meist nur noch spärlich. Es finden sich dann im allgemeinen auch andere Hautveränderungen im Sinne eines Strahlenschadens (s. u.). Die nach Abklingen der akuten Reaktion bleibenden oder wenigstens lange anhaltenden Veränderungen werden als Strahlenschäden bezeichnet. Die einfachste, noch nicht eigentlich als „Schaden" anzusehende

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Veränderung der Haut ist die bleibende Pigmentierung. Die Pigmentverschiebung bleibt (abgesehen von einer flüchtigen „Frühpigmentierung") erhalten und ist ein Hinweis auf vorausgegangene Bestrahlungen. Auch weniger stark ausgeprägte Pigmentverschiebungen sind mit Hilfe einer Analysenlampe (UV-Licht) gut sichtbar zu machen. Bei höheren Dosierungen kommt es zu einer Ernährungsstörung der Haut (Atrophie). Sie wird dünner, weniger elastisch, wie pergamentartig. Ihre natürliche Widerstandskraft, auch gegen mechanische Läsionen, ist vermindert. In der atrophischen Haut werden oft erweiterte, tiefrote Gefäße sichtbar (sog. Teleangiektasien). Sie bedeuten keinesfalls, daß die bestrahlte Haut gut durchblutet ist, sondern im Gegenteil, daß die Versorgung und Ernährung des Gewebes infolge verlangsamter Blutströmung verschlechtert ist. In manchen Fällen steht eine Schuppung der Haut mit vermehrter Hornbildung (Hyperkeratose) im Vordergrund. Ein schwerwiegender Strahlenschaden der Haut, der aber bei manchen Bestrahlungen bösartiger Geschwülste doch noch in Kauf genommen werden muß, ist die Geschwürsbildung (Strahlenulkus). Sie tritt in der strahlengeschädigten Haut (oder auch Schleimhaut) nach Monaten oder noch später auf, besonders dann, wenn zusätzliche Noxen (Schäden) wirksam sind (Hitze, mechanische Verletzungen u. a.). Die Behandlung derartiger Geschwüre, die Folge eines lokalen Gewebstodes (Nekrose) sind, ist schwierig und langwierig. Der schwerste Strahlenschaden der Haut ist der Strahlenkrebs. Seine Entstehung — nach unkontrollierter beruflicher Exposition und therapeutischer Bestrahlung früher (nach Jahren und Jahrzenten) nicht allzu selten beobachtet — ist bei Einhaltung der Strahlenschutzbestimmungen und physikalisch kontrollierter Dosierung kaum noch zu befürchten. Wahrscheinlich entsteht der Strahlen-Hautkrebs nicht als Folge direkt ausgelöster Mutationen (s. S. 269), sondern auf dem Boden unkoordinierter Abbau- und Regenerationsprozesse in der strahlengeschädigten „Röntgenhaut". Die Verhütung und Therapie des Strahlenschadens der Haut ist zwar Aufgabe des Arztes, jedoch muß auch die technische Assistentin, die ja täglich mit den Bestrahlungspatienten Kontakt hat, über die wesentlichen Gesichtspunkte orientiert sein. Von größter Bedeutung ist schon die Hantpflege während der Bestrahlungsserie. Zusätzliche Schäden müssen in jedem Fall ausgeschaltet werden. Zur allgemeinen Hautpflege hat sich die Anwendung eines reizlosen Puders (z. B. Fissanpuder) bewährt. Eine entzündungswidrige Komponente hat der Azulonpuder. Auch entsprechende Salben (Fissanpaste, Azulonsalbe, Bepanthensalbe, Actihaemylgelee oder -salbe) werden vielfach angewandt und von den Kranken besonders dann angenehm empfunden, wenn die Strahlendermatitis ein lästiges Spannungsgefühl und Schmerzen verursacht. Die Salbenanwendung hat andererseits den Nachteil, daß die Hautdecke erweicht wird und daß, damit ein Verschmieren der Salbe vermieden wird,

Biologische Wirkung energiereicher Strahlen

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ein Verband angelegt werden muß. Bewährt hat sich bei stärkeren Graden der Strahlendermatitis die Anwendung von Cortisonpräparaten als Lotio oder in flüssiger Form als Spray. Wichtig ist, daß die Kranken nicht ständig auf der Haut eines Bestrahlungsfeldes liegen (Rücken, Gesäß), also ihre Lage möglichst häufig wechseln, da durch den Druck die Durchblutung verschlechtert wird. Wasser und Seife sind nicht zu benutzen, auch sollen die Kranken in der Zeit der beginnenden bis zur abklingenden Strahlenreaktion nicht baden. Die Säuberung der Haut kann durch Abtupfen mit Olivenöl vorgenommen werden. Ein verschmutztes Strahlengeschwür karua durch feuchte Verbände gesäubert werden. Fibrinbeläge lassen sich durch lokale Anwendung fibrinolytischer Substanzen lösen. Bei Sekundärinfektion sind antibiotisch wirksame Salben zweckmäßig (z. B. Aureomyeinsalbe). Die lokale oder auch parenterale Anwendung gewebsaktivierender Stoffe (Actihaemyl) sowie von Vitaminen (B-Komplex) zur Förderung der Heilungstendenz wird vielfach empfohlen. Im Ausheilungsstadium, d. h. also nach Säuberung und Beseitigung der Sekundärinfektion können die Epithelbildung anregende Salben die Uberhäutung beschleunigen. Bei sorgfältiger und geduldig durchgeführter Behandlung wird nur in schwersten Fällen eine chirurgische Exzision notwendig sein. Den Strahlenreaktionen und -schaden der Haut kam besonders deswegen Bedeutung zu, weil hier die Veränderungen deutlich sichtbar beobachtet werden konnten. Außerdem war es ja so, daß bei den alten Bestrahlungsmethoden die Haut die höchste Dosis erhielt und daß infolgedessen die Hauttoleranz überhaupt das Maß der zu verabfolgenden Dosis war. Neue Bestrahlungsmethoden (Bewegungsbestrahlung, ultraharte Strahlen s. u.), die die Verabfolgung hoher Tiefendosen bei relativer Schonung der Haut ermöglichen, haben die Aufmerksamkeit auf Strahlenreaktionen und -schaden an den in der Tiefe liegenden Organen und Geweben gelenkt. Erwähnt seien in diesem Zusammenhang LungenVeränderungen, z. B. bei Bestrahlung von Speiseröhren- und Bronchuskrebsen (sogenannte Strahlenpneumonitis, Strahlenfibrose), Schäden an der Harnblase und dem Verdauungstrakt (Geschwüre, Nekrosen, wie sie in ähnlicher Form von der Radiumbestrahlung der Gebärmutterkrebse bekannt sind), sowie Schäden am Zentralnervensystem, das entgegen früheren Ansichten keineswegs als strahlenunempfindlich angesehen werden kann. Unter den lokalen Strahlenschäden ist weiterhin die strahleninduzierte Knochennekrose (Absterben des Knochengewebes) klinisch wichtig. Der Knochen ist bei üblicher Röntgenbestrahlung besonders gefährdet, weil er die Strahlung stärker absorbiert als das Weichteilgewebe (die Energie-

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

dosis (s. S. 30) ist also hoch). Der strahlengeschädigte nekrotische Knochen — man nennt diese Veränderungen pathologisch-anatomisch Osteoradionekrose —- ist mechanisch nicht mehr voll belastungsfahig: Oft kommt es dann zu Knochenbrüchen. Am häufigsten werden derartige pathologische Frakturen nach gynäkologischen Bestrahlungen beobachtet: Schenkelhalsfrakturen. Wahrscheinlich ist eine gewisse Disposition oder aber das Zusammenwirken mit anderen schädlichen Einflüssen Vorbedingung für das Auftreten von Osteoradionekrosen. Jedenfalls muß die Belastung des Knochens beim Aufstellen eines Bestrahlungsplanes besonders berücksichtigt werden. Strahlenempfindlich ist vor allem auch der wachsende Knochen bzw. die Wachstumszone des Knochens, die Epiphyse. Bei Bestrahlung von Patienten im Wachstumsalter ist deswegen die Belastung der Epiphysengebiete nach Möglichkeit zu vermeiden. Wachstumsstörungen können nach Bestrahlungen der vorderen Thoraxwand im Kindesalter auch an der Brustdrüse auftreten. Auch hier ist deshalb größte Vorsicht notwendig. Als weiterer lokaler Strahlenschaden ist der strahleninduzierte Linsenstar bzw. das Auftreten von Wachstumsstörungen der Augenlinse zu nennen. Die Dosis, die zur Entstehung eines Strahlenstars führt, ist vom Alter des Individuums abhängig: mit zunehmendem Alter wird die Augenlinse weniger empfindlich. Bei Bestrahlung jugendlicher Individuen kommt es auch zu einer Wachstumshemmung. Tierexperimentelle Untersuchungen nach Augenbestrahlungen ergaben, daß die Wirksamkeit auch kleiner Dosen (bei Bestrahlung jugendlicher Tiere) nicht ausgeschlossen werden kann. Die Annahme einer Null- oder Indifferenzdosis bzw. eines Schwellenwertes, wie er bisher für die somatische Strahlenwirkung (somatisch = körperlich, d. h. also Wirkung auf Individuum im Gegensatz zur genetischen Strahlenwirkung, s. u.) vielfach angenommen wurde, erscheint heute problematisch. Bei graphischer Darstellung der Beziehung zwischen Dosis und Effekt der Strahlenwirkung wurde danach ein S-förmiger Verlauf der „Dosis-Effektkurve" angenommen (Abb. 158). Eine direkte lineare Beziehung zwischen Dosis und Effekt (Abb. 158) besteht nach heutiger Ansicht für die genetische Strahlenwirkung, d. h. die Wirkung auf die besonders strahlenempfindlichen Keimdrüsen, bzw. die Ei- und Samenzellen. Die genetische Strahlenwirkung birgt infolge der strahleninduzierten Mutationen in sich die Gefahr einer Schädigung späterer Generationen. Viele strahlengenetische Probleme müssen allerdings, auch heute noch als ungelöst angesehen werden. Vor allem ist auch zu betonen, daß tierexperimentelle Ergebnisse nicht ohne weiteres auf den Menschen übertragen werden können. Untersuchungen an Mäusen zeigten, daß auch die Dosisleistung einen Einfluß auf

Biologische Wirkung - Genetische Strahlenwirkung - Fruchtschaden

die strahleninduzierten Mutationen hat (im Bereich mittlerer und höherer Strahlendosen wurden bei chronischer Bestrahlung weniger Mutationen ausgelöst). Es ist danach nicht gleichgültig, in welcher Zeit eine bestimmte Dosis verabfolgt wird. Auch konnte nachgewiesen werden, daß Mutationsschäden in gewissem Umfang reparabel sind. Brüche im Desoxyribonukleinsäure(DNS)molekül, dem Überträger der Erbinformationen (s. auch S. 269) können repariert werden (Reparatursynsthese). Eizellen scheinen weniger mutationsbereit als Samenzellen. Bei unseren relativ geringen Kenntnissen der Dosisabhängigkeit der genetischen Strahlenwirkung beim Menschen wird von seiten der Genetiker mit Recht die Forderung vertreten, die Strahlenbelastung auf das mögliche Minimum herabzusetzen.

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Abb. 158. Dosisabhängigkeit des somatischen ( f „Schwellenwert") und genetischen Strahlenschadens

Neben der genetischen, auf einer Schädigung der Ei- oder Samenzellen beruhenden Strahlenwirkung muß auf die Möglichkeit des sogenannten Fruchtschadens, d. h. einer Schädigung des sich in der Gebärmutter entwickelnden Foeten durch direkte Strahleneinwirkung hingewiesen werden. Eine erhöhte Gefährdung ist besonders in den ersten Schwangerschaftsmonaten anzunehmen. Durch die ionisierenden Strahlen können Entwicklungsstörungen bzw. Mißbildungen verursacht werden. Als praktische Folgerung ergibt sich daraus, daß in der Schwangerschaft nur lebenswichtige Röntgenuntersuchungen oder strahlentherapeutische Maßnahmen durchgeführt werden dürfen. Röntgenologische Untersuchungen der Abdominalorgane sollten bei fortpflanzungsfähigen Frauen nach Möglichkeit in der ersten Woche nach der Menstruation vorgenommen werden (wenn noch keine Schwangerschaft vorliegen kann). Offene radioaktive Isotope dürfen nicht inkorporiert werden. Nach Gaben von J-131 in der Schwangerschaft wurden in einzelnen Fällen Schilddrüsenschäden bei dem später geborenen Kinde beobachtet. Die Frage, ob Kinder, deren Mütter in der Gravidität ionisierenden Strahlen ausgesetzt waren, vermehrt an Leukämie oder malignen Tumoren erkranken, läßt sich z. Z. noch nicht eindeutig beantworten. Aus neueren Erkenntnissen, die gegen die vereinfachenden Vorstellungen einer gleichartigen Auswirkung bestimmter Dosen und einer Summation der Strahlenwirkungen unabhängig vom Zeitfaktor (d. h. also

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Fehlen jeglicher „Erholung") sprechen, sind folgende Gesichtspunkte hervorzuheben : 1. Die Zellen der Keimdrüsen bzw. ihre Entwicklungsstadien haben eine unterschiedliche Mutationsempfindlichkeit. 2. Milieufaktoren beeinflussen die Strahlenwirkung. 3. Mutationen müssen nicht irreversibel sein. Eine Restitution von Chromosomenbrüchen ist möglich. 4. Zellen mit Mutationen können für die Fortpflanzimg ausgeschaltet werden (germinale Selektion). 5. Der Zeitfaktor ist nicht bedeutungslos. Eine Protrahierung verringert in gewissem Umfang die Mutationsrate. Die biologischen Forschungen auf dem Gebiet der Strahlenbiologie und die daraus gewonnenen Erkenntnisse haben auch Rückwirkungen auf die praktische Strahlentherapie oder zeigen zumindest Möglichkeiten der weiteren Entwicklung an (s. S. 346).

Strahlengefährdung und Strahlenschutz

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G. Strahlengefährdung und Strahlenschutz Das Problem des Strahlenschadens, der Strahlengefährdung und des Strahlenschutzes ist heute stark in den Blickpunkt des Interesses gerückt. Die Anwendung von Atomenergie und Strahlen in der Medizin und Technik, aber besonders die drohende Anwendung in der Kriegstechnik, die eine ungeheure Gefährdung der Menschheit bedeutet, führte dazu, daß die Gesamtbelastung der Bevölkerung mit energiereichen Strahlen einer eingehenden Prüfung unterzogen wurde. Mit zunehmenden Kenntnissen von der biologischen Strahlenwirkung wurden Überlegungen angestellt, welche Strahlendosis als „erträglich" anzusehen sei. Für diese Dosis wurde der Begriff „Toleranzdosis" geprägt. Er wurde sowohl allgemein für die Strahlenexposition der entsprechenden Berufsgruppen als auch lokal für die Reaktionen und Schäden nach therapeutischen Röntgenbestrahlungen angewandt. Die ersten umfassenden Untersuchungen zur allgemeinen Toleranz wurden 1925/26 von dem Amerikaner MTTTSCHELLEK durchgeführt. Er untersuchte das Personal in Strahlenbetrieben und ermittelte die Dosis, bei deren Einwirkung er keinerlei pathologischen Befund erheben konnte (besonders bei hämatologischen Untersuchungen). Dieser Wert betrug 0,25 R/Tag oder 1,25 R/Woche und wurde auch als sogenannte MÜTSCHELLER-Dosis bezeichnet. Die MÜTSCHELLER-Dosis ist

so errechnet, daß nach etwa 7,5 Jahren die Erythemdosis erreicht wird. Die besondere Empfindlichkeit der Keimdrüsen wurde insofern berücksichtigt. als man den Begriff der „Keimschädigungsdosis" = 1 / 1 0 der (MüTSCHELLEß-)Toleranzdosis einführte. Neuere Untersuchungen und Erkenntnisse über die biologische Strahlenwirkung lassen den Begriff der Toleranzdosis fragwürdig erscheinen. Sicher hängt der Nachweis pathologischer, durch Strahlen ausgelöster Veränderungen entscheidend von der Feinheit der Untersuchungsmethoden ab. Dosen, die keinerlei Reaktion verursachen, wären als Indifferenz- oder Nulldosis zu bezeichnen. Grundsätzlich hiervon zu unterscheiden sind die gesetzlich festgelegten Höchstdosen, bei deren Einwirkung nach dem jeweiligen Stand der Wissenschaft nur geringe biologische Reaktionen, aber kein eigentlicher Schaden zu erwarten sind (s. u.). Statt von Toleranzdosis sollte man hier nur von der „höchstzugelassenen Dosis" sprechen. Entsprechend unseren Kenntnissen von der biologischen Strahlenwirkung sind bezüglich der Strahlenbelastung und Strahlengefährdung des Menschen zu unterscheiden: 1. Die Gefährdung des Individuums, vorwiegend bei beruflicher Exposition, 2. die Gefährdung des Erbguts der Gesamtbevölkerung.

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Bei der Gefährdung des Einzelindividuums sind zu diskutieren: 1. Die Verkürzung der Lebenszeit (s. S. 275\ 2. Die Erzeugung bösartiger Geschwülste (s. S. 275f. u. 278). 3. Der lokale Strahlenschaden (s. S. 276ff.) bzw. 4. die Schädigung von Organen und Organsystemen (z. B. der blutbildenden Organe). Das Ausmaß der Gefährdung des Erbgutes infolge der mutativen Wirkung auf die Keimzellen (Samen und Eizellen) ist gegeben durch die sogenannte Gonadendosis, d. h. die an den Keimzellen wirksame Dosis, von der die Zahl der ausgelösten Mutationen abhängig ist. Mutationen, d. h. also Änderungen des Erbguts kommen auch „spontan" ohne Nachweis einer besonderen Ursache vor. Die spontane Mutationsrate ist bedingt durch die natürliche Instabilität der lebenden Substanz, durch die Einwirkung von Stoffwechselprodukten und natürlichen Umweltfaktoren, wie auch — wahrscheinlich nur zum kleinen Teil — der natürlichen Strahlenbelastung (s. u.). Künstlich erzeugt („induziert") werden Mutationen durch chemische Einflüsse (ihr Ausmaß ist weitgehend unbekannt) sowie durch die künstliche Strahlenbelastung (s. u.). Mutationen sind ungerichtet, meist führen sie zu einer Schädigung des Einzelindividuums oder der Nachkommenschaft. Nur selten dürften sie zu einer „Verbesserung" des Erbguts beitragen. Wichtig ist die Tatsache, daß die spontanen und die induzierten Mutationen nicht an denselben Genen angreifen. Ein Vergleich der Mutationsrate der spontanen und der induzierten Mutationen beim Menschen ist bei unseren bisherigen Kenntnissen kaum möglich, zumal im wesentlichen nur tierexperimentelle Ergebnisse zur Verfügung stehen. Der Begriff der sogenannten Verdopplungsdosis (Dosis künstlicher Strahlenbelastung, die zu einer Verdopplung der spontanen Mutationsrate führt) ist deswegen außerordentlich problematisch. Im Tierexperiment (Drosophila) ergaben Unterschiede der Umweltbedingungen und des Entwicklungszustandes der Keimzellen Differenzen der Mutationshäufigkeit um den Faktor 100. Gänzlich unbekannt ist die genetische Wirkung bestimmter Dosen inkorporierter radioaktiver Substanzen. Auch die unterschiedliche Wirksamkeit verschiedener Strahlenarten (RBW, s. S. 31) ist ungeklärt. Von genetischer Seite wird aus den genannten Gründen keine Grenzdosis angegeben, unterhalb derer keine schädliche Wirkung zu erwarten sei. Der Begriff der sogenannten Verdopplungsdosis, d. h. derjenigen Dosis künstlicher Strahlenbelastung, die zu einer Verdopplung der spontanen Mutationsrate führt, ist nur ein problematischer Richtwert. Die Verdopplungsdosis dürfte bei etwa 10—80 rem, die „mittlere Verdopplungsdosis" bei 40 rem liegen. Lit.: MARQUARDT, H.: Die höchstzulässigen Dosen aus der Sicht der Strahlengenetik. Atompraxis 6, 21 (1960).

Strahlengefährdung und Strahlenschutz

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Bei Errechnung der gesamten Strahlenexposition sind zu unterscheiden: 1. Die natürliche Strahlenexposition, 2. die zivilisatorische Strahlenexposition. Zu 1: Die natürliche Strahlenexposition(Abb.l59) setzt sich zusammen aus: Radioakt. Nieder; Schuhdurchleucl Fernsehe Leuchtzifferblätter Beruft. Belastung-1,1

C Strahlenexposition a n den G o n a d e n der Bevölkerung pro Jahr

Abb. 159. Natürliche und zivilisatorische Strahlenexposition des Menschen (Gonadendosis)

a) der kosmischen, aus dem Weltraum kommenden (sehr harten) Strahlung, b) der Umgebungsstrahlung der Erde (Radium u. a.), der Wohnungen d. h. des Baumaterials und der Luft (Radon). Die Umgebungsstrahlung kann stark differieren (Zunahme mit der Höhenlage, 50 fache Durchschnittswerte im Himalaya durch radioaktiven Monazitsand, Radioaktivität mancher Heilbäder u. a.), ) der inneren Strahlung des Körpers, der sogenannten Körpereigenstrahlung (vorwiegend radioaktives Kalium: 4 0 K, Radium, Radon u. a.). Die Körpereigenstrahlung ist in besonderen dickwandigen Bleimeßkammern, die den Untersuchten vollkommen von der Umgebungsstrahlung abschirmen, untersucht worden. Die Gonadendosis (Keimdrüsendosis), die durch die natürliche Strahlung bedingt ist, beträgt etwa 100 mrem/Jahr. Bei Umrechnung der Gonadendosen innerhalb einer Bevölkerungsgruppe auf die Gesamtzahl dieser Gruppe spricht man auch von mittlerer genetischer Dosis, bei Korrektur dieses Werts unter Berücksichtigung von Alter und Kindeserwartung von genetisch signifikanter Dosis. Eine Verdopplung der durch die natürliche Strahlenbelastung bedingten Gonadendosis wird heute vielfach als vertretbarer Höchstwert angesehen.

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Die zivilisatorische Strahlenexposition (Abb. 154) hat bisher etwa 30% der natürlichen Strahlenbelastung erreicht. Sie setzt sich zusammen aus: 1. der medizinischen Strahlenanwendung, vorwiegend also der Röntgendiagnostik als größtem Anteil, 2. der beruflichen Belastung, 3. der Strahlung der Leuchtzifferblätter von Uhren, 4. der Strahlung der Fernsehapparate, 5. der Strahlung radioaktiver Niederschläge („fall out" der Atombombenversuche), G. (der Strahlung bei Schuhdurchleuchtunger,; heute nicht mehr zulässig). Zu 3: Bei Berechnung der durch Zifferblattleuchtstoffe — bisher Spuren von Radium in Verbindung mit Fluorophoren (s. S. 110) — verursachten Strahlung für die Gesamtbevölkerung liegt diese bei 1% der natürlichen Strahlung. Für den einzelnen Uhrenträger dürfte sie dagegen 4 % erreichen. Eine Herabsetzung um mehrere Potenzen ist durch Verwendung des Betastrahlers Tritium (überschwerer Wasserstoff) oder des Plutonium —239 (Alphastrahler) zu erreichen (in der Uhrenindustrie bereits üblich). Die ausschlaggebende Belastung liegt auf dem medizinischen Sektor. Die übrigen Formen der Strahlenbelastung machen nur einen Bruchteil davon aus. Insbesondere ist auch die durch die Kathodenstrahlen in Fernsehapparaten entstehende Röntgenstrahlung belanglos, da sie so weich ist, daß sie schon im Schirm zum größten Teil absorbiert wird. Die bekanntgewordenen Schäden an Pflanzen und Tieren dürften durch Ultraschallwellen bedingt sein. Zweifellos muß jede medizinische Applikation von Strahlen genau überlegt werden, sie muß ärztlich angezeigt, „indiziert", sein. Nur wenn die Strahlenanwendung für den Kranken sinnvoll ist, ist sie gerechtfertigt. Das bedeutet, daß Diagnostik mit ionisierenden Strahlen nur betrieben werden sollte, wenn sich aus der zu stellenden Diagnose therapeutische Konsequenzen ergeben oder aber im persönlichen wie allgemeinen Interesse die entsprechenden Untersuchungen erforderlich sind (z. B. bei Tuberkulose). Natürlich soll eine übertriebene Strahlenfurcht nicht dazu führen, daß notwendige Untersuchungen unterbleiben. Niemand sollte vergessen, daß die Einführung der Röntgenstrahlen in die Medizin eine der wirklich großen Errungenschaften ist. Auch die therapeutische Anwendung von Röntgenstrahlen bei der Behandlung bösartiger Geschwülste ist absolut gerechtfertigt, da es sich ja hier um die Beseitigung einer unmittelbaren Lebensbedrohung handelt. Bei der Bestrahlung gutartiger Erkrankungen wird man dagegen, besonders auch unter Berücksichtigung des Lebensalters (Vorsicht vor Mitbestrahlung der Keimzellen im fortpflanzungsfähigen Alter), die Indikation im Einzelfall sorgfältig überprüfen.

Strahlengefährdung und Strahlenschutz - Berufliche Strahlengefährdung

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Wie auch bei der natürlichen Strahlenbelastung sind zu unterscheiden (Abb. 160): a) Die Strahleneinwirkung von außen, b) die Strahleneinwirkung von innen durch Aufnahme radioaktiver Substanzen (Inkorporation). INKORPORIERTE RADIOAKTIVE SUBSTANZ

Abb. 160. Strahleneinwirkung von außen und durch Inkorporation

Im letzten Fall bleiben die strahlenden Substanzen im Körper. Sie können in die Körpergewebe eingebaut werden, da der Organismus strahlende und nicht strahlende Stoffe nicht unterscheiden kann. Bei langer Dauer der Einwirkung erzeugen sie möglicherweise chronische Schäden. Besonders wichtig ist in dieser Beziehung das Strontium-90 (s. S. 338). Bei Inkorporation kann es als Ersatz des Kalziums in den Knochen eingebaut werden und ist dann kaum wieder zu entfernen. Bei seiner langen Halbwertzeit sind mit einem Ansteigen der Strontiuminkorporation erhebliche Gefahren verbunden. Besondere Bedeutung hat der Einbau des Strontiums in den kindlichen, noch wachsenden Knochen. Strontium-90 gehört zu den Spaltprodukten der Atombombenexplosionen. Diese Spaltprodukte werden zunächst in die Atmosphäre geschleudert; mit dem Regen kommen sie dann auf die Erdoberfläche. Die verseuchten Pflanzen werden von den Tieren gefressen. Strontium-90 gerät so in menschliche Nahrungsmittel (Milch, Käse u. a.). Der Mensch ist hier ein Glied in der biologischen Kette Luft—Boden—Pflanze—Tier—Mensch. Den gleichen Kreislauf macht das radioaktive Cäsium (137Cs), das als Gammastrahler leichter nachzuweisen ist. Nach amerikanischen Untersuchungen hat sich die Körpereigenstrahlung durch m C s in den letzten Jahren vervierfacht. Sie macht allerdings auch jetzt noch erst etwa 1 % der durch 4 0 K bedingten Eigenstrahlung (s. S. 285) aus. Eine a k u t e G e f a h r durch die Strahlung der radioaktiven Niederschläge dürfte also noch nicht gegeben sein.

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Zur Frage der beruflichen Strahlengefährdung Akute Strahlenunfälle infolge einer Bestrahlung von außen an Reaktoren und Beschleunigungsmaschinen sind infolge der scharfen Schutzbestimmungen außerordentlich selten (in den letzten 10 Jahren weniger als 20 Personen). Bei entsprechenden Dosen führen sie zum Bilde des akuten Strahlensyndroms (s. S. 273ff). In allen Fällen ist eine stationäre Behandlung in Spezialkliniken erforderlich. Blutersatz und Schutz gegen Infektionsgefährdung stehen im Vordergrund der Therapie. Akute Inkorporationsschäden (auch durch äußere Verletzungen) sind ebenfalls selten. Ihre Folgeerscheinungen sind von der Art des inkorporierten Strahlers abhängig. In allen Fällen muß versucht werden, die Ausscheidung möglichst zu beschleunigen. Möglichkeiten der „Dekorporation", d. h. der Entfernung inkorporierter offener radioaktiver Stoffe aus dem Körper durch therapeutische Maßnahmen (z. B. der „Knochensucher", d. h. der Stoffe, die im Knochen angereichert werden, wie z. B. Strontium-90) wurden experimentell untersucht. Es gibt Substanzen, die die Fähigkeit zu haben scheinen, manche strahlenden Stoffe in erhöhtem Maß zur Ausscheidung zu bringen (am wirksamsten sind sogenannte Chelatbildner). Schäden durch chronische Inkorporation, wie sie früher besonders in technischen bzw. gewerblichen Radiumbetrieben beobachtet wurden, sollten heute bei Einhaltung der Schutzbestimmungen nicht mehr vorkommen. Eine chronische Schädigung des in medizinischen Strahleninstituten arbeitenden Personals dürfte im allgemeinen ebenfalls vermeidbar sein. Am stärksten ist die Gefährdung in Betrieben, in denen viel mit Radium und radioaktiven Isotopen (therapeutisch) gearbeitet wird. Möglich sind hier lokale und allgemeine Schäden. Bei den vorgeschriebenen regelmäßigen ärztlichen Untersuchungen ist besonders zu achten auf 1. Veränderungen an Händen und Fingern. Verdächtig sind Veränderungen an den Fingerbeeren. Eine Änderung bzw. Abflachung der Papillarlinien, besonders exponierter Finger, ist verdächtig (Fingerabdrücke!), ebenso sonstige atrophische Veränderungen, Epilation, Wachstumsstörungen an den Nägeln und Nagelfalzen, schließlich in schweren Fällen (dürfte kaum vorkommen) Ulzerationen. 2. Veränderungen am lymphatischen Rachenring (Entzündung, Atrophie, Ulzerationen). 3. Blutbildveränderungen. Möglich sind hier als chronische Schäden a) die Entstehung einer Anämie. Schwierig ist auch heute noch der Nachweis von Frühschäden. Unter Umständen muß bei Verdacht

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auf einen Strahlenschaden eine Sternalpunktion gemacht werden, da das Knochenmark in erster Linie und erst sekundär die Zellen des strömenden Blutes geschädigt werden. Funktionelle Untersuchungen sind zu empfehlen, so der sogenannte Pyrexaltest (nach Gabe von Pyrexal schüttet das funktionstüchtige Knochenmark vermehrt weiße Blutkörperchen aus, deren Zahl im strömenden Blut dadurch meßbar erhöht wird) und durch Untersuchung der Resistenz der strömenden Blutzellen (z. B. Untersuchung von Resistenzminderung nach Vorbehandlung mit Ultraschall). Vor Anerkennung einer strahleninduzierten Anämie müssen selbstverständlich andere schädliche Einwirkungen sicher ausgeschlossen werden. Ebenso sollte überprüft werden, ob nicht schon vor der Strahlenexposition eine Anämie nachweisbar war. b) Die Leukämiegefährdung ist nach unseren heutigen Kenntnissen nicht sicher abschätzbar. Wenn auch die Bedeutung eines Schwellenwertes für die Strahlenwirkung allgemein problematisch ist, so zeigten doch Untersuchungen der Bevölkerung, die in Hiroshima und Nagasaki der Kernstrahlung der Atombombe ausgesetzt gewesen war, erst über einer bestimmten Dosis (die bei beruflicher Exposition nicht erreicht werden soll) eine erhöhte Leukämiehäufigkeit. Die Entstehung eines Hautkrebses als Berufsschaden ist bei Einhaltung aller Vorsichtsmaßnahmen bzw. der Strahlenschutzbestimmungen nicht mehr wahrscheinlich. Bezüglich der Möglichkeit eines genetischen Strahlenschadens sei auf S. 280 verwiesen. Wenn es auch nicht allzu wahrscheinlich ist, daß bei Einhaltung der höchstzulässigen Dosen Schädigungen auftreten, sollten doch alle Personen, die beruflich den ionisierenden Strahlen ausgesetzt bzw. für den Strahlenschutz verantwortlich sind, bemüht sein, die Dosis soweit wie möglich zu verringern. Der Strahlenschutz betrifft zwar auch heute noch in erster Linie das berufüch exponierte Personal, in zweiter Linie aber auch die Gesamtbevölkerung bzw. die Individuen, die der Strahleneinwirkung zu medizinischen Zwecken oder anderweitig ausgesetzt sind. Für den Strahlenschutz ergeben sich prinzipiell 2 Möglichkeiten (Abb. 161): 1. Chemischer oder „aktiver'" Strahlenschutz. Es wird hierbei versucht, chemisch-medikamentös die Strahlenempfindlichkeit herabzusetzen. Bei gegebener Dosis soll die biologische Strahlenwirkung gehemmt werden. Experimentell haben sich hier einige schwefelhaltige Substanzen, die SH-(Sulfhydril-)Gruppen enthalten, wie die Aminosäure Cystein und das Cysteamin, als wirksam erwiesen. Es gelingt, wenn sie vor einer Bestrahlung verabfolgt werden, im Tierexperiment die S c h i u n g b a u m , Med. Strahlenkunde, 5. Aufl.

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Letaldosis wesentlich heraufzusetzen. Die Wirkung ist möglicherweise so zu erklären, daß die radiochemisch aktiven, oxydierenden Substanzen neutralisiert werden. Praktische Bedeutung für die Anwendimg beim Menschen hat der chemische Strahlen schütz bisher noch nicht.

Ungeschützt = [ZERSTÖRTES ¡BIOLOG. OBJEKT

.TRAHLENQUEUE

Physikalisch geschützt = UNVERÄNDERTES BIOLOG. OBJEKT 1

Radio-chemisch geschützt = UNVERÄNDERTES BIOLOG. OBJEKT

Abb. 161. Chemischer und physikalischer Strahlenschutz

Trotzdem ist er prinzipiell bereits in den Unfallverhütungsvorschriften (s. S. 294) berücksichtigt. 2. Physikalischer Strahlenschutz. Seine Aufgabe ist es, die einwirkende Dosis zu verringern. Dies ist möglich durch a) Vergrößerung des Abstandes von der Strahlenquelle, b) Abschirmung mittels Schutzstoffen, deren Wirkung auf der Strahlenabsorption beruht, c) Herabsetzung der Expositionszeit, d) Schutz gegen Verseuchung (Kontamination). Zu a: Das Einhalten eines möglichst großen Abstandes hat praktische Bedeutung in der Röntgendiagnostik (z. B. beim Schalten von Aufnahmen mit Kleinapparaten, Zahnaufnahmen u. a.), vor allem aber beim Umgang mit radioaktiven Substanzen. Prinzipiell verringert sich die Dosis nach dem Abstandsgesetz im Quadrat der Entfernung (bei geringen Abständen und räumlicher Ausdehnung der Strahlenquelle gilt das Gesetz nur mit Einschränkung). Besonders zu beachten ist, daß

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auch die Hände einen möglichst großen Abstand von der Strahlenquelle einhalten. Radioaktive Präparate dürfen niemals direkt angefaßt werden. Für die Arbeit stehen Instrumente zum Greifen und Hantieren zur Verfügung. Komplizierte Greifapparate (master slave = Meistersklave) ermöglichen das gefahrlose Hantieren auch mit großen Aktivitäten. Der Umgang mit radioaktiven Stoffen erfordert auch in modernen Strahlen betrieben besondere Maßnahmen und Kenntnisse des Personals. Immer wieder muß betont werden, daß die Einhaltung eines möglichst großen Abstandes als wichtigste Schutzmaßnahme anzusehen ist („Abstand geht vor Deckung"). In der Nähe der Strahlenquelle darf sich nur derjenige aufhalten, dessen Anwesenheit wirklich unentbehrlich ist. Zu b: Die Schutzstoffe dienen: 1. der Absicherung von Räumen, in denen mit Strahlen gearbeitet wird, 2. der Herabsetzung der Dosis, die vom Strahlenerzeuger in die unmittelbare Umgebung ausgestrahlt wird, 3. dem unmittelbaren Schutz des mit den Strahlen arbeitenden PersonalsZu 1: Bei der Planung und dem Bau von Strahlenbetrieben ist der Strahlenschutz von Anfang an zu berücksichtigen. Als Baumaterial kommen in Betracht: Wände aus Beton oder besser Barytbeton (Baryt = Bariumsulfat = Schwerspat), z. B . in Form von sogenannten K Ä M P E - L O R E Y Ziegeln. Im Bereich diagnostischer Spannungen entspricht der Schutz wert von 13,5 mm bei einem bestimmten Mischungsverhältnis 1 mm Blei, bei reinem Beton ist er etwa halb so groß (die Relation ändert sich mit der Spannung). Ziegel haben im Vergleich zu Blei einen Schutzwert von 1:100, Holz 1:1000. Türen bestehen entweder aus Blei oder aus Holz mit Bleiaufschlägen, Einblickfenster aus Bleiglas (Schutzwert 1:4). Der Schutzwert muß in allen Fällen so groß sein, daß in Nachbarräumen befindliches Personal ohne besondere weitere Maßnahmen möglichst weit unter der erlaubten Höchstdosis bleibt. Zu 2 : In Röntgenbetrieben dient vor allem das Röhrengehäuse (s. S. 54f) dem Strahlenschutz. Abgesehen vom Nutzstrahlenbündel darf an der Oberfläche nur eine bestimmte geringe Dosis nachweisbar sein. Bei manchen Spezialuntersuchungen (z. B. Serienaufnahmen wie Angiokardiographie) sind besondere Strahlenschutzvorrichtungen zweckmäßig (Bleigummivorhänge). Dem Schutz des Durchleuchters dient die Schutzkanzel und ein am durch Bleiglas geschützten Leuchtschirm angebrachter Bleigummivorhang. Radioaktive Substanzen, besonders harte Gammastrahler wie Radium und Kobalt-60 müssen strahlengeschützt sicher gegen Diebstahl

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aufbewahrt (Radiumtresor) und transportiert werden (Transportbehälter aus Blei). Spezielle Schutzvorrichtungen wie der Radiumpacktisch für die Vorbereitung der Präparate, fahrbare Strahlenschutzwände (Blei) und der Strahlenschutzstuhl (besonders für gynäkologische Applikationen) für die Applikation am Kranken können die Strahlenbelastung erheblich herabsetzen. Einen nicht unbeträchtlichen Schutzwert (etwa 1 HWS) hat auch der menschliche Körper. Es ist also durchaus zweckmäßig, wenn sich z. B . die assistierende Schwester nach Möglichkeit hinter den Operateur stellt. Besondere Schutzgehäuse erfordern die Telecuriegeräte. Zu 3 : Dem direkten Schutz des Personals dient vor allem die Schutzkleidung, deren Tragen u. a. bei Untertischdurchleuchtungen und Schalten von Aufnahmen am B e t t und im Operationssaal wichtig ist. Eine Schutzbekleidung, die gegen harte Gammastrahlen schützt, gibt es nicht. Die Halbwertschicht des Radiums und des Kobalt- 60 liegt in der Größenordnung 1 cm Blei. Es ist also völlig sinnlos, die üblichen Schutzschürzen oder Handschuhe zu tragen (Bleigleichwert 0,2 mm), besonders da die Schutzkleidung u. U. ein schnelles Arbeiten verhindert. Die Wirksamkeit von Abstand und Schutzstoffen zeigt Abb. 162.

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Abb. 162. Schutz durch Abstand und Schutzstoffe (Blei)

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Zu c: Entscheidend für eine Herabsetzung der Strahlengefährdung beim Arbeiten mit harten Gammastrahlern ist neben der Einhaltung eines möglichst großen Abstandes und der Benutzung der genannten speziellen Schutzvorrichtungen die Herabsetzung der Expositionszeit, d. h. praktisch gesehen ein schnelles Arbeiten. Lange Wege des Präparats, Umlagern und unnötige Transporte von Kranken mit Einlagen harter Gammastrahler sind nach Möglichkeit zu vermeiden. Der Entlastung der Radiumschwester (oder entsprechend der technischen Assistentin), die die Präparate vorzubereiten hat, dient insbesondere in gynäkologischen Radiumbetrieben die fertige Packung der verwendeten Applikatoren, die dann nicht in jedem Bedarfsfall erst mit den Radiumzellen geladen werden müssen. Hierdurch wird eine erhebliche Verkürzung der Expositionszeit erreicht. Voraussetzung ist allerdings das Vorhandensein einer relativ großen Radiummenge. Lit.: Schlungbatjm, W.: Der Strahlenschutz beim Umgang mit Radium und anderen geschlossenen Gammastrahlern. Röntgen- und Laboratoriumspraxis 15, R 105 — 110 und 111 — 120 (1962).

Zu d: Besondere Schutzmaßnahmen sind notwendig um eine Kontamination von Menschen und Räumen durch offene radioaktive Substanzen zu verhindern. Die innere Kontamination, d. h. die Aufnahme radioaktiver Stoffe in den Körper heißt Inkorporation (über die Atemwege: Inhalation, den Verdauungstrakt: Ingestion, die Haut: perkutane Resorption). Die inkorporierten Substanzen können in den Stoffwechsel einbezogen oder auch unverändert wieder ausgeschieden werden (z. B . nach Passage des Verdauungstrakts). Beim Arbeiten müssen gekennzeichnete Gummihandschuhe getragen werden. Bei der Arbeit mit bestimmten hochaktiven und biologisch sehr gefährlichen Substanzen ( z . B . Plutonium) ist es zweckmäßig, die Arbeiten in geschlossenen Boxen durchzuführen, in die nur durch Handschuhe geschützte Hände hineingreifen (Abdichtung durch Gummimanschetten!). Räume und Laboreinrichtungen müssen gut zu säubern sein. Fugen, in die Radionuklide eindringen können, sollen nicht vorhanden sein. Oberflächen müssen glatt (kein Einsickern!) und abwaschbar sein. Auch die Beseitigung radioaktiver Abfälle muß nach den Prinzipien des Strahlenschutzes erfolgen. Es ist allerdings dazu zu sagen, daß die Aktivitätsmengen in medizinischen Betrieben so gering sind, daß sie kaum zu einer wesentlichen Gefährdung führen können. Im allgemeinen genügen Abklinganlagen. Die Überwachung des gefährdeten Personals, nicht nur in medizinischen, sondern auch wissenschaftlichen und industriellen Betrieben, und der Schutz vor einer Schädigung durch die Strahlen gehört zu den Aufgaben des Gesetzgebers. Neben der durch die Strahleneinwirkung bedingten Gefährdung ist auch der Schutz gegen Hochspannung, Feuer (Filmlagerung) und Infektion (z. B . Tuberkulose) zu berücksichtigen.

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Die Schutzmaßnahmen in medizinischen Betrieben sind geregelt durch von den Berufsgenossenschaften auf Grund der Reichsversicherungsordnung erlassene Unfallverhütungsvorschriften. Mit dem Schutz beim Umgang mit Röntgenstrahlen beschäftigt sich die Neufassung der Unfallverhütungsvorschrift: Anwendung von Röntgenstrahlen in medizinischen Betrieben. Sie ist am 12. 5. 53 durch den Bundesminister für Arbeit genehmigt und am 1. 10. 53 in K r a f t gesetzt worden. Über die Unfallverhütung (bzw. Verhütung von Berufskrankheiten) beim Umgang mit radioaktiven Isotopen gibt es weitere Vorschriften. In einzelnen Bundesländern sind im Rahmen der Atomgesetzgebung 1958 diesbezügliche Strahlenschutzverordnungen erlassen worden. Sie sind für den Bereich der Bundesrepublik durch die Strahlenschutzverordnung vom 1. 9. 60 (s. u.) abgelöst worden (unter Anlehnung an die Empfehlung der europäischen Atomgemeinschaft „Euratom"; s.u.).* Die wichtigsten Punkte der Unfallverhütungsvorschrift über die Anwendung von Röntgenstrahlen in medizinischen Betrieben sind: Die Inbetriebnahme von Röntgeneinrichtungen ist der Berufsgenossenschaft anzuzeigen (§1). Über alle Röntgenleistungen ist buchzuführen (§4). Die Beschäftigten sind möglichst wenig mit Röntgenstrahlen zu belasten (§4, 1). Vom aktiven Strahlenschutz (Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der Beschäftigten gegen ungünstige Strahlenwirkungen) ist unter Berücksichtigung des jeweiligen Standes der Kenntnisse und Erfahrungen Gebrauch zu machen (§5). Die Röntgenanlage ist so zu betreiben, daß die Dosis auf der Haut . . . in einer Woche 0,5 R nicht überschreitet (§ 7, 1). Werden . . . Schutzschürzen getragen, so darf die Strahlenmenge auf der Haut unter der Schutzkleidung nur 0,2 R in einer Woche und auf dem durch die Schutzschürze nicht schützbaren Teil des Körpers 1 R in einer Woche betragen. An den Händen und Füßen darf in allen Fällen . . . die Strahlenmenge in einer Woche 1,5 R betragen (§ 7, 3). Die in § 7 genannten Höchstdosen gelten nicht für Angehörige hilfsbedürftiger Patienten, z. B. von Kleinkindern, wenn sie diese ausnahmsweise halten sollen . . . (§8). Die im Röntgenbetrieb beschäftigten Personen dürfen nicht für Probeund Versuchszwecke der Strahlung ausgesetzt werden (§10). Wer mit der Erzeugung oder Anwendung von Röntgenstrahlen beschäftigt wird, muß über die bei den vorkommenden Arbeiten auftretenden Gefahren und über die Maßnahmen zu ihrer Verhütung unterrichtet sein (§ 12, 1). * Der Entwurf einer Verordnung über den Schutz vor Schäden durch Röntgenstrahlen ist fertiggestellt. Die Verordnung dürfte in nächster Zeit erlassen werden.

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Die Unfallverhütungsvorschriften für die Anwendung von Röntgenstrahlen in medizinischen Betrieben muß im Röntgenbetrieb zur Einsicht ausliegen. Außerdem müssen die von der Berufsgenossenschaft herausgegebenen Aushänge an geeigneter Stelle angeschlagen sein (§ 13). Durch geeignete Kontrolle der empfangenen Strahlenmenge sind rechtzeitig vorbeugende Maßnahmen zu veranlassen (§ 14, 2). Mit besonderen hygienischen Maßnahmen (Frischluftversorgung, Wandanstrich der Dunkelkammer, Fußböden der Dunkelkammer und dem Schutz gegen Infektion (besonders bei Untersuchung Tuberkulosekranker) beschäftigen sich die §§ 15 und 16. Die Arbeitszeit im Dunkeln darf täglich höchstens 5% Stunden, in vier Monaten höchstens 350 Stunden betragen (§17). Die Röntgenschutzkleidung muß so beschaffen sein, daß die ausreichend unterrichteten Personen die zulässigen Höchststrahlenmengen ohne Schwierigkeit einhalten können (§ 19, 1). II Im Anhang 2 ist für die Schutzkleidung ein Bleigleich wert von | | 0,2 mm, der gegen die Streustrahlung schützt, vorgeschrieben. Röntgendurchleuchtung: Die Röhre darf nur eingeschaltet sein, solange das Leuchtschirmbild beobachtet wird (§ 24, 1). Die Strahlenmenge ist so klein zu wählen, wie es die Rücksicht auf den Verwendungszweck zuläßt. Zu diesem Zweck ist gute Dunkelanpassung der Augen des Durchleuchters erforderlich (§25, 1). Durchleuchtung mit Aufnahmestromstärke ist auch bei Kleinapparaten unzulässig (§ 25, 2). Die Röntgenstrahlung ist so stark zu filtern, wie es der Verwendungszweck zuläßt. Der schwächste benötigte Filter (Mindestfilterung 2 mm AI) muß fest angebracht sein (§26).

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Gewisse Ausnahmen sind bei Arbeiten mit sehr weicher Strahlung zulässig.

Zur Einengung des maximalen Nutzstrahlenbündels auf das jeweils nötige Maß muß eine während der Durchleuchtung veränderliche Blende vorhanden sein und benutzt werden (§27). Durchleuchtungsgeräte müssen so beschaffen und errichtet sein, daß bei ordnungsmäßiger Handhabung niemand ungewollt von direkter Strahlung getroffen werden kann (§28, 1). Die Strahlung hinter dem Leuchtschirm muß durch genügende Schutz schichten geschwächt sein (§ 28, 2). Im Anhang 1 sind die erforderlichen, von der benutzten Spannung (40 bis 150 kV) abhängigen Bleigleichwerte der Schirme vorgeschrieben (0,4 bis 3 mm Blei).

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In die direkte Strahlung zwischen Röhre und Patient hineinzugreifen ist nicht gestattet (§30, 1). §§ 30, 2 und 31 regeln das Tragen von Schutzkleidung (Schürzen auch für Mitbeobachter) und Schutzhandschuhen sowie Schienbeinschützern bei Untertischdurchleuchtung. Bei Vorhandensein einer Schutzkanzel braucht der Durchleuchter keine Schürze zu tragen. Röntgenaufnahmen: Die Röntgenstrahlung ist so stark zu filtern, wie es der Verwendungszweck zuläßt (§ 32). Zur Einengung des maximalen Streustrahlenbündels auf das jeweils nötige Maß müssen geeignete Vorrichtungen, wie veränderliche Blenden oder Tubussätze ausreichender Abstufung, vorhanden sein und benutzt werden (§34). Vor der Aufnahme muß entweder das bestrahlte Feld oder die Richtung und die äußere Begrenzung des ungeschwächten direkten Strahlenbündels erkennbar sein. Von dieser Forderung darf nur bei Spezialaufnahmen abgesehen werden, bei denen ein entsprechend geformter Tubus hind 3rlich wäre . . . (§34, 1). Wenn während der Aufnahme mit Arbeiten gerechnet werden muß, bei denen die Hände der Beschäftigten in unmittelbare Nähe der direkten Strahlung geraten . . ., ist ein Lichtvisier zu benutzen (§ 34, 2). Die Feldgröße ist jeweils möglichst klein zu wählen (§35). Bei Zahnaufnahmen muß der Film mit einem Instrument oder vom Patienten gehalten werden (§ 37). Personen, die sich bei Aufnahmen in unmittelbarer Nähe des Patienten aufhalten, müssen Schutzschürzen tragen (§ 38, 1). Werden bei Reihenaufnahmen mehr als 200 Aufnahmen je Tag angefertigt, so muß der Strahlenschutz so gestaltet sein, daß die Beschäftigten ohne ihr Zutun und ohne Schutzkleidung zu tragen, hinreichend geschützt sind (§ 39). Röntgentherapie: Bei Nichtgebrauch ist der Röntgenstrahlenerzeuger abzuschalten (§ 40). Während der Durchführung von Therapie mit Spannungen über 150 kV darf sich außer dem Patienten niemand im Röntgenraum befinden (§41). Bei Therapiegeräten müssen Strahlenrichtung und Feldgröße vor dem Einschalten erkennbar sein (§ 42). Muß damit gerechnet werden, daß direkte Strahlung durch die Wand, den Boden oder die Decke auf Beschäftigte im Nebenraum auffällt, müssen die betreffenden Flächen zusätzlich so weit geschützt sein, daß niemand mit mehr als 0,5 R je Woche bestrahlt werden kann (§44, 1). Die Wände, Decken oder Böden zwischen dem Röntgenraum und denjenigen Nebenräumen, in denen sich während der Bestrahlung Personen

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a u f h a l t e n können, müssen in jedem Fall die höchstmögliche Streustrahlung so stark schwächen, d a ß niemand mit mehr als 0,5 R je Woche bestrahlt werden k a n n (§ 44, 2). Wird bei Kurzzeitnahbestrahlungen die Röhre von Hand gehalten, so sind Schutzkleidung und Schutzhandschuhe zu tragen (§45). Schutz gegen Unfälle durch elektrischen Strom: Nach § 4 7 gelten die „Vorschriften f ü r den Hochspannungsschutz in medizinischen Röntgenanlagen" des Verbandes Deutscher Elektrotechniker. Gehäuse von R ö n t g e n a p p a r a t e n dürfen n u r von Sachkundigen geöffnet werden (§49). Lagerung von Zellhornfilmen: Entwickelte Zellhornfilme bis 5 kg Gesamtgewicht müssen in einem geschlossenen, m i t der Aufschrift „Feuergefährlich" bezeichneten Behälter a u f b e w a h r t werden (§51, 1). Größere Mengen Zellhornfilme müssen in einem feuersicheren R a u m a u f b e w a h r t werden. Ein etwa in diesem R a u m entstehender Ü b e r d r u c k m u ß sich ins Freie ausgleichen können. Der R a u m ist in folgender Weise zu kennzeichnen: „Filmlager! Tür stets schließen! Betreten m i t offenem Licht u n d Rauchen v e r b o t e n ! " Nur in den letzten J a h r e n des Krieges u n d den ersten Nachkriegsjahren sind in Deutschland noch Zellhorn - (Nitrozellulose) - Filme verw a n d t worden. Sicherheitsfilme können wie Papier gelagert werden. Überwachung der Schutzmaßnahmen und Messung der unerwünschten Strahlung: Alle Strahlenschutzmittel u n d sonstigen Schutz- u n d Sicherungsmaßnahmen sind vom verantwortlichen Leiter mindestens halbjährlich zu überprüfen (§52). I m Anhang 1 sind die Mindestanforderungen an die Beschaffenheit medizinischer Röntgenanlagen zusammengestellt. Wichtig erscheinen noch folgende Einzelheiten: Geräte f ü r regelmäßige Durchleuchtungen müssen so eingerichtet sein, daß bei Nahdurchleuchtung keine Nutzstrahlung über den Schlitzbereich des Leuchtschirmes hinausgelangt (5). Bei Durchleuchtungen müssen Mittel vorhanden sein, die verhindern, daß der Brennfleck — Hautabstand auf weniger als 35 cm — bei intraoralen Durchleuchtungen weniger als 17,5 cm — unbeabsichtigt verringert wird (6). Die zur Durchleuchtung verwendeten Spannungen d ü r f e n nicht höher sein, als in folgender Tabelle f ü r die verschiedenen Bleigleichwerte der Leuchtschirme angegeben ist (7). (Werte zwischen 0,4 u n d 3,0 m m Bleigleichwert f ü r Spannungen bis zu 150 kV). Absatz 13 legt die Höchstdosisleistungen an Arbeits- und Daueraufenthaltsplätzen des Personals (in R/sec) fest.

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Die wichtigsten Strahlenschutzregeln für Diagnostik und Therapieinstitute sind in Aushängen zusammengefaßt. Folgende Punkte seien hier noch hervorgehoben: Diagnostikinstitute: 4. Auch Patienten können unter Umständen gefährdet sein. Stets nach Vorbestrahlung fragen! Generationsorgane der Patienten gegebenenfalls besonders schützen! 6. Mindestens 3 Wochen des Urlaubs sollen zusammenhängend genommen werden. Bei Einstellung ist das Blutbild aufzunehmen und eine Lungenaufnahme anzufertigen. Vierteljährlich ist die Wiederholung des Blutbildes und mindestens jährlich die Wiederholung der Lungenaufnahme erforderlich. 8. Tuberkulinnegative Personen nur beschäftigen, wenn eine tuberkulöse Infektion ausgeschlossen ist. 11. Im Zweifelsfall (ausreichende Schutzmaßnahmen?) Strahlenschutzmessungen durchführen oder durchführen lassen. 14. Direkte Strahlung in Richtung auf Beschäftigte zu muß je nach Stromstärke und Entfernung bis 75 kV durch 1 bis 1,5 mm Blei, bis 125 kV durch 2 bis 2,5 mm Blei (oder entsprechender Schicht) abgefangen sein. 20. Halten von Kindern u. dgl. nicht durch Röntgenpcrsonal! Therapieinstitutc: Die entsprechenden Absätze gelten ebenso wie für Diagnostikinstitute. 14. Direkte Strahlung in Richtung auf Beschäftigte und Unbeteiligte, muß auch hinter dem Patienten je nach Stromstärke und Entfernung bis 75 kV durch 1 mm Blei 125 kV 2 200 kV 4 oder Schichten von entsprechendem Schutzwert abgefangen sein. 18. Streustrahlung in Richtung auf Beschäftigte muß je nach Stromstärke und Entfernung bis 75 kV durch 0,5 mm Blei 125 kV 1,0 200 kV 2,0 (oder entsprechender Schicht) abgefangen sein. 19. Kinder oder Gebrechliche dürfen während der Bestrahlung nicht durch Röntgenpersonal gehalten werden. 20. Es muß für die verwendete Strahlenhärte ein geeichter Dosismesser zur Verfügung stehen.

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21. Es muß eine Vorrichtung benutzt werden, die das Verwechseln und Weglassen von Filtern ausschließt (Filtersicherung). 22. Der Bestrahlungsplan darf nur von einem speziell ausgebildeten Arzt aufgestellt werden. 23. Die Durchführung des Bestrahlungsplanes muß vom Arzt kontrolliert werden. Aus der Vorschrift über die medizinische Anwendung radioaktiver Stoffe (1.1.1959) sind folgende Punkte hervorzuheben: Über den Empfang jeder Sendung radioaktiver Stoffe und Präparate sowie über ihre Verwendung und ihren Verbleib ist ein schriftlicher Nachweis zu führen (§ 3). Umschlossene radioaktive Präparate müssen ständig von einer allseits dichten, festen, nicht radioaktiven Hülle umgeben sein (§4, 1). Offene radioaktive Stoffe müssen sich bis unmittelbar vor ihrer Anwendung in geschlossenen Gefäßen oder Behältern befinden. Auf diesen Gefäßen oder Behältern müssen Art und Menge des radioaktiven Stoffs sowie das Datum, bei kurzlebigen radioaktiven Stoffen auch die Uhrzeit der Mengenbestimmung, angegeben sein. Außerdem müssen die Gefäße oder Behälter auffällig so gekennzeichnet sein, daß für die Beschäftigten leicht ersichtlich ist, daß sie radioaktive Stoffe enthalten (§5). Grundsätzliches über den Strahlenschutz: Bei Arbeiten mit offenen radioaktiven Stoffen ist dafür zu sorgen, daß die Beschäftigten, soweit dies nach dem jeweiligen Stand der Technik möglich ist. keine, auch nicht geringe Mengen, radioaktive Stoffe in ihrem Körper aufnehmen (weder durch den Mund noch durch die Atmungswege noch durch die Haut) (§ 8). Radioaktive Stoffe müssen so gehandhabt und die Schutzmaßnahmen müssen so getroffen werden, daß die Strahlenbelastung an der ungünstigsten Stelle der Oberfläche des Körpers mit Ausnahme der in den Absätzen 2 und 3 genannten Fälle je Monat 1,2 R nicht überschreitet. An denHänden und Unterarmen ist eine Dosis von 5R jeMonat zulässig. Die Dosis nach Absatz 1 ist auf 0,4 R jeMonat herabzusetzen, wenn die Beschäftigten überwiegend einer annähernd gleichmäßigen Ganzkörperbestrahlung ausgesetzt sind (z. B. durch Gammastrahlen eines Gammatrons) (§ 10, 1—3). Die Strahlung radioaktiver Stoffe ist in Richtung auf die Beschäftigten abzuschirmen. Dies gilt sowohl für aufbewahrte als auch für in Verwendung befindliche radioaktive Stoffe, für Geräte, die mit radioaktiven Stoffen gefährlich verunreinigt sind u. dgl.

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Die Strahlung gilt als ausreichend abgeschirmt: wenn an Stellen, an denen sich im Strahlenbetrieb Beschäftigte während der Arbeitszeit überwiegend aufhalten, die Ortsdosisleistung 1 ^R/s nicht überschreitet, wenn an Stellen, an denen sich im Strahlenbetrieb Beschäftigte kurzzeitig (höchstens 10 Stunden je Woche) aufhalten, die Ortsdosisleistung 5 /¿R/s nicht überschreitet. Muß in der Nähe von Stoffen oder Präparaten gearbeitet werden, die nicht oder vorübergehend nicht abgeschirmt werden können, dann ist die Entfernung der zu schützenden Personen von nicht ausreichend abgeschirmten radioaktiven Stoffen so groß wie möglich und die Zeit, während der sich die Beschäftigten in der Nähe nicht ausreichend abgeschirmter radioaktiver Stoffe aufhalten, so kurz wie möglich zu halten. Außerdem ist in jedem Einzelfall vorher unter Berücksichtigung aller übrigen in der gleichen Woche zu erwartenden Strahlenbelastungen zu ermitteln, wie lange höchstens in der Nähe der Strahlenquelle gearbeitet werden kann, ohne daß die höchstzulässigen Dosen (gemäß § 10) überschritten werden (§ 11, 1—3). Die regelmäßige therapeutische Anwendung offener radioaktiver Stoffe setzt das Vorhandensein einer von dem übrigen Betrieb abgeschlossenen Abteilung voraus. Dieser Abteilung müssen zur Verfügung stehen: a) ein R a u m , der für Messungen an radioaktiven Stoffen geeignet ist (Meßraum), b) ein geeigneter Laboratoriumsraum für das Arbeiten mit radioaktiven Stoffen (Verarbeitungsraum), c) ein Ort für die Aufbewahrung radioaktiver Stoffe und für die Aufbewahrung gefährlich radioaktiv verunreinigter Geräte u. dgl. (Aufbewahrungsort) (§ 12, 1—3). Mit offenen oder umschlossenen radioaktiven Stoffen behaftete Patienten dürfen nur in besonderen Räumen gepflegt werden. Andere Patienten, die nicht mit radioaktiven Stoffen behandelt werden sollen, dürfen in diesen Räumen nicht untergebracht werden. Den Räumen für die Pflege der mit offenen radioaktiven Stoffen behafteten Patienten müssen die erforderlichen Nebenräume (z. B. Geschirrablage, Spülraum, Abort) angeschlossen sein (§13, 1—3). Die regelmäßige diagnostische Anwendung oder die therapeutische Anwendung offener radioaktiver Stoffe in Einzelfällen setzt die Benutzung eines von dem übrigen Betrieb abgeschlossenen Raumes voraus (§ 14). I n den Räumen, in denen mit offenen radioaktiven Stoffen gearbeitet wird oder in denen mit offenen radioaktiven Stoffen behaftete Patienten

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gepflegt werden, müssen die Wände im Arbeitsbereich glatt und abwaschbar, die Fußböden fugenlos und wasserdicht sowie an der Scheuerkante fugenlos hochgezogen sein. Alle Räume, in denen mit offenen radioaktiven Stoffen gearbeitet wird oder in denen mit offenen radioaktiven Stoffen behaftete Patienten gepflegt werden, müssen jederzeit reichlich mit frischer Luft versorgt werden können. Geeignete Spülmöglichkeiten müssen vorhanden sein. Wasseranschlüsse für kaltes und warmes Wasser müssen mit Armaturen für Arm- oder Fußhebelbetätigung (Ärztebatterien) ausgerüstet sein (§ 15, 1 ^ ) . Räume, in denen mit offenen radioaktiven Stoffen gearbeitet wurde, dürfen für andere Zwecke erst dann wieder benutzt werden, wenn durch ein Indikatorgerät festgestellt ist, daß radioaktive Stoffe in schädlicher Menge nicht mehr vorhanden sind (§ 16). Radioaktive Stoffe müssen unter sicherem Verschluß aufbewahrt werden. Radioaktive Stoffe müssen an einem Ort aufbewahrt werden, an dem gewährleistet ist, daß sich niemand längere Zeit in unmittelbarer Nähe des Aufbewahrungsbehälters aufhält. Radioaktive Stoffe müssen in einem besonderen Schutzbehälter so aufbewahrt werden, daß ausreichende Abschirmung der Strahlung gewährleistet ist (§11). Sind mehrere radioaktive Präparate oder Gefäße mit radioaktiven Stoffen aufzubewahren, dann muß der AufbeWahrungsbehälter (z. B . Tresor) so eingerichtet sein, daß bei Entnahme einzelner Präparate oder Gefäße die übrigen hinreichend abgeschirmt bleiben (§17, 1—4). Der Aufbewahrungsbehältcr (z. B. Tresor) muß auffällig so gekennzeichnet sein, daß ersichtlich ist, daß er radioaktive Stoffe enthält (§ 19). Radioaktive Stoffe und Präparate müssen sich beim Transport zwischen verschiedenen Räumen des Betriebes, soweit diese nicht unmittelbar miteinander verbunden sind, in einem geeigneten Beförderungsbehälter befinden (§20). Der Transport radioaktiver Stoffe ist so einzurichten, daß der Transportierende mit so wenig Strahlung wie möglich belastet wird. Zu diesem Zweck ist das Präparat in einer die Strahlung schwächenden Hülle mit einem Gerät zu transportieren, das so beschaffen ist, daß ausreichender Abstand von der Haut gewährleistet ist (im allgemeinen wird Abstand von der Haut schweren Schutzschichten vorzuziehen sein). Offene radioaktive Stoffe sind so zu befördern, daß der Transportierende außerdem vor Verunreinigungen mit diesen Stoffen zuverlässig geschützt ist.

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Leicht zerbrechliche Gefäße mit radioaktiven Lösungen müssen in einem bruchsicheren Behälter transportiert werden, in dem sich genügend saugfähiges Material befindet, das beim Zerbrechen des Gefäßes die Flüssigkeit aufnimmt (§21, 1—3). Alle Behälter (Versand-, Transport-, Schutzbehälter u. dgl.), die radioaktive Stoffe enthalten oder damit verunreinigt sein können, müssen entsprechend gekennzeichnet sein (§ 22). Die Zurichtung radioaktiver Präparate darf nur an einem Ort geschehen, an dem gewährleistet ist, daß mit der Zurichtung nicht beschäftigte Personen während dieser Tätigkeit sich nicht in der Nähe befinden (§24). Radioaktive Präparate und ungeschützte Gefäße, die radioaktive Stoffe enthalten, dürfen nie mit bloßen Fingern, sondern nur mit Greifinstrumenten angefaßt werden (§ 25). Arbeitsgerät, das zum Hantieren mit radioaktiven Stoffen oder Präparaten bestimmt ist, m u ß so beschaffen sein, daß der notwendige Abstand des strahlenden Stoffes von der H a u t gewährleistet ist, ohne daß die Schnelligkeit der Handhabung entscheidend vermindert wird. Von Sonderwerkzeugen, die eigens für solche Arbeiten konstruiert sind, wie Greifzangen, halbautomatischen fernbedienten Geräten sowie Pipettier- und Injektionseinrichtungen, ist soweit wie möglich Gebrauch zu machen (§ 26, 1 u. 2). Bei Arbeiten mit offenen radioaktiven Stoffen sind zum Schutz gegen Verunreinigung der Hände Gummihandschuhe zu tragen. Während der Tätigkeit in Räumen, in denen offene radioaktive Stoffe verwendet werden, ist eine besondere Schutzkleidung zu tragen (z. B. Laboratoriumsmantel). Sie darf nur während der Tätigkeit in diesen Räumen benutzt werden. Sie ist besonders zu kennzeichnen und getrennt von anderen Kleidungsstücken innerhalb der Abteilung aufzubewahren (§27, 1 u. 2). Flüssigkeiten dürfen nicht mit dem Mund in Pipetten aufgesaugt werden. Hierfür sind mechanische Einrichtungen zu beschaffen und zu verwenden (§ 29). Tischflächen, auf denen mit offenen radioaktiven Stoffen gearbeitet wird oder auf die solche Stoffe, auch in Gefäßen, abgestellt werden, müssen glatt, fugenlos, wasserdicht und chemisch widerstandsfähig sein (§30). Beim Arbeiten mit radioaktiven Stoffen oder Präparaten, die energiereiche Gammastrahlen aussenden, müssen Rumpf u n d Beine gegen direkte Bestrahlung hinreichend geschützt sein. Zu diesem Zweck sind an dem Arbeitsplatz (Tisch, Abzugsschrank u. dgl.) oder an der Sitzgelegenheit zwischen den radioaktiven Präparaten und dem Arbeitenden

StrahJenschutz - Unfallverhütungsvorschrift

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Schutzschichten aus geeignetem Material, z. B. Blei, anzubringen. Die Schutzschichten müssen die energiereiche Strahlung so stark schwächen, daß bei normaler Arbeitszeit die höchstzulässigen Monatsdosen nach § 10 nicht überschritten werden. Bei allen Schutz tischen muß sich in einem Abstand von mindestens 30 cm von der Arbeitsfläche eine Glasplatte von mindestens 5 mm Dicke oder eine bezüglich Betastrahlenabsorption und optischer Güte gleichwertige Kunststoffplatte befinden, um eine zu große Annäherung des Kopfes an die Präparate zu verhindern und den Kopf gegen Betastrahlen zu schützen. Bleiglassichtblöcke oder Spiegelbeobachtung sind ebenfalls gleichwertige Schutzvorrichtungen. Beim Arbeiten mit radioaktiven Stoffen oder Präparaten, die Betastrahlen aussenden, ist darauf zu achten, daß in Schwermetallen durch die Betastrahlung durchdringendere Gammastrahlung entstehen kann (§31, 1 - 3 ) . Alle Einrichtungsgegenstände und Geräte der Sonderabteilung für die Anwendung offener radioaktiver Stoffe müssen so gekennzeichnet sein, daß sie nicht irrtümlich anderweitig verwendet werden. Sie dürfen nur nach hinreichender Reinigung und Prüfung auf Strahlungsfreiheit sowie nach Beseitigung der Kennzeichnung anderweitig verwendet werden (§ 32). Bei Patienten, denen radioaktive Stoffe inkorporiert sind, sind die Krankenblätter auf der Außenseite deutlich zu kennzeichnen. Dem zuständigen Pflegepersonal ist in jedem Einzelfall bekanntzugeben, wenn ein Patient mit radioaktiven Stoffen behaftet ist. Der Aufenthalt und die Tätigkeit in der Nähe von Patienten, die mit radioaktiven Stoffen behaftet sind, ist zeitlich auf das notwendige Maß zu beschränken. Hierbei ist der Abstand von der Strahlenquelle so groß wie möglich zu halten (s. auch § 11, 3) (§33, 1—3). Nach jeder Arbeit mit offenen radioaktiven Stoffen ist mit einem Indikatorgerät nachzuprüfen, ob Personen, Schutzkleidung, Geräte u. dgl. radioaktiv verunreinigt worden sind. Bei Verunreinigungen mit kurzlebigen radioaktiven Stoffen müssen das Gerät, die Schutzkleidung u. dgl. an einem geeigneten Ort aufbewahrt werden, bis die Aktivität hinreichend abgeklungen ist. Erst danach ist der Gegenstand zu reinigen und vor Wiederverwendung auf Strahlungsfreiheit zu prüfen. Gegenstände und Geräte, die mit langlebigen radioaktiven Stoffen verunreinigt sind, sowie Abfall solcher Stoffe sind unter allen Umständen so zu beseitigen, daß eine Gefährdung durch die emittierte energiereiche Strahlung und eine radioaktive Verunreinigung der Umgebung verhütet wird (§36, 1—4).

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

F ü r das Arbeiten mit radioaktiven Stoffen müssen geeignete Mittel zur Bestimmung der Strahlendosis und Dosisleistung, zur Überprüfung des Strahlenschutzes, zum Aufsuchen verlorengegangener radioaktiver P r ä p a r a t e und zur Überwachung etwaiger radioaktiver Verunreinigung von Räumen; Geräten u. dgl. zur Verfügung stehen (§ 38). Umschlossene radioaktive Präparate müssen mindestens halbjährlich auf Dichtigkeit geprüft werden. Besteht der Verdacht, daß sie undicht geworden sind, ist die P r ü f u n g unverzüglich vorzunehmen. Mit der P r ü f u n g können auch betriebsfremde Sachverständige beauftragt werden. Nach jeweils zwei J a h r e n müssen geschlossene radioaktive P r ä p a r a t e durch eine von der Aufsichtsbehörde zugelassene und entsprechend ausgerüstete Stelle geprüft werden. Prüfungsbescheinigungen sind aufzubewahren (§ 39). Das richtige Verhalten aller Personen, die mit radioaktiven Stoffen oder Präparaten (auch geschlossenen) beschäftigt sind, die mit radioaktiv verunreinigten Geräten u. dgl. umgehen, die mit radioaktiven Stoffen behaftete Patienten betreuen oder die sonstwie der Strahlung radioaktiver Stoffe entsprechend ausgesetzt sind, ist durch laufende Messung der Monats- oder Tagesdosen zu überwachen. Die Messung ist durchzuführen an den Stellen der Körperoberfläche — mit Ausnahme der H ä n d e und Unterarme—,die der Strahlung am stärksten ausgesetzt sind. Über die Meßergebnisse ist Blich zu führen (§ 40). Das Ausreichen des technischen Strahlenschutzes ist an den Arbeitsplätzen durch Dosisleistungsmessung zu überprüfen (§41). Jeder möglichen radioaktiven Verunreinigung von Personen, Räumen, Geräten, Hilfsmitteln u. dgl. ist mit geeigneten Meß- oder Indikatorgeräten nachzugehen (§ 42). Die Gesundheit aller mit radioaktiven Stoffen oder Präparaten beschäftigten Personen ist besondeis zu überwachen. Es sind ärztliche Untersuchungen vor Aufnahme dieser Tätigkeit und mindestens halbjährlich Gesundheitskontrollen durchzuführen (§43). Bei der ersten Untersuchung ist nach jeder vorausgegangenen Strahlenbelastung zu forschen. Bei der weiteren Gesundheitsüberwachung ist die in der Vergangenheit und die im Zeitraum seit der letzten Gesundheitsuntersuchung empfangene Strahlenmenge zu berücksichtigen (§44, 1 u. 2). Diese Unfallverhütungsvorschrift ist allen mit radioaktiven Stoffen oder Präparaten beschäftigten Personen auszuhändigen. Sie m u ß den Beschäftigten in dem für sie erforderlichen Umfang in geeigneter Weise erläutert werden. Über die Aushändigung der Unfallverhütungsvorschrift und die erfolgte Belehrung ist ein schriftlicher Nachweis zu führen (§ 45, 1 , 2 ) .

Strahlenschutz - Strahlenschutzverordnung

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Unter Berücksichtigung von Empfehlungen der internationalen Strahlenschutzkommission (International Commission on Radiation Protection = ICRP) und auf Grund von Richtlinien der europäischen Atomgemeinschaft (EURATOM) betr. den Anwendungsbereich von Strahlenschutzmaßnahmen und die höchstzulässigen Dosen ist in der Bundesrepublik Deutschland die „Erste Verordnung über den Schutz durch Strahlen radioaktiver Stoffe" (Strahlenschutzverordnung) erlassen worden und am 1. 9. 1960 in Kraft getreten (in Berlin erst am 1. 1. 1962, vorher galt hier die entsprechende Landes-Strahlenschutzverordnung). Sie hat die in den einzelnen Bundesländern seit 1958 erlassenen Strahlenschutzverordnungen ersetzt. Die Bundesverordnung gliedert sich in mehrere Abschnitte. Sie enthält Bestimmungen über die Zulassung zum Umgang mit radioaktiven Substanzen (Genehmigungspflicht), einschließlich des Transports, Schutzvorschriften im einzelnen, insbesondere auch bezüglich Messungen der Orts- und Personendosis, weiterhin Bestimmungen über die Abfallbeseitigung und den Schutz vor Verseuchung, schließlich Vorschriften über die Gesundheitsüberwachung. Sie ist nicht speziell auf die medizinische Anwendung radioaktiver Substanzen zugeschnitten und gilt in gleicher Weise für den medizinischen und den technischen Anwendungsbereich. Der 1. Abschnitt (§ 1 bis 2) definiert den Anwendungsbereich (Umgang, Beförderung, Einfuhr, Ausfuhr und Verkehr) mit radioaktiven Substanzen sowie den Begriff „radioaktive Stoffe". Neutronenquellen werden in die Verordnung eingeschlossen. Der 2. Abschnitt (§ 3 bis 13) beschäftigt sich mit der Genehmigungspflicht für Umgang, Beförderung und Abgabe radioaktiver Substanzen sowie Buchführung und Anzeige. Es ist hier festgelegt, daß es bei Anwendung zu Heilzwecken keine genehmigungsfreie Freigrenze gibt. Die Schutzvorschriften (§ 20 bis 43) für den Umgang mit radioaktiven Stoffen werden im 3. Abschnitt behandelt. §20 behandelt die Verantwortlichkeit für den Strahlenschutz, §21 allgemeine Schutzmaßnahmen (Strahlenbelastung so gering, wie möglich, ebenso die Verbreitung radioaktiver Stoffe und ihr Übergang in Luft oder Wasser), §22 legt besondere Bereiche fest: Räume in denen, bei einem Aufenthalt von 40 Stunden je Woche die Strahlendosis 1,5 rem im Jahr übersteigen kann, sind als Kontrollbereiche S c h i u n g b a u m , Med. Strahlenkunde, 5. Aufl.

20

306

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

abzugrenzen und zu kennzeichnen (die Kennzeichnung muß das Wort „radioaktiv" enthalten). Angrenzende Räume, in denen bei dauerndem Aufenthalt die Dosis 0,15 rem im J a h r überschreiten kann, sind zu überwachen (Überwachungsbereich). Kontrollbereiche dürfen nur betreten werden, wenn der Betriebsvorgang oder Ausbildung es erfordern, möglicherweise können auch andere Personen von dem Genehmigungsträger eine Erlaubnis erhalten. Weitere Bereiche können in die Überwachung einbezogen werden. §23 behandelt Tätigkeitsverbote. Die für den Strahlenschutz Verantwortlichen haben dafür zu sorgen, daß Personen, die das 18. Lebensjahr noch nicht vollendet haben, sowie schwangere und stillende Frauen mit offenen radioaktiven Stoffen, mit denen auf Grund einer Genehmigung nach § 3 umgegangen werden darf, n i c h t umgehen und in Kontrollbereichen nicht tätig werden. §24 definiert „beruflich strahlenexponierte Personen" als Personen, die mit radioaktiven Stoffen umgehen bzw. einer Strahlung ausgesetzt sind oder die sich in Kontrollbereichen aufhalten. §25 legt die höchstzugelassenen Dosen für beruflich strahlenexponierte Personen fest. „(1) Bei einer beruflich strahlenexponierten Person darf die von dem Umgang mit radioaktiven Stoffen herrührende tatsächlich aufgenommene Dosis die nach den Absätzen 2 bis 7 zulässigen Werte nicht überschreiten. (2) Die bis zu einem bestimmten Lebensalter tatsächlich aufgenommene Dosis darf höchstens 5 rem vervielfacht mit der um 18 verminderten Zahl der Lebensjahre betragen (höchstzugelassene Lebcnsalterdosis). (3) Die auf einen Zeitraum von 13 aufeinanderfolgenden Wochcn verteilte tatsächlich aufgenommene Dosis darf 3 rem, jedoch jährlich insgesamt 6 rem nicht überschreiten. (4) Ist die bisher infolge eines Umganges mit radioaktiven Stoffen tatsächlich aufgenommene Dosis bekannt, so darf in jedem Zeitraum von 13 aufeinanderfolgenden Wochen die auf ihn verteilte tatsächlich aufgenommene Dosis bis zu 3 rem betragen, bis die höchstzulässige Lebensalterdosis erreicht ist. (5) Die nach Absatz 3 oder 4 zulässige Dosis bis zu 3 rem darf als Einzeldosis aufgenommen werden, wenn dies zwingend geboten ist, um eine erhebliche Störung des Betriebsablaufes oder eine Gefährdung von Personen beseitigen zu können.

Strahlenschutz - Strahlenschutzverordnung

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(6) Eine beruflich strahlenexponierte Person darf eine Einzeldosis von mehr als 3 rem bis zu 12,5 rem einmal im Leben erhalten, wenn dies zwingend geboten ist, um eine erhebliche Störung des Betriebsablaufes oder eine Gefährdung von Personen beseitigen zu können. Diese Einzeldosis ist bei der Feststellung, ob die höchstzulässige Lebensalterdosis erreicht ist, in die bisher tatsächlich aufgenommene Dosis einzubeziehen. Überschreitet der ermittelte Wert die höchstzulässige Lebensalterdosis, so bleibt der überschreitende Wert außer Betracht. Die Aufsichtsbehörde kann anordnen, daß eine beruflich strahlenexponierte Person zur Vermeidung gesundheitlicher Schäden die in Satz 1 bezeichnete Einzeldosia nicht erhalten darf. (7) Frauen, die das 45. Lebensjahr noch nicht vollendet haben, dürfen die in den Absätzen 5 und 6 bezeichneten Dosen nur erhalten, wenn die Aufsichtsbehörde dies im Einzelfall gestattet. Sie darf dies nur gestatten, wenn eine Gefährdung der Gesundheit nicht zu besorgen ist und, in den Fällen des Absatzes 6 ferner, wenn der Eintritt einer Schwangerschaft ausgeschlossen ist. (8) Hat eine beruflich strahlenexponierte Person infolge eines Unfalls eine Dosis von mehr als 3 rem bis zu 25 rem erhalten, so ist bei der Feststellung, ob die höchstzulässige Lebensalterdosis erreicht ist, die Unfalldosis in die bisher tatsächlich aufgenommene Dosis einzubeziehen. Überschreitet der ermittelte Wert die höchstzulässige Lebensalterdosis, so bleibt der überschreitende Wert außer Betracht; dies ist nur einmal im Leben jeder Person zulässig." §26 bestimmt: „Dauereinrichtungen, die dem Schutz beruflich strahlenexponierter Personen vor Strahlen insbesondere durch Abstandshaltung oder Abschirmung dienen sollen, müssen so beschaffen sein, daß die von dem Umgang mit radioaktiven Stoffen herrührende, von einer Person tatsächlich aufgenommene Dosis durchschnittlich 0,1 rem je Woche nicht überschreiten kann." §27 läßt für Hände, Unterarme, Füße und Knöchel Dosen bis zu 15 rem in 13 Wochen oder 60 rem im Jahr zu. Bei Unfällen empfangene höhere Dosen bleiben einmal im Leben, möglicherweise sogar mehrmals (Voraussetzung ärztliches Gutachten) unberücksichtigt. §28 bestimmt, daß anderweitige Strahlenbelastungen (z. B . bei zusätzlicher Tätigkeit in der Röntgendiagnostik oder Strahlentherapie) in die höchstzulässigen Dosen einbezogen werden müssen.

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

§29 legt die höchstzugelassenen Dosen für andere Personen fest: Bei gelegentlichem Aufenthalt im Kontrollbereich höchstens 1,5 rem im Jahr, bei Aufenthalt zu Ausbildungszwecken vor Vollendung des 18. Lebensjahres 0,5, danach 1,5 rem im Jahr, bei Daueraufenthalt im Überwachungsbereich 0,5 rem im Jahr. §30 regelt die Anzeigepflicht bei Dosisüberschreitungen (nach §§ 25, 27, 29). Der Genehmigungsträger muß sofort der Aufsichtsbehörde Anzeige erstatten. §31 behandelt die höchstzugelassenen Konzentrationen radioaktiver Stoffe in der Luft von Kontrollbereichen (tabellarische Aufstellung in Anlage II). §32 bestimmt, daß für von Ärzten oder Zahnärzten in Ausübung der Heilkunde mit radioaktiven Stoffen untersuchte oder behandelte Personen die Vorschriften nach § 22 und § 36 sowie über die höchstzulässigen Dosen nicht anzuwenden sind. Genaue Aufzeichnungen über die Applikation sind 30 Jahre aufzubewahren. §34 beschäftigt sich mit dem Schutz von Luft, Wasser und Boden gegen radioaktive Verseuchung. §35 bestimmt die Durchführung von Messungen der Dosisleistungen oder Ortsdosen und die Feststellung radioaktiver Verseuchung (Kontrolle an jedem Arbeitstag). Auch hier sind die Unterlagen 30 Jahre aufzubewahren. §36 regelt die Messung der Personendosis. Beim Umgang mit radioaktiven Substanzen oder bei Aufenthalt in Kontrollbercichen muß die Dosis am Rumpf, möglicherweise auch an besonders exponierten Körperabschnitten durchgeführt werden. Die Messungen haben nach 2 Verfahren zu erfolgen, von denen das eine die sofortige Ablesung (Aufzeichnung der Tagesdosis), das andere (unlöschbar) die Dosis längere Zeiträume (bis höchstens 4 Wochen) registriert. Für die Personendosismessungen stehen zur Verfügung: I. Füllhalterdosimeter, die die Dosis integrierend anzeigen und entweder direkt oder mit Hilfe eines Zusatzgeräts ablesbar sind.

Strahlenschutz — Strahlenschutzverordnung

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2. Filmplaketten, deren Schwärzung untersucht wird. Durch Vergleich mit Testfilmen kann die Dosis ermittelt werden. Durch Verwendung verschiedener Filme bzw. unterschiedlicher Filter läßt sich auch die Qualität (Härte) der empfangenen Strahlen (größenordnungsmäßig) bestimmen. Filmplakettenuntersuchungen werden seit mehr als 5 Jahren in Erlangen, Freiburg, Hamburg und Berlin durchgeführt (in den nach Landesrecht zuständigen Meßstellen). Die Strahlenexposition an den Fingern kann ebenfalls mit einem Film (in einem Fingerring) überwacht werden. Neuerdings verwendet man 3. für diesen Zweck auch sogenannte Festkörperdosimeter aus Lithiumfluorid (LiF). Dieser fast gewebsäquivalente Stoff speichert einen Teil aufgenommener Strahlenenergie und gibt diese bei einer Erwärmung auf 250° C etwa proportional der absorbierten Energie als Lichtstrahlen ab (Thermoluminiszenz). Derartige Dosimeter heißen Thermoluminiszenzdosimeter (s. S. 28). DiejMeßprotokolie (Tagesdosis und Dauermessung) sind 30 Jahre aufzubewahren. §38 bestimmt'die^Duldungspflicht der nach § 36 vorgeschriebenen Messungen. §>9 regelt die Kennzeichen von Geräten und Behältern. §40 behandelt das Verhalten bei dem Umgang mit offenen radioaktiven Stoffen. Nahrungsaufnahme und Rauchen sind in entsprechenden Räumen untersagt. Nach §41 sind Personen, die mit radioaktiven Stoffen umgehen oder denen der Zutritt zu Kontrollbereichen gestattet ist, über Arbeitsmethoden, Gefahren und Schutzmaßnahmen zu belehren. Die Belehrung ist halbjährlich zu wiederholen. Über den Inhalt und den Zeitpunkt der Belehrung sind Aufzeichnungen zu führen, die von der belehrenden Person zu unterzeichnen sind. §42 enthält Bestimmungen über die Beseitigung radioaktiver Abfälle. §43 bestimmt, daß ein Abdruck der Verordnung in den entsprechenden Betrieben auszulegen oder -hängen ist.

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Im 4. Abschnitt wird verordnet, daß die Dichtigkeit geschlossener Präparate zu prüfen und daß ihr Verlust zu melden ist. Im 5. Abschnitt wird die Ärztliche Überwachung des Personals zur Pflicht gemacht (vor Aufnahme der Tätigkeit, dann im Abstand von 6 Monaten). Nach Unfällen, bei denen möglicherweise Einzeldosen von mehr als 25 rem empfangen worden sind, und bei Verdacht auf Inkorporation ist sofort eine ärztliche Untersuchung durchzuführen. Die Aufsichtsbehörde kann darüber hinaus ärztliche Untersuchungen anordnen, wenn bei bestimmten Personen der Verdacht auf eine Gesundheitsschädigung besteht. Unfälle sind der Aufsichtsbehörde sofort anzuzeigen. Der 6. Abschnitt enthält Übergangsbestimmungen, insbesondere betr. die Ablösung der Strahlenschutzverordnungen der Länder. Aus einem in Ergänzung der Strahlenschutzverordnung vom Bundesminister für Atomkernenergie (jetzt Bundesminister für wissenschaftliche Forschung; Schriftenreihe Strahlenschutz, Heft 29, Verlag Gersbach und Sohn, München 1966) herausgegebenen Merkblatt „Grundsätze für den Strahlenschutz bei Verwendung radioaktiver Stoffe im medizinischen Bereich" sind hervorzuheben: 1. Der für die Leitung oder die Beaufsichtigung des Umgangs mit radioaktiven Stoffen bestellte Arzt muß als Verantwortlicher für den Strahlenschutz die „für den Strahlenschutz erforderliche Fachkunde", der als Arzt sonst Tätige „die notwendigen Kenntnisse über die mögliche Strahlengefährdung und die anzuwendenden Schutzmaßnahmen" besitzen. Umfang der Fachkunde und der Kenntnisse (bzw. ihre Voraussetzungen) je nach Fachgebiet und Anwendungsart sind im einzelnen festgelegt. Die Facharztanerkennung für Röntgenologie und Strahlenheilkunde ist erforderlich für die Telegammatherapie sowie für das Gesamtgebiet der Anwendung umschlossener und offener radioaktiver Stoffe. Für Teilgebiete genügt die Facharztanerkennung auf dem betreffenden Teilgebiet (z. B. Gynäkologie). Für Teilgebiete der Diagnostik mit offenen radioaktiven Stoffen wird eine mindestens dreimonatige Ausbildung gefordert. Der Umgang mit Thorium X (Radium-224) erfordert eine diesbezügliche Fachkunde (Anlage zum Merkblatt). 2. Für die regelmäßige therapeutische Anwendung radioaktiver Stoffe sind grundsätzlich (mit Ausnahme der Anwendung vpn Stoffen mit Strahlen kurzer Reichweite) besondere, vom übrigen Betrieb getrennte Räume erforderlich. 3. Patienten, die mit Jod-131 oder Jod-125 oder mit Gold-198 behandelt werden, müssen nach Verabreichen des radioaktiven Stoffs mindestens 48 Std. im Krankenhaus bleiben. Sie dürfen entlassen werden, wenn die Aktivität des radioaktiven Jods im Körper auf weniger

Strahlenbelastung

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als 2 mCi, des radioaktiven Goldes auf weniger als 5 mCi abgesunken ist. Der für den Strahlenschutz Verantwortliche kann eine frühere Entlassung (bis zu dreifachen Aktivitätswerten) unter bestimmten Bedingungen (Isolierung in der Wohnung für 8—14 Tage; keine Annäherung von Jugendlichen oder Schwangeren) zulassen (Meldepflicht an die Aufsichtsbehörde). Die Aufsichtsbehörde kann auf Antrag (bei medizinischer Indikation) unter bestimmten Bedingungen die Entlassung bei Überschreiten des Dreifachen der genannten Aktivitäten gestatten. 4. Bestattung und Sektion unterliegen bestimmten, in einer Anlage zum Merkblatt aufgeführten Vorschriften. Die Strahlenschutzverordnung enthält als Anhang eine Tabelle mit den Freigrenzen für radioaktive Stoffe (Anwendung in Industrie und Wirtschaft) und eine zweite mit den höchstzugelassenen Konzentrationswerten radioaktiver Stoffe in Wasser und Luft. Unter dem Gesichtspunkt des allgemeinen Strahlenschutzes ist auch die Belastung durch die medizinische Strahlenanwendung nach Möglichkeit zu reduzieren. Arzt und medizinisch-technische Assistentin müssen sich bemühen, dieser Forderung gerecht zu werden. Bei der Strahlenbelastung des Patienten sind zu unterscheiden: II 1. Die Haut- (Oberflächen-) Dosis. II 2. Die Gonadendosis. Die entscheidende Bedeutung in der Röntgendiagnostik hat die Gonadendosis, zumindest soweit es sich um jüngere, im Kindes- und im fortpflanzungsfähigen Alter stehende Patienten handelt. Eine Übersicht über die Strahlenbelastung bei verschiedenen Aufnahmen zeigt Tabelle 11. Die Strahlenbelastung des Patienten bei einer Untersuchung kann mit speziellen flächenhaften Meßkammern nach dem Ionisationsprinzip gemessen werden. Es kann damit das Flächendosisprodukt in „RöntgenQuadratzentimeter" (R-cm2) bestimmt und daraus die Volumen (Integral-)dosis als entscheidender Wert der Strahlenbelastung errechnet werden. Die Strahlenbelastung kann im einzelnen vermindert werden: 1. durch sorgfältige Überprüfung der Indikationsstellung für Röntgenuntersuchungen , 2. durch Auswahl der geeigneten Untersuchungsmethode. Wie schon erwähnt (s.S. 121) stellt die Durchleuchtung eine relativ große Belastung dar. Wenn möglich, sollte deshalb auf die Durchleuchtung verzichtet werden. Bei Durchleuchtung muß mit eingeblendetem Feld untersucht werden. Auch bei Röntgenaufnahmen ist das ausgeleuchtete Feld so klein wie möglich zu halten (Ausblenden).

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen Tab. 11. Strahlenbelastung bei diagnostischen Maßnahmen 1 Untersuchung

Schädel Nebenhöhlen und Felsenbein . . . . Zahnstatus (10 Aufn.) Thorax pa Schulter ap H W S ap lat BWS ap lat LWS ap

Spannung (kV) 65

70—80 60 60 59 58 70 62 68 68 120 lat 72 120 Becken 65 Hüfte 65 72 Abdomen ap Beckenmessung . . 120 lat. . 120 Knie 65 Fußgelenk 60 1 Nach S E E L E N T A G sowie STANFORD

Hautdosis (R) fa 6 sa 6 —

0,05 0,17 — —

1,1 1,9 1,4 —

2,1 1,1 — —

Gonadendosis (mR) männlich | weiblich 0,2 0,2 3,0 0,36 0,22 0,27 0,92 8 13 24 6 26 6 1100 710 69

—

—

—

—

0,16 s» 1

3 0,62

0,05 0,05 0,6 0,07 0,03 0,06 0,2 11 2,1 227 40 86 40 210 210 200 240 840 0,55 0,012

U. V A N C E .

3. durch Herabsetzung der Belichtungszeit, wenn nur gröbere Einzelheiten darzustellen sind (z. B. Schwangerschaftsaufnahmen). Die Aufnahmen können nachträglich verstärkt (S. 154) bzw. verbessert werden. 4. durch Verwendung hochsensibilisierter Filme und, wenn die dadurch bedingte Unscharfe in Kauf genommen werden kann, hochyerstärkender Folien (Schwangerschaftsaufnahmen!), 5. durch Schutz der Gonaden vor direkter Strahlung (Einblenden, Abdecken, Hodenkapseln), 6. durch Aufhärtung der Strahlung (verstärkte Filterung) s. auch Tabelle 7, S. 122.

Strahlentherapie — praktische Dosisbegriffe

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H. Die Strahlentherapie 1. Vorbemerkungen und praktische Dosisbegriife Die praktische Anwendung der ionisierenden Strahlen zur Behandlung von Krankheiten besonders von bösartigen Geschwülsten beruhte zunächst auf zufälligen Beobachtungen. Erste strahlentherapeutische Erfahrungen (1897 Bestrahlung eines Pigmentnaevus durch den Wiener Dermatologen Leopold F R E U N D ; 1 9 0 0 Bestrahlung und Heilung von Hautkrebsen durch die Schweden S J Ö G R E N und S T E N B E C K ) zeigten die Beeinflussung oberflächlicher Krankheitsherde. Sehr bald versuchte man dann auch die Bestrahlung von in der Tiefe des Körpers gelegenen Erkrankungen. Von Anfang an waren die Strahlentherapeuten mit dem Problem einer unerwünschten, schädlichen Strahlenwirkung, also des „Strahlenschadens" konfrontiert. Voraussetzung einer Verbesserung der therapeutischen Ergebnisse waren 1. Forschungen und Kenntnisse auf dem Gebiet der biologischen Strahlenwirkung, 2. die Einarbeitung zuverlässiger, reproduzierbarer Meßverfahren (Dosimetrie), 3. technische und methodische Fortschritte. Heute können Erfolgsmöglichkeiten und Gefahren der Strahlentherapie im Einzelfall sorgfältig gegeneinander abgewogen und Strahlenschäden besser vermieden werden. Eine wesentliche Forderung, die sich aus den vorliegenden Erfahrungen ergibt, ist die, daß nur optimal ausgebildetes — ärztliches und medizinisch-technisches Personal — die Strahlen therapeutisch anwenden sollte. Die strahlentherapeutische Methodik muß ständig dem Grad unseres Wissens und des technischen Fortschritts angepaßt sein. Nur so können optimale Erfolge erzielt werden. Das Hauptproblem der Strahlentherapie besteht darin, die Strahleneinwirkung auf den Krankheitsherd zu begrenzen, also das gesunde Gewebe nicht zu schädigen. Die Ausheilung des Krankheitsherdes ist an die erhaltene Funktion des umgebenden Gewebes, besonders des Gefäßbindegewebsapparates, gebunden. Die optimale Bestrahlungstechnik ist bei der hochdosierten Bestrahlung von Geschwülsten diejenige, die den Krankheitsherd maximal schädigt, andererseits aber das umgebende, gesunde Gewebe möglichst schont.

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Entscheidende Bedeutung hat der Bestuhlungsplan (s. S. 348ff.), der diese Gesichtspunkte berücksichtigen muß. Im Bestrahlungsplan werden die Dosis (am Krankheitsherd) und die Methode (räumliche und zeitliche Verteilung, Strahlenqualität), mit der diese Dosis am besten erzielt werden kann, festgelegt. Die Dosis im engeren Sinn in der Strahlentherapie ist die wirksame, d. h. die in einem bestimmten Volumen absorbierte Strahlenenergie (Energiedosis). Daneben gibt es zahlreiche in der Praxis angewandte Dosisbegriffe. 1. Die Einfallsdosis (früher ED, jetzt nach DIN JsE) ist die Dosis im Fokushautabstand gemessen bei Elektronengleichgewicht „frei Luft", d. h. ohne irgendwelche streuenden Körper in unmittelbarer Nähe der Meßvorrichtung (meist Ionisationskammer, s. S. 34ff.). 2. Die Streuzusatzdosis (StrD) ist die beim Durchgang durch Materie (bzw. Auftreffen) zusätzlich durch die entstehende Streuung bedingte Dosis. 3. Die Oberflächendosis (früher OD, jetzt nach DIN Jo) ist die auf der Oberfläche wirksame Dosis. Sie setzt sich zusammen aus Einfallsdosis und Streuzusatzdosis. 4. Die Herddosis (HD) ist die Dosis am Krankheitsherd. 5. Die Tiefendosis (früher TD, jetzt nach DIN J T ) ist die Dosis in einer bestimmten Tiefe, in der praktischen Strahlentherapie also der Gewebstiefe. Oberflächen- und Tiefendosis stellen die wirksame Dosis auf der Oberfläche bzw. in der Tiefe dar: die sogenannte Wirkungsdosis. Die relative Tiefendosis ist das Verhältnis der Tiefendosis zur Oberflächendosis, in Prozent angegeben, auch prozentuale Tiefendosis (teilweise wird hierunter auch die relative Tiefendosis in 10 cm Tiefe verstanden). 6. Die Austrittsdosis ist die auf der abgewandten Körperseite wirksame Dosis. 7. Die Durchgangsdosis ist die in bestimmtem Abstand nach Durchgang durch den Körper frei Luft gemessene Dosis. 8. Die Baumdosis ist die Summe der in den einzelnen Raumelementen wirksamen Dosen. Sie wird heute allgemein als Integraldosis bezeichnet. Ihre Einheit ist das Grammrad (kg rd). 9. Die Herdraumdosis ist die Raumdosis im Krankheitsherd. Die relative Herdraumdosis ist das Verhältnis der Herdraumdosis zur gesamten Raumdosis. 10. Die Dosisleistung ist die Dosis in der Zeiteinheit (s. S. 30). Ihre Einheit ist das R/Minute (R/min).

Strahlentherapie - Strahlenarten

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Bei der Aufstellung des Bestuhlungsplanes liat der Strahlentherapeut auszuwählen: III A. Die Art der Strahlung (Strahlenqualität), Hl B. die zweckmäßige räumliche und zeitliche Verteilung der Dosis. 2. Strahlenarten

Folgende Strahlenarten stehen für die therapeutische Anwendung zur Verfügung: I. Mittelharte und harte Strahlen für die sogenannte Halbtiefenund Tiefentherapie. II. Weiche Strahlen für Oberflächen- und Körperhöhlentherapie. III. Die Strahlen der radioaktiven Substanzen. IV. Sehr harte und ultrahartc Röntgen- und Gammastrahlen. V. Korpusknlarstrahlen. I. Mittelharte und harte Strahlen: Die sogenannte konventionelle Rönt-

gentherapie mit harten Strahlen einer Energie um 200 keV war lange Zeit die einzige Methode, die für die Behandlung in der Körpertiefe gelegener Geschwulstherde mittels perkutaner Bestrahlung zur Verfügung stand. Strahlen einer Energie von 110—120 keV wurden zur Behandlung oberflächennäherer Herde im Rahmen der sogenannten Halbtiefentherapie eingesetzt. Die relative Tiefendosis wurde durch höhere Spannung, Filterung und größeren Abstand gesteigert. Nachteile der konventionellen Therapie sind die starken Hautreaktionen bei höheren Dosen, die Schwierigkeit, ausreichende Dosen in die Tiefe zu bringen, die unterschiedliche Gewebsabsorption und das Auftreten unerwünschter Allgemeinreaktionen („Strahlenkater"). Demgegenüber hat die Anwendung sehr harter und ultraharter Strahlen (s. S. 340 und S. 344) wesentliche Vorteile. Sie hat sich deshalb bei der Behandlung von unter der Körperoberflache gelegenen Geschwulstherden weitgehend durchgesetzt (s. auch S. 347). Als „Hartstrahltherapie" wird die Anwendung harter Röntgenstrahlen (250 kV, 300 kV) mit starker Vorfilterung (Halbwertschichtdicke 3 bis 5 mm Cu) bezeichnet. Sie ist durch höhere Hauttoleranz und fast wasseräquivalente Knochenabsorption charakterisiert. Durch Verkürzung des Fokus-Hautabstandes bis herab zu 6 cm kann die Tiefenwirkung begrenzt werden. Oberflächen- und Herddosis können durch Einstellungen am Schalttisch und Benutzung von Zubehör am Gerät verändert werden. Die Strahlenqualität wird dabei durch verschiedene Spannungen und Filter beeinflußt (s. u.). Relativ harte Strahlen, die bei höheren Spannungen und stärkerer Filterung erzielt werden, benötigt man bei tiefliegen den Herden.

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Im einzelnen sind einzustellen bzw. zu verändern: 1. Die Veränderung der Spannung (kV) beeinflußt die Strahlenqualität, d. h. also die Durchdringungsfähigkeit der Strahlen am stärksten. Bei modernen Tiefentherapieapparaten kann die gewünschte Spannung sofort eingeschaltet werden, bei älteren Typen muß man sie stufenweise hochschalten. Bei Oberflächen- bzw. Nahbestrahlungsgeneratoren sind vielfach bestimmte Spannungsstufen einzustellen, während die Spannung bei Tiefentherapiegeneratoren kontinuierlich zu regulieren ist. 2. Die Stromstärke (bei Tiefentherapiegeneratoren bis 30 mA) hat den größten Einfluß auf die Dosisleistung. Bei höherer Stromstärke und damit Dosisleistung kann die Bestrahlungszeit verkürzt werden. Bei manchen Einrichtungen wird die Dosisleistung in 50 cm Abstand vom Fokus, der sogenannte Röntgenwert, direkt am Schalttisch angezeigt (am Röhrengehäuse eingebauter Dosisleistungsmesser bzw. Röntgenwertmesser). Aus dem Röntgen wert kann die Oberflächendosis bzw. die Dosisleistung an der Oberfläche für bestimmte Bestrahlungsbedingungen errechnet werden. Sie ist natürlich auch direkt zu messen (im Zentralstrahl in Luft ohne Phantom bzw. Patienten bei einer Feldgröße von 100 cm2). Bei Energien über 3 MeV erfolgt die Messung in Wasser. 3. Durch Einstellung der Bestrahlungszeit mit Hilfe einer im Schalttisch angebrachten Uhr wird die Dosis (meist als Oberflächendosis) festgelegt. Die Bestrahlungszeiten für bestimmte Dosen sind tabellarisch auf Grund der Dosismessungen fixiert, meist für Einzeldosen zwischen 50 und 300 R (bei Nahbestrahlungseinrichtungen auch höhere Werte). Zwischenwerte lassen sich daraus mühelos errechnen. Zur Ermittlung der Herddosis muß zuerst die Herdtiefe mit Hilfe von Messungen oder anatomischen Tafeln ermittelt werden. Unter Berücksichtigung der Strahlenqualität, die durch die Halbwertdicke (s. S. 107) gekennzeichnet ist, kann dann in Tabellen (z. B. Tabellen von G R E B E und W I E B E oder W A C H S M A N N und D I M O T S I S ) die relative Tiefendosis für ein homogenes, wasseräquivalentes Medium abgelesen werden. Absorptionsunterschiede im Körper (Knochen, Luft) sind dabei nicht berücksichtigt. 4. Durch Vergrößerung des Fokushautabstandes wird die relative Tiefendosis erhöht. Diese Tatsache beruht auf der Divergenz der Strahlen und dem sich daraus ergebenden Abstandsgesetz (s. S. 173f.). Der Erläuterung diene ein Beispiel: Wenn die Dosisleistung (frei Luft) in 30 cm Abstand 100 R ist, ist sie in 40 cm Abstand (also nach weiteren 10 cm) nur noch 2. -100 = 56,6 R .

Strahlentherapie — Räumliche Verteilung

317

Wenn dagegen die Dosisleistung in 40 cm Abstand 100 R ist, ist sie in 50 cm Abstand (also nach weiteren 10 cm) 4p2

* = 5Ö-S-

lß 100

= 25-100 =

64R

-

Der Dosisabfall auf Grund der Divergenz ist (ohne Berücksichtigung der Schwächung) also um 7,4% geringer. Natürlich wird mit der Vergrößerung des Abstandes die Dosisleistung im Fokushautabstand geringer, die Bestrahlungszeit muß deswegen verlängert werden. Für den praktischen Gebrauch wird mit wenigen Ausnahmen bei Körperganz- oder Abschnittsbestrahlungen (s. u.) der Fokushautabstand nicht größer gewählt als 50 bis höchstens 60 (meist 30 oder 40 cm). Eine weitere Vergrößerung bringt keine so großen Vorteile, daß sich die Verläng ;rung der Bestrahlungszeit lohnt. In der Halbtiefentherapie kann auch mit etwas kürzeren Abständen bestrahlt werden (etwa 15—25 cm). Man spricht dann auch von Kurzdistanztherapie. 5. Mit zunehmender Feldgröße wird auch die Streuzusatzdosis größer. Die Feldgröße soll so klein wie möglich sein, damit die Allgemeinbelastung durch die Strahlen (Belastung der Oberfläche und Raumdosis) möglichst gering ist. Die Hauttoleranz, also die Strahlenverträglichkeit, nimmt mit Verringerung der Feldgröße erheblich zu, so daß also bei kleinen Feldern erheblich höhere Dosen verabfolgt werden können, eine Tatsache, die sich besonders in der Nahbestrahlungs- und der Siebbestrahlungsmethode (kleine Einzelfelder!) günstig auswirkt (s. S. 325f.). Andererseits muß das Bestrahlungsfeld so groß sein, daß der ganze Krankheitsherd etwas vom Strahlenkegel überragt wird. Bei tiefen Herden kann dabei berücksichtigt werden, daß der Strahlenkegel in der Tiefe infolge der Streustrahlung und des Halbschatteneffekts gegenüber der Umgebung nur noch unscharf abgesetzt ist. Bei der Ganzkörper- und Abschnittsbestrahlung, die bei generalisierten Geschwulstkrankheiten (z. B. Hämoblastosen wie Leukämie oder diffuse Metastasierung bei Karzinomen, werden große Felder mit relativ kleinen Dosen (25 bis 50 R) belegt. Eine gleichmäßige Ausstrahlung ist nur bei größeren Abständen möglich (1 m und mehr). Die Oberflächendosis kann leicht entsprechend dem Abstandsgesetz errechnet werden. (Beispiel: 100 R in 30 cm Abstand in 70 sec. Gesu 3ht ist die Bestrahlungszeit für 25 R in 1 m Abstand: 70 1002 70 10000 7000 x = — • — = = 194 sec. 4 302 3600 36 6. Die Filterung ist je nach Spannung zu wählen. In der Halbtiefentherapie (110 bis 120 kV) wird kein zusätzliches Filter benutzt, die

318

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Filterung ist dann gleich der Eigenfilterung der Röhre, die, in Aluminiumgleichwert angegeben, meist etwa 2 mm AI entspricht. D a am Schalttisch eine Filtersiclierung angebracht ist (s. S. 75), m u ß aber trotzdem ein „Filter" in die entsprechende Halterung an der Haube eingeschoben werden, das sogenannte Leerfilter. I n der Tiefentherapie werden je nach Spannung Kupferfilter benutzt. Früher wurde an den Filtern die eigentliche Dicke angegeben (Zusatzfilter), heute wird meist die Dicke des Zusatzfilters einschließlich des entsprechenden Kupfer gleichwerts der Röhreneigenfilterung bezeichnet, z. B. 0,5, 1,0 oder 1,5 m m Cu Gesamtfilter. Früher wurde bei höheren Spannungen auch vielfach das zusammengesetzte sogenannte Thoräusfilter (0,4 mm Zinn + 0,25 m m Kupfer + 1 m m Aluminium) verwandt. Mit stärkerer Filterung wird einerseits die Dosisleistung herabgesetzt, andererseits die Strahlung aufgehärtet = „Härtungsfilter" (s. S. 108). Die relative Tiefendosis wird so größer. Bei Ausschaltung der weichen Strahlenkomponenten wird außerdem die H a u t mehr geschont. Auch hier ist der Vorteil einer stärkeren Filterung gegen den Nachteil der Verlängerung der Bestrahlungszeit abzuwägen. Die Qualitätsänderung der Strahlung findet ihren Ausdruck in einer entsprechenden (zu messenden) Veränderung der Halb wertdicke. Stärkere Filterung vergrößert die Halbwertschichtdicke. Filter besonderer Form (z. B. Keilfilter) dienen durch ihre unterschiedliche Schwächung einer Veränderung der Intensitätsverteilung der Strahlung innerhalb des Nutzstrahlenbündels: „Schwächungsfilter". Räumliche und zeitliche Verteilung der Strahlen: Die Tatsache, daß in der Tiefentherapie trotz des Dosisabfalls in der Tiefe eine höhere Dosis erzielt werden muß als auf der Oberfläche, führte zur Ausarbeitung spezieller Methoden, bei deren Anwendung eine Schonung der Oberfläche und des gesunden den Herd umgebenden Gewebes möglich ist. Räumliche Verteilung. Zur Erzielung hoher Herddosen in der Tiefe wird die Gesamtdosis nicht von einem Feld eingestrahlt. Die Felder werden konzentrisch auf den Herd gerichtet. Man spricht auch von der sogenannten „Kreuzfeuermethode". Es gelingt mit Hilfe dieser Methode im allgemeinen, die für die Zerstörung einer Geschwulst erforderliche Dosis von 5000 bis 6000 rd in die Tiefe zu bringen, ohne daß die H a u t übermäßig belastet wird (im allgemeinen mit etwa 3000 ROD). Die Hauptschwierigkeit besteht bei der Kreuzfeuermethode in der genauen, gleichbleibenden Einstellung. Es ist zweckmäßig, die Felder durch eine haftende Farbe zu markieren (Fuchsinlösung mit Zusatz von Argentum nitricum). Besondere an der Haube anzubringende Einstellhilfsmittel, die die Winkeleinstellung des Zentralstrahls markieren und den Austrittspunkt an der röhrenabgewandten Seite an-

319

Strahlentherapie - Bewegungsbestrahlung

a

b

e Abb. 163. Bestrahlungstuben für Tiefen- und Halbtiefentherapie: a) F H A 30 cm, b) FHA 40 cm, c) Kiemfelder cm0)

zeigen (sogenannter Back-Pointer, mit dem der Punkt markiert wird, an dem der Zentralstrahl an der Rückseite austritt, und pin and arc — englisch Bolzen und Bogen —, mit dem die genaue Winkeleinstellung reproduziert werden kann), gewährleisten eine exakte Einstellung. Im allgemeinen wird die Feldbegrenzung und FcldcinstcIIung mit Hilfe von „Tuben" (Abb. 163) vorgenommen. Sie engen nicht nur das Strahlenbündel auf die gewünschte Größe ein, sondern garantieren —• auf die Haut aufgesetzt — auch die Einhaltung eines bestimmten Fokushautabstandes. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit der Kompression, z. B.

320

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

bei Abdominalfeldern, wodurch die Entfernung zum Herd verkürzt und die relative Tiefendosis erhöht werden kann. Die Kompression, mit deren Hilfe die Blutversorgung und Blutfülle der mehr oberflächlich gelegenen Gewebe vermindert werden, verringert hier die Strahlensensibilität. Die räumliche Verteilung von Strahlen kann mit Hilfe von sogenannten Isodosen (Abb. 164) dargestellt werden. Man versteht hierunter die graphische Darstellung der Punkte, an denen die gleiche Dosis wirksam ist. Meist werden die Stellen gleicher

4-xScm

)

_

L

4 * 8 c m

_7

cm/ -6 -5

cm,

4*8cm

-3 -2 -r -o -i -2 W/T

Abb. 164. Tsodosen bei Stehfeldbestrahlung (Kreuzfeuermethode) des Gehirns von 4 Feldern bezogen auf die OD = 100%

relativer Tiefendosen (gemessen in Prozent der OD) verbunden. Die Messungen werden an sogenannten Phantomen ausgeführt, die aus einem Material bestehen, das ungefähr die gleiche Schwächung aufweist wie Körperweichteilgewebe, z. B. Wasser oder Paraffin. Die Bemühungen um eine bessere räumliche Dosisverteilung, besonders um eine Erhöhung der relativen Tiefendosen bei optimaler Schonung der Haut, haben zur Ausarbeitung von Spezialmethoden und zur Konstruktion entsprechender Geräte geführt. Die Bcwegungsbestrahlung: Bei der Bewegungsbestrahlung werden entweder der Kranke oder die Röhre so bewegt, daß eine größere Körperoberfläche gleichmäßig belastet wird, während der Zsntralstrahl stets auf den Krankheitsherd gerichtet bleibt. Es handelt sich dabei also sozusagen um eine Bestrahlung von kontinuierlich aneinander gereihten und ineinander übergehenden Feldern. So sind erheblich größere relative Tiefendosen erreichbar als bei der Stehfeldbestrahlung. Außerdem bietet die Bewegungsbestrahlung den Vorteil, daß die bei nahe aneinander

Strahlentherapie - Bewegungsbestrahlung

321

liegenden Feldern unmittelbar unter der Haut liegenden Dosisspitzen (Abb. 164) vermieden werden. Die Bewegungsbestrahlung kann ausgeführt werden als: 1. Rotationsbestrahlung: Der Patient rotiert auf einem Drehstuhl. 2. Pendelbestrahlung: Die Röhre pendelt um den Patienten. 3. Konvergenzbestrahlung: Die Röhre beschreibt eine Spiralbahn. Der Zentralstrahl bleibt stets auf den Herd gerichtet. Zu 1 : Die Methode ist besonders bei der Bestrahlung von Ösophaguskarzinomen angewandt worden. Bei stehender Röhre ist der Zentralstrahl auf den Krankheitsherd gerichtet. Die Kontrolle erfolgt mittels Durchleuchtung. Wenn bei rotierenden Patienten der Krankheitsherd (durch Kontrastmittel markiert) nicht im Zentralstrahl bleibt, kann durch ein vom Durchleuchter zu bedienendes Blendensystem eine Korrektur vorgenommen werden. Zu 2 : Die Pendelbestrahlung ist die Methode der Bewegungsbestrahlung, die technisch am besten entwickelt worden ist und sich deshalb am meisten durchgesetzt hat. Sie hat vor allem den Vorteil, daß der Kranke ruhig gelagert werden kann und daß so Verschiebungen des Bestrahlungsfeldes vermieden werden. Zur Verfügung stehen an Geräten für die Pendelbestrahlung mit Röntgenstrahlen das Pendelgerät nach K O H L E R (Abb. 165 a und b) und das Bewegungsbestrahlungsgerät T U 1 (Abb. 165 c). Bei diesem Gerät ist außer der Pendelbewegung eine „Konvergenzbewegung" (Translation) in der zweiten Ebene möglieh. Auch bei dieser Bewegung bleibt der Zentralstrahl (auf den Drehpunkt) zentriert. Die kombinierte Bewegung (Pendelkonvergenz) ermöglicht in geeigneten Fällen eine weitere Erhöhung der relativen Tiefendosis. Entscheidend für die richtige Einstellung bei der Pendelbestrahlung ist die Markierung des (in der Tiefe gelegenen) Herdes und die entsprechende Einstellung des Zentralstrahls. Richtung und Einfall des Zentralstrahls können mit Hilfe einer Durchleuchtungseinrichtung eingestellt werden. Die Herde sind teilweise ohne besondere Hilfsmittel sichtbar (z. B . Bronchuskarzinom) oder sie müssen mit Hilfe von Kontrastmitteln sichtbar gemacht werden (z. B . Ösophaguskarzinom). Wenn keine direkte Durchleuchtungsmöglichkeit am Gerät gegeben ist, können die Felder bzw. die Lage des Herdes an einem beliebigen Durchleuchtungsgerät mit Durchleuchtung in 2 Ebenen sichtbar gemacht werden. Unter der Durchleuchtung wird der Zentralstrahl durch Aufkleben von Bleimarken oder Metallringen festgelegt. Eine damit übereinstimmende Lagerung und Einstellung des Zentralstrahls am Gerät ist dann mit Hilfe eines Lichtvisiers (in 2 Ebenen) möglich. Vielfach wird auch zur Orientierung und Einstellung mittels eines halbstarren Drahtes der Körperumriß abgenommen und auf einem Zeichenblatt abgezeichnet. Mit Hilfe S c h i u n g b a u m , Med. Strahlenkunde, 5. Aufl.

21

322

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

c Abb. 165. Pendelgeräte: a) Siemens-Pendelgerät nach K O H L E R mit Lagerungstisch, b) dasselbe bei Einstellung für Bestrahlung eines Hypophysentumors, c) MüllerBewegungsbestrahlungsgerät TU 1

Strahlentherapie - Bewegungsbestrahlung

32S

anatomischer Tafeln (Körperquerschnitte) können dann die Herdlage und die notwendige Einstellung des Zentralstrahls bestimmt werden. Für die Einstellung bzw. Lagerung (und Dosisermittlung) gibt es zwei Methoden: 1. Am Pendelgerät nach KoHLER wurde ursprünglich der kürzeste Fokushautabstand (meist 50 cm) festgelegt. Wichtig für die Dosisermittlung war dann der sogenannte mittlere Fahrstrahl (Abb. 166a), d. h. das arithmetische Mittel aus den Schichttiefen, die der Zentralstrahl von der Oberfläche bis zum Herd zu durchdringen hat.

Abb. 166. a) Schematische Darstellung zur Ermittlung des mittleren Fahrstrahls: die Länge der einzelnen Radien im Körper (Abstände 10°) wird addiert und mittels Division durch die Anzahl der Radien das arithmetische Mittel, d. h. der mittlere Fahrstrahl errechnet (Siemens-Pendelgerät nach KOHLER), b) Schematische Darstellung zur Ermittlung des Herd-Abstandsverhältnisses: der größte Strecke von der Körperoberfläche zum Herd kleinste Strecke von der Körperoberfläche zum Herd (Müller-Pendelgerät TU 1>

2. Am T U 1 wurde dagegen der Radius mit 50 cm konstant gehalten. Die Methode ist auch beim KoHLEBSchen Gerät anwendbar. Im einzelnen sind an den Pendelgeräten einzustellen: a. Der Pendelwinkel. Der volle Pendelwinkel umfaßt 330 bis 340°. E r kann beliebig kleiner gewählt werden. Zu beachten ist dann allerdings, daß bei Verkleinerung des Pendelwinkels das Dosismaximum in Richtung auf den Fokus verschoben wird, also dann nicht mehr im Drehpunkt oder seiner unmittelbaren Nachbarschaft liegt. Der Herd darf dann nicht in den Drehpunkt gelegt werden (Einstellung des Drehpunktherdabstandes). Im allgemeinen soll — entsprechend den anatomischen Gegebenheiten — der Pendelwinkel so groß wie möglich gewählt werden, da so die höchsten relativen Tiefendosen erreicht werden. Ungünstige Winkelabschnitte (z. B. Wirbelsäule mit hoher Knochenabsorption) müssen aber u. U. ausgespart werden.

324

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Beim T U 1 ist auch der Translationswinkel zu bestimmen. Er beträgt i 30, insgesamt also 60°. Da die volle Pendelbewegung knapp 1 Minute, die Translation aber 9 Minuten beträgt, resultiert bei Kombination eine Spiralbewegung. b. Die Feldgröße. Entscheidend für die bei der Pendelbestrahlung günstige relative Tiefendosis ist die möglichst geringe Feldbreite, die Feldlänge kann dagegen reichlich gewählt werden. Praktisch erfolgt die Feldgrößenbestimmung durch Einblenden an der Röhrenhaube. Die Dosisermittlung erfolgt im allgemeinen mit Hilfe von Tabellen, die auf Grund von Messungen aufgestellt worden sind. Dosiert wird immer nach Herddosis (HD). In den Tabellen ist die Dosisleistung (°/ 0 der frei Luft gemessenen Dosisleistung in R/min) am Herd unter Berücksichtigung der Herdtiefe und bestimmter weiterer Korrekturfaktoren (s. u.) ablesbar. Aus Dosisleistung und Bestrahlungszeit ergibt sich dann die Dosis am Herd. Als Korrekturfaktoren sind zu berücksichtigen: Beim KoHLERschen Gerät der mittlere Fahrstrahl, beim T U 1 das sogenannte Herdabstandsverhältnis (HAV) (Abb. 166 b), worunter der Quotient der größten und der kleinsten Entfernung, die der Zentralstrahl von der Oberfläche bis zum Herd durchdringen muß, verstanden wird. Bei größerem Herdabstandsverhältnis wird die Herddosis kleiner. Eine gewisse Bedeutung hat weiter das Verhältnis der Feldlänge zur Feldbreite (meist etwa 2:1). Besonders wichtig ist weiter die Gewebsart (z. B. Knochen — lufthaltige Lunge). Sie kann die Dosis infolge der unterschiedlichen Absorption erheblich beeinflussen (Gewebskorrekturfaktor). Eine relativ zuverlässige Methode der Dosisermittlung ist möglich durch Messung der sogenannten Durchgangsdosisleistung, d. h. der Dosis in der Zeiteinheit (R/min), die den Körper durchdringt und (meist in 90 cm Fokushautabstand) gemessen werden kann. Aus einem Diagramm (Abb. 167) ist die eigentliche Herddosis zu entnehmen. Die Methode ist nur verwertbar, wenn der ganze Pendelwinkel benutzt wird. Technisch erfolgt die Messung so, daß die Ionisationskammer (meist eines HAMMERdosimeters, s. S. 36) mitpendelt (vom Fokus aus gesehen jenseits des Patienten) und die Dosis integrierend gemessen wird. Die Anzeige erfolgt im Schaltraum. Wenn die Dosisleistung am Herd (tabellarisch auf Grund von Phantommessungen oder mit Hilfe der Durchgangsdosis) ermittelt ist, kann die Bestrahlungszeit festgelegt werden. Im allgemeinen werden pro Sitzung 150 bis 200 R am Herd gegeben.

Strahlentherapie - Siebbestrahlung

325

Abb. 167. Diagramm, aus dem bei gemessener Durchgangsdosisleistung und bestimmter Feldgröße die Herddosisleistung abgelesen werden kann (nur bei Ausnutzung des vollen Pendelwinkels!)

3. Die Konvergenzbestrahlung (Abb. 168) ist weniger vielseitig anwendbar. Eine günstige Dosisverteilung kann bei kleineren Herden (z. B . Nasennebenhöhlen) erzielt werden. Zusammenfassend sei nochmals wiederholt, daß der entscheidende Vorteil der Bewegungsbestrahlung darin besteht, daß bei relativ geringer Oberflächen- und Allgemeinbelastung ausreichende Herddosen erzielt werden können. Zweifellos können aber bei fehlerhafter Technik auch hier schwere Hautreaktionen auftreten. Die Methode der Bewegungsbestrahlung wird auch bei Anwendung sehr harter und ultraharter Strahlen (Telekobaltgerät, Elektronenschleuder, s. S. 343, 344) angewandt. Eine weitere Methode, die durch eine besondere räumliche Dosisverteilung gekennzeichnet ist, ist die Sieb- bzw. Gitter- oder Bastcrbestrahlung. Man versteht darunter die Bestrahlung durch auf die Haut aufgelegte oder auch in den Bestrahlungstubus eingearbeitete Blei- oder Bleigummiplatten (Abb. 169). Sie sind sieb- (Löcher) oder raster(Streifen) -förmig perforiert. Nur ein bestimmter Teil der gesamten Feldoberfläche erhält dabei die volle Dosis. Das Verhältnis der offenen Felder zum Gesamtfeld wird auch als Öffnungsverhältnis bezeichnet, es liegt meist bei etwa 4 0 % . Die Belastbarkeit der Haut ist bei dieser Methode erstaunlich hoch (Einzeldosen bis zu 1000 ROD und mehr, Gesamtdosen bis zu 15000ROD und mehr). Dies ist um so er-

326

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Raster 1

Sieb 3

Easter 2

Sieb 4

Sieb 5

Abb. 169. Raster und Siebe für Raster- bzw. Siebbestrahlung

Abb. 168. Konvergenzstrahler (Siemens)

staunlicher, als die Dosis auf und hinter den abgedeckten Feldern keineswegs zu vernachlässigen ist (Tab. 12). Auch bei höchsten Dosen kommt es nur zu einer feuchten Epitheliolyse (s. S. 277), die schnell abheilt, nicht aber zu Ulzerationen. Sicher spielt die Reaktionsbereitschaft des abgedeckten Gewebes, besonders des Bindegewebes, für den sogenannten Schoneffekt, d. h. also die gute Verträglichkeit, eine entscheidende Rolle. Auch mit der Siebmethode können ausTab. 12. Prozentuale Tiefendosen verschiedener Raster und Siebe (o = offene Felder, b = bedeckte Felder) Wassertiefe in cm 0 1 2 3 4 5 7 10 12 15

Bast er 1

Ras er 2

o

b

0

100 92,5 83 74,5 65 56,5 40,5 24,5 17 10

16 20 22 23,5 23,5 22,5 19 13 9,3 6

100 92,5 84 74 63,5 55 39 23,5 15,5 8,7

b 16,5 21 23 23,5 23,5 22,5 18,5 12,8 8,7 5,4

Sieb 3 o 100 89 77,5 66 57,5 45 31,5 16,5 11 6,5

22 27,5 28 27,5 25,5 23 17,5 10,5 7.4 4,5

Sie b 4

Sieb 5

0

b

0

»

100 92 79,5 69 57,5 48,5 34,5 18,5 13,2 8

24,5 29 30 29 28 25,3 20 12 8,8 5,6

100 88,5 77 63 55 43 29,5 15 10 5,4

12,5 17,5 18,5 19 18 16,3 13 7,8 5,3 2,65

Strahlentherapie - Zeitliche Verteilung

327

reichende Herddosen erzielt werden, wobei noch nicht geklärt ist, ob in der Tiefe nach Möglichkeit eine Homogenisierung der Dosis anzustreben ist, z. B. durch Änderung des Einstrahlungswinkels, oder ob eine gewisse Inhomogenität erwünscht und bezüglich des Schoneffekts günstig ist. Die Allgemeinreaktion bleibt aber auch bei dieser Methode meist wesentlich geringer als bei üblicher Bestrahlung mit offenen Feldern. Die Siebbestrahlung ist auch dann noch durchführbar, wenn die betreffenden Hautfelder schon vor bestrahlt sind. Bei einer zweiten Bestrahlungsserie (nach Siebbestrahlung) können die bei der ersten Serie geschonten Felder m i t einer vollen Dosis belegt werden. Außerordentlich wichtig ist es, daß die Felder genau marldert sind, so daß immer die gleichen Felder mit der vollen Dosis belastet bzw. die abgedeckten Felder wirklich geschont werden. Die Siebmethode wird teilweise auch bei Bestrahlung mit Elektronen benutzt Die zeitliche Verteilung der Gesamtdosis ist ein entscheidender methodischer Faktor für die Verträglichkeit der Strahlentherapie. E s sind zu unterscheiden: a) Die Protrahierung, d. h. eine Bestrahlung mit verminderter Dosisleistung, also verlängerter Bestrahlungszeit. Es h a t sich gezeigt, daß erst bei einer Protrahierung, wie sie bei der Radiumbestrahlung (Bestrahlungszeit Stunden bis Tage) angewandt wird, eine gewisse Gewebsschonung zu beobachten ist. Auf eine Protrahierung wird deshalb bei üblichen Röntgenbestrahlungen bewußt verzichtet, damit die Bestrahlungszeit verkürzt werden kann. Die üblichen Dosisleistungen bei Röntgenbestrahlungen hegen in der Größenordnung 100 R/min. Wichtiger und für die Bestrahlungstechnik unentbehrlich ist b) die Fraktionierung, d. h. die zeitliche Unterteilung der Gesamtdosis. Mit Hilfe der Fraktionierung können wesentlich höhere Dosen an den Herd gebracht werden. Ihr Vorteil ergibt sich daraus, daß sich das gesunde Gewebe schneller erholt als Geschwulstgewebe. Eine volle Bestrahlungsserie wird im allgemeinen in einem Zeitraum von 3 bis 4 Wochen verabfolgt, wobei täglich bzw. 3 bis 6mal wöchentlich bestrahlt wird. Die Fraktionierung ist eine der wesentlichen Grundlagen der modernen Bestrahlungstechnik. Ihre Einführung bedeutet den entscheidenden methodischen Fortschritt in der Strahlenbehandlung der bösartigen Geschwülste nicht nur in der Tiefentherapie, sondern auch in der Nahbestrahlungsmethode (s. S. 329ff.) und bei Anwendung von ultraharten Strahlen (s. S. 340ff.) sowie bei Benutzung von Korpuskularstrahlen (s. S.344f.). Bei den modernen Bestrahlungsmethoden (Telegammatherapie, Therapie mit ultraharten

328

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

Röntgenstrahlen und mit Korpuskularstrahlen, insbesondere schnellen Elektronen) kann allerdings unter Verlängerung der Intervalle die Einzeldosis im Vergleich zur konventionellen Therapie höher gewählt werden. Den Einfluß der Fraktionierung auf die Hautreaktion zeigt Abbildung 170. Zur Erzeugung eines einfachen Erythems genügen danach bei bestimmten Bedingungen 1000 R bei einmaliger Bestrahlung, dagegen sind bei Aufteilung in 3 Einzeldosen 1500 R (3 mal 500 R) erforderlich. r

Zahl der Einzeldosen

r 4200 4000 3800 3600 3400 3200 3000 S 2600 § 2600 ^ 24Q0 £ 2200 § 2000

wegungsbestrahlung ermöglichen (Abb. 182).

Abb. 182. Kobalt-Therapieeinheit Gammatron (Siemens) mit Fernseheinrichtung zur Kontrolle

Für die Dosierung wurden spezielle Verfahren zur Messung bzw. Berechnung der Isodosen erarbeitet, z. B. mit Hilfe von elektronischen Datenverarbeitungsanlagen (Computer). Eine Beschleunigung der Einstellung kann durch die Anwendung einer Programmsteuerung mit Hilfe von Lochkarten erreicht werden. Abgesehen von der weiteren Erhöhung der Tiefendosen haben die mit Strahlenenergien bis zu 45 MeV arbeitenden Elektronenschleudern (Abb. 60, 61, S. 85f.) den großen Vorteil, daß sie auch Elektronenstrahlen liefern. Dosiert werden die ultraharten Strahlen der Elektronenschleuder nach dem Dosismaximum in der Tiefe. Bei Anwendung der ultraharten Strahlen ist besonders zu bedenken, daß die Körperoberfläche wesentlich geringer belastet wird und daß die Reaktion der Haut nicht, wie sonst vielfach in der Strahlentherapie, als Hauptanzeigeorgan der Strahlenreaktion und des möglicherweise zu erwartenden Strahlenschadens anzusehen ist. Bei Bestrahlung mit ultraharten Strahlen können aber schwere Schäden in der Tiefe (z. B. am Intestinaltrakt) auftreten, ohne daß eine bemerkenswerte Hautreaktion erkennbar ist.

344

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

V. Korpuskularstrahlen: Hauptbedeutung hat hier die Therapie mit den Elektronen der Elektronenschleuder (die Therapie mit den Korpuskularstrahlen radioaktiver Substanzen s. S. 337f.). Der Vorteil der Elektronentherapie hegt in der räumlichen Dosisverteilung der Elektronen. Die Eindringtiefe ist abhängig von der Energie der Elektronen. Während die Betastrahlung des Radiums beispielsweise nur wenige Millimeter in Wasser oder wasseräquivalentes Gewebe eindringt, haben Elektronen einer maximalen Energie von 15 MeV eine Eindringtiefe von etwa 7,4 cm (Abb. 183), bei 35 MeV von 1cm

0

i.Scmf

7cm4> -o

SMaV

—2 —» 1

10 Mev

15 MeV

Abb. 183. Nutzbares Strahlenbündel einer Elektronenstrahlung bei verschiedenen Energien und Feldgrößen

etwa 15 cm (Wasser oder Gewebe). Charakteristisch für den Dosisverlauf ist der langsame Anstieg unter der Oberfläche bis zum Maximum und der relativ steile Abfall hinter dem Maximum (Abb. 184). Damit ist eine Schonung des hinter dem Herd gelegenen Gewebes gegeben. Das Dosismaximum kann durch Regulierung der Elektronenenergie in den Herd hineingelegt werden. Mit Elektronen hoher Energie (45 MeV, s. o.) läßt sich bei allen Herden in der Körpertiefe eine gute lokale Dosisverteilung erreichen. Andere Korpuskularstrahlen wurden vereinzelt zu therapeutischen Zwecken angewandt, so die im Synchro-Zyklotron beschleunigten Protonen für die Bestrahlung der Hypophyse. Erwünscht ist hier besonders das klein zu haltende, scharf begrenzte Strahlenbündel. In letzter Zeit wurden umschriebene Zerstörungen von Hirngewebe durch Protonen ähnlich der sogenannten Leukotomie (Durchtrennung der weißen Masse des Stirnhirns) mitgeteilt.

345

Strahlentherapie — Korpu skularstrahlen

Gewebstiefe

Abb.

184.

Dosisabfall von Elektronen (nach

GUND

und

WACHSMAITN)

Die Anwendung von Neutronenstrahlen für die Tumortherapie steht noch im Anfangsstadium. Erste Versuche hatten zu erheblichen Gewebszerstörungen (auch des gesunden Gewebes) geführt, was auf die große Ionisationsdichte zurückzuführen ist. Die Bestrahlung kann mit technisch erzeugten und beschleunigten schnellen Neutronen durchgeführt werden, die auch in der Tiefe liegende Herde erreichen. Die Neutronentherapie erscheint besonders bei schlecht mit Sauerstoff versorgten („hypoxischen") und dadurch wenig strahlensensiblen Zellen bzw. Tumoren erfolgversprechend. Langsame Neutronen können aus einem Kernreaktor gewonnen werden. Ihre Anwendung ist möglich, wenn eine Geschwulst Substanzen speichert, die Neutronen einfängt (z. B . Bor in Hirntumoren). Die durch Kernreaktionen erzeugte Sekundärstrahlung ist dann wirksam. Neuerdings wurden erste Ergebnisse einer Strahlentherapie mit Pi(rc)-Mesonen (s. S. 18) mitgeteilt. Sie sollen auch bei hypoxischen Tumoren wirksam sein. Außerdem soll bei ihrer Anwendung eine optimale lokale Dosisverteilung möglich sein. Sie können durch Beschuß von Atomkernen mit schnellen Elektronen erzeugt werden.

346

Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen 3. Entwicklungstendenzen in der Strahlentherapie

Strahlenbiologische Forschungen, Erkenntnisse auf dem Gebiet der molekularen Grundlagen der Strahlenwirkung und sich daraus ergebende Möglichkeiten einer Sensibilisierung von Zellen und Geweben gegenüber der Strahlenwirkung (praktisch Sensibilisierung von Geschwulstzellen und -geweben) scheinen neue Möglichkeiten zu eröffnen. Die Atmung unter Sauerstoffüberdruck im geschlossenen System (Sauerstoffüberdruckkammer) kann zu einer besseren Sauerstoffversorgung von Tumoren führen und so zu einer Sensibilisierung beitragen. Möglicherweise genügt auch die Atmung eines Sauerstoff-KohlensäureGemischs (95:5) ohne Überdruckkammer. Hypoxische (sauerstoffarme) Zellen können sicher durch Strahlen größerer Ionisationsdichte besser beeinflußt werden. Schnelle Neutronen könnten hier ein erfolgversprechendes Indikationsgebiet finden. Die Sensibilität der Tumorzellen kann durch den Einbau bestimmter Substanzen in die DNS erhöht werden (halogenierte Pyrimidine wie Bromuracil). Andererseits können bestimmte Substanzen die Spontanreparation von DNS-Brüchen verhindern (Hydroxylharnstoff). Sensibilisierend wirkt auch das Antibiotikum Actnomycin B, wahrscheinlich infolge einer Veränderung des DNS-Moleküls im Sinne einer Komplexbildung. Erfolgversprechend erscheint auch die sogenannte Synchronisation therapie. Durch bestimmte Substanzen (5-Fluoruracil) kann der Zellteilungszyklus „synchronisiert" werden. Die Mehrzahl der Zellen befindet sich dann zu einer bestimmten Zeit (etwa 8 Stunden nach Langzeitinfusion über 12 oder 18 Stunden) sozusagen gleichgeschaltet in einer besonders strahlenempfindlichen Phase des Zyklus (G 2-Phase). Sicher bedarf es noch weiterer experimenteller Untersuchungen und einer längeren Zeit praktischer Erprobung, ehe sich über die genannten Möglichkeiten endgültig urteilen läßt und die Bestätigung ihres Werts die allgemeine Einführung rechtfertigt. 4. Die Indikation der Strahlentherapie Das Hauptanwendungsgebiet der Strahlentherapie ist die Behandlung der bösartigen Geschwülste, besonders der Krebsgeschwülste. Die Bestrahlung ist hier in vielen Fällen der chirurgischen Behandlung gleichwertig, manchmal überlegen. Bewährt und durchgesetzt hat sich auch eine kombinierte chirurgisch-radiologische Behandlung, sei es, daß vor der Operation bestrahlt wird: Vorbestrahlung, oder nachher: Nachbestrahlung. Durch die Zusammenarbeit des Chirurgen und des Radiologen können bei vielen Geschwulstlokalisationen die besten Heilerfolge erzielt werden.

Strahlentherapie — Indikation

347

Die Geschwulsttherapie von unter der Körperoberfläche liegenden Tumoren wird heute wegen der eindeutigen Vorteile (s. o.) mit wenigen Ausnahmen mit Telegammabestrahlungsgeräten (Co-60 für Tiefentherapie, Cs-137 für Halbtiefentherapie), mit ultraharten Röntgenstrahlen oder Korpuskularstrahlen durchgeführt. Für spezielle Indikationen ist auch heute die Anwendung radioaktiver Substanzen (z. B. Radium beim Gebärmutterkarzinom) berechtigt. Oberflächliche Herde können mit der Nahbestrahlungsmethode, oder auch — besonders bei Befall größerer Oberflächenareale — mit schnellen Elektronen (relativ geringer Energie) bestrahlt werden. Neben der Therapie der bösartigen Geschwülste gibt es ein weiteres großes Gebiet der Strahlentherapie, die sogenannte Entzündungsbestrahlung (eigentlich besser „entzündungswidrige" Bestrahlung). Man versteht darunter die Bestrahlung entzündlicher Veränderungen oder aber degenerativer Prozesse, die zu Reiz- und Schmerzzuständen besonders im Bereich der Gelenke und der Wirbelsäule geführt haben. Bei Einwirkung auf das vegetative Nervensystem oder auf endokrine Drüsen wie die Hypophyse und die Nebennieren spricht man auch von funktioneller Strahlentherapie. Sie wird je nach Art und Lage des Krankheitsherdes mit Halbtiefen- oder Tiefentherapiebedingungen durchgeführt. Hier ist auch heute die „konventionelle" Therapie (s. S. 315ff.) indiziert. Der Angriffspunkt der Entzündungsbestrahlung, die mit wesentlich kleineren Dosen arbeitet als sie in der Geschwulsttherapie üblich sind, ist durchaus noch nicht eindeutig geklärt. Verschiebungen der Gewebsreaktion (pn-Wert) als unmittelbare Folge der Bestrahlung dürften eine Rolle spielen. Zu den Indikationen der Entzündungsbestrahlung gehören Abszesse (z. B. Schweißdrüsenabszesse, besonders im Anfangsstadium), Wurzelhautreizungen an Zähnen, Furunkel und Karbunkel, Venenentzündungen (Thrombophlebitis) sowie vor allem Schmerzzustände bei Osteoarthrosis deformans der Gelenke und Spondylosis deformans der Wirbelsäule bzw. den Folgeerscheinungen von Bandscheibenschäden (Osteochondrose). Gerade bei den letztgenannten Leiden ist auch heute noch die Röntgenbestrahlung als wirksamste Behandlungsmethode anzusehen. Bei therapeutischer Anwendung der energiereichen Strahlen sind natürlich die Gesichtspunkte des Strahlenschutzes für den Patienten sorgfältig zu berücksichtigen. Bei der Behandlung der bösartigen Geschwülste mit ihrer unmittelbaren Gefährdung des Lebens muß die erforderliche Strahlenbelastung in Kauf genommen werden. Besonders sorgfältig ist die Indikation bei gutartigen Krankheiten zu überprüfen, vor allem bei jüngeren Menschen, bei denen sich eine Mitbestrahlung der Gonaden als Ursache eines genetischen Strahlenschadens in späteren Generationen auswirken kann (s. S. 280f., 285f.). Säuglinge (die Blutschwämmchen des Säuglings- und Kleinkindesalters gehörten zu den

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Eigenschaften und Anwendung energiereicher Strahlen

dankbaren Indikationen der Strahlentherapie, heute ist allerdings die Indikation umstritten) und Kinder sind nur mit größter Vorsicht unter Beachtung aller möglichen Strahlenschutzmaßnahmen (Schonung der Epiphysen, der Mammagegend) zu bestrahlen. 5. Planung und Protokollierung bei Therapie mit ionisierenden Strahlen Voraussetzung für die Aufstellung eines Bestrahlungsplanes durch einen strahlentherapeutisch ausgebildeten Arzt ist die Kenntnis des klinischen Befundes. Dazu gehört die Vorgeschichte einschließlich der bisher durchgeführten Behandlung, bei Geschwulstkrankheiten nach Möglichkeit die Angabe eines histologischen Befundes. Bei Beginn der Behandlung ist der Ausgangsbefund festzulegen. Hilfsmittel für die Dokumentation des Ausgangsbefundes sind Skizzen, Eintragungen in Stempelvordrucke (Körperskizzen) und Photographien. Bei Geschwulstkrankheiten sollte die Klassifikation des Tumors und die Bestimmung des Krankheitsstadiums nach den vorhandenen internationalen Empfehlungen angegeben werden, z. B. nach dem sogenannten TNM-System, in dem der Primärtumor bzw. seine Ausdehnung (T), regionäre Lymphknotenmetastasen (N) und Fernmetastasen (M) erfaßt werden. Hieraus ergibt sich dann das „Tumorstadium". Bei Beginn der Bestrahlung einer bösartigen Geschwulst sollte festgelegt werden, ob eine Heilung angestrebt wird („kurative Bestrahlung"), oder ob nur eine Linderung von Symptomen möglich ist („palliative Bestrahlung"). Das Bestrahlungsprotokoll, das entsprechend gesetzlichen Vorschriften aufzubewahren ist, muß die notwendigen Angaben über Planung und Durchführung der Strahlentherapie enthalten. Einzelheiten der Strahlenapplikation müssen reproduzierbar aus dem Strahlenprotokoll hervorgehen. I m einzelnen müssen die folgenden Angaben im Bestrahlungsprotokoll enthalten sein: 1. Bezeichnung des Bestrahlungsinstituts. 2. Angaben über den Patienten und seine Erkrankung. Name, Alter Diagnose ev. mit histologischen Befund Vorgeschichte mit Vorbehandlung Lokalisation und Ausdehnung des Herdes, Erkrankungsstadium 3. Dosierungsplan (strahlentherapeutische Verordnung). Einzeldosis im Dosismaximum und im Herd Gesamtdosis Zeitliche Folge (Fraktionierung) Ev. Änderungen des ursprünglichen Planes

Strahlentherapie — Bestrahlungsplan und -protokoll

349

4. Bestrahlungsplan (Angaben zur Verwirklichung des Dosierungsplanes). Strahlenart und -qualität Methodik (Einzelfeld-, Gegenfeld-, Kreuzfeuer-, Tangentialbestrahlung) bei Bewegungsbestrahlung Art der Bewegung (Rotations-, Pendel-, Konvergenz-, Pendelkonvergenzbestrahlung) bei Siebbestrahlung Öffnungsverhältnis Form, Größe, Anordnung der Öffnungen Dicke und Material der Siebe Bezugswert für die Dosisleistung (z. B. Röntgenwert, s. S. 76). Einstellung am Gerät Lagerung Einstellhilfen Einblendung (Abdecken, Tubus, Blenden) Kompression 5. Bestrahlungsnachweis (bei jeder Bestrahlung auszufüllen) Datum Strahlenart und -qualität Geometrische Bestrahlungsbedingungen bei Bewegungsbestrahlung Angaben über Art und Ausmaß der Bewegung Verabfolgte Dosis insbesondere auch die Bestrahlungszeit Angaben über die Einzeldosis bei Photonen bis 400 keV Oberflächendosis bei Photonen über 400 keV Dosis im Dosismaximum ev. Hautdosis auf der Austrittsseite bei Elektronen Dosis auf der Haut und im Dosismaximum Angaben über die erreichte Herddosis Signatur des verantwortlichen Arztes und der mitwirkenden technischen Assistentin. Muster eines Bestrahlungsnachweises für die Bestrahlungen mit Spannungen bis 400 keV, für Telegammabestrahlungen und für Bestrahlungen mit dem Betatron zeigen die Abbildungen 185—187. (DIN 6827, Blatt 1, Oktober 1969). Die Durchführung des Bestrahlungsplanes, insbesondere auch die Einhaltung der Bestrahlungsdaten (Spannung, Strom, Zeit, Filter) ist vom verantwortlichen Arzt zu überwachen. Bei besonderen Reaktionen des Patienten oder Komplikationen muß der Bestrahlungsplan geändert, die Bestrahlung u. U. abgebrochen werden, bevor die ursprünglich vorgesehene Dosis erreicht ist. Selbstverständlich ist die technische Durchführung der Strahlentherapie nach dem Bestrahlungsplan, d. h. die Feld-

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einstellung, vom verantwortlichen Arzt — unter Assistenz der med.techn. Assistentin — vorzunehmen. Eine automatische Steuerung ist möglich (z. B. mit Hilfe von Lochkarten). Die Bcstrahlungsprotokollc müssen als Dokumente aufbewahrt werden. In Krankenhäusern ist es üblich, sie den Krankengeschichten beizulegen. In jedem Fall sind sie so aufzubewahren, daß sie jederzeit verfügbar sind. Besonders wichtig ist die Protokollierung und Registrierung, wenn Patienten mehrfach bestrahlt werden, da eine Vorbelastung die Toleranz der Haut wesentlich einschränkt und u. U. die schon bestrahlten Hautfelder nur noch mit geringeren Dosen belegt werden dürfen. Pflege, Betreuung und ärztliche Führung von Bestrahlungspatienten sind besonders wichtig, da es sich meist um Schwerkranke mit bösartigen Geschwülsten handelt, und da die Bestrahlung vorübergehend zusätzliche Beschwerden verursachen kann. Auch die technische Assistentin hat in diesem Rahmen eine wichtige Aufgabe zu erfüllen. Sie hat nicht nur den Kranken sachlich-fachlich zu betreuen, sondern durch besondere Aufgeschlossenheit gegenüber dem Schicksal der Kranken und ein entsprechendes fürsorgendes Bemühen die Durchführung der Strahlentherapie zu erleichtern. Arzt und technische Assistentin müssen hier eng zusammenwirken. Zweifellos ist es zweckmäßig, die Kranken bei Beginn der Therapie über die möglichen Folgen und Nebenerscheinungen (s. S. 277ff.) der Strahlenwirkung zu orientieren und sie zu belehren, wie zusätzliche Schäden im Sinne eines Kombinationsschadens vermieden werden können. Die Kranken sind darauf hinzuweisen, daß sie allgemeine und lokale Besonderheiten dem Arzt oder der technischen Assistentin mitzuteilen haben, damit rechtzeitig eingegriffen werden kann. Andererseits ist auch bei stärkeren Beschwerden zu betonen, daß eine längere Unterbrechung der Strahlentherapie oder gar das völlige Abbrechen der Behandlung ohne zwingenden Grund den Heilerfolg gefährdet.

S c h l u n g b a u m , Med. Strahlenkunde, 5. Aufl.

23

YJUL1.

Therapie mit energiearmen Strahlen 1. Die Lichtthorapie

Die Strahlen des sichtbaren Lichts und die im Spektrum der elektromagnetischen Wellen angrenzenden infraroten (ultraroten) und ultravioletten Strahlen (s. S. 357) sind biologisch wirksam und können therapeutisch angewandt werden. Aus dem gesamten Gebiet der Wellenlängen zwischen etwa 0,3 mm und 10 va.fi sind die Wellenlängen von 5 fi bis 180 m(« praktisch wichtig. Lichtstrahlen im weiteren Sinne, d. h. mit Einschluß der infraroten (IR, UR) und ultravioletten (UV) Strahlen entstehen 1. bei der Wärmebewegung der Moleküle, sie werden also von erhitzten Körpern ausgesandt. Man spricht auch von Temperaturstrahlern; 2. bei der Bewegung von Ionen im sogenannten Gasentladungsrohr, d. h. einer mit verdünntem Gas gefüllten Glasröhre, in die 2 Elektroden eingeschmolzen sind. Die Bewegung der Gasionen wird durch Anlegen einer elektrischen Spannung erzeugt. Derartige Strahler heißen Lumineszenzstrahler. Zu 1: Die Temperaturstrahler senden ein kontinuierliches Spektrum aus, d. h. in einem bestimmten Spektralbereich sind alle Wellenlängen lückenlos vertreten (s. S. 47f.). Die Sonne ist ein Temperaturstrahler mit einer Oberflächentemperatur von etwa 6000°. Ihr Spektrum (Abb. 188) umfaßt vor allem das IR, zu einem geringeren Anteil auch das UV. Die Ausdehnung des Sonnenspektrums ins I R hinein wurde 1800 von HEBSOHEL, die ins U V 1801 von RITTEB entdeckt. Als Lichtund Wärmespender ermöglicht die Sonne das Leben auf der Erde. Das Sonnenlicht hat sein Maximum im Gelbgrünbereich (550 m^). Außerhalb der Erdatmosphäre erzeugt die Sonnenstrahlung beim senkrechten Auftreffen auf 1 cm2 etwa 2 cal/min (sogenannte Solarkonstante). In der Erdatmosphäre wird ein großer Teil der Strahlung absorbiert. Der Anteil des I R an der Gesamtenergie beträgt etwa 45%. Der Wasserdampf der Luft absorbiert vor allem den langwelligen Anteil ( > 1400 m//). Die TJV-Strahlung macht beim Eintritt in die Atmo-

355

Lichttherapie

taf.

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-Vitamin bildend -Erythem erzeugend

Tiefenerwärmung

-Lupus heilend Abb. 188. Kontinuierliches Spektrum der Sonne (S) und Linienspektrum (Q, senkrechte Linien) einer Quecksilberlampe (nach RUM?)

Sphäre etwa 10% aus. Die Atmosphäre (besonders das Ozon) läßt davon nur knapp 20% auf die Erdoberfläche gelangen und begrenzt das Spektrum bei etwa 290 m/u. Blaulicht und UV werden in der Luft und den kleinen in der Luft schwebenden Teilchen besonders stark gestreut (blaue Farbe und hoher UV-Gehalt der diffusen Himmelsstrahlung). Künstliche Temperaturstrahler sind die Wärmestrahler, die aus einer erhitzten, rotglühenden Drahtspirale mit einem Reflektor bestehen. Auch Glühlampen höherer Leistungen erzeugen IR-Strahlung (Sollux-, Vitaluxlampe, Lichtkästen und Lichtboxen mit zahlreichen Glühlampen). Mit zunehmender Temperatur steigt die Lichtausbeute der Temperaturstrahler, das Intensitätsmaximum verschiebt sich in den Bereich des sichtbaren Lichts. Zu 2: Der wichtigste Lumineszenzstrahler, als vorwiegender UVStrahler auch künstliche Höhensonne genannt, ist die Quecksilberdampflampe. Das Quecksilber verdampft durch die Erwärmung. Das Rohr besteht zur Erhöhung der Durchlässigkeit für UV-Licht aus Quarz. Die Zündung erfolgt durch Kappen des Rohres. Etwas Quecksilber fließt dann von einer Elektrode zur anderen. Beim Abreißen des Fadens entsteht ein Lichtbogen. Mit dem Verdampfen des Quecksilbers setzt dann die Gasentladung ein. Ein anderer Typ der Quecksilberlampe ist mit einem Edelgas (z. B. Argon) gefüllt. Das Einschalten der Spannung führt zur Entladung

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Therapie mit energiearmen Strahlen

des Gases. Die Elektroden (Oxydelektroden) werden zum Glühen gebracht, wodurch dann die Quecksilberverdampfung und -entladung ausgelöst wird. Die Entladungslampen haben ein Linienspektrum (Abb. 182), d. h. einzelne Wellenlängen bestimmen mit ihrer Intensität die Zusammensetzung des Spektrums, mit einem kontinuierlichen bis ins IR reichenden Untergrund. Die Quecksilberlampen haben ein fahlgrünliches Licht. Die sogenannte KROHMEYER-Lampe ist eine Quecksilberdampflampe. Eine andere Metallentladungslampe ist die Kadmiumlampe, die einen intensiveren sichtbaren Lichtanteil abstrahlt und ein mehr rötliches Licht aussendet. U m das durch künstliche Strahler erzeugte Licht dem Sonnenlicht ähnlicher zu machen, hat man vielfach Temperatur- und Lumineszenzstrahler kombiniert, z. B. Quecksilberlampe und Wolframglühdraht in der Osram-Ultra-Vitaluxlampe. (Zusatzkorrektur durch Glasfilter.) In Kohlenbogenlampen wirken die Kohleelektroden als Temperaturstrahler und erzeugen ein kontinuierliches Spektrum, während der Lichtbogen ein Linienspektrum erzeugt. In der FlNSEN-Lampe wird das Bogenlicht durch Quarzlinsen konzentriert. Eine zusätzliche Wasserschicht kühlt und filtert. Die biologische Wirkung der Lichtstrahlen: Die relativ kurzwelligen Anteile der IR-Strahlung dringen bis zu 30 mm in die Gewebe ein (700 bis 1400 m/t). Die angrenzenden längerwelligen Strahlen durchdringen ebenso wie das sichtbare Licht nur oberflächlicher gelegene Schichten (bis 1 cm). Bei künstlichen Strahlern können diese durch ein Rotfilter, jene durch eine Wasserschicht von etwa 1 cm Dicke abgefiltert werden. Damit erhöht sich die relative Tiefenwirkung. Die Temperaturerhöhung im Gewebe erweitert die zuführenden Gefäße: sie erzeugt eine aktive Hyperämie. Der Zellstoffwechsel wird angeregt. Durch den Einfluß auf die sensiblen Nerven können Schmerzen gelindert werden (Entzündungsprozesse, Rheumatismus u. a.). Die Resorption ausgeschwitzter Flüssigkeiten (Exsudate) wird gefördert. Die IRStrahlung erzeugt sofort ein fleckig-rotes, flüchtiges Erythem. Nach wiederholten Bestrahlungen tritt auch eine, ebenfalls fleckige, Pigmentierung auf. Bei Temperaturen über 42° besteht die Gefahr einer Hautverbrennung. Die Dosierung erfolgt meist nach dem subjektiven Empfinden (Vorsicht bei nervösen Störungen!). Das sichtbare Licht dringt nur mehrere Millimeter (bis zu 1 cm) in das Gewebe ein. Da die natürliche Lichtquelle, die Sonne, auch IR- und UVAnteile enthält, handelt es sich hier immer um eine Kombinationswirkung. Auch die künstlichen Strahler enthalten die verschiedenen Anteile. Durch Filterung können einzelne spektrale Anteile getrennt angewandt werden. Rotlicht hat noch eine gewisse Wärmewirkimg und

Lichttherapie

357

wird bei Entzündungsersckeinungen verwendet. Blaulicht hat eine sehr milde, beruhigende Wirkung. Es ist besonders bei Wärmeempfindlichkeit zweckmäßig. Nach W A R B Ü R G aktiviert das Blaulicht das gelbe Atemferment der Zellen. Im UV-Anteil nimmt die Eindringtiefe ab (bis etwa 0,1 mm). Trotzdem ist das UV-Licht (zumindest bis zu einer Wellenlänge von etwa 200 m/i) infolge der von ihm ausgelösten spezifischen Reaktionen physiologisch außerordentlich wirksam. Das UV-Lidit wird eingeteilt in UV A 400 bis 315 m^u UV B 315 bis 280 m¡x (sogenannte EORNO-Strahlung) U V C 280 bis 180 ro.fi.

Die Quanten des UV-Lichts sind energiereicher als Lichtquanten. Ihre Wirkung beruht vor allem auch auf ihrerFähigkeit, chemische Prozesse auszulösen, während die Wärmewirkung zurücktritt. In der therapeutischen Praxis ist das UV-Licht immer mit sichtbarem Licht kombiniert. Das UV-Licht hat folgende biologische Wirkungen: 1. Erythemerzeugung. Die Intensität der Hautrötung ist abhängig von der Wellenlänge sowie der Belichtungsstärke und -dauer. Die Rötung tritt erst nach einer Latenz (meist mehrere Stunden) auf. Starke Erytheme klingen im allgemeinen nach 3 bis 4 Tagen langsam ab. Im Vergleich zu dem durch die IR-Strahlung erzeugten Erythem ist das UV-Erythem mehr hellrot und gleichmäßig gefärbt. Besonders wirksam sind die Wellenlängen 300 und 250 m/n. Bei zu intensiver Bestrahlung — sowohl Sonnenbestrahlung als auch Bestrahlung mit künstlichen Strahlern — kommt es zu schweren Entzündungserscheinungen der Haut mit Blasenbildung: Symptomen, wie sie auch bei echten Verbrennungen beobachtet werden. Die Ursache des UVErythems beruht auf photochemischen Reaktionen. Wahrscheinlich entstehen Eiweißabbauprodukte (nach E L L I N G E R bildet sich aus Histidin H i s t a m i n ; gegen diese Histaminhypothese werden allerdings berechtigte Einwände erhoben),die eine Gefäßerweiterung verursachen. Bei mehrfacher Bestrahlung wird die Reaktion der Haut geringer (Ausbildung einer Lichtschwiele, s. S. 338). Zur Erzeugung eines gleichen Erythems sind dann also höhere Intensitäten bzw. längere Bestrahlungszeiten notwendig. Bei Bestrahlung der Augenbindehaut kommt es zu einer starken Vermehrung der Durchblutung, wodurch das Bild einer Konjunktivitis (Bindehautentzündung) verursacht wird. Bei intensiver Bestrahlung müssen deswegen die Augen geschützt werden, d. h. es muß eine Schutzbrille getragen werden. 2. Pigmentierung. Nach dem Erythem, besonders wenn dieses durch eine Strahlung der Wellenlängen um 300 m/u erzeugt wurde, kommt

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Therapie mit energiearmen Strahlen

es zu einer Pigmentierung in der Haut. Eine Pigmentierung ohne vorhergehendes Erythem tritt nach Bestrahlung mit UV-ALicht auf (400 bis 300 m^). Der Grad der Pigmentbildung ist individuell verschieden. Die Haut brünetter Typen pigmentiert leichter als die blonder. Albinos sind nicht in der Lage, Pigment zu bilden. Chemisch kommt dem Dioxyphenylalanin (DOPA), dessen Oxydationsprodukt gefärbt ist, besondere Bedeutung zu. Möglicherweise handelt es sich um komplizierte chemische Reaktionen, die durch die reduzierenden oxydierenden Potenzen (sogenanntes Redoxpotential) gesteuert werden. Hypothetisch ist in diesem Zusammenhang die Bedeutung der Sulfhydril- (SH-) Gruppen (Wels). 3. Hyperkeratose: Lichtschwiele. Bei mehrfacher Bestrahlung kommt es zu einer Verdickung der obersten Hautschichten, der Bildung einer sogenannten Lichtschwiele. Sie stellt einen gewissen Schutz gegen weitere Bestrahlungen dar. Die Erythemsch welle, d. h. die Intensität, bei der eben ein Erythem auftritt, kann durch die Lichtschwielenbildung bis auf den lOfachen Wert erhöht werden. Die Lichtschwiele schützt auch in begrenztem Ausmaß gegen Überwärmung durch Wärmestrahler. 4. Allgemeinwirkungen. Zweifellos werden durch die Einwirkung des sichtbaren Lichts und besonders des UV-Lichts alle Lebensvorgänge stimuliert. Auch hier ist die Bedeutung des Redoxpotentials der SH-Substanzen (s. o.) zu diskutieren. Im Kindesalter wird über hormonelle Steuerungsmechanismen ein Wachstumreiz ausgeübt. Die Steigerung der zellulären Immunität erhöht die Abwehrbereitschaft des Organismus und vermindert die Infektionsanfälligkeit. Der gesamte Stoffwechsel wird angeregt, was zu einer Steigerung des Grundumsatzes führt. Dabei wird die Sauerstoffausnutzung der Gewebe gesteigert. Eine Anregung der blutbildenden Organe macht sich in einer Normalisierung des peripheren Blutbildes bemerkbar. Nicht zu vernachlässigen ist die allgemeine psychische Wirkung des sichtbaren Lichts. Die Auswirkungen des Lichtmangels konnten besonders auch im Polarwinter studiert werden. Die psychische Wirkung von Farben wird heute auch im Wohnungsbau, besonders auch im Schulbau, berücksichtigt. 5. Die antirachitische Wirkung. Sie wurde 1919 von H u l d s c h i n s k y entdeckt. Sie kommt sowohl dem Sonnenlicht als auch den künstlichen UV-Strahlern zu. Wirksam sind Strahlen mit Wellenlängen zwischen 250 und 300 m^ mit dem Maximum im Bereich der Dorno Strahlung bei etwa 280 m//. Es handelt sich um einen photochemischen Prozeß, bei dem das Provitamin D (Ergosterin, Dehydrocholesterin) in das Vitamin D 2 bzw. D 3 umgewandelt wird. Es können auch Nahrungsmittel (Milch) vorbestrahlt und so „aktiviert" werden. Das

Lichttherapie

359

VitaminD steuert den Calzium-Phosphor-Stoffwechsel und ist entscheidend für die Knochenbildung und das normale Knochenwachstum. 6. Die bakterizide Wirkung. Strahlen mit Wellenlängen zwischen 200 und 300 mfjL mit einem Maximum bei 265 mju sind in der Lage, Bakterien bei direkter Einwirkung zu töten (Eiweißdenaturierung). Im menschlichen Organismus kann dieser Effekt allenfalls bei oberflächlichen Wunden benutzt werden, da die Eindringtiefe dieser Strahlen zu gering ist. Hier ist allerdings wahrscheinlich der Allgemeineffekt (Steigerung der Abwehrkraft) zumindest zusätzlich wirksam. Versuchsweise sind UV-Lampen in Operationssälen und auf Säuglingsstationen zur „Entkeimung" angewandt worden. 7. Die Photosynthese. Grüne Pflanzen (Chlorophyll) können mit Hilfe der Lichtenergie den Kohlenstoff der Luft assimilieren, d. h. in ihren Organismus einbauen. Die „Photosynthese" ist eine der Grundlagen des Lebens überhaupt. 8. Fluoreszenzerregung. Das UV-Licht erregt Fluoreszenz auch auf der bestrahlten Haut. Dieser Effekt kann zur Diagnostik von Hautveränderungen (Narben, Pigmentierung, Zustand nach Röntgenbestrahlung) verwandt werden. Bei Bestrahlung mit einer „Analysenlampe" heben sich die betreffenden Partien deutlich von der Umgebung ab. Den positiven Wirkungen des Lichts stehen andererseits Eigenschaften gegenüber, die Krankheiten erzeugen: 9. Die krebserzeugende Wirkung. Sie kommt vor allem der D O R N O Strahlung (Wellenlänge 290 mu) zu. Der Lichtkrebs wird vor allem bei besonders exponierten Berufen (Seeleute, Landbevölkerung) beobachtet. Die Mehrzahl aller Hautkrebse entsteht an belichteten Körperregionen. 10.Die Erzeugung sogenannter Lichtdermatosen. Besonders empfindliche Personen reagieren mit starken krankhaften Reaktionen der Haut. Zu erwähnen sind in diesem Zusammenhang vor allem Menschen mit einer Stoffwechselstörung, der sogenannten Porphyrie (die Porphyrine sind die Bausteine des roten Blutfarbstoffs). Die therapeutische Anwendung des UV-Lichts (einschließlich des sichtbaren Lichts). Die Hauptindikationen der Lichttherapie sind: a) Die Rachitis, b) die sich außerhalb der Lunge („extrapulmonal") manifestierende Tuberkulose. Zu a): Der Rachitisentstehung konnte durch die prophylaktische Gabe von Vitamin D bei Säuglingen sowie hygienische Maßnahmen (helle, sonnige Wohnungen u. a.) weitgehend vorgebeugt werden.

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Therapie mit energiearmen Strahlen

Zu b): Von Fensen wurde die UV-Bestrahlung in die Therapie der Hauttuberkulose (sog. Lupus vulgaris) eingeführt. Die Therapie ist heute durch die Anwendung der Tuberkulostatika ersetzt oder zumindest ergänzt worden. Neben einer lokalen Wirkung (Hyperämie) spielt hier sicher auch die Allgemein Wirkung eine Rolle, da Heilungen auch bei Abdeckung der erkrankten Hautpartien erzielt werden konnten. Die Lymphknotentuberkulose kann ebenfalls durch Lichteinwirkung günstig beeinflußt werden. Zu nennen ist auch die heute kaum noch beobachtete Skrofulose der Kleinkinder. Am wichtigsten ist die Behandlung der Knochen- und Gelenktuberkulose (vor allem der Wirbel: Spondylitis und des Hüftgelenks: Coxitis). Sie wurde in erster Linie von R o l l i e r in der Schweiz ausgebaut. In über 90% der Erkrankungen konnten Heilungen erzielt werden. Die Therapie ist nicht nur im Hochgebirge möglich, sondern auch im Tiefland, wie Erfahrungen an entsprechenden Heilstätten ergeben haben. Weiterhin sind manche Hautkrankheiten mit Lichtstrahlen zu behandeln, so vor allem die Akne vulgaris (Pickel im Gesicht). Im allgemeinen wird hier so dosiert, daß es zu einem Abschälen der oberen Hautschichten kommt. Auch die Schuppenflcchte (Psoriasis) gehört zu den Indikationen. Vielfach können beschränkte Erfolge auch bei stärkerem Haarausfall erzielt werden. Ein positiver Effekt ist aber nur möglich, wenn die Haarwurzeln noch vorhanden sind. Die Allgemeinwirkung des Lichts kann für die Behandlung von Infektionen im Kindesalter (Pneumonien, Masern, Keuchhusten u. a.) nutzbar gemacht werden. Allergische Erkrankungen, besonders bei Großstadtkindern, sind ebenfalls eine Indikation. Nervöse Übererregbarkeitszustände, vor allem des vegetativen Nervensystems, sind durch milde Bestrahlungen ebenfalls günstig beeinflußt worden. Die stimulierende allgemeine Wirkung des Lichts wurde auch an entsprechenden Mangelerscheinungen (Großstadtbevölkerung, Bergleute) studiert. Die resultierenden „Schattenkrankheiten" machen sich durch eine Verminderung des Leistungsvermögens, allgemeine Müdigkeit, Stoffwechselstörungen u. a. bemerkbar. Zur Vorbeugung haben sich in großen Industriebetrieben Belichtungsanlagen mit künstlichen Bestrahlern bewährt, durch die das Personal durchgeschleust wird, wodurch der Lichtmangel zumindest zum Teil ersetzt werden kann. Daß vielfach auch Bestrahlungen zu kosmetischen Zwecken (Hautbräunung) durchgeführt werden, ist allgemein bekannt. Sicher ist hier dem Sonnenlicht der Vorzug zu geben. Die Pigmentierung durch die künstlichen Strahler entspricht infolge ihrer spektralen Zusammensetzung nicht der durch das Sonnenlicht erzeugten Pigmentierung. Die Dosimetrie der Licht- bzw. UV-Strahlen ist schwierig. Im allgemeinen wird biologisch nach dem Auftreten des Erythems dosiert.

Therapie mit UV-Licht — Infrarot-Thermographie

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Die Intensität der Strahlung läßt sich bei künstlichen Strahlern durch den Abstand (Abstandsgesetz s. S. 173) und die Bestrahlungszeit regulieren. In manchen Fällen ist es zweckmäßig, den Erythemschwellenwert zu bestimmen (Bestrahlung der Abschnitte einer kleinen Hautpartie mit verschiedenen Zeiten). Objektive Dosierungsmöglichkeiten sind bei Ausnutzung des photoelektrischen Effekts einer Photozelle (Selen oder Kadmium) möglich. Eine exakte Dosimetrie hat die Kenntnis der spektralen Verteilung des Lichts zur Voraussetzung. Monochromatische Lichtstrahlen sehr hoher Intensität sind die LaserStrahlen (Light amplification by stimulated Omission of radiation). Der scharf gebündelte Strahl wird z. B. mit Hilfe einer Quecksilberdampflampe in einem Rubinkristall (Aluminiumoxydkristall mit 0,5°/0 Chrom) erzeugt (MAIMAN 1960), dessen Enden verspiegelt sind. Die im Kristall erzeugten Photonen werden an den Enden reflektiert, bis sie bei einer bestimmten Intensität an dem einen Kristallende austreten. In der Medizin werden Laserstrahlen zu umschriebener Koagulation (bei Netzhautablösung) bzw. Gewebszerstörung (Versuche zur Zerstörung kleiner Tumoren) benutzt. In allen Fällen ist die Licht- bzw. UV-Therapie vom Arzt zu verordnen. Er hat auch zu entscheiden, ob ein künstlicher UV-Strahler mit relativ starken Intensitäten, wie die FETSEN- oder KROHMEYEBLampe, verwendet werden soll oder ob ein Schwachstrahler, wie die dem Sonnenlicht nachgeahmte Ultravitalux, oder das Sonnenlicht selbst mehr indiziert sind. Anhang: Infrarot-Thermographie Die Infrarot-Thermographie beruht auf der Infrarotstrahlen-Emission der Haut (Bereich 1,5—20^im, Maximum 9,5 //m). Die Messung der ausgestrahlten Energie erfolgt mit Hilfe eines Infrarotdetektors, der die Infrarotenergie in elektrische Energie umwandelt. Die Messung erlaubt Rückschlüsse auf die Hauttemperatur. Mit Hilfe einer Kamera kann das Thermographiebild auf einem Schirm beobachtet werden (Thermoskopie). Neben einem photographisch gewonnenen Gesamtbild lassen sich Isothermen, d. h. Linien gleicher Temperatur, darstellen und die Temperaturverteilung längs verschiedener Abtastlinien beurteilen. Eine farbige Darstellung (Farbthermographie) ist möglich mit Hilfe elektronischer oder photographischer Umwandlung des Schwarz-WeißBildes, durch Einschaltung von Farbfiltern bei der Photographie des Thermoskopieschirmes sowie Thermographie mit Infrarotdetektoren unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit (Abbildung auf einem Farbfernsehschirm). Wichtigstes Indikationsgebiet ist die thermographische Untersuchung der Mamma. Maligne Tumoren zeigen meist eine Hyperthermie der

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Therapie mit energiearmen Strahlen

ganzen Brust und bei mehr oberflächennahen Prozessen einen lokalisierten hyperthermischen Bezirk. Weitere Indikationen sind Gefäß- und Gelenkerkrankungen. Lit.: GROS, CH., M . GATJTHERIE und P . BOURJAT: Technische und klinische Fortschritte auf dem Gebiete der Infrarot-Thermographie. Röntgenpraxis 24, 86—95 (1971). — GANSSEN, A.: Medizinische Thermographie. Röntgenpraxis 24, 97—109 (1971). 2. D i e Diathermie

Die Diathermie (griechisch Durchwärmung) benutzt die elektrische Stromwärme (s. S. 5), die entsteht, wenn Elektrizität durch einen Körper (also auch den lebenden Organismus) fließt und hier einen gewissen Widerstand findet. Die erzeugte Wärme (JoULEsche Wärme) ist proportional dem Quadrat der Stromstärke, dem Widerstand und der Einwirkungsdauer : „ „, T„ _ , Tir 8 W = 0,24-I 2 -R-t cal Die Idee der therapeutischen Anwendung der Diathermie zur Durchwärmung des Körpers bzw. tiefer Körperschichten stammt von y. Z E Y N E K , einem Mitarbeiter des Physikers N E K N S T , der die Gefahrlosigkeit der Durchflutung mit hochfrequenten Strömen darauf zurückführte, daß sie keine Nervenreizung verursachen. Ein Diathermieapparat besteht aus einem elektrischen Schwingungskreis, dessen wesentliche Bestandteile eine Speichervorrichtung für Elektrizität (Kapazität) und eine Selbstinduktionsspule sind. Der Strom wird aus dem Netz über einen Transformator entnommen. Die Schwingungen wurden ursprünglich durch eine sogenannte Löschfunkenstrecke, in der das System durch Funkenübergänge entladen wird, erzeugt. Später wurde diese durch Elektronenröhren ersetzt. Induktiv ist ein zweiter Kreis mit dem Schwingungskreis verbunden, in den mit Hilfe von anpassungsfähigen Metallelektroden der Patient eingeschaltet ist. Die Stromstärke im Patientenkreis ist durch Widerstände zu regulieren. Die Stromdichte auf der Haut sollte nicht größer sein als 10 mA/cm 2 . Die Elektroden müssen gut anliegen, da sonst möglicherweise Funken überspringen und Verbrennungen verursachen können. Jeder Schwingungskreis ist durch eine sogenannte Eigenfrequenz charakterisiert, die von dem Produkt aus Kapazität und Selbstinduktion abhängig ist. Bei Übereinstimmung der Eigenfrequenzen beider Kreise herrscht „Resonanz". Die Abstimmung kann durch Änderung der Kapazität erfolgen. Abgesehen von den hochfrequenten Strömen entstehen auch elektromagnetische Wellen. Sie werden therapeutisch aber nicht genutzt, entscheidend ist allein die Durchströmung mit der die Stromwärme erzeugenden Elektrizität! Die elektromagnetischen Wellen von Wellen-

Diathermie

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längen um 300 m (entsprechend einer Frequenz von 1000000 Hz) können den Rundfunkempfang erheblich stören. Abschirmungsmaßnahmen sind kompliziert und kostspielig. Die Diathermie, die vorwiegend eine Erwärmung der Haut und des Unterhautgewebes sowie der Muskulatur erzielt, ist weitgehend durch die Kurzwellentherapie ersetzt. Die durch Diathermieströme erzielte Stromwärme wird aber noch in der Elektrochirurgie vielfältig benutzt. Das Prinzip der Elektrochirurgie besteht darin, daß durch Verkleinerung der einen (aktiven) Elektrode infolge einer Vergrößerung der Stromdichte sehr hoho Temperaturen erzeugt werden. Die Apparate (Abb. 189) arbeiten mit Elektronenröhren (s. S. 44f.) (früher auch Funkenstrecken wie bei Diathermieapparaten). Die inaktive Elektrode (Abb. 190a) ist relativ groß (500 cm2 und mehr). Sie muß guten Kontakt mit der Körperoberfläche haben. Vielfach wird sie in Form eines Kissens bei Lagerung auf den Operationstisch unter den Patienten geschoben.

Abb. 189. Radiotom (Siemens)

Je nach Form der aktiven Elektrode werden größere oder kleinere Gewebspartien verkocht: Elektrokoagulation, oder die Kontinuität des Gewebes wird unterbrochen: Elektrotomie. Zur Koagulation werden kugel- oder plattenförmige Elektroden (Abb. 190b) mit Durchmessern von etwa 1 bis 10 mm verwandt. Die Koagulationszeit beträgt zur Erzielung ausgedehnterer Gewebszerstörungen bis zu 10 Sekunden (pro Feld). Die Stromstärke darf nicht zu hoch sein. Die Elektrokoagulation wird bei Operationen auch zur Verödung kleinerer Gefäße (Blutstillung!) angewendet unter Benutzung der Leitfähigkeit der die Gefäße verschließenden Klemmen. Für die Verödung kleiner Gefäßerweiterungen (Hämangiome) in der Haut werden aueb nadeiförmige Elektroden benutzt.

364

Therapie mit energiearmen Strahlen

Abb. 190a. Radiotom (Siemens), indifferente Elektrode

Abb. 190b. Radiotom (Siemens), differente Elektroden

Für die Elektrotomie stehen messer- oder auch band- bzw. schlingenförmige Elektroden (Abb. 190 b) zur Verfügung. Sie ermöglichen eine scharfe Durchtrennung des Gewebes bei gleichzeitiger Verschorfung der Schnittflächen, wodurch größere Blutungen vermieden werdenkönnen.

365

Kurzwellentherapie

3. Die Kurzwellentherapie Auch die Kurzwellen- bzw. Ultrakurzwellentherapie arbeitet im allgemeinen — ebenso wie die Diathermie — mit den Körper durchdringenden Hochfrequenzströmen. Die entstehenden elektromagnetischen Wellen werden also im allgemeinen n i c h t benutzt. Eine Ausnahme ist die Strahlenfeldmethode (s. S. 367). Die Wärmeerzeugung im Körper wurde bei Personen beobachtet, die in der Nähe von Kurzwellensendern arbeiteten. In Zusammenarbeit des Physikers E s a u und des Arztes S c h l i e p h a k e wurde die Kurzwellentherapie in Deutschland in die praktische Medizin eingeführt. Kurzwellenapparate (Abb. 191) benutzen im Schwingungskreis statt der Funkenstrecke eine Elektronenröhre (s. S. 43). Statt gedämpfter, inhomogener Schwingungen im Diathermieapparat (Abb. 192) können so ungedämpfte, gleichmäßige Schwingungen erzeugt werden. Kurzwellenapparate entsprechen Rundfunksendern kleiner Leistung (150 bis 400 Watt). Die verwandten Elektronenröhren arbeiten mit 3 Elektroden, wovon die eine, das Gitter, den Röhrenstrom verstärkt oder schwächt. Durch Änderung der Kathodenheizung wird der Anodenstrom verändert, wodurch die Stromstärke zu regulieren ist.

Abb. 191. Kurzwellenapparat (Siemens)

il '/Mft/lA^ il ü Abb. 192. a) Gedämpfte (Funkenstrecke) und b) ungedämpfte (Elektronenröhre) Schwingungen

366

Therapie mit energiearmen Strahlen

Bei der MEISSNEESchen Rückkopplungsschaltung (Abb. 193) entstehen die Schwingungen folgendermaßen: Das Röhrengitter ist durch eine Spule mit dem Heizfaden verbunden. Der Schwingungskreis mit Kondensator und Selbstinduktionsspule ist in den Anodenstromkreis eingeschaltet. Kleine Änderungen des Anodenstroms wirken sich auf die Kondensatorladung und über die Spule des Gitterkreises auf die Gitterspannung aus. Der hierdurch veränderte Anodenstrom wirkt sich wieder auf den Kondensator aus, wodurch die

9. 8. 49) die Einhaltung bestimmter Wellenlängen bzw. Frequenzen vorgeschrieben (vor allem unter dem Gesichtspunkt der Störung des Rundfunkempfangs). Erlaubt sind die Wellenlängen 7,38 und 11.062 m, wobei aus technischen Gründen meist die 11-m-Welle, entsprechend einer Frequenz von 27,1 Millionen Hz, bevorzugt wird. Dazu kommen die Dezimeterwellen (s. u.) 0,69 m = 433 MHz (sog. Ultrahochfrequenz) und 0,124 m = 2400 MHz (sog. Mikrowellen). Mit Hilfe des von Kurzwellenapparaten erzeugten hochfrequenten Stromes können Körpergewebe und Organe, die den Strom schlecht leiten, besser durchwärmt werden als bei Verwendung geringerer Frequenzen. Die Einwirkung der Feldstärke löst eine Bewegung der Elektronen aus. Eine Änderung der Richtung der Feldstärken verändert auch die Elektronenbewegung. Sie schwingen dann in einem Wechselfeld hin und her. Die Schwingungsweite ist gering. Die Elektronen geben die aufgenommene Energie durch Stoß an die Umgebung ab (Wärmebewegung). Die beschriebene „Leitfähigkeit" von Nichtleitern bei sehr hohen Frequenzen heißt „kapazitive Leitfähigkeit". Ein Maß für die Energieübertragung ist der sogenannte Verschiebungsstrom (MAXWELL 1862). Bei Änderung des elektrischen Feldes ist er proportional zur Dielektrizitäts-

Kurzwellentherapie

367

konstante, die angibt, wieviel höher die Kapazität, also die Aufnahmefähigkeit eines Kondensators ist, wenn statt Luft ein anderes Material (z. B. also das Körpergewebe) zwischen den Platten liegt. Die Dielektrizitätskonstante ist für den Körper etwa 200. Kapazitive Leitfähigkeit und Dielektrizitätskonstante sind in bestimmtem Ausmaß von der Frequenz abhängig. Die mit Kurzwellen erzeugten hochfrequenten Ströme können auch Luft überbrücken. Es ist also nicht erforderlich, daß — wie bei Diathermieapparaten - die Elektroden der Körperoberfläche anliegen. Methodisch bestehen folgende Möglichkeiten: a. Die Kondensatorfeldmethode b. Die Spulenfeldmethode c. Die Strahlenfeldmethode Zu a: Verwandt werden entweder die von SCHLIEPHAKE angegebenen Glaselektroden (Metallplatten in Glasschale), die unmittelbar aufgesetzt werden, oder aber anpassungsfähige Elektroden, die meist durch Filz oder Schaumgummi von der Körperoberfläche etwas distanziert werden. Die Einhaltung des Hautabstandes (1 bis 20 cm, meist etwa 2 bis 5 cm) wirkt sich so aus, daß die Stromdichte auf der Haut infolge des tonnenförmigen Verlaufs der Feldlinien (Abb. 194) geringer und daß gleichzeitig die Durchwärmung homogener wird, d. h. daß die relative Tiefendosis zunimmt. Die Organe, z. B. die von einer Fettkapsel umgebene Niere, werden ebenso wie auch Lufteinschlüsse durchdrungen und gleichmäßig durchwärmt, während sie bei der Diathermie umflossen werAbb. 194. den. Die Durchwärmung des Beckens Feldlinien eines Kondensatorfeldea (E Elektroden, H Oberfläche) ist bei der Kurzwellenbestrahlung etwa 5mal stärker als bei der Diathermie.

Zu b: Bei der Spulenfeldmethode wird der zu durchwärmende Körperabschnitt von einem isolierten Kabel spulenförmig umwickelt. Durch das Magnetfeld der Spule werden bei dem Durchfluß hochfrequenten Stromes Induktionsströme, sogenannte Wirbelströme, induziert, die das Gewebe erwärmen. Eine leichte Distanzierung hat den gleichen Effekt wie bei der Kondensatorfeldmethode. Die Spulenfeldmethode, mit der besonders eine Erwärmung der oberen Muskelschichten erzielt werden kann, ist besonders an den Extremitäten anwendbar. Zu c: Im Gegensatz zu den beiden eben besprochenen Methoden benutzt die Strahlenfeldmethode nicht den elektrischen hochfrequenten

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Therapie mit energiearmen Strahlen

Strom, sondern die gleichzeitig erzeugten elektromagnetischen Wellen. Sie werden mit Hilfe besonderer Zweielektrodenröhren (Magnetron) erzeugt. Die angewandte Wellenlänge war zunächst 12,4 cm = 2400MHz (Mikrowellen). Die Mikrowellen können mit Hilfe eines kleinen, in einem Hohlspiegel angebrachten Strahlers (Abb. 195) gut gerichtet werden. Abb. 195. Ihr Nachteil ist die geringe Tiefen Bestrahlung mit Mikrowellenapparat Wirkung (wenige cm). Neuerdings wird in zunehmendem Maß die Hochfrequenztherapie mit einer Wellenlänge von 69 cm = 433 MHz unter Verwendung eines muldenförmigen Strahlers durchgeführt. Hier ist die Eindringtiefe größer, auch innere Organe können ebenso wie bei der klassischen Kurzwellentherapie (s.o.) durchwärmt werden. Sogenannte Fokuselektroden wurden zu gezielter Bestrahlung direkt auf die Haut aufgesetzt (z.B. Bestrahlung von Zahnherden oder dem Kiefergelenk). Vorteil der Therapie mit den „Dezimeterwellen" ist die gleichmäßigere Erwärmung mit einer Entlastung des Fettgewebes und besserer Wirksamkeit in der Muskulatur. Die Dosierung hat eine Resonanzabstimmung des primären Schwingungskreises und des Patientenkreises zu berücksichtigen. Wesentliche Richtschnur ist meist die subjektire Wärmeempfindung des Patienten. Übermäßige Tiefentemperaturen können Schmerzempfindungen auslösen (z. B. am Periost). Die Bestrahlungsdauer beträgt etwa 5 bis 20 Minuten. Besonders vorsichtig ist die Bestrahlung bei Kranken mit Störungen der Sensibilität (Temperatur- und Schmerzempfindung) durchzuführen. Immer sind Metallgegenstände, an denen eine verstärkte Wärmeentwicklung auftreten kann (Schlüssel, Schmuck), aus dem Feld zu entfernen, da sonst oberflächliche Verbrennungen entstehen können. Die im Körper erzeugte Wärme vermehrt die Durchblutung (Hyperämie) und regt den Stoffwechsel an. Bei entzündlichen Erkrankungen wird häufig eine schnelle Schmerzlinderung erzielt. Zu den Indikationsgebieten gehören vor allem auch rheumatische Erkrankungen. Mit Hilfe der Kurzwellen kann auch bei Unterbinden der Wärmeableitung (Einpacken in Decken, besondere Bestrahlungskabinen) eine Erhöhung der Körpertemperatur: künstliches Fieber, erzeugt werden. Da die Fieberbehandlung eine erhebliche Kreislaufbelastung bedeutet, sind Indikation und Durchführung besonders sorgfältig zu überprüfen (Kreislaufüberwachung!). Bei Röntgenbestrahlung maligner Tumoren kann versucht werden, die Strahlensensibilität durch eine der Röntgentherapie unmittelbar vorausgehende Kurzwellendurchwärmung zu verstärken.

Radionuklide in Forschung und^Diagnostik

369

IX. Radionuklide in Forschung und Diagnostik Erste Untersuchungen biologischer Vorgänge mit Hilfe von radioaktiv markierten Substanzen wurden schon 1 9 2 3 von v. H E V E S Y durchgeführt. Er benutzte ein natürliches Bleiisotop aus der Thoriumreihe für die Untersuchungen von Stoffwechselvorgängen bei Pflanzen. Die Entdeckung der künstlichen Radioaktivität eröffnete dann unbegrenzte neue Möglichkeiten für diese „Indikatormethode", v. H E V E S Y , der für seine bahnbrechenden Untersuchungen den Nobelpreis erhielt, nahm 1935 seine Stoffwechseluntersuchungen wieder auf. Seitdem ist die Anwendung der radioaktiven Isotope in der Forschung unentbehrlich geworden. Außerdem ergaben sich praktische Anwendungsmöglichkeiten für die medizinische Diagnostik. Das Grundprinzip der Anwendung radioaktiver Substanzen ist die „Markierung" von Stoffen, die dem lebenden Organismus zugeführt werden. Darunter ist zu verstehen, daß diese Stoffe in einem bestimmten Prozentsatz (spezifische Aktivität) nicht nur aus den normalen stabilen Elementen, sondern aus deren radioaktiven Isotopen bestehen. Diese Isotope verhalten sich im Stoffwechsel entsprechend ihrer chemischen Natur nicht anders als inaktive, stabile Substanzen. Wenn markierte Substanzen einem lebenden Organismus als sogenannte „Tracer" (trace = Spur) zugeführt werden, können ihr Weg kontrolliert bzw. meßtechnisch verfolgt, ihre Verteilung registriert und ihre Ausscheidung bzw. der spezielle Ausscheidungsmodus (z. B. Ausscheidung über die Niere, die Leber, den Darm) untersucht und quantitativ gemessen werden. Neue Mögüchkeiten für die Forschung verspricht die sogenannte Neutronen-Aktivierungsanalyse. Der Organismus wird dabei einer Neutronenbestrahlung ausgesetzt, wodurch radioaktive Isotope entstehen. Besonders die Bedeutung und das Verhalten von Spurenelementen in den Körperflüssigkeiten bzw. den Zellen sollen mit dieser Methode untersucht werden. Bei der diagnostischen Anwendung von Radionukliden bedient man sich verschiedener Methoden: 1. Einfache Messungen der durch die Strahlung ausgelösten Impulse über einer Körperregion oder einem Organ erlauben Rückschlüsse auf die Verteilung bzw. die Anreicherung der Aktivität (z. B. in der Schilddrüse). 2. Über einen längeren Zeitraum durchgeführte Messungen zeigen eine wechselnde Impulszahl und erlauben damit Rückschlüsse auf die Funktion: Dynamische Funktionsmessungen (z. B. Nierenuntersuchung). 3. Zur Untersuchung der Verteilung der Aktivität in einem Organ kann dieses Punkt für Punkt mit einem Zähler abgetastet und die S c h i u n g b a u m , Med. Strahlenkunde, 5. Aufl.

24

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Radionuklide in Forschung und Diagnostik

Abb. 196. Scanner-Szintimat (Siemens)

jeweilige Impulszahl registriert werden (z. B. zur Bestimmung der Lage der Plazenta). Ein anschauliches Bild von der Radionuklidverteilung geben die Scanner und die Szintillationskamera (s. u.). 4. Die Aktivität in Körperflüssigkeiten, besonders im Blut und in Ausscheidungen (Harn, Stuhl) kann außerhalb des Körpers gemessen werden. Wegen ihrer hohen Empfindlichkeit, die zuverlässige Messungen auch nach Zufuhr von nur kleinen Aktivitätsmengen erlaubt, haben sich die Szintillationszähler (s. S. 40) bewährt. Die sogenannten Scanner (Abb. 196), die eine Aufzeichnung der Aktivitätsverteilung ermöglichen, tasten die zu untersuchende Region unter Ausblendung durch einen Kollimator mit einem Szintillationszähler ab. Kollimatoren sind Bleiabschirmungen bestimmter Länge mit unterschiedlicher Lichtung. Entscheidend für ihre Wirksamkeit ist der Öffnungswinkel. Bei einer bestimmten Impulszahl, die von einem Meßgerät registriert wird, erfolgt mit Hilfe einer Schreibtaste („Druckmarken-Szintigraphie") (Abb. 197a) oder eines Lichtsignals („Photo-szintigraphie") (Abb. 197b) gleichsinnig mit der Bewegung des Meßkopfes die Markierung auf Registrierpapier oder einem Film. Mit zunehmender Aktivität werden die strichförmigen Schwärzungsmarken oder die Schwärzung auf dem Film dichter. Ein sehr anschauliches Photoszintigramm mit zeilenfreier Abbildung kann dadurch gewonnen werden, daß ein Streukörper (Diffusor) aus Plexiglas zwischengeschaltet wird (Abb. 197c).

Radionuklide in Forschung und Diagnostik

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Abb. 197. a) Druckmarken-Szintigramm der Lunge mit Ausfall des rechten Oberlappens, b) Photoszintigramm der Lunge mit fast völligem Ausfall der linken Lunge, c) Zeilenfreies Szintigramm (homogenisiert durch Streukörper) der Lunge mit keilförmigem Ausfall im Bereich der rechten Lunge Die Szintigraphie liefert bei Verwendung eines geeigneten sich in einem Organ anreichernden Radionuklids das „Szintigramm", das neben der Organgröße und -läge auch Verteilungsunterschiede innerhalb des dargestellten Organs erkennen läßt. Die Untersuchung in einer E b e n e liefert ein Strahlungsprofil. Die Untersuchung in zwei Ebenen ermöglicht eine bessere Beurteilung der Größe und Ausdehnung eines Organs ( z . B . der Schilddrüse). Die Aufzeichnung der Szintigramme nach dem Druckmarkenprinzip erfolgt heute meist unter Anwendung eines mehrfarbigen Farbbandes (Färb-Szintigraphie). Die sehr anschauliche Abbildung erleichtert die

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Radionuklide in Forschung und Diagnostik

Beurteilung der Aktivitätsverteilung (Tafel 1, nachS. 376). Acht oder neun Farbabstufungen charakterisieren dabei jeweils ein bestimmtes Aktivitätsniveau. Bei der Bildschirm-Szintigraphie erfolgt die Abbildung auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre. Szintiphoto heißt ein Szintigramm, das durch Integration der auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre über die Aufnahmedauer T auftretenden Bildpunkte in einer photographischen Schicht gewonnen wird. Der Nachteil der üblichen Szintigraphie besteht in der Dauer der Untersuchung, die dadurch für den Patienten beschwerlich wird. Störungen der Registrierung durch Bewegung des Patienten oder des Organs (z. B. Verschiebung der unteren Lungengrenze und der Leber mit der Atmung) sind unvermeidbar. Bei modernen Geräten, die zur Abtastung mehrere Szintillationskristalle benutzen, ist die Untersuchungszeit wesentlich kürzer. Eine schnelle Registrierung ermöglicht auch die mit einem sehr großen Szintillationskristall ausgerüstete Szintillationskamera, bei der das Bild der Aktivitätsverteilung mit Hilfe eines feststehenden Strahlungsdetektors gewonnen wird (Abb. 198).

Abb. 198. Gamma-Kamera-Szintigramm der normalen Schilddrüse. Aufnahmezeit 50 sec. (aus O E S E R - S C H U M A C H E R - E R N S T - F R O S T : Atlas der Szintigraphie)

Radionuklide in Forschung und Diagnostik

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In der von A N G E R 1952 angegebenen Szintillationskamera wird die Aktivitätsverteilung auf elektronischem Wege auf eine Braunsche Röhre übertragen und mit einer Polaroidkamera photographiert. Mit einer Spezialkamera kann die Verteilung von zwei Radionukliden unterschiedlicher Energie gleichzeitig registriert werden (DoppelnuklidSimultanuntersuchung). Die Kürze der Untersuchungsdauer (Sekunden) ermöglicht die Durchführung mehrerer Aufnahmen in kurzer Zeit (Sequenzszintigraphie). Die Untersuchung und Registrierung der Verteilung der Aktivität wird dadurch zu einer dynamischen Funktionsuntersuchung (z. b. Niere). Unter Anwendung elektronischer Methoden lassen sich die szintigraphisch gewonnenen Meßergebnisse speichern und rechnerisch auswerten („Kernspeicherszintigraphie"; ,,Computerszintigraphie"). Der Aussagewert kann dadurch erhöht werden. Rückschlüsse auf die Funktion werden ermöglicht (Funktionsszintigraphie). Den Anschluß von Hilfs- bzw. Auswertungsgeräten an den Scanner zeigt in schematischer Darstellung Abb. 199.

I

Szmtigrammschreiber

Daten Verarbeitung

I Bildspeicher N

I

ImpulsBandspeicher N

Lochstreifenstanzer N

Abb. 199. Schematische Darstellung eines Systems für klinische Szintigraphie (Siemens) mit Zusatzgeräten für Erfassung, Speicherung und Verarbeitung der Meßdaten Lit.: WINKLEE, C.: Computer-Szintigraphie. Röntgenpraxis 25, 257—263 (1972).

S^ Die Anwendung eines Radionuklids zu diagnostischen Zwecken ist im allgemeinen nur möglich, wenn es sich um einen Gammastrahler (oder K-Strahler) handelt, da die Reichweite der Betastrahlen zu gering ist. Reine Betastrahler wie Phosphor-32 sind deshalb nur unter bestimmten

374

Radionuklide in Forschung und Diagnostik

Vorbedingungen, besonders bei oberflächlicher Lage des zu untersuchenden Organs, verwendbar. Für die Diagnostik werden u. a. die auf Seite 318f. besprochenen, für die Strahlentherapie geeigneten Radionuklide (1—5) angewandt. Die sogenannte „Positronenkamera" ermöglicht die Registrierung von Positronenstrahlern (z. B. 18 F, 11C). Detektor ist ein großer Kristall, der die Gammastrahlen, die beim Zusammentreffen von Positronen und negativen Elektronen entstehen (s. S. 102), registriert (sogenannte Vernichtungsstrahlung) . Die Anwendung kurzlebiger Isotope ermöglicht eine erhebliche Herabsetzung der Strahlenexposition auch bei Gabe relativ großer, die diagnostischen Ergebnisse verbessernder Aktivitäten. Praktisch bewährt haben sich die metastabilen „Isomere" (s. S. 18) Technetium-99m (t| m Tc) und Indium-113m ( " f ' I n ) : Sie können mit Hilfe von sogenannten Generatorsystemen, die wie eine „Kuh gemolken", d. h. denen bei Bedarf das gewünschte metastabile Radionuklid entnommen werden kann, gewonnen werden. Die Muttersubstanzen sind Molybdän-99 (gMo; Strahler, HWZ 2,8 Tage) bzw. Zinn-113 ( ^ S n ; K-Strahler, HWZ 118 Tage). Das Zerfallsprodukt Technetium-99m läßt sich mit 0,9%iger Kochsalzlösung, das Indium-113m mit 0,05n Salzsäurelösung auswaschen. Die Generatorsäulen gewähren eine ausreichende Ausbeute an Technetium-99m für die Dauer von etwa 1—2 Wochen, an Indium für eine Dauer bis zu einem Jahr. Technetium-99m hat eine HWZ von 6 Stunden, Indium-113m 1,7 Stunden. Die Gammaenergie des Technetium-99m liegt bei 140 keV, des Indium-113m bei 390 keV. Weitere Generatorsysteme, die ebenfalls die vom Bedarf abhängige Entnahme eines kurzlebigen Radionuklids erlauben, sind in Entwicklung bzw. in Erprobung. Ein Beispiel hierfür ist die Gewinnung von Strontium-87m (|g m Sr; y-Strahler; HWZ 2,8 Std.), das mit 0,005%iger Zitronensäure aus Yttrium-87 (f£Y; K-Strahler; HWZ 80 Tage) ausgewaschen wird.

Die wichtigsten und in der Praxis bewährten Untersuchungsmethoden sind: 1. Die Funktionsuntersuchung der Schilddrüse Der sogenannte Radiojodtest wird meist mit Applikation von Jod-131 (s. S. 337) durchgeführt, zur orientierenden Untersuchung (sogenannter Initialtest) auch mit dem kurzlebigen Jod-132 (HWZ 2,3 Std.). Dieses hat den Vorteil einer wesentlich geringeren Strahlenexposition. Zur Untersuchung sind bei Verwendung von Jod-131 etwa 10—30 ¿¿Ci erforderlich. Der Radiojodtest ist allen bisher für die Diagnostik der Schilddrüsenfunktion angewandten Methoden weit überlegen. Die

Funktionsuntersuchung der Schilddrüse

375

Abb. 200 a. Meßstand für Untersuchung der Radiojodspeicherung in der Schilddrüse (Thyreomat, Siemens) Methode beruht auf der Eigenschaft der Schilddrüse, dem Körper zugeführtes anorganisches Jod aus dem Blut aufzunehmen und zu speichern sowie dann in organische Substanzen, die inkretorisch wirksamen Hormone, einzubauen. Beim Radiojodtest wird das Radionuklid meist als Natriumjodid in wäßriger Lösung verabfolgt. In bestimmten Zeitabständen (meist nach 2, 4, 24 und 48 Std.) wird die Speicherung (Abb. 200a), d. h. der Prozentsatz der Dosis, der sich in der Schilddrüse befindet, gemessen. Die Speicherungswerte können in ein Formblatt (Abb. 200b) eingetragen werden. Über-, Normal- und Unterfunktion haben typische Speicherungskurven. Zu beachten ist, daß jodhaltige Substanzen (Medikamente, Zahnpasta, Röntgenkontrastmittel), die in einem bestimmten Zeitraum vor Durchführung des Tests (bei Gallenkontrastmitteln bis zu 3 Monaten) dem Körper zugeführt wurden, zu einer Blockierung oder Teilblockierung der Schilddrüse führen. Die Speicherungskurve wird dadurch gesenkt, so daß das Bild einer Unterfunktion vorgetäuscht werden kann. Für eine Beurteilung der hormonellen Funktion ist die Untersuchung organisch gebundenen Jods 48 Std. nach Jodaufnahme erforderlich. Es wird dann der Blutspiegel des Gesamtjods und des eiweißgebundenen (proteingebundenes Jod = PBJ) untersucht. Für die Bestimmung des in das Schilddrüsenhormon eingebauten Jods wird neuerdings auch Jod-125

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Radionuklide in Forschung und Diagnostik

(HWZ 60 Tage) verwandt, das als K-Strahler (s. S. 19) nur eine relativ geringe Strahlenexposition verursacht. Bei Überfunktion ist der PBJwert nach 48 Std. erhöht (über 0,28% der Dosis/1 Serum). Soll eine Bestimmung der effektiven Halbwertzeit, die bei Planung einer Radiojodtherapie für die Dosisberechnung erforderlich ist, durchgeführt werden, müssen noch weitere (spätere) Messungen der Speicherungsrate angeschlossen werden. Zum Radiojodtest gehört auch die Durchführung der Szintigraphie. Bei Gabe von Jod-131 wird sie zweckmäßigerweise

Abb. 200. Formblatt zur Registrierung des Radiojodtestes

nach 24 Stunden durchgeführt. Geeignet für die szintigraphische Untersuchung ist auch das sich gleichfalls in der Schilddrüse anreichernde Technetium-99m. Bei Gabe einer Aktivitätsmenge von 1—2 mCi als Pertechnetat 9 9 m Tc 0 4 kann schon nach 1—3 Stunden ein Szintigramm angefertigt werden. Das Szintigramm (Tafel 1, Abb. 1—3) ermöglicht

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Abb. 1: Farbszintigramm der normalen Schilddrüse (aus OESER-SCHUMACHERERNST-FROST: Atlas der Szintigraphie)

Abb. 2: Farbszintigramm eines rechtsseitigen (dekompensierten) Schilddrüsenadenoms (aus OESER-SCHUMACHERERNST-FROST: Atlas der Szintigraphie)

Abb. 3: Farbszintigramm eines rechtsseitigen Schilddrüsenadenoms nach Anregung mit TSH (aus OESER-SCHUMACHERERNST-FROST: Atlas der Szintigraphie)

Radioaktive Stoffe in Forschung und Diagnostik

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eine Beurteilung der Schilddrüsengröße, auch der Ausdehnung unter dem Sternum sowie der Art der Verteilung. Die Diagnose kalter (nicht speichernder), warmer (gut speichernder) und heißer (verstärkt speichernder) Knoten (Tafel 1, Abb. 2) ist möglich. Die Funktionsreserve von wenig speicherndem Schilddrüsengewebe kann mittels Durchführung eines Tests nach mehrfacher Gabe von die Schilddrüse stimulierendem Hypophysenhormon (TSH) untersucht werden: Anregungstest (Tafel 1, Abb. 3). Bei Vorhandensein eines heißen, einem autonomen oder „toxischen" Adenom entsprechenden Knotens, kann zur diagnotischenSicherung die Speicherung der übrigen Schilddrüse durch Gabe von Schilddrüsenhormon (Trijodthyronin) unterdrückt werden (Suppressionstest). Eine Blockierung der Schilddrüse gegen die Aufnahme von Jod stört die Durchführung des Radiojodtests. Sie tritt auf nach Einnahme bestimmter Medikamente, nach Untersuchungen mit jodhaltigen Kontrastmitteln, bei Benutzung jodhaltiger Zahnpasta u. a. Sie kann evtl. durch Gaben von TSH durchbrochen werden. Erwünscht ist die Blockierung aus Strahlenschutzgründen bei Untersuchungen mit durch Radiojod markierten Substanzen (z. B. Lungenszintigraphie). Die Blockierung läßt sich durch i.v. Injektion von Jodidpräparaten (etwa 400 mg) erzielen. Rückschlüsse auf die Schilddrüsenfunktion ohne jede Strahlenexposition für den Patienten erlaubt der im Reagenzglas durchzuführende „Trij odthyronintest" = T 3 -Test (HAMOLSK Y-Test), bei dem mit Hilfe eines Ionenaustauschers die Bindungskapazität des dem Patienten aus einer Vene entnommenen Blutes, genauer der Blutserumeiweißkörper für (mit Jod-131 markiertes) Trijodthyronin untersucht wird. Im sogenannten T4-Test (Thyroxintest) wird Thyroxin bindendes Globulin (TBG), das mit markiertem, radioaktivem Thyroxin abgesättigt ist, mit durch Alkohol aus dem Patientenserum freigesetzten Thyroxin zusammengebracht. Dabei wird radioaktives Thyroxin aus seiner Bindung verdrängt. Es wird mittels einer Ionenaustauschers gebunden und kann dann im Bohrlochkristall gemessen werden. Beide Tests können durch extrathyroidale Faktoren in ihrem Ergebnis verfälscht werden (Schwangerschaft, Leber- und Nierenerkrankungen u. a.). Da T3- und T 4 -Test im allgemeinen gegensinnig beeinflußt werden, hat die Zusammenfassung beider Tests im ,,T 7 -Test" Vorteile gegenüber dem Einzeltest. Die zuverlässigste, durch eine Vorbehandlung und extrathyreoidale Faktoren nicht gestörte Methode ist die Bestimmung des freien Thyroxins im Serum (in % des Gesamtthyroxins oder in /¿g/100 ml). Für die Routinepraxis ist die Methode, bei der freies und gebundenes stabiles (PB 127 J)Thyroxin unter Verwendung von radioaktiv markiertem Thyroxin hoher spezifischer Aktivität getrennt werden (freier T d -Test) noch zu kompliziert.

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Radionuklide in Forschung und Diagnostik

Neuerdings wird mit dem Res-O-Mat-ETR (effective Thyroxin Ratio)Test ein weiterer in vitro-Test empfohlen. Der aus dem Quotienten der T 4 -Aktivität eines Standardserums und des Patientenserums ( = E T R ) gewonnene Wert ist proportional der Konzentration an freiem Thyroxin (T4) im Serum. 2. Die Untersuchung der Nieren Die Funktionsuntersuchung der Nieren wurde ursprünglich mit Hilfe von radioaktiv markierten Röntgenkontrastmitteln durchgeführt. Heute wird das schnell ausgeschiedene Jod-131-Hippuran verwandt (15—20/iCi). Es wird sowohl durch glomeruläre Filtration als auch durch tubuläre Sekretion ausgeschieden. Bei der Isotopennephrographie wird der Aktivi-

Abb. 201. Arbeitsplatz für Isotopennephrogramm (Siemens) mit 2 Stillitionszählern unter den Nieren, einem 3. über dem Herzen tätsanstieg und der Aktivitätsabfall mit Hilfe von auf die Nierenlager aufgesetzten Szintillationszählern gemessen und graphisch registriert (Abb. 201).

Die Untersuchung der Nieren

379

Funk tions verlauf

3 PH s M I tS

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Blut 10 min

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30 min

Abb. 202. Graphische Darstellung der Nierenfunktion beim Isotopennephrogramm. Rechts normale Funktion, links keine Ausscheidung: stumme Niere] r

Für jede Niere wird dabei getrennt die Durchblutungs-, Sekretionsund Abflußphase erfaßt. Nicht nur Funktionsunterschiede beider Nieren, sondern auch Partialfunktionen (glomeruläre Durchblutung, tubuläre Sekretion und Abfluß über die ableitenden Harnwege) lassen sich so differenzieren (Abb. 202). Durch einen dritten Zähler kann die Blasenfüllung kontrolliert werden. Mit Hilfe von Radionukliden lassen sich auch Clearanceuntersuchungen durchführen. Zur Szintigraphie der Nieren wird mit radioaktivem Quecksilber (2§§Hg, /J-y-Strahler, HWZ 47 Tage oder ifgHg, K-Strahler, HWZ 2,7 Tage) markiertes Neohydrin (100—150 /nd) verwandt. Die szintigraphische Darstellung (nach Milzszintigraphie) erlaubt auch das mit Quecksilber-197 markierte l-Bromomercuri-2-hydroxypropan (BMHP) (400 ^Ci). Die Milzdarstellung erfolgt bereits kurze Zeit nach der i. v. Injektion (Anlagerung an Erythrozyten und Deformierung), die spätere Anreicherung in der Niere dauert längere Zeit (Freisetzen der Quecksilberverbindung). Die Untersuchung kann noch nach 24 Stunden (und mehr) durchgeführt werden. Eine Nierenszintigraphie ist mit Hilfe von Indium-113m ( I n - E D T A - Ä t h y l e n - D i a m i n - T e t r a a z e t a t ) möglich, das durch glomeruläre Filtration ausgeschieden wird. Ein Technetium-99m-Eisenkomplex ist gleichfalls brauchbar (geringe Strahlenbelastung).

380

Radionuklide in Forschung und Diagnostik

3. Die Untersuchung der Milz Die szintigraphische Größenbestimmung der Milz wurde zunächst mittels Injektion von mit dem K-Strahler Chrom-51 markierten und durch Hitze denaturierten roten Blutkörperchen durchgeführt. Da die geschädigten Erythrozyten in der Milz abgebaut werden, kommt es dort zur Anreicherung der Aktivität. Einfacher ist die Untersuchung nach Injektion von BMHP (s. o. unter Untersuchung der Nieren).

4. Die Untersuchung der Leber Erste Untersuchungen wurden mit markierten Röntgenkontrastmitteln gemacht. Als Untersuchungsmethode hat sich die Szintigraphie, die z. T. auch Rückschlüsse auf die Funktion erlaubt, bewährt. Sie wird meist mit radioaktivem Goldkolloid, seltener unter Anwendung von mit radioaktivem J o d markiertem Bengalrosa durchgeführt. Die beiden Stoffe differieren bezüglich des Speicherungsmodus in der Leber und der Ausscheidung. Das Goldkolloid ( 198 Au, Gold-198) wird im sogenannten retikuloendothelialen System, in der Leber in den KuPFFERschen Sternzellen angereichert. Schon 30 Minuten nach Injektion von etwa löO^tiCi kann das Szintigramm angefertigt werden (Abb. 203). Es erlaubt eine Beurteilung der Lebergröße sowie der Verdrängung und Zerstörung von Lebergewebe (Tumoren, Metastasen). Bei ausgeprägten

a

Die Untersuchung der Leber

381

b

Abb. 203. Leberszintigramme (Gold-198) a) Photoszintigramm einer normalen Leber, b) Photoszintigramm bei Leberzirrhose mit Anreicherung des Goldkolloids in der Milz, c) Photoszintigramm einer deformierten MetastasenLeber mit großen Parenchymdefekten rechts und oben ( a u s OESEB-SCHUMACHER-

ERNST-FROST : A t l a s

Szintigraphie)

der

382

Radionuklide in Forschung und Diagnostik

Leberzirrhosen wird auch, die Milz stärker angefärbt. Neuerdings wurde auch ein Technetium- ( 99m Tc-Antimonsulfur-Komplex) und ein Indium113m-Kolloid (als Hydroxoverbindung) zur Leberszintigraphie verwandt (Speicherung wie Goldkolloid). Mit radioaktivem Jod (Jod-131) markiertes Bengalrosa (200/^Ci) wird nach i. v. Injektion von den Leberparenchymzellen ausgeschieden. Es gelangt schnell mit der Galle in die Gallenwege bzw. die Gallenblase und in den Darm. Die Untersuchung muß wegen der bald eintretenden Überlagerung durch die Aktivität im Darm schnell durchgeführt werden. Bei einem Verschluß der abführenden Gallenwege bleibt die Aktivität länger in der Leber. 5. Die Untersuchung des Pankreas Zwei Stunden nach Gabe von mit radioaktivem Selen (¡|Se, K-Strahlen, HWZ 121 Tage) (200—300^01) markiertem Methionin (schwefelhaltige Aminosäure) kann ein Szintigramm angefertigt werden. Die störende Überlagerung der ebenfalls speichernden Leber kann (mit Hilfe eines Radiogoldszintigramms) nach der Subtraktionsmethode (s. S. 191) weitgehend beseitigt werden. Die Methode der Pankreasszintigraphie ist noch zu wenig erprobt, als daß ihr bleibender Wert beurteilt werden könnte. Zu verwerten sind Speicherungsdefekte. Keinesfalls können kleine Krankheitsherde dargestellt werden. 6. Die Untersuchung der Lungen Unmittelbar nach i. v. Injektion von mit Jod-131 markierten Serumalbuminpartikeln (Radiojodserumalbumin = RIHSA* als sogenanntes Makroaggregat) (200//Ci) kann die Szintigraphie durchgeführt werden. Die Eiweißpartikel müssen größer als 20 fj, sein. Sie bleiben dann in den Lungenkapillaren stecken. Defekte der Anreicherung erlauben Rückschlüsse auf eine gestörte Durchblutung. Diese sogenannte Perfusionsszintigraphie der Lunge (Perfusion = Durchströmung) hat sich besonders für die Diagnostik von Infarkten (Embolien) und Lungenkarzinomen bewährt. Da sie ein Bild der Durchblutung liefert, die Rückschlüsse auf die Lungenfunktion erlaubt, ist sie eine wichtige Ergänzungsmethode bei der Funktionsdiagnostik der Lunge (z. B. bei Staublungenerkrankungen, Emphysembronchitis u. a.). Statt des RIHSA kann die szintigraphische Untersuchung auch mit kolloidalen Indium-113m-Partikeln (als 1\|Mi InEisenkomplex) (2—3mCi) durchgeführt werden. Die Inhalation radioaktiver Substanzen (meist wird das Edelgas Xenon verwandt) erfordert einen wesentlich größeren Aufwand. Die Inhalationsszintigraphie hat sich deshalb für die Praxis bisher nicht durchgesetzt. * Radio Iodine Human Serum Albumine

Gehirn — Plazenta — Vitamin-B-12

383

7. Die Untersuchung des Gehirns Hirntumoren können mit Hilfe des Positronenstrahlers Arsen-74 (33AS; ß, ß+, y, K-Stahler, H W Z 17 Tage), oder mit radioaktivem Quecksilber-203 (2j>j>Hg-Neohydrin) (700/iCi) oder R I H S A (300—öOO^Ci) nachgewiesen werden: Isotopen- oder Gammaenzephalographie. Die Impulse auf der Schädeloberfläche werden dabei gemessen. Wiederholte Messungen erlauben Rückschlüsse auf die unterschiedliche Speicherung evtl. vorhandener Hirntumoren und erlauben sogar eine Ärtdiagnose. Die szintigraphische Untersuchung ist ebenfalls durchführbar. Auch das Technetium-99m ist für die Hirnszintigraphie geeignet, ebenso sind Untersuchungen mit Indium-113m ( ^ " I n - E D T A = Äthylen-DiaminTetraazetat) erfolgreich durchgeführt worden. Untersuchungen der Hirndurchblutung wurden mit Xenon-133 ( ^ f X e ; ß, y-Strahler, H W Z 5,3 Tage) durchgeführt. 8. Die Untersuchung (Lokalisation) der Plazenta Die bei Verdacht auf eine pathologische Lage der Plazenta wichtige Lagebestimmung ist mit Hilfe von RIHSA oder mit Technetium-99m möglich. Dieses hat den gerade bei dieser Indikation wichtigen Vorteil geringerer Strahlenexposition. Die Untersuchung kann durch Abtasten des Uterus mit einem Szintillationszähler und Registrierung der Impulszahlen (10—15 ¿ud) oder durch Szintigraphie (Natriumpertechnetat ®®m Tc-Serumalbumin) (800—1000 /¿Ci) erfolgen.

9. Untersuchung des Yitamin-B-12-Stoffwechsels Bei dem von SCHILLING angegebenen Test wird die Resorption von Vitamin B 12 (Cyanocobalamin), das mit Cobalt-58 (ß, y-Strahler ¡?Co; H W Z 71 Tage) oder Cobalt-57 (!?Co; K-Strahler, H W Z 270 Tage) markiert ist untersucht. Nach oraler Gabe (0,5 ¡xCi) wird die ausgeschiedene Menge im 24-Std.-Harn bestimmt (% der Dosis). Bei Resorptionsstörungen, die die Folge eines Mangels an sogenanntem ,,intrinsic factor" sein können, der die Ursache der sogenannten perniziösen Anämie ist, findet sich eine gegenüber der Norm erheblich verminderte Ausscheidung (normal mindestens 8% der Dosis). Zur Herstellung gleichartiger Bedingungen werden die Vitamin-B-12-Depots im Körper zu Beginn der Untersuchung durch eine Injektion (2 Std. nach Gabe des Radionuklids) von 1000 y aufgefüllt. Bei verminderter Ausscheidung kann durch einen Kontrolltest nach zusätzlicher Gabe von intrinsic factor geklärt werden, ob die Resorptionsstörung auf einen Mangel an intrinsic factor zurückzuführen ist (die Ausscheidung muß dann im Kontrolltest normalisiert sein).

384

Radionuklide in Forschung und Diagnostik

10. Untersuchungen des Blutes und der blutbildenden Organe Große Bedeutung für die Praxis (Fragen des Blutersatzes im Schock, nach Operationen usw.) hat die Bestimmung der zirkulierenden Blutmenge. Mit Hilfe der Benutzung automatisierter Geräte ist sie außerordentlich einfach. Grundprinzip ist die Bestimmung des Verdünnungsfaktors etwa 10 Min. nach Injektion eines Radionuklids. Unter Berücksichtigung des Hämatokritwerts kann hieraus die zirkulierende Blutmenge errechnet werden. Es stehen zwei Methoden zur Verfügung. Entweder wird ein sich im Plasma gleichmäßig verteilender Stoff injiziert (z. B. gelöstes Radiojod ( 1 |^J)-Serumalbumin = RIHSA) und aus der Verdünnung zunächst das Plasmavolumen berechnet oder aber man injiziert mit Radiochrom (IJCr; K-Strahler, HWZ 28 Tage) markierte rote Blutkörperchen und bestimmt aus der Verdünnung zunächst das Erythrozytenvolumen. Wichtig ist auch die Bestimmung der Überlebenszeit der Erythrozyten bei hämolytischen Anämien, die ebenfalls mit Hilfe von Chrom-51 markierter Blutkörperchen durchgeführt werden kann. Stoffwechselstudien an roten Blutkörperchen bzw. dem roten Blutfarbstoff bedienen sich des radioaktiven Eisens-59 (¡gFe; ß , y-Strahler, HWZ 45 Tage). Die über längere Zeit ausgedehnte Untersuchung erlaubt die Beurteilung der „Eisenkinetik".

11. Die Untersuchung der Knochen Strontium ist ein sogenannter Knochensucher, d. h. es wird im Skelettsystem angereichert und gespeichert. Die szintigraphische Untersuchung mit Radiostrontium-85 oder -87m (¡¡Sr; K-Strahler, HWZ 66 Tage bzw. 3gmSr; y-Strahler, HWZ 2,8 Tage) wird vor allem zum Zwecke eines frühzeitigen Nachweises von Knochenmetastasen, die röntgenologisch noch nicht sichtbar sind, durchgeführt. Neuerdings wird auch der kurzlebige PositronenstrahlerFluor-18 (^F; ß+, K-Strahler; HWZ 111min.) angewandt. Bei der Untersuchung mit Strontium-85 ist die Strahlenexposition relativ hoch, es sollen nicht mehr als 70 /nCi injiziert werden. Eine Verminderung der Strahlenexposition ist durch Verwendung des Isomers Strontium-87 m zu erreichen.

12. Untersuchungen der Speicheldrüsen und der Magenwand Sie lassen sich mit Technetium-99m durchführen, das teilweise durch die Speichel- und Magendrüsen ausgeschieden wird. Magentumoren markieren sich im Szintigramm als Defekte, da das maligne Gewebe

Bösartige Geschwülste — Lymphoszintigraphie

385

nicht mehr funktionstüchtig ist (Untersuchungsbeginn schon 5—7 min nach Injektion von 2 mCi Pertechnetat: 9 9 m Tc0 4 ).

13. Die Untersuchung von bösartigen Geschwülsten Bisher ist kein sich speziell bzw. ausschließlich in bösartigen Tumoren anreicherndes Radionuklid bekannt. Der Tumornachweis markiert sich bei szintigraphischen Untersuchungen meist durch einen Aktivitätsausfall bzw. -defekt (Fehlen funktionstüchtigen Parenchyms). Eine Ausnahme ist der Nachweis maligner Augenhintergrundstumoren (Melanome) mit radioaktivem Phosphor ( 3 2 P; ß-Strahler; HWZ 14,2 Tage). Auch bei Mammatumoren wurde die Anreicherung von Phosphor im Geschwulstgewebe nachgewiesen. Versuche einer Magenuntersuchung nach Phosphor-32-Injektion mit Hilfe in den Magen gebrachten Films haben sich nicht bewährt. Manche Tumoren speichern radioaktives Gallium ( 67 Ga; y-Strahler; HWZ 79,9 Std.; Injektion von etwa 30 ¿¿Ci/kg Körpergewicht; Szintigraphie 48 Std. p. i.).

14. Die Isotopenlymphographie (Lymphoszintigraphie) Nach Injektion von etwa 100 /zCi Radiogold (19gAu) in die Fußrücken strömt dieses durch die Lymphwege über die inguinalen in die abdominalen Lymphknoten. Nach 8—24 Stunden hat die Aktivität mit dem Lymphstrom die Lymphknoten des Bauchraumes erreicht. Die Speicherung läßt sich szintigraphisch nachweisen. Für die Metastasendiagnostik (Nachweis von Defekten) ist die Methode der Lymphographie (s. S. 250) unterlegen. Bei Systemkrankheiten (Retikulosen u. s.) dient sie der Verlaufskontrolle (z. B. nach oder unter Therapie).

15. Sonstige Untersuchungen Untersuchungen des Kreislaufs und des Herzens bzw. der Herzlungenfunktion können u. a. mit radioaktivem Sauerstoff-15 als C 1 6 0 2 ( J |0; ß+, y-Strahler; HWZ 2 Min.) durchgeführt werden. Die relativ aufwendigen Untersuchungsmethoden waren aber bisher auf wenige große nuklearmedizinische Institute begrenzt. Die Untersuchungen mit Radionukliden gehören heute zu den unentbehrlichen Methoden der Klinik. Die Strahlenexposition ist nicht sehr hoch. Eine Übersicht gibt die nachstehende Tabelle 16. S c h l u n g b a u m , Med. Strahlenkunde, 5. Aufl.

25

386

Radionuklide in Forschung und Diagnostik Tab. 14. Ganzkörperstrahlenbelastung bei nuklearmedizinischen Untersuchungen

Ganzkörperbelastung kleiner als 2 mrd Schilddrüsenkurztest m i t 1 3 2 J Natriumjodid Leberuntersuchung mit 12 5 J- und 131 J-Bengalrosa Nierenfunktionsuntersuchung mit 1 3 1 J-Hippuran Plazentalokalisation (punktweise Messung) mit 9 9 m Tc-HSA Ganzkörperbelastung 2—20 mrd Lungenszintigraphie mit 1 3 1 -J-HSA-Makropartikeln Milzsintigraphie mit 1 9 7 Hg-BMHP Nierenszintigraphie mit 1 9 7 Hg Chlormerodrin (Neohydrin) Plazentalokalisation (punktweise Messung) mit 1 3 2 J-HSA Plazentaszintigraphie mit 9 9 m Tc-HSA mit 1 1 3 m In-HSA Blutvolumenbestimmung mit 1 3 1 J-HSA bzw. 1 2 5 J-HSA Ganzkörperbelastung 20—100 mrd Hirnszintigraphie mit 9 9 m T c Pertechnetat mit 1 9 7 Hg Chlormerodrin Speicheldrüsenszintigraphie mit 9 9 m Tc Pertechnetat Schilddrüsenuntersuchung mit 131 J Natriumjodid bzw. 1 2 5 J Natriumjodid Schilddrüsenszintigraphie mit 9 9 m T c Pertechnetat Leberszintigraphie mit 198 Au Goldkolloid Milzszintigraphie mit Hilfe von mit 51 Cr Natriumchromat markierten Erythrozyten Nierenszintigraphie mit 1 0 3 Hg Chlormerodrin bzw. 2 0 3 Hg Mersalyt Plazentalokalisation (punktweise Messung) mit 1 3 1 J-HSA bzw. 51 Cr-HSA Knochenszintigraphie mit 87 m Sr bzw. 85 Sr Strontiumchlorid mit 1 8 F Natriumfluorid Blutvolumenbestimmung mit 51Cr markierten Erythrozyten Vitamin B 1 2 -Resorptionstest (Schillingtest) mit 67Co- bzw. 58 Co-Vit. B 12 Ganzkörperbelastung 0,1—0,6 rd Hirnszintigraphie mit 2 0 3 Hg Chlormerodrin (Neohydrin) Eisenstoffwechseluntersuchung mit 6 5 Fe bzw. 6 9 Fe Eisenzitrat Ganzkörperbelastung 0,6—2,0 rd Hirnszintigraphie mit 1 3 1 J-HSA mit 72 As bzw. 74 As Natriumarsenat Nebenschilddrüsenszintigraphie mit 75 Se-l-Methionin Pankreasszintigraphie mit 75 Se-l-Methionin Knochenszintigraphie mit 85 Sr Strontiumnitrat

Autoradiographie — Gammastrahler zur Röntgendiagnostik

387

Weitere Bemühungen um die Herabsetzung der Strahlenbelastung sind sinnvoll und erfolgversprechend (z. B . größerer Anwendungsbereich der kurzlebigen Isomere). Nur bei strengster Indikation sollen die Untersuchungen bei Kindern und bei Schwangeren durchgeführt werden. Wissenschaftliches Interesse hat die sogenannte „Autoradiographie". Hier werden nach Verabfolgung radioaktiver Substanzen Cewebsschnitte und Zellen direkt auf einen Spezialfilm gebracht. Die Anreicherung des verabfolgten Stoffes in Zellen bzw. Zellteilen kann dann an Hand der Schwärzung mikroskopisch untersucht werden. Versuche, die technisch erzeugten Röntgenstrahlen in der Röntgendiagnostik durch Gammastrahlen radioaktiver Isotope zu ersetzen, stehen im Anfangsstadium und dürften nur in Ausnahmefällen zumErfolg führen. Erprobt wurde u. a. das radioaktive Thulium-170 ( 1 ^Tm), dessen maximale Gammastrahlenenergie bei 85 keV (entsprechend also der Röngenstrahlung) liegt. Vorteile einer derartigen Apparatur wären ihre Kleinheit und Transportabilität sowie ihre minimale technische Anfälligkeit. Der große Nachteil beruht in der relativ geringen Strahlenausbeute bei einem entsprechend klein zu haltenden Präparat (geometrische Unscharfe bei größeren Ausmaßen!). In Amerika existieren derartige Apparaturen bzw. Geräte für Zahnaufnahmen. Neuerdings wurde von Kleingeräten im Taschenformat berichtet, in denen Promethium-147 ('JJPm) als Elektronenquelle für die Erzeugung von Röntgenstrahlen benutzt wird. Lit.: SCHUON, H.: Röntger aufnahmen mit Radioaktiven Isotopen. Röntgenund Laboratoriumspraxis X I , R 182—189 (1958).

Sachregister (Bei mehreren Seitenzahlen für ein Stichwort sind die wichtigsten Stellen durch Fettdruck hervorgehoben)

Abdecken 180 Abdeckschieber 76 Ableitung (Wärme) 53 Abschmelzen der Schicht 169 Abschnittsbestrahlung^317 Abschwächung 155 Absorption lOlff. —• und Streuung lOlff. Absorptionsunterschiede 30, 193 Abstandsgesetz 173, 194, 316 A b s t a n d s t e c h n i k (GBOEDEL) 194

Achsenstrahl 172 Adaptation 112 Akkumulator 10 Akne vulgaris 360 Aktivität, spezifische 25 Alkali 145ff. Alphastrahlen 19f., 26, 31, 101, 110 Aluminium 107 — gleichwert 108 Americium 16 Aminogruppen (NH 2 ) 145 Ammoniumchlorid 150 Ammoniumthiosulfat 150, 163 Ampere (A) 3f. Amplitude 11 Analysenlampe 278, 359 Angiographie 244ff. — kardiographie 249f. — Pneumographie 248 Angström (Ä) X V Anionen 6 Anode 44ff., 50f. Anregung 15, 269 Antikathode 43 Aortographie 248 Arbeit, elektrische 4 Arbeitsplatzbeleuchtung 156 — Wähler 69 Archivierung 201 Arriflexkamera 126 Arteriographie 246ff.

Arteriographie viszerale selektive 248 — superselektive 248 Arthrographie 254 Atome 14ff. Atomhülle 14 — kern 14 Atomphysik 14ff. Aufbaueffekt 341 Aufbelichtungsapparatur 157 Aufnahmegeräte 88 Auger-Effekt 19 Ausbreitung, geradlinige (der Strahlen) 100, 171f. Ausgleichsblende 197 — filter 109 Austrittsdosis 340 Auswaschurogramm 242 Automatik 77ff. Automatisierung 77 — Belichtung 77 — Filmverarbeitung 144 Autoradiographie 386 axial (Strahlengang) 200 Azetylzellulose 137 Back-Pointer 319 Bakterienfraß 170 Bandgenerator 83 Bandspeichergerät 129, 230 Barium 104, 231 f. —platinzyanür 27, 112 Barytbeton 291 Behandlungsgeräte 83ff., 92 Belag, weißer 169 Belastbarkeit 50 Belichtung 179ff., 192ff. — bei Kindern 196 Belichtungsautomat 78 — tabelle 198 — zeit 71, 192 , Verkürzung 177, 194 ÜERGONiE-TBiBONDEAUsches Gesetz 270

389

Sachregister Berylliumfenster 54, 331 Beschleunigungsröhre (Betatron) 85 Beschriftung 158 Bestrahlungsmethoden 315 —plan 348 —Protokoll 348 Bestrahlungstuben 319, 229 Betastrahlen 20ff., 110, 336 — Jod 104, 232, 337, 375ff. — Radium 20f., 332ff. — Phosphor 25, 338 — schütz 303 — Strontium 338 Betatron, s. auch Elektronenschleuder 85, 343f. Betazerfall 19 Betriebsschalter 69 Beugung 100, 110 Bevatron 87 Bewegungsbestrahlung 320, 343 —energie 101 f. —unscharfe 177 f. Bewertungsfaktor 32 Bild, latentes 131 —, positives 111 —bandgerät 230 —detail 176 —entstehung 131 —gebung 170 —güte 170ff. —umfang 135, 188 —umkehr 136, 168 —unscharfe 171, 176ff., 194f. —Verstärker 122 — — Photographie 221 f —verstärkerröhre 122 Blaulicht 357 Blei, Halbwertschicht 107 —kreisel 73 —schürze 292 —, Schutzstoff 104, 291 Blenden 180 —kabel 185 Bohrlochkristall 41 BoMKE-Dosimeter 38 BEAGG-GBAY-Prinzip 35 Brechung 100, 107, 110 Bremsspektrum 48 —Strahlung 43 Bremssubstanz (Kernreaktor) 23 Brennfleck (Fokus) 49, 167f. —, Belastbarkeit 50 Brennfleck, wahrer —elektronischer 49 —, wirksamer — optischer 49 Formen 50

Brennstoff (Kernreaktor) 23 Bromkali 145 ff. —salze 139f„ 147 —Silber 132 Bronchographie 252 Brutreaktor 24 Buchstaben (Lage zur Bezeichnung von Aufnahmen) 200 BucKY-Blende 182 Strahlen 331 —Therapie 58 —Tisch 92,185 Build-up-Effekt 340 BuNSEN-RoscoEsches Gesetz 133 Caesium, radioaktives 287, 341 Cellon 107 CGS-System 1 CHAOULsche Röhre 57

Charakteristik einer Röntgenröhre 46 Chelatbildner (zur Dekorporation) 288 Cholangiographie 238 — transhepatische 240f. Cholezystokinin 240 Cholezystographie 238 Chromoradiometer (HOLZKNECHT) 27 Chromosomenbruch 269, 281 COMBEEG, Aufnahmen nach 216 COMPTON-Effekt 102 f.

Computerszintigraphie 373 COULOMB ( C ) 1

CouLOMBsches Gesetz 1 CUBIE X V I ,

XXI

— (Ci) 32 Deckenaufhängung 90 Dekorporation 288 Desoxyribonukleinsäure 269, 281 Detail 176 —erkennbarkeit 120, 136, 201 Deuterium 15 Deuteron 15, 26 Dextrogramm 247 Dezimeterwellen 368 Diagnostikgeneratoren 59 —, Schalttisch 68 —, Strahlenqualität 107 f. Diathermie 362 Dichte der Materie 106, 193f. —, optische 133 —unterschiede 194 Dickdarmuntersuchung 237 Dicke der Schicht 103ff. Dickenausgleich 196 Dickenunterschiede 194

390

Sachregister

Dielektrizitätskonstante 366 Direkt-Duplikat-Eilm 132 Distator 113 Dominante 80, 255 DOPA (Dioxyphenylalanin) 358 Doppelfokusröhre 53 Doppelwinkelröhre 52 DORNO-Strahlung 357 Dosimeter 34 Dosimetrie 27 — der UV-Strahlen 360 Dosis 27 —abfall 57 —begriffe, praktische 314 — Effektkurve 280 —einheiten 29 — genetisch signifikante 285 —, höchst zugelassene 283, 294, 306 —konstante 33 — mittlere genetische 285 Dosisleistung 29f., 314 smesser 36 —messer 36 —messung 27 DuANE-HuNTsches Gesetz 48 Drehanode 9, 50 —feld, magnetisches 9 —ström 9 generatoren 47, 64, 195, 254 Druckmarken-Szintigraphie 370 Dünndarmuntersuchung 236 Dünnschichtfilm 137 Dunkelanpassung 112 Dunkelkammer, Dunkelraum 156 —, Arbeitsplatzbeleuchtung 156 —, Arbeitsplatzlampen 156 —, Durchreiche 158 —•, Raumbeleuchtung 156 —, nasse Seite 157 —, trockene Seite 157 Duodenographie in Atonie 236 Duplikat-Herstellung 132 Durchdringungsfähigkeit 100, 107 Durchgangsdosis 314, 324 Durchgriff 47 Durchhang 135 Durchleuchtung 111 —sgeräte 113 Durchreiche 158 Durchziehmaschinen 160 Effektivwert (elektrischer Wechselstrom) 9 Eichvorrichtung 35

Eigenfilterung 108 Eigenschaften energiereicher Strahlen lOOff. Eileiteruntersuchung 243 Eindringtiefe (Elektronen) 101, 344f. Einfallsdosis 314 Einheit s. Dosiseinheit —, elektrostatische 1 Einheiten 29ff., 314 Einkesselgenerator 59 Einpulsgenerator 59 Eisessig 150 Elektrizitätslehre lff. Elektrochirurgie 363 —koagulation 363 —lyse 6 —magnet 7 —meter 7, 35 —motor 9 Elektron 1, 10, 15, 18, 21, 43 Elektronenröhre 43, 362, 365 —Schleuder 85, 344 —schutzkopf 45 —therapie 344 —volt 4 Elektrotomie 363 Element, galvanisches 10 Elementarladung, elektrische 1 —prozeß, photographischer 132 Elemente, periodisches System 16 f. Emissionskurve 46 Emulsion, photographische 127, 131 f., 134 Endverarbeitung 153 Energie, elektrische 4 Entladungsraum, metallischer 54 Entwickler 144 —lösung 144ff., 147 —Packungen 146 —rezept 146 Entwicklersubstanzen 144 Entwicklung 144 Entwicklung, chemische 144ff. —, physikalische 144 Entwicklungsfaktor 148 —maschinen 159 —schleier 135, 158, 167 —temperatur 148, 155, 160 —zeit 148, 160 Entzündungsbestrahlung 347 Enzephalographie 251 — Isotope 383 Epilationsdosis 277 Epitheliolyse 277, 328 Erden, seltene 16

Sachregister Erythem 276, UV 357 —dosis 276 Erzeugung von Röntgenstrahlen 43 ff. sehr harten und ultraharten Strahlen 83 Kurzwellen 365 Licht, UV und I R Strahlen 354 extrafokale Strahlung 55

391

Filter in der Diagnostik 94 — Radium 33, 334 —Sicherung 318 Filterwirkung 94, 108 —, Aufhärtung 108 —, Homogenisierung 108 —, Schwächung 108 Fingerhutkammer 34 FiNSEN-Lampe 356

Fahrstrahl, mittlerer 323f. Faktoren, physiologische (subjektiver Kontrast) 112, 137, 187 Farbige Röntgenbilder 191 FARMERscher A b s c h w ä c h e r 155

Feinkontrast 189 Feinstfokus 53 —raster 184 Feinstrukturfolie 142 —analyse 110 Feld, elektrisches 2

—elektrostatisches 2 —emission 48 —große 317 Fernbedienung 118 Fernsehen 126, 190 —kontrast Verbesserung 190 — Subtraktion 191 Festkörperdosimetrie 28, 309 Fieber, künstliches 368 Filme, Abschmelzen der Schicht 169 —, Abschwächung 155 —, Bakterienfraß 170 —, Belag 169 —, Beschriftung 158 —, Endverarbeitung 153 —, Fixierung 150ff., 160 —, Flecken 169 —, folienlose 137, 139, 201 —, Haltbarkeit 167 — s. auch Röntgenfilme —, Runzeln 169 —, Schwärzung 132 ff. , Personendosismessung 308 —, Schwärzung, ungleichmäßige 169 —, Verstärkung 154 Filmfehler 167 —material 137ff., 201, 218, 262 —• —, schlechtes 167 —piaketten 309 —Verarbeitung 144, 187 f. , Trocknen 153 , Wässern 153 Film-Folienunschärfe 139, 177 Filmwechsler 227 Filter in der Therapie 95, 318

Fisteldarstellung 244 Fistulographie 244 Fixierbad 150 —lösung 150 —natron 150 —salz 150, 163 Fixierung 150 — Filmverarbeitung 150 — Ruhigstellung Film 177 Kassette 177 Röhre 177 Fixierungszeit 151 Flachblenden s. Raster —tisch, s. Laufrastertisch Flächendosisprodukt 35, 311 Flecken, dunkle 169 —, helle 169 Fluoreszenz 110 —erregung des UV-Lichts 359 Fluorophore 110 Fokus s. Brennfleck — O b j e k t - A b s t a n d 172 Folien 139, 188 f, 197 f. —filme 137 —unschärfe 142, 176 Fraktionierung 272, 327 f. Freigrenze (Radionuklide) 311 Fremdkörperlokalisation 215 Frequenz 11 frontal 200 Fruchtschaden 281 Früherythem 276 Frühurogramm 242 Funkenstrecke 7, 362 Füllhalterdosismeter 308 Galaktographie 264 Gallenblasendarstellung 238ff. —reflex 240 Gallenwegsuntersuchung 238 ff. Gallium, radioaktives 385 Gammaenzephalographie 383 •—quanten 11 —strahlen 21, 101, 107, 110, 332ff„ 340ff.

392

Sachregister

Ganzbestrahlung 272, 317 Ganzkörperzähler 40 Gebärmutteruntersuchung 243f., 253 GEiGBB-MÜLLEB-Zählrohr 39 Gelbschleier 151, 168 Generatoren 10, 59 Geräte, Behandlungs- 92, 94 —, Bewegungsbestrahlungs- 321 ff. —, Bildverstärker- 122 —, Durchleuchtungs- 111 —, Lagerung der Kranken- 88,94,113 f. —, Oberflächenbestrahlungs- 89, 91, 92, 94 —, Schirmbild- 217 —, Schichtgeräte 205 —, Serienaufnahmen- 226 -—, Tiefentherapie- 91 —, Untersuchungs- 88 —, Zielaufnahme- 115 Gesamtunschärfe 178 Geschwülste, bösartige"275, 346f. Gewebehalbwerttiefe 321 Gewebskorrekturfaktor 324 Gleichrichter 59 ff. —röhre 45, 59f. Gleichspannungserzeuger 59 f. Glühkathode 44 —nröhre 44 —ventil röhre 60 G o E T Z B s c h e r Strichfokus 50 Gold, radioaktives 337 Gonadendosis 289f., 311 VAN DEN GRAAF-Generator 83 Gradation 132ff., 186 —skurve 135 graduierte Folien 144 GRAETZsche Schaltung 63

Grauschleier 167 GREINACHER Schaltung 66 Grenzfrequenz 48 •—kontrast 188 —last 52 —strahlen 107, 331 —Wellenlänge 48 Grobkontrast 189 GROEDELsche Abstandstechnik 194 Größenrichtigkeit 172 Grünbeleuchtung 156 Grundschleier 128, 135, 167 Gynäkographie 244 Härtefixierbad 150,163 Härtungsfilter 318 Haftschicht 137, 140 Halbleiter, elektrischer 3, 61

Halbschattenbildung 176 Halbtiefentherapie 315 Halbwellenapparat 59 Halbwertschichtdicke (HWS) 107, 316 —bestimmung 107 Halbwertszeit (HWZ) —, physikalische 20, 21, 33 —, biologische 33 -—, effektive 34 Haltbarkeit der Folie 141 — des Leuchtschirms 112 Halterung 88 HAMMER-Dosimeter 38

Harnwegsuntersuchung 228ff. Hartstrahlraster 184ff. —technik 104, 198ff. —therapie 315 Haupterythem 277 Hauteinheitsdosis 276 —erythem 276 —erythemdosis 276 —tiefendosis, prozentuale 314, 331 Hautkrebs 289 Heizfadentemperatur 44 Heizstromerzeuger 59, 67 f. —transformator 67 —wandler 67 Helligkeit 111,187 —sdifferenz 112, 187 —srelief 170 Hell-Licht-Film 164 Herdabstandsverhältnis 322f. —dosis 314, 316, 324 •—raumdosis 314 • , relative 314 Hertz (Hz) 9 Herz-Katheterismus 247 Hilfsmittel bei Lagerung 198 f. Hinterfolie 140 HL-Film 137, 164 Hochglanzpresse 153 Hochspannung 44 •—serzeuger 59 •—skabel 76 —sschutz 54 —stransformator 59 Hochvakuum 44 Hohlanode 56 Hohlformen 199 Homogenisierung 108 Homogenitätsgrad 109 Homogenreaktor 24 Hornbildung 278 Hüllenelektronen 15 Hydrochinon 145

Sachregister Hydroxylgruppen (OH) 145 Hyperkeratose 278, 358 Hypophysenbestrahlung 338, 344 Hysterographie 243 Hysterosalpingographie 243 Image-Orthium-Kamera 129 Implantationstherapie 335, 338f. Impuls 39, 230 —Schaltung (Kinematographie) 230 Indifferenzdosis 283 Indikation 346 Induktion, Induktionsstrom 8 Infiltrationstherapie 318, 320, 337, 339 Influenz 2 Informationstheorie 171 Informationswert 112, 221 Infrarot (IR) 354f Infrarotstrahlung 354 — thermographie 361 Infusionspyelogramm 242 Ingestion 293 Inhalation 293 Inhalationsszintigraphie 382 Initial-Antrieb 185 Inkorporation 287, 293 I n t e n s i m e t e r (FÜRSTENAU) 28

Intensitätssensitometrie 135 Interferenz 100, 110 Ionen 5f. —röhre 43 Ionisation 18, 28ff., 269 Ionisationsdichte 270 —kammer 34 —messung 34 Ionognom 38 Iontomat 78 I R s. Infrarot Iridium, radioaktives 338 Isocon-Kamera 129 Isodosen 320 Isolatoren 3 Isotope 15 —, radioaktive 337ff. Isotopenenzephalographie 383 —lymphographie 385 — nephrographie 378f. Jod 104, 231 —, radioaktives 337, 374ff. Joule (J) 2, 4 JotTLESche Wärme 3, 5, 362 Kadmiumlampe 356 KÄMPE-LoREY-Ziegel 291

393

Kalorie 5 Kalziumwolframat 140 Kamera — (Fernsehen) 122ff. — (Kinematographie) 230f. Kapazität 1, 2, 367 Kardiographie 247 Kaskadengenerator 83 —Schaltung 67 Kassetten 95,116,138f., 150,158, 164f. —rahmen 116 —Stative 95 —wagen 92 —Wechsler 226f. Katapultraster 185 Kathode 43f., 49 —anstrahlen 44 Kationen 6 Keimdrüsen, Empfindlichkeit 282 Keimschädigungsdosis 283 K-Einfang 22 Kennlinie einer Röntgenröhre 47 — Zählrohr 39 Kernladungszahl 15 Kernreaktor 23 Kernspeicherszintigraphie 373 Kettenreaktion 23 Kieferaufnahmen 257ff. Kilowatt (kw) 5 Kilowattstunde (kWh) 4 Kindern, Röntgenaufnahmen bei—254 Kinematographie 230f. Klärzeit 151 Klebeschicht 111 Kleinformat 218 —raumbestrahlung 332, 334 Knochennekrose 279 Kobalt, radioaktives 338, 341 ff., 383 Körnigkeit — Film 131 f. — Folie 142 — Leuchtschirm 111 Körpereigenstrahlung 285 —höhlenrohr 57 —höhlentherapie 329 —längsschicht 206 —querschicht 207, 212f. Kohlenbogen-Lampe 356 Kompression 180, 319 Kondensator 2 —generator 64 —feldmethode 367 —kammer 39 —Zeitschalter 71 Konjunktivitis bei UV-Bestrahlung 357

394

Sachregister

Kontaktaufnahmen 174, 202 f. —mikroradiographie 203 —therapie 314f., 329, 334f. Kontamination 293 Kontrast 179ff. — , objektiver 179 — , optimaler 188 — , subjektiver 187f. —einlauf 237 —faktor 136 —mittel 231 methoden, Zentralnervensystem 250 technik 104 Zwischenfall 232 ff. —Verbesserung 189 Kontrollbereich 305 Kontrolluhr für Durchleuchtungszeit 121 Konvergenzbestrahlung 321 Konversion 19f. Konversionsfaktor 126 K o p f tief läge 114 Korpuskularstrahlen 14ff., 21, 101, 110, 344f. Kraftlinien, elektrische 2 Kraftreaktor 24 Kreuzfeuermethode 318 Kreuzraster 185 Kristallgitter 110 Kristallzähler 42 KitoHMEYER-Lampe 356 K-Strahlung 22 Kühlpumpe 75 Kühlung 53 — Reaktor 24 —ssicherung 75 Kugelfunkenstrecke 7 Kupfer 107 Kurzdistanztherapie 317 Kurzwellentherapie 365 Kurzzeitfolie 142 Kymographie 224f. Labyrinth (Dunkelraum) 156 Ladung, elektrische 1, 2 Laevogramm 247 Lagerung der Kranken 198 Lamellen 182 Laufraster 184 f. —lade 185 Laser-Strahlen 361 Last, fallende 77 Latenz (Entstehung des photographischen Bildes) 131

Latenz (Strahlenwirkung ï 275 Lebensalterdosis, höchstzugelassene 306 Lebensdauer, mittlere 20 Lebensverkürzung durch Strahlen 275 Leberszintigraphie 360 Leistung, elektrische 5 Leiter, elektrische 3 Leitfähigkeit 3, 61 Letaldosis 272 Leuchtkraft 111 —masse 111 —Schicht 142 —schirm l l l f f . , 217 helligkeit 111 wagen 113, 115 f. —Stoff 140 Leukämie 276, 289 Lichtdermatosen 359 —geschwindigkeit 11 —quantan 11 —schwiele 358 —strahlen 11, 110, 140, 354ff. —therapie 354 LlNDEMANN-GlaS 58

Linearbeschleuniger 84 Linienspektrum 355 Linsenobjektive 217 —star 280 Lithiumfluorid zur Überwachung der Strahlenexposition 309 Lösung s. Entwicklerlösung Log-Etron, Log-Etronographie 189 Lüftung 156 Luftkühlung 53 —myelographie 251 —oxydation 146 —volumen 34 Lumineszenz 40f., l l O f f . —strahier 354 Luminix 78 Luminophore 110f. Lungenangiographie 248 Lungenkrebs 276 —stativ 95 Lymphadenographie 250 Lymphangiographie 250 LYSHOLM-Tisch 96 MACH-Effekt 188 Magen-Darm-Untersuchung 234 Magnetfeld 6f. Mammographie 262 ff. Maschinenentwickler 160 Masse, kritische (Kernreaktor) 23 Materialisation 102

Sachregister Material, photographisches 136 Materie, Dichte der 106 —, Zerstrahlung 102 Mehrelektrodenröhre 45

Meissner Rückkoppelungsschaltung

366 Mekapion 38 Meson,-ri-Mesonen 18,345 Mesothorium 333 Meßgeräte 34 Meßinstrumente, elektrische 7 Methode, ionometrische 28 —, photochemische 27 Metol 145 Mikroradiographie 203 Mikrowellentherapie 368 Milliamperesekundenrelais 77 Milligrammelementstunde 32 Milzszintigraphie 380 Mittelformat 218 Moderatorsubstanz (Kernreaktor) 23 Modulationsübertragungsfunktion 171 Molybdänanode 53 Molybdänhülle der Kathode 44 Monelmetall 336 Motorraster 185 Moulage 334 Multiplier 41, 45 Mutationen 269, 281, 284

Mutscheller-Dosis 283 Myelographie 251 f.

Nahbestrahlung 329 —sröhre 56f. Naßbetrachtungsraum 159 Natriumsulfit 144 —thiosulfat 150 Nebenwirkungen bei Kontrastmitteluntersuchungen 232 Neigungswinkel des Brennflecks 50, 53 Nekrosenbildung 278 Nennlast 52 Nephrographie (Isotopen-) 378ff. Netzgüte 70 —mittel 153 —regulierung 68 —Schalter 68 Neutrino 18 Neutron 15, 22f. —en-Aktivierungsanalyse 369 —enbestrahlung 345 —enfluß 24 Niederspannungstransformator 67 Nierenszintigraphie 379

395

Nomogramm 50 —automatik 77 Normalpatient 196 Notfallbesteck bei Kontrastmitteluntersuchungen 233 Nuklid 15, 19 Nutzwiderstand 5 Oberflächenbestrahlungsgeräte 92,329ff—dosis 295, 314 —therapie (Oberflächentherapie) 329ff. Objektive, lichtstarke 217 —, Linsen- 217 —, Spiegel- 218 Objektumfang 135, 188 Odelca 218 Ölhaube 55 —kühlung 53 —trennschalter 69 Ösophagusuntersuchung 235 Ohm (—) 3 Ohmsches Gesetz 3 Opazität 133 Orbiskop 118 Ordnungszahl 15, 104 Orthogonalprojektion 174 Orthopantomograph Ortsfrequenz 171 Osteoradionekrose 279 Oxydationsprodukte 146 Paarbildung 102 Pankreatographie 241 —, Kontrastmittel 241 —, Isotope (Se 75) 382 Panoramaaufnahmen 259 Panoramix 259 Pantomographie 259 Parallaxe 175ff., 215 Parietographie 236 Pendelbestrahlung 321 —konvergenz 321 —winkel (Schichtuntersuchung) 209 (Therapie) 323 Perfusionsszintigraphie 382 Permanentimplantation 335, 338 Personendosismessung 308 Perspektive, umgekehrte 175 Pharmakoradiographie 236, 240 Phasenverschiebung 9 Phenidon 144, 163 Phlebographie 249 Phosphor 104 —, radioaktiver 24, 338, 385 Phosphoreszenz 110

396

Sachregister

Photoabsorption 102 —effekt 102 —elektronen 102 —emulsion 131 f., 137 —multiplier 78 —synthese 359 —szintigramm 370 —zelle 361 Pigmentierung 278 — durch UV-Licht 357 Pi (TT) -Mesonen-Therapie 345 Planigraphie s. Schichtuntersuchung Plattenkondensator 2 Plazentalokalisation 383 Plumbikon-Kamera 128 f. Plutonium 15, 16, 23ff., 286 Pneumomediastinum 253 —parametrium 253 —peritoneum 253 —radiographic 253 —-retroperitoneum 253 —thorax 253 Polaroidverfahren 165 Polyester-Grundlage 137 Polygramm, Polygraphie 225 Positron 18, 22, 102 Potential, elektrisches 2 Präparate, umschlossene 24, 299f., 304 — offene 24, 299f. Projektion, zentrale 171 —smikroradiographie 204 Proton 15, 25, 110 —enbestrahlung 344 Protrahierung 272, 327 Prozeß, photochemischer 144ff. Punktion (Gallenblase) 240 Punktmutation 269 Pyelographie 241 Qualitätsfaktor 32 Quantenstrahlen 11, 100, 107 —theorie 11 Q u a n t i m e t e r (KIENBÖCK) 27

Quecksilberdampflampe 355 Rachitis 358 Rad (rd) 30 Radioaktivität 19 ff. —, künstliche 22f., 337ff., 369ff. —, natürliche 20f., 332 Radiochemie 270 Radioisotope (Therapie) 337 — (Diagnostik und Forschung) 369 Radiojodtest 374ff. Radionuklid 19

Radium 20ff., 329, 832ff. —emanation 335 •—-punktur 335 Radon 333, 335 Rahmenmaschinen 159 Rapidentwickler 144 Raster 182 —bestrahlung 325 Radiosystem 165 Raumbeleuchtung (Dunkelraum) 156 Raumdosis 314 Raumladung 47 Rauschen 125, 171 —-, optisches 171 Reaktion, Strahlen- 276 Reflexion 100, 110 Regeltransformator 69f. Regenerationslösung 147 Reichweite von Strahlen 101 Reif keime 132 Reizmahlzeit 240 Relais, elektrisches 7 rem 31 Renovasographie 248f. rep 31 Resonanz 362 Resonanzfluoreszenz 54 Reparation (von Strahlenwirkungen) 281 Rhenium 50 RIHSA 382 Rippenkühlung 53 Röhrengehäuse (-haube) 54f. •—leistung 50 —Spannung 46, 70 —ström 46, 67, 69, 71 Röntgenaufnahmen, Benennung 200 —, Bezeichnung 200 Röntgengenerator (-apparat) 59 ff. —bild, Abschwächung 155 Verstärker 122 , Verstärkung 154 „Röntgen"-Einheit 29 —einrichtung 89 —fernsehen 126 —filme 137 Röntgengeneratoren 59 —gerate 88 —kaustik 277 —kinematographie 230 —papier 139 —Photographie 131 —quanten 11 —röhre 43 , Halterung 89

Sachregister Röntgengeneratoren, Kühlung 53 , Oberflächentherapie 56 , Therapie 56 , ultraharte Strahlen 85 —Spektralanalyse 110 —strahlen 43, 100 , Durchgang durch Materie 100 —strahier 43 •—Strahlung, Qualität 107 —wert 76, 316 messer 76 Rollenmaschinen 160 Rotationsbestrahlung 321 Rotbeleuchtung 156 —licht 356 Rotor 9f. Rückheizung 45 Rückkopplungsschaltung 365 Rückzündung 45 Runzeln 169 SABATiER-Effekt 168

Sättigungsspannung 47 Säuglingen, Aufnahme von — 94, 254ff. sagittal 200 Sauerstoffüberdruckkammer 346 Scanner 370 Schachtverhältnis 184 S c h ä f e r - W i T T E - R o h r 57

Schaltplatzwähler 69 Schaltröhre 46 Schaltschütz 7 Schalttische 68 — für Diagnostik 68 — für Therapie 75 Schattenkrankheiten 360 Schaukasten 188 Schaumgummi zur Lagerung 199 Scheitelspannung 50, 63, 107 Scheitelwert (elektrischer Wechselstrom) 9 Schicht, durchstrahlte, Dicke der —105 —, photographische 131 —• und Schwächung 107 —aufnahmen, Lunge 210 , Nieren 243 —tiefe 208 —Untersuchung 205 Schilddrüsenerkrankungen 337, 374ff. — Diagnostik 374ff. ScHiLLiNG-Test 3 8 3

Schirmbildgeräte 217 —photographie 217 Schleier, dichroitische (mehrfarbige) 168 —bildung 167

397

Schlitzblende 117 Schmelzsicherung 5 ScHMiDTsche Platte 218 Schnellfixierbad 150 ScHOENsche Brücke 94 Schrägprojektion 174 Schuppenflechte 360 Schütz s. Schaltschütz Schutzkleidung 292 —maßnahmen 283, 289 f. , Überwachung 296, 306ff. —Schicht 137, 140 —Stoffe 291 Schwächung 101 ff. —, Filterwirkung 108 Schwächungsfilter 109, 318 Schwächungsunterschied 104ff. Schwärzung 133ff. —, Abstufung der 179 —skurve 136 —srelief 170 ScHWARzscHiLDsch.es Gesetz 133 — Exponent 133 Schwellenwert 135 Schweranodenröhre 53 Schwimmbadreaktor 24 Schwingung, elektromagnetische, s. Wellen Schwingungen, gedämpfte und ungedämpfte 365 Schwingungsfrequenz 9 —kreis, elektrischer 362 —periode 9 Sechspuls-Generator 64 Sekundärelektronen 44f., 55, 101 —Strahlung 101 Selektivität von Rastern 183 Selen 61, 361 — radioaktives 382 —sperrschichtgleichrichter 61 Senkrechtstrahl 172 Sensitometrie 134 Serienaufnahmegerät 226 Serienaufnahmen 226 Sialographie 238 Sicherung 5 Sicherheitsfilm 137 Siebbestrahlung 325 Signal-Rausch-Verhältnis 171 Silber 131 —rückgewinnung 152 Siliziumgleichrichter 62 Simultanschichtverfahren 213 Sinographie 250 Soforterythem 277

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Sachregister

Solarisation 136 Sonnenlicht 354 Spannung 46, 64, 107, 193 —, elektrische 2f. Spannungsregulierung 70 —transformation 8, s. auch Transformator Speicheldrüsenuntersuchung 238 Spektrum 12f., 48, 355 —, Betastrahlen 25 —, kontinuierliches 48, 354 Sperrschichtgleichrichter 61 Spezialfolie 143 Spezialgeräte, Bildverstärke/122 Spezialtische 92 —Untersuchungen 202 Spickmethode 336, 340 Spiegelobjektive 218 Splenoportographie 249 Spulenfeldmethode 347 Stative 89 Stator 9 Status-X 259 Stereoaufnahmen 204f. Steuergitter 45 Stielstrahlung 55 Stoffwechseluntersuchungen mit radioaktiven Isotopen 369 f. Stoßionisation 39 Strahlen, Eigenschaften energiereicher lOOff. — harte 107, 315 ff. —, mittelharte 107, 315ff. —, sehr harte 83, 107, 840 —, überweiche 107 —, ultraharte 83ff., 107, 340ff. —, — Verträglichkeit 340 —, weiche 107, 315, 329ff. —arten 315 Strahlenbelastung 115f., 311f. —bündel 170 —dermatitis 277 —dosis 27 —empfindlichkeit 270 —erzeugung 43ff„ 83ff. , Generatoren (Apparate) 59, 83 —exposition, berufliche 288 , natürliche 285 , des Patienten in der Röntgendiagnostik 311 f. , zivilisatorische 285ff. —feldmethode 367 —fibröse 279 —gang 200

Strahlengefährdung 283ff. —intoxikation 275 —kater 275 —krankheit 273 —Krebs 278 —Pneumonitis 279 —qualität 107 —reaktion 276 Strahlenrest 100, 103 —schaden 277 ff. , genetischer 280 , somatischer 275 , Augenlinse 280 , Brustdrüse 280 , Haut 277 , innere Organe 279 , Knochen 279 f. , Keimdrüsen 280 , Therapie 277 f. —schütz 23f., 55, 28Sff., 289 — —, chemischer 289 f. , physikalischer 290 , Verordnung 305 —sensibilität 270 —Syndrom, akutes 272 —therapie 313 , Indikation 346 f. —ulkus 278 Strahlung, charakteristische 48, 54, 103 — extrafokale 55 —, monochromatische 105 —srelief 170 Stratigraphie s. Schichtuntersuchung Streuabsorption 102 —erweichung 102 Schleier 167, 179

—strahlen, Verminderung 180 ff. — —, strahlenraster 182 ff. unscharfe 177 —Strahlung 102, 177, 180 Streuung 102 —, klassische 102 Streuzusatzdosis 314 Strichfokus 50 Strom, elektrischer 2 —kreis, elektrischer 5 —stärke, elektrische 2 —Stärkenregulierung 71 —Unfälle 6 —wärme 5, 362 Strontium, radioaktives 287f., 338, 374, 384 Stützwand 113 Substanzen, radioaktive 19, 299, 332, 369ff.

Sachregister Substraktionsverfahren 191 Sulfhydrilgruppen 269, 289 Synchronisationstherapie 346 Synchro - Zyklotron 87, 344 System, periodisches 16 f. Szintigraphie 371 ff. Szintillationskamera 373 Szintillationszähler 40, 370 ff. Tageslicht-Kassettensystem 164 Tankanlage 158 Tantal, radioaktives 339 Taschendosimeter 39, 308 Technikformat 218 Technetium, radioaktives 374 Teilunschärfen 176 f. Teleangiektasie 278 Telecurietherapie 335, 341 Tele-Einrichtung 113 Telegammatherapie 335, 341 Temperaturstrahler 354 Tertiärelektronen 101 Therapie, Generatoren 65 —, Röhren 55 f. —, -Schaltisch 75 —, -Strahlenqualität 107 Thermographie 361 Thermoluminiszenzdosimeter228, 309 Thermostat 148 THOBÄus-Filter 108, 318 Thorium 21, 333 — X 333 — als Kontrastmittel 232 — -Lack 333 Thulium, radioaktives 387 Thyratron 71 Tiefenblende 181 —dosis 314 , tabellen 316, 326 , prozentuale 314 , relative 314 —therapie 315ff. , -Geräte 92 Tische, Behandlungs- 94 —, Untersuchungs- 92 Thyristor 71 Toleranzdosis 283 Tomographie s. Schichtuntersuchung Tracer 369 Trägerschicht 111, 137, 140 Transformator 8, 59, 67 Translation 321 —swinkel 324 Transparenz 133 Transurane 15

399

Trochoskopie 114, 237 Trockenarbeitsplatz (Dunkelraum) 158 Trockenschrank 153 Trocknen 153, 160 Tubus 94, 180, 300, 310ff., 319, 329f. Tuberkulose 359 Tubusblende 180 Überbelichtung 136 Überempfindlichkeit gegen Kontrastmittel 232f. Überlastungsschutz 49, 77 ff. Übersetzungsverhältnis (Transformator) 8 Überwachungsbereich 306 Ultraharte Strahlen 83, 340 —hochfrequenztherapie 365 —kurzwellentherapie 365 Ultraviolett-Licht, s. auch UV 357 f. Ultravitalux 356 Umgebungshelligkeit 187 —Strahlung 285 Umlaufkühlung 53 Unfallverhütungsvorschriften 294 ff. Universalfolien 143 Unscharfe 141 f., 176ff. —, geometrische 49, 176f. —, photographische 141, 177 Unterbelichtung 135 Unterbrecherbad 150 Untersuchungsgeräte 88 ff. Untersuchungstische 92 f. Untertischdurchleuchtung 114 Uran 19f., 21 —meiler s. Kernreaktor —Spaltung 23 UV-Erythem 357 Licht 357 —, antirachitische Wirkung 358 —, bakterizide Wirkung 359 Vasographie 244ff. Venographie 249 Venographie, lieno-portale 249 4-Ventilapparat s. Zweipulsgenerator 6-Ventilapparat s. Sechspulsgenerator Ventrikulographie 251 Verdopplungsdosis 284 Verdunkelungseinrichtung 156 ff. Vergrößerungsaufnahmen 203 —faktor 173 —technik 203 Verschiebungsstrom 366 Verstärkereffekt 270 —folien 111,189ff., 192, 197f.

400

Sachregister

Verstärkung 154 Verstärkungsfaktor 141 f., 197 Verteilung der Strahlen 318ff. Verwischung eindimensional 211 — mehrdimensional 211 Verzeichnung 171,175 Victoreen-Dosimeter 38 Vidicon-Kamera 128 f. ViLLABD-Effekt 168 —Schaltung 66 Vollautomatik 78 Vollweggleichrichtung 63 Vollwellengenerator 63 Volt (V) 2, 4 Vorderfolie^l40 Wärme 45 —äquivalent, elektronisches 5 WässerungsdauerJ153 Wasserkühlung 53 WATKINS-Faktor 148 Watt (W) 5 —Sekunde (Ws) 4 WEBEB-FECHNERsches Gesetz 188 Wechselstrom 8 —generator 10 Weichstrahlröhre 58/331 —technik 53, 193, 262ff. Weichteilaufnahmen[262ff. Wellen, elektromagnetische 11 ff., lOOff., 354f. , Spektrum 12f. •—länge 11,104 f. —, effektive 48 WENTZLIK-Kassette 226, 247 Widerstand, elektrischer 2, 3 Wirbelsäulenganzaufnahme 98, 197

Wirksamkeit, relative biologische (EWB) 31, 270 Wirkung, biologische 28, 269 ff. —, chemische 27, 270 Wirkung des UV-Lichts, antirachitische 358 , bakterizide 359 , biologische 357 f. WiTKA-Schaltung 66 Wolfram 44, 50, 53 —Viellinienraster 184 X-Einheit X V Xeroradiographie 268 X-Strahlen 43 Yttrium, radioaktives 338 Zahnaufnahmen 257ff. Zahnspiegel 258 Zeichen(Bild)-schärfe 176ff. Zeitentwickler 145 Zeitentwicklung 149 —sensitometrie 135 Zentralstrahl 88, 94, 172, 174 —, Einstellung des 199 Zerfallskurve 342 —reihe 21 Zerstrahlung der Materie 102 Zielgeräte 115 f. Zinn 107 Zisternographie 251 Zweiknopfautomatik 77 Zweipuls-Generator 63 Zwischenfälle bei Kontrastmitteluntersuchungen 232 f. Zwölfpuls-Generator 64 Zyklotron 87

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Inhalt: W a s heißt „ D e p r e s s i o n " ? —

Die Depressionen und der praktische

Arzt — Erkennung und Verkennung von Depressionen — Die Verantwortung des praktischen Arztes — A m b u l a n t e oder klinische Behandlung? — D e r Selbstmord und seine Verhinderung — Z u r Einweisung in das psychiatrische Fachkrankenhaus —

System, Diagnose und Differentialdiagnose der Depressionen

Depressive Verstimmungen des normalen Seelenlebens —

Depressionen als

abnorme Varianten der Persönlichkeit und ihrerReaktionen — Zwischengruppe: Erschöpfungsdepressionen,endoreaktive Dysthymie—Endogen-psychotische Depressionen —

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begründbare

Depressionen. Hirnorganische

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symptomatische Depressionen — Z u s a m m e n f a s s u n g des depressiven Syndroms Therapie der Depressionen — D e r Gesamtbehandlungsplan — einschließlich Umgebungstherapie — Somatische Therapie —

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Literaturhinweise

Werk-Verlag Dr. Edmund Banaschewski 8032 München-Gräfelfing

Friedrich Schäfer

Strahlenschäden des Menschen durch Kernwaffen Eine Einführung für die praktische Medizin

46 Seiten, 13 Abbildungen, 8 Tabellen, Literaturverzeichnis, kart., D M 10,— Inhalt: E i n i g e G r u n d b e g r i f f e z u r Ä t i o l o g i e — Sichtbare Erscheinungen bei der Atomdetonation — Die drei Energieformen — Die drei Verletzungsarten— Die Reichweiten — D i e K e r n s t r a h l u n g — Die verschiedenen Strahlenarten — Die zwei Phasen der sogenannten Kernstrahlung — Die Anfangsstrahlung — Die Rückstandsstrahlung — Die neutronen-induzierte Gamma-Strahlung — Der radioaktive Niederschlag — S c h ä d i g u n g e n durch K e r n s t r a h l e n —Allgemeine Übersicht — Somatische Schäden — Genetische Schäden — Drei besonders wichtige Strahlenschäden — D i e S t r a h l e n k r a n k h e i t — Z u r Symptomatik—Mögliche Verlaufsformen — Die subklinische Form — Die akute Form — Die hyperakute Form — Die foudroyante Form — Z u r Prognose — Die Diagnose — Die ärztliche Sichtung — Die Therapie — D i e K o n t a m i n a t i o n s s c h ä d e n d e r H a u t — Z u r Entstehung — Das klinische Bild — Die Prophylaxe — Z u r Therapie — D i e S t r a h l e n s c h ä d e n nach I n k o r p o r a t i o n — Die W e g e der Radionuklide im menschlichen Körper — Atmungsorgane — Verdauungsorgane — Kritische Organe — A u s s c h e i d u n g — Die Radionuklide des Niederschlages — Die Symptomatik— Z u r Diagnose — Z u r Therapie — Die Prophylaxe — Menschenverluste bei n u k l e a r e n K a t a s t r o p h e n — Hiroshima — Nagasaki — BikiniAtoll — Ergebnisse einer amerikanischen Planungsanalyse —

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Walter de Gruyter Berlin-New York M a m m a - D i a g n o s t i k im Röntgenbild Ein Atlas für die Praxis mit histologischen Schnitten Unter Mitarb. von Friedrich Stein Mit 239 Abb. Quart. VIII, 148 S. 1968. Lw. DM 118 — ISBN 311 0008181

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