- Röntgengerät: Bilder aus dem Innern des menschlichen Körpers
- Röntgengerät: Bilder aus dem Innern des menschlichen KörpersRöntgengeräte sind ein unerlässliches Hilfsmittel der heutigen Medizin. Die bekannteste Anwendung liegt in der Röntgendiagnostik, bei der Abbildungen des Körperinneren erzeugt werden. Bewegte Vorgänge im Körper werden mit einer Durchleuchtung sichtbar gemacht. Neben der Diagnostik werden Röntgenstrahlen auch für therapeutische Zwecke benutzt, z.B. um bösartige Zellen im Körper (Tumore, Krebs) zu zerstören. Röntgenstrahlung ist radioaktive elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge λ ≈ 100-0,03 10-12 m und entspricht einer Strahlungsenergie E ≈ 12-400 keV (103 Elektronenvolt).Die RöntgenröhreKernstück eines Röngtenapparates ist die Röntgenröhre, in der die Röntgenstrahlung erzeugt wird. Sie besteht aus einem luftleeren Glaskolben mit einer Glühkathode (negativer Pol) und einer durch einen Motor drehbaren Anode (positiver Pol) mit Wasserkühlung. Zwischen den beiden Polen wird eine Beschleunigungsspannung U 12- 400 kV angelegt. Die heiße Glühkathode sendet Elektronen aus, die von einem nachfolgenden Zylinder gebündelt und in Richtung der positiven Anode beschleunigt werden. Die Elektronen werden beim Auftreffen auf die Anode gebremst und wandeln einen Teil ihrer Bewegungsenergie in den Atomen der Anode in Röntgenstrahlung um. Die maximale Energie der Röntgenstrahlung ist proportional zur Beschleunigungsspannung der Elektronen und umgekehrt proportional zur Wellenlänge der Strahlung. Da beim Auftreffen der Elektronen auf die Anode auch Wärme entsteht, wird diese mit Wasser von innen gekühlt. Zur gleichmäßigen Abnutzung wird die Anode mithilfe eines Motors gedreht.Das bekannteste Verfahren der Röntgendiagnostik ist eine momentane Röntgenaufnahme auf einem fotografischen Film. Der dazu benötigte Röntgenapparatbesteht aus einer Röntgenröhre, deren Stromversorgung und Hochspannungstransformator, einem Aufnahmetisch, einer Filmkassette, einem Rechner und einer separaten abgeschirmten Kammer mit Bleiglasfenster.Das zu untersuchende Körperteil befindet sich auf dem Aufnahmetisch zwischen der Röntgenröhre und der Filmkassette. Die Röntgenstrahlung durchdringt den Körper und wird von diesem proportional zu seiner Dichte absorbiert, d. h. geschwächt. Für die Absorption der Röntgenstrahlung im Körper sind der Foto- und der Comptoneffekt verantwortlich. Beim Fotoeffekt wird die gesamte Energie eines Röntgenphotons (kleinstes Teilchen einer Strahlung) an ein Elektron übertragen und dieses aus seinem Atom gelöst. Beim Comptoneffekt wird nur ein Teil der Energie an Elektronen übertragen und das Röntgenphoton geschwächt und abgelenkt. Die verbleibende Röntgenstrahlung wird zur Schwärzung eines fotografischen Materials genutzt. Auf diese Weise können auf einem Film Körperteile verschiedener Dichte dargestellt werden. Hierbei werden Körperteile größerer Dichte, wie z. B. Knochen, heller dargestellt. Beim Magen, Darm oder den Blutgefäßen wird ein Kontrastmittel verabreicht, damit das entsprechende Organ eine andere Dichte als das es umgebende Gewebe aufweist.Die Filmkassette enthält den Film und eine darüber liegende Verstärkerfolie, in deren Leuchtstoffschicht ein großer Teil der Röntgenstrahlung in sichtbares Licht umgewandelt wird. Dadurch kann die Intensität der Röntgenstrahlung verringert werden. Die separate Kammer mit einem Bleiglasfenster enthält die zur Steuerung notwendigen Bedienungselemente und dient zum Schutz des Personals während der Aufnahme. Moderne Anlagen benutzen anstatt des Films CCD-Kameras (CCD = charge coupled device), die die Strahlung punktweise in elektronische Signale umwandeln und über einen Rechner auswerten.Röntgenstrahlung ist radioaktiv, d. h., sie wirkt ionisierend. Ionisation bezeichnet das Abtrennen von Elektronen an einem Atom. Das absorbierende Gewebe wird dadurch in seiner chemischen Struktur verändert. Eine biologische Veränderung des Erbgutes ist die mögliche Folge, wodurch Krebs ausgelöst werden kann. Die Gefährlichkeit der Strahlung wird in der Äquivalentdosis gemessen (Einheit: Sievert Sv). Bei einer Röntgenaufnahme nimmt der Körper je nach Verfahren 0,5 bis 2 mSv auf. Zum Vergleich: Die Belastung durch natürlich vorkommende Radioaktivität beträgt rund 1 mSv pro Jahr. Eine Ganzkörperdosis von 4000 mSv wäre nach kurzer Zeit tödlich. Da die Strahlung einer Röntgenröhre sehr stark ist, werden bei Aufnahmen die nicht bestrahlten Körperteile durch Blei abgeschirmt. Eine 1 mm dicke Bleiplatte reduziert die Belastung einer 100 kV Röhre auf 0,4 %. Um die Belastung des Körpers weiter zu senken, versucht man die Strahlendosis durch geeignete Aufnahmeverfahren (z. B. Verstärkerfolien) zu verringern.
Universal-Lexikon. 2012.
