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Röntgen

Bild:Disambig-dark.svg Weitere Bedeutungen werden unter Röntgen (Begriffsklärung) aufgeführt}}}.

Bild:Röntgengerät historisch.jpg Das Wort Röntgen (nach dem Physiker Wilhelm Conrad Röntgen) steht für

  • den Prozess des Durchstrahlens eines Körpers mit Röntgenstrahlen unter Verwendung eines Röntgenstrahlers,
  • die Darstellung der Durchdringung des Körpers, etwa mittels eines fluoreszierenden Schirms oder eines Bildverstärkers (Durchleuchtung)
  • die Aufzeichnung der Durchdringung des Körpers auf geeignetem Filmmaterial (Radiografie)
  • die Aufzeichnung der Durchdringung des Körpers mittels elektronischer Sensoren, zum Beispiel CCDs (digitale Radiografie)
  • eine nicht mehr gebräuchliche Einheit für die Ionendosis, siehe Röntgen (Einheit).

Inhaltsverzeichnis

Anwendungen

Medizin

In der Medizin dient das Röntgen zur Feststellung von Anomalien im Körper, die im Zusammenhang mit Symptomen, Zeichen und eventuell anderen Untersuchungen eine Diagnose ermöglichen (Röntgendiagnostik). Die unterschiedlich dichten Gewebe des menschlichen (oder tierischen) Körpers absorbieren die Röntgenstrahlen unterschiedlich stark, so dass man eine Abbildung des Körperinneren erreicht (Verschattung und Aufhellung). Das Verfahren wird zum Beispiel häufig bei Verdacht auf einen Knochenbruch angewendet: zeigt das Röntgenbild eine Unterbrechung der Kontinuität des Knochens, ist der Verdacht bestätigt.

Für unterschiedliche Bereiche des Körpers werden unterschiedliche „Strahlenqualitäten“ benötigt, um unterschiedlich dichte Gewebe, wie z.B. Fettgewebe oder Knochen zu durchdringen. In der Röntgendiagnostik spricht man von weicher und harter Strahlung. Ausschlaggebend ist die kV Zahl, d.h. die Spannung in Kilovolt, die der Röntgenröhre zugeführt wird. Je nach gewünschter Bildaussage, wird die Röhrenspannung zwischen 38-120 kV gewählt. Bei weicher Strahlung (ca. 40 kV ) wird viel Strahlung vom Gewebe absorbiert. Dadurch werden auch feinste Gewebeunterschiede auf dem Röntgenfilm sichtbar gemacht. Dies ist der Fall bei der Mammographie (Röntgenuntersuchung der weiblichen Brust), jedoch ist die Strahlenbelastung des durchstrahlten Gewebes dadurch relativ hoch. Einige Ärzte vermuten, daß die Entstehung von Brustkrebs durch diese Form der Vorsorgeuntersuchung begünstigt wird. Harte Strahlung (über 100 kV) durchdringt Gewebe und Materialien (Gips und sogar Bleischürzen von geringerer Dicke) wesentlich leichter. Kontrastunterschiede werden stark abgemildert, wie z.B. bei Lungenaufnahmen (120kV), bei denen sonst im Bereich der Rippen keine Beurteilung der Lungenstruktur möglich wäre.

Häufig werden dem Patienten bei oder vor der Röntgenuntersuchung Kontrastmittel verabreicht. Manche Strukturen, die sich normalerweise nicht abgrenzen lassen, können so hervorgehoben werden. Zum Teil lässt sich mit Kontrastmittel auch die Funktion eines Organsystems darstellen, so etwa in der Urografie. Je nach Fragestellung bieten sich verschiedene Substanzen und Darreichungsformen an.

In Deutschland können Patienten im Falle einer Röntgenuntersuchung vom behandelnden Arzt verlangen, Informationen wie Datum und bestrahlte Körperregion in einen Röntgenpass eintragen oder sich einen solchen Pass ausstellen zu lassen.

Deutschland nimmt beim Röntgen einen Spitzenplatz ein: etwa 1,3 Röntgenaufnahmen pro Jahr und etwa 2 mSv pro Einwohner und Jahr. Auf diese Strahlenbelastung lassen sich theoretisch 1,5% der jährlichen Krebsfälle zurückführen.<ref>de Gonzalez und Berry, Lancet 2004; 363: 345-51</ref>

Unter welchen Voraussetzungen ein Arzt für Hautschäden wegen einer röntgenärztlichen Untersuchung haftet, ist Gegenstand einer Entscheidung des Oberlandesgerichts Jena.

Materialprüfung

Weitere Anwendungen findet man beim Röntgen in der Werkstoffprüfung. Durch Röntgen kann man im Verlauf der Durchstrahlungsprüfung Objekte auf Risse und Hohlräume im Innern untersuchen.

Qualitätssicherung

Immer häufiger verlangen große Handelsketten von den Nahrungsmittelherstellern eine bessere Detektion von Fremdkörpern zur Erhöhung der Produktqualität. Nachdem der Metalldetektor in den letzten Jahren das Mittel der Wahl war, kommen jetzt immer häufiger Röntgensysteme zum Einsatz. Diese Röntgensysteme bestehen zum einen aus dem bekannten Röntgensystem (Röhre/Kollimator und Empfänger) sowie aus einer weitentwickelten computergestützten Bildverarbeitung mit Aussteuergerät. Das heißt, das Röntgenbild des jeweiligen Nahrungsmittels wird hinsichtlich möglicher Verunreinigungen (Kontaminationen) mittels spezieller Computerprogramme untersucht. Sollte die Röntgenbildanalyse ergeben, dass ein Nahrungsmittel verunreinigt ist, so wird dem angeschlossenen Aussteuergerät umgehend mitgeteilt, dass dieses Nahrungsmittel auszusteuern ist. Es landet im Abfallbehälter.

Allerdings sind gerade zu Beginn des Einsatzes solcher Röntgensysteme in der Nahrungsmittelindustrie Hürden zu überwinden. Die Angst vor einer Belastung durch mögliche Strahlung ist oft groß und bedarf einer Aufklärung. Abgesehen von Röntgensystemen, die Nahrungsmittel bestrahlen, um sie haltbarer zu machen, ist die Röntgenuntersuchung hinsichtlich möglicher Kontaminationen absolut ohne jegliche Wirkung auf das Nahrungsmittel selbst. Das Röntgen hat hier weder eine haltbarmachende noch eine zerstörende Wirkung. Was bleibt, ist die Sicherheit des Röntgensystems für den Anwender. Da Röntgen in Deutschland gemäß der Verordnung über den Schutz vor Schäden durch Röntgenstrahlen genehmigungspflichtig ist, sind die Hürden für mögliche Verletzungen sehr hoch. Letzten Endes hängt die jeweilige Sicherheit von dem Betreiber selbst und dem erworbenen System ab. Vergessen sollte man jedoch nicht, dass das medizinische Röntgen und Flugreisen (in normaler Höhe) temporär weit größere Belastungen mit sich bringen, als es bei einem Röntgensystem zur Qualitätssicherung der Fall ist. Wer sich in feuchten Kellern von Häusern oder in Wasserwerken aufhält, bekommt in der Regel höhere Ausschläge auf dem Messgerät (Dosimeter) als vor dem eingeschaltetem Röntgensystem. Sie kommt aus dem Erdboden wie auch aus dem Weltraum zu uns und wird mitgemessen.

Als Letztes ein paar Worte zum Detektionsvermögen. Ein Röntgensystem kann metallische und nichtmetallische Kontaminationen detektieren, jedoch nicht alle. Röntgen ist zum heutigen Zeitpunkt (2005) die einzige Möglichkeit, um möglichst viele und unterschiedliche kleine Kontaminationen in Nahrungsmittel erkennen zu können. Die Annahme, das Produkt sei nach der Untersuchung zu 100% kontaminationsfrei, ist jedoch falsch. Sicher ist, dass in den kommenden Jahren mittels besserer Technik das Detektionsvermögen noch weiter gesteigert werden kann. Man wird aber nie alles finden können. Das hängt in erster Linie damit zusammen, dass je näher die „Röntgeneffekte“ von Kontaminationen und dem eigentlichen Produkt zusammenliegen, es dem bildverarbeitenden System auch um so schwerer fällt, zwischen beiden zu unterscheiden. In der sogenannten Hounsfield-Skala sind Röntgeneffekte unterschiedlichster Materialien aufgelistet. Je näher sich die jeweiligen Materialien in dieser Liste sind, um so schlechter vermag ein Röntgendetektor sie zu unterscheiden (Beispiel: Fleisch und Fett). Ist hingegen der Unterschied groß, wie z.B. zwischen einem Käsestück (verpackt oder unverpackt) und einem kleinen Stein oder Eisen- oder Aluminiumstück, so fällt es dem Röntgendetektor besonders leicht, die Verunreinigungen im Käse zu erkennen und auszusortieren.

Archäologie

Bild:Portable x-ray device.jpg In der Archäologie wird die Radiografie beispielsweise genutzt zum Durchleuchten von Mumien, deren Bandagierung nicht zerstört werden soll.

Maltechnik

Kurt Wehlte setzte erstmals die Röntgentechnik ein, um die verschiedenen Schichten des Bildaufbaus bei Gemälden sichtbar zu machen. Er gründete in Berlin die Röntgenbildstelle für Gemäldeuntersuchung.

Astronomie

Im Januar 2003 gelang amerikanischen und japanischen Astronomen erstmals das Röntgen der Gashülle des Saturnmondes Titan. Möglich wurde diese Aufnahme durch den ersten Titan-Transit des Krebsnebels seit Beginn der Beobachtung; die nächste Konjunktion dieser Art wird im Jahr 2267 erwartet.

Strukturanalyse

Indem man die Beugung von Röntgenstrahlen beim Durchtritt durch eine Substanzprobe misst, lässt sich die Kristallstruktur von Substanzen aufklären. Moleküle können so visualisiert werden. Bei biologischen Molekülen wie DNA, RNA und Proteinen lässt die Struktur Schlüsse auf die Funktion zu, daher greifen Molekularbiologen besonders oft auf die Röntgen-Strukturanalyse zurück. Die einzelnen Vorgänge bei diesem Verfahren werden in den Artikeln Kristallografie und Kristallstrukturanalyse erläutert.

Röntgenabsorption

Neben der Röntgenbeugung wird auch die Röntgenabsorptionsspektroskopie als Verfahren zur Strukturaufklärung verwendet. Die Methode ist nicht auf kristalline Proben beschränkt, allerdings ist sie nur für die Aufklärung von Nahstrukturen geeignet. Insbesondere im Bereich biologischer Proben wird die Röntgenabsorptionsspektroskopie zunehmend zur gezielten Aufklärung aktiver Zentren von Enzymen verwendet.

Bildgebung

Um das Röntgenbild sichtbar zu machen gibt es folgende Möglichkeiten:

Bildergalerie

Historische Aufnahme einer Hand mit Ring (Röntgen, 23. Januar 1896)

Röntgenbild eines gebrochenen Unterarms mit Marknagel in der Elle

Röntgenbild einer Fersentrümmerfraktur mit Verplattung

Röntgenbild einer Radiustrümmerfraktur mit Verplattung und Fixateur externe

Eine moderne Aufnahme einer linken Hand mit 6 Fingern (Polydaktylie)

Röntgenbild eines männlichen Schädels

Röntgen der Kiefer beim Zahnarzt

Röntgenbild eines Thorax mit Bronchialkarzinom

Kieferbereich mit sehr gut sichtbaren Zahnbehandlungen, männlich

Sprunggelenk

Siehe auch

Quellen

<references/>

Literatur

  • E. C. Petri: Der Röntgenfilm. Eigenschaften und Verarbeitung. Halle: Fotokino 1960

Weblinks

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