Was ist ein Röntgengerät?

Röntgengeräte, auch Radiographiegeräte genannt, sind medizinische Geräte zur Erzeugung kontrollierter elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Röntgenstrahlen. Diese hochdurchdringenden Strahlungsformen ermöglichen die nichtinvasive Darstellung innerer Körperstrukturen. Röntgengeräte spielen eine entscheidende Rolle in der medizinischen Diagnostik und liefern dem medizinischen Fachpersonal wertvolle Informationen für die ordnungsgemäße Patientenversorgung. Hier ist ein allgemeiner Überblick über die Funktionsweise eines Röntgengeräts:

Röntgenerzeugung:

1. Elektronen werden aus einem erhitzten Kathodenfaden erzeugt und durch elektrostatische Fokussierungskomponenten zu einem Strahl fokussiert.

2. Der Elektronenstrahl trifft mit präziser Energie auf ein metallisches Zielmaterial namens Anode oder manchmal auch als Röntgenröhre bezeichnet.

3. Beim Aufprall werden die Hochgeschwindigkeitselektronen im Strahl im Anodenmaterial abrupt abgebremst. Diese plötzliche Kollision erzeugt zwei Arten von Strahlung:

a. Wärmeenergie: Es trägt als Wärme zum größten Teil des Energieverlusts bei, ist jedoch nicht für die Erzeugung von Röntgenstrahlen geeignet.

b. Elektromagnetische Strahlung: Nur etwa 1 % der Energie des Elektronenstrahls wird durch die Wechselwirkung mit den Atomen im Anodentarget tatsächlich in Röntgenstrahlen umgewandelt. Dies führt zur Emission von Röntgenphotonen .

Röntgenfiltration:

- Da der Röntgenstrahl erzeugt wird, enthält er typischerweise unerwünschte Röntgenstrahlen niedrigerer Energie und Bremsstrahlung, die die Bildqualität beeinträchtigen können. Um dies zu verhindern, filtert ein erster Filtermechanismus vor dem Austrittsfenster diese schädlichen Wellenlängen heraus, um ein schmales Spektrum klinisch nützlicher Röntgenstrahlen zu gewährleisten.

Kollimation:

- Bevor der Röntgenstrahl dem Patienten ausgesetzt wird, wird er durch einen Prozess namens Kollimation präzise geformt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Strahlung kontrolliert auf bestimmte Körperregionen gerichtet wird, um eine unnötige Belastung anderer Bereiche zu minimieren. Kollimatoren bestehen aus Bleibarrieren, Formöffnungen und Blenden zur Begrenzung und Ausrichtung des Röntgenstrahls.

Patientenexposition:

- Mit sorgfältiger Ausrichtung und Vorbereitung wird der Patient zwischen der Röntgenquelle und einem Detektor (z. B. einer Kassette mit röntgenempfindlichem Film oder einem digitalen Detektor) positioniert und trägt Schutzkleidung für nicht exponierte Bereiche.

Röntgenaufnahme und Bilderzeugung:

- Im Inneren des Detektors (Film oder Digitalpanel) interagiert der gezielte Röntgenstrahl mit speziellen Materialien wie Silberhalogenidkristallen (im Fall von Röntgenfilmen) oder Detektoren, die Röntgenphotonen durch Prozesse wie z. B. in elektronische Signale umwandeln wie photoelektrische Absorption und Fluoreszenz.

- In digitalen Systemen werden Bilder sofort in Pixel umgewandelt, um sie später auf Computern anzuzeigen, zu bearbeiten und zu speichern. Herkömmliche filmbasierte Systeme verwenden Röntgenfilme, die mehr Schritte erfordern, bis endgültige Bilder verfügbar sind.

Abschirmungs- und Sicherheitsfunktionen:

- Röntgengeräte sind in Schutzwänden (normalerweise aus Blei) oder Schränken eingeschlossen, um das Austreten unerwünschter Strahlung zu verhindern. Durch die Abschirmung wird das Risiko einer möglichen Strahlenexposition für Patienten und medizinisches Personal verringert, die sich keiner Röntgenuntersuchung unterziehen.