Radiologie (Fach) / VMF 2018 (Lektion)

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Fragen zu den Vorlesungen im Fach Radiologie der VMF Leipzig 2018

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  • 9. Hilfseinrichtungen Erklären Sie: > Parallelraster > fokussierendes Raster > Rasterkassette > Bucky-Raster > Parallelraster:- Lamellen absolut parallel- entspricht nicht der divergierenden Strahlung der Punktquelle > fokussierendes Raster:- Lamellen divergieren entsprechend der Winkelung der Punktquelle > Rasterkassette:- Raster kann zw. RÖ-Strahl und Folie eingelegt werden- v.a. bei mobilen Geräten > Bucky-Raster:- Raster ist fest eingebaut und beweglich- dadurch keine sichtbaren Rasterlinien in Aufnahme
  • 24. Strahlenbiologie Was ist "Verdoppler-Dosis" ? die Dosis, die das spontane Risiko an Krebs zu erkranken verdoppelt spontanes Risiko beim Mensch: 10% pro Sv Belastung steigt das Risiko für einen Tumor um 5% an
  • 24. Strahlenbiologie Was bedeutet "Strahlen-Kanzerogene" ? Bestrahlung am Tier kann auch zum Tumorwachstum führen
  • 24. Strahlenbiologie Nach massiver Strahlenbelastung ist das Risiko für einen soliden Tumor oder für Leukämie höher? Leukämie
  • 24. Strahlenbiologie Wie erfolgte Dosimetrie bei den Überlebenden der Atombomenanschläge in Japan? zur Ermittlungder Strahlenbelastung nahm man Sauerstoff-Radikale die bei der Bestrahlung entstehen, diese reichern sich in den Zähnen an und können ermittelt werden
  • 25. Strahlentherapie Bestrahlungsziele mit Dosen (3 Ziele, in Gray) kurative Bestrahlung: 50 Gy(= vollst. Zerstörung des Tumors) palliative Bestrahlung: 30 Gy(= Wachstum aufhalten) Schmerzbestrahlung: 6 Gy
  • 25. Strahlentherapie Tumoren der Maulhöhle. Bestrahlung und Erfolg der Bestrahlung Plattenepithelkarzinom: adjuvante Bestrahlung (= zusätzlich, würdeallein nix bringen), Überlebenszeit 9-15 Monate Fibrosarkom: adjuvante Bestrahlung, Überlebenszeit 6 Monate orales Melanom: palliative Bestrahlung, Tumorrückgang bei 50% der Patienten acanthomatöse Epulis: kurative Bestrahlung (komplette Zerstörung)
  • 25. Strahlentherapie Definition: Teletherapie hochenergetische RÖ-Strahlung percutan auf Tumorgewebe
  • 25. Strahlentherapie Definition: Brachytherapie Radionukleotide (beta-Strahler) strahlen direkt vor Ort und werden mittels Hilfsmittel eingesetzt (zB. Strahler hinterm Auge)
  • 25. Strahlentherapie Definition: PDT photodynamische Therapie:Photosensibilisator (= Stoff der Gewebe für UV-Bestrahlung angreifbar macht), anschließende UV-Bestrahlung Vorteil: keine RÖ-Strahlung
  • 25. Strahlentherapie Definition: IORT intra-operative Bestrahlung mit RÖ-Strahlen
  • 25. Strahlentherapie Definition: Partikeltherapie Protonen oder Kohlenstoffione
  • 25. Strahlentherapie Definition: Radionuklid-Therapie Injektion spezifischer Radionuklide in Gelenke etc., reichern sich im Zielgewebe an zB. Jod bei Schilddrüsenkarzinom
  • 25. Strahlentherapie Ordnen von Strahlung + Tiefenwirksamkeit von OF zu tief: Protonen RÖ-Strahlung (22 Mev) RÖ-Strahlung (200 kv) Cobalt-60 Cobalt-60RÖ-Strahlung (200 kv)RÖ-Strahlung (22 Mev)Protonen (fast 15 cm tief, sehr selektiv)
  • 25. Strahlentherapie Beschreiben Sie den Ablauf einer Tumortherapie. 1. Identifizierung des Tumors 2. Staging (Tumorklassifikation = Lymphknotengröße + Streuung)3. Lokalisation (via CT/MRT)4. Wahl des Verfahrens5. Bestrahlungsplan (weil fraktionierte Bestrahlung)6. Verifizierung7. Bestrahlung8. Überprüfung
  • 25. Strahlentherapie Schätzen Sie das Überleben menschlicher Zellen nach Bestrahlung ein: a) Überlebenschance menschlicher Zellen nach alpha-Bestrahlung größer als nach RÖ-Bestrahlung b) Überlebenschance menschlicher Zellen nach RÖ-Bestrahlung größer als nach alpha-Bestrahlung b
  • 25. Strahlentherapie Funktion des Kollimators bei Linearbeschleunigung die Ausrichtung der Strahlung nach Form des Tumors ("Schablone)
  • 25. Strahlentherapie Unterschied HDR + LDR bei Brachytherapie. Welche Radionukleotide werden zur Brachytherapie verwendet? HDR = hohe Dosisleitung- Einbringen radioaktiver Quellen ("Afterloading")- Exposition nur kurz (Nasensonde mit Co-60 wird lokal + kurz benutzt) LDR = niedrige Dosisleistung- Einbringen radioaktiver Quellen ("seeds)- langer Verbleib (zB. beta-Strahler hinterm Auge) > meist Cobald-60 (gamma-Strahlung)> HWZ 5 JAhre
  • 25. Strahlentherapie Prinzip der Radionuklid-Therapie Tumorbehandlung mittels organspezifischer radioaktiv-markierter Präparate meistens mit Cobalt-60 oder Jod-131 (Schilddrüsenkarzinom)
  • 25. Strahlentherapie Was ist Radiosynoviothese? direkte Nuklidgabe (beta-Strahler, idR. Yttrium) ins Gelenk zur Schmerztherapie(= gehört zur Radionuklid-Therapie)
  • 25. Strahlentherapie Prinzip von PDT Photosensibilisator wird aufgetragen, von Tumorzelle aufgenommenEnzymatische Umwandlung in ProtoporphyrinExposition mit Licht (Wellenlänge 630 nm = rot)
  • 27. Nuklearmedizinische Diagnostik Was sind "tracer" und wo lagern sie sich an? Bei welchem Verfahren nutzt man "tracer"? = radioaktiv markierte Substanzen, transportieren Radioaktivität zur Zielstruktur (die für Krankheit verantwortlich ist) + lagern sich an metabolischen Prozessen an genutzt bei Szintigraphie
  • 27. Nuklearmedizinische Diagnostik Indikation Knochenszintigraphie 1. wenn diagnostische Anästhesie nicht möglich ist- bei Fissurverdacht- bei Pferd das sich nicht spritzen lässt- wenn Lahmheit zu gering ist oder multiple Lahmheit vorliegt 2. wenn die diagnostische Anästhesie kein Ergebnis bringt
  • 27. Nuklearmedizinische Diagnostik planare Szinigraphie, was für eine Form der Bilderzeugung? Summationsbild
  • 27. Nuklearmedizinische Diagnostik Ablauf Szinitgraphie 1. Pferd bewegen2. Injektion (1 GBq / 100 kg HDP)3. Weichteilphase (dauert 20 min)4. Knochenphase (dauert 2 - 6 h)5. erst Entlassen wenn Kot, Pferd, Box nicht mehr Strahlenbelastet
  • 27. Nuklearmedizinische Diagnostik Welchen Nachteil hat die Farbszintigraphie begrenzte Anzahl an Farben, unterdrücken Vielfalt der Grauabstufungen
  • 27. Nuklearmedizinische Diagnostik Was trifft zu: Je größer die Matrix, desto a) kleiner die Pixelanzahl und kürzer die Untersuchungszeit b) größer die Pixelanzahl und länger die Untersuchungszeit c) kleiner die Pixelanzahl und länger die Untersuchungszeit d) größer die Pixelanzahl und kürzer die Untersuchungszeit c
  • 27. Nuklearmedizinische Diagnostik Was führt zu einer Darstellung einer Fissur in der Szintigraphie? Was ist dabei problematisch, und wie löst man dieses Problem? veränderte Knochenstoffwechselaktivität (Veränderungen sind sichtbar bevor röntgenologisch sichtbar) Problem:es kann auch physiologisch zu Anreicherungen kommen wenn zB. nur 1 Bein länger belastet wurde Lösung:klinische Untersuchung davor und danachStärke der Anreicherung beurteilen (sollte mind. 30, besser 50% sein)
  • 27. Nuklearmedizinische Diagnostik Nennen Sie 2 Hybridverfahren und erklären Sie diese kurz 1. PET-CT- Positronen-Emissions-Tomographie- schwache radioaktive, kurzlebige Isotope zur Tumordiagnostik- dann Übereinanderlegen von Szintigraphie + CT 2. SPECT- single-Photonen-Emissions-Computertomographie- wie Szintigraphie, ABER mehrere rotierende Messköpfe (ergibt dreidimensionale Bilder = bessere Auflösung)- geht beim Pferd nicht weil zu groß für Röhre
  • 1. Physikalische Grundlagen Was versteht man unter Strahlung, was unter Teilchenstrahlung? Welche Arten der Teilchenstrahlung gibt es? (3) Strahlung:Ausbreitung von Teilchen oder Wellen (jede Strahlung hat Teilchen- und Welleneigenschaften) Teilchenstrahlung:"Korpuskularstrahlung" (die Teilchen haben eine Masse)> alpha-Strahlung (geladenes alpha-Teilchen)> beta-Strahlung (geladene Elektronen oder Positronen)> Neutronen-Strahlung (ungeladenes Neutron)
  • 1. Physikalische Grundlagen Was versteht man unter ionisierender Strahlung? Worin besteht der Unterschied zw. direkter und indirekter ionisierender Strahlung? = Strahlungsteilchen besitzen so hohe Energie, dass sie in der Lage sind, Elektronen aus Atomen/Molekülen beim 1. Stoß herauszuschlagen= Elektron trifft auf Materie, es kommt zu WW zw. Strahlung + Materie (= Schwächung der Strahlen durch Absorption) direkt ionisierend = Strahlung wird direkt abgegeben (alpha-, beta-Teilchen) indirekt ionisierend = Wechselwirkung mit Atom des absorbierenden Materials um Strahlung zu erzeugen (Neutronen, Röntgen, Gamma)
  • 1. Physikalische Grundlagen Was versteht man unter Röntgenstrahlung? = elektromagnetische Wellen aus ionisierender Photonenstrahlung= entsteht durch das Abbremsen von Elektronen im Coloumbschen Feld in der Atomhülle ! Energie der RÖ-Strahlung entspricht der Energie von gamma-Strahlung, ihre Entstehung ist aber komplett anders (RÖ-Röhre vs. gamma-Zerfall) wurde 1895 von Röntgen entdeckt
  • . Physikalische Grundlagen Unterschiede zw. alpha-, beta- und gamma-Strahlung. (+ Anwendungsbeispiele) alpha-Strahlung:- ionisierende Strahlung- tritt auf wenn ein alpha-Strahler (radioaktives Nuklid) in Tochterkern + Helium-4-Atomkern (= alpha-Teilchen) zerfällt- alpha-Strahler sind Uran, Thorium (zu Radium + Radon)- alpha-Strahlung hat geringes Durchdringungsvermögen (= wenn von außen auf Körper, nicht schlimm, wenn IM Körper = extrem schädlich)- Bsp.: Lebensmittelüberwachung beta-Strahlung:- ionisierende Strahlung- tritt auf wenn beta-Strahler in Tochterkern, beta-Teilchen, Elektron, Positron und Neutrino zerfällt- Elektron erzeugt beta-minus-Strahlung, Positron erzeugt beta-plus-Strahlung- beta-Strahler sind Wasserstoff, Krypton, Thallium, Yttrium- Bsp.: Radionuklidtherapie, PET-Diagnostik gamma-Strahlung:- ionisierende Strahlung- tritt auf wenn gamma-Strahler zerfällt- hat wenig WW mit Materie + deswegen sehr hohes Durchdringungsvermögen- gamma-Strahler sind Cobalt-60, Technetium- Bsp.: Teletherapie, Szintigraphie
  • 1. Physikalische Grundlagen Welche Wechselwirkungen treten zw. gamma-Strahlung und bestrahlter Materie auf? (4) Wovon sind diese WW abhängig? WW abhängig von Objektdicke, Objektdichte, Kernladung/Ordnungszahl der Atome> je größer, dicker, dichter die Atome, desto höher die Wahrscheinlichkeit auf WW 1.) Photoeffekt:- gamma-Strahlung trifft auf Atom, löst Elektron aus Hülle (Atom wird ionisiert, gamma-Quant verschwindet)- freies Elektron = "Photoelektron" = gibt seine Energie an Umgebung ab- Elektron aus höherer Schale fällt in das Loch des Photoelektrons = Energie wird in Form von RÖ-Strahlung emittiert 2.) Comptoneffekt:- Strahlung (gamma-Quant) trifft auf Atom- löst Elektron aus Hülle (Atom wird ionisiert, Comptonelektron freigesetzt)- Strahlung (gamma-Quant) wird dadurch abgelenkt + verliert etwas Energie (dh. seine Wellenlänge wird größer)->Unterschied zu photoeffekt: Energie vom Photon (Strahlung) wird nicht vollst. Absorbiert, sondern teils. abgelenkt 3.) Paarbildung:- gamma-Quan wird im AK "vernichtet"- es entsteht dadurch ein Elektron-Positron-Paar- Elektron-Positron werden in sepz. Winkel zueinander rausgeschossen- Energie der Strahlung muss dafür mind. 1,02 MeV haben 4.) Abbremsung:- geladene Teilchen die in Materie eindringen werden abgebremst und verlieren einen Teil ihrer Energie- "Stoßbremsvermögen" = Strahlung wird an Hüllenelektronen gestreut (Strahlentherapie)- "Strahlungsbremsvermögen" = Erzeugung von Bremsstrahlung (Röntgendiagnostik)
  • 1. Physikalische Grundlagen Was versteht man unter Radioaktivität? Wie lautet die Einheit der Radioaktivität? Radioaktivität = Eigenschaft instabiler Atomkerne in anderen AK zu "zerfallen" und dabei spontan ionisierende Strahlung (Teilchen oder Energie) auszusenden Einheit = Becquerel (Bq) = Zerfälle pro Sekunde ! der Bq-Wert alleine ist nicth aussagekräftig !! muss immer inkl. Angabe zum Nukleotid, zur HWZ, zur Zerfallsart erfolgen
  • 2. Radioökologie Welche Arten der Strahlenbelastung gibt es? In welchem Verhältnis stehen natürliche + künstliche Strahlenbelastung? > natürliche Strahlenbelastung:- Weltraumstrahlung (zB. durch Flüge)- kosmogene Radionuklide (rausgeschossene Radionuklide)- primordiale Radionuklide (seit Entstehung der Welt, v.a. K-40, wird mit Nahrung aufgenommen)- Zerfallsreihen (Uran > Thorium > Radium > Radon-222, das diffundiert dann via undichte Rohre ins Haus, wird inhaliert) > künstliche Strahlenbelastung:- medizinische Diagnostik (Röntgen, CT)- AKW's- Atombomenversuche- Tschernobyl, Fukushima Verhältnis: 60% natürliche : 40% künstliche
  • 3. Erzeugung RÖ-Strahlung Wie entsteht RÖ-Strahlung, in welche Strahlungsarten teilt man sie dadurch ein? = entsteht aus 2 untersch. Vorgängen + wird dadurch eingeteilt in: 1.) charakteristische RÖ-Strahlung:- Elektron wird aus Schale geschossen, 2. Elektron aus höherer Schale fällt runter, Energie wird in Form von gamma-Strahlung abgegeben- gamma-Strahlung hat "charakteristische" Wellenlänge, je nach Schale (L, K, etc), das zeigt sich als charakteristisches Spektrum (Peaks in der Kurve) 2.) BremsstrahlungÖ- Elektron tritt in Nähe des Atomkerns + wird abgebremst- dabei wird seine kinetische Energie teilweise - vollständig als "Bremsstrahlung" abgegeben- Bremsstrahlung hat ein kontinuierliches Spektrum ! es treten IMMER beide Strahlungsarten gemeinsam auf! nicht vergessen: 95% der Energie werden dabei als Wärme abgegeben
  • 3. Erzeugung RÖ-Strahlung Erläutern Sie die Funktion von Generator + Röhre in einer RÖ-Einrichtung Generator: - erzeugt stabilisierte Hochspannung um Elektronen zu beschleunigen- sollte gleichgerichtet sein (viele Impulse senden für kontinuerlichen Stromfluss)- üblich sind Hochfrequenz-Generator oder 6- bzw. 12-Puls-Generator Röhre:- besteht aus Gehäuse (Schutz vor Wärme, Strahlung, Hochspannung) und Kathode (sendet Elektronen) + (Dreh-)Anode (bremst Elektronen)- je höher Stromspannung zw. Kathode + Anode, desto höher die kinetische Energie der Elektronen, desto höher die Energie der RÖ-Quanten (Photonen)
  • Erzeugung RÖ-Strahlung Welche Anforderung (Generator + Röhre) hat ein: - stationäres Gerät - bewegliches Gerät - transportables Gerät - stationäres Gerät:= Drehanode (12-Puls oder Hochfrequenz)= 300 kV, 300 mA= dicke, große Objekte in kurzer Zeit - bewegliches Gerät:- Steh-/Drehanode (4-Puls oder HF)- 300 kV, 100 - 300 mA - transportables Gerät:- Stehanode (2-Puls oder HF)- 125 kV, 10 - 300 mA
  • 3. Erzeugung RÖ-Strahlung Was ist ein thermischer, was ist ein optischer Brennfleck? Wo besteht das Problem (bezogen auf geometrische Unschärfe) dabei? thermischer BF = Fläche auf der Anode, die vom eintreffenden Elektronenstrahls getroffen wird optischer BF = rechtwinkelige Projektion des Elektronenstrahls > je größer der thermische BF, desto besser wird die Wärme der auftreffenden Elektronen verteilt > je kleiner der optische BF, desto schärfer ist der Strahl (desto höher die Auflösung) -> Problem: niedrige geometrische Unschärfe benötigt kleinen optischen BF, dadurch würde der thermische aber auch klein werden (und Hitzeschäden auf Anode verursachen) -> Lösung: Anode ist abgeflacht, dadurch kann thermischer BF groß sein + die rechtwinklige Projektion (optischer BF) ist automatisch klein
  • 3. Erzeugung RÖ-Strahlung Wie lauten die Mindestanforderungen für einen optischen Brennfleck, warum sind sie wichtig? = kleiner als 1,5 x 1,5 mm = damit geometrische Unschärfe möglichst gering ist
  • 3. Erzeugung RÖ-Strahlung Was ist der "Heel-Effekt"? = Strahlenkegel ist auf Anoden-Seite geringer intensiv als auf Kathoden-Seite= erzeugt "Anodenschatten" auf RÖ-Aufnahme= kann reduziert werden indem Objekt-Film-Abstand vergrößert wird
  • 3. Erzeugung RÖ-Strahlung Wie beeinflußen optischer Brennfleck, FFA (Fokus-Film-abstand) und OFA (objekt-film-abstand)die geometrische Unschärfe? > je größer der optische BF, desto größer die Streuung, desto unschärfer die Aufnahme > je kleiner der Abstand zw. Fokus + Film, desto größer die Unschärfe > je größer der Abstand zw. Objekt + Film, desto größer die Unschärfe = dh. für ein scharfes Bild wollen wir:> kleinen optischen BF> großen FFA (Fokus-Film-Abstand)> kleinen OFA (Objekt-Film-Abstand)
  • 4. CT Wie unterscheidet sich CT vom Röntgen? - CT liefert überlagerungsfreie Schnittbilder (vs. Summationsbild RÖ) - CT-Röhre rotiert + liefert dadurch mehrere Bilder als statische RÖ-Röhre
  • . CT Aufbau CT Was passiert (kurz + knapp) beim CT? > Generator (Hochspannungsgenerator) > Patiententisch mit Vorschub (= bestimmt Dicke der Schichtbilder) > Gantry (= Abtasteinheit aus Röhre + Detektor(en))- Röhre = Drehanodenröhre- Detektoren = Halbleiterdetektoren (früher Xenon) die Strahlen messen CT = Gantry rotiert um Patiententisch, der wird über Vorschub bewegt + liefert so einzelne Schichten
  • 4. CT Welche Gerätegeneration hat sich beim CT durchgesetzt und warum? 3. Generation (Rotationsgeräte mit 500 - 100 drehenden Detektoren) Warum?- 1./2. Generation nur Translationsgeräte mit max. 30 Detektoren- 4. Generation Rotationsgerät mit stehenden Detektoren, störungsanfällig da > 1000 Detektoren
  • 4. CT Was passiert im Spiral-CT? Was versteht man unter [p] Pitch? - kontinuierliche Aufnahme- Gantry dreht sich wie Spirale um Tisch während er vorgeschoben wird- je schneller Tischvorschub desto weniger Strahlenbelastung (CAVE Bewegungsunschärfe) [p] = Tischvorschub pro Rotation = Schichtdicke- je größer [p] desto mehr Lücken zw. den Zeilen- je kleiner [p] desto mehr überlappen sich einzelne Zeilen- [p] = 1 ist optimal
  • 4. CT Was ist ein "Mehrzeilen-CT"? = heute übliches Spiral-CT- kann bis zu 64 Schichten gleichzeitig ablesen- geht sehr viel schneller + hat weniger Strahlenbelastung (Notfallpatienten, Pediatrie)
  • 4. CT Was versteht man unter Houndsfield-Einheiten? Nennen sie typische Werte für Knochen, Fett, Wasser, Luft. HE = Maß für Abschwächung der Strahlung (bei Durchdringung des Objektes) = GraustufenHE = nach CT-Entwickler Houndsfield benannt > 1000 HE = Knochen = weiß0 HE = Wasser- 100 HE = Fett- 1000 HE = Luft = schwarz
  • 4. CT Was versteht man unter "Fensterung" bzw. "Fenstertechnik"? Warum ist "Fensterung" überhaupt notwendig? Nennen Sie typische Parameter für Knochen-, Lungen- und Weichteilfenster. Fensterung = Festlegen, welche HE-Skala den sichtbaren Grauwerte zugewiesen werden soll - menschliches Auge schafft ca. 60 Graustufen, CT kann 4000 darstellen (bringt aber nix, wir sehen es nicht) > Knochenfenster: FL +300, FB +2000 > Lungenfenster: FL -600, FB +1600 > Weichteilfenster: +60, FB +360 FL = Fensterlage = mittlerer Punkt = HE 0FB = Fensterbreite = HE-Schritte die vom mittleren Punkt ausgehend nach + und - dargestellt werden

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