Radioaktivität in der Medizin
Inhalt:
Einleitung
Röntgenstrahlung
Das Röntgendiagnosegerät
Die Strahlentherapie
1. Einleitung:
Jeder Mensch, der schon einmal geröntgt wurde, mußte sich radioaktiver Strahlung aussetzen. Auch hier findet man viele Punkte bestätigt, mit denen man sich beim Thema Atomphysik beschäftigt hat. Zum Schutz anderer Organe werden nicht zu durchleuchtende Körperteile mit Bleiwesten abgehangen. Auch verlassen Angestellte den Raum, wenn „die Bilder geschossen werden“.
Das Prinzip ist theoretisch einfach: Körperteile mit hoher Dichte lassen weniger Strahlung durch als Weichteile, Knochen erscheinen auf dem Film anschließend hell.
Dort wo der Knochen gebrochen ist können Strahlen durchdringen und belichten das Fotopapier. Nun hat man den Bruch auf dem Bild...
Auch bei Durchblutungsstörungen kommt Strahlung zum Einsatz: Man injiziert dem Patienten eine radioaktive Lösung die dann den Laufweg des Blutes auf einem Meßgerät sichtbar macht. Jetzt kann man erkennen, wo in der Arterie (z.
B. Herzmuskel / Kranzgefäße) eine Verkalkung vorliegt.
Auch bei Schilddrüsenerkrankungen kommt Radioaktivität vor. Zerstörtes Gewebe der Schilddrüse speichert kein Jod mehr (das für diesen diagnostischen Zweck strahlt), auf dem Meßgerät kann man den Umfang eines Geschwulstes sofort deutlich erkennen.
In der Krebstherapie wird neben der häufiger angewandten Chemotherapie auch Strahlentherapie verwendet, um die zerstörten Zellinformationen einer Krebszelle ganz zu vernichten und die Zelle abzutöten. Ein weiteres Teilen dieser bösartigen Geschwulst kann bei richtiger Anwendung fast ausgeschlossen werden.
2. Röntgenstrahlung:
Röntgenstrahlung ist eine kurzweilige, energiereiche elektromagnetische Strahlung, die Materie durchdringen kann. Die Wellenlänge von Röntgenstrahlen ist kürzer als die von sichtbarem Licht: Der Bereich reicht zwischen 100 Nanometer (1 Nanometer = 1 milliarstel Meter) bis zu 0,01 Pikometer (1 Pikometer = 1 billionstel Meter). 1895 entdeckte Wilhelm Conrad Röntgen zufällig diese Strahlung bei Experimenten mit Gasentladungsröhren. (Er untersuchte dabei Kathodenstrahlen). Er gab dieser unsichtbaren und bis dahin unentdeckte Strahlung den Namen „X-Strahlung“.
Röntgen beschrieb die Eigenschaften der später nach ihm benannten Strahlung sehr genau und erhielt 1901 für seine Arbeit den ersten Nobelpreis für Physik.
Im oberen Bereich grenzt Röntgenstrahlung an die kurzwellige ultraviolette Strahlung und im unterem Bereich an die Gammastrahlung an.
Je kürzer die Wellenlänge einer elektromagnetischer Strahlung ist, desto größer sind Energie und Durchdringungskraft. Im Falle der Röntgenstrahlung spricht man daher bei größeren Wellenlängen nahe des ultravioletten Strahlungsbandes des Spektrums von weichen, entsprechend bei kürzeren Wellenlängen am unteren Rand des Spektrums der Gammastrahlen von harten Röntgenstrahlen. Insgesamt teilt man die Röntgenstrahlen in sechs große Bereiche ein –Röntgen- UV, überweiche, weiche, mittelharte, harte und überharte Röntgenstrahlen. Ein Gemisch von Röntgenstrahlen
mit vielen verschieden Wellenlängen bezeichnet man als weiße Röntgenstrahlen; dagegen enthält z.
B. monochronomatische Röntgenstrahlung nur eine einzige Wellenlänge. Monochromatische Strahlung lässt sich aus weißem Röntgenlicht gewinnen, das dazu durch einen speziellen Filter geleitet wird. Röntgenstrahlung wird durch Elektronenübergänge zwischen den Elektronenschalen eines Atoms erzeugt. Röntgenstrahlung entsteht, wenn sich Elektronen mit sehr hoher Energie auf einen Atomkern zu bewegen und ein Kern nahes Elektron anregen. Beim eindringen in die Atomhülle geben die abgebremsten Elektronen einen Teil ihrer Energie in elektromagnetischer Strahlung ab (weiße Röntgenstrahlen).
Das Röntgendiagnosegerät:
In der Medizin ein Gerät, mit dessen Hilfe man innere Organe untersucht. Seine wesentlichen Bestandteile sind eine Röntgenstrahlröhre und ein Leuchtschirm. Zwischen diesen beiden wird der Körper plaziert den man untersuchen möchte. Röntgenstrahlen, die direkt auf den Schirm treffen, ergeben dort eine helle Fläche. Werden sie im Körper des Patienten teilweise absorbiert, so ergibt sich auf dem Schirm an den betreffenden Stellen eine mehr oder weniger dunkel graue Fläche. So zeichnen sich der Herzmuskel, als hellere Grautöne ab.
Will man den Darm untersuchen, dann wird dem Patienten zuvor ein Salz (meist das Sulfat des Bariums) oral verabreicht oder direkt in den Darm eingeführt. Das Element Barium absorbiert die Röntgenstrahlen relativ stark, so dass der Durchgang des Bariumsalzes durch den Verdauungskanal auf dem Schirm zu erkennen ist.
Mit Hilfe der Röntgendiagnostik kann man beispielsweise Krebserkankungen der Knochen oder des Verdauungstraktes erkennen, Geschwüre von Magen oder Darm sowie Osteoporose, eine Erkrankung, bei der Knochesubstanz abgebaut wird, kann man so ebenfalls erkennen.
Strahlentherapie:
Ist die Behandlung eines erkrankten Körperteils mit ionisierender Strahlung um beispielsweise eine Krebserkrankung zu vernichten. Das Ziel dieser Behandlung ist es den Tumor möglichst stark zu schädigen und das gesunde Gewebe dabei zu schonen. Das erreicht man allerdings nur wenn man die Strahlen optimal auf das erkrankte Gewebe ausrichtet.
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