Das Röntgen ist das mit Abstand häufigste angewendete bildgebende Verfahren in der Medizin. Ob krankhafte Veränderungen, Knochenbrüche oder Fremdkörper im Inneren des Körpers – Ärzte und Ärztinnen setzen häufig die Röntgenuntersuchung ein, wenn sie Einblick in den Körper benötigen. Um Nutzen und Risiken der Untersuchungen mit Röntgenstrahlen abwägen und unnötiges Röntgen vermeiden zu können, ist es wichtig, dass Mediziner und medizinische Praxis-Assistenten verstehen, wie das Röntgen funktioniert und was im Umgang mit dem Röntgengerät zu beachten ist.
Die Untersuchung mit dem Röntgenapparat: Strahlendosis gering halten
Die Röntgenuntersuchung liefert dem Arzt ein sehr schnelles Ergebnis und ist als bildgebendes Verfahren (“Projektionsradiographie”) für die Patienten vollkommen schmerzlos. Vor allem Verletzungen und Erkrankungen von festem Gewebe wie Knochen sind auf der Röntgenaufnahme sehr gut zu erkennen. Die verwendeten Röntgenstrahlen sind jedoch sehr energiereich. Sie können beim Durchdringen des Körpers die Erbinformation in den Zellen und die Zellen selbst schädigen. Eine zu hohe Strahlendosis kann daher das persönliche Risiko für eine Krebserkrankung erhöhen. Wie hoch die Strahlenbelastung für den einzelnen Patienten ausfällt, hängt dabei von vielen Faktoren ab, wie etwa:
- von der Art der Untersuchung
- von der untersuchten Körperregion
- von der Physis der untersuchten Person
Grundsätzlich sollte nur geröntgt werden, wenn es absolut nötig ist und der Nutzen den möglichen Schaden im Körper überwiegt. Beim Vorgang des Röntgens selbst wird ausserdem darauf geachtet, dass die Strahlendosis so gering wie möglich ist und dass Körperregionen, die nicht abgebildet werden sollen, geschützt sind (Einblendungen, Bleischürzen und ähnliches). Ärzte und Patienten beobachten überdies die Anzahl der Röntgenuntersuchungen pro Jahr, um die Strahlenmenge insgesamt im Blick zu behalten. Selbstverständlich muss das medizinische Personal darauf achten, sich selbst ebenfalls zu schützen und entsprechende Massnahmen ergreifen, um bei der Röntgenuntersuchung der Strahlung nicht ausgesetzt zu sein.
→ Hinweis: Es ist kaum möglich, einen genauen Grenzwert anzugeben, der eine Aussage darüber zulässt, ab wann die Strahlenbelastung durch Röntgenuntersuchungen schädlich ist.
Alternative bildgebende Verfahren
Wenn der Patient mit einem anderen, weniger belastendem Verfahren untersucht werden kann, stehen diverse Alternativen zur Verfügung. Zur Anwendung kommen:
- Ultraschall (Sonographie): Für Untersuchungen in der Schwangerschaft oder beispielsweise bei verschluckten Fremdkörpern üblich. Ultraschall kann auch als Alternative zur Mammografie angewendet werden beziehungsweise diese Untersuchungsmethode ergänzen, um die Anzahl der Röntgenaufnahmen insgesamt zu reduzieren.
- Magnetresonanztomographie (MRT): Entzündungen, Verschleisserscheinungen oder Tumore können besonders gut mit Hilfe der MRT erkannt werden.
Spezielle Verfahren, die Röntgenstrahlung nutzen
- Computertomographie (CT): Die CT bildet besonders gut Erkrankungen oder Brüche von Knochen ab. Angewendet wird das Verfahren vor allem für Bilder vom Schädelknochen, vom Gehirn oder von verschiedenen Organen.
- Angiographie: Die Angiographie ist eine dynamische Röntgenuntersuchung, bei der den Patienten ein Kontrastmittel in die Arterien gespritzt wird, um von diesem Vorgang Röntgenbilder anzufertigen.
Wie durchdringen Röntgenstrahlen den Körper und was für ein Bild erzeugen sie?
Die energiereichen elektromagnetischen Röntgenstrahlen sind in der Lage, den Körper zu passieren. Dabei dringen sie durch weiche Schichten besonders gut und werden von dichtem Gewebe stärker aufgehalten. Auf dem Röntgenbild wird dies in Form von helleren und dunkleren Bereichen sichtbar: Dichte Gewebe wie Knochen erscheinen auf der Aufnahme hell; Hohlräume und weiche Gewebe dagegen dunkel. Je höher die Strahlenmenge ist, die durch den Körper dringt und auf die Aufnahme gelangt, umso dunkler der entsprechende Bildbereich.
Dadurch können die Strahlen Veränderungen oder Abweichungen in Knochen und Gewebe sichtbar machen. Zu erkennen sind Knochenbrüche, Fremdkörper und Arthrosen, aber auch Tumore und Entzündungen. Selbst die Funktion und den allgemeinen Gesundheitszustand von Organen wie Herz und Lunge oder Nieren und dem Magen-Darm-Trakt machen Röntgenaufnahmen sichtbar.
Das Röntgengerät: Aufbau und Funktionsweise
Heute setzen Kliniken und Arztpraxen ausschliesslich das digitale Röntgen ein. Dabei können die Aufnahmen beispielsweise “direkt” digitalisiert werden. Für die sogenannte “Direktradiographie” benötigen die Geräte den Röntgendetektor, der die Strahlen aufnimmt und in ein digitales Bild umwandelt. Neben der “direkten” Digitalisierung ist zudem das “indirekt-digitale” Röntgen möglich. Ein entsprechender Röntgenapparat nutzt keinen Röntgendetektor, sondern kann mit Hilfe von Speicherfolien und dem Speicherfolienscanner Bilder erstellen.
Je nachdem, welche Röntgenräume zur Verfügung stehen und welche Körperregionen der Patienten in welcher Untersuchungsposition geröntgt werden sollen, stehen verschiedene Röntgengeräte zur Verfügung. Häufig anzutreffen sind:
- Rasterwandgeräte
- Schwenkbügelsysteme
- Röntgengeräte mit Geräteaufhängung und einem entsprechenden Deckenschienensystem
- Mobile Röntgengeräte: “Mobilette”
- Tragbare Röntgenapparate: “Monoblock”
- C-Bogen: Fest installiert oder mobil
- Intra- und extraorale Röntgengeräte für Zahnärzte
Grundlagen der Physik der Projektionsradiographie: Wie funktioniert ein Röntgengerät?
Einblick ins Röntgensystem: Von der Röntgenröhre zu den Röntgenstrahlen
Im Inneren des Röntgengerätes befindet sich eine Röntgenröhre, die die Röntgenstrahlung erzeugt. Die Röntgenröhre beinhaltet eine negativ geladene Kathode bestehend aus zwei Glühwendeln, die mit Hilfe von elektrischer Energie erhitzt werden. Dadurch werden Elektronen freigesetzt. Diese negativ geladenen Elektronen werden in einem Vakuum mit hoher Geschwindigkeit durch die Röhrenspannung von der Kathode (Minuspol) zur Anode (Pluspol) gelenkt. Dort treffen sie auf einen sich schnell drehenden Metallteller (Anodenteller). Durch Abbremsung – der zuvor beschleunigten Elektronen – im Anodenmaterial wird die kinetische Energie der Elektronen in elektromagnetische Wellen umgewandelt. Es entstehen Röntgenstrahlen.
Digitales Röntgen: Bilderstellung und Bildbearbeitung
Während einer Röntgendiagnostik befindet sich der Patient stehend, sitzend oder auf einem Tisch liegend zwischen der Röntgenröhre (Sender) und einem Röntgendetektor (Empfänger). Die zu untersuchende Körperregion wird von den Röntgenstrahlen durchdrungen. Gewebe mit höherer Dichte, wie zum Beispiel Knochen oder Zähne, sind für Röntgenstrahlen undurchlässiger, während weniger dichtes Gewebe wie Fett, Flüssigkeiten, Organe oder Muskeln durchlässiger sind. Die Informationen, welche die unterschiedlich geschwächten Röntgenstrahlen liefern, werden vom Röntgendetektor aufgenommen und in elektrische Signale umgewandelt, die wiederum zu einem Bild zusammengesetzt werden können. Genauso kann eine Speicherfolie die detektierte Strahlung in Bildinformationen umwandeln. Mit Hilfe einer geeigneten Bildbetrachtungssoftware (DICOM-Standard) können Ärzte das Bild nachträglich verändern. Möglichkeiten wie z.B. Zoomen, Region of Interest (ROI), Vermessen, Winkelbestimmungen, Markierungen und Beschriftungen stehen zur Verfügung.
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