Medizintechnik I
Medizintechnik I bei Prof. Klaus Radermacher an RWTH Aachen im WiSe 18/19
Medizintechnik I bei Prof. Klaus Radermacher an RWTH Aachen im WiSe 18/19
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Cartes-fiches
Nenne ein Charakteristikum der Parylene-Beschichtung.
- Keine Lösungsmittel, Initiatoren oder Additive
- Homogene Beschichtung an schwer zugänglichen Stellen
- Biokompatibel
Nenne mindestens drei generative/additive Fertigungsverfahren.
- Stereolithografie
- 3D-Printing
- Thermojet
- Fused Deposition Modelling
- Selektives Lasersintern
- Electron Beam Melting
Beschreibe das generative Fertigungsverfahren der Stereolithografie.
Oberhalb eines Beckens voller flüssigem Photopolymers kann über eine x-y-Translation ein Laser verschoben werden. Bei Auftreffen des Lasers auf das Photopolymer härtet dieser aus. Sobald eine Schicht wie geünscht ausgehärtet wurde, senkt sich die Stützplatte ab und eine neue Schicht des Photopolymers kann ausgehärtet werden.
Beschreibe das additiven Verfahrens des Multi Jet Printings.
Erhitztes Material wird über einen Nano-Jet aufgetragen und sofort über UV-Bestrahlung ausgehärtet.
Wie werden Röntgenstrahlen erzeugt?
Durch den thermoelektrischen Effekt treten Elektronen aus einer Kathode aus. In Folge werden die Elektronen durch Hochspannung beschleunigt. Beim Auftreffen auf die Anode wird die kinetische Energie in elektromagnetische Strahlung umgewandelt.
In welchem Bereich der Wellenlänge liegt die Röntgenstrahlung?
Aus welchen zwei Strahlungstypen setzt sich das Röntgenspektrum zusammen?
- Bremsstrahlung
- charakteristischer Strahlung
"Die Schwächung der Röntgenstrahlung ist proportional zur _____"
Massendichte.
Ist der Absorptionskoeffizient von Gewebe bei niedriger oder hoher Frequenz größer?
Von welchen Faktoren hängt die Schwächung der Röntgenstrahlen ab?
- Wellenlänge
- Ordnungszahl
- Dichte
- Dicke
Was versteht man unter Strahlenaufhärtung?
Sobald Röntgenstrahlung ein Material durchdringt, so werden niedrig energetische Anteile herausgefiltert. Es bleiben nur die stark energetischen übrig. Hochenergetische Anteile sorgen allerdings für einen geringeren Absortptionskoeffizient. Es kann zu Abbildungsfehlern kommen.
Was ist für beruflich strahlenexponierte Personen vorgeschrieben?
- Personendosismessungen
- Strahlenpass
Wie unterscheiden sich Energiedosis und Äquivalentendosis?
Die Energiedosis \(D\) ist die rein absorbierte Energie pro Masse. Die Äquvalentendosis \(H\)bezieht über einen Faktor den Strahlungstyp mit ein. Es gilt:
\(D={{absorbierte Energie}\over{Masse}}\) und \(H=q\cdot D\)
Beschreibe den Compton-Effekt.
Ein Röntgenphoton stößt auf ein schwach gebundenes Elektron und schlägt dieses aus der Schale. Das Röntgenphoton veliert nicht alles seiner Energie und besitzt daher nach dem Auftreffen eine größere Wellenlänge.
Erläutere die Rayleigh-Streuung.
Das Photon löst kein Elektron aus der Schale. Somit gibt es auch keine Energie ab, sondern bei gleicher Frequenz bzw. Wellenlänge lediglich die Richtung.
Worauf beruht der Hauptteil der Schwächung der Röntgenstrahlung in Wasser bei 100kEV?
Was ist Sekundärstrahlung?
Strahulung, die nach dem Auftreffen auf den Patienten abgestrahlt wird.
Wie kann die Abbildungsqualität beim Röntgen gesteigert werden?
Streustrahlenreduzierung
Was wird folgend beschrieben?
Röntgenstrahlung von einer idealerweise punktförmigen Quelle durchleuchtet Objekt
Prinzip der Zentralprojektion
Wie hoch ist der diagnostisch relevante Energiebereich beim Röntgen?
20-150 keV
Aufgrund welcher zwei Effekte sind Objektposition und -größe nur bedingt aus einer Röntgenprojektion bestimmbar?
- Objekt-Verzerrungen
- Objekt-Überlagerungen
Nenne die drei Kriterien für das Anodenmaterial beim Röntgen.
- hohe Schmelztemperatur
- hohe Wärmeleitfähigkeit
- hohe Ordnungszahl
Weshalb sind Maßnahmen wie das Drehen der aktiven Stelle einen Röntgenanode notwendig?
Aufgrund der hohen Wärmebelastung durch auftreffende Elektronen.
Nenne mindestens zwei Einstellparameter um das Bildrauschen beim Röntgen zu erhöhen.
- Röhrenstrom
- Aufnahmezeit
- Detektoreffizienz
Wasn sagt die Detection Quantum Efficiency aus?
Bei hohem DQE ensteht eine höhere Bildqualität bei gleicher Dosis.
Wie funktioniert die fluoroskopische Bildverstärkertechnik?
Die Röntgenstrahlung trifft auf eine Photokathode, die somit das Licht in Elektronen umwandelt. Die Elektronen werden dann gebündelt und wieder in Licht gewandelt.
In welchem Detektorprinzip wird ein Szintillator genutzt?
Was vermindert der Szintillator?
Er vermindert die Streuung beim Röntgen.
Wann spricht man von Weichstrahltechnik beim Röntgen?
Bei Röntgenspannungen weit unter 100kV.
Welche Fehlerquelle bei der Röntgenbildgebung ist nicht konstant?
Erläutere das Grundprinzip der CT-Bildrekonstruktion.
Bei der Durchdringung eines Volumens aus mehreren Richtungen werden die Strahlen aufgefangen und wie in einer Matrix übereinander gelegt. Durch die Lösung eines linearen Gleichungssystems können dann die Absorptionskoeffizienten der Matrixelemente berechnet werden.
Was besagt die Radon-Transformation?
Die Radon-Transformation besagt, dass eine beliebig integrierbare Funktion durch die Aufnahme aller Linienintegrale entlang paralleler Strahlen bestimmt werden kann.
Welches Problem liegt dem Windowing zugrunde?
Das Grauwertauflösungsvermögen eines menschlichen Auges umfasst lediglich 35-100 Graustufen.
Nenne die beiden Dosismodulationsarten beim Röntgen.
- Zirkulare Dosismodulation
- Longitudinale Dosismodulation
Nenne mindestens zwei konstruktionstechnische Herausforderungen bei der Röntgengeräteentwicklung.
- mechanische 3D-Genauigkeit
- röntgentransparente Patientenliege
- Röhrengewicht
- Leistungsübertragung
Weshalb wird ein Flying Focus beim Röntgen angewandt.
Um Rekonstruktionsartefakte aufgrund von Unterabtastung zu vermeiden.
Nenne mindestens eine Art das Röntgenspektrum zu optimieren.
- Kupferfilter
- Reduzierte Röhrenspannung
Nenne mindestens zwei Herausforderungen, die durch schnellere CT-Scanner entstehen.
- Größere Rotationsgeschwindigkeiten
- Größere Gatry-Durchmesser
- Steigerung der Röntgenleistung
Nenne mindestens drei Vorteile der Magentresonanztomographie.
- keine Belastung durch ionisierende Strahlung
- hoher Weichteilkontrast
- hohe Ortsauflösung
- kein Knochenschatten
- Ganzkörperscan in wenigen Minuten möglich
Was ist das magentische Kernmoment?
Sobald ein Atomkern eine ungerade Ordnungszahl hat ensteht ein Drehimpuls. Diser sorgt in Verbindung mit der Ladungsbewegung für ein magnetisches Moment.
