Strahlenschutzkurs

Spannung (kV) --> Gliedmassen 40 Kv bis Unterleib 80 kV bis Thorax 120 kV (Rippen nicht abgebildet)

Strahlenmenge (mAs) --> abhängig von Gewebedicke, v.a. Fett schwächt stark ab

Patient so nahe wie möglich an Detektor, Fläche so klein wie möglich

1. Röntgenstrahlen treffen auf das Eintrittsfenster (Aluminium) und den Eintrittsleuchtschirm (Cäsiumiodid, 15-57cm, 200-400ym, Nadelartige Struktur in Richtung Strahlungsquelle um Streuung zu reduzieren)
2. Photokathode (1 Rx Strahl erezugt in Leuchtschirm ca. 2000 Photonen) erzeugt ca. 10-20% soviele Elektronen
3. Elektoronenbescheunliger fokussieren den Elektronen mit ca. 25 kV auf den Ausgangsleuchtschirm
4. Ausgansleuchtschirm aus ZnCdS Legierung, ca. 2.5cm und wenig ym dick absorbierte Elektronen und erzeugt Licht, welche durch die CCD Kamera aufgezeichnet und digitalisiert wird

hohe Sensitivität von 0.1yGy = 0.0001 mGy, 1-30Bilder/s

Bildvergrösserung macht immer eine Dosisvergrösserung (auch bei Flachbilddetektoren)

Durchleuchtungsmodus für dynamische Prozesse
--> Empfindlichkeit 0.0001mGy, bei 15 Bilder/s --> 5-20 mGy/min bei 20cm Dicke --> Unterleib: 10s Durchleutchtung entspicht einer Rx Aufnahme
--> automatischer Regelkreis der Dosisleistung automatisch reguliert--> Ladung pro Bild (Kontrastverbesserung) oder Röhrenspannung (bei Dicken)

Bilderfassung (niedrigere Empfindlichkeit) --> hohe Dosen von bis zu 1mGy pro Bild!!
LIH last image hold Funktion

Mensch kann ca. 200 Graustufen wahrnehmen, also Änderungen von 0.5%. Die wahrnehmung verhätl sich aber nicht linear sodass die dunklen Stufen besser differenziert werden können. Gamma-Korrektur hilft dabei das Bild für das menschliche Auge zu optimieren. Deshalb müssen DICOM 3.14 Bildschirme verwendet werden mit schwachem Umgebungslicht.

40-130kV

Inhärente Filtration ist wenn die Röntgenröhre bereits einen teil der niedrigenergetischen Strahlen vor dem Austritt filtriert (entspricht ca 1mm Aluminium)

Bei über 110 kV muss ein zusätzlicher Filter beim Austrittsfenster von einer Stärke von 2.5mm Aluminium platziert sein muss

Je höher die kV desto mehr eEnergie beim Aufprall, desto höherenergetische Strahlung, welche das Gewebe besser durchdringen und desto mehr Strahlung, weil die Bremsstrahlung zunimmt.
Die Hauptmenge der Strahlung entsteht durch Bremsstrahlung und nur wenig durch charakterische Strahlung.

eine Erhöhung der Ladung (mAs) erhöht lediglich die Strahlenmenge (Fluenz = mm^-2)

Proportional im Quadrat zu kV und mAs

Umgekehrt proportional im Quadrat zum Anstand

Je dichter desto höher (comptom-effekt) und je höher die Ordnungszahl desto stärker der Fotoeffekt

entspricht etwa der hälte der Spannung, 80kV --> max. 80 keV --> Strahlenergiedurcschnitt 40 keV

bei 40 keV ist die HWS etwa 26mm im Weichgewebe (3cm), gewebe dicke von 9cm erhgibt einen Abshcwächungsfaktor von 8 (2³) und eine Gewebedicke von 30cm ein Faktor von 1024. Zur vergrösserung der HWS also zur verringerung der Patientendosis muss die Spannung erhöht werden! Dadurch nimmt aber die Differentialabscwächung ab und es ergeben sich niedrigere Kontrastwerte.

Je stärker sich der lineare Schwächungkoeffeizient sich unterscheidet, desto grösser ist der Strahlenkontrast (Differentialschwächung der beiden Strukturen)

Schwächere Strahlung sorgt für mehr Kontrast, dadurch wird der Unterschied der lineare Schwängunskoeffizienten vergrössert

Dicke der untersuchten Struktur

Unterschiede der Schwängungskoeffizienten

Röhrenspannung

Grad der Filtration am Röhrenausgang

Anteil Streustrahlung 

M = FDA/FOA in [m]

Ab 2m vernachlässibar

0.15 - 0.2mm, je kleiner das Pixel, desto mehr Strahlung nötig

2, einen ca. 0.6mm, und einen 2. grossen 1.2mm

Die Belichtungszeit muss kurz gehalten werden

Die Fähigkeit eines Systems 2 nebeneinander liegende Strukturen zu unterscheiden, je höher desto schärfer das Bild, die räumliche auflösung wird anhand des Abbild eines Punktes gemessen

Indem die Fokusgrösse geändert wird (Halbschatten wird reduziert) 0.6mm und 1.2mm
Belichtungszeit
Pixelgrösse, fix für Bildgebung, variabel für Durchleuchtung mittels Binning

Dadurch dass Rx Strahlen nicht gleichmässig ankommen und eine schwankende energie haben

Je höher die Strahlenenergie und je homogener die Strahlung desto geringer

Tiefe Detektorempfindlichkeit fördert das Rauschen, bei niederiger Empfindlichkeit steigt aber die Patientendosis. Je höher die Anzahl Photonen pro Pixel desto geringer das Rauschen.
Bildrauschen ist umgekehrt Proportional zur Quadratwurzel der Detektordosis.

Ein Dosisindikator, E = e_DI x DI,  e_DI ist normiert für jeden DI bei Patientin mit 75kg und kann in der Literatur des DI nachgeschlagen werden

Oberflächeneintrittsdosis (OED, mGy), Dosis des Zentralstrahls bei Eintritt in den Patienten, maximal absorbierbare Dosis

Dosis-Flächen-Produkt (DFP, Gy cm²) , Produkt der druch Luft abssorbierten Strahlung in gewisser Distanz mal Querdurchmesser der bestrahlen Fläche. e_dfp ist dessen umrechnungsfaktor

Bei der Durchleuchtung wird die kummulative Dosis angezeigt um die deterministischen Schäden abzuschätzen. dies wird am interventional reference point gemessen , 15cm richtung Strahlenquelle vom Isozentrum des Gerätes. (DK in mGy) 

Röhrenspannung

Ladung

Abstand zum Fokus

Rückstreuung --> Faktor 1.1. bis 1.6 je nach Strahlungsfeld

Leistung der Rx Röhre --> 100kV für 1 mAs --> 0.1 mGy in 1m Abstand

OED = 0.1x (kV/100)² x mAs x (1/r²)

e oed für Thorax 0.23

Ab 1 Gy Hautdosis

Einfallswinkel schräg, Vergrösserungsfaktor raus, Bildqualität verringern, einblenden

DFP = Bildfläche x Strahlungsmenge = 100cm2 x15 min x 20 mGy/min = 30 Gy cm2 = A x t x Gy/min

e dfp = E/DFP

Am Stamm ca 0.3mSv/(Gycm²)

1.4 mSv

Bei der 75 Perzentile der Normalverteilung aller einbezogenen Aufnahmen. Dieser muss in Röntgenpraxen regelmässig mit den Dosisindikatoren bei mehreren Aufnahmen um 75kg überprüft undverglichen werden.

75kg +-5kg, 170 +-5cm

Auf den OED, entweder mit Dosimeter (10% Fehler) oder berechnet mit Einstellparameter (30% Fehler, Medizinphysiker oder BAG Software)

zu schwache Empfindlichkeit des Detektors

zu niedrige Röhrenspannung

ungenügendes Einblenden

DFP, Untersuchungszeit T, Anzahl erfasster Bilder N im Bilderfassungsmodus, Dauer der gesamten Untersuchung zur einschätzuung der Komplexität, kumulative Dosis

Thorax Rx 20 ySv, also 10^-6 = 0.000001

Abdomen Rx 1mSv, also 5x10^-5 = 0.00005

Ausgangswert 5%/Sievert

unter 5 Minuten, DFP muss aufgezeichnet werden
Abdomen mit 100cm2 mit Hautdosisleistung 20 mGy/min --> 2 mSv also Risiko von 10^-4 = 0.0001

5-20 Minuten, DFP muss aufgezeichnet werden, Dosis kann bis 10 mSv gehen, Risiko 0.001

>20 Minuten, DFP und kummulative Dosis muss dokumentiert werden, Patient über Erythem bis zu 3 Wochen informieren

relativ Grosse Strukturen 5-10mm mit geringem Kontrast darzustellen

kleine Strukturen mit grossem Kontrast darzustellen

Contrast to Noise Ratio = (Sa - Sb)/delta_b

CNR steigt wenn die Detektorsensibilität erniederigt wird oder wenn der Strahlenkontrast ernhöht wird (kV niedriger)

In der Praxis schraub man die kV hoch und die Detektorsensibilität runter oder man gibt KM oder Rauschglättung digital durchführt

1. Spannung einstellen, höchstmögliche wählen

2. Manuell -> kV, mAs und Abstände müssen für Standardpatienten vorhanden sein und eingestellwerden

2. Automatik --> Messkammer bestimmen und Dosisindikator anpassen

3. sofortige Auswertung der Bildgebung um unnötige Weitere Bilder zu vermeiden

1. Untersuchungsprogramm mit höchster Spannung, Empfindlichkeit, kürzester Belichtung und niedrigster Bildfrequenz wählen
2. Nur durchleuchten wenn nötig
3. LIH Funktion nutzen und diese Bilder speichern
4. Framrate so niedrig wie möglich (Kardio 15 Hz)
5. Kein geometrisches vergrössern
6. Wenn möglich nicht vergrössern
7. Strahlenfeld so klein wie möglich
8. w. m. nicht länger als 30 Mintuten bestrahlen

Röntgen: kV, mAs, Abstand, Korpus

Durchleuchtung: DFP, DK, Durchleuchtungsdauer, Anzahl Bilder

Begrenzung der Aufenthaltszeit

Maximaler Abstand zur Strahlenquelle

Abschirmung

0.02 mSv für Räumen für die Bevölkerung wo sie sich dauerhaft aufhalten --> max. 1 mSv/J

0.1 mSv in Räuem wo sich die Bevölkerung nur temporär zu max 20% aufhaltet --> max. 1 mSv /J bei 20 % aufenthaltsdauer

0.1 mSv in Räumen wo sich beruflich exponiertes Personal aufhalten --> max. 20 mSv/J für beruflich str.exp. Personal 

Mittlere Röhrenspannung: arztpraxis 75 kV, Durchleuchtungsräume 100 kV

Betriebsfrequenz, mA x min / Woche, mind. 30 mA x min / Woche in Praxen, im Spital 300 mA x min /W

Abstand zwischen Wand und Strahlungsquelle (Primär, Streu und Störstrahlung)

1.2 bzw. 1 mSv/h

+60cm Abstand verringert die Dosis um den Faktor 3

+1m um den Faktor 12