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Physik & der Nachweis von In den frühen Jahren der Röntgendiagnose bestand der Film für die Röntgenaufnahmen aus einem Standard-Silberhalogenid-Film. Dieser Film ähnelt den Filmen der konventionellen Fotographie mit Kameras. Die Schwierigkeit in der Benutzung dieses Filmes mit hochenergetischer Strahlung liegt in der Durchdringungsfähigkeit. Die Röntgenstrahlung musste zunächst das menschliche Gewebe und danach noch verschiedenste Materie durchdringen. Somit transmittieren die meisten Röntgenphotonen durch den Film ohne von den Silberhalogenidmolekülen absorbiert zu werden. In den meisten Fällen absorbiert der Film 1% der einfallenden Röntgenphotonen. Die anderen 99% transmittieren durch den Film. Daher wird es notwendig sein, um ein Bild für die Röntgendiagnose zu erzeugen, dass der Patient eine vermeintlich schädliche sehr große Strahlendosis erhält. Die Lösung zu diesem Dilemma ist, die Ableitung der Röntgenstrahlen zu einem Material das diese in sichtbares Licht umwandelt. Diese Photonen des sichtbaren Lichts treffen den Film und belichten ihn. Da die Photonenenergie der Röntgenstrahlen höher ist als die des sichtbaren Lichts, kann ein Röntgenquant mehrere Lichtphotonen erzeugen. Daher werden dichtere Materialien benutzt, die einen größeren Anteil der Strahlung absorbieren können. Deshalb ist die Strahlendosis, die Patient bekommt viel kleiner, als wenn die Röntgenstrahlen direkt in einem Film absorbierten werden müssten. Eine Röntgenaufnahme die am Anfang des 20. Jahrhunderts 10-15min gedauert hat, kann heute innerhalb von Sekundenbruchteilen aufgenommen werden. Fluoreszierende Materialien sind die Schlüssel, um diesen Prozess umzusetzen. Die Röntgenstrahlen werden in einer Schicht mit fluoreszierenden Material absorbiert. Wie in dem Kapitel über die Hintergrund beschrieben emittieren die Atome und Moleküle in den fluoreszierenden Material neue Photonen in einem mehrstufigen Prozess. in dem Fall der Umwandlung von ultraviolettem Licht in sichtbares Licht entstehen für gewöhnlich ein sichtbares und infrarotes Photon. Für Röntgenstrahlen könnten mehrere Photonen des sichtbaren Lichtes erzeugt werden. Aus praktischen Gründen, die sich in der Sensitivität des Film begründen, werden Photonen aus dem blauen Spektrum des Lichtes bevorzugt. Heutzutage werden Bilder aufgenommen in einer Filmkassette, die ein "Sandwich" aus dem fotographischen Film in der Mitte und auf den beiden Seiten jeweils Schichten, die das fluoreszierendes Material bestehen. Diese Kassetten werden häufig Bildverstärker genannt, weil viele Photonen erzeugt werden als Resultat eines einfallenden Röntgenquants.
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In Zusammenarbeit mit |
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Modern Miracle Medical Machines Physics Education Research Group Kansas State University |