Physikalische Grundlagen und der Nachweis von medizinischen Röntgenstrahlen
Einleitung

"Keine Substanz ist so dicht, als dass sie Strahlen am Durchdringen hindert. Die Wärmestrahlen und Schallwellen durchdringen die Wände eines Gefäßes aus Gold oder Messing."

• --Roger Bacon, circa 1270

Röntgenbilder sind eins der wichtigsten Werkzeuge für den Mediziner, um eine innere Verletzung oder Krankheit zu diagnostizieren. Da diese "Strahlen" durch das menschliche und tierische Gewebe dringen und ihre Absorption sehr von der Materialdichte abhängt, liefern Röntgenbilder Details des Körperinneren.

Röntgenstrahlen werden weiterhin zur Behandlung von einigen Krankheiten eingesetzt, besonders für Krebserkrankungen. Sie sind sehr wertvoll für diese Behandlungen, da die Röntgenstrahlen auf die Atome und Moleküle in Zellen so einwirken, dass die Zellen verändert oder abgetötet werden. Daher werden Röntgenstrahlen verwendet, um Gewebe zu zerstören, das nicht einwandfrei arbeitet.

Diese zwei medizinischen Anwendungen von Röntgenstrahlen heben ein grundlegendes Problem hervor, wenn Röntgenstrahlen zur Erstellung von Bildern genutzt werden. Diegleichen Röntgenstrahlen, die einem Mediziner bei der Diagnose des Patienten helfen, können dem Körper des Patienten auch Schaden zufügen. Die Röntgenstrahlen, die eingesetzt werden zu helfen, können somit auch verletzen.

Dieses Paradox wurde hauptsächlich gelöst durch den Einsatz von Atomphysik zur von Röntgenbildern. Atomare Wechselwirkungen wie Fluoreszenz und Photoeffekt sind Routinekomponenten zur Bilderaufnahme. Ihre effektive Anwendung resultiert in weitaus geringeren Dosen, als anderweitig möglich wäre. Patienten können diagnostiziert werden, ohne sie einer bedeutenden Gefahr auszusetzen.

Diese Web-Seiten wurden erstellt, um Lehrern Hintergrundinformationen zu liefern, so dass sie in der Lage sind, diese erfolgreiche Anwendung von Physik in der heutigen Medizin zu unterrichten. Jeder Link auf der linken Seite führt zu kurzen Diskussionen und Links zu verwandten Themen. Die meisten Web-Seiten sind nicht speziell für Physikstudenten geschrieben. Einige von ihnen richten sich an Medizinstudenten, die meisten jedoch beinhalten Informationen über Aspekte der Minimierung von Röntgenstrahlendosen am Patienten oder historische und physikalische Hintergründe zu diesem Thema.

Eins unserer Ziele ist es, interaktive Physikstunden für Schüler über dieses Thema vorzubereiten.

Die untenstehenden Links zeigen eine breite Übersicht der Wissenschaft der Röntgenstrahlen (Radiologie) und der darauf basierenden physikalischen Grundlagen. Dieses Projekt ist eine gemeinschaftliche Leistung von Physik im Kontext und Modern Miracle Medical Machines. Daher gibt es Stellen in Englisch und Deutsch.

Before X-rays
Das erste Buchkapitel Naked to the bone: Medical Imaging in the Twentieth Century, diese Seite beinhaltet eine faszinierende Geschichte über die Versuche von Alexander Graham Bell, eine Kugel zu finden, die sich in Präsident James Garfield befand. Diese amüsante Geschichte von Bells Versuchen, in den Körper des Präsidenten mit elektromagnetischer Induktion "schauen" zu wollen, wäre eine großartige Physiklehrstunde.

Fundamentals of Radiobiology
Dieser Kurs ist gegliedert in einen theoretischen und einen praktischen Teil. Der Link verweist auf den ersten Teil, der die wissenschaftlichen Grundlagen von Röntgenstrahlen zeigt,, die nützlich sind für medizinisch-technische Assistenten (MTA) sowie einige Sicherheitsaspekte und Themen zum Patientenwohlbefinden. Die ersten elf Kapitel von Teil 1 sind nützlich für unsere Zwecke. Der zweite Teil diskutiert die Praxis der Aufnahme von medizinischen Röntgenbildern.

Die Röntgenstrahlung  
Ein Überblick über die Erzeugung und Nachweis von Röntgenstrahlen.

X-Ray 2000
Ein kleines bisschen von allem mit vielen Bildern, Material für kleine Kinder mit vielen Links.

Grundlagen der Aufnahme- und Durchleuchtungstechnik
Physikalische Grundlagen beginnend mit dem Atomaufbau bis hin zu Röntgeneinrichtungen. Diese Seite besteht größtenteils aus Text. Es hat einige sehr lästige Pop-up Fenster

Medizinische Physik:Physikalische Grundlagen der medizinischen Bildgebung
Viele PowerPoint Präsentationen in PDF Format.  Sie beinhalten die physikalischen Grundlagen in Bezug auf Röntgenstrahlen, CT Aufnahmen und PET mit dem Versprechen, diese Seite zukünftig zu erweitern. (siehe Hinweis dazu in der unteren Hälfte der Web-seite)

Physics of Medical X-ray Imaging 
Eine Serie von buchähnlichen Kapiteln über dieses Thema.                              

Non-Destructive Testing of Humans
Diese Seite wurde für Medizinstudenten vorbereitet.  Sie hat Links zu Vorlesungsnotizen, PowerPoint Präsentationen und viele Bilder. Obwohl die Seite nur begrenzten Nutzen für unsere Zwecke hat, ist die Überschrift zu gut, als dass man sie auslassen könnte.

Introduction to Radiology
Diese interaktive Seite ist hauptsächlich für Mediziner, um das Auswerten von Bildern zu erlernen. 

Introduction to Radiographic Testing
Diese Seite ist eine Unterrichtreihe, entwickelt von der Coalition for Non-Destructive Testing. Die Anwendungen sind nicht medizinisch, aber viele Hintergrundinformationen sind sehr hilfreich .

X-rays & Gamma Rays
Eine Unterrichtsreihe über Röntgenstrahlen und Kernphysik. Diese Seite beinhaltet eine Vielfalt von Strahlenanwendungen und ist nicht beschränkt auf medizinische Anwendungen.

Radiology: History & Techniques
Diese Seite beinhaltet eine Geschichte und eine Beschreibung der Wissenschaft der Röntgenstrahlen, des Ultraschalls , der Kernspinresonanztomographie und nuklearmedizinische Aufnahmen (unter Verwendung von Radioisotopen). In Englisch mit einem deutschen Wort.

Physics of Medical Imaging  - An Introduction
Ein Text in PDF Format, der einige physikalische Grundlagen abdeckt.

Medicine World Wide  
Funktion und Beschreibung einer Röntgenanlage 

 

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