Chemische und physikalische Grundlagen Radiologie und Nuklearmedizin PDF

SEITENTITEL Chemische und physikalische Grundlagen radiologischer und nuklearmedizinischer Verfahren Was ist elektromagnetische Strahlung? Ø elektromagnetische Strahlung, auch elektromagnetische Welle, ist Teil des gesamten elektromagnetischen Spektrums und besteht aus einer elektrischen und einer m...

SEITENTITEL Chemische und physikalische Grundlagen radiologischer und nuklearmedizinischer Verfahren Was ist elektromagnetische Strahlung? Ø elektromagnetische Strahlung, auch elektromagnetische Welle, ist Teil des gesamten elektromagnetischen Spektrums und besteht aus einer elektrischen und einer magnetischen Komponente Ø Maßeinheiten elektromagnetischer Wellen sind Hertz (beschreibt die Frequenz mit der die Welle „schwingt“) oder Meter (beschreibt den Abstand zwischen zwei Wellen) Wellenlänge (zwischen den beiden Bergspitzen) „Energie“ der Welle Je kleiner die Wellenlänge, desto größer die Energie der Welle „Ausbreitung“ der Welle Grundlagen Radiologie und Nuklearmedizin; 01.10.2020, Dr. Kim Neitzert – Tutorin für Medizin für Nichtmediziner 1 SEITENTITEL Chemische und physikalische Grundlagen radiologischer und nuklearmedizinischer Verfahren Was ist Röntgenstrahlung? Ø Röntgenstrahlung ist sehr energiereich, d.h. sie hat eine sehr kleine Wellenlänge (zwischen dem ultravioletten Licht und der gamma-Strahlung) Ø Die Gewinnung von Röntgenstrahlung erfolgt durch das Einwirken einer sehr hohen Spannung auf eine Metallkatode. Dadurch treten Elektronen des Metalls aus und werden in Richtung einer Metallanode sehr stark beschleunigt (= sehr hohe Energie!). Das Auftreffen der Elektronen auf der Anode bewirkt die Freisetzung einer sog. Bremsstrahlung, die zu ca. 1% aus Röntgenstrahlung besteht. Ø Aufgrund der hohen Energie kann Röntgenstrahlung Körper durchdringen und einen hinter dem Körper angebrachten Film belichten Ø Diesen Effekt nutzt man für die Bildgewinnung, z.B. bildliche Darstellung von Knochen Grundlagen Radiologie und Nuklearmedizin; 01.10.2020, Dr. Kim Neitzert – Tutorin für Medizin für Nichtmediziner 2 SEITENTITEL Chemische und physikalische Grundlagen radiologischer und nuklearmedizinischer Verfahren Was ist radioaktive Strahlung? Ø Radioaktivität ist die Eigenschaft von instabilen (leicht zerfallenden) Atomkernen bei Selbstzerfall sehr energiereiche Strahlung auszusenden Ø Die Strahlung kann dabei entweder aus elektromagnetischen Wellen (gammaStrahlung) oder aus Teilchenstrahlung (beta-Strahlung) bestehen Was ist ein Radionuklid? Ø Allgemein: Nuklide sind Atomkerne, z.B. Wasserstoff, Sauerstoff, Jod, Kohlenstoff usw. Ø Radionuklide sind Atomkerne, die bei Zerfall radioaktive Strahlung aussenden, z.B. Technetium 99m (Szintigraphie), Jod 131 (Radiojodtherapie, ein Teilgebiet der Radionuklidtherapie), Radium 223 (Radionuklidtherapie) Was ist der Spin? Ø Spin ist der Eigendrehimpuls von Teilchen, d.h. sie drehen sich um ihre eigene Achse Ø Beim MRT wird der Eigendrehimpuls der Protonen des Wasserstoffatoms genutzt, da Wasserstoff in Körpergeweben, vor allem weichen Geweben, sehr häufig vorkommt Grundlagen Radiologie und Nuklearmedizin; 01.10.2020, Dr. Kim Neitzert – Tutorin für Medizin für Nichtmediziner 3 SEITENTITEL Chemische und physikalische Grundlagen radiologischer und nuklearmedizinischer Verfahren Was sind Atome? Ø Ein Atom besteht aus einem Atomkern und einer Atomhülle Ø Atomkerne enthalten üblicherweise Protonen (positiv geladene Teilchen) und Neutronen (neutral geladene Teilchen), in der sog. Hülle befinden sich die negativ geladenen Elektronen Ø Bei neutral geladenen Atomen ist die Anzahl der Protonen und der Elektronen gleich, z.B. das Wasserstoffmolekül H2 besteht aus zwei Wasserstoffatomen mit jeweils 1 Proton und 1 Elektron Ø Die Anzahl der Neutronen im Kern entscheidet über das Isotop: Wasserstoff hat drei Isotope mit entweder 0, 1 oder zwei Neutronen Wasserstoffisotope Protium (0 Neutrone, stabil), Deuterium (1 Neutron, stabil) und Tritium (2 Neutrone, nicht stabil): Proton H+ Elektron e- Proton H+ Neutron Elektron e- Proton H+ Neutron Elektron e- Grundlagen Radiologie und Nuklearmedizin; 01.10.2020, Dr. Kim Neitzert – Tutorin für Medizin für Nichtmediziner 4 SEITENTITEL Anwendungsbeispiele Technik/Methode Anwendungsbeispiel Röntgen, 2D; CT, 3D Knochen, Blutungen MRT/Kernspin Weichteile und Gelenke (z.B. Gehirngewebe, Nervengewebe, Bandscheiben, Rückenmark, etc.) Szintigraphie Organe (z.B. Schilddrüsen), insbesondere deren Zellaktivität, Durchblutung, etc. PET, PET-CT Krebsfrüherkennung, Alzheimer Demenz, Epilepsie Radionuklid-, Radiojodtherapie Zerstörung von Tumorzellen durch Einbringen radioaktiver Stoffe in den Körper (z.B. gut- oder bösartige Schilddrüsenerkrankungen mit Radiojodtherapie, palliative Krebstherapie mit Radionuklidtherapie) Grundlagen Radiologie und Nuklearmedizin; 01.10.2020, Dr. Kim Neitzert – Tutorin für Medizin für Nichtmediziner 5 SEITENTITEL Hinweise zur Vertiefung des Stoffes Video Lectures in der Videogalerie auf myCampus: - VL 47 5.4a Radiologie - VL 48 5.4b Nuklearmedizin - VL 49 5.4c MRT oder entsprechende Interactive Video Lectures in myCampus Für medizinisch Interessierte: Anwendung des Röntgenverfahrens bei Kindern mit zystischer Fibrose (Mukoviszidose): Ley-Zaporozhan, J. Thoraxbildgebung bei zystischer Fibrose. Radiologe 60, 802–812 (2020). https://doiorg.pxz.iubh.de:8443/10.1007/s00117-020-00735-w und im Vergleich MRTAufnahmen bei zystischer Fibrose -> zu finden in der Online-Bibliothek Grundlagen Radiologie und Nuklearmedizin; 01.10.2020, Dr. Kim Neitzert – Tutorin für Medizin für Nichtmediziner 6 SEITENTITEL Literatur Grün AH, Viebahn R: Medizin für Nichtmediziner, 2. Auflage. Mediengruppe Oberfranken – Buch- und Fachverlage GmbH & Co. KG Kulmbach, 2010 Wedler G: Lehrbuch der Physikalischen Chemie, 4. Auflage. Wiley-VCH Verlag GmbH Weinheim, 1997 Riedel E: Anorganische Chemie, 4. Auflage. Walter de Gruyter GmbH & Co. KG Berlin; New York, 1999 Grundlagen Radiologie und Nuklearmedizin; 01.10.2020, Dr. Kim Neitzert – Tutorin für Medizin für Nichtmediziner 7