Physikalische und technische Grundlagen der Radiologie: Fragen und Antworten PDF
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Thomas M. Link Annelie Heppe Physikalische und technische Grundlagen der Radiologie Springer Berlin Heidelberg New York Barcelona Budapest Hongkong London Mailand Paris Santa Clara Singapur Tokio Thomas M. Link Annelie Heppe Physikalische und technische Grundlagen der Radiologie Fragen und Antworten Zweite, erweiterte und aktualisierte Auflage Unter Mitarbeit von Norbert Meier, Martin Fiebich und Heike E. Daldrup Mit Geleitworten von P. E. Peters und M. Galanski Mit 51 Abbildungen und 12 Tabellen Springer Priv.-Doz. Dr. med. Thomas M. Link Arzt fUr Diagnostische Radiologie, Oberarzt am Institut fur Klinische Radiologie, Universitatsklinikum Albert-Schweitzer-StraBe 33, 48129 Munster Dr. med. Annelie Heppe A.rztin fiir Radiologische Diagnostik Radiologische Gemeinschaftspraxis Dr. med. Dr. rer. nat. B. KlockenkemperlDr. med. A. Heppe Luisenplatz 4, 64283 Darmstadt Mitarbeiter Dr. rer. medic. Dipl. Phys. Norbert Meier Dr. rer. medic. Dipl. Phys. Martin Fiebich Dr. med. Heike E. Daldrup Institut fur Klinische Radiologie, Universitatsklinikum Albert-Schweitzer-StraBe 33, 48129 Munster ISBN-13 :978-3-540-63979-4 e-ISBN -13:978-3-642-72102-1 DOl: 10.10071978-3-642-72102-1 Die deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Link, Thomas Marc: Physikalische und technische Grundlagen der Radiologiel T. Link; Annelie Heppe. - 2. Aufl. - Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budapest; Hongkong; London; Mailand; Paris; Santa Clara; Singapur; Tokio: Springer, 1998 ISBN -l3: 978 -3-540-63979-4 Dieses Werk ist urheberrechtlich geschiitzt. Die dadurch begriindeten Rechte, insbesondere die der Ubersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der MikroverfLlmung oder der Vervielfaltigung auf anderen'Wegen und der Speieherung in Datenverarbei tungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Ei ne Vervielfaltigung di~ses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Ein zelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechts gesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulassig. Sie ist grundsatzlich vergiitungspflichtig. Zuwider handlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1994, 1998 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nieht zu der Annahme, daB solehe Namen im Sinne der Warenzeichen- und Marken schutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann be nutzt werden diirften. Produkthaftung: Fiir Angaben iiber Dosierungsanweisungen und Applikations formen kann vom Verlag keine Gewahr iibernommen werden. Derartige Anga ben miissen vom jeweiligen Anwender im Einzelfall anhand anderer Literatur stellen auf ihre Richtigkeit iiberpriift werden. Satz: Elsner & Behrens, Oftersheim SPIN: 10554360 21/3135-5432 1 0 - Gedruckt auf saurefreiem Papier. Unserem unvergessenen Lehrer und Mentor Professor Dr. Peter E. Peters Geleitwort zur 2. Auflage Das Wissen urn die physikalisch-technischen Grundlagen der Radiologie gehort zum Wesen unseres Fachgebietes und zum Rustzeug eines jeden Radiologen. Daran wird sich auch in Zu kunft nichts andem, selbst wenn neue Methoden der Bild gebung und Bildverarbeitung und neue Medien der Bild betrachtung und Kommunikation von der Bedeutung dieser Grundlagen ablenken mogen. Physikalisch-technische Grundlagen sind fUr den klinisch tati gen Arzt wenig attraktiv. Die Materie wird als trocken, wenig alltagsrelevant, gelegentlich sogar als belastend empfunden. Die Vermittlung dieses Wissens ist deswegen eine schwierige Aufgabe. DaB sie dennoch losbar ist, zeigen die Autoren, in dem sie den Informationstransfer in ein Frage-und-Antwort Spiel verpackt haben. Der Leser wird so zur Mitarbeit und Re flexion des Gelemten in einer entspannten und positiven At mosphare aufgefordert. Nicht umsonst war schon die erste Auflage dieses lehrreichen Quizes ein Erfolg sowohl bei Stu denten wie bei Kollegen in der Aus- und Weiterbildung. Die Diskussion urn die Qualitat arztlichen Handelns nimmt ei nen immer breiteren Raum ein. Dem wurde im vorliegenden Buch Rechnung getragen. Die aufgelisteten Qualitatskriterien gelten fur alle radiologischen Tlitigkeiten, sei es in der Praxis im Krankenhaus oder im universitaren Bereich. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Ausbildung und sie begleiten uns das ganze Berufsleben hindurch. Qualitatsrichtlinien dokumentie ren die Gute unserer Arbeit, der wir im Interesse der uns anver trauten Patienten und der klinischen Kollegen verpflichtet sind. Denn v. a. die hohe Qualitat unserer Arbeit rechtfertigt die Ei genstandigkeit und das Selbstverstandnis der Radiologie als zentrale Disziplin in der Patientenversorgung. Das Konzept des Buches fordert das Lemen im Team und folgt damit dem Anliegen zweier groBer und viel zu fruh verstorbe ner Radiologen, deren Einsatz fur die Lehre und Ausbildung vorbildlich war: Prof. Dr. Peter E. Peters, dem die Autoren die se Auflage gewidmet haben, und Prof. Dr. Ben Swart, dem Be grunder der Intensivkurse Neuss. kh wiinsche auch der 2. Auflage eine weite Verbreitung und danke den Autoren fUr die Muhe, die sie in die grundliche Uberarbeitung der Inhalte investiert haben. Hannover, im Dezember 1997 Prof. Dr. med. M. Galanski Geleitwort zur 1. Auflage Die Weiterbildung im Gebiet der Diagnostischen Radiologie ist im praktisch-radiologischen Teil in aller Regel sehr gut. Es ist eine absolute Ausnahme, wenn ein Kandidat/eine Kandida tin wegen mangelnder Kenntnisse in der Bildanalyse oder Un tersuchungstechnik das kollegiale Fachgesprach am Ende der Weiterbildungszeit nicht besteht. Ganz anders sieht es hin gegen mit den Fragen zur Physik, zur Technik, zum Strahlen schutz und zur Qualitatssicherung aus. Hier offenbaren sich haufig groBe Mangel, die auch nicht selten AniaB zur unfrei willigen Verlangerung der Weiterbildungszeit geben. Die Autoren des vorliegenden Buches haben ihre eigene Vor bereitung auf die Facharztpriifung sehr griindlich betrieben und aus ihren Notizen und aus den bekannten "typischen Prii ferfragen" einen Fragenkatalog "Radiologisches Basiswissen" zusammengestellt. 1m Frage- und Antwortspiel allein oder in der Gruppe - kann man sich okonomisch und zuverlassig auf das kollegiale Fach gesprach vorbereiten. Der Fragenkatalog will keine systemati schen Lehrbiicher ersetzen und gibt daher immer wieder Hin weise auf die wichtigsten Standardwerke. Sein Ziel ist die Uberpriifung des erworbenen Wissens. Durch den "Pro belauf" anhand des Fragenkatalogs wird der Leser auch ani miert, die entsprechenden nicht immer einfachen Sachverhal te in eigenen Worten zu formulieren. Nach einer solchen Vor bereitung kann man mit einem guten Gefiihl und mit Aussicht auf Erfolg in die Facharztpriifung gehen. Ais zur Weiterbildung befugter Arzt, der sehr wohl weiB, daB wir unseren Assistenten/innen im Bereich der physikalisch technischen Grundlagen oft weniger vermitteln als in den praktisch-klinischen Aspekten des Faches, v. a. aber auch als Priifer in solchen Fachgesprachen wiinsche ich dem Fragenka talog eine weite Verbreitung. Miinster, im Juli 1994 Prof. Dr. med. P. E. Peters Vorwort zur 2. AuJlage Die vor 4 Jahren entstandene Darstellung der physikalischen und technischen Grundlagen der Radiologie in Frage und Ant wort entsprach dem Wunsch unserer radiologischen Kollegen. Das didaktische Konzept des Selbststudiums in Form eines Frage- und Antwortspiels fiihrte zu einer hohen Akzeptanz. In der 2. Auflage wurde den neuen Weiterbildungsrichtlinien und den gesetzlichen Bestimmungen Rechnung getragen. Das Kapitel Magnetresonanztomographie wurde neu aufgenom men und die Kapitel Computertomographie, Digitale Radio graphie und Sonographie erganzt. Das Kapitel Strahlenthera pie wurde weggelassen. Die iibrigen Kapitel wurden iiber arbeitet und erweitert. In dieser Form kann das Buch den angehenden Radiologen, Medizinstudenten und MTRAs bei der Weiterbildung im tech nisch-physikalischen Bereich begleiten. Wir hoffen, auch mit dieser Auflage das Erlernen der tech nischen Grundlagen der Radiologie erleichtert zu haben und wiinschen weiterhin guten Erfolg bei den bevorstehenden Prii fungen. Miinster, im Marz 1998 A. Heppe und T. M. Link Vorwort zur 1. Auflage Weder im Studium noch in der Facharztausbildung lernen Mediziner, Wissensinhalte zur verbalisieren. 1m Mittelpunkt der Ausbildung steht immer das Erlernen von Fakten und Wissensstoffen, wobei das Erkennen von Wissenszusammen hangen oftmals in den Hintergrund tritt. Ziel muB es jedoch sein, sieh mit Wissensinhalten bewuBt aus einanderzusetzen. Zu dies em Zweck haben wir, orientiert an den Lehrinhalten der Weiterbildungsordnung zum Arzt fur Diagnostische Ra diologie, Fragen zum Themenkreis physikalische und tech nische Grundlagen zusammengetragen; berucksiehtigt wur den auch die Gesetzgebung zum Strahlenschutz (R6ntgenver ordnung) und die Qualitiitsleitlinien der Bundesiirztekam mer. Die Fragen sollen dem Kollegen, der sich auf die Prufung zum Facharzt fUr Diagnostische Radiologie vorbereitet helfen, sieh das Wissen aktiv anzueignen und zu lernen, Ausbildungsinhal te auch verbal zu formulieren. Ein fUr die Facharztausbildung notwendiges intensives Literaturstudium kann unser Fragen katalog nieht ersetzen, jedoch hilft er bei der Gewiehtung der Lerninhalte im Selbststudium. Wiederholungen wiehtiger The menkreise sind aus didaktischen Grunden gewollt. Auch fUr medizinisch-technische Radiologieassistenten und Medizinstudenten ist unsere Fragensammlung bei Prufungs vorbereitungen hilfreieh. Viel Erfolg bei der Prufung! Munster, im April 1994 A. Heppe und T. M. Link Danksagung Fur die Unterstutzung und Motivation bei der Entstehung des Buches danken wir Herrn Prof. Dr. P. E. Peters sehr herzlich. Frau Dr. U. Heilmann, Frau I. Haas und Frau A. Duhm ist sehr zu danken fUr die ausgezeichnete Kooperation und Hilfe bei der Planung und Fertigstellung des Buches. Dank an die Herren Th. Terrahe und M. Hempel fUr die Anfer tigung der photographischen Arbeiten. I nhaltsverzeichn is Radiologische Verfahren ..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Konventionelle Rontgendiagnostik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Rontgenrohre ........................................ 2 Rontgenstrahlen und Strahlenqualitat. . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Aufnahmetechnik ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Raster................................................ 68 Film-Folien-Systeme..... ............... .... .... . .... . 78 Filmgiitekriterien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Qualitat/Konstanz/Filmverarbeitung ....... ..... . ..... 100 Bildverstarker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 112 Generatoren ......................................... , 116 Konventionelle Tomographie ......................... 122 Mammographie ...................................... 126 Digitale Radiographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 134 Lumineszenzradiographie ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 134 Bildverstarkerradiographie ........ ... .... ..... ..... .. 140 Subtraktionsangiographie ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 142 Computertomographie .................................. 144 Ultraschall. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 160 Magnetresonanztomographie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 164 Physikalische Grundlagen ............................ 164 Signalgebung und ihre Parameter.... ... . .... . ..... ... 180 Pulssequenzen ....................................... 188 Artefakte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 196 Hardware - Gerate und Spulen ........................ 206 MR-Angiographie (MRA). .... ... ....... .... . .... ..... 212 MR-Sicherheitsvorschriften. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 218 Kontrastmittel .......................................... 228 MR-Kontrastmittel ................................... 236 Gesetzliche Bestimmungen .... ....... ........ ..... .... .. 241 Rontgenverordnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 242 Strahlenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 260 Mefiverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 270
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