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Wie funktioniert
eigentlich Radiologie?
Jörg Barkhausen
Wie funktioniert Radiologie
Wie funktioniert Radiologie Überblick
• Technik der Projektionsradiografie
• Wie funktioniert CT in der klinischen Routine
• Wie funktioniert MRT in der klinischen Routine
• Was ist interventionelle Radiologie
• RIS and PACS
• Bildnachverarbeitung
Moderner konventioneller Arbeitsplatz
Quelle: Internet / Philips
Aufnahmeparameter für Knochen
• Fokus‐Dektor Abstand: 115 cm
• Raster
• Belichtungsautomatik
• LWS seitlich 90 kV
• Becken 75 kV
• Oberschenkel 70 kV
• Knie 60 kV
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Aufnahmen der LWS
Wirbelkörpermetastase LWK 3
Aufnahmeparameter für Knochen
• Fokus‐Dektor Abstand: 115 cm
• Kein Raster bei ‚kleinen‘ Strukturen
• Freie Belichtung
• Knie ap 60 kV / 8 mAs
• Sprunggelenk seitl. 55 kV / 9 mAs
• Großzehe 45 kV / 6 mAs
Leitlinie der Bundesärztekammer Moderner Thoraxarbeitsplatz
Lungenentzündung Aufnahmeposition Rö‐Thorax
Film
Patient
Röntgenröhre
a.-p. p.-a.
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Fokus‐Film Abstand Rö‐Thorax
Film
Patient
Röntgenröhre
2 m 1 m
Wechselwirkung Photon / Materie
• Photoeffekt
• vollständige Absorption des Photons
• wichtigster Effekt < 100 kV
• Compton Effekt
• Streuphoton fliegt mit geringer Energie weiter
• wichtigster Effekt > 100 kV
• Paarbildung (nur > 1022 kV)
Niedrige kV Werte
60 KV
Hartstrahltechnik
• Strahlenexposition
• Belichtungszeit
• Bewegungsunschärfe
• Streustrahlung
• Kontrast ‚kV macht grau‘
120 KV
Raster Aufnahmetechnik Rö‐Thorax
• Posterior‐anteriorer Strahlengang
• Fokus‐Film Abstand 2 m
• Hartstrahltechnik (ca. 120 kV)
• Belichtungsautomatik
• Bewegtes Raster
• Tiefe Inspiration
• Bei Erwachsenen in 2 Ebenen
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Technik der CT
Röhre
Detektor
Patient
Was messen wir im CT
• Absorption von Röntgenstrahlen
• Hounsfield‐Einheiten
• Luft ‐1000 HU
• Fett ca. ‐100 HU
• Wasser 0 HU
• Leber ca. 60 HU
• Knochen ca. 2000 HU
Darstellung der Information
• Wir messen 4096 Dichtestufen
• Dichtestufen werden als Grauwerte dargestellt
• Das menschliche Auge kann nur etwa 40 – 60
Grauwerte differenzieren
• nicht die ganze Hounsfield Skala wird kodiert
sondern nur ein Ausschnitt (= Fenster)
3000
2000
1000
0
-1000
Darstellung aller Grauwerte
Darstellung der Bilder / Fensterung
Weichteilfenster
Lungenfenster Knochenfenster
Alle Grauwerte
3000
2000
1000
0
-1000
Weichteilfenster
Center 50
Window 400
50250
‐ 150
5
3000
2000
1000
0
-1000
Lungenfenster
Center – 500
Window 1500
‐ 500
250
‐ 1250
3000
2000
1000
0
-1000
Knochenfenster
Center 500
Window 2000
500
1500
‐ 500
Technische Parameter
• 80 – 140 kV Röhrenspannung, variable mAs
• 2‐4 Rotationen pro Sekunde
• 1 ‐ 640 Schichten pro Rotation
• Effektive Dosis beim Thorax CT 1 bis 5 mSv
• Etwa 20 ‐ 100 mal höhere Dosis im Vergleich zu
einer konventionellen Röntgenaufnahme
Modernes CT
Röntgen CT
Bildkontraste im Vergleich zum Röntgen
Fett
Wasser
CT des Oberschenkels
Röntgen CT
Räumliche Auflösung
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M wie Magnet
• 1,5 Tesla
• 30.000 mal stärker
als das Erdfeld
R wie Resonanz
• Hochfrequenzspule
• 63 MHz
(99 MHz UKW‐Radio)
T wie Tomographie
• berechnet aus den
Resonanzsignalen ein
Bild
Patient: überwiegend Wasser, viele Protonen
Magnet Resonanz Tomographie Bildkontraste
RöCT MRT
Knochen
Wasser
Fett
Luft
CT T1 T2
Schädel MRT
T2 WichtungT1 Wichtung
Knorpeldarstellung am Kniegelenk
MR Sicherheit ‐ Erwärmung MR Sicherheit – magnetische Anziehung
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Digitale Subtraktions Angiografie (DSA) Digitale Subtraktions Angiografie (DSA)
Leerbild, Maske
Füllungsbild, mit KM, dynamische Serie
Subtraktion
DSA – AFS-Verschluss
• Punktion einer Arterie
• Einführen eines Katheters
• Intraarterielle Injektion von
Kontrastmittel
• Anfertigung von Aufnahmen
Interventionelle Behandlung
Moderne Stents Einflussfaktoren auf die Dosis
• Röhrenspannung (kV)
• Röhrenstrom (mA)
• Untersuchungszeit (s)
• Dosis steigt linear mit Röhrenstrom und Zeit,
exponentielle Steigerung mit der Spannung
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IT Strukturen
RIS (Radiologie Informations
System)
• Termine
• Indikationsprüfung
• Leistungen
• Befunde
• Dosiswerte
PACS (picture archiving and
communication system)
• Speichert Bilder
• Zeigt Bilder an
• Bildnachverarbeitung
Prozesse
Anforderung im RIS Terminvergabe, Planung im RIS
Modalität CT
PACS – Speicher Befundung im RIS, Bilder auf der PACS Workstation
Radiologischer Arbeitsplatz Beurteilung des knöchernen Thorax
Automatische Rekonstruktion
Central Hospital
Alle Rippen um 90° drehen
Central Hospital SyngoVia, Siemens, Erlangen
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Auswertung 11. Rippe links
Central Hospital
Alle Rippen um 90° drehen
Central Hospital
Auswertung 5. Rippe rechts
Central Hospital
Volume Rendering
Central Hospital
Und was ist mit der Lunge – Rundherde?
Central Hospital
Automatische Detektion von Rundherden
Central Hospital
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Darstellung in der 2. Ebene
Central Hospital
Automatische Volumetrie
Central Hospital
3D Darstellung
Central Hospital
Zusammenfassung
• Radiologie ist innovativ und extrem spannend
• Radiologie ist angewandte Medizintechnik und
Medizininformatik
• Wir brauchen engagierte und begeisterte
Ingenieure und Informatiker
