Durchleuchtung - Fluoroscopy

Durchleuchtung
Fluoroskop.jpg
Ein modernes Fluoroskop
ICD-10-PCS B?1
Gittergewebe D005471
Eine Bariumbreischluck- Untersuchung durch Durchleuchtung.

Fluoroskopie ( / f l ʊər ɒ s k ə p i / ) ist ein bildgebendes Verfahren , das Gebrauch von Röntgenstrahlen bewegte Bilder des Inneren eines Objekts in Echtzeit zu erhalten. In seiner primären Anwendung der medizinischen Bildgebung , einem Fluoroskop ( / f l ʊər ə s k oʊ p / ) kann ein Arzt die interne sehen Struktur und Funktion eines Patienten, so dass die Pumpwirkung des Herzens oder die Bewegung des Schluckens , kann zum Beispiel angeschaut werden. Dies ist sowohl für die Diagnose als auch für die Therapie nützlich und kommt in der allgemeinen Radiologie , der interventionellen Radiologie und der bildgeführten Chirurgie vor .

In seiner einfachsten Form besteht ein Fluoroskop aus einer Röntgenquelle und einem Fluoreszenzschirm , zwischen denen ein Patient platziert wird. Seit den 1950er Jahren enthalten die meisten Fluoroskope jedoch auch Röntgenbildverstärker und Kameras , um die Sichtbarkeit des Bildes zu verbessern und es auf einem entfernten Bildschirm verfügbar zu machen. Viele Jahrzehnte lang produzierte die Durchleuchtung eher Live-Bilder, die nicht aufgezeichnet wurden, aber seit den 1960er Jahren, als sich die Technologie verbesserte, wurden Aufnahme und Wiedergabe zur Norm.

Die Fluoroskopie ähnelt der Radiographie und der Röntgen-Computertomographie (Röntgen-CT), da sie Bilder mit Röntgenstrahlen erzeugt. Der ursprüngliche Unterschied bestand darin, dass die Radiographie Standbilder auf Film fixierte, während die Fluoroskopie Live-Bewegtbilder lieferte, die nicht gespeichert wurden. Heute sind Radiographie, CT und Fluoroskopie jedoch alle digitale Bildgebungsmodi mit Bildanalysesoftware und Datenspeicherung und -abruf.

Die Verwendung von Röntgenstrahlen, einer Form ionisierender Strahlung , erfordert eine sorgfältige Abwägung der potenziellen Risiken eines Verfahrens mit den Vorteilen des Verfahrens für den Patienten. Da der Patient einer kontinuierlichen Röntgenstrahlungsquelle anstelle eines momentanen Pulses ausgesetzt werden muss, setzt ein Fluoroskopieverfahren einen Patienten im Allgemeinen einer höheren absorbierten Strahlungsdosis aus als eine gewöhnliche (stille) Röntgenaufnahme . Nur wichtige Anwendungen wie Gesundheitswesen , Körpersicherheit, Lebensmittelsicherheit , zerstörungsfreie Prüfung und wissenschaftliche Forschung erfüllen die Risiko-Nutzen- Grenze für den Einsatz. In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurden in Schuhgeschäften schuhanpassende Fluoroskope verwendet, deren Verwendung jedoch eingestellt wurde, da es nicht mehr akzeptabel ist, eine Strahlenexposition mit noch so geringer Dosis für unwesentliche Zwecke zu verwenden. Viel Forschung wurde auf die Verringerung der Strahlenbelastung gerichtet, und jüngste Fortschritte in der Fluoroskopie-Technologie, wie digitale Bildverarbeitung und Flachbilddetektoren, haben zu viel geringeren Strahlendosen als frühere Verfahren geführt.

Fluoroskopie wird auch in Sicherheitsscannern von Flughäfen verwendet , um nach versteckten Waffen oder Bomben zu suchen. Diese Geräte verwenden niedrigere Strahlendosen als die medizinische Durchleuchtung. Der Grund für höhere Dosen bei medizinischen Anwendungen ist, dass sie höhere Anforderungen an den Gewebekontrast stellen und aus dem gleichen Grund manchmal Kontrastmittel erforderlich sind .

Wirkmechanismus

Sichtbares Licht kann mit bloßem Auge gesehen werden (und bildet so Bilder, die Menschen betrachten können), aber es durchdringt die meisten Objekte (nur durchscheinende ) nicht. Im Gegensatz dazu können Röntgenstrahlen eine größere Vielfalt von Objekten (wie den menschlichen Körper) durchdringen, sind jedoch für das bloße Auge unsichtbar. Um die Durchdringung für bildgebende Zwecke zu nutzen, muss man die Intensitätsänderungen der Röntgenstrahlen (die dem Materialkontrast und damit dem Bildkontrast entsprechen) irgendwie in eine sichtbare Form umwandeln . Die klassische filmbasierte Radiographie erreicht dies durch die variablen chemischen Veränderungen, die die Röntgenstrahlen im Film induzieren , und die klassische Fluoroskopie erreicht dies durch Fluoreszenz , bei der bestimmte Materialien Röntgenenergie (oder andere Teile des Spektrums ) in sichtbares Licht umwandeln . Diese Verwendung von fluoreszierenden Materialien zur Herstellung eines Beobachtungsgeräts hat der Fluoroskopie ihren Namen gegeben.

Da die Röntgenstrahlen durch den Patienten passieren, werden sie abgeschwächt durch unterschiedlichen Mengen , wie sie durchlaufen oder reflektiert den verschiedenen Geweben des Körpers, ein Röntgen Gießens shadow der strahlenundurchlässigen Geweben (wie Knochengewebe ) auf dem Leuchtschirm . Bilder auf dem Bildschirm werden erzeugt, wenn die ungeschwächten oder leicht abgeschwächten Röntgenstrahlen von strahlendurchlässigem Gewebe durch den photoelektrischen Effekt mit den Atomen im Bildschirm interagieren und ihre Energie an die Elektronen abgeben . Während ein Großteil der an die Elektronen abgegebenen Energie als Wärme abgegeben wird , wird ein Bruchteil davon als sichtbares Licht abgegeben.

Frühe Radiologen passten ihre Augen an, um die schwachen Durchleuchtungsbilder zu sehen, indem sie in abgedunkelten Räumen saßen oder eine rote Anpassungsbrille trugen . Nach der Entwicklung von Röntgenbildverstärkern waren die Bilder hell genug, um bei normalem Umgebungslicht ohne Brille zu sehen .

Heutzutage kann in allen Formen des digitalen Röntgenbildgebung (Radiographie, Fluoroskopie und CT) , um die Umwandlung von Röntgenenergie in sichtbares Licht , mit den gleichen Typen von elektronischen Sensoren, wie erreicht werden Flachdetektoren , die die X umwandeln -Strahlenenergie in elektrische Signale , kleine Stromstöße , die Informationen übermitteln , die ein Computer analysieren, speichern und als Bilder ausgeben kann. Da Fluoreszenz ein Sonderfall der Lumineszenz ist , ähnelt die digitale Röntgenbildgebung konzeptionell der digitalen Gammastrahlenbildgebung ( Szintigraphie , SPECT und PET ), da in beiden Bildgebungsmodusfamilien die Informationen durch die variable Dämpfung unsichtbarer elektromagnetischer Strahlung, die Gewebe mit unterschiedlicher Strahlungsdichte durchdringt, wird von einem elektronischen Sensor in ein elektrisches Signal umgewandelt, das von einem Computer verarbeitet und als sichtbares Lichtbild ausgegeben wird.

Geschichte

Frühe Ära

Experimentator in den 1890er Jahren (oben rechts) untersucht seine Hand mit Fluoroskop.
Thoracic Fluoroskopie Handheld Fluoreszenzschirm, 1909. Keine Strahlungsschutz verwendet wird, da die Gefahren von Röntgenstrahlen wurden noch nicht erkannt.
Chirurgische Operation während des Ersten Weltkriegs mit einem Fluoroskop, um eingebettete Kugeln zu finden, 1917.
Durchleuchtung des Thorax im Jahr 1940.
Adrian Schuhanpass-Durchleuchtungsgerät, das vor 1950 in Schuhgeschäften zur Prüfung der Passform von Schuhen verwendet wurde. Diese waren ein Hightech-Verkaufsgimmick und wurden aus Bedenken hinsichtlich einer unnötigen Strahlenbelastung eingestellt.
Siehe auch: Röntgen § Geschichte

Fluoroskopie Ursprünge und die Radiographie Ursprünge können beide wieder auf 8. November 1895 zurück, als Wilhelm Röntgen oder in Englisch Skript Roentgen, ein bemerkt Barium Platinzyanür Bildschirm als Folge von fluoreszierender ausgesetzt werden , was er später Röntgenstrahlen (algebraische x Variable nennen bedeutet "unbekannt"). Innerhalb weniger Monate nach dieser Entdeckung wurden die ersten rohen Fluoroskope hergestellt. Diese experimentellen Fluoroskope waren einfach dünne Pappschirme, die auf der Innenseite mit einer Schicht aus fluoreszierendem Metallsalz beschichtet waren und an einem trichterförmigen Papp-Augenschirm befestigt waren, der das Raumlicht mit einem Okular, das der Benutzer vors Auge hielt, ausschloss. Das auf diese Weise erhaltene Durchleuchtungsbild war ziemlich schwach. Selbst nach der endgültigen Verbesserung und kommerziellen Einführung für die diagnostische Bildgebung erforderte das begrenzte Licht, das von den Fluoreszenzschirmen der frühesten kommerziellen Zielfernrohre erzeugt wurde, dass ein Radiologe eine Zeitlang in dem abgedunkelten Raum, in dem das bildgebende Verfahren durchgeführt werden sollte, sitzen musste, um seine Augen zuerst zu gewöhnen um ihre Empfindlichkeit zu erhöhen, um das schwache Bild wahrzunehmen. Die Platzierung des Radiologen hinter dem Bildschirm führte auch zu einer signifikanten Dosierung des Radiologen.

In den späten 1890er Jahren begann Thomas Edison , Materialien auf ihre Fähigkeit zu untersuchen, beim Röntgen zu fluoreszieren, und um die Jahrhundertwende hatte er ein Fluoroskop mit ausreichender Bildintensität erfunden, um kommerzialisiert zu werden . Edison hatte schnell entdeckt, dass Calciumwolframat- Bildschirme hellere Bilder erzeugten. Edison gab seine Forschungen jedoch 1903 wegen der Gesundheitsgefahren auf, die mit der Verwendung dieser frühen Geräte einhergingen. Clarence Dally, ein Glasbläser von Laborgeräten und -röhren in Edisons Labor, wurde wiederholt einer Strahlenvergiftung ausgesetzt und erlag später einem aggressiven Krebs. Edison selbst hat sich beim Testen dieser frühen Fluoroskope ein Auge beschädigt.

Während dieser jungen kommerziellen Entwicklung haben viele fälschlicherweise vorhergesagt, dass die Bewegtbilder der Fluoroskopie Röntgenographen (radiographische Standbildfilme) vollständig ersetzen würden, aber die damals überlegene diagnostische Qualität des Röntgenographen und ihre bereits angedeutete Verbesserung der Sicherheit durch niedrigere Strahlendosis durch kürzere Exposition verhinderte dies. Ein weiterer Faktor war, dass einfache Filme von Natur aus eine einfache und kostengünstige Aufnahme des Bildes boten, während die Aufnahme und Wiedergabe von Fluoroskopien für die kommenden Jahrzehnte ein komplexeres und teureres Unterfangen blieb ( wird weiter unten ausführlich erörtert ).

Die rote Anpassungsbrille wurde 1916 von Wilhelm Trendelenburg entwickelt , um das Problem der dunklen Anpassung der Augen zu lösen , das zuvor von Antoine Beclere untersucht wurde . Das resultierende rote Licht aus der Filterung der Brille sensibilisierte die Augen des Arztes vor dem Eingriff richtig, während er dennoch genügend Licht erhielt, um normal zu funktionieren.

Röntgenschuhanpassung

Hauptartikel: Schuhanpassungs-Fluoroskop

Trivialere Anwendungen der Technologie tauchten in den frühen 1920er Jahren auf, darunter ein Fluoroskop zur Schuhanpassung , das in Schuhgeschäften und Kaufhäusern verwendet wurde. Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen eines häufigen oder schlecht kontrollierten Konsums wurden in den späten 1940er und 1950er Jahren geäußert. Zu den von Ärzten und Angehörigen der Gesundheitsberufe aufgeworfenen Problemen gehörten die Möglichkeit von Verbrennungen der Haut, Knochenschäden und abnormale Entwicklung der Füße. Diese Bedenken führten zur Entwicklung neuer Richtlinien, Vorschriften und schließlich zum Ende der Praxis Anfang der 1960er Jahre. Schuhverkäufer und Industrievertreter verteidigten manchmal ihre Verwendung und behaupteten, dass es keine Beweise für Schäden gebe und dass ihre Verwendung Schäden an den Füßen durch schlecht sitzende Schuhe verhindert habe.

Bei der Schuhanpassung wurde die Durchleuchtung abgebrochen, da das Strahlenbelastungsrisiko den trivialen Nutzen überwog. Nur wichtige Anwendungen wie Gesundheitswesen , Körpersicherheit, Lebensmittelsicherheit , zerstörungsfreie Prüfung und wissenschaftliche Forschung erfüllen die Risiko-Nutzen- Grenze für den Einsatz.

Analoges elektronisches Zeitalter

50er Jahre Fluoroskop

Analoge Elektronik revolutionierte die Fluoroskopie. Die Entwicklung des Röntgenbildverstärkers von Westinghouse in den späten 1940er Jahren in Kombination mit den Closed Circuit TV Kameras der 1950er Jahre ermöglichte hellere Bilder und einen besseren Strahlenschutz . Die rote Anpassungsbrille wurde obsolet, da Bildverstärker es ermöglichten, das vom Leuchtschirm erzeugte Licht zu verstärken und in einem beleuchteten Raum sichtbar zu machen. Durch das Hinzufügen der Kamera wurde die Anzeige des Bildes auf einem Monitor ermöglicht, sodass ein Radiologe die Bilder in einem separaten Raum ohne Strahlenrisiko betrachten kann . Die Kommerzialisierung von Videorecordern ab 1956 ermöglichte es, die Fernsehbilder nach Belieben aufzuzeichnen und abzuspielen.

Digitales elektronisches Zeitalter

Digitale Elektronik wurde Anfang der 1960er Jahre in der Fluoroskopie eingesetzt, als Frederick G. Weighart und James F. McNulty (1929-2014) von Automation Industries, Inc in Echtzeit digital erzeugt werden, während ein später kommerzialisiertes tragbares Gerät für die zerstörungsfreie Prüfung von Marineflugzeugen an Bord entwickelt wird . Rechteckwellensignale wurden auf einem fluoreszierenden Schirm detektiert, um das Bild zu erzeugen.

Ab den späten 1980er Jahren wurde die digitale Bildgebungstechnologie nach der Entwicklung verbesserter Detektorsysteme wieder in die Fluoroskopie eingeführt. Moderne Verbesserungen in Bildschirm - Phosphore , digitale Bildverarbeitung , Bildanalyse und Flachbilddetektoren sind für eine erhöhte Bildqualität erlaubt , während der Minimierung der Strahlendosis für die Patienten. Moderne Fluoroskope verwenden Cäsiumjodid (CsI)-Bildschirme und erzeugen rauschbegrenzte Bilder, um sicherzustellen, dass die minimale Strahlendosis resultiert und dennoch Bilder von akzeptabler Qualität erhalten.

Etymologie

In der medizinischen Literatur gibt es viele Namen für mit Röntgenstrahlen aufgenommene Bewegtbilder. Dazu gehören Fluoroskopie , Fluorographie , cinefluorography , Schirmbild , Fluororadiographie , Kymographie ( electrokymography , roentgenkymography ), cineradiography ( Cine ), Videofluorographie und videofluoroscopy . Heute wird das Wort Fluoroskopie weithin als Hypernym aller oben genannten Begriffe verstanden, was erklärt, warum es am häufigsten verwendet wird und warum die anderen immer weniger verwendet werden . Die Fülle der Namen ist ein idiomatisches Artefakt des technologischen Wandels , wie folgt:

Sobald in den 1890er Jahren Röntgenstrahlen (und ihre Anwendung zum Sehen im Körper) entdeckt wurden, wurde sowohl das Sehen als auch das Aufzeichnen verfolgt. Sowohl Live-Bewegtbilder als auch aufgezeichnete Standbilder waren von Anfang an mit einfacher Ausrüstung verfügbar; so wurden sowohl "Schauen mit einem fluoreszierenden Schirm" ( Fluoro- + -Skopie ) als auch "Aufzeichnen/Gravieren mit Strahlung" ( Radio- + -Graphie ) sofort mit neulateinischen Wörtern benannt – beide Wörter sind seit 1896 bezeugt.

Die Suche nach aufgezeichneten Bewegtbildern war jedoch eine komplexere Herausforderung. In den 1890er Jahren waren bewegte Bilder jeglicher Art (ob mit sichtbarem Licht oder mit unsichtbarer Strahlung aufgenommen) aufkommende Technologien . Da sich das Wort Fotografie (wörtlich „Aufnahme/Gravur mit Licht“) längst als Standbildmedium etabliert hat , wurde das Wort Kinematographie (wörtlich „Bewegungsaufzeichnung/Gravur“) für das neue Medium des sichtbaren Bewegtbildes geprägt . Bald wurden mehrere neue Wörter geprägt, um bewegte Röntgenbilder zu erzielen. Dies geschah oft entweder durch Filmen eines einfachen Durchleuchtungsbildschirms mit einer Filmkamera (verschieden als Fluorographie , Cinefluorographie , Photofluorographie oder Fluororadiographie bezeichnet ) oder durch schnelles Aufnehmen von seriellen Röntgenbildern als Rahmen in einem Film ( Cineradiographie ). In jedem Fall könnte die resultierende Filmrolle von einem Filmprojektor angezeigt werden . Eine andere Gruppe von Techniken waren verschiedene Arten von Kymographie, deren gemeinsames Thema darin bestand, Aufnahmen in einer Reihe von Momenten aufzunehmen, mit einem Konzept ähnlich dem Filmfilm, wenn auch nicht unbedingt mit einer filmartigen Wiedergabe; stattdessen würden die sequentiellen Bilder Bild für Bild verglichen (ein Unterschied, der in der heutigen CT-Terminologie mit dem Kachelmodus gegenüber dem Cine-Modus vergleichbar ist). So gehörten Elektrokymographie und Röntgenkymographie zu den frühen Möglichkeiten, Bilder von einem einfachen Durchleuchtungsbildschirm aufzunehmen.

Auch das Fernsehen befand sich in diesen Jahrzehnten (1890er bis 1920er Jahre) in einer frühen Entwicklung , aber selbst nachdem das kommerzielle Fernsehen nach dem Zweiten Weltkrieg weit verbreitet war , blieb es eine Zeit lang ein reines Live-Medium. Mitte der 1950er Jahre wurde eine kommerzialisierte Fähigkeit entwickelt, bewegte Bilder des Fernsehens auf Magnetband (mit einem Videorecorder ) aufzuzeichnen. Dies führte bald zu der Zugabe des video- Präfix Wörter Fluorographie und Fluoroskopie , mit den Worten Videofluorographie und videofluoroscopy seit 1960 In den 1970er Jahren attestiert, Videoband von TV - Studios und der medizinischen Bildgebung in den Consumer - Markt mit bewegten Home - Video über VHS und Betamax , und diese Formate wurden auch in medizinische Videogeräte integriert.

Somit haben sich im Laufe der Zeit die Kameras und Aufzeichnungsmedien für die Fluoroskopie-Bildgebung wie folgt entwickelt. Die ursprüngliche Art der Durchleuchtung und die übliche Art der ersten Hälfte ihres Bestehens verwendete einfach keine, weil sie für die meisten Diagnosen und Behandlungen nicht unbedingt erforderlich war. Für jene Untersuchungen, die übertragen oder aufgezeichnet werden mussten (z. B. für Ausbildung oder Forschung), waren Filmkameras mit Film (z. B. 16-mm-Film ) das Medium. In den 1950er Jahren erschienen analoge elektronische Videokameras (zunächst nur mit Live-Ausgabe, später jedoch mit Videorecordern ). Seit den 1990er Jahren gibt es digitale Videokameras , Flachbilddetektoren und die Speicherung von Daten auf lokalen Servern oder (in neuerer Zeit) sicheren Cloud- Servern. Fluoroskope neuerer Modelle verwenden alle digitale Bildverarbeitungs- und Bildanalysesoftware , die nicht nur zu einer optimalen Bildschärfe und einem optimalen Kontrast beiträgt, sondern auch dieses Ergebnis mit einer minimalen Strahlendosis ermöglicht (weil die Signalverarbeitung winzige Eingaben von niedrigen Strahlendosen aufnehmen und verstärken kann während zum Teil auch Signal von Rauschen unterschieden wird ).

Während das Wort cine ( / s ɪ n i / ) im allgemeinen Sprachgebrauch bezieht sich auf Kino (das heißt, ein Film) oder auf bestimmte Filmformaten ( Kinofilm ) zum Aufzeichnen eines solchen Films, in der medizinischen Nutzung bezieht er sich auf cineradiography oder, in den letzten Jahrzehnten zu jedem digitalen Bildgebungsmodus, der kinoähnliche Bewegtbilder erzeugt (z. B. können neuere CT- und MRT-Systeme entweder im Kinomodus oder im Kachelmodus ausgeben). Cineradiography zeichnet 30-Rahmen-pro-Sekunde - Durchleuchtungsbilder der inneren Organe wie das Herz während der Injektion von Kontrastmitteln besser zu visualisieren Regionen genommen Stenose oder zur Aufzeichnung Motilität des Magen - Darm - Trakt des Körpers. Die vordigitale Technologie wird durch digitale Bildgebungssysteme ersetzt. Einige von diesen verringern die Bildfrequenz, verringern aber auch die absorbierte Strahlungsdosis für den Patienten. Wenn sie sich verbessern, werden die Bildraten wahrscheinlich steigen.

Heute durch technologische Konvergenz , das Wort Fluoroskopie ist weithin verstanden a seine hypernym alle früheren Namen für Bilder aufgenommen mit Röntgenstrahlen, sowohl live als auch aufgezeichneten bewegen. Auch dank der technologischen Konvergenz sind Radiographie, CT und Fluoroskopie jetzt alle digitalen Bildgebungsmodi , die Röntgenstrahlen mit Bildanalysesoftware und einfacher Datenspeicherung und -abfrage verwenden. So wie Filme, Fernsehen und Webvideos im Wesentlichen keine getrennten Technologien mehr sind, sondern nur noch Variationen von gemeinsamen zugrunde liegenden digitalen Themen, so sind es auch die Röntgenbildgebungsmodi. Und tatsächlich ist der Begriff Röntgenbildgebung das ultimative Hypernym, das sie alle vereint und sogar Fluoroskopie und vierdimensionale CT (4DCT) subsumiert (4DCT ist die neueste Form von bewegten Bildern, die mit Röntgenstrahlen aufgenommen werden). Es kann jedoch viele Jahrzehnte dauern, bis die früheren Hyponyme nicht mehr verwendet werden, nicht zuletzt, weil der Tag, an dem die 4D-CT alle früheren Formen der bewegten Röntgenbildgebung verdrängt, noch in weiter Ferne liegen könnte.

Risiken

Durchleuchtungsverbrennung durch lange Belichtung

Da bei der Fluoroskopie Röntgenstrahlen, eine Form ionisierender Strahlung , verwendet werden, bergen Fluoroskopieverfahren ein Potenzial, das Risiko des Patienten für strahleninduzierten Krebs zu erhöhen . Die Strahlendosen für den Patienten hängen stark von der Größe des Patienten sowie der Länge des Eingriffs ab, wobei typische Hautdosisraten mit 20–50 mGy /min angegeben werden. Die Expositionszeiten variieren je nach durchgeführtem Verfahren, es wurden jedoch Verfahrenszeiten von bis zu 75 Minuten dokumentiert. Aufgrund der langen Verfahrensdauer wurden neben dem Krebsrisiko und anderen stochastischen Strahlungseffekten auch deterministische Strahlungseffekte beobachtet, die von einem leichten Erythem , das einem Sonnenbrand entspricht , bis hin zu schwereren Verbrennungen reichen .

Eine Studie zu strahleninduzierten Hautverletzungen wurde 1994 von der Food and Drug Administration (FDA) durchgeführt, gefolgt von einer Empfehlung zur Minimierung weiterer fluoroskopiebedingter Verletzungen. Das Problem der Strahlenschäden durch Fluoroskopie wurde in Übersichtsartikeln in den Jahren 2000 und 2010 weiter behandelt.

Während deterministische Strahlungseffekte möglich sind, sind Strahlungsverbrennungen nicht typisch für Standard-Fluoroskopieverfahren. Die meisten Verfahren, die ausreichend lange dauern, um Strahlenverbrennungen zu erzeugen, sind Teil der notwendigen lebensrettenden Maßnahmen.

Röntgenbildverstärker haben im Allgemeinen strahlungsreduzierende Systeme, wie beispielsweise gepulste statt konstanter Strahlung, und Last Image Hold , die den Bildschirm "einfriert" und ihn für die Untersuchung verfügbar macht, ohne den Patienten unnötiger Strahlung auszusetzen.

Es wurden Bildverstärker eingeführt, die die Helligkeit des Bildschirms erhöhen, sodass der Patient einer geringeren Röntgendosis ausgesetzt werden muss. Dies verringert zwar das Risiko einer Ionisation, beseitigt es jedoch nicht vollständig.

Ausrüstung

Durchleuchtungsraum mit Kontrollraum.
Ein Durchleuchtungs-Röntgengerät ist eine große Bereicherung während der Operation von Implantaten

Röntgenbildverstärker

Hauptartikel: Röntgenbildverstärker

Die Erfindung des Röntgenbildverstärkers in den 1950er Jahren ermöglichte es, das Bild auf dem Bildschirm unter normalen Lichtverhältnissen sichtbar zu machen, sowie die Möglichkeit, die Bilder mit einer herkömmlichen Kamera aufzunehmen. Nachfolgende Verbesserungen umfassten die Kopplung von zunächst Videokameras und später Digitalkameras unter Verwendung von Bildsensoren wie ladungsgekoppelten Geräten oder aktiven Pixelsensoren , um die Aufzeichnung von Bewegtbildern und die elektronische Speicherung von Standbildern zu ermöglichen.

Moderne Bildverstärker verwenden keinen separaten Leuchtschirm mehr. Stattdessen wird ein Cäsiumjodid- Leuchtstoff direkt auf der Photokathode der Verstärkerröhre abgeschieden. Bei einem typischen Allzwecksystem ist das Ausgabebild ungefähr 10 5 mal heller als das Eingabebild. Dieser Helligkeitsgewinn umfasst einen Flussgewinn (Verstärkung der Photonenzahl) und einen Verkleinerungsgewinn (Konzentration von Photonen von einem großen Eingangsschirm auf einen kleinen Ausgangsschirm) von jeweils ungefähr 100. Dieser Verstärkungspegel reicht aus, um das Quantenrauschen aufgrund des begrenzten Anzahl der Röntgenphotonen, ist ein wesentlicher Faktor, der die Bildqualität begrenzt.

Innerhalb des XRII gibt es fünf Minikomponenten , aus denen dieser Verstärker besteht, die wie folgt lauten:

  • Die Glashülle trägt dazu bei, das Röhrenvakuum aufrechtzuerhalten, um die Kontrolle des Elektronenflusses zu ermöglichen, hat jedoch keinen eigentlichen funktionellen Teil bei der Bilderzeugung.
  • Input-Phosphor : Wenn die Röntgenstrahlen mit diesem Stück interagieren, wird seine Energie in einen Ausbruch von sichtbaren Lichtphotonen umgewandelt, die so auf dem Verstärkerschirm/Monitor auftreten.
  • Die Photokathode ist eine dünne Metallschicht, die üblicherweise aus Cäsium- und Antimonverbindungen besteht, die auf Anregung durch das Licht mit der Emission des Elektrons reagieren.
  • Die elektrostatischen Fokussierlinsen befinden sich entlang der Röhrenlänge und sind für die Fokussierung der Elektronen durch die Röhre vom Eingangs- zum Ausgangsleuchtstoff verantwortlich.
  • Der Ausgangsleuchtstoff besteht normalerweise aus Cadmiumsulfidkristallen und zeichnet die Ankunft der Photoelektronen auf und führt normalerweise zu ungefähr 50-70-mal.

Bildverstärker sind mit Eingangsdurchmessern bis 45 cm und einer Auflösung von ca. 2-3 Linienpaaren mm –1 erhältlich .

Flachdetektoren

Hauptartikel: Flachbilddetektor

Die Einführung von Flachbilddetektoren ermöglicht den Ersatz des Bildverstärkers im Fluoroskop-Design. Flachdetektoren bieten eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Röntgenstrahlen und haben daher das Potenzial, die Strahlendosis des Patienten zu reduzieren. Auch die zeitliche Auflösung wird gegenüber Bildverstärkern verbessert, wodurch Bewegungsunschärfe reduziert wird. Auch das Kontrastverhältnis ist gegenüber Bildverstärkern verbessert: Flachdetektoren sind über einen sehr großen Breitengrad linear, während Bildverstärker ein maximales Kontrastverhältnis von etwa 35:1 haben. Die räumliche Auflösung ist ungefähr gleich, obwohl ein im Vergrößerungsmodus arbeitender Bildverstärker etwas besser sein kann als ein Flachbildschirm.

Flachbilddetektoren sind in Anschaffung und Reparatur erheblich teurer als Bildverstärker, daher findet ihr Einsatz hauptsächlich in Spezialgebieten statt, die eine Hochgeschwindigkeitsbildgebung erfordern, z. B. Gefäßbildgebung und Herzkatheterisierung .

Kontrastmittel

Als Röntgenkontrastmittel wurden eine Reihe von Substanzen verwendet , darunter Silber- , Wismut- , Cäsium- , Thorium- , Zinn- , Zirkonium- , Tantal- , Wolfram- und Lanthanoidverbindungen . Die Verwendung von Thoria (Thoriumdioxid) als Wirkstoff wurde schnell eingestellt, da Thorium Leberkrebs verursacht .

Die meisten modernen injizierten radiologischen positiven Kontrastmittel basieren auf Jod. Jodhaltiges Kontrastmittel gibt es in zwei Formen: ionische und nichtionische Verbindungen. Nicht-ionischer Kontrast ist deutlich teurer als ionischer (ungefähr das Drei- bis Fünffache der Kosten), jedoch ist nicht-ionischer Kontrast für den Patienten tendenziell sicherer und verursacht weniger allergische Reaktionen und unangenehme Nebenwirkungen wie Hitzegefühl oder Hitzegefühl. Die meisten Bildgebungszentren verwenden jetzt ausschließlich nichtionische Kontrastmittel, wobei der Nutzen für die Patienten die Kosten überwiegt.

Negative Röntgenkontrastmittel sind Luft und Kohlendioxid (CO 2 ). Letzteres wird vom Körper leicht aufgenommen und verursacht weniger Krämpfe. Es kann auch ins Blut injiziert werden, wo die Luft wegen der Gefahr einer Luftembolie absolut nicht atmen kann .

Bedenken hinsichtlich der Bildgebung

Neben den räumlichen Unschärfe Faktoren, die alle Röntgenbildgebungsvorrichtungen plagen, verursacht durch solche Dinge wie Lubberts Effekt , K-Fluoreszenz - Reabsorption und Elektronenbereich erfahren Durchleuchtungssysteme auch durch System zeitliche Unschärfe Latenz . Diese zeitliche Unschärfe hat den Effekt, dass Frames zusammen gemittelt werden. Während dies dazu beiträgt, das Rauschen in Bildern mit stationären Objekten zu reduzieren, erzeugt es Bewegungsunschärfe bei sich bewegenden Objekten. Zeitliche Unschärfe erschwert auch Messungen der Systemleistung für Fluoroskopiesysteme.

Gängige Verfahren mit Durchleuchtung

Ein anderes übliches Verfahren ist die modifizierte Bariumbreischluck Studie , in denen Barium -imprägnierte Flüssigkeiten und Feststoffe vom Patienten eingenommen werden. Ein Radiologe zeichnet die resultierenden Bilder auf und interpretiert sie zusammen mit einem Logopäden, um eine orale und pharyngeale Schluckstörung zu diagnostizieren. Modifizierte Bariumschluckstudien werden auch zur Untersuchung der normalen Schluckfunktion verwendet.

Magen-Darm-Durchleuchtung

Die Fluoroskopie kann verwendet werden, um das Verdauungssystem mit einer für Röntgenstrahlen undurchlässigen Substanz (meist Bariumsulfat oder Gastrografin ) zu untersuchen, die entweder durch Schlucken oder als Einlauf in das Verdauungssystem eingeführt wird . Dies ist normalerweise Teil einer Doppelkontrasttechnik, bei der positiver und negativer Kontrast verwendet wird. Bariumsulfat bedeckt die Wände des Verdauungstrakts (positiver Kontrast), wodurch die Form des Verdauungstrakts auf einem Röntgenbild weiß oder klar umrissen werden kann. Dann kann Luft eingeführt werden (negativer Kontrast), die auf dem Film schwarz aussieht. Die Bariummahlzeit ist ein Beispiel für ein geschlucktes Kontrastmittel, um den oberen Verdauungstrakt zu untersuchen. Beachten Sie, dass lösliche Bariumverbindungen zwar sehr giftig sind, das unlösliche Bariumsulfat jedoch nicht toxisch ist, da seine geringe Löslichkeit den Körper daran hindert, es zu absorbieren.

Verweise

Externe Links

Bibliotheksressourcen über
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