Röntgen

Röntgenstrahlung besteht aus Photonen, die man als Welle oder Teilchen betrachten kann.

Die Rö-Quanten breiten sich im Vakuum gradlinig aus und werden nicht durch elektrische o. magnetische Felder abgelenkt.

Ein Rö-Quant hat eine ionisierende Wirkung.

Prallt die Röntgenstrahlung gegen Elektronen, so verliert der Röntgenstrahl Energie, wird in eine andere Richtung gelenkt und setzt Elektronen in Bewegung

Das heißt:

• Der Röntgenstrahl ändert seine Richtung und verliert Energie → seine Wellenlänge wird länger

• Das Elektron bekommt die verlorene Energie als Bewegungsenergie

Bildwandler und Quelle müssen weiter weg voneinander stehen, damit die Strahlung vom Röntgen möglichst parallel zum Bildwandler verläuft.

Somit wird das erzeugte Bild korrekt dargestellt.

Die Röntgenstrahlung wird durch das Abbremsen von Elektronen, zB. durch ihr Auftreffen auf eine Metallelektrode, erzeugt.

Mehrere Mechanismen erzeugen Röntgenstrahlung:

1. Durch Ablenken und Abbremsen der Elektronen beim Auftreffen auf die Elektrode entsteht sog. Bremsstrahlung

   —> die maximale Energie der Bremsstrahlung ist durch die Energie der Elektronen begrenzt

2. Durch Ionisation der Metallatome, bei der Elektronen aus der K-Schale geschlagen werden, entsteht bei der Rückkehr eines Elektrons auf die K-Schale die sog. charakteristische Strahlung

3. Möglicherweise wird das Elektron nicht komplett aus der Hülle entfernt, sondern nur auf ein höheres Energieniveau befördert. Dadurch entstehen Löcher in der Elektronenbesetzung in Atomen der Anode. Elektronen aus höheren Energieniveaus werden die freie Position besetzen und Energiedifferenz in Form von elektromagnetischer Strahlung abgeben.

Strahlungsleistung

• Der Brennfleck fällt nicht immer auf die gleiche Stelle der Anode

• Hohe Wärmekapazität

Der Kontrast ist dann hoch, wenn sich benachbarte Bildpunkte in ihrem Helligkeitswert stark voneinander unterscheiden

Die Ortsauflösung sinkt mit steigender Empfindlichkeitsklasse

• Ältere Röntgenanlagen können auch digitale Bilder liefern, ohne dass erst ein konventioneller Film entwickelt und eingescannt werden muss

• bis zu 10.000mal wiederverwendbar

• sehr hohe Dynamik

Poisson-Verteilung

Verwendung von Halbleiterelektroden

—> Durch die Röntgenstrahlung werden Ladungen in einem sog. halbleitenden Festkörper (zB. Selen oder Silizium) erzeugt

—> Diese Ladungen können ausgelesen werden

—> Bei Selendetektoren werden elektr. Ladungen auf die lichtempfindliche Selenschicht aufgebracht

—> Beim Bestrahlen mit Licht oder Röntgenstrahlung verringert sich die Leitfähigkeit in der Selenschicht örtlich versch. stark entsprechend der lokalen Strahlungsintensität

—> die in den Kondensatoren gesammelten und Strahlungsintensität entsprechenden Ladungen können selektiv ausgelesen werden

Es wird ein Fotomaterial verwendet, in dem einfallende Röntgen-Quanten Ladungen erzeugen, die auf einem Kondensator in jedem Pixel zwischengespeichert werden.

Die darunter liegende Poly-Si Schicht enthält einen Transistor in jedem Pixel, um eine zeilen-selektive und zeilen-parallele Auslese der gesammelten Ladungen zu ermöglichen.

Die Pixel werden weiter unterteilt und wieder elektronisch zusammengefasst.

Die benachbarten Pixel im Bildsensor können bei Mehrbildverarbeitung zusammengefasst werden.

Mit Kontrastmitteln

Zur Messung der Kontrastwiedergabe verwendet man ein Testobjekt mit einer Reihe von Dickestufen, sog. Stufenkeil

Durch das Abzählen der erkennbaren Stufen erhält man…

—> ein Maß über die Größe des Bereiches, in dem die Kennlinie eine ausreichend hohe Steigung besitzt.

Die Zahl der erkennbaren Stufen ist somit eigentlich ein Maß für die Dynamik des Bildaufnahmesystems

Es stellt einen Hochpassfilter dar, also einen Filter, der nur hohe Ortsfrequenzen wie zB. Kanten durchlässt.

Bei der Mehrbildverarbeitung werden mind. 2 Bilder miteinander verrechnet.

Dabei erhöht sich das Nutzsignal bei Addition von 2 Bildern in jedem Pixel auf s(ges) = s1 + s2

Eine Mehrbildverarbeitung aus der Subtraktion von Bildern, wodurch sich zeitliche Veränderungen hervorheben lassen.

—> Hervorhebung der Gefäßdurchblutung

Es wird zuerst ein sog. Maskenbild der Gefäßregion aufgenommen

—> Dann erfolgt Injektion eines Rö-Kontrastmittels,

—> Es ändert sich die Rö-Absorptionsfähigkeit des Blutes

—> Bei weiteren Aufnahmen sind die durchbluteten Gefäße in den neuen Aufnahmen dunkler abgebildet

—> Subtrahiert man dieses Bild vom Maskenbild verbleiben nur die Unterschiede

—> Ergebnis: Das Abbild der vom Kontrastmittel durchströmten Gefäße

• Klassischer Rö-Film —> Direkte Schwärzung des Films durch Rö-Strahlung

• Digitale Speicherfolien —> Röntgen mit spezieller Speicherfolie, die erhöhten Dynamikbereich bietet

Strukturen im Bild, die keine Entsprechung im aufgenommenen Objekt haben, also eigentlich Fehler

—> zB. technische Fehler oder durch das genutzte Aufnahmeprinzip Fehler

—> können Fehler wie zB. Staubkörner, Kratzer sein oder schwer vermeidbare Bildverzerrungen sein