Röntgen

Question 1

Welcher formelmäßige Zusammenhang besteht zwischen Röhrenspannung und (minimaler) Wellenlänge? Leiten Sie die Formel her und bezeichnen Sie die einzelnen Größen!

Answer 1

Bei der Erzeugung von Röntgenstrahlung wird in dem Anodenmaterial die kinetische Energie Ekin der Elektroden ganz oder teilweise in elektromagnetische Strahlung Ephoto umgewandelt.

Ephoto=hv
Ekin= eUA
–> vmax=(eUA)/h
c=𝞴v
–> 𝞴min=(ch)/(eUA)

h = Planckssches Wirkungsquantum
e = Elektronenladung
UA = Anodenspannung
v = Frequenz der elektromagnetischen Welle
𝞴 = Wellenlänge der elektromagnetischen Welle
c = Lichtgeschwindigkeit

Question 2

Erklären Sie die Compton Streuung und deren Relevanz für den Strahlenschutz. Warum
ist eine höhere Anodenspannung in der Röntgenröhre für den Strahlenschutz von
Bedeutung?

Answer 2

Der Compton-Effekt beschreibt die (inkohärente) Streuung eine Röntgenphotons durch Kollision mit einem nur schwach gebundenen Elektron. Das Atom wird hierbei ionisiert indem das Elektron aus der Schale herausgeschlagen wird.

???

Question 3

Von welchen Materialeigenschaften wird die Schwächung von Röntgenstrahlung beeinflusst?

Answer 3

Ordnungszahl: Schwächung steigt mit 3. Potenz der Ordnungszahl

Dichte (spez. Gew.): Schwächung steigt mit der Dichte

Dicke: Schwächung steigt mit der Dicke

Question 4

Von welchen 4 Parametern hängt die Absorption von Röntgenstrahlen ab?

Answer 4

Wellenlänge:
Schwächung steigt proportional mit der 3.Potenz der Wellenlänge

Ordnungszahl: Schwächung steigt mit 3. Potenz der Ordnungszahl

Dichte (spez. Gew.): Schwächung steigt mit der Dichte

Dicke: Schwächung steigt mit der Dicke

Question 5

Wie hängt die Schwächung der Röntgenstrahlen von der Ordnungszahl, der Dichte und der Dicke des durchstrahlten Materials ab?

Answer 5

Ordnungszahl: Schwächung steigt mit 3. Potenz der Ordnungszahl

Dichte (spez. Gew.): Schwächung steigt mit der Dichte

Dicke: Schwächung steigt mit der Dicke

Question 6

Beschreiben Sie die Technik der digitalen Subtraktionsangiographie. Was wird dabei subtrahiert?

Question 7

Erklären sie das Prinzip und Ziel der Subtraktionsangiographie!

Question 8

Was ist der Vorteil der digitalen Subtraktionsangiographie?

Question 9

Warum/Wo werden Kontrastmittel eingesetzt (Beispiele)?

Question 10

Erläutern Sie die Begriffe „Negativ-Kontrast“ und „Positiv-Kontrast“. Geben Sie hierzu je ein Beispiel.

Question 10

Erklären und Skizzieren Sie die Effekte im Atom die zur Erzeugung von
Röntgenstrahlung führen, sowie das entstehende Spektrum.

Question 11

Wie verändert sich das Röntgenspektrum bei Erhöhung der Röhrenspannung? Wie
ändert sich das charakteristische Spektrum?

Question 12

In welchem Bereich liegt die Röntgenenergie bei medizinischen Anwendungen?

Question 13

Was ist der diagnostisch relevante Röhrenspannungs- und Wellenlängenbereich von Röntgenstrahlen?

Question 13

Wie beurteilen Sie die Sichtbarkeit von Polymeren im Röntgenbild?

Question 13

Wie können Polymerimplantate sowie Knochenzement im Röntgenbild sichtbar gemacht
werden?

Question 14

Wie lautet das Lambert-Beer-Gesetz für ein homogenes Objekt und monochromatische
Strahlung? (Geben Sie die Formel an und bezeichnen Sie die einzelnen Größen!)

Question 15

Wie berechnet man die transmittierte Intensität hinter einem Objekt mit
ungleichförmigem Schwächungskoeffizienten bei Verwendung polychromatischer
Röntgenstrahlung?

Question 16

Was beschreiben die Größen Energiedosis, Äquivalentdosis und effektive Dosis? Worin
besteht der Unterschied zwischen diesen Größen? In welchen Einheiten (SI) werden sie
gemessen?

Question 17

Welche Einschränkungen ergeben sich beim Röntgen bei der Zentralprojektion?

Question 18

Was muss hinsichtlich der geometrischen Abbildungsgenauigkeit eines 3D-Objektes in
der Projektionsebene beachtet und ggf. korrigiert werden? Ist die resultierende Abweichung
im gesamten Bild gleich (warum / warum nicht)?

Question 19

Wie hoch ist der Wirkungsgrad einer Röntgenröhre? Was geschieht mit der
Restenergie?

Question 20

Inwiefern trägt die Schrägstellung der Anode zur Fokusoptimierung bei?

Question 21

Wozu dient die Schrägstellung der Anode in der Röntgenröhre?

Question 22

Erklären Sie die Funktionsweise eines fluoroskopischen Bildverstärkers anhand einer
Skizze.

Question 23

Was bedeutet der DQE? Was bewirkt ein höherer DQE bei (1) gleicher Dosis oder (2)
gleicher Bildqualität?

Question 24

Wie beeinflusst der DQE die mit der Bildgebung verbundene Strahlendosis?

Question 25

Begründen Sie die Nutzung von Kollimatoren zur Reduzierung der Streustrahlung.

Question 26

Warum verwendet man Drehanoden?

Question 27

Skizzieren sie eine Röntgenröhre mit Drehanode und beschriften Sie die Bauteile sowie
die angelegten Spannungen, Teilchenströme und Strahlung.

Question 28

Was versteht man unter einem „Orthopantomogramm“?

Question 29

Welche Kriterien müssen bei der Wahl des Kathodenmaterials in einer Röntgenröhre
berücksichtigt werden?

Question 30

Welche Kriterien müssen bei der Wahl des Anodenmaterials in einer Röntgenröhre
berücksichtigt werden?

Question 31

Welches Material ist als Kathoden/Anodenmaterial einer Röntgenröhre geeignet?

Question 32

Wodurch wird bei der Drehanode der hohen Wärmebelastung des Materials
entgegengewirkt?

Question 33

Nennen Sie mindestens 3 Hauptanforderungen, die an Drehanoden gestellt werden.

Question 34

Welche Lagerungsarten für Drehanoden gibt es?

Question 35

Welche Maximalanforderungen werden an Größe, Raumauflösung und Bildrate
moderner Detektoren gestellt?

Question 36

Erläutern Sie die Bedeutung der „MTF“. Wie kann Sie gemessen werden?

Question 37

Erläutern Sie den Zusammenhang zwischen Röntgendosis und Bildrauschen.

Question 38

Erklären Sie die direkte und indirekte Wandlung im Röntgendetektor anhand von Skizzen

Question 39

Warum wird der Szintillator im Röntgendetektor oft mikrostrukturiert?

Question 40

Was sind typische Detektormaterialien bei der direkten sowie indirekten Wandlung?

Question 41

Was ist ein C-Bogen?

Question 42

Wie hoch sind der DQE einer Speicherfolie und eines Röntgenfilms?

Question 43

Nennen Sie drei mögliche Medien zur Röntgenbildaufnahme und ordnen Sie diese nach
der Höhe der DQE Werte (niedrigster DQE zuerst)!

Question 44

Warum erscheint z.B. Metall auf einem Röntgenfilm hell und auf einer Fluoreszenzplatte
/ einem Bildverstärkerbild dunkel?

Question 45

In welchem Energiebereich können Weichgewebe durch die Röntgenabsorption gut
unterschieden werden?

Question 46

Welche Fehlerquellen beeinflussen die Abbildungsqualität beim Projektionsröntgen mit
Bildverstärkersystemen? Welche dieser Fehlerquellen sind gerätespezifisch konstant und
welche sind abhängig von externen Faktoren?

Question 47

Welche Fehlerquelle die die Abbildungsqualität beim Projektionsröntgen mit
Bildverstärkersystemen beeinflusst wird durch die Verwendung von Flachbilddetektoren
vermieden?

Question 48

Wieso können äußere Magnetfelder die Abbildungsgenauigkeit eines Bildverstärkers
beeinflussen?