(z. B. Muskel).

44Die Schlingenelektrode wird häufig in der Neuro­

chirurgie und Urologie eingesetzt. Die Schlinge umfasst

einen Tumor und kann diesen damit ausschälen.

44Die Kugelelektrode kann Gewebe großflächig koagulieren, ohne Nachbargewebe zu verletzen.

Bipolare Anwendungstechnik

Die beiden gegeneinander isolierten Elektroden sind in einem

Instrument integriert. Dabei fließt der Strom von der einen

Elektrode über das Gewebe in die andere Elektrode und anschließend zum HF-Gerät zurück. Der Strom fließt nur durch

das Gewebe zwischen den Elektrodenspitzen, der Stromkreis

verläuft also nur zwischen den Pinzettenbranchen, bzw. Scherenblättern und führt durch den thermischen Effekt zu einer

Gefäß- bzw. Gewebeversiegelung.

Sicherheitsmaßnahmen bei der monopolaren

Technik

Das monopolare Verfahren birgt einige Risiken:

44Der Patient muss auf dem OP-Tisch ohne Haut-MetallKontakt gelagert werden, damit es zu keiner Hautschädigung durch Verbrennung kommen kann. Der Strom

könnte dem kürzesten Weg zurück in das Gerät über die

Metallschiene des Tisches nehmen.

44Vor der Hautdesinfektion werden saugfähige Tücher unter den Patienten gelegt. Diese sollen das Desinfektionsmittel aufsaugen und verhindern, dass feuchte Kammern

entstehen. Bei adipösen Patienten müssen die ausgeprägten Hautfalten (z. B. Brust-Thorax-Falte) mit Tüchern

oder Kompressen ebenfalls geschützt werden, da der

..Abb. 2.18 Verschiedene Diathermieansätze

2

60

Kapitel 2 · Medizinisch-technische Geräte

j

jVorteile

2

4420–30% weniger Leistung gegenüber der monopolaren

Technik.

44Keine Schädigung des umliegenden Gewebes.

44Keine Störung an Messgeräten (z. B. EKG) und Herzschrittmachern.

44Präzise Anwendung (z. B. Neurochirurgie, Mikrochirurgie, minimal-invasive Eingriffe).

44Keine Verbrennungen für die Patienten bei Metallkontakt.

44Keine vagabundierenden Ströme.

HF-Chirurgie und der Herzschrittmacher­

patient

Ein Herzschrittmacher verleitet den Herzmuskel durch bestimmte elektrische Impulse zur Kontraktion und behebt dadurch vorhandene Herzrhythmusstörungen. Der Herzschrittmacher wird bevorzugt unterhalb des rechten Schlüsselbeins

(Clavicula) implantiert (7 Abschn. 10.3).

Da bipolarer Strom nur durch die Branchen des Instruments fließt und nicht durch den Körper ist diese Technik bei

den Patienten anzuraten, da der bipolare Strom im Gegensatz

zum monopolaren keine Auswirkungen auf den Herzschrittmacher hat. Bei der monopolaren Technik dient der Körper

als elektrischer Leiter und dadurch kann der Strom, der durch

den Körper fließt, den Herzschrittmacher beeinflussen.

Es können folgende Komplikationen auftreten:

44Herzrhythmusstörungen bis hin zum Kammerflimmern,

44Änderung der Programmierung des Herzschrittmachers,

44komplette Beschädigung/Zerstörung des Geräts.

Diese Komplikationen sind lebensgefährlich für den Patienten.

Vor dem Eingriff sollte ggf. ein Kardiologe hinzugezogen

werden. Während der Operation sollte die Anästhesieabteilung einen Defibrillator und eine Magnetauflage im Saal aufbewahren, um bei Herzschrittmacherstörungen sofort Gegenmaßnahmen einleiten zu können.

2.8.3

Reinigung und Desinfektion

Während der Operation sollte die Aktivelektrode von der instrumentierenden Kraft mit einem feuchten Tuch von gröberen Verschmutzungen befreit werden, um die Funktionalität

des Instruments zu erhalten. Bei sehr starken Verkrustungen

schafft ein industriell hergestellter Reinigungsschwamm Abhilfe, der die kohleartigen Verkrustungen entfernt, ohne dass

das Instrument beschädigt wird. Nach Beendigung der Operation wird das HF-Instrumentarium in den dazugehörenden

Containern entsorgt. Die Handstücke und deren Kabel dürfen keinen direkten Kontakt zu scharfen Gegenständen haben, damit die Isolierung der HF-Instrumente nicht beschädigt wird. Auch ein Verknoten des Kabels ist zu vermeiden.

Anschließend wird das Instrumentarium an die ZSVA übergeben.

Das HF-Gerät und die Zubehörteile, wie das Neutralelektrodenkabel und ggf. die Fußtritte, werden mit einer milden

Desinfektionslösung gereinigt. Diese Wischdesinfektion ist

nach jedem Patientenkontakt Pflicht, um die Entstehung nosokomialer Infektionen zu verhindern.

??Fragen zur Wiederholung zu 7 Abschn. 2.8

55 Erläutern Sie die physikalische Wirkung der Hochfrequenzchirurgie.

55 Was bezeichnet man als aktive Elektrode und was als

passive Elektrode?

55 Wo liegt der Unterschied zwischen der monopolaren

und der bipolaren Koagulation?

2.9

Röntgendiagnostik

Roman Fischbach

Lernziele

55 Die Auszubildenden erarbeiten sich einen Überblick über

die Methoden und Möglichkeiten der radiologischen Diagnostik und weiteren bildgebenden Verfahren im Allgemeinen sowie über die Anwendung radiologischer Verfahren in ihren Arbeitsfeldern im Besonderen.

55 Sie verstehen die Bedeutung von Röntgenkontrastmitteln

und erarbeiten sich einen Überblick über weitere bild­

gebende Verfahren und verstehen ihre Bedeutung für die

Diagnostik und Therapie in ihren Arbeitsbereichen.

In der Radiologie finden unterschiedliche Verfahren Anwendung, die zwar alle der medizinischen Bildgebung und Therapiesteuerung dienen, die aber nicht alle Röntgenstrahlung

nutzen.

Röntgenaufnahme, Durchleuchtung und Computertomographie basieren auf dem Einsatz Röntgenstrahlen. Röntgenstrahlen gehören zu den ionisierenden Strahlen und können mit dem durchstrahlten Stoff in Wechselwirkung treten.

Aufgrund der möglichen schädigenden Wirkung der Strahlung unterliegt ihr Einsatz gesetzlichen Vorschriften und

Qualitätskontrollen. Die Anwendung von Röntgenstrahlung

darf nur von Personen mit einer Fachkunde im Strahlenschutz vorgenommen oder beaufsichtigt werden.

Insbesondere in der Unfallchirurgie und Orthopädie –

aber auch in vielen weiteren Disziplinen – ist die Röntgendurchleuchtung mit mobilen Geräten im OP fest etabliert.

Der Computertomograph als stationäres Großgerät ist in der

Röntgenabteilung im Einsatz und wird oft in der Nähe des

Schockraums für die Notfalldiagnostik platziert. Mobile CTSysteme kommen langsam auf den Markt, sind aber im OP

und auf der Intensivstation nur selten anzutreffen.

Magnetresonanztomographie und Sonographie beruhen

auf anderen Techniken zur Bilderzeugung und sind daher

nicht mit den Gefahren der Röntgenstrahlung belastet. Als

weiteres bildgebendes Fach ist die Nuklearmedizin zu erwähnen. Die Sonographie als mobiles und einfach anwendbares

Verfahren wird insbesondere in der Leber- und Nierenchirurgie zur perioperativen Lokalisationsdiagnostik eingesetzt.

Die MRT erfordert Aufgrund des starken Magnetfeldes und

der Hochfrequenzimpulse eine spezielle Raumausstattung

2

61

2.9 · Röntgendiagnostik

und ist eine aufwendige Großgeräteinstallation. Derzeit spielt

die MRT für den intraoperativen Einsatz lediglich in der Neurochirurgie eine gewisse Rolle.

In der nuklearmedizinischen Diagnostik werden strahlende Nuklide (radioaktive Isotope) eingesetzt, die perioperativ z. B. in der Lokalisationsdiagnostik von tumorbefallenen

Lymphknoten (Wächterlymphknoten-Szintigraphie) verwendet werden.

UB

Anode B

W

e''

K

F

2.9.1

Entstehung der Röntgenstrahlung

Röntgenstrahlung sind elektromagnetische Wellen. Die Strah­

lung wird in einer Röntgenröhre erzeugt. Die Röntgenröhre

enthält eine negativ geladene Kathode und eine positiv geladene Anode (. Abb. 2.19). Aus der Kathode werden Elektronen freigesetzt, die durch eine zwischen Kathode und Anode

angelegte Hochspannung zur Anode hin beschleunigt werden. Diese Hochspannung wird in Kilovolt (kV) angegeben

und ist die Beschleunigungsspannung. Die beschleunigten

Elektronen treffen mit hoher Geschwindigkeit auf die Anode

und werden im Metall der Anode abgebremst. Die dabei frei

werdende Energie wird größtenteils in Wärme umgewandelt,

und nur ein kleiner Prozentsatz tritt als Röntgenbremsstrahlung aus.

Die Anode ist insbesondere bei Durchleuchtungsunter­

suchungen sehr hohen thermischen Belastungen ausgesetzt,

sodass für die Konstruktion als auch den Betrieb einer Röntgenröhre eine effektive Wärmeableitung und Kühlung der

Röhre von großer Wichtigkeit ist.

Nutzstrahlung und Streustrahlung

Die Röntgenstrahlung verlässt die durch ein Metallgehäuse

abgeschirmte Röntgenröhre durch das Strahlenaustrittsfenster. Die Größe des Strahlenaustrittsfensters wird durch

ein vom Untersucher einstellbares Blendensystem auf das

benötigte Format gebracht.

>>Die zur Bilderzeugung verwendete Strahlung ist die

Nutzstrahlung. Eine möglichst exakte Einblendung der

Nutzstrahlung verringert die direkte Strahlenexposi­

tion des Patienten, da das bestrahlte Feld klein gehalten

wird. Eine enge Einblendung verringert gleichzeitig

den Streustrahlungsanteil, weil das durchstrahlte Volumen kleiner wird und so auch weniger Streustrahlung

entsteht.

Streustrahlung entsteht durch Ablenkung von Röntgenstrahlung beim Auftreffen auf das Objekt und bei der Objektpassage. Durch die Ablenkung ist die Streustrahlung ungerichtet

und trägt nicht zur Bildinformation bei. Da Streustrahlung

ungerichtet von Objekten im Strahlengang und vom Patienten ausgeht, wird durch konsequente Einblendung nicht nur

die Qualität des Bildes, sondern auch die Strahlenexposition

von Untersucher und Assistenzpersonal im Untersuchungsraum verringert.

UH

Röhrenabschirmung

..Abb. 2.19 Röntgenröhre. Aus: Vogl TJ, Reith W, Rummeny EJ (2011)

Diagnostische und interventionelle Radiologie. Springer, Berlin Heidelberg New York

Strahlungsarten

Es wird zwischen weicher und harter Strahlung unterschieden. Die Qualität oder Härte der Röntgenstrahlung wird

durch die Beschleunigungsspannung und durch die eingesetzte Filterung bestimmt.

44Weiche Strahlung ist Röntgenstrahlung zwischen 20

und 60 kV und wird dann eingesetzt, wenn Gewebe mit

geringen Dichteunterschieden und insgesamt geringer

Röntgenabsorption untersucht wird (z. B. Mammo­

graphie).

44Mittelharte Strahlung mit einer Strahlungsenergie

­zwischen 60 und 100 kV wird im Regelfall bei Durchleuchtungen, Gefäßdarstellungen und muskuloskelet­

talen Untersuchungen verwendet.

44Die sog. Hartstahltechnik (100–150 kV) findet bei der

Lungendiagnostik Anwendung. Durch die höhere Energie werden die überlagernden Knochen transparenter

dargestellt, und in der Lunge liegende Veränderungen

sind besser sichtbar.

Da die entstehende Röntgenstrahlung ein Energiespektrum

von niedriger bis hoher Energie darstellt, wird durch ­spezielle

Filter am Austrittsfenster der nicht gewünschte Anteil des

Strahlungsspektrums herausgefiltert. Da die weichen (energiearmen) Strahlen bereits in den oberflächlichen Körperschichten des Patienten absorbiert werden, tragen sie zur Bilderzeugung nicht bei und erhöhen nur unnötig die Strahlenexposition. Dieser energiearme Anteil des Röntgenbremsspektrums wird durch Filter aus Aluminium oder Kupfer

ausgefiltert. Diese Filterung führt zu einer Aufhärtung und

Vereinheitlichung der Strahlenqualität.

Strahlendurchtritt und Bilderzeugung

Bei der Passage durch das durchstrahlte Objekt wird die Strahlung unterschiedlich stark geschwächt. Dichtes Gewebe, wie

z. B. kalziumhaltiger Knochen, schwächt die Strahlung stärker

als Muskelgewebe oder innere Organe, die aus leichteren Elementen (Sauerstoff, Kohlenstoff, Wasserstoff) aufgebaut sind.

Nach der Objektpassage trifft die verbliebene Strahlung auf

62

2

Kapitel 2 · Medizinisch-technische Geräte

das Bilderzeugersystem. Hierbei kann es sich um einen konventionellen Röntgenfilm, eine Speicherfolie, einen Bildverstärker oder einen Festkörperdetektor handeln.

Heutzutage werden in den meisten Röntgenanlagen Festkörperdetektoren verwendet, die die auftreffenden Röntgenstrahlen in Lichtblitze und diese in elektrische Signale umwandeln. Das Bild liegt sofort in digitaler Form vor und kann

auf einem Bildschirm sichtbar gemacht oder in einem Bildspeicher abgelegt werden. Die Intensität der auf dem Detektor

eintreffenden Strahlung ist umgekehrt proportional zur Absorption der im Strahlengang befindlichen Strukturen. Trifft

keine Strahlung ein, dann bleibt das Areal dunkel. Erreichen

zahlreiche Röntgenstrahlen den Bildempfänger, wird das

­Areal hell dargestellt. Durch die Tradition der Röntgen­film­

entwicklung erfolgt die Grauwertdarstellung von Röntgenaufnahmen typischerweise genau umgekehrt.

Für die Abbildung eines Objekts gelten die Regeln der

Zentralprojektion. Die Strahlung breitet sich von einer

punktförmigen Quelle (Brennfleck der Anode) kegelartig aus,

und somit ist die Abbildung immer größer als das aufgenommene Objekt. Die Vergrößerung ist umso geringer, je größer

der Abstand von Brennfleck und Objekt und je geringer der

Abstand zwischen Objekt und Detektor ist.

>>Grundsätzlich sollte der Patient möglichst weit von der

Röhre entfernt und möglichst nah am Bildempfänger

positioniert sein.

Liegt das abzubildende Objekt dicht am Bildempfänger, erreicht die aus dem Körper austretende Strahlung den Detektor ohne weitere Schwächung. Auch unter Strahlenschutz­

aspekten ist eine Position des zu durchleuchtenden Objektes

nah am Bildempfänger sinnvoll. Aus dem Körper austretende

Streustrahlung wird vom Bildempfänger und Gehäuseteilen

abgefangen und erreicht den Untersucher nur in geringem

Umfang.

Wechselwirkung von Strahlung mit Materie

Trifft Röntgenstrahlung auf Gewebe, wird Energie übertragen. Hierbei kann es zu einer Anregung (Übertragung eines

Elektrons auf eine energetisch höhere Schale des Atoms) oder

zur Ionisation (Freisetzung eines Elektrons aus der Atomhülle und Entstehung eines positiv geladenen Ions) kommen. Die

Röntgenstrahlung wird daher mit der γ- und UV-Strahlung

und der Korpuskularstrahlung als ionisierende Strahlung

bezeichnet.

Anregung oder Ionisation können biochemische Zellprozesse beeinflussen oder die molekulare Struktur bis hin zur

Erbinformation (DNA) verändern. Bei einer Veränderung

der genetischen Information spricht man von einer Mutation.

Mutationen können das Erscheinungsbild oder den Stoffwechsel verändern, eine bösartige Entartung auslösen oder

zum Tod der Zelle oder des gesamten Individuums führen.

Werden Körperzellen verändert, so handelt es sich um eine

somatische Mutation, sind die Keimzellen (Gonaden) betroffen, handelt es sich um eine Keimzellmutation.

Somatische Mutationen wirken sich nur auf den Betroffenen aus, Keimzellmutationen können hingegen durch Ver­

erbung weitreichende Folgen für die Nachkommen des Betroffen haben.

Der verantwortungsvolle Umgang mit ionisierender

Strahlung ist von größter Bedeutung für den Schutz von

­Patient und Untersucher vor den schädigenden Wirkungen der Strahlung. Insbesondere im chirurgischen Arbeits­

umfeld im Operationssaal und bei Verwendung mobiler

Röntgengeräte sind die Möglichkeiten des baulichen und

appa­rativen Strahlenschutzes gegenüber den klassischen

Röntgenuntersuchungsräumen und festeingebauten Geräten

eingeschränkt, sodass insbesondere kurze Durchleuchtungszeiten mit dosissparendenden Programmen, optimale Einblendung und adäquate Schutzkleidung des Personals wichtig sind.

Dosimetrische Messgrößen

Der Mensch kann ionisierende Strahlung weder sehen noch

fühlen. Um die Wirkung von Strahlung auf den Menschen

abschätzen zu können, ist ein Maß für die eingesetzte Strahlungsmenge und deren biologische Wirkung nötig.

>>Die von der Strahlung übertragene Energie wird in der

Einheit Gray (Gy) angegeben und heißt Energiedosis.

Die Energiedosis ist die absorbierte Strahlungsenergie

bezogen auf die Masse des absorbierenden Materials.

In der Röntgendiagnostik wird die eingesetzte Dosis

mit Angabe der bestrahlten Fläche als Dosis-FlächenProdukt (Energie × bestrahlte Fläche) mit der Einheit

cGy×cm2 dokumentiert.

Die Energiedosis ist eine rein physikalische Größe. Da sich

die Gewebe und Organe im Körper hinsichtlich ihrer Strahlenempfindlichkeit unterscheiden, wird die Energiedosis

­bio­logisch bewertet. Dies erfolgt durch spezielle von der

Strahlungsart und dem bestrahlten Organ abhängigen Wichtungsfaktoren. Die Organdosis oder effektive Dosis ist eine

berechnete Größe und ist ein Maß für das Risiko von Strahlenschäden. Sie wird in der Einheit Sievert (Sv) ange­geben.

2.9.2

Strahlenschutz

Aufgrund der potenziell schädigenden Wirkung von Röntgenstrahlen auf den Menschen unterliegt der Einsatz von

Röntgenstrahlung besonderen Regelungen. Diese Regelungen haben zum Ziel, dass Strahlung nur bei nachvollziehbarer

und dokumentierter Indikation eingesetzt wird und dass

Strahlung von geschulten Personen mit entsprechender Erfahrung angewendet wird.

Grundlage der verschiedenen Regelung und Verordnungen ist das auf der EU-Richtlinie 2013/59 basierende Strahlenschutzgesetz. Röntgenstrahlung darf am Menschen nur

angewendet werden, wenn ein Arzt mit der entsprechenden

Fachkunde im Strahlenschutz die Rechtfertigung bestätigt

hat. Das bedeutet, dass die Indikation zur Röntgenuntersuchung oder Durchleuchtung von einem fachkundigen Arzt

überprüft und bestätigt sein muss, was im OP-Bericht oder

Röntgenbefund dokumentiert werden muss. Dies gilt eben-

63

2.9 · Röntgendiagnostik

falls für den Einsatz der nuklearmedizinischen Diagnostik

und natürlich auch in der Strahlentherapie.

Fachkunde und Kenntnisse im Strahlenschutz

Zum Erwerb der Fachkunde im Strahlenschutz gehört der

Besuch von speziellen Strahlenschutzkursen. Neben den

Kursen, die notwendiges theoretisches Wissen vermitteln,

muss in Abhängigkeit der angestrebten Fachkunde unterschiedliche lange praktische Erfahrung unter Anleitung und

Verantwortung eines fachkundigen Arztes (Sachkunde)

nachgewiesen werden. Erst dann kann die Fachkunde bei der

zuständigen Ärztekammer beantragt werden.

Medizinisch-technische Radiologieassistenten (MTRA)

erhalten die Fachkunde mit dem Berufsabschluss. Sie können

dann Untersuchungen am Menschen mit Röntgenstrahlung

auf Anordnung eines fachkundigen Arztes technisch selbstständig durchführen.

Anders verhält es sich bei medizinischem Assistenzpersonal (medizinische Fachangestellte, Krankenpflegepersonal,

OTA/ATA, Rettungsassistent).

>>Medizinisches Assistenzpersonal darf nur auf direkte

Anweisung des anwesenden fachkundigen und verantwortlichen Arztes Röntgeneinrichtungen