DECHEMAX Initiative für Chemische Technik und Biotechnologie

Ich sehe was, was du nicht siehst

Ich sehe was, was du nicht siehst

Bildgebende Verfahren sind in der Medizin ein wichtiges Mittel für die Diagnostik. Sie liefern Informationen über das Köperinnere und werden bei unterschiedlichen medizinischen Fragestellungen herangezogen. Um diese Bilder herzustellen, verwendet man verschiedene Techniken.

 

 

Frage (Klassenstufe 7-11)

Welche der nachfolgenden Körperbereiche können mit Röntgenstrahlen sichtbar gemacht werden?

Gebt 2 richtige an.
(Um Nachfragen zu vermeiden: ja, es gibt mehr als 2 richtige Antworten, ihr sollt aber nur 2 auswählen)

Skelett
Fettgewebe
Muskeln
Zähne
Brustgewebe
Lunge

Lösung:

Sichtbar gemacht werden können:
Skelett, Zähne, Brustgewebe (Mammographie), Lunge (Röntgen-Thorax)

Zusatzfrage (Klassenstufe 8-11)

Blutgefäße können mit Röntgenstrahlen nicht abgebildet werden. Um sie dennoch sichtbar zu machen, benutzt man einen Trick und verabreicht dem Patienten ein Mittel.

Was wird dem Patienten verabreicht?

 

Lösung:

Durch die Einnahme eines Röntgenkontrastmittels bzw. Füllen der Gefäße mit einem Röntgenkontrastmittel können Blutgefäße sichtbar gemacht werden.
Das bildliche Darstellen von Gefäßen nennt man Angiographie.

Zusatzfrage (Klassenstufen 9-11)

Für alle Zwecke das passende Mittel

Die Hell-Dunkel-Unterschiede im Röntgenbild beruhen darauf, wie gut die Röntgenstrahlen die Materie durchdringen können. Je ungehinderter sie durch das Material hindurch kommen, umso mehr wird der Röntgenfilm hinter dem Objekt geschwärzt. Sind Hindernisse im Weg, werden die Strahlen absorbiert oder gestreut und der Röntgenfilm bleibt an dieser Stelle hell.

Wie stark die Kontraste sind, hängt von drei Faktoren ab:

  • Von der Ordnungszahl der in den Molekülen vorhandenen Atome: Je höher die Ordnungszahl, desto größer der Atomkern (der ein Hindernis für die Strahlen ist)
  • Von der Konzentration diese Moleküle ( Dichte= Masse/ Vol.)
  • Von der durchstrahlten Schichtdicke

Sind das Material, das man untersuchen möchte, und das umgebende Material zu ähnlich, ist der Kontrast zu klein; dann kommen die Mittel ins Spiel, nach denen wir in der vorhergehenden Frage gesucht haben.

Von den gesuchten Mitteln gibt es verschiedene Arten für verschiedene Zwecke. Im Folgenden ist beschrieben, wie die einzelnen Mittel angewendet werden und funktionieren.

Ordne die drei Begriffe den Beschreibungen zu.

Begriffe: Barium, Iod, CO2

Es gehört zu den sogenannten „negativen Kontrastmitteln“. Es hat eine geringe Dichte und so gehen die Röntgenstrahlen weitgehend ungehindert durch. Als Ergebnis färbt sich in diesem Bereich das Röntgenbild dunkler.
Dazu passender Begriff:

 

Lösung:

CO2

Es wird als Sulfat (denn als solches ist es nicht löslich) verabreicht. Man muss die wässrige Suspension trinken. Vor allem der Verdauungstrakt wird damit untersucht.
Dazu passender Begriff:

 

Lösung:

Barium

Substanzen, die dieses Mittel enthalten, werden in der Regel gespritzt. Blutgefäße sollen vor allem damit sichtbar gemacht werden. Durch seine recht hohe Ordnungszahl streuen die Röntgenstrahlen an diesem Atom. Es gehört damit zu den „positiven Kontrastmitteln".
Dazu passender Begriff:

 

Lösung:

Iod

Zusatzfrage (Klassenstufe 10-11)

Für die Röntgendiagnostik gilt das sogenannte ALARA-Prinzip.

Wofür steht dieses Kürzel?

 

Lösung:

Die Abkürzung ALARA bedeutet:
As Low As Reasonable Achievable

Was bedeutet das in einfachen Worten ausgedrückt?

 

Lösung:

So wenig wie möglich, so viel wie nötig
Bei der Röntgendiagnostik sind die Gebote des Strahlenschutzes einzuhalten. Die Gebote lauten:

  • Rechtfertigung: Der Einsatz der Röntgendiagnostik hat einen triftigen Grund, z.B. Knochenbruch
  • Dosisbegrenzung. Die Höhe der Dosis und die Bestrahlungszeit sollten so niedrig wie möglich sein.

Weitere Infos dazu gibt es beim Bundesamt für Strahlenschutz.

Zusatzfrage (Klassenstufe 11)

Ultraschallwellen sind Schallwellen, die vom menschlichen Ohr nicht gehört werden können. Bei einer Ultraschalluntersuchung werden Ultraschallwellen vom Ultraschallkopf in das darunter liegende Gewebe ausgesendet und wieder empfangen – man misst also das „Echo“. Je nach Beschaffenheit und Dichte des Gewebes werden die Ultraschallwellen unterschiedlich stark zu dem Ultraschallkopf zurück gesendet – so, wie eine Betonwand ein anderes Echo ergibt als ein Stoffvorhang. Anhand der unterschiedlich stark empfangenen Ultraschallwellen wird mittels eines Computers die Bildinformation berechnet.

Warum wird bei einer Ultraschalluntersuchung zwischen Ultraschallkopf und Haut ein Gel aufgebracht?

 

Lösung:

Bei der Ultraschalluntersuchung wird das Verhalten der Ultraschallwellen im Gewebe untersucht. Befindet sich Luft zwischen dem Schallkopf und der Haut, ist der Übergang der Ultraschallwellen zwischen Ultraschallkopf und Haut beeinträchtigt. Dies liegt daran, dass sich die Ausbreitung und Reflektion von Ultraschallwellen in Luft und im Gewebe deutlich voneinander unterscheiden. Um keine Luft zwischen Ultraschallkopf und Haut zu bekommen, wird ein Gel zwischengeschaltet. So kann ein Ultraschallbild entstehen, das Informationen über das zu untersuchende Gewebe und nicht zur darüber befindlichen Luft enthält.

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