Sexl Physik 8, Schulbuch

62 Die Medizinische Physik hat sich zu einem umfangreichen, für die Medizin unersetzlichen Gebiet entwickelt. Jeder Mensch wird irgendwann mit Diagnosen oder Therapien konfrontiert, die auf physikalischen Erkenntnissen beru- hen. Neben einfachen physikalischen Messungen (Tempera- tur, Blutdruck, EKG, …) gehört vor allem die Diagnose mit- tels Röntgenstrahlen zur täglichen Praxis in Ordinationen und Spitälern.  Untersuche, überlege, forsche: Berufsbild Medizintechnik 62.1 S 1  Mit zunehmender Komplexität physikalischer Metho- den entstand Bedarf an medizin-technischen Fachkräf- ten. Recherchiere dazu z. B. bei oegmp.at oder www. studieren.at/studien/medizintechnik Zahlreiche diagnostische und therapeutische Methoden nutzen Schallwellen (Ultraschall), elektromagnetische Wel- len (Mikrowellen, UV-Licht, Röntgenstrahlen, Laser) und radioaktive Strahlung. Einige dieser Methoden wurden in Physik 5-8 besprochen. Zusätzlich spielt die Medizintechnik im Spitalsalltag eine wichtige Rolle, etwa bei der künstlichen Beatmung, der Narkose oder der Infusionstechnik. Mit Messinstrumenten werden einzelne Parameter (z. B. Blutdruck, Herzfrequenz) überwacht. Auch im medizinischen Alltag, etwa beim Zahnarzt oder Augenarzt, sind wir mit Physik und Medizintechnik kon- frontiert. Im Folgenden geben wir Beispiele für wesentliche Gebiete der Medizinischen Physik. Diagnostik Wegen des günstigen Kosten-Nutzen-Verhältnisses und der heute sehr guten Bildqualität werden etwa 80% der Unter- suchungen von Lunge, Skelett und Organen mittels Rönt- genstrahlen durchgeführt. Dabei werden digitale zweidi- mensionale Bilder angefertigt. Sind räumliche Bilder erforderlich, wird eine Computerto- mographie CT gemacht (  62.2 ). Die Strahlenbelastung ist höher als bei einer einfachen Röntgenuntersuchung und entspricht der mittleren natürlichen und zivilisatorischen jährlichen Dosis von etwa 2 mSv . Die Magnetresonanztomographie (MRT) wurde bereits be- schrieben (s. S. 61). Der Kontrast entsteht durch das unter- schiedliche Verhalten von Wasserstoffkernen (Protonen) in ihrer jeweiligen biochemischen Umgebung. MRTs werden auch genutzt, um die Funktion von Organen und den Ablauf von biochemischen und physiologischen Prozessen z. B. im Gehirn wiederzugeben. Wichtig ist die Sonografie mittels Ultraschall (s. Physik 6, S. 55) vor allem für die Darstellung von Embryos im Mutter- leib sowie als Dopplersonografie für die Darstellung des Blutflusses in Venen und Arterien. Neuere Entwicklungen wie die Positronen-Emissions-To- mografie (s. S. 66) haben derzeit noch nicht dieselbe Bedeu- tung im Einsatz wie die genannten Verfahren. Radioaktive Materialien, deren Strahlung als Indikator ver- wendet wird ( Szintigrafie ), wurden im Kapitel Kernphysik (s. S. 47) besprochen. Zusammen mit der Strahlentherapie sind sie ein Teil der Nuklearmedizin . In der Diagnostik werden Laser hauptsächlich zur Messung der Blutzirkulation eingesetzt. In der Augenheilkunde lässt sich mittels Laser die Dicke der Netzhaut abschätzen und z.B. frühzeitig feststellen, ob jemand an einem Glaukom (ei- nem schrittweisen Absterben der Sehzellen) erkrankt ist. Beispiel: Computertomographie Im Gegensatz zum einfachen Röntgengerät rotieren die Röntgenröhre und die Detektoren um den zu untersuchen- den Körperteil. Die Körperschichten werden aus verschie- denen Richtungen aufgenommen. Die von den Gewebe- schichten durchgelassene Röntgenstrahlung wird zunächst in sichtbares Licht umgewandelt, das in Photodioden einen Photostrom erzeugt, der gemessen und digitalisiert wird. Knochen absorbieren nahezu die gesamte Röntgenstrahlung und werden deshalb hellgrau bis weiß dargestellt, die luft- 62.3 MRT-Auf­ nahme eines Knies. Damit lassen sich Veränderungen am Knochen, am Gelenk und am Knorpel feststellen Medizinische Physik 62.1 Netzhautriss mit Netzhau- tablösung 62.2 Computertomographen (CT) bestehen aus einer verschiebbaren Patientenliege und dem sogenannten Gantry (Ringtunnel), in dem sich Röntgenröhre und Detektoren um den Patienten drehen. Kernphysik Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv