Radiologie

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Einleitung

Radiologie, in der Medizin das Gebiet, das sich mit der Nutzung von Strahlenenergie für Diagnose und Behandlung befasst.

Strahlenenergie kann in Form von Röntgenstrahlen oder anderen Arten von Strahlung auftreten. Es handelt sich dabei um die Energie, die frei wird, wenn ein Atom zerfällt. Sowohl in der diagnostischen als auch in der therapeutischen Radiologie, die z. B. bei Knochenleiden zur Anwendung kommen, werden ionisierende Strahlen eingesetzt (Alpha-, Beta-, Gamma- und Röntgenstrahlen).

Die Radiologie nahm 1895 ihren Anfang mit Wilhelm Conrad Röntgens Entdeckung der Röntgen- oder X-Strahlen, wie er diese nannte. Der deutsche Physiker erhielt dafür den ersten Nobelpreis für Physik. In der Medizin wurden in der Folgezeit auch andere Formen von Strahlenenergie zur Erzeugung von Bildern genutzt. So werden ultrahochfrequente Schallwellen, kurz Ultraschall genannt, eingesetzt. Bei der Kernspintomographie, auch als Magnetresonanztomographie bezeichnet, erhält man Abbildungen, indem man die Zustandsänderung von Gewebeatomkernen in einem elektromagnetischen Feld aufzeichnet. Daher ist der Begriff medizinische bildgebende Verfahren oder Imaging wohl zutreffender als die traditionelle Bezeichnung diagnostische Radiologie. Die therapeutische Radiologie ging ursprünglich von der Verwendung ionisierender Strahlen aus. Immer häufiger wird die Strahlentherapie heute zusammen mit anderen Behandlungsmethoden wie künstlicher Hyperthermie (gezielt erzeugte Überwärmung des Körpers) oder Arzneimitteln eingesetzt.

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Diagnostische Radiologie

Unter diagnostischer Radiologie versteht man sowohl die Untersuchung normaler Anatomie und Physiologie als auch das Erkennen von Veränderungen des Körpergewebes infolge Erkrankung oder Verletzung, indem man Verfahren statischer oder dynamischer radiologischer Bildgebung einsetzt. Die Mehrheit dieser Bilder wird durch Röntgenaufnahmen erzeugt. Dabei werden gezielt Röntgenstrahlen auf den zu untersuchenden Körperteil gerichtet. Die unterschiedlich auftreffenden Strahlen erzeugen ein Bild, das sich auf photographischem Film festhalten lässt. Diese so genannte Röntgenaufnahme, auch Röntgenbild genannt, kann auf unterschiedliche Art erstellt werden. Es gibt die einfache Röntgenaufnahme, z. B. ein Röntgenbild des Brustkorbs. Eine andere Möglichkeit der Aufnahme ist die Tomographie (griechisch tomes: Schnitt), ein Schichtaufnahmeverfahren. Hierbei wird eine Aufnahme erstellt, während sich Röntgenröhre und Film gegenläufig um eine bestimmte Körperebene bewegen. Die Computertomographie (CT) ist ein Schichtaufnahmeverfahren, bei dem ein scharf abgegrenztes, dünnes Bündel Röntgenstrahlen einen bestimmten Körperbereich abtastet, wonach mit Hilfe der Computeranalyse daraus eine Querschnittsabbildung erstellt wird. An der Berliner Charité wurde 2000 ein neu entwickelter Computertomograph in Betrieb genommen, der für eine Brustaufnahme nur noch 4 statt 30 Sekunden benötigt. Das Risiko durch Atembewegungen verwackelter Aufnahmen wird dadurch verringert, außerdem ist die Strahlenbelastung geringer. Während eine übliche Röntgenaufnahme mit einer Strahlendosis von 0,3 Millisievert einhergeht (dies entspricht einem Achtel der natürlichen jährlichen Strahlenbelastung), bedeutet beispielsweise eine Computertomographie des Bauchraums bereits eine Belastung von 27 Millisievert.

Andere Möglichkeiten der Bildgebung bieten Ultraschall und Kernspinresonanz. Bei einem weiteren Verfahren werden dem Patienten Radionuklide verabreicht. Die Verteilung dieser radioaktiven Stoffe im Körper kann dann mit Hilfe eines speziellen Geräts ermittelt und dargestellt werden. Solche Methoden gehören in den Bereich der Nuklearmedizin. Dazu zählen auch moderne Techniken wie die Positronenemissionstomographie (PET). Dieses Verfahren nutzt die unterschiedlichen Muster des Positronenzerfalls für die Untersuchung von Stoffwechselvorgängen im Körper. Jedes der Verfahren hat typische Eigenschaften, so dass sich je nach Bedingung und Anforderung eines der Verfahren besser für eine bestimmte Aufnahme eignet als das andere. Der Radiologe kann also nach Absprache mit dem behandelnden Arzt das bildgebende Verfahren wählen, das den jeweiligen diagnostischen Anforderungen am ehesten gerecht wird.

Viele Organe und Organsysteme, die sich mit herkömmlichen Strahlenverfahren nicht darstellen lassen, können sichtbar gemacht werden, indem man so genannte Kontrastmittel verabreicht. Diese Stoffe sind strahlenundurchlässig und können oral (durch den Mund) eingenommen, gespritzt, inhaliert oder direkt über Körperöffnungen eingebracht werden. Mit Hilfe eines Kontrastmittels, des Bariumbreis, wird z. B. der Verdauungstrakt (Magen und Darm) untersucht. Weitere Untersuchungen mit Hilfe eines Kontrastmittels sind Arthrographie (Röntgenkontrastdarstellung einer Gelenkhöhle durch Einspritzen eines Kontrastmittels in das Gelenk), Myelographie (Kontrastdarstellung des Wirbelkanals) und Angiographie (Darstellung von Arterien, Venen oder Lymphgefäßen mit Hilfe von Kontrastmitteln). Bei vielen Untersuchungen beobachtet der Radiologe das Kontrastmittel im Körperorgan direkt auf dem Leuchtschirm; man nennt dies Fluoroskopie.

Dynamische Aufnahmen, welche die Bewegungen von Organen oder Organsystemen (z. B. des Darmtraktes) oder das Fließen eines Kontrastmittels durch Blutgefäße oder Wirbelkanal aufzeichnen, erhält man beispielsweise mittels Röntgendurchleuchtung, wobei die Abbildung auf einem beweglichen, strahlenempfindlichen Leuchtschirm sichtbar wird. Eine andere Möglichkeit ist die Röntgenkinematographie. Dabei werden entweder viele Röntgenbilder in sehr schneller Aufnahmefolge erstellt oder der Leuchtschirm mittels Film- oder Videokamera aufgenommen. Film und Videoband sind bleibende Aufnahmemedien, die Darstellung auf dem Leuchtschirm dagegen nicht. Wie bereits erwähnt, kann jedoch auch jede Abbildung auf dem Leuchtschirm photographisch festgehalten werden.

Radiologische Untersuchungen sollten nur aus konkretem medizinischem Anlass durchgeführt werden. Diagnostische Strahlendosen bergen ein gewisses Risiko, eine unnötige Belastung des Organismus durch häufig wiederholten Einsatz von Röntgenstrahlen ist zu vermeiden. So berichtete das Bundesamt für Strahlenschutz 2000, in Deutschland werde zu oft geröntgt. Jährlich seien Tausende von Krebserkrankungen auf überflüssiges Röntgen zurückzuführen. Auf eine weitere mögliche Konsequenz hoher diagnostischer Strahlendosen machten schwedische Forscher aufmerksam: Danach kann die CT-Aufnahme des Kopfes eines Kleinkindes durch die Beeinträchtigung von Nervenzellen die spätere intellektuelle Entwicklung stören (British Medical Journal, 2004). Medizinisch angezeigte und sachgemäß durchgeführte Strahlenuntersuchungen sind jedoch in vielen Fällen unumgänglich.

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Therapeutische Radiologie

Die therapeutische Radiologie, auch Strahlentherapie oder Strahlenbehandlung, befasst sich mit der Behandlung maligner (bösartiger) Erkrankungen mittels ionisierender Strahlung – allein oder in Kombination mit künstlicher Hyperthermie oder Arzneimittelgaben. Diese Praxis ist zurückzuführen auf die Entdeckung natürlich vorkommender radioaktiver Elemente im 19. Jahrhundert. Solche Behandlungen werden je nach dem angewendeten Energiebereich unterschieden in oberflächliche (weniger als 120 keV oder Kilo-Elektronenvolt), Orthovolt- (120 bis 1 000 keV) und Megavolttherapie (über 1 000 keV). Oberflächliche Strahlentherapie wird zur Behandlung maligner Erkrankungen der Haut, Augen oder anderer Körperoberflächen angewendet. Orthovolttherapie wurde mittlerweile größtenteils durch Megavolttherapie ersetzt (dabei kommen Cobalt-, Betatrontherapie und Teilchenbeschleuniger, z. B. Linearbeschleuniger, zum Einsatz). Mit Hilfe der Megavolttherapie können die erforderlichen Strahlenmengen effizienter und wirkungsvoller auf Tumore tief im Körperinneren gerichtet und gleichzeitig die Haut und umgebendes gesundes Gewebe weitgehend geschont werden.

Das Prinzip der Strahlentherapie basiert darauf, dass Tumorgewebe gegenüber Strahlung meist empfindlicher ist als gesundes Gewebe, weil Tumorgewebe sich rascher teilt; gesundes Gewebe erneuert sich nach Strahleneinwirkung besser als Tumore und Tumorzellen. Durch ionisierende Strahlung wird die Erbsubstanz der bestrahlten Zellen (die Desoxyribonucleinsäure oder DNA) geschädigt. Dadurch wird die Zellteilung verhindert oder die DNA mutiert, so dass es zu Störungen der Zellfunktion kommt und die Zellen absterben. Eine Strahlendosis, die für die Zerstörung von Tumorzellen ausreicht, schädigt angrenzendes gesundes Körpergewebe in der Regel nur vorübergehend. Ist ein Krebsgeschwür jedoch in der Lage, sich nach der Bestrahlung so gut wie oder sogar besser als gesundes Gewebe zu regenerieren, so wird es als strahlenresistent bezeichnet. In diesen Fällen ist die Strahlentherapie keine geeignete Behandlungsmethode.

Strahlentherapie wird in folgenden Fällen als alleinige Behandlung eingesetzt: bei den meisten Krebserkrankungen der Haut, bestimmten Krebsstadien des Gebärmutterhalses, der Gebärmutter, der weiblichen Brust, der Prostata (Vorsteherdrüse) sowie bei einigen Arten der Leukämie und des Lymphkrebses, insbesondere bei der Hodgkin-Krankheit. In diesen Fällen dient die Strahlentherapie der Heilung. Kommt die Strahlentherapie in Verbindung mit Antikrebsmedikamenten zum Einsatz (kombinierte Therapie), wird sie entweder ebenfalls zur Heilung oder aber palliativ angewendet, d. h. lediglich krankheitsmildernd. In der Regel wird Strahlentherapie vor oder unmittelbar nach operativer Entfernung eines Tumors eingesetzt, um Tumorzellen zu zerstören, die sich über das entfernte Gewebe hinaus ausbreiten könnten (oder bereits ausgebreitet haben). Häufig wird die Strahlentherapie auch angewendet, um erneutes Tumorwachstum nach der Entfernung zu verhindern.

Zu den Nebenwirkungen einer Strahlentherapie gehören Appetitlosigkeit, Übelkeit und Erbrechen; dieser Symptomkomplex wird als Strahlenkater bezeichnet. Darüber hinaus treten Hautrötungen, Juckreiz und Beeinträchtigungen des Magen-Darm-Traktes auf. Hinzu kann eine Störung des Immunsystems kommen, so dass die Patienten leichter an Infektionen erkranken. Durch Strahlentherapie besteht insbesondere für Kinder ein gewisses Risiko, dass Krebserkrankungen ausgelöst werden. So stellte man bei Kindern, die hohen Strahlendosen ausgesetzt waren, maligne Geschwüre an der Schilddrüse fest. Auch Leukämie kann entstehen, wenn Kinder wegen anderer Krebserkrankungen eine Strahlentherapie erhalten.

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Der Radiologe und seine Mitarbeiter

Der Radiologe ist ein Arzt, der nach abgeschlossenem Medizinstudium eine fünf- bis siebenjährige Facharztweiterbildung im Krankenhaus und an nuklearmedizinischen oder radiologischen Instituten absolviert hat und dabei in diagnostischer und therapeutischer Radiologie ausgebildet wurde. Nach bestandener Facharztprüfung kann er sich je nach Interesse auf bestimmte Teilgebiete der Radiologie konzentrieren, z. B. auf die pädiatrische (kinderheilkundliche), orthopädische, genitalurologische (Geschlechts- und Harnorgane betreffende) oder gastrointestinale (Magen und Darm betreffende) Radiologie. Die Neuroradiologie ist ein eigenständiges Fachgebiet mit eigener Facharztweiterbildung. Der Radiologe hat die Wahl zwischen verschiedenen Berufswegen. Er kann in einem Krankenhaus oder als niedergelassener Facharzt tätig werden, als Dozent eine Universitätslaufbahn anstreben oder in die Forschung oder den Staatsdienst gehen.

Dem Radiologen stehen Strahlenphysiker, -biologen und medizinisch-technische Röntgenassistenten (MTR) zur Seite. Wie der Radiologe kann sich auch der MTR auf ein bestimmtes Teilgebiet spezialisieren. Ein geprüfter MTR ist dafür qualifiziert, bestimmte radiologische Verfahren durchzuführen und bei einigen Verfahren zu assistieren. Dies erfolgt jedoch stets nach Anweisung und unter Aufsicht eines Radiologen. Die Ausbildung zum MTR befähigt nicht zur Bewertung radiologischer Untersuchungen.