Röntgenröhre

Synonyme: Röntgenstrahler · Röntgenröhrenkopf

Definition

Die Röntgenröhre ist eine Vakuumröhre zur Erzeugung von Röntgenstrahlung durch die Abbremsung beschleunigter Elektronen. Sie besteht im Wesentlichen aus einer beheizbaren Kathode als Elektronenquelle und einer Anode als Zielobjekt (Target). Beim Auftreffen der Elektronen auf die Anode entstehen ca. 99 % Wärme und 1 % Röntgenstrahlung (Brems- und Charakteristische Strahlung).

Prüfungsfokus

Die Röntgenröhre wandelt zugeführte elektrische Energie zu etwa 99 % in Wärme und nur zu etwa 1 % in nutzbare Röntgenstrahlung um.
Die Anodenspannung (in kV) bestimmt die Qualität und das Durchdringungsvermögen der Strahlung, während der Heizstrom (in mA) die Quantität steuert.
Ein kleiner optischer Brennfleck (Fokus) reduziert die geometrische Unschärfe, erhöht jedoch die thermische Belastung des Anodentargets.
Die Eigenfiltration der Röhre (Glaswand, Ölmantel) filtert niederenergetische, langwellige Strahlung heraus, die sonst nur die Hautdosis des Patienten erhöhen würde.
In der Zahnmedizin kommen bei intraoralen Geräten meist Stehanoden zum Einsatz, während bei hoher thermischer Belastung wie der DVT oft Drehanoden genutzt werden.

Zahlen & Werte

Wirkungsgrad der Strahlungserzeugung: ca. 1 %
Wärmeverlust bei Elektronenaufprall: ca. 99 %
Typische Röhrenspannung bei Intraoralgeräten: 60 - 70 kV
Geforderte Mindest-Gesamtfiltration (Al-Äquivalent): >= 1,5 mm (bis 70 kV) bzw. >= 2,5 mm (> 70 kV)

Klinische Relevanz

Die Leistungsfähigkeit und Fokussierung der Röntgenröhre bestimmen maßgeblich die Bildqualität und die Strahlenbelastung. Ein kleiner Brennfleck (Fokus) reduziert die geometrische Unscharfe, erhöht jedoch die thermische Belastung der Anode. Fehler im Heizstromkreis oder eine beschädigte Anodenoberfläche führen zu Artefakten oder Bildausfall.

Abgrenzung

Anode
Die Anode ist lediglich das positive Zielobjekt (Target) innerhalb der Röntgenröhre, auf das die Elektronen zur Strahlungserzeugung aufprallen.
Röntgengenerator
Der Röntgengenerator stellt die elektrische Hochspannung und den Heizstrom bereit, während die Röntgenröhre das eigentliche Bauteil zur Strahlenerzeugung ist.
Tubus / Kollimator
Der Tubus bzw. Kollimator formt und begrenzt das Strahlenbündel räumlich nach dem Austritt aus dem Gehäuse der Röntgenröhre.

Typische Fallstricke

Verwechslung der Wirkung von Röhrenspannung (kV) und Heizstrom-Zeit-Produkt (mAs): kV beeinflusst die Strahlenhärte und den Bildkontrast, mAs bestimmt die Reinelektronenmenge und somit die Dosis.
Annahme, dass der thermische Brennfleck gleich dem optischen Brennfleck ist; durch den Strichfokus-Effekt ist der optisch wirksame Fokus kleiner als die thermisch belastete Fläche.
Fehleinschätzung der Filterung: Eine fehlende oder beschädigte Zusatzfiltration erhöht die Strahlendosis für den Patienten signifikant ohne Nutzen für das Bild.

Merksatz

Elektronen fliegen von der Kathode zur Anode, Erwärmung bringt Strahlung in der Röhrendiode.

Bilder & Videos

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Zusammenhänge

Teil von: Strahlenphysik und Strahlenschutz

Dosisgrößen, Rechtfertigung und Schutzmaßnahmen.

Radiopazität ALARA-Prinzip ALADA Dosis Fokus Röntgenbild Röntgenkontrast Röntgenschutz

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