Medizinische Strahlenkunde: Biophysikalische Einführung Für Studierende Und Ärzte

ISBN-13: 9783540067993 / Niemiecki / Miękka / 1974 / 158 str.

O. Hug

Opis

Der Strahlenkunde kommt innerhalb der klinischen Medizin, aber auch als einem Teil gebiet der Arbeits- und Umwelthygiene, insofern eine wachsende Bedeutung zu, als ionisierende Strahlen immer erfolgreicher in Diagnostik und Therapie eingesetzt werden, andererseits aber die vielseitige Nutzung von Strahlenquellen in Forschung und Technik mit gesundheitlichen Risiken verbunden sein kann. Eine grundliche Kenntnis der Wirkungsweisen ionisierender Strahlen, die sie sowohl zu einem differenten Heilmittel als auch zu einer gefahrlichen Noxe machen, gehort somit heute mehr denn je zur arztlichen Allgemeinbildung. Dem tragt die neue Approbations ordnung Rechnung, indem sie der medizinischen Strahlenkunde und dabei auch ihren theoretischen und experimentellen Grundlagen einen nicht unerheblichen Raum in der arztlichen Ausbildung zuspricht. Damit besteht das Bedurfnis nach zusammenfassenden Darstellungen der einzelnen radiologischen Teilgebiete, die auch die jungere Entwicklung der Strahlenforschung ein schlieBen. V orzugliche altere Monographien der Biophysik und Strahlenbiologie wurden geschrieben, bevor mit neuen Methoden Erkenntnisse gewonnen wurden, die sich als besonders fruchtbar fur die radiologische Praxis erweisen. Dieses Buch wendet sich vor allem an Studierende der Medizin, die sich ein uber das obligate Examenswissen hinausgehendes Verstandnis der Strahlenkunde aneignen wollen und an Arzte. Insbesondere will es dem kunftigen Strahlenbiologen als EinfUhrung in sein Fach und dem klinischen Radiologen als Leitfaden durch die kaum ubersehbare Fulle experimenteller Daten mit klinischer Relevanz dienen. und Vertretern naturwissenschaftlicher Fach SchlieBlich mag es auch Studierenden richtungen, die sich mit Fragen des Strahlenschutzes zu befassen haben, eine Hilfe sein, wenn sie sich uber die Entstehungsmechanismen von Strahlenschaden orientieren wollen."

Spis treści

1. Physikalische Grundlagen.- 1.1.Die Natur ionisierender Strahlen.- 1.1.1.Photonenstrahlung.- 1.1.2.Korpuskularstrahlen.- 1.2.Natürliche und künstliche Radioaktivität.- 1.2.1.Das Gesetz des radioaktiven Zerfalls.- 1.2.2.Die Einheit der Aktivität.- 1.2.3.Radioaktive Familien oder Reihen.- 1.3.Wechselwirkung von Strahlung und Materie.- 1.3.1.Elektronenanregung und Ionisation.- 1.3.1.1.Reichweite direkt ionisierender Teilchen.- 1.3.1.2.Streuung und Absorption von Röntgen- und ?-Strahlen.- 1.3.1.3.Absorption schneller Neutronen.- 1.3.2.Kernprozesse (außer radioaktivem Zerfall).- 1.3.2.1.Kernumwandlung und induzierte Radioaktivität.- 1.3.2.2.Kernspaltung, Kernzertrümmerung.- 1.4.Strahlenquellen.- 1.4.1.Natürliche Strahlenquellen.- 1.4.1.1.Die kosmische Strahlung.- 1.4.1.2.Die terrestrische Strahlung.- 1.4.2.Die medizinische Verwendung von Radionukliden.- 1.4.3.Anlagen zur Erzeugung ionisierender Strahlen..- 1.4.3.1.Die Röntgenröhre.- 1.4.3.2.Geräte zur Erzeugung hochenergetischer Strahlen.- 1.5.Die Strahlendosis und verwandte Begriffe.- 1.5.1.Die Energiedosis und die Einheit „Rad“.- 1.5.2.Die Ionendosis und die Einheit „Röntgen“ (R).- 1.5.3.Beziehung zwischen Ionendosis und Energiedosis.- 1.5.4.Die Dosisleistung.- 1.5.5.Mittlere Dosis und Integraldosis.- 1.5.6.Die makroskopisch-räumlichen Dosisverhältnisse bei Photonenbestrahlung.- 1.5.7.Die Dosis in der Umgebung einer y-Strahlenquelle.- 1.5.8.Die Dosis in der Umgebung einer Quelle von Teilchenstrahlung.- 1.5.9.Berechnung der Dosis bei Inkorporation radioaktiver Nuklide.- 1.5.9.1.Die Dosis bei Inkorporation von ?- und ß-Strahlern.- 1.5.9.2.Die Dosis bei Inkorporation ?-strahlender Nuklide.- 1.5.9.3.Die Dosis bei inhomogener Verteilung von Radionukliden im Körper22.- 1.5.10. Das mikrogeometrische Muster der Energiedeposition.- 1.5.10.1.Ionisationsdichte und linearer Energietransfer (LET).- 1.5.10.2.Die „spezifische Energie“; Mikrodosimetrie.- 1.6.Messungen der Radioaktivität und der Dosis.- 1.6.1.Geräte zur Messung der Radioaktivität.- 1.6.2.Dosimetrie und Dosimeter.- 1.6.2.1.Die Ionisationsmethode.- 1.6.2.2.Photographische und chemische Dosimetrie.- 1.6.2.3.Thermolumineszenzdosimetrie.- 1.6.2.4.Halbleiter-Dosimeter.- 1.6.2.5.„Biologische Dosimetrie“.- 1.7.Zur Methode der Autoradiographie.- 2.Dosiswirkungsbeziehungen.- 2.1.Verschiedene Formen von Dosiswirkungsbeziehungen.- 2.2.Grundlagen der Treffertheorie.- 2.2.1.Eintreffermechanismen.- 2.2.2.Mehrtreffer- und Mehrbereichsmechanismen.- 2.3.Allgemeine Stochastik der Strahlenwirkung.- 2.3.1.Generelle Beschreibung von Dosiswirkungskurven.- 2.3.2.Einfachste Deutung der Dosiswirkungsbeziehungen.- 2.3.3.Gebräuchliche Kenngrößen von Dosiswirkungsbeziehungen.- 2.3.4.Weitere empfohlene Kenngrößen der Dosiswirkungskurven.- 2.4.Darstellung der Dosiswirkungsbeziehung im Bereich relativ kleiner Wirkungen bzw. kleiner Dosen.- 3.Die relative biologische Wirksamkeit (RBW) von Strahlen verschiedener Art und Energie.- 3.1.Allgemeines.- 3.2.Die Abhängigkeit der RBW von der Strahlendosis.- 3.3.RBW und spezifische Energie.- 3.4.RBW in der radiologischen Praxis.- 3.5.RBW und Qualitätsfaktor im Strahlenschutz.- 4.Die Kinetik der Strahlenwirkung; Restitutionsvorgänge und Zeitfaktor.- 4.1.Die Dynamik der Strahlenwirkung.- 4.2.Der Zeitfaktor der Strahlenwirkung.- 4.2.1.Erläuterung einiger Begriffe.- 4.2.2.Biophysikalische Voraussetzungen eines Zeitfaktors.- 4.3.Reversible und irreversible Komponenten der Strahlenwirkung.- 4.4.Die gegenseitige Abhängigkeit von Zeitfaktor und RBW.- 4.5.Zusammenfassung und praktische Schlußfolgerungen.- 5.Die physikalisch-chemischen Primärwirkungen ionisierender Strahlen.- 5.1.Allgemeines.- 5.2.Strahlenchemie des Wassers.- 5.3.Die Ausbeute strahlenchemischer Reaktionen.- 5.4.Die räumliche Verteilung strahleninduzierter Radikale (in Abhängigkeit vom LET).- 5.5.Die Wechselwirkung von Radikalen und ihre zeitliche Verteilung.- 5.6.Indirekte Wirkung auf in Wasser gelöste Stoffe.- 5.7.Direkte Wirkung auf organische Moleküle.- 5.8.Unterscheidung zwischen direkter und indirekter Strahlenwirkung.- 5.9.Effekt-modifizierende Substanzen: Strahlenschutzsubstanzen, Sensibilisatoren.- 5.10.Die Messung freier Radikale.- 6.Strahlenchemie organischer Zellbestandteile.- 6.1.Aminosäuren, Peptide und Proteine.- 6.1.1.Chemisch nachweisbare Änderungen der Primärstruktur.- 6.1.2.Störungen der sekundären und höheren Strukturen organischer Moleküle.- 6.1.3.Enzyminaktivierung.- 6.1.4.Schlußfolgerungen.- 6.2.Nukleinsäuren und Nukleotide.- 6.2.1.Molekülbrüche.- 6.2.2.Veränderung der Purin- und Pyrimidinbasen.- 6.2.3.Nachweis freier Radikale bei Purin- und Pyrimidinbasen und ihren Verbindungen.- 6.2.4.Störungen der Konfiguration der DNA-Moleküle.- 6.2.5.Zusammenhang zwischen chemischen Veränderungen der DNA und biologischen Strahleneffekten.- 6.2.6.Nukleotide des Stoffwechsels.- 6.3.Fettsäuren, Fette und Lipoide.- 6.3.1.Fette und Fettsäuren.- 6.3.2.Lipoide.- 6.4.Kohlenhydrate und ihre Verbindungen.- 7.Strahleninduzierte Synthesestörungen und die Reparation molekularer Strahlenschäden.- 7.1.Störungen der DNA-Synthese.- 7.2.Störungen der Protein-Synthese.- 7.3.Die Reparation von DNA-Schäden in der Zelle.- 8.Strahlenwirkungen auf die Kinetik biochemischer Prozesse und den Betriebsstoffwechsel der Zelle.- 8.1.Veränderungen der Enzymkinetik.- 8.2.Die Glykolyse.- 8.3.Die oxidative Phosphorylierung.- 8.4.Die Zellatmung.- 9.Strahlenzytologie: Proliferationsstörungen und Zelltod.- 9.1.Der Begriff der Strahlenempfindlichkeit.- 9.2.Proliferationsstörungen.- 9.2.1.Zur Kinetik der Zellproliferation.- 9.2.1.1.Der Zellzyklus.- 9.2.1.2.Wachstumscharakteristika von Zellpopulationen.- 9.2.1.3.Methoden der Erfassung der Zellkinetik.- 9.2.2.Strahleninduzierte Hemmung der Zellvermehrung.- 9.2.3.1.Beeinflussung der mitotischen Aktivität.- 9.2.3.2.Pathologische Mitoseformen.- 9.3.Zelltod und Zellinaktivierung.- 9.3.1.Inaktivierung von Säugetierzellen in vitro.- 9.3.1.1.Methodisches.- 9.3.1.2.Dosiswirkungsbeziehung der Zellinaktivierung.- 9.3.1.3.Abhängigkeit der Wirkung von der Strahlenqualität..- 9.3.1.4.Intrazelluläre Erholungsvorgänge.- 9.3.1.5.Die Rolle der Erholung für den Zeitfaktor der zellulären Strahlenwirkung.- 9.3.1.6.Der Sauerstoffeffekt.- 9.3.1.7.Die chemische Beeinflußbarkeit der Strahlenempfindlichkeit.- 9.3.1.8.Die Abhängigkeit der Strahlenempfindlichkeit vom Zellzyklus.- 9.3.2.Die Zellinaktivierung bei Bestrahlung in vivo.- 9.3.3.Die Interpretation der zellulären Dosiswirkungskurven.- 10.Zytophysiologische Störungen.- 10.1.Störungen der Zellpermeabilität.- 10.1.1.Elektrolytverschiebungen.- 10.1.2.Bioelektrische und verwandte Phänomene.- 10.3.Funktionsstörungen peripherer Nerven.- 10.4.Motilitätsstörungen, insbesondere von Muskelzellen.- 10.5.Strahlenwirkung auf Sinnesrezeptoren.- 10.6.Durch Bestrahlung ausgelöste reflexartige Sofortreaktionen.- 10.7.Mögliche Wirkungsmechanismen und Folgen zytophysiologischer Störungen.- 11.Zytogenetische Strahlenwirkungen.- 11.1.Numerische Chromosomenaberrationen.- 11.2.Strukturelle Chromosomenaberrationen.- 11.3.Mögliche Wirkungsmechanismen.- 11.4.Die Dosiswirkungsbeziehung der Chromosomenaberrationen.- 11.5.Die Abhängigkeit von der zeitlichen Dosisverteilung.- 11.6.Die Abhängigkeit von der Strahlenqualität.- 11.7.Andere, den Effekt beeinflussende Faktoren.- 11.8.Chromosomenaberrationen menschlicher Zellen.- 11.8.1.Nach Bestrahlung von Blutproben in vitro.- 11.8.2.Chromosomenaberrationen nach Strahlenexposition des Menschen.- 11.9.Der Zeitverlauf strahleninduzierter Chromosomenaberrationen.- 11.10.Die Folgen strahleninduzierter Chromosomenaberrationen im Organismus.