Tierärztliche Hochschule Hannover Entwicklung von Methoden zur ...

LITERATURÜBERSICHT
2.1.2 Physikalische Grundlagen der Computertomographie
Röntgenstrahlung wird durch verschiedene Gewebe oder Materialien unterschiedlich stark
absorbiert und gestreut und dadurch mehr oder weniger geschwächt. Das Prinzip der CT
beruht darauf für verschiedene Richtungen gemessenen Projektionen, die räumliche
Verteilung dieser Strahlungsschwächung in einem Objekt in Form einer räumlichen
Verteilung von Schwächungskoeffizienten µ (s.u.) zu bestimmen. Hierfür müssen zunächst
sowohl die Primärstrahlungsintensität I0 als auch die nach dem Austritt aus einem Objekt
verbleibende Strahlungsintensität I gemessen werden. Auf einen Punkt bezogen, ist die
Projektion P entsprechend
P = ln I 0
I
5
(2.1)
definiert. Der Schwächungskoeffizient µ ergibt sich als Summe aus den Schwächungsanteilen
infolge Photoabsorption τ, Comptonstreuung σ, Rayleigh-Streuung und Paarbildung k. Der
Paarbildungsprozess tritt allerdings erst bei Photonenenergien oberhalb von 1,022 MeV auf
und braucht deshalb im Fall der diagnostischen Röntgenstrahlung nicht betrachtet zu werden
(STEPINA 2006). Für die Intensität von Photoabsorption und Comptonstreuung gilt
bzw.
τ ~ρ ⋅
Z 3
E 3
σ ~ρ ⋅ Z 1
⋅
A E
(2.2)
(2.3)
wobei ρ die Dichte des Objektes, E die Energie der Röntgenstrahlung, Z die Ordnungszahl
des Messobjektes und A das relative Atomgewicht A des Messobjektes bezeichnen
(STEPINA 2006). Für Stoffgemische wird anstatt Z die effektive Ordnungszahl Zeff
verwendet. Aus Gl. (2.2) geht also hervor, dass Stoffe mit hohen effektiven Ordnungszahlen