Medizinische Radiographie mit schnellen Neutronen

Zusammenfassung

Die Radiographie mit Neutronen erbringt aus physikalischen Gründen andersartige Bilder als die Röntgenographie. Biologische Objekte lassen sich ausreichend nur mit schnellen Neutronen durchstrahlen. Die selektive Simultanaufzeichnung solcher Neutronenbilder gelingt am besten mit Hilfe von Zellulosenitrat-(CN-)Folien in Verbindung mit dem Spurenätzverfahren, da hierbei thermische Neutronen und γ-Quanten von der Bilderzeugung ausgeschlossen werden. Es erfolgt eine Beschreibung der verwendeten Neutronenradiographieanlage an einem Forschungsreaktor, der optimalen Entwicklungsbedingungen der CN-Folie sowie der optischen Darstellung des Ätzspurenbildes. Die Bildqualität der einzelnen CN-Folie ist gekennzeichnet durch eine geringe innere Unscharfe (35 μ) und einen im Vergleich zum Röntgenbild geringen Schwärzungsumfang (etwa 1). Durch Einsatz einer Vielzahl von Nachweisfolien läßt sich der Bildkontrast anheben. Außerdem ist hierdurch eine Senkung der maximalen Strahlenbelastung bis auf weniger als 10 rem möglich. Eine Studie an Wirbelsäulenpräparaten zeigt, daß der Nachweis von Fettgewebe sowie von nekrosereichem Tumorbefall neutronen-radiographisch ohne störende Überlagerung durch kalziumhaltiges Knochengewebe innerhalb der Wirbelkörper möglich ist, auch wenn diese Veränderungen im Röntgenbild bei erhaltener Knochenstruktur noch nicht erkennbar sind. Damit ist gezeigt, daß die Neutronenradiographie für die Diagnostik von pathologischen Prozessen innerhalb des Knochens oder kleiner, von Knochen umschlossener Räume der Röntgenographie überlegen sein kann. Eine Anwendung der Neutronenradiographie am lebenden Menschen wird zur Zeit nur bei Neutronentherapiepatienten mit den zur Tumorbehandlung vorgesehenen Dosen im Gebiet der Bestrahlungsfelder zu vertreten sein.

Summary

For physical reasons, radiography by neutrons produces radiographs which are quite different from x-ray images. Biological objects can be transradiated only by fast neutrons. Selective simultaneous recording of neutron images is accomplished best by using cellulose nitrate (C.N) foils, used with a track etching method in order to exclude thermal neutrons and gamma quanta. A neutron-radiography set-up in connection with a research reactor is described, us well as optimal conditions for developing the CN foils and the optical display of the resultant image. Image quality of the individual CN foil is characterised by minimal interior unsharpness (35 μ) and a small range of blackening when compared with radiographic film (about 1). Image contrast can be increased by the use of many foils. In addition, this results in a reduction of maximal radiation dose to below 10 rem. Study of isolated spines has shown that fat and necrotic tumours can be demonstrated by neutron radiography without being superimposed by calcium-containing bone, even if these changes cannot be seen on a x-ray radiograph because of the regular bone structure. It appears that neutron radiography can be superior to conventional radiography for the diagnosis of abnormalities within bones, or of areas surrounded by bone. The use of neutron radiography in patients can, at the moment, only be justified for individuals undergoing neutron therapy for the treatment of tumours.