100 Jahre Streustrahlenblende

von Dr. Uwe Busch, Remscheid

Beim 9. Kongress der DRG im Jahr 1913 wurde von dem Physiker und Röntgenologen Gustav Bucky eine Blende präsentiert, die Streustrahlung auszublenden vermochte und eine Belichtung des Röntgenfilms ausschließlich durch die Primärstrahlung zuließ. Die später auch als „Bucky-Potter-Blende“  bezeichnete Vorrichtung hat wesentlich zur Verbesserung der Röntgen-Aufnahmetechnik beigetragen und ist bis heute fester Bestandteil eines jeden konventionellen Aufnahmesystems.


Bereits 1896 machte der US-amerikanische Physiker und Röntgenpionier Arthur W. Wright (1836-1915) von der Yale University als einer der ersten auf eine dem Röntgenbild immanente Bildverschleierung aufmerksam. Die von Röntgen festgestellte Sekundär- oder Streustrahlung konnte dabei neben den geometrischen Abbildungsbedingungen (Brennfleck, Abstände Röhre-Objekt-Empfänger) als eine der Hauptursachen für den Verlust von Auflösung und Kontrast im Röntgenbild erkannt werden.

Zur Reduktion der Streustrahlung wurden in einem ersten Schritt neben der Kompression röhrennahe Blenden verwendet, die in der Regel aus einer einfachen Bleiplatte bestanden. Die Verwendung dieser Primärblenden ermöglichte einhergehend mit der Verminderung des durchstrahlten Körpervolumens auch die Reduktion der extrafokalen Strahlung mit dem Resultat der Verbesserung der Bildqualität. 1903 stellt Albers-Schönberg (1865-1921) mit seiner „Bleikistenblende“ das erste geschlossene Röhren-Strahlenschutzgehäuse mit integrierter kreisförmiger Blende vor. Gute Bildqualität setzte jedoch eine enge Einblendung voraus. Übersichtsaufnahmen mussten somit aus einer Reihe von Einzelaufnahmen zusammengesetzt werden. Eine Weiterentwicklung von Blenden stellte der Schweizer Physiker, Mathematiker und Röntgenologe Ernst Pasche (1865-1932) auf dem ersten Kongress der Deutschen Röntgengesellschaft in Berlin 1905 vor. Er schlug zur Reduktion der Sekundärstrahlung bewegliche Blendensysteme vor. Sie bestanden aus zwei schlitzförmigen Blenden, wobei sich die „Röhrenblende“ gleichförmig zwischen Röhre und Patient parallel zur Plattenebene und die „Plattenblende“ unter dem Patienten und über der Plattenkassette bewegte. Die gekoppelte Bewegung der beiden Blenden wurde durch ein mit ihnen verbundenes starres Pendel ermöglicht. Trotz begeisterter Kommentare des österreichischen Röntgenpioniers Guido Holzknecht (1872-1931) konnte sich das System in der Praxis jedoch nicht durchsetzen.

Einen anderen Weg beschritt der deutsch-amerikanische Physiker und Röntgenologe Gustav Bucky (1880-1963). Ab 1909 entwickelte er erste Ideen für eine praxisgerechte Lösung des Streustrahlenproblems. Bucky erkannte, dass trotz primärer Einblendung die Fotoplatte auch außerhalb des eingeblendeten Feldes geschwärzt wurde. Dieser Effekt verschwand bei Nutzung einer zusätzlichen zylindrischen Blende im Strahlengang. In ersten Experimenten ordnete er zwischen dem Patienten und dem Röntgenfilm ein wabenförmiges Gitter, das er Vorderblende nannte, im Gegensatz zur röhrennah angeordneten Primärblende.

Es dauerte jedoch einige Jahre des Experimentierens, um ein praktikables Design zu entwickeln. Die anlässlich des neunten Kongresses der Deutschen Röntgengesellschaft 1913 vorgestellte technische Lösung bestand aus wabenförmig angeordneten Metalllamellen mit einem quadratischen Strahlendurchtritt mit 2 cm Seitenlänge und 2 bis 4 cm Gesamthöhe. Die geometrische Fokussierung der einzelnen Lamellen in Richtung des Brennflecks ließ nur noch die Belichtung des Films durch die Primärstrahlung zu. In Kauf genommen werden musste dabei jedoch die Abbildung der Lamellen, die als Gitter auf dem Film sichtbar wurde. Neben erster Euphorie war es genau dieses feine Linienmuster, dass von einigen Ärzten als störend empfunden wurde.

In den Jahren 1914-17 wurde die Idee des Streustrahlenrasters durch den US-amerikanischen Radiologen Hollis E. Potter (1880-1964) entscheidend verbessert. Halbkreisförmig angeordnete, noch engere gesetzte und niedrigere Lamellen wurden in nur einer Richtung hin auf den Brennfleck ausgerichtet. Ihr Radius entsprach dem Fokusabstand. Während der Belichtung wurde die Blende senkrecht zur Lamellenrichtung durch Federkraft oder einen Elektromotor bewegt. Durch die dabei entstehende Bewegungsunschärfe wurde die Abbildung der Rasterlamellen verwischt und im Bild nicht abgebildet.

Die Bucky-Potter-Blende hat insbesondere in Kombination mit der zur gleichen Zeit entwickelten Coolidge-Röntgenröhre wesentlich zur Verbesserung der Röntgen-Aufnahmetechnik beigetragen. Sie ist bis heute fester Bestandteil eines jeden konventionellen Aufnahmesystems und Garant für gute Bildqualität.

Literatur

Bucky G. A grating diaphragm to cut off secondary rays from objects. Arch. Roentgen Ray 18 (1913):6-9

Bucky G. Über die Ausschaltung der im Objekt entstehenden Sekundärstrahlen bei Röntgenaufnahmen. Verhandlungen der Deutschen Röntgengesellschaft, Bd. IX (1913):30-32

Bucky G. Weitere Mitteilungen zur Abblendung der Körperstrahlen  bei Röntgenaufnahmen. Verhandlungen der Deutschen Röntgengesellschaft, Bd. X (1914):168-69

Bucky G. Die Röntgenstrahlen und ihre Anwendungen. Leipzig (1919)

Pasche E. Über die Ausschaltung der Sekundärstrahlung durch bewegliche Blendensysteme. Verhandlungen der Deutschen Röntgengesellschaft, Bd. I (1905):146-48

Potter HE. The Bucky diaphragm adapted to fluoroscopy. American Journal of Radiology 4 (1917):47-50

Potter HE. History of diaphragming Roentgen rays by use oft he Bucky principle. American Journal of Radiology 25 (1931):396-402

veröffentlicht am Montag, 11. November 2013