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Wie wird die effektive Dosis berechnet, wenn nur ein Teil des Körpers bestrahlt wird?

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Zur Berechnung der effektiven Strahlendosis in Sv wird die von jedem Körperteil aufgenommene Äquivalentdosis nach gewebespezifischen Gewichtungsfaktoren gemittelt, die sich zu 1 summieren.

Wenn nicht der ganze Körper bestrahlt wird, wie werden diese Faktoren genutzt?


Bin mir nicht sicher, ob ich deine Frage richtig verstanden habe.

Das Konzept der "effektiven Dosis" wurde speziell eingeführt, um einen Mechanismus zur Bewertung der Strahlenschädigung durch Teilkörperbestrahlungen in Form von Daten aus Ganzkörperbestrahlungen bereitzustellen. Die effektive Dosis ist die mittlere Energiedosis aus einer gleichförmigen Ganzkörperbestrahlung, die zum gleichen Gesamtstrahlungsschaden führt wie bei der betreffenden ungleichförmigen Teilkörperbestrahlung.

Was Sie wahrscheinlich irreführend ist, ist die Summe der Gewichtungsfaktoren mit 1. Dies liegt daran, dass wir versuchen, die Teilkörperbestrahlung und die Ganzkörperbestrahlung zu vergleichen und die Gewichtungsfaktoren die relative Empfindlichkeit und Empfindlichkeit des Gewebes gegenüber der Strahlung darstellen. Ihre Bestrahlung sollte nicht alle möglichen Gewebe und Organe durchdringen, Sie gehen einfach davon aus, dass die Bestrahlung bei ihnen Null ist, was ihre Summanden aufhebt, damit sie bei der endgültigen Berechnung ignoriert werden können. Mit anderen Worten, es ist absolut in Ordnung (und es ist sogar so "absichtlich"), nur einige der WT*HT Faktoren in deiner Formel.


Zweck: Spätkomplikationen im Zusammenhang mit einer Ganzkörperbestrahlung (TBI) als Teil des Konditionierungsschemas für die Transplantation hämatopoetischer Stammzellen wurden zunehmend beobachtet. Wir überprüften und verglichen die Behandlungsergebnisse mit verschiedenen SHT-Schemata und versuchten, eine Dosis-Wirkungs-Beziehung für den Endpunkt der späten Nierenfunktionsstörung abzuleiten. Ziel war es, die Toleranzdosis für die Niere bei der Durchführung eines SHT zu finden.

Methoden und Materialien: Eine Literaturrecherche wurde mit PubMed für Artikel durchgeführt, die über eine späte Nierenfunktionsstörung berichteten. Für den Vergleich wurden die verschiedenen SHT-Schemata mit dem linear-quadratischen Modell normalisiert und biologisch wirksame Dosen (BEDs) berechnet.

Ergebnisse: Es wurden elf Berichte gefunden, die die Häufigkeit von Nierenfunktionsstörungen nach SHT beschreiben. Die Häufigkeit der Nierenfunktionsstörung als Funktion der BED wurde ermittelt. Für BED >16 Gy wurde eine Zunahme der Dysfunktionshäufigkeit beobachtet.


Inhalt

Im Allgemeinen ist ionisierende Strahlung schädlich und potenziell tödlich für Lebewesen, kann jedoch bei der Strahlentherapie zur Behandlung von Krebs und Thyreotoxikose gesundheitliche Vorteile haben.

Die meisten gesundheitsschädlichen Auswirkungen einer Strahlenexposition können in zwei allgemeine Kategorien eingeteilt werden:

  • deterministische Effekte (schädliche Gewebereaktionen) aufgrund der Abtötung/Fehlfunktion von Zellen nach hohen Dosen und
  • stochastische Wirkungen, d. h. Krebs und erbliche Wirkungen, die entweder die Entwicklung von Krebs bei exponierten Individuen aufgrund einer Mutation von somatischen Zellen oder eine erbliche Erkrankung bei ihren Nachkommen aufgrund einer Mutation von Fortpflanzungszellen (Keimzellen) beinhalten. [1]

Stochastische Bearbeitung

Einige Wirkungen ionisierender Strahlung auf die menschliche Gesundheit sind stochastisch, das heißt, ihre Eintrittswahrscheinlichkeit steigt mit der Dosis, während der Schweregrad von der Dosis unabhängig ist. [2] Strahleninduzierter Krebs, Teratogenese, kognitiver Verfall und Herzerkrankungen sind Beispiele für stochastische Effekte.

Seine häufigste Auswirkung ist die stochastische Induktion von Krebs mit einer Latenzzeit von Jahren oder Jahrzehnten nach der Exposition. Der Mechanismus, durch den dies geschieht, ist gut verstanden, aber quantitative Modelle zur Vorhersage des Risikoniveaus bleiben umstritten. Das am weitesten verbreitete Modell geht davon aus, dass die Krebsinzidenz durch ionisierende Strahlung mit einer Rate von 5,5 % pro Sievert linear mit der effektiven Strahlendosis ansteigt. [3] Wenn dieses lineare Modell korrekt ist, ist die natürliche Hintergrundstrahlung die gefährlichste Strahlungsquelle für die allgemeine öffentliche Gesundheit, gefolgt von der medizinischen Bildgebung an zweiter Stelle. Andere stochastische Wirkungen ionisierender Strahlung sind Teratogenese, kognitiver Verfall und Herzerkrankungen.

Quantitative Daten zu den Auswirkungen ionisierender Strahlung auf die menschliche Gesundheit sind im Vergleich zu anderen Erkrankungen aufgrund der bisher geringen Fallzahlen und wegen der stochastischen Natur einiger Auswirkungen relativ begrenzt. Stochastische Effekte können nur durch große epidemiologische Studien gemessen werden, in denen genügend Daten gesammelt wurden, um Störfaktoren wie Rauchgewohnheiten und andere Lebensstilfaktoren zu beseitigen. Die ergiebigste Quelle hochwertiger Daten stammt aus der Untersuchung japanischer Atombombenüberlebender. In-vitro- und Tierversuche sind informativ, aber die Strahlenresistenz variiert stark zwischen den Spezies.

Das zusätzliche Lebenszeitrisiko, an Krebs zu erkranken, wird durch eine einzelne Abdomen-CT von 8 mSv auf 0,05 % oder 1 zu 2.000 geschätzt. [4]

Deterministische Bearbeiten

Deterministische Effekte sind solche, die zuverlässig oberhalb einer Schwellendosis auftreten und deren Schwere mit der Dosis zunimmt. [2]

Hohe Strahlendosis führt zu deterministischen Effekten, die oberhalb einer Schwelle zuverlässig auftreten und deren Schwere mit der Dosis zunimmt. Deterministische Effekte sind nicht unbedingt schwerer oder weniger schwerwiegend als stochastische Effekte, die letztendlich zu einer vorübergehenden Belästigung oder zum Tod führen können. Beispiele für deterministische Effekte sind:

    , durch akute Ganzkörperbestrahlung , durch Bestrahlung einer bestimmten Körperoberfläche , eine mögliche Nebenwirkung einer Strahlenbehandlung gegen Hyperthyreose , durch Langzeitbestrahlung. , von zum Beispiel Strahlentherapie auf die Lunge, und Unfruchtbarkeit. [2]

Das Komitee für biologische Wirkungen ionisierender Strahlung der US-amerikanischen National Academy of Sciences "ist zu dem Schluss gekommen, dass es keine zwingenden Beweise für eine Dosisschwelle gibt, unterhalb derer das Risiko einer Tumorinduktion null ist". [5]

Phase Symptom Ganzkörper-Energiedosis (Gy)
1–2 Gy 2–6 Gy 6–8 Gy 8–30 Gy > 30 Gy
Sofort Übelkeit und Erbrechen 5–50% 50–100% 75–100% 90–100% 100%
Zeitpunkt des Einsetzens 2–6 Stunden 1–2 Std 10–60 Minuten < 10 min Protokoll
Dauer < 24 h 24–48 h < 48 h < 48 h N/A (Patienten sterben in < 48 h)
Durchfall Keiner Keine bis mild (< 10 %) Schwer (> 10 %) Schwer (> 95 %) Schwer (100%)
Zeitpunkt des Einsetzens 3–8 Stunden 1–3 Stunden < 1 h < 1 h
Kopfschmerzen Leicht Leicht bis mäßig (50 %) Mäßig (80%) Schwer (80–90 %) Schwer (100%)
Zeitpunkt des Einsetzens 4–24 h 3-4 Stunden 1–2 Std < 1 h
Fieber Keiner Moderater Anstieg (10–100 %) Mäßig bis schwer (100%) Schwer (100%) Schwer (100%)
Zeitpunkt des Einsetzens 1–3 Stunden < 1 h < 1 h < 1 h
ZNS-Funktion Keine Beeinträchtigung Kognitive Beeinträchtigung 6–20 h Kognitive Beeinträchtigung > 24 h Schnelle Arbeitsunfähigkeit Krampfanfälle, Zittern, Ataxie, Lethargie
Latenzzeit 28–31 Tage 7–28 Tage < 7 Tage Keiner Keiner
Erkrankung Leichte bis mittelschwere Leukopenie
Ermüdung
Die Schwäche
Mittelschwere bis schwere Leukopenie
Purpura
Blutung
Infektionen
Alopezie nach 3 Gy
Schwere Leukopenie
Hohes Fieber
Durchfall
Erbrechen
Schwindel und Orientierungslosigkeit
Hypotonie
Elektrolytstörung
Brechreiz
Erbrechen
Schwerer Durchfall
Hohes Fieber
Elektrolytstörung
Schock
N/A (Patienten sterben in < 48h)
Sterblichkeit Unachtsam 0–5% 5–95% 95–100% 100% 100%
Mit Vorsicht 0–5% 5–50% 50–100% 99–100% 100%
Tod 6–8 Wochen 4–6 Wochen 2–4 Wochen 2 Tage – 2 Wochen 1-2 Tage
Tabellenquelle [6]

Nach Strahlungsart Bearbeiten

Wenn Alphateilchen emittierende Isotope aufgenommen werden, sind sie weitaus gefährlicher, als ihre Halbwertszeit oder Zerfallsrate vermuten lässt. Dies ist auf die hohe relative biologische Wirksamkeit von Alpha-Strahlung zurückzuführen, um biologische Schäden zu verursachen, nachdem Alpha-emittierende Radioisotope in lebende Zellen eingedrungen sind. Eingenommene Alpha-Strahler-Radioisotope wie Transurane oder Aktiniden sind im Durchschnitt etwa 20-mal gefährlicher und in einigen Experimenten bis zu 1000-mal gefährlicher als eine äquivalente Aktivität von Beta- oder Gamma-Strahlen. Wenn die Strahlungsart nicht bekannt ist, kann sie durch Differenzmessungen in Gegenwart von elektrischen Feldern, magnetischen Feldern oder unterschiedlicher Abschirmung bestimmt werden.

In der Schwangerschaft Bearbeiten

Das Risiko, irgendwann im Leben an strahleninduziertem Krebs zu erkranken, ist bei Exposition eines Fötus größer als bei einem Erwachsenen, sowohl weil die Zellen beim Wachstum anfälliger sind als auch weil die Lebensdauer nach der Dosis viel länger ist, um Krebs zu entwickeln.

Zu den möglichen deterministischen Auswirkungen der Strahlenbelastung in der Schwangerschaft zählen Fehlgeburten, strukturelle Geburtsfehler, Wachstumseinschränkung und geistige Behinderung. [7] Die deterministischen Effekte wurden beispielsweise an Überlebenden der Atombombenabwürfe von Hiroshima und Nagasaki und Fällen untersucht, in denen eine Strahlentherapie während der Schwangerschaft notwendig war:

Gestationsalter Embryonalalter Auswirkungen Geschätzte Schwellendosis (mGy)
2 bis 4 Wochen 0 bis 2 Wochen Fehlgeburt oder keine (alles oder nichts) 50 - 100 [7]
4 bis 10 Wochen 2 bis 8 Wochen Strukturelle Geburtsfehler 200 [7]
Wachstumsbeschränkung 200 - 250 [7]
10 bis 17 Wochen 8 bis 15 Wochen Schwere geistige Behinderung 60 - 310 [7]
18 bis 27 Wochen 16 bis 25 Wochen Schwere geistige Behinderung (geringeres Risiko) 250 - 280 [7]

Das intellektuelle Defizit wird auf etwa 25 IQ-Punkte pro 1.000 mGy im Gestationsalter von 10 bis 17 Wochen geschätzt. [7]

Diese Effekte sind manchmal bei der Entscheidung über eine medizinische Bildgebung in der Schwangerschaft relevant, da Projektionsradiographie und CT-Scans den Fötus einer Strahlung aussetzen.

Auch das Risiko für die Mutter, später an strahleninduziertem Brustkrebs zu erkranken, scheint bei Strahlendosen während der Schwangerschaft besonders hoch zu sein. [8]

Der menschliche Körper kann ionisierende Strahlung nur in sehr hohen Dosen wahrnehmen, aber die Wirkung der Ionisation kann zur Charakterisierung der Strahlung genutzt werden. Zu den interessierenden Parametern gehören Zerfallsrate, Partikelfluss, Partikeltyp, Strahlenergie, Kerma, Dosisleistung und Strahlungsdosis.

Die Überwachung und Berechnung von Dosen zum Schutz der menschlichen Gesundheit wird als Dosimetrie bezeichnet und wird im Rahmen der Gesundheitsphysik durchgeführt. Wichtige Messinstrumente sind die Verwendung von Dosimetern zur Ermittlung der externen effektiven Dosisaufnahme und die Verwendung von Bioassays für die aufgenommene Dosis. Der Artikel zum Sievert fasst die Empfehlungen der ICRU und ICRP zur Verwendung von Dosisgrößen zusammen und enthält einen Leitfaden zu den Auswirkungen ionisierender Strahlung, gemessen in Sievert, und gibt Beispiele für ungefähre Werte der Dosisaufnahme in bestimmten Situationen.

Die gebundene Dosis ist ein Maß für das stochastische Gesundheitsrisiko durch die Aufnahme radioaktiver Stoffe in den menschlichen Körper. In der ICRP heißt es: „Für die innere Exposition werden die gebundenen effektiven Dosen im Allgemeinen aus einer Bewertung der Aufnahme von Radionukliden aus Bioassay-Messungen oder anderen Größen bestimmt. Die Strahlendosis wird aus der Aufnahme mit empfohlenen Dosiskoeffizienten bestimmt“. [9]

Absorbierte, äquivalente und effektive Dosis Bearbeiten

Die absorbierte Dosis ist eine physikalische Dosismenge D repräsentiert die mittlere Energie, die der Materie pro Masseneinheit durch ionisierende Strahlung verliehen wird. Im SI-Einheitensystem ist die Maßeinheit Joule pro Kilogramm, und ihr spezieller Name ist grau (Gy). [10] Manchmal wird auch die Nicht-SI-CGS-Einheit rad verwendet, vor allem in den USA.

Um das stochastische Risiko darzustellen, ist die Äquivalentdosis h T und wirksame Dosis E verwendet und mit geeigneten Dosisfaktoren und Koeffizienten aus der Energiedosis berechnet. [11] Äquivalente und effektive Dosismengen werden in Einheiten von Sievert oder Rem ausgedrückt, was bedeutet, dass biologische Wirkungen berücksichtigt wurden. Diese entsprechen in der Regel den Empfehlungen des International Committee on Radiation Protection (ICRP) und der International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU). Das von ihnen entwickelte kohärente System der Strahlenschutzgrößen ist in der beigefügten Grafik dargestellt.

Die Internationale Strahlenschutzkommission (ICRP) verwaltet das Internationale Strahlenschutzsystem, das empfohlene Grenzwerte für die Dosisaufnahme festlegt. Dosiswerte können absorbierte, äquivalente, effektive oder zugesagte Dosis darstellen.

Andere wichtige Organisationen, die sich mit dem Thema beschäftigen, sind

    (ICRU) (UNSCEAR)
  • US National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP)
  • UK Public Health England
  • US National Academy of Sciences (NAS durch die BEIR-Studien)
  • Französisches Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN) (ECRR) das Stadium der Bestrahlung hängt vom Stadium ab, in dem die Körperteile betroffen sind

Externe Bearbeitung

Externe Exposition ist eine Exposition, die auftritt, wenn sich die radioaktive Quelle (oder eine andere Strahlenquelle) außerhalb des exponierten Organismus befindet (und außerhalb bleibt). Beispiele für externe Exposition sind:

  • Eine Person, die eine versiegelte radioaktive Quelle in die Tasche steckt
  • Ein Weltraumreisender, der von kosmischer Strahlung bestrahlt wird
  • Eine Person, die entweder durch Teletherapie oder Brachytherapie wegen Krebs behandelt wird. Während sich bei der Brachytherapie die Quelle im Inneren der Person befindet, wird sie dennoch als externe Exposition betrachtet, da sie nicht zu einer festgelegten Dosis führt.
  • Ein Atomarbeiter, dessen Hände mit radioaktivem Staub verschmutzt sind. Unter der Annahme, dass seine Hände gereinigt werden, bevor radioaktives Material aufgenommen, eingeatmet oder aufgenommen werden kann, gilt eine Hautkontamination als äußere Exposition.

Externe Exposition ist relativ einfach abzuschätzen, und der bestrahlte Organismus wird nicht radioaktiv, außer in einem Fall, in dem die Strahlung ein intensiver Neutronenstrahl ist, der eine Aktivierung verursacht.

Nach Art der medizinischen Bildgebung Bearbeiten

Interne Bearbeitung

Innere Exposition tritt auf, wenn das radioaktive Material in den Organismus gelangt und die radioaktiven Atome in den Organismus eingebaut werden. Dies kann durch Inhalation, Einnahme oder Injektion erfolgen. Nachfolgend finden Sie eine Reihe von Beispielen für die interne Exposition.

  • Die durch Kalium-40 verursachte Exposition in a normal Person.
  • Die Exposition gegenüber der Aufnahme einer löslichen radioaktiven Substanz, wie 89 Sr in Kuhmilch.
  • Eine Person, die gegen Krebs mit einem Radiopharmazeutikum behandelt wird, bei dem ein Radioisotop als Arzneimittel verwendet wird (normalerweise eine Flüssigkeit oder eine Pille). Eine Übersicht zu diesem Thema wurde 1999 veröffentlicht. [15] Da das radioaktive Material innig mit dem betroffenen Objekt vermischt wird, ist es oft schwierig, das Objekt oder die Person bei einer internen Exposition zu dekontaminieren. Während einige sehr unlösliche Materialien wie Spaltprodukte in einer Urandioxidmatrix möglicherweise nie wirklich Teil eines Organismus werden können, ist es normal, solche Partikel in der Lunge und im Verdauungstrakt als eine Form der inneren Kontamination zu betrachten, die zu einer inneren Exposition führt . (BNCT) beinhaltet die Injektion einer Bor-10-markierten Chemikalie, die bevorzugt an Tumorzellen bindet. Neutronen aus einem Kernreaktor werden von einem Neutronenmoderator auf das für die BNCT-Behandlung geeignete Neutronenenergiespektrum geformt. Mit diesen Neutronen wird der Tumor selektiv beschossen. Die Neutronen verlangsamen sich im Körper schnell, um energiearm zu werden thermische Neutronen. Diese thermische Neutronen werden vom injizierten Bor-10 eingefangen und bilden angeregtes (Bor-11), das in Lithium-7 und ein Helium-4alpha-Partikel zerfällt. Beide erzeugen eng beieinander liegende ionisierende Strahlung zur Krebstherapie. Jede Komponente an sich ist für die Zellen relativ harmlos, aber wenn sie zur Behandlung miteinander kombiniert werden, erzeugen sie eine stark zytozide (zytotoxische) Wirkung, die tödlich ist (innerhalb eines begrenzten Bereichs von 5-9 Mikrometern oder ungefähr einem Zelldurchmesser). Klinische Studien mit vielversprechenden Ergebnissen werden derzeit in Finnland und Japan durchgeführt.

Wenn radioaktive Verbindungen in den menschlichen Körper gelangen, sind die Auswirkungen anders als bei einer Exposition gegenüber einer externen Strahlenquelle. Insbesondere bei Alphastrahlung, die normalerweise nicht in die Haut eindringt, kann die Exposition nach Verschlucken oder Inhalation viel schädlicher sein. Die Strahlenexposition wird normalerweise als festgelegte Dosis angegeben.

Obwohl Ende des 19. Jahrhunderts Strahlung entdeckt wurde, wurden die Gefahren der Radioaktivität und der Strahlung nicht sofort erkannt. Akute Strahlenwirkungen wurden erstmals bei der Anwendung von Röntgenstrahlen beobachtet, als Wilhelm Röntgen 1895 absichtlich seine Finger Röntgenstrahlen aussetzte Luft durch Röntgenstrahlen. Andere im Körper produzierte freie Radikale werden heute als wichtiger angesehen. Seine Verletzungen heilten später.

Als medizinisches Gebiet entstand die Strahlenbiologie aus der 1896 von Leopold Freund demonstrierten therapeutischen Behandlung eines behaarten Maulwurfs mit einer neuartigen elektromagnetischen Strahlung namens Röntgenstrahlung, die ein Jahr zuvor von dem deutschen Physiker Wilhelm Röntgen entdeckt wurde. Nachdem Ivan Romanovich Tarkhanov Anfang 1896 Frösche und Insekten mit Röntgenstrahlen bestrahlt hatte, kam er zu dem Schluss, dass diese neu entdeckten Strahlen nicht nur fotografieren, sondern auch "die lebende Funktion beeinflussen". [16] Zur gleichen Zeit entdeckten Pierre und Marie Curie das radioaktive Polonium und Radium, die später zur Behandlung von Krebs verwendet wurden.

Die genetischen Auswirkungen der Strahlung, einschließlich der Auswirkungen auf das Krebsrisiko, wurden erst viel später erkannt. 1927 veröffentlichte Hermann Joseph Müller Forschungen über genetische Effekte und erhielt 1946 für seine Erkenntnisse den Nobelpreis.

Im Allgemeinen gab es in den 1930er Jahren Versuche, ein allgemeines Modell für die Strahlenbiologie zu entwickeln. Bemerkenswert war hier Douglas Lea [17] [18], dessen Präsentation auch eine umfassende Übersicht über etwa 400 unterstützende Veröffentlichungen enthielt. [19] [ Seite benötigt ] [20]

Bevor die biologischen Wirkungen der Strahlung bekannt wurden, hatten viele Ärzte und Unternehmen damit begonnen, radioaktive Substanzen als Patentmedizin und radioaktive Quacksalberei zu vermarkten. Beispiele waren Radium-Einlaufbehandlungen und radiumhaltige Wässer, die als Stärkungsmittel getrunken werden sollten. Marie Curie sprach sich gegen diese Art der Behandlung aus und warnte davor, dass die Auswirkungen der Strahlung auf den menschlichen Körper nicht gut verstanden werden. Curie starb später an aplastischer Anämie, die durch eine Strahlenvergiftung verursacht wurde. Eben Byers, ein berühmter amerikanischer Prominenter, starb 1932 an mehreren Krebsarten (aber nicht an akutem Strahlensyndrom), nachdem er über mehrere Jahre große Mengen Radium konsumiert hatte. Sein Tod machte die Öffentlichkeit auf die Gefahren der Strahlung aufmerksam. In den 1930er Jahren waren radiumhaltige Medizinprodukte nach einer Reihe von Fällen von Knochennekrose und Todesfällen bei Enthusiasten fast vom Markt verschwunden.

In den Vereinigten Staaten machten die Erfahrungen der sogenannten Radium Girls, bei denen Tausende von Radium-Ziffermalern Mundkrebs bekamen – [21] aber keine Fälle von akutem Strahlensyndrom – [22], die Warnungen vor dem Gesundheitsschutz im Zusammenhang mit Strahlengefahren populär . Robley D. Evans vom MIT entwickelte den ersten Standard für die zulässige Körperbelastung durch Radium, ein wichtiger Schritt bei der Etablierung der Nuklearmedizin als Studienfach.Mit der Entwicklung von Kernreaktoren und Atomwaffen in den 1940er Jahren wurde der Untersuchung aller Arten von Strahlungswirkungen eine erhöhte wissenschaftliche Aufmerksamkeit gewidmet.

Die Atombombenabwürfe von Hiroshima und Nagasaki führten zu einer Vielzahl von Strahlenvergiftungen, die einen besseren Einblick in ihre Symptome und Gefahren ermöglichten. Der Chirurg des Roten Kreuzes, Dr. Terufumi Sasaki, führte in den Wochen und Monaten nach den Bombenanschlägen von Hiroshima intensive Forschungen zu dem Syndrom durch. Dr. Sasaki und sein Team konnten die Auswirkungen der Strahlung bei Patienten mit unterschiedlicher Nähe zur Explosion selbst überwachen, was zur Feststellung von drei aufgezeichneten Stadien des Syndroms führte. Innerhalb von 25 bis 30 Tagen nach der Explosion bemerkte der Chirurg des Roten Kreuzes einen starken Rückgang der Anzahl der weißen Blutkörperchen und legte diesen Abfall zusammen mit Fiebersymptomen als Prognosestandard für das akute Strahlensyndrom fest. [23] Die Schauspielerin Midori Naka, die während des Atombombenabwurfs von Hiroshima anwesend war, war der erste Vorfall einer Strahlenvergiftung, der ausführlich untersucht wurde. Ihr Tod am 24. August 1945 war der erste offiziell bescheinigte Todesfall als Folge einer Strahlenvergiftung (oder "Atombombenkrankheit").

Die Wechselwirkungen zwischen Organismen und elektromagnetischen Feldern (EMF) und ionisierender Strahlung können auf verschiedene Weise untersucht werden:

Die Aktivität biologischer und astronomischer Systeme erzeugt unweigerlich magnetische und elektrische Felder, die mit empfindlichen Instrumenten gemessen werden können und die manchmal als Grundlage für "esoterische" Energievorstellungen vorgeschlagen wurden.

Radiobiologische Experimente verwenden typischerweise eine Strahlungsquelle, die sein könnte:


So analysieren Sie DICOM-Dosisberichte in FGI

Vor etwa 20 Jahren wurden Expositionsparameter von FGI in der Regel manuell in einem Radiologie- oder Krankenhausinformationssystem (RIS/KIS) oder papierbasiert erfasst. Später erfolgte die Speicherung zusammen mit den angiographischen Bildern in einem Bildarchivierungs- und Kommunikationssystem (PACS) als Bitmap-Report. Alle diese Aufnahmemethoden erlauben nur eine schwierige Analyse der Patientenexposition. DICOM RDSR ist heute in den meisten neuen Angiographiesystemen verfügbar und bietet eine einfache Lösung zur Erfassung von Dosisparametern. Dies beinhaltet alle Aufnahmeparameter für jede Durchleuchtungsszene, alle Röntgenbilder oder Cine-Serien mit kV, mAs, geometrische Parameter von C-Bogen, Detektor und mehr. Tabelle 1 zeigt einen Auszug einer Angiographie-RDSR. In der Radiographie und CT lassen sich die Aufnahmedaten auch ohne RDSR relativ zuverlässig aus den DICOM-Bilddaten extrahieren. Dies ist bei Durchleuchtungsverfahren nicht der Fall, da Durchleuchtungsszenen in der Regel nicht im PACS gespeichert werden. Den DICOM-Bilddaten fehlt daher der Dosisbeitrag der Fluoroskopie, der je nach Eingriffsart leicht 50 % der Gesamtdosis überschreiten kann. Die Erfassung und Verarbeitung der Patientenexposition wurde durch das EU-BSS vorangetrieben, das von den Mitgliedstaaten der Europäischen Union verlangt, die Rechtfertigung und Optimierung radiologischer Verfahren sicherzustellen und Informationen zur Patientenexposition zur Analyse und Qualitätssicherung zu speichern [4, 5]. Heute stehen verschiedene kommerzielle Dosismanagementsysteme (DMS) mit unterschiedlichen Eigenschaften zur Verfügung [6]. Im Gegensatz zu Radiographie und CT werden komplexe RDSR-Berichte in FGI nicht immer korrekt und vollständig als DICOM-Objekte gespeichert und von DMS-Anbietern nicht immer korrekt und vollständig ausgewertet. Dies ist besonders wichtig, da alle Beiträge aus Durchleuchtung und Röntgen/Kinoserien benötigt werden, um die Gesamtexposition eines Patienten zu bestimmen. Darüber hinaus ist eine lückenlose Erfassung aller einzelnen Strahlungsereignisse erforderlich, um die Dosisverteilung auf der Patientenoberfläche zu berechnen und Orte zu identifizieren, an denen sich überlagernde Strahlungsfelder zu einer hohen Spitzendosis der Haut (PSD) und damit zu möglichen deterministischen Hautverletzungen führen können.

Die am häufigsten verwendeten Expositionsparameter sind das Kerma-Flächenprodukt (KAP) und die Luftkerma am Referenzpunkt des Patienteneingangs (Ka,r). KAP wird in den meisten Ländern für diagnostische Referenzwerte (DRLs) verwendet und wird auch von den Herstellern aller Angiographiesysteme angezeigt oder übertragen. KAP ist ein öffentliches Tag sowohl in den DICOM-Dienstklassenobjekten Radio Fluoroscopy (RF) als auch X-ray Angiography (XA). Der zweitwichtigste Parameter ist Ka,r, die stärker als KAP mit der Hautdosis korreliert, gefolgt von der gesamten Durchleuchtungszeit in der Anzahl der Filmserien oder Bilder. KAP und Ka,r werden im RDSR in der Regel kumulativ für eine gesamte Untersuchung übertragen, während die Dosisverteilung auf der Körperoberfläche bei PSD aus allen einzelnen Expositionsereignissen berechnet werden muss. Da dosimetrische Daten in der Regel nach Abschluss einer Untersuchung an ein PACS übertragen werden, steht die Dosisverteilung erst nach dem Eingriff in einem DMS zur Verfügung. Eine Online-Darstellung der Hautdosisverteilung auf dem Modalitätsbildschirm während der Intervention wäre wünschenswert, um eine hohe PSD durch zeitweise Änderung der Projektionsrichtung und damit des Hauteintrittsfeldes zu vermeiden.


ERGEBNISSE

TLD-Kalibrierung

Das Ergebnis der TLD-Kalibrierung wird mit der Formel angegeben E = ƒ · C, wo E ist die in der Ionenkammer gemessene Strahlenexposition in Luft (in Milliröntgen), C ist der Messwert der TLD-Chips (in Nanocoulomb) und ƒ ist der Kalibrierungsfaktor. Für Röhrenpotentiale von 120 und 140 kV wurden die Kalibrierfaktoren mit 13,3 bzw. 13,0 mR/nC mit einem Fehler von 1% berechnet.

Strahlendosen

Die mit ImPACT berechneten effektiven CT-Dosen für Protokoll B betrugen 16,10 bzw. 16,40 mSv für weibliche bzw. männliche Patienten. Für Protokoll A mit 100 bzw. 300 mA wurden die effektiven Dosen für weibliche Patienten mit 6,40 und 19,10 mSv berechnet, und die effektiven Dosen für männliche Patienten wurden mit 6,60 und 19,70 mSv berechnet.

Die gemessenen Organdosen und effektiven Dosen aus CT-Scans sind in Tabelle 3 zusammengefasst. Die effektiven Dosen der drei CT-Protokolle A, B bzw. C betrugen 7,22, 18,56 und 25,68 mSv für weibliche Patienten und 7,42, 18,57, und 25,95 mSv für männliche Patienten. Die Strahlendosen der Augenlinse aus CT-Scans mit den drei Protokollen A, B bzw. C wurden mit 8,1, 18,4 bzw. 27,2 mSv für weibliche Patienten und mit 8,3, 18,6 und 27,3 mSv für männliche Patienten gemessen .

Die effektive Dosis beim PET-Scannen betrug 6,23 mSv ( , Tabelle 4). Die Dosen von PET-Scans für die Gonaden, die Gebärmutter und die Blase waren höher als für die anderen Organe und betrugen 5,0, 7,8 bzw. 59,2 mSv. Dies liegt an der letzten Ansammlung von 18 F in der Blase. Andere Organdosen reichten von 2,5 bis 4,8 mSv.

Die gesamten effektiven Dosen der kombinierten PET/CT-Studien, berechnet durch Summieren der effektiven Dosen von CT und PET-Scans, betrugen 13,45, 24,79 und 31,91 mSv für weibliche Patienten und 13,65, 24,80 und 32,18 mSv für männliche Patienten für die Protokolle A. B bzw. C. Die CT-Komponente trug 54–81 % der Gesamtdosis bei.

LAR der geschätzten Krebsinzidenz für die Bevölkerung in den USA und Hongkong

Die LAR-Tabelle der Krebsinzidenz für die Bevölkerung in den USA und Hongkong zeigte, dass die erhöhten Risiken für weibliche Patienten mit Ausnahme von Dickdarm und Blase höher waren als die für männliche Patienten ( , Tabelle 5). Die geschätzten LARs der Krebsinzidenz waren in jüngeren Jahren besonders hoch und nahmen mit zunehmendem Alter ab ( , Abbildung , , ). Beispielsweise betrugen die LARs bei 20-jährigen US-Frauen und -Männern bis zu 0,514% bzw. 0,323%. Diese Risiken waren für die Bevölkerung in Hongkong für beide Geschlechter und alle Altersgruppen höher als für die US-Bevölkerung ( , Abbildung). Beispielsweise waren im Alter von 20 Jahren die LARs der Krebsinzidenz in der Bevölkerung von Hongkong 5,5–20,9 % höher als die der US-Bevölkerung, und im Alter von 80 Jahren waren die LARs der Krebsinzidenz 6,5–47,9 % höher . Der Risikounterschied zwischen diesen beiden Populationen war bei weiblichen Patienten größer als bei männlichen Patienten, im höheren Alter und bei höher dosierten CT-Protokollen. Um die Ursache der höheren LAR in der Bevölkerung von Hongkong im Vergleich zur US-Bevölkerung zu erklären, haben wir uns auf die Lebenserwartungs- und Krebsstatistikdaten der fünf häufigsten Krebsarten in der Bevölkerung von Hongkong und den USA bezogen ( , Tabelle 6). Wir fanden, dass die Erklärung mit den Unterschieden in der Sterbetafel und den Krebsstatistikdaten zwischen den beiden Populationen zusammenhängt. Erstens haben Einwohner von Hongkong eine längere Lebenserwartung als Amerikaner, wenn sie nach Strahlenbelastung Krebs entwickeln. Zweitens sind die Krebsinzidenzen der strahlungsempfindlicheren Organe in Hongkong höher als in den Vereinigten Staaten. In Hongkong beispielsweise tritt die häufigste Krebserkrankung in der Lunge auf, die einen hohen Gewebegewichtungsfaktor von 0,12 ( , 10) erhält, während er in den Vereinigten Staaten mit einem Gewebegewichtungsfaktor von 0,013 in der Prostata auftritt.


Welche Dosis des Patienten sollte erlaubt sein?

Die einem Patienten verabreichte Strahlendosis ist eine notwendige Folge der Aufnahme der Röntgenbilder, die verwendet werden, um die anatomischen und pathophysiologischen Prozesse zu definieren und eine Diagnose zu stellen. Da Röntgenstrahlen krebserregend sind und ein damit verbundenes Risiko haben, muss sichergestellt werden, dass die Vorteile einer genauen Diagnose die Risiken einer Exposition gegenüber ionisierender Strahlung überwiegen. Glücklicherweise sind die Risiken einer Exposition gegenüber ionisierender Strahlung in Mengen, die typischerweise für medizinisch indizierte bildgebende Verfahren verwendet werden, recht gering und vergleichbar mit anderen Risiken, die für den Alltag als akzeptabel gelten. Daher sollte die Röntgenuntersuchung dahingehend optimiert werden, dass die erforderliche Bildqualität bei möglichst geringer Strahlendosis erreicht wird, um das Nutzen-Risiko-Verhältnis zu maximieren. Beachten Sie, dass dies nicht unbedingt die niedrigstmögliche Dosis ist, sondern die minimale Strahlendosis, die zu einer ausreichenden Bildqualität führt, um einem kompetenten Radiologen eine sichere Diagnose zu ermöglichen. Solange die Untersuchung angemessen ist, überwiegt der Nutzen für den einzelnen Patienten (zur Bestätigung oder Beseitigung einer Krankheit oder eines Traumas) das damit verbundene Risiko bei weitem.


Grundsätze der Strahlensicherheit

    (Abbildung) (HHS/CDC) (YouTube – 1:44 min) (DOE/TEPP/MERRTT) (YouTube – 2:15 min)
  • Faktoren, die die Strahlung durch die Exposition verringern – Zeit, Entfernung, Abschirmung (Abbildung) (EPA) („As Low As Reasonably Achievable“): alle zumutbaren Anstrengungen unternehmen, um die Exposition gegenüber ionisierender Strahlung so weit wie möglich unter den Dosisgrenzwerten zu halten.
  • Bewertung der Exposition am Arbeitsplatz durch die Aufnahme von Radionukliden Sicherheitsleitfaden (PDF - 316 KB) (IAEA Safety Standards Series No. RS-G-1.2, 1999)
  • Bewertung der Exposition am Arbeitsplatz durch externe Strahlenquellen Sicherheitsleitfaden (PDF - 307 KB) (IAEA Safety Standards Series No. RS-G-1.3, 1999)

Methode

Ausrüstung

Die untersuchte DVT-Aufnahme war die digitale 8-s-DynaCT-Röntgenaufnahme (8sDR) auf einem interventionellen Durchleuchtungsgerät Artis zee von Siemens (Siemens Medical Solutions, Erlangen, Deutschland).

Die Aufnahme besteht aus 396 Durchleuchtungsbildern, die über eine 200°-Rotation um den Patienten aufgenommen wurden, der sich von einer links anterioren schrägen (LAO) Projektion nach posterior zu einer rechts anterioren schrägen (RAO) Projektion bewegte. Die Akquisition wurde so eingerichtet, dass 0,36 . geliefert werden μGy pro Bild zur Speicherfolie und es wurde keine zusätzliche Kupferfilterung gewählt. Der Ziel-kV wurde auf 70 kV festgelegt, obwohl die Vorab-Akquisitions-Screening die tatsächlich erforderlichen Expositionsparameter (kV und mA) bestimmt hat. Der unkollimierte Röntgenstrahl wurde mit 27 × 36 cm an der Bildaufzeichnungsplatte gemessen (jeweils kraniokaudale × seitliche Richtungen). Das Feld konnte nur in kraniokaudaler Richtung kollimiert werden und der Fokus-Bild-Abstand betrug 120 cm.

Die Dosen wurden mit einer 100 mm langen 3 cm 3 Radcal-Stift-Ionisationskammer der Serie 2025 und einem Elektrometer mit einer auf Primärstandards rückführbaren Kalibrierung gemessen. Die Kammer wurde mit einem PMMA CTDI-Phantom (ImPACT) verwendet. Ein einzelnes Phantom ist 14 cm lang und hat einen Durchmesser von 32 cm. Ein Phantom doppelter Länge (28 cm lang) wurde konstruiert, indem zwei Phantome aneinander befestigt wurden. Die Dosen wurden in der Mitte des Phantoms und an den acht äußeren Kammerpositionen, 15 cm von der Mitte entfernt, gemessen. Die Phantome wurden im Rotationszentrum der Röhre so platziert, dass die zentrale Kammerposition 60 cm von der Speicherfolie entfernt war.

Validierung von CTDIW

Messungen von CTDIW wurden für drei Kombinationen von zwei Phantomlängen (14 und 28 cm) und zwei Röntgenstrahlkollimationen (21 und 27 cm an der Speicherfolie) erstellt. Die gemessenen Phantom-/Kollimationskombinationen waren:

  • A: ein einzelnes Phantom, bei dem der Strahl auf die Kammerlänge kollimiert ist
  • B: ein Phantom doppelter Länge, bei dem der Strahl auf die Kammerlänge kollimiert ist
  • C: ein Phantom doppelter Länge mit einem nicht kollimierten Strahl.

Bei allen drei Kombinationen wurde die Kammer in kraniokaudaler Richtung zentral innerhalb des Phantoms bzw. der Phantome platziert, und die Dosen wurden an den acht äußeren Kammerpositionen und der mittleren Kammerposition gemessen. Die Kollimation wurde vor jeder Belichtung visuell auf dem Anzeigemonitor eingestellt. Die Reproduktion der Kollimation wurde auf 1 cm in 21 cm für die kraniokaudale Richtung geschätzt (5%).

Kombination A ist das bevorzugte Testszenario für routinemäßige Qualitätssicherungsmessungen der Strahlungsleistung. Normalerweise steht nur ein Phantom zur Verfügung, und es ist praktisch, nur ein Phantom zu transportieren. Kombination B ist eine Annäherung an eine unendliche Länge von PMMA und beinhaltet den Streueffekt aus kraniokaudalen Richtungen. Es hat sich gezeigt, dass diese Kombination am ehesten ein echtes Maß für CTDI . darstelltW [8]. Kombination C ahmt die Exposition des Patienten genauer nach, einschließlich sowohl der kraniokaudalen Streuung, die durch den Körper des Patienten verursacht wird, als auch des größeren Röntgenfelds.

Das CTDIW wird aus Dosen bestimmt, die bei einer 360°-Exposition gemessen wurden, unter der Annahme, dass die Dosis zwischen der Peripherie und dem Zentrum des Phantoms linear abnimmt [12]. Für eine Balkenbreite W weniger als die Länge der Bleistiftkammer L, es ist durch die empirische Gleichung gegeben: ((1))

wo DCenter ist die Dosis, die in der Mitte des Phantoms gemessen wird und DPeripherie ist der Durchschnitt der an den äußeren Kammerpositionen des Phantoms gemessenen Dosen. DPeripherie wird normalerweise unter Verwendung von vier Dosismessungen berechnet, die typischerweise an den Nord-, Ost-, Süd- und Westpositionen des Phantoms vorgenommen werden.

Wenn die Strahlbreite größer ist als die Länge der Kammer, W erhält den Wert von L [9] und Gleichung (1) vereinfacht sich zu: ((2))

Um zu untersuchen, ob dieser Zusammenhang auch bei einer Teilbestrahlung über 200° noch gilt, wird dieser empirische CTDIW Wert wurde mit einer interpolierten Durchschnittsdosis innerhalb einer Schicht verglichen. Unter der Annahme der gleichen linearen Abnahme zwischen der Peripherie und der Mitte des Phantoms wurde das Phantom in ein polares Gitter mit 1-cm-Radiusintervallen und π/8-Winkelintervallen unterteilt. Die Dosen wurden dann zwischen den acht peripheren Dosiswerten und dem mittleren Dosiswert interpoliert, um Dosen an jeder Gitterposition zu ergeben. Die interpolierte Durchschnittsdosis in der Schicht (Dave) wurde für jede Phantom/Kollimations-Kombination gefunden und mit zwei empirischen CTDI . verglichenW Werte. Der erste (CTDIW ON ) wurde unter Verwendung der vier „on-axis“-Peripheriedosen berechnet, die an den Nord-, Ost-, Süd- und Westkammerpositionen im Phantom gemessen wurden. CTDIW OFF wurde unter Verwendung der vier „off-axis“-Peripheriedosen berechnet, die an den nordöstlichen, südöstlichen, südwestlichen und nordwestlichen Kammerpositionen gemessen wurden.

Berechnung der effektiven Dosis: PCXMC

Die effektive Dosis einer DynaCT 8sDR-Untersuchung des Abdomens wurde mit der Dosisberechnungssoftware PCXMC 2.0 modelliert. Die Aufnahme wurde zunächst als 41 separate Projektionen in 5°-Intervallen um das PCXMC-Phantom modelliert, die eine 200°-Rotation abdecken. Als Röhrenparameter wurden ein Anodenwinkel von 12° und eine Röhrenfiltration von 2,5 mm Al verwendet und der Fokus-Bild-Abstand betrug für alle Projektionen 120 cm.

Da das mathematische Phantom in PCXMC elliptisch war, musste für jede Projektion der Abstand von der Eintrittsfläche zur Bildplatte berechnet werden, um die Abmessungen des Strahls beim Eintritt in das Phantom zu bestimmen. Das Phantom wurde als Standardpatient bei PCXMC mit einem Gewicht von 73,2 kg und einer Körpergröße von 178,6 cm ausgewählt.

Die PCXMC-Software erfordert eine Belichtungsmessung, um die effektive Dosis aus jeder Projektion zu berechnen. Das Dosis-Flächen-Produkt (DAP) der gesamten Aufnahme wurde verwendet, dividiert durch die Anzahl der Projektionen, die verwendet wurden, um die Exposition zu simulieren. Für alle Projektionen wurde der von der Einheit gemeldete End-kV verwendet. Wielandts et al. [11] verwendeten bildweise kV- und mAs-Werte, die aus dem Röntgengerät extrahiert wurden. Sie zeigten, dass die Röhrenleistung während des gesamten Durchlaufs konstant bleibt, so dass die Annahme konstanter kV und DAP pro Bild eine vernünftige Annäherung war. Die Expositionsbedingungen für die Phantom-/Kollimationskombinationen B und C wurden in PCXMC modelliert. Es wurde erwartet, dass Kombination A das gleiche Ergebnis wie B liefert, da die kV- und DAP-Werte ähnlich waren und die unterschiedlichen Phantomlängen keinen Einfluss auf die PCXMC-Berechnungen hatten. Die verwendeten Bildabmessungen, DAP-Werte und kV-Werte sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1 Expositionsdetails, die in PCXMC (STUK, Helsinki, Finnland) verwendet wurden, um eine DynaCT-Untersuchung (Siemens Medical Solutions, Erlangen, Deutschland) des Abdomens zu modellieren
MessszenarioBildmaße (cm)kVDAP (mGy cm 2 )
Pro ProjektionGesamt
B. Doppelphantom, kollimierter Strahl21×361241301.253347
C. Doppelphantom, unkollimierter Strahl27×361211721.970596

Da die effektive Dosis mit den bestrahlten Organen variiert, wurde die Untersuchung in PCXMC an drei Stellen innerhalb des Abdomens simuliert (Abbildung 1). Das obere Modell bedeckte die Leber, den Magen und die Wirbelsäule, das mittlere bedeckte den Darm und die oberen Beckenknochen und das untere den unteren Darm und die Fortpflanzungsorgane. PCXMC 2.0 berechnet die effektive Dosis unter Verwendung der aktualisierten Gewebegewichtungsfaktoren, die in der Publikation 103 der Internationalen Strahlenschutzkommission (ICRP) veröffentlicht wurden [13], sowie der Gewichtungsfaktoren, die in der ICRP-Publikation 60 [14] angegeben sind.

Abbildung 1

Links, Screenshot des mathematischen Phantoms in PCXMC (STUK, Helsinki, Finnland) mit der Position der drei gezeigten Abdomenaufnahmen. Rechts, bestrahlte Organe bei jeder der drei Abdomenaufnahmen. Aus dem Oberbauch sind die Hauptorgane dargestellt: Leber, Magen und Wirbelsäule Darm und obere Beckenknochen Unterer Darm und Fortpflanzungsorgane.

Neben der Modellierung der DynaCT-Aufnahme mit 41 Projektionen wurde die unkollimierte Strahlaufnahme (Kombination C) mit abnehmender Anzahl von Projektionen modelliert. Der Winkel zwischen den Projektionen wurde in 5°-Schritten vergrößert, wodurch die Erfassung schließlich als vier Projektionen mit 55° Abstand modelliert wurde. Alle drei Stellen innerhalb des Abdomens wurden mit den reduzierten Projektionen simuliert.

Da die effektive Dosis aus den Organdosen berechnet wird, wurde zusätzlich zum endgültigen effektiven Dosiswert der Effekt einer Verringerung der Anzahl der modellierten Projektionen auf die einzelnen Organdosen untersucht.

Effektive Dosisberechnungen: Europäische Richtlinien für Mehrschicht-Computertomographie

Für die Abdomen- und Beckenregion beträgt der effektive Dosiskonversionskoeffizient gemäß den Europäischen Leitlinien für die Mehrschicht-Computertomographie von 2004 ED= 0,017 mSv mGy –1 cm –1 .

Die interpolierten Durchschnittsdosen aus den drei Phantom/Kollimations-Kombinationen wurden mit diesem Koeffizienten verwendet, um eine Schätzung der effektiven Dosis aus der DynaCT-Erfassung bereitzustellen: ((3))

Als bestrahlte Länge wurde die Länge des Röntgenstrahls in der Mitte des Phantoms angenommen. Der effektive Dosiskonversionskoeffizient wurde auf der Grundlage der ICRP 60-Gewebegewichtungsfaktoren berechnet, so dass die Dosen mit den mit PCXMC berechneten äquivalenten effektiven Dosiswerten verglichen wurden.


UMWELTGESUNDHEIT & SICHERHEIT

Ein vom Ausschuss 3 der Internationalen Strahlenschutzkommission (ICRP) erstelltes Webmodul

Was ist der Zweck dieses Dokuments?

In den letzten 100 Jahren haben sich die diagnostische Radiologie, Nuklearmedizin und Strahlentherapie von den ursprünglichen primitiven Praktiken zu fortschrittlichen Techniken entwickelt, die ein unverzichtbares Werkzeug für alle Zweige und Fachgebiete der Medizin darstellen. Die inhärenten Eigenschaften ionisierender Strahlung bieten viele Vorteile, können aber auch potenzielle Schäden verursachen.

In der ärztlichen Tätigkeit muss eine Beurteilung des Nutzen-Risiko-Verhältnisses erfolgen. Dies erfordert nicht nur Kenntnisse der Medizin, sondern auch der Strahlenrisiken. Dieses Dokument soll grundlegende Informationen zu den Strahlenmechanismen, der Dosis verschiedener medizinischer Strahlenquellen, der Höhe und Art des Risikos sowie Antworten auf häufig gestellte Fragen (z. B. Bestrahlung und Schwangerschaft) geben. Um das Lesen zu erleichtern, hat der Text ein Frage-und-Antwort-Format.

Interventionelle Kardiologen, Radiologen, Orthopäden und Gefäßchirurgen und andere, die tatsächlich medizinische Röntgengeräte bedienen oder Strahlenquellen verwenden, sollten mehr Informationen über die richtige Technik und das Dosismanagement besitzen, als hier enthalten sind. Dieser Text kann jedoch ein nützlicher Ausgangspunkt sein.

Die in der Medizin am häufigsten verwendeten ionisierenden Strahlen sind X-, Gamma-, Beta-Strahlen und Elektronen. Ionisierende Strahlung ist nur ein Teil des elektromagnetischen Spektrums. Es gibt zahlreiche andere Strahlungen (z. B. sichtbares Licht, Infrarotwellen, hochfrequente und hochfrequente elektromagnetische Wellen), die nicht die Fähigkeit besitzen, Atome der absorbierenden Materie zu ionisieren. Der vorliegende Text befasst sich ausschließlich mit dem Einsatz ionisierender Strahlung in der Medizin.

Ist der Einsatz ionisierender Strahlung in der Medizin für die menschliche Gesundheit von Vorteil?

Jawohl. Der Nutzen für die Patienten durch die medizinische Verwendung von Strahlung ist zweifelsfrei erwiesen.

Moderne diagnostische Radiologie gewährleistet eine schnellere und genauere Diagnose und ermöglicht die Überwachung eines Großteils der Krankheiten. Es wird geschätzt, dass radiologische Verfahren (Klarfilm-Röntgen, Fluoroskopie, Computertomographie) in etwa der Hälfte der Fälle einen erheblichen Einfluss auf die Diagnosegeschwindigkeit haben und in einem Großteil der Fälle von entscheidender Bedeutung sind. Darüber hinaus wurden mehrere Screening-Verfahren (wie die Mammographie) entwickelt, die für bestimmte Bevölkerungsgruppen mit relativ hohem Risiko für einige Krankheiten von Vorteil sind. Darüber hinaus tragen eine Reihe von interventionellen radiologischen Verfahren (z. B. Angioplastie), die in den letzten 10-20 Jahren eingeführt wurden, wesentlich zur Wirksamkeit der Behandlung von sehr schweren und lebensbedrohlichen Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems, des zentralen Nervensystems und anderer Organsysteme bei. Auch diese Verfahren sind kostengünstig.

Nuklearmedizin verwendet radioaktive Substanzen, sogenannte Radiopharmaka, bei der Diagnose und Behandlung einer Reihe von Krankheiten. Diese Substanzen wurden speziell entwickelt, um überwiegend von einem Organ oder Zelltyp des Körpers aufgenommen zu werden. Nach ihrer Einbringung in den Körper zu diagnostischen Zwecken folgen entweder äußere Messungen, die Bilder ihrer räumlichen und zeitlichen Verteilung liefern, oder Aktivitätsmessungen in Blut, Urin und anderen Medien. In allen Fällen haben die erhaltenen Informationen funktionalen Charakter. Diese Informationen sind durch andere Modalitäten nicht oder mit geringerer Genauigkeit erhältlich. Die Nuklearmedizin bietet daher einzigartige diagnostische Informationen in der Onkologie (Diagnostik und Staging), Kardiologie, Endokrinologie, Neurologie, Nephrologie, Urologie und anderen. Die meisten der derzeit eingesetzten Methoden sind in der Diagnostik die Methode der Wahl, da sie eine hohe Sensitivität, Spezifität und gute Reproduzierbarkeit aufweisen. Auch ihre Wirtschaftlichkeit ist hoch. Darüber hinaus sollte betont werden, dass diese Verfahren nicht invasiv sind und kein Risiko direkter Komplikationen für den Patienten darstellen.
Dabei ist zu beachten, dass während elektrische Generatoren ionisierender Strahlung (Röntgengeräte, Elektronenbeschleuniger) im ausgeschalteten Zustand keine Strahlung mehr abgeben, radioaktive Quellen Strahlung abgeben, die beim radioaktiven Zerfall nicht verändert werden kann. Dies bedeutet, dass bei solchen Patienten, die große therapeutische Mengen an Radionukliden erhalten, während des Krankenhausaufenthalts und danach, wenn sie nach Hause gehen, einige Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden müssen, um eine Exposition des Personals, der Verwandten, Freunde und der Öffentlichkeit zu vermeiden.

Strahlentherapie verwendet ionisierende Strahlung zur Behandlung. Die Krebsinzidenz beträgt etwa 40 %, was die lange Lebenserwartung widerspiegelt. Krebs führt auch zu

20-30 Prozent kumulative Sterblichkeit. Die derzeitige medizinische Praxis verwendet die Strahlentherapie in etwa der Hälfte der neu diagnostizierten Krebsfälle. Therapietechniken können sehr komplex sein und stellen sehr hohe Anforderungen an die Bestrahlungsgenauigkeit. Um wirksam zu sein, müssen sie interdisziplinär angegangen werden, was eine effektive und harmonische Zusammenarbeit zwischen Radioonkologen, Medizinphysikern und hochqualifizierten Technikern erfordert. Es sollte jedoch daran erinnert werden, dass die Strahlentherapie von Krebs oft von unerwünschten Nebenwirkungen der Behandlung begleitet wird. Einige Nebenwirkungen sind unvermeidbar und klingen oft spontan oder durch Behandlung ab. Schwerwiegende Nebenwirkungen können auftreten und resultieren aus der Nähe von empfindlichem Normalgewebe zum Behandlungsfeld oder in seltenen Fällen aus individueller Strahlenempfindlichkeit. Sie untergraben nicht den Zweck der Strahlentherapie. Die sachgerechte Anwendung der Strahlentherapie rettet jedes Jahr insgesamt Millionen von Leben. Auch wenn nur eine palliative Behandlung möglich ist, reduziert die Therapie das Leiden erheblich. Es gibt auch einige nicht bösartige Erkrankungen, deren Behandlung durch Bestrahlung eine Methode der Wahl ist.

Die Strahlentherapie mit Radiopharmazeutika ist im Allgemeinen nicht-invasiv, beschränkt sich jedoch auf einige bekannte Situationen, in denen das Abtöten von überfunktionierenden oder bösartigen Zellen wichtig ist (z. B. Hyperthyreose, Schilddrüsenkrebs, degenerative und entzündliche Erkrankungen der Gelenke, palliative Behandlung von Metastasen am Skelett). Darüber hinaus gibt es viele Studien, die ein signifikantes Potenzial für radioaktiv markierte Antikörper und rezeptor-avide Peptide für die Behandlung verschiedener bösartiger Erkrankungen zeigen. Diese Behandlungsmethode steht jedoch noch am Anfang.

Ionisierende Strahlung ist daher eines der grundlegenden Werkzeuge der modernen Medizin, sowohl in der Diagnose als auch in der Therapie. Eine Praxis moderner, fortschrittlicher Medizin ohne den Einsatz ionisierender Strahlung erscheint derzeit undenkbar.

Gibt es Risiken beim Einsatz ionisierender Strahlung in der Medizin?

Es gibt offensichtlich einige Risiken. Das Ausmaß des Strahlenrisikos ist dosisabhängig, wobei höhere Strahlenmengen mit höheren Risiken verbunden sind. Der unbestrittene gesundheitliche Nutzen der röntgen- und nuklearmedizinischen Diagnostik kann mit einem generell geringen Risiko (Wahrscheinlichkeit) schädlicher Wirkungen einhergehen. Diese Tatsache muss beim Einsatz von ionisierenden Strahlenquellen in der Diagnostik berücksichtigt werden. Da bei der Strahlentherapie große Strahlenmengen benötigt werden, ist das Risiko strahlenbedingter Nebenwirkungen messbar höher.

Das Ziel des Strahlenexpositionsmanagements besteht darin, das mutmaßliche Risiko zu minimieren, ohne die offensichtlichen Vorteile bei der Prävention, Diagnose und auch bei der wirksamen Heilung von Krankheiten (Optimierung) zu opfern oder übermäßig einzuschränken. Es ist darauf hinzuweisen, dass bei einer zu geringen Strahlenbelastung zur Diagnose oder Therapie ein erhöhtes Risiko besteht, obwohl diese Risiken nicht per se auf schädliche Strahlenwirkungen zurückzuführen sind. Eine zu geringe Strahlungsmenge bei der Diagnose führt entweder zu einem Bild, das nicht genügend Informationen enthält, um eine Diagnose zu stellen, und bei einer Strahlentherapie führt eine unzureichende Strahlungsabgabe zu einer erhöhten Sterblichkeit, da der behandelte Krebs nicht geheilt wird.

Die Erfahrung hat hinreichend belegt, dass eine vernünftige Auswahl der Bedingungen, unter denen ionisierende Strahlung in der Medizin eingesetzt wird, zu gesundheitlichen Vorteilen führen kann, die die geschätzten möglichen schädlichen Wirkungen bei weitem überwiegen.

Wie quantifizieren wir die Strahlungsmenge?

Die Häufigkeit oder Intensität biologischer Wirkungen hängt von der Gesamtenergie der absorbierten Strahlung (in Joule) pro Masseneinheit (in kg) eines empfindlichen Gewebes oder Organs ab. Diese Menge wird Energiedosis genannt und in Grau (Gy) ausgedrückt. Einige Röntgen- oder Gammastrahlen durchdringen den Körper ohne jegliche Wechselwirkung und haben keine biologische Wirkung. Andererseits kann die absorbierte Strahlung Auswirkungen haben. Absorbierte Strahlendosen können gemessen und/oder berechnet werden und bilden die Grundlage für die Einschätzung der Wahrscheinlichkeit strahleninduzierter Wirkungen.

Bei der Bewertung biologischer Strahlenwirkungen nach Teilexposition des Körpers müssen weitere Faktoren wie die unterschiedliche Empfindlichkeit verschiedener Gewebe und Energiedosen auf verschiedene Organe berücksichtigt werden. Um die Risiken einer Teil- und Ganzkörperbestrahlung bei Dosen zu vergleichen, die in der diagnostischen Radiologie und der Nuklearmedizin bekannt sind, wird eine als effektive Dosis bezeichnete Größe verwendet. Sie wird in Sievert (Sv) ausgedrückt. Die effektive Dosis ist nicht auf die Strahlentherapie anwendbar, bei der sehr hohe absorbierte Dosen einzelne Gewebe oder Organe beeinflussen.

Was wissen wir über die Natur (den Mechanismus) strahleninduzierter biologischer Wirkungen?

Zellen können durch Strahlung abgetötet werden Während der Zellteilung können strahlungsbedingte Chromosomenaberrationen zum Verlust eines Teils der chromosomalen DNA führen, was zum Zelltod führt. Die Wahrscheinlichkeit von Chromosomenaberrationen ist proportional zur Dosis und diejenigen Zellen, die keine kritischen DNA-Schäden aufweisen, behalten ihr Teilungspotential.

Überlebende Zellen können auf molekularer Ebene Veränderungen der DNA (Mutationen) tragen. Elementare, primäre DNA-Schäden resultieren aus chemischen Schäden durch freie Radikale, die aus der Radiolyse von Wasser stammen. DNA-Schäden können auch aus der direkten Wechselwirkung ionisierender Partikel mit der DNA-Doppelhelix (selten) resultieren.

Wichtige Veränderungen der DNA treten in Form von Unterbrechungen der Kontinuität der DNA-Ketten auf, obwohl auch andere Schäden auftreten. Diese Brüche können einen Strang der Helix betreffen (Einzelstrangbrüche, SSB) oder beide Stränge an derselben Stelle (Doppelstrangbrüche, DSB). SSB kommen ohne Bestrahlung sehr häufig in der DNA vor und werden durch spezifische Enzymsysteme einfach und effektiv repariert. Im Gegensatz dazu sind viele induzierte DSB komplizierter und weniger leicht zu reparieren. Dadurch wird ein erheblicher Teil des Schadens falsch repariert (Mis-Repair). Diese falsch reparierten Brüche können zu Chromosomenaberrationen und Genmutationen führen. Einige der so mutierten Gene bilden den ersten Schritt (Initiierung) des sehr langen und komplizierten Prozesses der Karzinogenese, der auch mehrere nachfolgende Mutationen (wahrscheinlich nicht durch Strahlung induzierte) in den betroffenen Zellen erfordert. Ähnliche Mutationsmechanismen können, wenn sie keimende Zellen betreffen, zu erblichen Mutationen führen, die in den Nachkommen der bestrahlten Personen exprimiert werden. Wesentlich bei der Betrachtung dieser möglichen Bestrahlungsfolgen ist natürlich die Häufigkeit (bzw. Eintrittswahrscheinlichkeit) von unerwünschten Wirkungen bei mit einer bestimmten Dosis bestrahlten Personen oder deren Nachkommen.

Wie werden Strahlenwirkungen klassifiziert?

Es gibt zwei grundlegende Kategorien der biologischen Wirkungen, die bei bestrahlten Personen beobachtet werden können. Diese sind 1) hauptsächlich auf das Abtöten von Zellen (deterministisch) zurückzuführen und 2 Mutationen, die zu Krebs und erblichen Wirkungen führen können (stochastisch oder probabilistisch). Wirkungen aufgrund von Zellabtötung (wie Hautnekrose) haben eine praktische Schwellendosis, unterhalb derer die Wirkung nicht offensichtlich ist, aber im Allgemeinen nimmt ihre Schwere mit der Strahlendosis zu, wenn die Wirkung vorhanden ist. Die Schwellendosis ist keine absolute Zahl und variiert etwas von Person zu Person. Effekte aufgrund von Mutationen (wie Krebs) haben eine mit der Dosis zunehmende Eintrittswahrscheinlichkeit, es wird derzeit beurteilt, dass es keinen Schwellenwert gibt, unterhalb dessen die Wirkung nicht auftritt, und schließlich ist die Schwere der Effekte unabhängig von der Dosis. So kann ein Krebs, der durch eine geringe Strahlenmenge verursacht wird, genauso bösartig sein wie ein durch eine hohe Dosis verursachter Krebs.

Deterministische Effekte. Diese Effekte werden nach hohen absorbierten Strahlendosen beobachtet und sind hauptsächlich eine Folge des strahleninduzierten Zelltods. Sie treten nur auf, wenn in einem bestrahlten Gewebe ein Großteil der Zellen durch Strahlung abgetötet wurde und der Verlust nicht durch eine erhöhte Zellproliferation kompensiert werden kann. Der daraus resultierende Gewebeverlust wird zusätzlich durch entzündliche Prozesse und bei ausreichender Schädigung auch durch sekundäre Phänomene auf systemischer Ebene (z. B. Fieber, Dehydratation, Bakteriämie etc.) erschwert. Darüber hinaus können eventuelle Auswirkungen von Heilungsprozessen, z.B. Fibrose, kann zu zusätzlicher Schädigung und Funktionsverlust eines Gewebes oder Organs beitragen. Klinische Beispiele für solche Effekte sind: nekrotische Hautveränderungen, Nekrose und fibrotische Veränderungen innerer Organe, akute Strahlenkrankheit nach Ganzkörperbestrahlung, Katarakt und Sterilität (Tabelle 1).

Die zur Erzeugung deterministischer Veränderungen erforderlichen Dosen sind in den meisten Fällen hoch (normalerweise über 1-2 Gy). Einige davon treten bei einem kleinen Teil der Patienten als Nebenwirkungen der Strahlentherapie auf. Sie können auch nach aufwendigen interventionellen Untersuchungen (z. B. Gefäßstenting) bei langen Durchleuchtungszeiten gefunden werden.

Die Beziehung zwischen der Häufigkeit eines bestimmten deterministischen Effekts und der Energiedosis hat eine allgemeine Form, die in Abb. 2 dargestellt ist. 1. Es ist ersichtlich, dass das wesentliche Merkmal dieser Dosis-Wirkungs-Beziehung das Vorhandensein einer Schwellendosis ist. Unterhalb dieser Dosis kann keine Wirkung diagnostiziert werden, aber mit steigender Dosis nimmt die Intensität der induzierten Schädigung deutlich, in einigen Situationen dramatisch zu. Ein Beispiel für die deterministische Schädigung der Haut ist in Abb. 1 dargestellt. 2.

Auch strahlungsinduzierte Fehlbildungen im Konzeptus in der Phase der Organogenese (3-8 Schwangerschaftswoche) sind auf das Abtöten von Zellen zurückzuführen und werden als deterministische Effekte klassifiziert. Gleiches gilt für Fehlbildungen des Vorderhirns - die zu einer geistigen Behinderung führen - bedingt durch die Exposition zwischen 8 und 15 Wochen (teilweise bis 25 Wochen) nach der Empfängnis. Die Schwellendosen sind jedoch wesentlich niedriger als die für deterministische Effekte nach Bestrahlung im extrauterinen Leben gefundenen: 100-200 mGy bilden somit einen Schwellenbereich für zwischen der 3. und 8. Woche induzierte Fehlbildungen, und

200 mGy für die oben genannten Hirnschäden (8-25 Wochen).

Stochastische Effekte. Wie oben erwähnt, können bestrahlte und überlebende Zellen durch induzierte Mutationen (somatisch, erblich) verändert werden. Diese Veränderungen können zu zwei klinisch signifikanten Wirkungen führen: bösartige Neubildungen (Krebs) und erbliche Mutationen.

Krebs: Ionisierende Strahlung ist krebserregend, wenn auch relativ schwach. Eine sorgfältige Nachverfolgung von über 80.000 Atombombenüberlebenden in Hiroshima und Nagasaki in den letzten 50 Jahren zeigt, dass es 12.000 Krebsfälle gab, von denen weniger als 700 zusätzliche Todesfälle auf Strahlung zurückzuführen waren. Anders ausgedrückt sind nur etwa 6% des Krebses, der bei diesen Überlebenden auftritt, strahlenbedingt.

Diese Beobachtungen ermöglichen eine Schätzung der Wahrscheinlichkeit, mit der eine gegebene Dosis zur Diagnose (Inzidenz) und zum Tod (Mortalität) verschiedener Krebsarten führen kann. Zu letzteren zählen verschiedene Formen der Leukämie und solide Tumoren verschiedener Organe, meist Karzinome der Lunge, der Schilddrüse, der Brust, der Haut und des Magen-Darm-Trakts. Strahleninduzierte Krebserkrankungen treten nicht unmittelbar nach der Strahlenexposition auf, sondern benötigen Zeit, um klinisch sichtbar zu werden (Latenzzeit). Beispiele für minimale Latenzzeiten sind 2 Jahre bei Nicht-CLL-Leukämie, etwa 5 Jahre bei Schilddrüsen- und Knochenkrebs und 10 Jahre bei den meisten anderen Krebsarten. Die durchschnittliche Latenzzeit beträgt 7 Jahre für Nicht-CLL-Leukämie und mehr als 20 Jahre für die meisten anderen Krebsarten. Es ist wichtig zu beachten, dass manche Tumoren nicht oder nur schwach strahleninduziert zu sein scheinen. Dazu gehören Karzinome der Prostata, des Gebärmutterhalses, der Gebärmutter, Lymphome und chronische lymphatische Leukämie.

Erbliche Wirkungen: Das Risiko einer erblichen Wirkung ionisierender Strahlung wurde auf der Grundlage von Experimenten an verschiedenen Tierarten abgeschätzt, da keine nachgewiesenen Wirkungen beim Menschen vorliegen (die wahrscheinlichen Werte der Wahrscheinlichkeit pro Dosiseinheit werden später angegeben).

Aus einer sorgfältigen Analyse der experimentellen Studien und epidemiologischen Erhebungen kann geschlossen werden, dass die Dosis-Wirkungs-Beziehungen für diese beiden Kategorien stochastischer Effekte eine deutlich andere Form haben als diejenigen, die deterministische Folgen charakterisieren. Eine allgemeine Dosis-Wirkungs-Beziehung für Krebs ist in Abb. 1 dargestellt. 3. Die Hauptmerkmale der Beziehung lassen sich wie folgt zusammenfassen: nicht als das Vorliegen einer Dosisschwelle interpretiert werden. Es wird davon ausgegangen, dass bei den niedrigen Dosen (< 0,2 Gy) die Wahrscheinlichkeit der Wirkung (Häufigkeit) höchstwahrscheinlich proportional zur Dosis ansteigt.

C. Es gibt immer eine spontane Häufigkeit der Wirkung (Mutationen, Krebs) in nicht bestrahlten Populationen (F0 in Abb. 2), die sich qualitativ nicht von der durch Strahlung induzierten unterscheiden lässt. Tatsächlich haben durch Bestrahlung induzierte Mutationen oder Krebs die gleichen morphologischen, biochemischen und klinischen usw. Merkmale wie die Fälle, die bei nicht bestrahlten Personen auftreten

Wie hoch ist das Risiko für Krebs und erbliche Wirkungen?

1. Die Analyse der epidemiologischen Daten bestrahlter Bevölkerungsgruppen hat die Ableitung des ungefähren Risikos für strahleninduzierten Krebs ermöglicht. Der Lebenszeitwert für eine durchschnittliche Person beträgt nach einer Ganzkörperdosis von 1 Sv ungefähr 5 % mehr tödlicher Krebserkrankungen (was viel höher ist als bei den meisten medizinischen Verfahren). In Populationen, die Dosen von weniger als 0,05 Sv ausgesetzt waren, wurde kein statistisch signifikanter Anstieg von Krebs festgestellt.

Es scheint, dass das Risiko im fetalen Leben, bei Kindern und Jugendlichen, dieses durchschnittliche Niveau etwas überschreitet (um den Faktor 2 oder 3) und bei Personen über 60 Jahren sollte es ungefähr um den Faktor . niedriger sein

5 (aufgrund der begrenzten Lebenserwartung und daher weniger Zeit für die Manifestation eines Krebses, der ein spät auftretender Effekt der Exposition ist).

Die diagnostischen medizinischen Verfahren mit höherer Dosis (wie z. B. ein CT-Scan des Abdomens oder des Beckens) ergeben eine effektive Dosis von etwa 10 mSv. Wenn es eine große Population gäbe, in der jede Person einen solchen Scan hätte, würde das theoretische Lebenszeitrisiko für strahleninduzierten tödlichen Krebs bei etwa 1 zu 2.000 (0,05 %) liegen. Dies kann mit dem normalen spontanen Risiko für tödlichen Krebs verglichen werden, das bei etwa 1 von 4 (25 %) liegt.

Das individuelle Risiko kann von den theoretischen Berechnungen abweichen.Die kumulative Strahlendosis durch medizinische Eingriffe ist bei vielen Personen sehr gering, bei einigen Patienten jedoch überschreiten die kumulativen Dosen 50 mSv und das Krebsrisiko sollte sorgfältig abgewogen werden. Viele diagnostische Verfahren mit relativ hoher Dosis (wie CT) sollten klar begründet werden, und wenn dies erfolgt, wird der Nutzen das Risiko bei weitem überwiegen. Ungerechtfertigte Verfahren bei jeder Dosisstufe sollten vermieden werden. Bei der Strahlentherapie besteht das Risiko von Zweitkarzinomen, aber das Risiko ist gering im Vergleich zu der Notwendigkeit, die aktuelle Malignität zu behandeln.

Erbliche Wirkungen als Folge einer Strahlenexposition wurden beim Menschen nicht beobachtet. In Studien an Nachkommen und Enkeln der Atombombenüberlebenden wurden keine erblichen Wirkungen festgestellt. Auf der Grundlage von Tiermodellen und Erkenntnissen über die Humangenetik wurde jedoch das Risiko erblicher schädlicher Wirkungen auf nicht mehr als 10 % des strahleninduzierten karzinogenen Risikos geschätzt.

Ist ionisierende Strahlung aus medizinischen Quellen die einzige, der Menschen ausgesetzt sind?

Nein. Alle lebenden Organismen auf diesem Planeten, einschließlich des Menschen, sind der Strahlung aus natürlichen Quellen ausgesetzt. Eine durchschnittliche effektive Jahresdosis aus diesem sogenannten natürlichen Hintergrund beträgt etwa 2,5 mSv. Diese Exposition variiert stark geografisch (von 1,5 bis zu mehreren zehn mSv in begrenzten geografischen Gebieten). Künstliche Quellen – außer Medizin – fügen der gesamten Bevölkerung sehr kleine Dosen hinzu.

Was sind typische Dosierungen aus medizinisch-diagnostischen Verfahren?

Verschiedene diagnostische radiologische und nuklearmedizinische Verfahren decken je nach Verfahren einen weiten Dosisbereich ab. Die Dosen können entweder als Energiedosis für ein einzelnes Gewebe oder als effektive Dosis für den gesamten Körper ausgedrückt werden, was den Vergleich der Dosen mit anderen Strahlenquellen (wie der natürlichen Hintergrundstrahlung) erleichtert. Typische Werte der effektiven Dosis für einige Verfahren sind in Tabelle 2 aufgeführt. Die Dosen hängen von einer Reihe von Faktoren ab, wie Gewebezusammensetzung, Dichte und Dicke des Körpers.So wird beispielsweise weniger Strahlung benötigt, um die Luft in der Lunge für eine Röntgenaufnahme des Brustkorbs zu durchdringen, als das Gewebe des Abdomens zu durchdringen.

Man sollte sich auch bewusst sein, dass selbst bei einem bestimmten Verfahren die Dosis, die für dasselbe Verfahren bei einer bestimmten Person verabreicht wird, stark schwanken kann, wenn es in verschiedenen Einrichtungen durchgeführt wird. Diese Abweichung kann bis zu einem Faktor von zehn betragen und ist häufig auf Unterschiede in den technischen Faktoren für das Verfahren wie Film-/Bildschirmempfindlichkeit, Filmentwicklung und Spannung zurückzuführen. Außerdem gibt es oft noch größere Unterschiede in und zwischen Einrichtungen für eine bestimmte Art von Verfahren aufgrund der nicht zufriedenstellenden Durchführung des Verfahrens in einigen Einrichtungen.

Können Strahlendosen in der Diagnose behandelt werden, ohne den diagnostischen Nutzen zu beeinträchtigen?

Jawohl. Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Risiken auf ein sehr, sehr niedriges Niveau zu reduzieren und gleichzeitig sehr positive gesundheitliche Auswirkungen radiologischer Verfahren zu erzielen, die weit über die gesundheitlichen Auswirkungen einer möglichen Beeinträchtigung hinausgehen. In diesem Zusammenhang sollte auch erwähnt werden, dass ein hohes Verhältnis von Nutzen vs. radiologischem Risiko in hohem Maße von einer guten Methodik der Verfahren und einer hohen Qualität ihrer Leistung abhängt. Daher spielen Qualitätssicherung und Qualitätskontrolle auch in der diagnostischen Radiologie und Nuklearmedizin eine grundlegende Rolle für einen angemessenen und soliden Strahlenschutz des Patienten.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, das Risiko zu minimieren, ohne die wertvollen Informationen, die zum Nutzen der Patienten gewonnen werden können, zu opfern. Unter den möglichen Maßnahmen ist es notwendig, die Untersuchung zu begründen, bevor ein Patient an den Radiologen oder Nuklearmediziner überwiesen wird.

Wiederholungen von Untersuchungen, die kürzlich in einer anderen Klinik oder einem anderen Krankenhaus durchgeführt wurden, sollten vermieden werden. Die Ergebnisse der Untersuchungen sollten in der Patientendokumentation ausreichend detailliert festgehalten und auf eine andere Gesundheitsstation übertragen werden. Diese Regel könnte dazu führen, dass ein erheblicher Teil unnötiger Untersuchungen vermieden wird.

Wenn bei der Überweisung keine angemessenen klinischen Informationen bereitgestellt werden, kann dies dazu führen, dass der Radiologe oder Nuklearmediziner ein falsches Verfahren oder eine falsche Technik wählt. Das Ergebnis kann ein nutzloser Test sein, bei dem die Untersuchung nur zur Exposition der Patienten beiträgt.

Eine Untersuchung kann als sinnvoll angesehen werden, wenn ihr Ergebnis – positiv oder negativ – die Behandlung des Patienten beeinflusst. Ein weiterer Faktor, der möglicherweise zum Nutzen der Untersuchung beiträgt, ist die Stärkung des Vertrauens in die Diagnose.

Um diese Kriterien zu erfüllen, müssen vom überweisenden Arzt aufgrund medizinischer Kenntnisse Indikationen für eine spezifische Untersuchung sowohl in der allgemeinen klinischen Situation als auch bei einem bestimmten Patienten gestellt werden. Schwierigkeiten beim Überweisungsverfahren können vor allem durch die dynamische Entwicklung des Bereichs der medizinischen Bildgebung entstehen. Der technische Fortschritt in der medizinischen Radiologie und Nuklearmedizin war in den letzten 30 Jahren enorm, zusätzlich sind zwei neue Modalitäten auf dem Gebiet hinzugekommen: Ultraschall und Magnetresonanztomographie. Es ist daher nicht verwunderlich, dass es sowohl für einen Hausarzt als auch für Spezialisten in vielen Bereichen der Medizin schwierig sein kann, den technischen Entwicklungen zu folgen. Es gibt jedoch mehrere veröffentlichte Leitlinien (siehe Literaturempfehlungen), die dabei helfen können, anhand fundierter Kriterien, basierend auf klinischer Erfahrung und Epidemiologie, eine angemessene Überweisung vorzunehmen.

Die wichtigsten Umstände, die berücksichtigt werden sollten, um unangemessene Überweisungen zu vermeiden, lassen sich grob wie folgt kategorisieren: Möglichkeit, ähnliche Informationen ohne den Einsatz ionisierender Strahlung, d. h. mittels Ultraschall (US) oder Magnetresonanztomographie (MRT), zu erhalten. Ihr Einsatz wird angezeigt, wenn diese Modalitäten verfügbar sind und wenn die Kosten (dies gilt hauptsächlich für MRT), Wartezeiten und organisatorische Schwierigkeiten nicht unerschwinglich sind. Die oben genannten Richtlinien geben auch Auskunft darüber, wann diese Modalitäten als Anfangs- und manchmal die einzige durchzuführende Untersuchung zu bevorzugen sind.

Gibt es Situationen, in denen diagnostische radiologische Untersuchungen vermieden werden sollten?

Jawohl. Es gibt etablierte Ansichten - die nicht immer respektiert werden - die darauf hindeuten, dass Radiographie oder Fluoroskopie unter bestimmten Umständen nichts zur Behandlung der Patienten beitragen. Dies gilt für Situationen, in denen eine Krankheit seit der vorherigen Untersuchung nicht fortgeschritten oder abgeklungen sein konnte oder die erhaltenen Daten die Behandlung der Patienten nicht beeinflussen konnten.

Zu den häufigsten Beispielen für ungerechtfertigte Untersuchungen gehören: Routine-Thorax-Röntgenaufnahmen bei Aufnahme in ein Krankenhaus oder vor einer Operation ohne Symptome, die auf eine kardiale oder pulmonale Beteiligung (oder Insuffizienz) hindeuten Wirbelsäule im 5. oder späteren Lebensjahrzehnt, aber es gibt natürlich noch viele andere.

Ein Screening asymptomatischer Patienten auf das Vorliegen einer Krankheit darf nur durchgeführt werden, wenn die nationalen Gesundheitsbehörden entschieden haben, dass eine hohe Inzidenz in einer bestimmten Altersgruppe, eine hohe Wirksamkeit der Früherkennung von Krankheiten, eine geringe Exposition der untersuchten Personen und eine leicht verfügbare und wirksame Behandlung resultieren können im hohen Nutzen-Risiko-Verhältnis. Positive Beispiele sind Fluoroskopie oder Radiographie zum Nachweis von Tuberkulose in Gesellschaften oder Gruppen mit hoher Prävalenz der Krankheit, Mammographie zur Früherkennung von Brustkrebs bei Frauen nach dem 50 dieser Krankheit. Alle beim Screening beteiligten Faktoren müssen regelmäßig überprüft und neu bewertet werden. Wenn die positiven Kriterien nicht mehr erfüllt sind, sollte das Screening abgebrochen werden.

Bestrahlungen aus gesetzlichen Gründen und zu Versicherungszwecken sollten sorgfältig eingeschränkt oder ausgeschlossen werden. Die Bestrahlung von Personen aus rechtlichen Gründen ist in der Regel ohne medizinischen Nutzen. Ein gängiges Beispiel ist, dass Versicherungsunternehmen verschiedene Röntgenuntersuchungen verlangen können, um die Erwartung zu erfüllen, dass eine zu versichernde Person bei guter Gesundheit ist. In zahlreichen Fällen sind solche Forderungen, insbesondere bei asymptomatischen Personen, mit Vorsicht zu genießen und erscheinen oft unberechtigt, wenn sie medizinisch nicht im unmittelbaren Interesse des Betroffenen liegen.

Gibt es spezielle diagnostische Verfahren, die eine besondere Begründung haben sollten?

Obwohl alle medizinischen Anwendungen von Strahlung gerechtfertigt sein sollten, liegt es auf der Hand, dass der Arzt umso mehr abwägen sollte, ob ein größerer Nutzen erzielt werden kann, je höher die Dosis und das Risiko eines Eingriffs sind. Es gibt radiologische Verfahren, die Dosen am oberen Ende der Skala liefern, dargestellt in Tabelle 2.

Unter diesen nimmt die Computertomographie (CT) und insbesondere ihre fortschrittlichsten Varianten wie die Spiral- oder Mehrschicht-CT eine Sonderstellung ein. Die Nützlichkeit und Wirksamkeit dieser großen technischen Errungenschaft steht in bestimmten klinischen Situationen außer Zweifel, jedoch sollten die einfache Erzielung von Ergebnissen mit dieser Methode und die Versuchung, den Krankheitsverlauf häufig zu überwachen oder ein Screening durchzuführen, durch die Tatsache gemildert werden, dass wiederholte Untersuchungen eine wirksame Dosis in der Größenordnung von 100 mSv, eine Dosis, für die ein direkter epidemiologischer Hinweis auf Karzinogenität vorliegt.

Müssen Kinder und Schwangere bei diagnostischen Verfahren besonders berücksichtigt werden?

Jawohl. Sowohl der Fötus als auch Kinder gelten als strahlenempfindlicher als Erwachsene. Es ist äußerst unwahrscheinlich, dass diagnostische Radiologie und diagnostische nuklearmedizinische Verfahren (auch in Kombination) zu Dosen führen, die zu Missbildungen oder einer Abnahme der intellektuellen Funktion führen. Das Hauptproblem nach einer Exposition im Mutterleib oder im Kindesalter bei typischen diagnostischen Werten (<50 mGy) ist die Krebsinduktion.

Vor der Durchführung eines diagnostischen Verfahrens sollte festgestellt werden, ob eine Patientin schwanger ist oder sein könnte, ob sich der Fetus im primären Bestrahlungsbereich befindet und ob es sich um eine relativ hohe Dosis handelt (z. B. Bariumeinlauf oder Becken-CT). Medizinisch indizierte diagnostische Untersuchungen außerhalb des Fötus (z. B. Röntgenaufnahmen des Brustkorbs oder der Extremitäten, Beatmungs-/Perfusionslungenscan) können zu jedem Zeitpunkt der Schwangerschaft sicher durchgeführt werden, wenn die Geräte funktionstüchtig sind. In der Regel ist das Risiko, die Diagnose nicht zu stellen, größer als das Strahlenrisiko.

Wenn sich eine Untersuchung typischerweise am oberen Ende des diagnostischen Dosisbereichs befindet und sich der Fötus in oder in der Nähe des Strahlenbündels oder der Strahlungsquelle befindet, sollte darauf geachtet werden, die Dosis für den Fötus zu minimieren, während die Diagnose noch gestellt wird. Dies kann erfolgen, indem die Untersuchung angepasst und jedes Röntgenbild während der Aufnahme untersucht wird, bis die Diagnose gestellt ist, und dann das Verfahren beendet wird. In der Nuklearmedizin werden viele Radiopharmaka über die Harnwege ausgeschieden. In diesen Fällen wird die Flüssigkeitszufuhr der Mutter und die Förderung der Blasenentleerung die Verweilzeit des Radiopharmakons in der Blase und damit die fetale Dosis verringern.

Bei Kindern wird die Dosisreduktion durch die Verwendung spezieller technischer Faktoren für Kinder und nicht durch die Verwendung von Routinefaktoren für Erwachsene erreicht. Bei der diagnostischen Radiologie sollte darauf geachtet werden, dass der Strahlengang nur auf den interessierenden Bereich begrenzt wird. Da Kinder klein sind, führt in der Nuklearmedizin die Anwendung einer niedrigeren verabreichten Aktivität als die eines Erwachsenen immer noch zu akzeptablen Bildern und einer geringeren Dosis für das Kind.

Was kann getan werden, um das Strahlenrisiko während der Durchführung eines diagnostischen Verfahrens zu reduzieren?

Das stärkste Instrument zur Risikominimierung ist die angemessene Durchführung des Tests und die Optimierung des Strahlenschutzes des Patienten. Diese liegen in der Verantwortung des Radiologen oder Nuklearmediziners und Medizinphysikers

Das Grundprinzip des Patientenschutzes bei radiologischen Röntgenuntersuchungen und nuklearmedizinischer Diagnostik ist, dass die notwendigen diagnostischen Informationen von klinisch zufriedenstellender Qualität auf Kosten einer Dosis erhalten werden sollten, die unter Berücksichtigung sozialer und finanzieller Faktoren so niedrig wie vernünftigerweise erreichbar ist.

Nachweise aus zahlreichen Ländern weisen darauf hin, dass der Bereich der Eintrittsdosen (d. h. Dosen, die an der Körperoberfläche an der Stelle gemessen werden, an der der Röntgenstrahl in den Körper eintritt) für eine bestimmte Art von Röntgenuntersuchung sehr groß ist. Manchmal variieren die niedrigsten und höchsten Dosen, gemessen in einzelnen radiologischen Einrichtungen, um den Faktor

100. Da die meisten gemessenen Dosen dazu neigen, sich am unteren Ende der Verteilung zu gruppieren (Abb. 4 Abbildung und Legende der Dosisverteilung für eine bestimmte Untersuchung müssen hinzugefügt werden) ist klar, dass die höchsten Dosen, die beispielsweise über 70-80 Perzentil der Verteilung liegen, nicht vernünftig begründet werden können. Durch die Einrichtung des sogenannten diagnostische Referenzwerte Für jede der Hauptuntersuchungen an einem solchen Perzentil kann man die Stellen (Institutionen, Röntgengeräte) identifizieren, an denen Korrekturmaßnahmen erforderlich sind, die die durchschnittliche Dosis für Patienten landesweit leicht und erheblich reduzieren können.

Dieses Ziel kann durch die Zusammenarbeit von Radiologen mit Medizinphysikern und auditierenden Personen oder Teams erreicht werden. Es gibt zahlreiche technische Faktoren, die bei systematischer Anwendung die Exposition deutlich reduzieren. Das Bestreben, den Schutz zu optimieren, erfordert eine gute Organisation sowie permanente Bereitschaft und Wachsamkeit, die Dosen so gering wie vernünftigerweise erreichbar zu halten. Es lässt sich leicht zeigen, dass das Risiko, auch wenn es recht klein ist, im Vergleich zur Situation der vergangenen Jahrzehnte noch um ein Vielfaches reduziert werden kann.

Zu den Verfahren, die vermieden werden sollten, gehören: 1) Fluoroskopie und Photofluorographie zum Screening auf Tuberkulose bei Kindern und Jugendlichen (in diesem Alter sollten stattdessen nur normale Röntgenaufnahmen gemacht werden). 2) Fluoroskopie ohne elektronische Bildverstärkung. In den meisten entwickelten Ländern ist ein solches Verfahren - das dem Patienten recht hohe Dosen verabreicht - jetzt gesetzlich verboten.

Hervorzuheben ist, dass radiologische interventionelle Verfahren zu höheren Dosen beim Patienten führen als normale diagnostische Untersuchungen. Die Indikationen für solche Eingriffe ergeben sich jedoch in den meisten Fällen aus einem hohen Risiko der konventionellen Chirurgie. Durch eine entsprechende moderne Ausstattung und Ausbildung des Personals kann die Belastung der Patienten auf ein akzeptables Maß begrenzt und ein sehr hohes Nutzen-Risiko-Verhältnis sichergestellt werden.

In der Nuklearmedizin die Höhe der Dosis für den Patienten ergibt sich hauptsächlich aus der Aktivität 1/ des verabreichten Radiopharmazeutikums. Der Tätigkeitsbereich des letzteren, der für einen bestimmten Zweck verwaltet wird, variiert zwischen den verschiedenen Abteilungen um einen kleinen Faktor - normalerweise umfasst ein Faktor von drei den höchsten und den niedrigsten Wert. In mehreren Ländern gibt es entsprechende Referenz- oder empfohlene Werte, deren Überschreitung bei der Untersuchung einer Person mit Standardgröße in der Regel vermieden werden sollte. Es gibt auch anerkannte Regeln (Formeln), um die Aktivität in Abhängigkeit von der Körpermasse zu ändern und die Aktivität von Kindern im Vergleich zu Erwachsenen zu reduzieren. Typische wirksame Dosen für Patienten in der diagnostischen Nuklearmedizin liegen in einem ähnlichen Bereich wie in der Röntgendiagnostik (Tabelle 2). Gute Verfahren und die Einhaltung der Grundsätze der Qualitätssicherung und Qualitätskontrolle sichern ein hohes Nutzen-Risiko-Verhältnis für die richtig begründeten Untersuchungen. Während der Schwangerschaft sollten Untersuchungen mit Radiopharmazeutika ähnlich wie bei normalen Röntgenuntersuchungen behandelt werden. Sie sollten daher nur dann durchgeführt werden, wenn keine alternativen diagnostischen Methoden zur Verfügung stehen und die Untersuchungen nicht bis nach der Geburt verschoben werden können. Um ernsthafte Schäden an der fetalen Schilddrüse zu vermeiden, ist jedes Verfahren mit freien 131 I-Ionen – auch bei kleinen Aktivitäten – ab kontraindiziert

10-12 Schwangerschaftswochen (wenn die fetale Schilddrüse funktionsfähig wird).

Stillende Frauen können mit Radiopharmaka untersucht werden. Es gibt einige Radiopharmaka, die relativ langlebig sind und in die Muttermilch übergehen (wie Jod-131). Nach Verabreichung solcher Radiopharmaka muss das Stillen abgebrochen werden, um eine Übertragung auf das Kind zu vermeiden. Es gibt jedoch auch andere kurzlebige Radionuklide (wie die meisten Technetium-99m-Verbindungen), bei denen das Stillen möglicherweise nicht oder nur für einige Stunden oder einen Tag unterbrochen werden muss.

1/ - Aktivität - Zahl des Kernzerfalls pro Sekunde (dps) in einer gegebenen Probe. Wird als Maß für die Menge radioaktiver Stoffe verwendet, hier an Patienten verabreichte Radiopharmaka. Die Einheit ist das Becquerel, das 1 dps beträgt. Ein Megabequerel (MBq) ist 1 Million dps.

Die Optimierung des Patientenschutzes basiert auf dem Grundsatz, dass die Dosis auf das bestrahlte Ziel (Tumor) so hoch sein muss, wie es für eine wirksame Behandlung erforderlich ist und gleichzeitig das gesunde Gewebe bestmöglich geschont wird.

Was kann getan werden, um das Strahlenrisiko bei der Durchführung einer Strahlentherapie zu reduzieren?

Indikationsgerechte Strahlentherapie ist häufig ein erfolgreicher Weg, um das Leben eines Patienten zu verlängern oder Leiden zu lindern, wenn nur eine Linderung möglich ist, und somit die Patientenversorgung und damit die Lebensqualität des Patienten zu verbessern. Um diesen Erfolg zu erzielen, sind höchste Leistungsstandards (Genauigkeit der abgegebenen Dosis) sowohl bei der Planung der Bestrahlung für einen einzelnen Patienten als auch bei der tatsächlichen Abgabe der Dosis erforderlich.

Die Entscheidung für einen Strahlentherapiekurs wird optimalerweise durch ein multidisziplinäres Team aus Chirurgen, Medizinern und Radioonkologen getroffen. Diese Diskussion sollte die Berechtigung des Verfahrens, das Fehlen günstigerer alternativer Behandlungen und im Allgemeinen die optimale Kombination verschiedener Techniken (Strahlentherapie, Operation und Chemotherapie) bestätigen. Wenn ein solcher multidisziplinärer Ansatz nicht möglich ist, sollte der allein entscheidende Radioonkologe die alternativen Behandlungsmethoden im Auge behalten oder Behandlungsstrategien kombinieren.

Tatsächlich kann die generische Rechtfertigung der Strahlentherapie in den allermeisten Fällen nicht in Frage gestellt werden. In einigen Fällen werden zunehmend Anstrengungen unternommen, um die abgegebene Dosis zu verringern und die bestrahlten Volumina zu reduzieren. Dies gilt insbesondere für einige spezifische Krebsarten wie die Hodgkins-Krankheit und für Krebserkrankungen von Kindern, bei denen die fast ständige Verbindung mit einer Chemotherapie dem Radioonkologen ermöglichen kann, die Dosis und das bestrahlte Volumen zu reduzieren und nachteilige Nebenwirkungen zu reduzieren.

In einer großen Anzahl von Fällen ist eine Verringerung der Dosis auf das Zielvolumen nicht möglich, da dies die Heilungsrate inakzeptabel verringern würde. In diesen Fällen zielen die gegenwärtigen technologischen Entwicklungen darauf ab, den Patientenschutz zu optimieren, die absorbierte Tumordosis so hoch zu halten, wie es für eine wirksame Behandlung erforderlich ist, und gleichzeitig das benachbarte gesunde Gewebe zu schützen. Die konforme Therapie hat in dieser Hinsicht sehr geholfen.

Es sollte daran erinnert werden, dass eine erfolgreiche Eradikation eines malignen Tumors durch Strahlentherapie hohe resorbierte Dosen erfordert und ein verzögertes (und in der Regel geringes) Risiko für Spätkomplikationen besteht. Die oben genannten Techniken werden verwendet, um das beste Nutzen-Risiko-Verhältnis zu erzielen.

Können Schwangere eine Strahlentherapie erhalten?

Ein bösartiger Tumor bei einer schwangeren Frau kann eine Strahlentherapie erfordern, um das Leben der Patientin zu retten.Befindet sich ein Tumor in einem entfernten Körperteil, kann die Therapie - mit individuell abgestimmtem Schutz des Abdomens (Screening) - erfolgen. Wenn der Strahl näher am Konzeptus sein muss, diesen aber dennoch nicht direkt bestrahlt, sind besondere Vorsichtsmaßnahmen zu treffen und ein Dosimetrie-Experte sollte die Dosis für den Fötus berechnen, bevor die Entscheidung über den Beginn der Therapie getroffen wird. Eine Dosis zum Konzeptus (3-8 Wochen nach der Empfängnis) von direkte Bestrahlung B. durch den Primärstrahl, Werte erreichen, die die Schwellenwerte für Fehlbildungen verschiedener Organe oder des Gehirns (8 bis 25 Wochen) wesentlich überschreiten, mit resultierender geistiger Behinderung im postuterinen Leben. Es kann auch zu einer Wachstumshemmung des Fötus führen, selbst wenn die Behandlung im 3. Schwangerschaftstrimester stattfand.

Es sollte auch daran erinnert werden, dass die Bestrahlung des Fötus in allen Trimestern der Schwangerschaft ein erhöhtes Krebsrisiko beim Neugeborenen im ersten oder zweiten Lebensjahrzehnt und bei therapeutische Dosen -oder ihren erheblichen Anteil -dieses Risiko kann erheblich sein. Daher kann unter Berücksichtigung aller genannten Faktoren ein Schwangerschaftsabbruch erwogen werden. Die Entscheidung sollte auf einer sorgfältigen Einschätzung des damit verbundenen Risikos für den Fötus beruhen, was wiederum die Berechnung der Empfängnisdosis durch einen qualifizierten Experten erfordert. Die Entscheidung selbst sollte von den zu behandelnden Frauen in Absprache mit ihrem Arzt, Partner und Berater getroffen werden. Besonders schwierige Probleme treten auf, wenn bei einer Frau mit einer frühen, nicht diagnostizierten Schwangerschaft eine Strahlentherapie durchgeführt wird. Das Ergebnis ist manchmal eine massive Bestrahlung des Konzeptus in einem Zeitraum, in dem Fehlbildungen leicht induziert werden können (bei oder nach 3 Wochen nach der Empfängnis). Um eine solche unbeabsichtigte Bestrahlung zu vermeiden, scheint es notwendig, Schwangerschaftstests durchzuführen, um die Schwangerschaft zu diagnostizieren oder auszuschließen, bevor eine Strahlentherapie durchgeführt wird.

Die Therapie der Hyperthyreose mit 131 I bei einer Schwangeren ist wegen möglicher externer Bestrahlung des Feten, meistens aber wegen der Plazentaüberquerung des radioaktiven Jodids in den fetalen Kreislauf mit anschließender Aufnahme durch die Schilddrüse streng kontraindiziert. Die Drüse kann durchaus durch Betastrahlung des aufgenommenen Nuklids zerstört werden (131 I). Daher sollten nach Möglichkeit bis zur Entbindung andere Behandlungsmethoden angewendet werden.

Wenn bei einer Schwangeren Schilddrüsenkrebs mit Metastasen diagnostiziert wird, ist eine Behandlung mit 131 I, wenn sie nach der Entbindung nicht aufgeschoben werden kann, mit einer Fortsetzung der Schwangerschaft nicht vereinbar.

Können Patienten, die mit Strahlung behandelt werden, andere Menschen gefährden?

Medizinische Strahlung kann dem Patienten von einer Strahlenquelle außerhalb des Patienten zugeführt werden (z. B. von einem Röntgengerät zur Diagnose oder einem Linearbeschleuniger für die Strahlentherapie). Unabhängig davon, wie viel Dosis der Patient erhalten hat, werden sie weder radioaktiv noch strahlen sie aus. Als Ergebnis stellen sie absolut keine Strahlengefahr für die Familie oder andere dar.

Die andere Art der medizinischen Bestrahlung besteht darin, dem Patienten radioaktives Material zuzuführen. In diesen Fällen emittiert der Patient Strahlung. Zum Diagnose Nuklearmedizinischen Studien (wie einem Knochen- oder Schilddrüsenscan) ist die Menge der injizierten Radioaktivität gering und solche Patente stellen keine Gefahr für ihre Familie oder die Öffentlichkeit dar. Solche Patienten werden unmittelbar nach dem Eingriff entlassen.

Patienten können sich einer Strahlentherapie unterziehen, indem Radioaktivität injiziert oder radioaktive Quellen in den Tumor implantiert werden. Diese Patienten können aufgrund der Durchdringungsfähigkeit der von dem Radionuklid emittierten Strahlung eine Gefahr für andere darstellen oder auch nicht. Einige sind sehr schlecht durchdringend (wie Jod-125-Prostataimplantate. Solche Patente werden entlassen. Andere, die Iridium-192- oder Cäsium-Implantate erhalten, müssen im Krankenhaus bleiben, bis die Quellen entfernt werden vom Patientenbesuch

Patienten, die mit hoher Aktivität von 131 I wegen Schilddrüsenkrebs, in einigen Fällen wegen Hyperthyreose, behandelt wurden, oder Patienten mit dauerhaften Implantaten von radioaktiven Quellen (besondere Kategorie der Brachytherapie), nachdem sie aus einer Klinik oder einem Krankenhaus nach Hause entlassen wurden, können einige - wenn auch leichte - Risiko für ihre Familienangehörigen, wenn sie in solchen Situationen bestimmte Verhaltensregeln nicht beachten. Diese Patienten müssen zur Vermeidung von engem Körperkontakt mit Kindern und über sonstige notwendige Vorsichtsmaßnahmen durch für die Therapiedurchführung verantwortlichen Fachärzten mündlich aufgeklärt werden.

Deterministische Effekte nach Ganzkörper- und lokalisierter Bestrahlung mit Röntgen- und Gammastrahlen nähern sich den absorbierten Schwellendosen für einzelne (Kurzzeit-) und fraktionierte oder niedrige Dosisleistungs-(Langzeit-)Expositionen an [5,6].

Typische wirksame Dosen aus diagnostischen medizinischen Expositionen in den 1990er Jahren (Großbritannien).

Lungenbeatmung (Xe-133)
Lungendurchblutung (Tc-99m)
Niere (Tc-99m)
Schilddrüse (Tc-99m)
Knochen (Tc-99m)
Herz-gegatete Studie (Tc-99m)
PET-Kopf (F-18 FDG)
-----------------
Jährlicher natürlicher Hintergrund

Daten des National Radiation Protection Board in Großbritannien

Tabelle 2b. - alternative Versionen (von NRPB, modifiziert).

Breites Risikoniveau für gängige Röntgenuntersuchungen und Isotopenscans
Röntgenuntersuchung (oder nuklearmedizinischer Isotopenscan) Effektive Dosen (mSv) gruppieren sich um einen Wert von: Äquivalente Periode der natürlichen Hintergrundstrahlung Lebenslanges zusätzliches Krebsrisiko pro Untersuchung*
Truhe
Zähne
Arme und Beine
Hände und Füße
0.01 Ein paar Tage Vernachlässigbares Risiko
Schädel
Kopf
Nacken
0.1 Ein paar Wochen Minimales Risiko
1 von 1 000 000
zu
1 von 100 000
Brust (Mammographie)
Hüfte
Wirbelsäule
Abdomen
Becken
CT-Scan des Kopfes
(Lungenisotopen-Scan)
(Nierenisotopen-Scan)
1.0 Ein paar Monate bis ein Jahr Sehr geringes Risiko
1 von 100 000
zu
1 von 10 000
Nieren und Blase
(IVU)
Magen - Bariummehl
Dickdarm - Bariumeinlauf
CT-Scan des Abdomens
(Knochenisotopen-Scan)
10 Ein paar Jahren Niedriges Risiko
1 von 10 000
zu
1 von 1 000
*Diese Risikostufen stellen eine sehr geringe Erhöhung der Wahrscheinlichkeit von 1 zu 3 dar, dass wir alle an Krebs erkranken.

Vorgeschlagene Informationsquellen

Webseiten für:

ICRP
NRPB
American College oder Radiologie
Europäische Gemeinschaft
ASTRO
ESTRO
Nationales US-Krebsinstitut
BMJ evidenzbasierte Medizin


1 Antwort 1

Der Sievert ist ein abgeleitetes Maß für das stochastische Gesundheitsrisiko. Es wird nur bei geringer Dosis ionisierender Strahlung verwendet. Hohe Dosierungen, die deterministische Auswirkungen auf die Gesundheit haben, werden im Gray (Gy) gemessen, einem rein physikalischen Begriff, der die tatsächliche Einlagerung von einem Joule Energie in einem Kilogramm Materie darstellt.

Im Gegensatz zum Gray misst das Sievert keine tatsächliche Energieeinlagerung im Gewebe. Das Sievert ist ein Äquivalent Dosis, die die Wahrscheinlichkeit darstellt, mit der ein Joule Energie in einem Kilogramm Materie deponiert wird. Das Sievert wird verwendet, um an . zu berechnen Äquivalent Dosis, die unter Verwendung der tatsächlich deponierten Dosis multipliziert mit einem Gewichtungsfaktor berechnet wird, der von der Art der ionisierenden Strahlung abhängt, der man ausgesetzt war.


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