Strahlenschutz in der Radiologie

Die Medizin benötigt Strahlung um Bilder herzustellen oder zu therapeutischen Zwecken. Dabei wird so viel Strahlung wie nötig und so wenig wie möglich verwendet. Die Klinik für Radiologie und Nuklearmedizin verfügt über einen modernen Gerätepark, der Untersuchungen mit niedrigen Dosen ermöglicht; sowie individuell an die Fragestellungen angepasste Untersuchungsprotokolle.

Natürliche und zivilisatorische Strahlenexposition

Der Mensch ist in seiner Umwelt ständig und seit je her einer radioaktiven Strahlenexposition ausgesetzt, welche aus dem Weltraum und von natürlich vorkommenden radioaktiven Stoffen in Luft, Wasser und Boden kommt. Unser Organismus hat sich an diese Strahlung angepasst und Mechanismen entwickelt, um Zellschäden durch die ständig bestehenden Strahlung zu reparieren. Die gesamte natürliche Strahlenexposition in der Schweiz beträgt im Durchschnitt etwa 2,7 mSv/Jahr. In anderen Regionen der Erde liegt diese aufgrund der Bodenverhältnisse deutlich höher, z.B. in Brasilien (Pocos de Caldas, bis zu 250 mSv/Jahr) oder im Iran (Ramsar, bis zu 400 mSv/Jahr). Die natürlich bestehende Strahlenexposition wird von den folgenden Strahlenquellen verursacht:

  • Kosmische Strahlung (aus dem Weltall kommende Hintergrundstrahlung; wird überwiegend von der Sonne produziert; in der Schweiz im Durchschnitt 0,34 mSv/Jahr)
  • Terrestrische Strahlung (natürlich vorkommende radioaktive Quellen in der Erde und in Baumaterialien; überwiegend bedingt durch Uran und seine Folgeprodukte; in der Schweiz im Durchschnitt 0,45 mSv/Jahr)
  • Inkorporierte Strahlenquellen (Zuführung natürlicher Radionuklide in Trinkwasser und in Nahrungsmitteln; überwiegend bedingt durch radioaktive Kaliumisotope (40K), welches vor allem mit Gemüse aufgenommen wird; in der Schweiz im Durchschnitt 0,38 mSv/Jahr)
  • Radon und Folgeprodukte (Folgeprodukte des Radonzerfalls kommen vor allem aus dem Erdreich und werden mit der Atemluft aufgenommen (Kellerräume); in der Schweiz im Durchschnitt 1,6 mSv/Jahr mit einem grossen Schwankungsbereich von 0,3 - 100 mSv/Jahr).

Neben dieser natürlichen Strahlenexposition ist der Mensch auch einer zusätzlichen zivilisatorischen Strahlung ausgesetzt. Diese zivilisatorische Strahlung wird teils durch den Betrieb von Kernkraftwerken verursacht. Die Anwendung ionisierender Strahlung und radioaktiver Stoffe in der medizinischen Diagnostik verursacht jedoch den größten Anteil der künstlich erzeugten Strahlenexposition der Bevölkerung. Dieser beträgt aktuell etwa 2 mSv/Jahr mit steigender Tendenz. Während die Magnetresonanztomographie (Magnetfelder) und die Sonographie (Ultraschall) ohne Applikation ionisierender Strahlung arbeiten, sind die übrigen radiologischen Verfahren zwingend mit Strahlenexposition assoziiert. Eine wesentliche Ursache für die jährliche Zunahme der diagnostischen Gesamtstrahlenexposition ist in der zunehmenden Anzahl an Untersuchungen mittels der Computertomographie zu sehen.

Strahlungsquelle

 

mittlere effektive Dosis

(mSv/a)

individueller Bereich

(mSv/a)

natürl. Strahlenexp.

2.4

1 - 5

     

Mediz. Röntgendiagnostik

0.4 - 1.0

01. - 10

Nuklearmed. Diagnostik

0.01 - 0.03

bis 1000

Nuklearmed. Therapie

0.01

bis 800 Gy/Therapie

Berufliche Exposition

0.002

0.5 - 5

Kernenergieproduktion

0.0002

0.001 - 0.1

fossile Energie BRD

0.001

0.001 - 0.7

Kernenergie BRD

0.001

 

Tschernobyl-Unfall*

0.2 - 1.2

 

Kernwaffentests

0.01

0.01

Industrieprodukte

0.001

0.02 - 0.5

Summe zivilisatorisch

~0.5 - 1

 

Total

2.9 - 3.4

 

Schädigung durch diagnostisch angewendete Röntgenstrahlung

Radioaktive Strahlung führt beim Menschen zu einer statistischen Erhöhung des Krebsrisikos. Während der Effekt von sehr hohen Dosen radioaktiver Strahlung sicher zu akuten oder verzögerten Schäden führt, wird der Effekt von den in diagnostischen Untersuchungen applizierten niedrigen Strahlenexpositionen kontrovers diskutiert. Beispielsweise zeigt sich kein höheres Tumorrisiko von Populationen, welche in Gegenden mit einer höheren natürlichen Strahlenexposition leben, und auch nicht bei Piloten, welche eine hohe kumulative Langzeit-Strahlenexposition haben. Grundsätzlich nimmt man an, dass keine Strahlenexposition ohne ein statistisches Tumorrisiko ist, jedoch lässt sich das Tumorrisiko für eine diagnostische Niedrigdosisexposition nur mathematisch aus den Risikodaten von Hochdosisexpositionen (Hiroshima, Nagasaki) errechnen. Mathematische Modelle errechneten für die Anwendung von Röntgenstrahlen eine stochastische Erhöhung des Tumorrisikos der Bevölkerung in der Schweiz mit 0,0073% pro 1 mSv applizierter Strahlenexposition (www.bag-admin.ch).

Grundsätzlich muss die diagnostische Anwendung von Röntgenstrahlung einen Nutzen bringen, welcher das potentielle Risiko für den Patienten überwiegt (Risiko-Nutzen-Prinzip). Des Weiteren muss die Anwendung der Röntgenstrahlung auf das absolut nötige Mass reduziert werden (ALARA-Prinzip: „as low as reasonably achievable“). Dies gilt insbesondere für radiologische Untersuchungen mit relativ hoher Strahlenexposition wie die Computertomographie. Aufgrund des grossen Informationsgewinnes durch die Computertomographie überwiegt der Nutzen der Untersuchung jedoch im Allgemeinen das potentielle Risiko.
Zur Einhaltung dieser Grundsätze ist sowohl der anfordernde Arzt als auch der durchführende Radiologe verpflichtet (rechtfertigende Indikationsstellung).

Typische effektive Dosen durch medizinische Strahlenexposition

Radiologisches Diagnoseverfahren

 

 

 

Typische effektive Dosis (mSv)

 

 

Anzahl von Röntgenaufnahmen des Thorax, die zu einer vergleichbaren Exposition führt

 

Ungefährer Zeitraum der natürlichen Strahlenexposition, der zu einer vergleichbaren Exposition führt

Extremitäten und Gelenke (außer Hüfte)

0,01

0,5

1,5 Tage

Thorax (einzelne p.-a.-Aufnahme)

0,02

1

3 Tage

Schädel

0,07

3,5

11 Tage

Brustwirbelsäule

0,7

35

4 Monate

Lendenwirbelsäule

1,3

65

7 Monate

Hüfte

0,3

15

7 Wochen

Becken

0,7

35

4 Monate

Abdomen

1,0

50

6 Monate

Mammographie bds. 2 Ebenen

0,5

25

3 Monate

Ausscheidungsurographie

2,5

125

14 Monate

Breischluck

3

150

16 Monate

Bariumeinlauf

7

350

3,2 Jahre

CT – Kopf

2,3

115

1 Jahr

CT – Thorax

8

400

3,6 Jahre

CT – Abdomen / Becken

10

500

4,5 Jahre

CT – Herz

12

600

5 Jahre

Allgemein gelten diese Werte lediglich für rein diagnostisch applizierte Röntgenstrahlung. Wird im Rahmen einer behandelnden Durchleuchtungsuntersuchung Röntgenstrahlung benötigt, sei es im Operationssaal zur Stellungskontrolle von Frakturen oder Darstellung von Gefässen oder in der interventionellen Radiologie zur Blutstillung oder Thrombolyse (Auflösung eines Blutgerinnsels) bei Schlaganfallpatienten, gelten folgerichtig keine Grenzwerte für den Einsatz von Strahlung. Somit sind auch wesentlich höhere Dosisapplikationen beschrieben, ohne zwingend deterministische Strahlenfolgen.

Anmeldung von radiologischen Untersuchungen unter Beachtung der Strahlenhygiene

Als Orientierungshilfe für die Anmeldung radiologischer Untersuchungen unter Beachtung der Strahlenhygiene mögen die folgenden Hinweise dienen:

  1. Keine Wiederholung von Untersuchungen, die bereits durchgeführt wurden (z. B. in einem anderen Krankenhaus), jedoch aktuell nicht vorliegen: In diesem Fall sollte versucht werden, die zuvor angefertigten Aufnahmen zu erhalten;
  2. Durchführung von Untersuchungen, deren Befunde vermutlich keinen Einfluss auf die Behandlung haben: Dies gilt für Untersuchungen, bei denen entweder der erwartete Befund klinisch irrelevant ist oder bei denen ein positiver Befund äusserst unwahrscheinlich ist;
  3. Durchführung von Folgeuntersuchungen in einem sinnvollen Intervall: Das heisst keine Durchführung von Untersuchungen bevor eine Progression oder eine Rückbildung der Erkrankung zu erwarten ist. Voraussetzung dafür ist eine genaue und eindeutige Anforderung der radiologischen Untersuchung, um Fehlinterpretationen zu vermeiden. Die Anforderung muss genügend klinische Details beinhaltet, um dem Radiologen die spezielle diagnostische oder klinische Problematik zu eröffnen, damit dieser das geeignete Diagnoseverfahren auswählen kann (z.B. zusätzliche kontrastmittelverstärkte Bildakquisition bei der Computertomographie).