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Photo: © Pärtan
Abb. 1: Angiographie mit relativ hoher Personaldosis
Photos (2): © Pärtan

Abb. 2a: Abszedierende Pneumonie bei einem 20 Monate alten Mädchen: Trotz eindrucksvollem CT-Befund (mit Effektivdosis von ca. 5 mSv) konservative Therapie

Abb. 2b: b) Nach vier Monaten restitutio ad integrum.

 
Radiologie 7. Jänner 2013

Aktuelle Entwicklungen und Möglichkeiten im Strahlenschutz

„Entbürokratisierung“ beim Personalschutz, Handlungsbedarf beim Patientenschutz

Die jüngste Novelle der Allgemeinen Strahlenschutzverordnung, die am 19. März 2012 in Kraft getreten ist, brachte eine Beweislastumkehr bei der Einstufung von beruflich strahlenexponierten Personen. Bisher erfolgte eine Einstufung in die höher exponierte und mittels jährlicher Strahlenschutzuntersuchung enger überwachte Kategorie A, wenn auch nur die theoretische Möglichkeit zu einer Exposition von mehr als 6 mSv jährlich bestand - somit musste die Unterschreitung der 6 mSv-Schwelle extra bewiesen werden.

Aufgrund der Novelle 2012 muss die Einstufung in Kategorie B nun nur mehr erfolgen, wenn davon auszugehen ist, dass die jährliche 6 mSv-Schwelle überschritten wird und die Behörde dies bei der Betriebsbewilligung bzw. den wiederkehrenden Strahlenschutzüberprüfungen festlegt. Es ist zu erwarten, dass sich dadurch zukünftig wesentlich weniger Personen der jährlichen Strahlenschutzuntersuchung unterziehen müssen. Der Wegfall dieser auch als eine Art allgemeiner Vorsorge gesehenen Untersuchung wird von vielen Seiten bedauert, die für diese Novelle verantwortlichen Umwelt- und Gesundheitsministerien sind aber der Ansicht, dass der Strahlenschutz nicht als „Aufhänger“ herangezogen werden soll, wenn sachlich keine Rechtfertigung dafür gegeben ist. Hier wird quasi der Strahlenschutz zum Opfer seines eigenen Erfolges – nur mehr eine kleine Minderheit der in der Medizin beruflich strahlenexponierten Personen erreicht auch nur annähernd Werte oberhalb der Nachweisgrenze bzw. oberhalb des Grenzwertes für die Allgemeinbevölkerung von 1 mSv pro Jahr.

Augenlinse vermutlich strahlensensibler als angenommen

Nicht zutreffend ist dies allerdings für viele interventionell-radiologisch Tätige. Hier sollten sich zwar auch die Ganzkörperdosen dank disziplinierter Strahlenschutzmaßnahmen und gerätetechnischer Fortschritte in Grenzen halten, allerdings zeigen neuere wissenschaftliche Ergebnisse, dass Schädigungen (Trübung, Kataraktbildung) der Augenlinse möglicherweise ohne oder mit einem niedrigeren als bisher angenommenen unteren Schwellenwert auftreten können. Diese Erkenntnisse sind allerdings weder in die zuletzt 2007 erneuerten ICRP-Empfehlungen eingegangen, noch in die Novelle der Allgemeinen Strahlenschutzverordnung. Derzeit kann man nur empfehlen, dass wenigstens die derzeit gültigen Grenzwerte ernst genommen werden sollten und deshalb geeignete Maßnahmen lückenlos zu treffen sind (Strahlenschutzbrillen für Untersucher und Assistenz, Verwendung aller baulichen Strahlenschutzeinrichtungen, Interventionen nur an Geräten mit Röhrenstellung unter dem Untersuchungstisch, Bildempfänger so nah wie möglich am Patienten etc.). Dennoch sind die beruflichen Risken im Umfeld von medizinischen Strahlenexpositionen heutzutage im Vergleich zu anderen Berufssparten mit deren spezifischen Risken (Chemie, Bau-, Transportgewerbe) im Regelfall als sehr niedrig zu betrachten. Vielleicht sollten in Zukunft bei der Bemessung der beruflichen Belastungen in der diagnostischen Radiologie anstatt des bzw. zusätzlich zum Strahlenrisiko eher weitere Faktoren wie ständige Bildschirmarbeit, elektromagnetische Felder und Tageslichtentzug in den Vordergrund gestellt werden.

Steigende Strahlenexposition der Patienten

Anders als beim Personalschutz stellt sich die Situation beim Strahlenschutz der Patienten dar. Auch wenn gerätetechnische Fortschritte laufende Reduktionen der Dosis von Einzeluntersuchungen bringen, steigt doch insgesamt die Exposition der Bevölkerung durch die immer häufigere Anwendung von Röntgen-, insbesondere CT-Untersuchungen. Sie stellt mittlerweile mit Abstand die höchste zivilisatorische Strahlenexposition dar und hat im Bevölkerungsdurchschnitt annähernd das Niveau der Strahlenexposition aus natürlichen Quellen – in Österreich knapp 2,5 mSv pro Jahr - erreicht. Vergegenwärtigt man sich, dass eine CT im Rumpfbereich eine Effektivdosis von um die 10 mSv auslöst, so ist unschwer zu erkennen, dass im Falle einer schwereren, komplizierten Erkrankung oder aber über den Verlauf von Jahren und Jahrzehnten sich die Dosen der einzelnen Untersuchungen zu beträchtlichen Summen addieren können, die die natürliche oder aber auch die Summen-Grenzwerte der beruflichen Strahlenexposition sehr deutlich übersteigen. Diese sind zweifelsohne geeignet, das strahleninduzierte Krebsrisiko zumindest bei jüngeren, strahlenempfindlicheren Patienten auf ein Niveau zu heben, das deutlich über anderen medizinischen Risken, z.B. dem Anästhesierisiko oder dem Risiko von durch Röntgenkontrastmittel induzierten Komplikationen (Überempfindlichkeitsreaktionen, Nierenfunktionsstörung) liegt.

Dosis-Referenzwerte

Anders als beim Personalschutz gibt es bei der Strahlenexposition keine Grenzwerte, sondern nur Referenzwerte für die wichtigsten bzw. häufigsten Untersuchungen. Diese Referenzwerte sind nicht für einzelne Patienten, sondern nur für den Durchschnitt einer größeren (≥ 10) Zahl an Patienten anzuwenden und stellen jenes Dosisniveau dar, welches im Regelfall nicht überschritten werden sollte. Stark über- oder aber untergewichtige Patienten erfordern hingegen im Einzelfall ein Über- bzw. ein deutliches Unterschreiten eines solchen Referenzwertes.

Eine echte Beschränkung der Patientendosis mittels Grenzwerten wäre undurchführbar, weil dies auch bei schwerwiegenden Erkrankungen den Abbruch der Röntgendiagnostik bedeuten könnte. Unumgänglich ist eine Abwägung von Nutzen und Risiko einer Röntgenuntersuchung. Während das Risiko – wie kontrovers es zumindest im Niedrigdosisbereich auch immer diskutiert werden möge – mittlerweile zumindest näherungsweise relativ gut quantifizierbar ist, fehlt bis dato eine systematische Bewertung des Nutzens gerade von Röntgenuntersuchungen. Während in der Pharmakotherapie längst Standard ist, die Zahl der Patienten zu ermitteln, die behandelt werden müssen, damit statistisch gesehen ein Patient davon nachweislich profitiert („number needed to treat“), wird bei Röntgenuntersuchungen deren Nutzen wesentlich vager angegeben. Es macht aber einen wesentlichen Unterschied, ob z.B. die Vortestwahrscheinlichkeit für eine bestimmte Erkrankung, die mit einer CT-Untersuchung ausgeschlossen werden soll bei 1:10 oder aber bei 1:100.000 liegt. Wenn zum Ausschluss selbst einer potentiell fatalen Erkrankung die Untersuchung von 100.000 Personen nötig ist, wird möglicherweise das Gesamtrisiko dieser Untersuchungen wesentlich höher sein als das Risiko dieses einzelnen Falles.

Automatische Dosisdatenerfassung

Unerlässlich zur Kontrolle der Einhaltung von Dosisreferenzwerten bzw. zur Abschätzung des kollektiven oder auch des individuellen Strahlenrisikos ist die Erfassung von Dosiswerten. Wenngleich zumindest neu in Betrieb gehende Röntgeneinrichtungen mit Dosimetern ausgestattet ein müssen, so ist doch die Ablesung und Verarbeitung von –zig bis hunderten Dosiswerten täglich mit einem nicht unbeträchtlichen Aufwand verbunden. Bisher mussten die digital an einem Röntgengerät dargestellten Dosen von Einzeluntersuchungen mühsam, meist händisch erfasst und ausgewertet werden, z.B. um auf den Durchschnittswert einer bestimmten Untersuchungsart zu kommen, weil es an Schnittstellen zwischen den verschiedenen Komponenten gefehlt hat. Selbst PACS- und Radiologie-Informationssysteme großer Anbieter stellten keine Möglichkeit zur Verfügung, die Daten der einzelnen Röntgenuntersuchungen selbst mittels einfacher, deskriptiver Statistik auszuwerten. Hier erweist sich aber das in den vergangenen Jahren erwachte Strahlenschutz-Bewusstsein in den USA als hilfreich. Nicht zuletzt aufgrund der dort teils wirklich als wahllos zu bezeichnenden Anwendungspraxis von CT-Untersuchungen (Symptome wie Bauchschmerzen bei Kindern werden nicht selten routinemäßig mittels CT statt wie in Europa mittels Sonographie abgeklärt) sind in den USA breit angelegte Kampagnen zur „radiation protection awareness“ wie die „image gently“-Initiative (www.imagegently.org ) ins Leben gerufen worden. Darüber hinaus werden kommerziell und auf akademischer Basis immer mehr Systeme angeboten, die Dosisdaten automatisch analysieren („data mining“) und die Qualitätssicherung im Strahlenschutz wesentlich erleichtern.

Nachdem Pionierprojekte in Europa (u.a. auch im Wirkungsbereich des Verfassers im Wiener Donauspital) mangels Interesse der größeren Herstellerfirmen Insellösungen geblieben sind, haben sich kleinere Anbieter auf die Entwicklung und Lieferung solcher automatischer Analyse- und Qualitätssicherungssysteme spezialisiert. Das American College of Radiology (ACR) hat als eigene Initiative ein Strahlendosisregister eingerichtet, an welchem sich grundsätzlich Radiologieinstitute aus der ganzen Welt beteiligen können, wo anonymisierte Dosisdaten automatisch an dieses Strahlendosisregister gesendet werden und somit auch verglichen werden können. Dies könnte dabei helfen, den noch immer vorhandenen „Dosis-Speck“ bei vielen Untersuchungen zu verringern. Denn noch immer – wie jüngst bei der österreichweiten Erfassung der Dosiswerte von Röntgenuntersuchungen an Kindern – ist die Spanne zwischen den niedrigsten und den höchsten Dosis-Durchschnittswerten, welche für ein und dieselbe Untersuchungsart in verschiedenen Instituten gemessen wird, erschreckend hoch und liegt regelmäßig zwischen 10 und 100. Es ist nicht anzunehmen, dass in den Instituten mit der hundertfach höheren Dosis auch die diagnostische Aussagekraft um das Hundertfache höher ist.

Epilog

Dank genauer – für manche oft übergenauer – gesetzlicher Regelungen ist der Strahlenschutz des radiologischen Personals zu einer Erfolgsgeschichte geworden, weshalb jetzt das Überwachungsniveau mit der Novellierung der Allgemeinen Strahlenschutzverordnung wieder etwas „abgelevelt“ wurde. Das insbesondere auch von Seiten der Patienten laufend zunehmende Erwartungsniveau hinsichtlich maximaler Diagnostik hingegen führt die Medizin und insbesondere auch die diagnostische Radiologie in ein Dilemma: Den durch diesen Erwartungsdruck steigenden Untersuchungszahlen stehen einerseits Bestrebungen zur Kostenreduktion gegenüber, und andererseits manchmal unterschätzte Risken nicht nur der Strahlenexposition, sondern auch der Überdiagnostik im allgemeinen. Diese kann aufgrund falsch positiver Ergebnisse oder durch die Aufdeckung entweder nicht behandlungsbedürftiger oder aber nicht behandelbarer Krankheitsbilder zumindest psychischen Stress, oder aber auch körperliche Schäden für die Patienten mit sich bringen.

Aber auch die in der großen Mehrzahl der Fälle nutzbringenden Röntgenuntersuchungen gehen insbesondere dank der immer mächtigeren und aussagekräftigen CT-Techniken mit kumulierten Dosen einher, welche um Größenordnungen über jenen der beruflichen Strahlenexposition liegen. Und dies längst nicht mehr bei einer Minderheit von schwerkranken Hochrisikopatienten, sondern bei immer weiteren Teilen der Bevölkerung, welche glaubt, mittels maximaler medizinischer Diagnostik vor allen Fährnissen des Alltags gefeit zu sein. Dieses Dilemma kann die Radiologie nicht von alleine lösen, mit Hilfe der oben angerissenen technischen und organisatorischen Entwicklungen zumindest aber entschärfen.

 

Literatur beim Autor

1 OA Dr. Gerald Pärtan Institut für Röntgendiagnostik Donauspital im SMZ Ost, Wien

Tabelle Beispiel für automatisierte Erfassung der Dosiswerte für diverse CT-Untersuchungen. Aus den gezeigten Energiedosiswerten (in diesem Fall das Dosis-Längenprodukt) lassen sich mittels Konversionsfaktoren die annähernde Effektivdosis und dadurch das Strahlenrisiko abschätzen
AnforderungstextAnz Unt m. DosisMinMaxDurchschnittMedian3. QuartilleAnz Unt o. Dosis
CT Abdomen Standard 2 175,52 531 353,26 175,52 175,52 1
CT BWS 1 531 531 531 531 531 1
CT Becken 1 531 531 531 531 531 1
CT Felsenbeine 1 89,96 89,96 89,96 89,96 89,96 2
CT Gesichtsschädel 1 451 451 451 451 451 0
CT HWS 3 451 534 495,33 504 504 3
CT LWS 1 531 531 531 531 531 1
CT Lunge Low Dose 1 30,04 30,04 30,04 30,04 30,04 0
CT Lunge Standard 4 30,21 531 156,63 30,31 35 1
CT Nebenhöhlen 1 76,64 76,64 76,64 76,64 76,64 0
CT Niere, NN 1 53,55 53,55 53,55 53,55 53,55 0
CT Obere Extrem. 1 531 531 531 531 531 0
CT Polytrauma 1 569 569 569 569 569 0
CT Schädel Standard 24 383 740 515,52 504 561,93 2
CT mit Narkose 1 531 531 531 531 531 0
Dosis Auswertung: Unt. Dat. 2012.01.01-2012.06.30, anf_teil_code=(CT), Alter: 1-5 Jahren
Maßeinheiten der medizinischen Strahlendosis

War es in der Pionierzeit der Radiodiagnostik noch üblich, die Stärke der angewendeten Strahlung anhand des von ihr verursachten Hauterythems zu quantifizieren, mit entsprechenden Folgen wie Dermatitis, Hautnekrosen und in weiterer Folge Karzinomen, können heute auch kleinste Strahlendosen gemessen werden, etwa mit Ionisationskammern oder Thermolumineszenz-Dosimetern. Die von den Röntgengeräten ausgesendete Energiedosis (SI-Einheit Gray/Gy) wird je nach Messort (z.B. am Strahlenaustrittsfenster der Röhre, an der Körper-Eintrittstelle, am Bildempfänger) in verschiedenen, für die Qualitätssicherung relevanten Abwandlungen ausgedrückt (z.B. Dosis-Flächenprodukt, Oberflächen-Eintrittsdosis, Bildempfängerdosis).

Um die biologischen Auswirkungen dieser Dosen im Körper näher zu quantifizieren, muss neben der unterschiedlichen biologischen Relevanz verschiedener Strahlenarten insbesondere die unterschiedliche Strahlenempfindlichkeit der exponierten Organe berücksichtigt werden. Dies erfolgt mit der Rechengröße Effektivdosis. Diese ist die Summe der je nach ihrer Strahlenempfindlichkeit gewichteten Einzeldosen, welche die Organe bei einer bestimmten Exposition absorbieren. Die Einheit sowohl der Einzeldosen als auch der Effektivdosis ist das Sievert/Sv.

Die in diesem Artikel genannten Dosiswerte beziehen sich auf die Effektivdosis. Das wichtigste Risiko von kleineren Strahlendosen, wie sie in der radiologischen Diagnostik verwendet werden, ist die Induktion von Krebserkrankungen. Eine Effektivdosis von 10 mSv verursacht rein rechnerisch im Durchschnitt ein zusätzliches Krebsrisiko von 1:1000 bei kleinen Kindern, 1:2000 bei Erwachsenen im arbeitsfähigen Alter und 1:10 000 bei älteren Patienten.
 

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