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Radiologie 29. März 2006

So wenig Strahlung wie möglich

Man weiß heute, dass das schnell wachsende, kindliche Gewebe auf ionisierende Strahlung um ein Vielfaches empfindlicher reagiert als das Gewebe Erwachsener. Die Qualitätssicherung in der Röntgendiagnostik beim Kind wird deshalb durch zwei Hauptprinzipien beherrscht: das Prinzip der Rechtfertigung und das der Optimierung.

Die Entdeckung der Röntgenstrahlen durch Wilhelm Conrad Röntgen im Jahre 1895 stellt ohne Zweifel eines der bahnbrechendsten Ereignisse der letzten Jahrhunderte dar mit Eröffnung bislang ungeahnter Möglichkeiten für die medizinische Bildgebung und Therapie. Die in den letzten Jahren geradezu explosionsartige Entwicklung der Technik in der radiologischen Diagnostik geht allerdings auch mit einer beträchtlichen Verunsicherung der Bevölkerung einher, die sich zunehmend mit Berichten über schädliche Effekte ionisierender Strahlen konfrontiert sieht. Besonders nachdenklich stimmen Veröffentlichungen, die über durch CT-Untersuchungen verursachte, letale Krebsfälle bei Kindern berichten.

Bereits kurze Zeit nach Entdeckung der Röntgenstrahlen wurden bei einigen radiologisch tätigen Personen z.T. schwere Hautveränderungen beobachtet, ebenso wurden erste Fälle von Leukämien bekannt. Damit begann auch die Geschichte des Strahlenschutzes mit ersten rechtlichen Regelungen auf nationaler Ebene, z.B. in Österreich am 21. Oktober 1899.

Effekte ionisierender Strahlung

Mittlerweile sind die deterministischen und stochastischen Effekte ionisierender Strahlen hinlänglich belegt. Deterministische (aus Zelltod resultierende) Effekte, zu denen unter anderen Hautschäden oder die Induktion von Katarakten zählen, treten ab einer bestimmten Dosis auf. So ist z.B. mit der Induktion von Katarakten bei einer protrahierten Strahlenbelastung von etwa 5 Gy zu rechnen, einem Dosiswert, der weit über üblichen CT-Expositionswerten liegt. Durchleuchtungsbedingte Hautschäden, z.B. nach interventionellen Eingriffen, gehören leider noch immer nicht ausschließlich der Vergangenheit an.

Karzinogenese und Induktion genetischer Mutationen werden durch stochastische Effekte, für die es keinen definierten Dosisgrenzwert gibt, verursacht. Auswertungen der Ergebnisse der Atombombenab-würfe in Hiroshima und Nagasaki führten zur Erkenntnis, dass auch nach Ganzkörperexpositionen mit vergleichsweise niedrigen Strahlendosen Krebs und vererbbare Schäden resultieren können. Zudem haben die Auswertungen der Krebsmortalitätsdaten nach Strahlenexposition eine deutlich höhere Strahlensensibilität von Säuglingen und Kleinkindern ergeben.

Man weiß heute, dass das schnell wachsende, kindliche Gewebe auf ionisierende Strahlung um ein Vielfaches empfindlicher reagiert als das Gewebe Erwachsener. Als besonders strahlensensibel gelten rotes Knochenmark, Schilddrüse, Brust- und Keimdrüsen sowie Augenlinsen. Insgesamt besteht für ein einjähriges Kind ein 10- bis 15-mal größeres Risiko, ein Malignom zu entwickeln, als für einen Patienten, der im Alter von 50 Jahren derselben Strahlendosis ausgesetzt war. Somit ergibt sich ein geschätztes Mortalitätsrisiko, beispielsweise nach einer Abdomen-CT bei einem einjährigen Kind, von 0,18 Prozent. Nach einer Schädel-CT etwa wird das Mortalitätsrisiko bei einem einjährigen Kind mit 0,07 Prozent angenommen.

Daraus resultieren bei etwa 600.000 CT-Untersuchungen bei Kindern unter 15 Jahren in den USA pro Jahr ca. 500 letale Krebserkrankungen. Es ist zu befürchten, dass diese Zahl nach oben korrigiert werden muss, da aufgrund der zunehmend kurzen Untersuchungszeiten mit den modernen Mehrschicht-Spiral-CT-Geräten und den sich daraus ergebenden sinkenden Sedierungsfrequenzen der Einsatz der Computertomographie deutlich zunimmt.

Die Dosis und somit das Krebsrisiko sind direkt proportional den mAs-Werten. So verdoppelt sich z.B. das Risiko bei einer Erhöhung der mAs-Werte von 100 mAs auf 200 mAs und halbiert sich bei 50 mAs. Aus biologischen Gründen ist auch die Wahrscheinlichkeit, genetische Schäden weiterzugeben, bei einem als Kind ionisierenden Strahlen Ausgesetzten wesentlich größer als bei einer Strahlenexposition im höheren Alter.

Strengste Maßnahmen

Diese Erkenntnisse machen deutlich, dass in der diagnostischen Radiologie bei Kindern strengste Strahlenschutzmaßnahmen erforderlich sind. Um den Anforderungen des Strahlenschutzes gerecht zu werden, ist jeder mit Kindern tätige Radiologe gefordert, neben geräte- und untersuchungsspezifischen Aspekten insbesondere auch den Patienten und dessen Erkrankung betreffende Gesichtspunkte zu berücksichtigen und gegebenenfalls auch den klinisch tätigen Kollegen kompetent zu beraten. Es kann nicht eindringlich genug darauf hingewiesen werden, dass der Einsatz ionisierender Strahlen zu Gunsten und nicht zu Lasten des Patienten zu erfolgen hat. Konkret ist damit die Invasivität einer Untersuchung bzw. die Störung der individuellen Integrität gemeint („risk /benefit“).

Die Qualitätssicherung in der Röntgendiagnostik beim Kind wird durch zwei Hauptprinzipien beherrscht: das Prinzip der Rechtfertigung und das der Optimierung. Rechtfertigung und Indikationsstellung zu einer Röntgenuntersuchung sind nicht voneinander trennbar.

Wenn es zu einer Röntgenuntersuchung keine Alternative gibt (z.B. Schädelsonographie/ Schädel-MRT versus CT), so ist die Optimierung der Röntgenverfahren von besonderer Bedeutung. Der entscheidende Grundsatz der Optimierung ist das ALARA-Prinzip, d.h., die Patientendosis sollte „As Low As Reasonably Achievable“ für den Patienten sein. Insbesondere Kinder, an denen Untersuchungen mit hoher Strahlenexposition durchgeführt werden müssen (CT, große Felder, Durchleuchtungsuntersuchungen mit langen Untersuchungszeiten), profitieren enorm von diesen Überlegungen. Es kann somit nicht länger hin-genommen werden, dass Kinder z.B. mit CT-Untersuchungsprotokollen abgeklärt werden, die Expositionswerte für Erwachsene aufweisen.

In der konventionellen Röntgendiagnostik beim Kind stellen inadäquate Feldgrößen den häufigsten Fehler dar. Die Feldgröße ist neben der Eintrittsdosis die entscheidende Größe für die gesamte Strahlenexposition (Flächendosisprodukt). Fehlendes Einblenden mit daraus resultierenden, unnötig großen diagnostischen Feldern hat zwei unmittelbare Auswirkungen: direkte Bestrahlung von strahlensensiblem Gewebe (Brustdrüsen, Gonaden, rotes Knochenmark) und Verschlechterung der Bildqualität durch sekundäre Streustrahlung. Indirekt steigt durch einen höheren Streu-strahlenanteil die Organdosis für weiter entfernte, strahlensensible Organe.

Gepulste Durchleuchtung

Durchleuchtungs-Untersuchungen sind idealerweise mit pädiatriegerechten Durchleuchtungs-Systemen, die auch die Möglichkeit einer entsprechenden Immobilisierung bieten, durchzuführen. So lässt sich beispielsweise mit gepulsten Durchleuchtungssystemen, abhängig von der gewählten Pulsfrequenz, die

Patientendosis im Vergleich zur konventionellen, nicht gepulsten Durchleuchtung erheblich reduzieren. Um dem ALARA-Prinzip nachzukommen, ist nicht nur die Industrie gefordert, eine Verringerung der Strahlendosis bei gleichzeitig möglichst wenig Einbuße an diagnostischem Informationsgehalt der Röntgenbilder zu erreichen. Vielmehr müssen auch wir Radiologen uns den Fragen zum Strahlenschutz intensiver stellen.

Nicht unerwähnt sollen hier auch die sicherlich in Zukunft vermehrt zu berücksichtigenden ökonomischen Aspekte bleiben („cost/efficacy“). Der finanzielle Aufwand lässt sich zweifellos dadurch beeinflussen, nicht eine maximale, additive, sondern eine selektiv-alternative, nötigenfalls komplementäre Diagnostik zu betreiben. Überlegungen, die eine Geräteauslastung beziehungsweise -amortisation zum Ziel haben, können eine Röntgenuntersuchung nicht rechtfertigen. Auf die Wahl der Untersuchungsmodalität dürfen wirtschaftliche Überlegungen (vorerst noch?) keinen entscheidenden Einfluss haben.

Der eigentliche Fortschritt in der radiologischen Diagnostik beim Kind liegt nicht darin, neue Untersuchungsverfahren anzuwenden, sondern im Wahren des Strahlenschutzes bei gleichzeitiger Optimierung des radiologischen Verfahrens, um eine möglichst schonende, effiziente und somit patientengerechte und problemorientierte Abklärung zu garantieren. Die Anforderungen an und die Verantwortung für das mit Kindern tätige radiologische Personal sind hoch, was den Ruf nach speziell in pädiatrischer Radiologie trainierten Radiologen immer lauter werden lässt. Bleibt die Frage, wann er entsprechend wahrgenommen wird. Dr. Maria Sinzig ist Oberärztin an der Kinderradiologie/RZI im Landeskrankenhaus Klagenfurt

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