Computertomographie

Die Computertomographie ist ein radiologisches Bildgebungsverfahren, bei dem die Röntgenröhre um den Patienten rotiert. Der Röhre gegenüber messen Detektoren die aus dem Objekt austretende Dosis. Diese Dosiswerte sind – wie beim Röntgen – das summarische Ergebnis der Röntgenschwächung im Verlauf des Röntgenstrahls. Dadurch aber, dass die Werte nicht nur flächig in zwei Ebenen, sondern ringsherum als Punktmessungen erfasst werden, können im Nachherein entlang des Röntgenstrahls computergestützt punktuelle Röntgenschwächungswerte berechnet werden. Werden die so gewonnenen Röntgenschwächungswerte je Bildpunkt in einen Grauwert überführt, ergibt sich das computertomographische Bild.

Die Entwicklung von Hochleistungsröhren, sehr kleinen Detektorelementen, aber auch intelligente Lösungen des geräteinternen Energie- und Datentransfers sowie der Bildberechnung haben den Bau der Multidetektor-CT´s ermöglicht, mit denen nur nicht einzelne Schnittbilder, sondern Volumendatensätze erzeugt werden. Dies sind virtuelle Objektwürfel (Voxel), aus denen der Körper zusammengesetzt ist. Auf Grundlage des Volumendatensatzes sind Bildrekonstruktionen in jeder Raumebene möglich – je nachdem, welche Würfel (Voxel) für ein Bild herangewzogen werden.

Bildentstehung in der Durchleuchtung

Die Technik der Durchleuchtung gibt es seit den Zeiten Conrad Röntgens.

Die Technik der Durchleuchtung gibt es seit Entdeckung der Röntgenstrahlen. Solange die Filme in nur begrenzter Größe zur Verfügung standen, teuer und schlecht zu handhaben und für die Aufnahme lange Belichtungszeiten notwendig waren, stellte die Durchleuchtung eine gute Alternative dar, um Röntgenbefunde zu erheben. Als Detektoren wurden fluoreszierende Schirme verwendet. Die Röntgenphotonen führten auf dem Schirm zum Leuchten und so zum Bild, auf das der Arzt blickte.

Bis heute werden Systeme unterschiedlicher Bauweise verwendet, die teilweise immernoch darauf beruhen, dass die Röntgenphotonen zunächst in Licht gewandelt und erst dann die entstehenden Lichtsignale weiterverarbeitet und digitalisiert werden.

Erst mit den direkt konvertierenden Flachbilddetektoren entfällt der Zwischenschritt über das Licht und die Bildinformation wird direkt am Detektor aus den Röntgenphotonen gewonnen.

 

Dosimetrie bei beruflich strahlenexponierten Personen, die an verschiedenen Orten tätig werden

Wird Personal über Betriebsgrenzen hinweg radiologisch tätig, so können sich hinsichtlich der amtlichen Personendosimetrie und der verlässlichen Umsetzung der Strahlenschutzvorgaben besondere Herausforderungen ergeben.

Die wirtschaftlichen und personellen Rahmenbedingungen der Krankenhäuser werden schwieriger. Außerdem nehmen Spezialisierungen und Subspezialisierungen in der Medizin und die Bedeutung durchleuchtungsgestützter Interventionen zu. Ärzte, aber auch Funktionspersonal bspw. aus der Endoskopie werden dadurch immer häufiger an verschiedenen Standorten tätig. In der Folge gilt es den Strahlenschutz neu zu durchdenken. Im Zusammenhang mit der amtlichen Personendosimetrie ist bspw. zu klären, ob ortsübergreifend nur ein Dosimeter eingesetzt werden darf oder an jedem Tätigkeitsort ein eigenes Dosimeter ausgegeben werden muss.

Für die amtlichen Dosimeter zur Erfassung der Tiefenpersonendosis ist eine untere Schwelle von 0,1 mSv für die Mitteilung von Dosisergebnissen an das Strahlenschutzregister vorgegeben. Werte darunter „zählen“ also nicht. Könnte also eine erhöhte Dosis unentdeckt bleiben, wenn eine Person wechselnd zwei oder drei Dosimeter trägt?

Jedes der Dosimeter misst gerade bis zur Schwelle vor allem die natürliche Umgebungsexposition. Die Umgebungsexposition darf jedoch nicht aufsummiert werden, weil sie zwar an jedem Ort separat gemessen wird, den Träger aber „nur einmal betrifft“. Eine relevante zivilisatorische Exposition liegt insofern immer signifikant über der unteren Schwelle. “Wer also gerade mal zwei oder drei Dosimeter parallel nutzt, bleibt gut überwacht,” versichert Dr. Frank Busch, Leiter der Personendosimessstelle des Materialprüfungsamtes NRW in Dortmund.

Separate Dosimeter an unterschiedlichen Betriebsstätten vermindern also nicht die Messsicherheit, indem sie die Dosis unterschätzten. Dr. Busch: “Nein, sie erhöhen sogar die Aussagekraft der Messung. Wird nämlich eine relevante Exposition gemessen, dann kann diese unmittelbar einem Einsatzort zugeordnet werden.”

Geradezu notwendig ist eine solche Zuordnung, wenn die Einsatzorte unterschiedlichen Strahlenschutzbeauftragten (SSB) oder verschiedenen Strahlenschutzverantwortlichen (SSV) unterstehen. Wird nämlich ein freier Honorararzt oder ein Mitarbeiter von Strahlenschutzverantwortlichem A in der Betriebsstätte von Strahlenschutzverantwortlichem B tätig, so ist § 26 StrlSchG zu beachten. Dort heißt es, dass „wer im Zusammenhang mit dem Betrieb einer fremden Röntgeneinrichtung … Personen beschäftigt, die unter seiner Aufsicht stehen, … hat dies der zuständigen Behörde vor Beginn der Tätigkeit schriftlich anzuzeigen …“.

In Konstellationen gemeinsamer Personalnutzung ist im Zuge der Anzeige u.a. nachzuweisen, dass das Personal verpflichtet wird, den Anordnungen des örtlich zuständigen SSV und SSB Folge zu leisten. Insofern ist eine schriftliche Arbeitsanweisung erforderlich.

Von einer solchen Konstellation ist abzugrenzen, wenn nicht das Personal, sondern die Geräte von mehreren Strahlenschutzverantwortlichen gemeinsam genutzt werden. In dem Fall bedarf es ebenfalls einer ergänzenden Anzeige. Bei dieser ist nach § 44 StrlSchV eine Kooperationsvereinbarung vorzulegen, die insbesondere die im Rahmen des Strahlenschutzes anfallenden Aufgaben, Pflichten und Kompetenzen eindeutig zuordnet.

In allen Fällen ist selbstverständlich darauf zu achten, dass jede beruflich strahlenexponierte Person vor dem erstmaligen Einsatz in jeden der genutzten Kontrollbereiche eingewiesen und jährlich neu unterwiesen werden muss.

Überblick Dosisgrößen, -einheiten und -messverfahren

Energiedosis, Äquivalentdosis, Wichtungsfaktoren, Risikokoeffizienten – die Dosimetrie im Überblick.

Die Dosimetrie wird häufig als schwer verständlich beschrieben. Hier soll Ihnen ein Überblick gegeben werden. Dosisbegriffe werden erklärt und in Beziehung zueinander gesetzt, so dass die Systematik klar wird.

 

Systematik der Dosmiterie

Messbar ist nur eine physikalische Größe. Diese ist jedoch kein Maß für die biologischen Schäden, die durch diese Dosis erzeugt werden, weil es nicht allein auf die Energiedosis (in Gy), sondern auch auf die Strahlenart ankommt, mit der biologische Strukturen bestrahlt werden.

Da aber ein Maß für die biologische Wirkung gebraucht wird, wird die Energiedosis in eine strahlenartunabhängige bzw. strahlenart-normierte Größe, die Äquivalentdosis (in Sv) umgerechnet.

Die Äquivalentdosen bilden zwei Säulen: die Schutzgrößen und die Mess- oder operativen Größen.

Die Schutzgrößen sind auf Organdosen beruhende, sehr differenziert errechnete Werte, die jedoch nicht am lebenden Menschen, sondern nur am Modell ermittelt werden können. Zu ihnen gehören die Grenzwerte.

Die Messgrößen sind in der Realität ermittelte Werte, die im Rahmen der Personendosimetrie aber immer nur an einem repräsentativen Punkt auf dem Körper ermittelt werden können. Sie stellen insofern eine konservative Schätzung dar. Zu den Messgrößen gehören die Dosiswerte der Ortsdosimetrie und der Personendosimetrie.

StrahlenschutzKOMPAKT – Dosis im Strahlenschutz

Wir möchten Sie auf ein interessantes Informationsangebot des Fachverband Strahlenschutz e.V. aufmerksam machen. StrahlenschutzKOMPAKT bietet interessante Themen, objektiv und kompakt in einem DinA4 Blatt dargestellt. Hier zum Thema Dosis im Strahlenschutz

Das StrahlenschutzKOMPAKT Nr. 6 gibt Hilfestellung zur Erklärung des Begriffs Dosis, mit dem ja sehr häufig umgegangen wird und der auch in allen anderen Ausgaben des StrahlenschutzKOMPAKT vorkommt.

Link zum StrahlenschutzKOMPAKT – medizinische Strahlenexposition

Hier gelangen Sie zur Übersicht aller StrahlenschutzKOMPAKT Ausgaben

Risikobetrachtung

Ionisierende Strahlen können helfen, aber auch Schäden am Organismus hervorrufen. Es gilt abzuwägen.

Die Anwendung ionisierender Strahlen in der Medizin erfolgt mit der Absicht, dem Patienten Gutes zu tun. Doch lässt sich kein Röntgenbild ohne Absorption und somit ohne potenzielle biologische Schäden erstellen. Und es ist auch keine Tumorbestrahlung möglich, ohne auch gesunde Zellen zu schädigen.

Sowohl im Hinblick auf die Indikationsstellung, als auch bei der Wahl der erforderlichen Dosis ist eine Nutzen-Risiko-Abwägung erforderlich. Hierzu ist es nötig, die Risiken zu quantifizieren und diese dem möglichen Nutzen einer Anwendung, als auch dem möglichen Schaden bei Nichtanwendung gegenüber zu stellen.

 

 

Radon

Radon ist ein Edelgas, das im Rahmen des Zerfalls von Uran entsteht. Wie viele Elemente der Uranzerfallsreihe ist auch Radon instabil, also ein Radionuklid. Radon ist ein Alphastrahler.

Als Gas bleibt Radon bei seiner Freisetzung nicht im Boden. Es entweicht dem Gestein und kann wie Kohlensäure im Wasser gebunden werden oder in die Atmosphäre freigesetzt werden.

In der Atmosphäre vermischt sich Radon schnell mit der übrigen Luft. In geschlossenen Räumen kann es sich hingegen bei ungünstigen Bedingungen anreichern. Deshalb resultiert die Exposition durch Radon vor allem aus der Inhalation in geschlossenen Räumen.

Die Exposition durch die Inhalation von Radon beträgt in Deutschland im Mittel 1,1 mSv; etwa 0,9 mSv resultieren aus dem Aufenthalt in geschlossenen Räumen.

Je nach Untergrundbeschaffenheit und folglich dem Ausmaß der Freisetzung von Radon aus dem Boden variiert die Radonexposition und damit die natürliche Strahlenexposition in Deutschland erheblich.

Hier gelangen Sie zu einer Radonkarte des Bundesamt für Strahlenschutz. Sie gibt einen Überblick über Radonkonzentration in der Bodenluft.

Physikalische Größen

Physikalische Dosisgrößen sind Werte ohne einen direkten Bezug zur biologischen Wirkung ionisierender Strahlung.

Wie viele andere Größen kann auch ionisierende Strahlung zunächst nur physikalisch erfasst und folglich in einer physikalischen Größe angegeben werden. Dies erfolgt als Kerma oder Energiedosis in der Einheit des Gray (Gy) und entspricht Joule pro Kilogramm (J/kg). Damit wird die Energie angegeben, die durch ionisierende Strahlung physikalisch auf einen Körper der Masse m übertragen bzw. von diesem Körper absorbiert wird.

Auch wenn die Dosisangabe in Gy eine Quantifizierung der Strahlung darstellt, läßt sich damit nicht direkt die Auswirkung dieses Strahlendosis auf den Menschen quantifizieren. Die gleiche Dosis kann nämlich je nach Art der Strahlung ganz unterschiedlich wirken. Die Zufuhr von 1 Gy Wärmestrahlung führt zu einer minimalsten Temperaturerhöhung. Bereits 1 Gy Röntgenstrahlung kann hingegen das rote Knochenmark so stark schädigen, dass der Mensch an den Folgen stirbt.

 

Personendosimetrie – Was besagt die Tiefenpersonendosis?

Wer sich in einem Strahlenschutzbereich aufhält, unterliegt nach deutschem Strahlenschutzrecht der Pflicht zur amtlichen Personendosimetrie. Für die erforderliche Abschätzung der effektiven Dosis kommt bei Personen, die in der Medizin tätig sind, das Ganzkörperdosimeter zur Ermittlung der Tiefenpersonendosis HP (10) zum Einsatz. Anwender sollten wissen, mit welcher Aussagekraft.

Im Überwachungsbereich besteht eine nur geringe Ortsdosis. Aus diesem Grunde müssen im Überwachungsbereich keine persönlichen Strahlenschutzmittel getragen werden. Dadurch, dass hier der gesamte Körper ohne spezifischen Strahlenschutz ist, kann das Ergebnis der singulären Messung an einer Stelle mit der potenziell höchsten Exposition immer als repräsentativ und zugleich als Worst-case-Betrachtung angesehen werden.

Anders ist die Situation im Kontrollbereich. In Röntgenräumen bzw. dem Kontrollbereich im Röntgen ist der Einsatz von persönlichen Strahlenschutzmitteln verpflichtend vorgeschrieben, wodurch jedoch lediglich ein Mindestschutz gewährleistet ist. Zusätzlich können je nach Einsatzszenario weitere Schutzmittel wie der obere oder untere Dauerschutz sinnvoll sein und die Exposition des Anwenders weiter reduzieren.

Anwender stellen in Anbetracht dieser heterogenen Messbedingungen zurecht die Frage, welche Aussagekraft die mit dem Ganzkörperdosimeter ermittelte Tiefenpersonendosis HP (10) hat.

Die Messung mit dem Ganzkörperdosimeter, das unter der Strahlenschutzschürze parasternal oder auf Hüfthöhe getragen wird, soll eine Abschätzung der effektiven Dosis darstellen. Sie kann jedoch nur dann als realistisch angenommen werden, wenn keine Organe mit höherem Beitrag zur effektiven Dosis von persönlichen Schutzmitteln unbedeckt bleiben, also neben der Schürze auch ein Schilddrüsenschutz getragen wird und sichergestellt ist, dass die Schürze nicht nur hinsichtlich der Größe passt, sondern auch adäquat angelegt wird. Bei Schürzen, die frontal geschlossen werden, ist auf die ausreichende Überlappung zu achten.

Zu beachten ist im Übrigen, dass HP (10) eine gute Abschätzung der effektiven Dosis liefern kann, ohne dass deshalb alle Gefahren ausreichend detektiert sind. Sind nämlich einzelne Organe situationsbedingt einer deutlich höheren Exposition ausgesetzt, als der übrige geschützte Körper, dann entgeht dies der Messung von HP (10). Können die Organe einer so hohen Exposition ausgesetzt sein, dass der entsprechende Organdosisgrenzwert überschritten werden könnte, muss deshalb an dem betroffenen Organ eine zusätzliche Organdosimetrie vorgenommen werden.

Die Augenlinsen können durch den oberen Dauerschutz, also die flexibel positionierbare Bleiakrylscheibe, ein Visier oder eine Bleiglasbrille gut geschützt werden. Eine regelmäßige Messung der Augenlinse ist deshalb in der Regel nicht nötig. Wer aber eine Abschätzung der Augenlinsendosis vornehmen möchte, kann dies recht einfach tun. Die Personendosismessstellen stellen dafür Thermolumineszenzdetektoren mit speziellen Befestigungsmöglichkeiten bereit.

Besonders gefährdet und nur bedingt zu schützen sind die Hände, die in der Nuklearmedizin mit dem Nuklid hantieren und sich bei interventionell-radiologischen Verfahren nahe der Streustrahlenquelle „Patient“ befinden. Die Hände können in diesen Situationen trotz geringer Tiefenpersonendosis erheblich exponiert sein. Zur Abschätzung der Hautdosis der Hände sollten bei entsprechender Tätigkeit Fingerringdosimeter eingesetzt werden.

Ein geringer Dosiswert bei der Ermittlung von HP (10) ist also in Abhängigkeit von der Expositionssituation zu interpretieren und kann nicht generell als Bestätigung eines umfassend wirksamen Strahlenschutzes angesehen werden.

Aus diesem Grunde ist in der Schweiz für Tätigkeiten mit höherer Exposition des medizinischen Personals – insbesondere bei interventionellen Tätigkeiten – das Tragen gleich mehrerer Dosimeter vorgeschrieben: Das Ganzkörperdosimeter zur Erfassung der HP (10) wird – ebenso wie in Deutschland – unter der Schürze getragen. Einen Anhalt für die Augenlinsendosis soll ein zweites Dosimeter bieten, das über der Schürze getragen wird und dort HP (0,07) – die „Oberflächen-Personendosis“ ermittelt und für die Abschätzung der Hautdosis der Hände wird ergänzend das Fingerringdosimeter gefordert.