• Dosisverteilung

     

Dosis und Dosisreduktion in der Computertomografie

Dosisreduktion ist in der CT nach wie vor ein sehr aktuelles Thema. Die Anzahl der CT-Untersuchungen steigt, getrieben durch die rasche technische Entwicklung der Geräte, die breite Einsatzmöglichkeit, die Verfügbarkeit und die relativ geringen Kosten, stetig an. Nach dem Barmer GEK-Arztreport 2011 wurden 2009 in Deutschland 114 CT-Untersuchungen pro 1000 Einwohner durchgeführt.

Das Risiko, das von der Strahlenexposition medizinischer CT-Bildgebung ausgeht, ist sehr schwer einzuschätzen. Es besteht weitgehender Konsens, dass das Schadensrisiko zum einen gering ist, zum anderen, dass das Risiko über die Lebenszeit kumuliert. Der Grund, warum die Risiken durch eine Strahlenexposition im diagnostischen Bereich (< 100 mSv) so schwierig abzuschätzen sind, ist, dass es riesiger Kohorten bedarf, um den karzinogenen Effekt durch die Strahlenexposition von der natürlichen bzw. anders bedingten Inzidenz von Krebserkrankungen zu trennen. Die Basis für Risikokalkulationen sind:

  • Überlebende der Atombombenabwürfe in Hiroshima und Nagasaki (Radiation Effects Research Foundation, RERF)
  • Personen mit medizinischer Strahlenexposition
  • beruflich strahlenexponierte Arbeiter in der Nuklearindustrie
  • Personen mit umweltbedingter Strahlenexposition inkl. der Betroffenen von Reaktorunfällen wie z. B. Tschernobyl

Zusammengefasst werden diese Studien in den BEIR-Berichten (BEIR = „Biological Effects of Ionizing Radiation“). Der letzte Bericht (BEIR VII) berücksichtigte alle 4 Gruppen, gewichtete aber die RERF-Daten am stärksten. Eine der am meisten beachteten epidemiologischen Studien ist die Japan-United States cooperative Life Span Study (LSS) von Überlebenden des Atombombenabwurfs 1945.

Die LNT-Theorie (LNT = „linear-no threshold“), bei der das Risiko einer Hochdosisexposition (z. B. aus der LSS) ohne Schwellwert, d. h. bis Null linear interpoliert wird, ist das in den BEIR-Berichten favorisierte Modell. LNT wurde ursprünglich nicht dafür entwickelt, individuelle Risiken im Low-Dose-Bereich (< 100 mSv) zu berechnen, sondern als konservatives Modell zur Entwicklung von Standards für beruflich exponierte Arbeiter in der Atomindustrie. Es wird unterstellt, dass das Risiko einer Krebsinduktion proportional zur Expositionsdosis ist – auch für kleine Dosiswerte. Demgegenüber steht der „healthy worker effect“, der sich auf Daten einer halben Million beruflich exponierter Arbeiter in der Nuklearindustrie bezieht. Bei diesen wurde sogar eine niedrigere Krebsrate als bei der Normalbevölkerung gefunden.

Zur Bewertung des mit der Röntgenstrahlung einhergehenden geringen, aber nicht vernachlässigbaren Risikos ist die Definition einiger Dosisgrößen nötig.

Die Energiedosis ist der Quotient aus der in einem Massenelement absorbierten Energie und der Masse, die Einheit der Energiedosis ist das Gray (Gy = J/kg). Die Energiedosis ist eine rein physikalische Größe und ist i. d. R. auf einen Punkt bezogen.

Berechnet man die mittlere Energiedosis eines Organs und berücksichtigt die biologische Wirksamkeit der Röntgenstrahlung, erhält man die Äquivalentdosis des jeweiligen Organs, vereinfachend spricht man hier auch von der Organdosis. Der Strahlungswichtungsfaktor für Röntgenstrahlung, der die biologische Wirksamkeit der locker ionisierenden Strahlung widerspiegelt, ist 1. Die Einheit von Äquivalentdosen heißt Sievert (Sv).

 

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Aus der Zeitschrift Radiologie up2date 02/2017

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