Strahlenexposition und Strahlenrisiko in der Röntgendiagnostik

Präsentation zum Thema: "Strahlenexposition und Strahlenrisiko in der Röntgendiagnostik"—  Präsentation transkript:

1 Strahlenexposition und Strahlenrisiko in der Röntgendiagnostik
Michael Uder Michael Brand Michael Küfner Manfred Säbel Radiologisches Institut des Universitätsklinikums Erlangen

2 Organdosen für verschiedene Untersuchungen von Frauen mit Röntgenaufnahmen
Organdosis in mGy Ovarien Weibl. Brust Rotes Knochen-mark Lunge Schilddrüse Schädel <0.0001 0.31 0.02 2.2 HWS 0.11 0.14 4.0 Thorax 0.0006 0.03 0.20 0.065 Rippen 0.004 4.1 0.42 3.0 1.5 BWS 0.01 5.4 0.41 0.81 oberer GI-Trakt 0.45 0.53 4.8 0.07 Hüfte 0.78 0.17 Becken 1.48 0.27 0.011 Urogramm 2.1 0.48 0.12 0.0001 LWS 1.3 0.0003 i.v. Pyelogramm 6.4 1.2 0.35 Kreuzbein 0.0005 Dickdarm 7.9 0.0002 Quelle: [14]

3 Anzahl der Überwachten
Ganzkörperjahresdosis bei beruflich strahlenschutzüberwachten Personen im Jahr 2002 Dosis in mSv Anzahl der Überwachten 0 – 0.2 22 529 0.2 – 1 16 362 1 – 6 8 390 6 – 20 1 513 > 20 19 Jährlicher Grenzwert der effektiven Dosis für beruflich strahlenexponierte Personen: 20 mSv Quelle: [3]

4 Stochastische und deterministische Strahlenwirkungen
Lineare DWB Lineare DWB Quelle: [5]

5 Dosis-Wirkungs-Beziehungen
Linear-quadratische DWB mit Zellabtötungsterm Quelle: [5]

6 Mutationstypen (Genmutation) Genfolge Quelle: [5]

7 Entstehung von Chromosomenmutationen
A: Dizentrisches Chromosom B: Ringchromosom Quelle: [6]

8 Quantifizierung von DNA-Doppelstrangbrüchen - γ-H2AX-Immunfluoreszenzmikroskopie -
Primärantikörper Fluorochrom P Phosphorylierung Sekundärantikörper Vor Exposition Nach Exposition

9 DNA-Doppelstrangbrüche nach Herz-CT - Korrelation mit der Exposition -
r=0,88, p<0,0001 CT-induzierte DSB / Zelle Dosislängenprodukt [mGy*cm] Quelle: [12, 13]

10 Direkte Methode Indirekte Methode
Strahleninduzierte Mutationsrate bei der Maus Strahleninduzierte Mutationsrate bei der Maus Spontane Mutations-rate bei der Maus Korrektur- und Multiplikations-fatoren Verdoppelungsdosis 1 Sv Quelle: [15] Spontane Mutations-rate beim Menschen Strahleninduzierte Mutationsrate beim Menschen

11 Epidemiologische Untersuchungen zur Induktion von Krebs durch ionisierende Strahlung
Kollektiv Größe Hiroshima und Nagasaki xx Atomare Testexplosionen: militärisches Personal Bevölkerung in der Nähe der Testorte Medizinische Strahlenexposition: Morbus Bechterew Cervix-Carcinom Brustbestrahlung Kopf und Thymusdrüse Morbus Hodgkin Krebs im Kindesalter Thorotrast-Anwendung Pneumothorax Berufliche Strahlenexposition: Werftarbeiter Nuklearindustrie- und Reaktorpersonal Bergarbeiter Radiologen Radium-Zifferblattmaler Quelle: [15]

12 Todesfälle infolge eines strahleninduzierten Krebses pro 10000 Personen und pro Sievert
Kollektiv: Hiroshima und Nagasaki Bestrahlungsart: kleine Dosis; kleine Dosisleistung Zusammensetzung nach Alter und Geschlecht: Gesamtbevölkerung Organ/Gewebe ICRP 26 ICRP 60 ICRP 103 (1977) (1991) (2007) rotes Knochenmark Magen Lunge Dickdarm Speiseröhre Blase Brust Leber Ovarien Schilddrüse Knochenoberfläche Haut Restkörper Summe Quelle: [7, 8, 9] 5 % / Sv

13 Risikomodelle für das Auftreten zusätzlicher strahleninduzierter Krebsfälle
Additive Risikoprojektion Differenz ~ D Multiplikative Risikoprojektion Quotient ~ D Quelle: [5]

14 Inzidenz von Leukämie in Mäusen nach Ganzkörperbestrahlung
Die Dosis ist noch in rd angegeben (100 rd = 1 Gy) Quelle: [6]

15 Inzidenz von Brustkrebs bei durchleuchteten Pneumothorax-Patientinnen
Die 80 % Vertrauens- grenzen sind angegeben. Quelle: [5]

16 Einfluß der Dosiswirkungsbeziehung auf die Abschätzung des Strahlenrisikos bei kleinen Dosen
A: linear B: linear-quadratisch C: linear mit Schwelle 1 mSv 1 Sv

17 Effektive Dosis E (für Strahlenschutzzwecke):
E = Σ wT • HT T wT Gewebewichtungsfaktor HT Organdosis (in Sv)

18 Gewebe-Wichtungsfaktoren nach ICRP 60 und ICRP 103
Organ/Gewebe Wichtungsfaktor wT ICRP 60 ICRP 103 Keimdrüsen rotes Knochenmark Dickdarm Lunge Magen Blase Brust Leber Speiseröhre Schilddrüse Haut Knochenoberfläche Gehirn Speicheldrüse Restkörper Summe Quelle: [8, 9]

19 Altersstruktur von stationären Patienten bei verschiedenen Röntgenuntersuchungen
Angegeben ist die Häufigkeit in % Untersuchung Altersgruppe in Jahren > 65 Wirbelsäule Abdomen Darm Angiographie Computertomographie BRD Quelle: [11] Reduktionsfaktor: 0.5

20 Typische Werte der effektiven Dosis (in mSv) bei verschiedenen Röntgenuntersuchungen
Untersuchungen mit Röntgenaufnahmen – 1.1 Untersuchungen mit Aufnahmen und Durchl. 0.3 – 12 Angiographie und Interventionen 4 – 16 Computertomographie – 16.4 Quelle: [1, 2, 4, 10, 11]

21 Strahlenrisiko = Risikofaktor · Dosis
Beispiel: 5 % / Sv · 1.7 mSv = ‰ ICRP-Risikofaktor für Tod durch strahleninduzierten Krebs Mittlere jährliche effektive Dosis pro Einwohner in Deutschland bedingt durch die Röntgendiagnostik

22 Verschiedene Mortalitätsrisiken (in %).
Röntgendiagnostik: Thoraxaufnahme (0.2 mSv) 0.001 Lendenwirbelsäule (2 mSv) 0.01 CT - Thorax (20 mSv) 0.1 Andere diagnostische und therapeutische Maßnahmen: Kontrastmittel Narkose intravenöse Cholangiographie 0.02 zerebrale Angiographie 0.03 translumbale Angiographie 0.04 perkutane transluminale Angioplastie transfemoral 0.03 transaxillär 0.06 Angiokardiographie 0.1 Bypass-Operation ausgewählte Fälle 2 Notfälle 15 Alltag (jährlich): Blitzschlag Verkehrsunfall 20 Zigaretten täglich 0.05 Drachenfliegen 0.2 Beruf (jährlich): Handel Transport Landwirtschaft 0.07 Bauwesen Quelle: [10]