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Strahlenschutz im Herzkatheterlabor

Strahlenschutz im Herzkatheterlabor. Marcus Hennersdorf Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie. Strahlenexposition in Deutschland. Kollektive Dosis durch Röntgendiagnostik (Deutschland 1997) Anteile der verschiedenen Untersuchungsarten. Bremsstrahlung.

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Strahlenschutz im Herzkatheterlabor

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Presentation Transcript

  1. Strahlenschutz im Herzkatheterlabor Marcus Hennersdorf Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie

  2. Strahlenexposition in Deutschland

  3. Kollektive Dosis durch Röntgendiagnostik (Deutschland 1997)Anteile der verschiedenen Untersuchungsarten

  4. Bremsstrahlung • Ein energiereiches Elektron wird durch elektrische Kräfte in den Atomhüllen abgebremst. • Dabei entsteht Röntgenstrahlung(= Bremsstrahlung). • Praktische Bedeutung: • Abschirmung von Betastrahlung • Röntgenröhre Elektron(abgebremst) Röntgenphoton (Bremsstrahlung)

  5. R ö h r e n s p a n n u n g [ k V ] - + - R ö h r e n s t r o m [ m A ] + A n o d e G l ü h k a t o d e R ö n t g e n s t r a h l u n g F i l t e r u n g Funktionsprinzip einer Röntgenröhre • Strahlungsqualität bestimmt durch folgende Kenngrößen: • Röhrenspannung: je höher, desto höher die Strahlungsenergie • Röhrenstrom: je höher, desto höher die Strahlungsintensität • Anodenmaterial: bestimmt charakteristische Strahlung und Strahlungsausbeute • Filterung: beeinflusst die Energieverteilung der Röntgenstrahlung

  6. Körperdosis - Energiedosis Energiedosisbeschreibt physikalische Prozesse(Energieübertrag auf Materie) Körperdosisist ein Maß für Gefährdung(keine physikalische Größe) Einheit: Gray (Gy) (früher: rad) Einheit: Sievert (Sv) (früher: rem) Energieübertrag von Strahlung auf Materie 1 Gy = 1 J/kg Bindeglied zwischen Energiedosis und Körperdosis: Strahlungs-Wichtungsfaktoren

  7. Risiko durch ionisierende Strahlung Die Dosis bestimmt das Risiko stochastischer Strahlenschäden. Risiko tödlichen Krebses: 5 % pro Sv bzw. 0,005 % pro mSv Risiko schwerer Erbschäden: 1 % pro Svbzw.0,001 % pro mSv Statistisch gesehen:Bestrahlung von 100.000 Personen mit je 10 mSv führt zu 50 Krebstoten.

  8. Stochastische Schäden Krebsrisiko in Deutschland(mit Todesfolge): ca. 20–25 % • Schwere des Schadens unabhängig von der Dosis • Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Schadens abhängig von der Dosis • kein Schwellenwert • Dosisrate spielt i.Allg. keine Rolle • Beispiele:Krebs, Leukämie, Erbschäden zusätzliches tödliches Krebsrisiko [%] . effektiveDosis [mSv] Die effektive Dosis ist ein Maß für die Krebswahrscheinlichkeit.

  9. Deterministische Schäden Deterministische Schäden bei Teilkörperexposition der Haut • Schwere des Schadens abhängig von der Dosis • Schaden tritt oberhalb eines Schwellenwerts mit Sicherheit auf • Dosisrate spielt große Rolle • Beispiele:Veränderung des Blutbilds, Schädigungen der Haut, Übelkeit Deterministische Schäden erst bei (Teilkörper-)Dosen über 250 mSv.

  10. Art und Betrieb der Röhre (DL-Konstante) Ampere [mA] (Röhrenstrom) Aufenthalts- dauer × I 1 = × × Dosis [mSv] Abstand Abschirmkoeffizient Berechnung der Dosis bei Röntgenstrahlung • Dosis ist abhängig von • den Kenngrößen der Röntgenanlage (Strom, Dosisleistungskonstante*)) • den drei A des Strahlenschutzes: • Abstand, Aufenthaltsdauer, Abschirmung • *)Dosisleistungskonstante abhängig von Röhrenspannung, Anodenmaterial, Filterung

  11. Schutz vor Röntgenstrahlung Es gelten die drei A des Strahlenschutzes: • Abstand halten • Aufenthaltsdauer beschränken • Abschirmungen verwenden

  12. Fokus Hautdosis (Abstandsquadratgesetz) • Verdopplung des Abstands von Fokus zum Patienten • Bestrahlte Fläche vervierfacht sich • Dosis pro Fläche geht auf ein Viertel zurück • Verdreifachung des Abstands • Bestrahlte Fläche verneunfacht sich • Dosis pro Fläche geht auf ein Neuntel zurück • Konsequenz: Bei gleichen FFA Patient möglichst weit zum Detektor platzieren

  13. Strahlenschutzkleidung - Wirkungsgrad • Latzschürze: 40% KM geschützt • Rundumschürze: 83% KM geschützt • Schürze + SD: 86% KM geschützt • BleiglasbrilleHandschuhe 94,5%, Bleigummihandschuhe 30% Dosisreduktion bei der Hand • Dauerschutzeinrichtungen

  14. Gepulste Durchleuchtung Dosis • Konventionelle Durchleuchtung 100% • 14 Pulse/s 54% • 7,5 Pulse/s 27% • 3 Pulse/s 10%

  15. Dosis-Flächen-Produkt bei Herzkatheterinterventionen DAP [Gycm²] Kuon, Br J Radiol 2003

  16. Komplexizität der Läsionen und Strahlendosis • CI=Komplexitätindex • Art der Läsion • Lokalisation • Enge Korrelation zwischen • Durchleuchtungszeit • Flächendosisprodukt • Komplexität der Läsion Bernardi, Cathet Cardiovasc Intervent 2000

  17. FOV=Field of view Feldgröße Reduktion der Feldgröße = Einblenden • Nutzstrahlung sinkt (Dosisreduktion Patient) • Streustrahlung sinkt (Dosisreduktion Personal) • Bildqualität steigt • Stärkere Dosisabnahme in der Tiefe(Dosisreduktion Patient)

  18. Relation des jeweiligen Abstands zur Strahlendosis Hirshfeld, Circulation 2005

  19. 20 cm 30 cm Dosiserhöhung bei Schrägprojektion Beispiel (30 statt 20 cm Objektdicke): Bei 80 kV ca. vierfache Eintrittsdosis Verhältnis Eintritts- zu Austrittsdosis dann ca. 400:1 Kuon, Br J Radiol 2003

  20. Isodosis-Linien in Abhängigkeit von der Angulation Dosisflächenprodukt (Patient) Strahlendosis (Personal) Kuon, J Am Coll Cardiol 2004

  21. Dosisvergleich zwischen optimaler und “schlechter” Untersuchung • 3 Pulse/s vs. kont. Durchleuchtung 10 • Schrägprojektion bis 4 • Durchleuchtungszeit erfahrener vs. unerfahrener Untersucher 2 • Zu geringer Fokus-Objekt-Abstand (nur Hautdosis) 4 • Bildverstärkergröße 2 • Einblendung 2 • Hochkontrastdurchleuchtung 2 • Gesamtunterschied (Produkt der einzelnen Faktoren) 2560

  22. Strahlenschaden durch Ablation 10-stündige Ablation Arm akzidentell im Strahlenfeld Strahlendosis 500-2000cGy Wong, N Engl J Med 2004

  23. Strahlenschaden durch PTCA 3x PTCA, jeweils 1 bis 2 Stunden lang, davon die 2. und 3. am selben Tag Das Bild entstand 22 Monate nach der 3. PTCA Shope, Radiographics 1996

  24. Strahlendermatitis Starkes Kinking iliakal Sehr schwierige RCA-Darstellungen, 2 Untersucher konnten das Gefäß nicht intubieren 3 Wochen später Versuch über die A. brachialis Insgesamt 2 über jeweils mehrere Stunden andauernde Untersuchungen Dehen, Heart 1999

  25. Ulzeröse Hautveränderungen nach Strahlenexposition 3-stündige Untersuchung Iliakales Kinking Gewinkelter RCA-Verlauf PTCA einer hochgradigen RCA-Stenose Dehen, Heart 1999

  26. Lerneffekt [Gycm²] p<0.05 225 Patienten Vor und nach Nutzung untersuchungsabhängiger Strahlenschutzmaßnahmen Kuon, Br J Radiol 2003

  27. Flächendosisprodukt [Gycm²] Durchscnitt Literatur Max. Abschirmung Koronarangiographie 56,1±28,9 6,2±3,4 PTCA 79,5±31,8 10,4±7,4 Optimaler Strahlenschutz Kuon, J Am Coll Cardiol 2004

  28. Strahlendosiserfassung 2005 Ärzte Pflegepersonal Grenzwerte: <20mSv/Jahr (Körper) bzw. <500mSv/Jahr (Hand)

  29. Zusammenfassung • Strahlenschutz im Herzkatheterlabor beinhaltet • Abstand • Dauer des Aufenthaltes • Abstand der Röntgenröhre • Einsatz von Filtern, Blenden • Vermeidung von Schrägprojektionen • Einsatz von Abschirmungen • Bei korrektem Strahlenschutz ist das Risiko für Strahlenschäden im Herzkatheterlabor nicht größer als das der Normalbevölkerung

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