Strahlenschutz in der Herzbildgebung: Ein Leitfaden für Patientinnen und Patienten

Inhaltsverzeichnis

• Wichtige Punkte
• Einleitung: Warum Strahlenschutz in der Herzversorgung wichtig ist
• Wie die Strahlendosis gemessen wird
• Verständnis der Risiken ionisierender Strahlung
• Strahlenschutz: Grundsätze und Vorschriften
• Sicherer Einsatz der Durchleuchtung bei Herzverfahren
• Sicherer Einsatz der CT-Scans für das Herz
• Sicherer Einsatz der nuklearmedizinischen Bildgebung
• Was bedeutet dies für Patientinnen und Patienten?
• Studienlimitationen
• Empfehlungen für Patientinnen und Patienten
• Häufig gestellte Fragen
• Quelleninformationen

Wichtige Punkte

• Eine CTCA-Dosis von 3,7 mSv führt bei einem 50-jährigen Mann zu einem geschätzten zusätzlichen lebenslangen Krebsrisiko von etwa 1 zu 7.000 und bei einer 50-jährigen Frau von etwa 1 zu 2.900.
• Das lineare Schwellenwertmodell geht davon aus, dass das Krebsrisiko linear mit der Strahlendosis ansteigt, wobei es keine Schwelle gibt, unterhalb derer kein Risiko besteht.
• Für die CTCA ist ein Umrechnungsfaktor von 0,028 mSv/mGy·cm angemessener als der veraltete Faktor von 0,014, der die effektive Dosis unterschätzt.
• Deterministische Effekte wie eine Hautrötung haben Schwellendosen, während stochastische Effekte wie Krebs keine Schwelle aufweisen und deren Wahrscheinlichkeit mit der Dosis zunimmt.
• Die Strahlenexposition des Personals wird durch Verdopplung des Abstands zur Quelle, das Tragen von Bleischürzen und Schilddrüsenschutz sowie durch einen möglichst nahen Abstand des Detektors zum Patienten reduziert.

Einleitung: Warum Strahlenschutz in der Herzversorgung wichtig ist

Die Exposition gegenüber ionisierender Strahlung ist ein wichtiges Anliegen im Gesundheitswesen, vor allem aufgrund des potenziell erhöhten lebenslangen Krebsrisikos. Dies betrifft sowohl Patientinnen und Patienten, die sich diagnostischen Bildgebungsverfahren oder interventionellen Eingriffen unterziehen, als auch das Personal, das diese durchführt. Ionisierende Strahlung bezeichnet Strahlung im elektromagnetischen Spektrum, die über genügend Energie verfügt, um Elektronen aus einem Atom zu entfernen. Für die diagnostische Bildgebung umfasst dies Röntgenstrahlen und Gammastrahlen.

Um dies einzuordnen: Die durchschnittliche natürliche Strahlenbelastung in Großbritannien beträgt 2,7 mSv pro Jahr, und etwa 0,4 mSv (16 %) davon entfallen auf diagnostische medizinische Untersuchungen. Die Nutzung medizinischer Bildgebungsverfahren ist dramatisch gestiegen. In Großbritannien hat sich die Anzahl der durchgeführten CT-Untersuchungen zwischen 1996/1997 und 2012/2013 verfünffacht. Ähnliche Trends sind weltweit zu beobachten:

• In den USA ist die jährliche Anzahl nuklearmedizinischer Verfahren um das Dreifache gestiegen.
• Die Anzahl der CT-Untersuchungen in den USA ist zwischen 1985 und 2005 um das 20-fache gestiegen.
• Kardiale Bildgebungsverfahren und interventionelle Eingriffe machen etwa 40 % der kumulativen effektiven Dosis in den USA aus medizinischer Bildgebung aus.

Dieses Wachstum bedeutet, dass es für Kardiologieteams wichtiger denn je ist, zu verstehen, wie Strahlung sicher eingesetzt wird – und für Patientinnen und Patienten, zu verstehen, was das für sie bedeutet.

Wie die Strahlendosis gemessen wird

Der Begriff „Strahlendosis“ kann je nach verwendetem Bildgebungsverfahren verschiedene Messgrößen bezeichnen. Das Verständnis dieser Begriffe hilft Patientinnen und Patienten, die Zahlen, die sie möglicherweise hören, einzuordnen.

Wichtige Dosisparameter nach Bildgebungstyp

• Effektive Dosis: Die pro Masseneinheit in einem Material deponierte Energiemenge. Einheit: Gray (Gy). 1 Gy = 1 Joule pro Kilogramm.
• Äquivalente Dosis: Die effektive Dosis multipliziert mit einem Gewichtungsfaktor, der auf der Art der Strahlung basiert (Röntgen- und Gammastrahlen haben einen Gewichtungsfaktor von 1). Einheit: Sievert (Sv).
• Kollektive Dosis: Eine ganze Körper umfassende Größe, die auf den effektiven Organ-Dosen basiert und nach der Strahlensensibilität jedes Organs gewichtet ist. Einheit: Sievert (Sv).

Für Fluoroskopie (eingesetzt bei invasiver Koronarangiographie und interventionellen Eingriffen) sind folgende Messgrößen relevant:

• Air Kerma: Die pro Masseneinheit der Luft übertragene Energie, gemessen mit einer Ionisationskammer (Gray).
• Dosis-Flächen-Produkt (DAP): Das Produkt aus Air Kerma und der Röntgenstrahlfläche (Gy·cm²).
• Pikeldosis auf der Haut: Die kumulierte effektive Dosis des am stärksten bestrahlten Hautareals (Gray).
• Fluoroskopie-Expositionszeit: Die kumulative Zeit, während der die Fluoroskopie eingesetzt wird (Sekunden oder Minuten).

Für die CT-Untersuchung sind folgende Messwerte relevant:

• CT-Dosisindex (CTDI): Die durchschnittlich absorbierte Dosis einer einzelnen axialen CT-Aufnahme (Gray).
• Gewichteter CTDI (CTDI_w): CTDI, gewichtet über das Gesichtsfeld (ein Drittel Mitte, zwei Drittel Rand).
• Volumen-CTDI (CTDI_vol): CTDI_w geteilt durch den Pitch (Tischvorschub pro Umdrehung geteilt durch die Schichtdicke).
• Dosis-Längen-Produkt (DLP): CTDI_vol multipliziert mit der gesamten Scanlänge (mGy·cm).

In der Nuklearmedizin stammt die Strahlung von Radiopharmaka, die Gammastrahlen oder Teilchen emittieren. Die verabreichte Radioaktivität wird in Becquerel (Bq) gemessen, was den Kernzerfällen pro Sekunde entspricht.

Effektive Dosis und Umrechnungsfaktoren

Die effektive Dosis ist das am häufig verwendete Maß bei der Besprechung von Strahlung, da sie für alle bildgebenden Verfahren berechnet werden kann und einen allgemeinen Hinweis auf das Risiko gibt. Sie wurde jedoch ursprünglich für den Strahlenschutz in Bevölkerungsgruppen entwickelt und berücksichtigt nur das Krebsrisiko. Die Internationale Kommission für Strahlenschutz (ICRP) hat Gewichtungsfaktoren für verschiedene Gewebe erstellt, die widerspiegeln, wie empfindlich unterschiedliche Gewebe auf die krebserregenden Wirkungen der Strahlung reagieren.

Der Begriff „Restgewebe“ bezieht sich auf die Nebennieren, die extrathorakale Region, die Gallenblase, das Herz, die Nieren, die Mundschleimhaut, die Bauchspeicheldrüse, die Prostata, den Dünndarm, die Milz, den Thymus, die Gebärmutter, die Lymphknoten und die Muskulatur, denen zusammen ein Gewichtungsfaktor von 0,12 zugewiesen wird.

Diese Gewichtungsfaktoren sind Durchschnittswerte für alle Altersgruppen, Geschlechter und Körpergrößen und gehen davon aus, dass das Risiko gleich groß ist, als wäre die absorbierte Dosis gleichmäßig im gesamten Körper verteilt.

Die effektive Dosis wird berechnet, indem die durchschnittliche Äquivalentdosis in jedem bestrahlten Gewebe mit dessen Gewichtungsfaktor multipliziert und diese Werte über den ganzen Körper summiert werden. Dies erfolgt üblicherweise mithilfe von Monte-Carlo-Simulationssoftware. Eine schnellere Methode multipliziert einen angezeigten Dosisindikator (wie DAP oder DLP) mit einem Umrechnungsfaktor für das spezifische Modalität und die abgebildete Körperregion.

Für die CT ist der am weitesten verbreitete Umrechnungsfaktor 0,014 mSv/mGy·cm. Dieser Wert basiert jedoch auf veralteten Gewichtungsfaktoren, wurde mit alter CT-Technologie abgeleitet und war für die Thorax-CT konzipiert – welche einen anderen Anteil strahlensensitiver Gewebe im Vergleich zur Koronar-CT-Angiographie (CTCA) aufweist. Dieser Umrechnungsfaktor unterschätzt daher die tatsächliche Strahlendosis.

Eine Studie, die Computermodelle von Patienten verwendete, die mit zwei Scannern eines Herstellers untersucht wurden, zeigte, dass 0,028 mSv/mGy·cm ein angemessenerer Umrechnungsfaktor für CTCA ist. Praktischerweise können mit dem alten Faktor berechnete effektive Dosiswerte einfach verdoppelt werden. Eine jüngste Phantommessung ergab, dass Umrechnungsfaktoren je nach CT-Scanner-Typ, Protokoll und Röhrenspannung zwischen 0,020 und 0,043 mSv/mGy·cm variieren. Der Durchschnitt betrug 0,026 mSv/mGy·cm, der als angemessenerer Umrechnungsfaktor für CTCA vorgeschlagen wurde.

Ähnliche Probleme bestehen bei der invasiven Koronarangiographie (ICA) und der nuklearmedizinischen Bildgebung. Idealerweise würde der Umrechnungsfaktor für die ICA die Röntgenzeit unter verschiedenen Projektionswinkeln berücksichtigen, in der Praxis wird jedoch ein einzelner Umrechnungsfaktor verwendet, der auf dem Durchschnitt häufig verwendeter Projektionen basiert. Umrechnungsfaktoren für DAP bei der ICA liegen zwischen 0,18 und 0,24 mSv/Gy·cm². In der nuklearmedizinischen Bildgebung wird die effektive Dosis berechnet, indem die verabreichte Aktivität des Radiopharmazeutikums mit einem tracerspezifischen Umrechnungsfaktor multipliziert wird. Unsicherheiten ergeben sich aus Fehlern bei der Messung der verabreichten Aktivität, Unterschieden in der Pharmakokinetik der Patienten und Variationen im Körperbau.

Die Wahl des Umrechnungsfaktors hat wichtige Auswirkungen auf die angegebenen effektiven Dosen, daher muss der verwendete Faktor stets angegeben werden. Bei einem einzelnen Patienten können die Unsicherheiten bei der effektiven Dosis bis zu ±40 % betragen.

Typische Dosen für häufige Herzuntersuchungen

Die typischen effektiven Dosen für gängige Untersuchungen variieren stark aufgrund von Unterschieden in der Ausrüstung, den Protokollen und der Patientendemografie. Hier sind die ungefähren Dosen für einen typischen erwachsenen Patienten:

*Unter Verwendung der iterativen Rekonstruktion und einer Röhrenspannung von 100 kV oder weniger. Wenn bei der nuklearmedizinischen Bildgebung eine Dämpfungskorrektur-CT durchgeführt wird, müssen zusätzlich ca. 0,5–2 mSv addiert werden.

Weitere Standardisierung, Überprüfung und Qualitätsverbesserung sind unerlässlich, um die Strahlendosis zu reduzieren und die Konsistenz zwischen den Krankenhäusern zu verbessern. Die Strahlendosen sind Schätzwerte, keine exakt bekannten Werte.

Verständnis der Risiken ionisierender Strahlung

Ionisierende Strahlung kann biologische Gewebe schädigen, indem sie Moleküle wie Proteine oder DNA direkt beschädigt oder durch sekundäre Effekte freier Radikale, die durch Ionisation entstehen. Der Körper verfügt über eingebaute DNA-Reparaturmechanismen, die diese Effekte abschwächen können. Tatsächlich haben Studien biochemische Marker für DNA-Schäden und -Reparatur nach CTCA, ICA und Einzelphotonen-Emissions-CT (SPECT) identifiziert, aber diese Marker kehren innerhalb von 1 Tag zu normalen Hintergrundwerten zurück.

Deterministische (nicht-stochastische) Effekte

Deterministische Effekte – wie Hautrötung (Erythem) und Haarausfall – haben einen Schwellenwert. Unterhalb dieses Werts treten sie nicht auf. Oberhalb davon nimmt die Schwere des Effekts mit steigender Dosis zu. Es ist selten, dass diese Werte bei der normalen diagnostischen Bildgebung überschritten werden. Patienten jedoch, die sich längeren interventionellen Eingriffen mit verlängerter fluoroskopischer Abbildung in einer Position unterziehen, können den Schwellenwert für Hautschäden überschreiten.

*Bei akuten Expositionen variiert die Zeit bis zum Auftreten dieser Effekte von 1 Woche für Hautveränderungen bis zu 20 Jahren für die Entwicklung eines Grauen Stars.

Neuere epidemiologische Studien haben gezeigt, dass die Schwellendosis für Linsentrübungen (Grauer Star) niedriger ist als bisher angenommen – bei 0,5 Gy sowohl für akute als auch für verlängerte Expositionen. Dies ist insbesondere für interventionelle Kardiologen und Elektrophysiologen von Bedeutung, weshalb der Schutz der Augen durch Blei empfohlen wird.

Stochastische (zufällige) Effekte

Stochastische Effekte – wie die Entwicklung von Malignomen und Keimzellmutationen – haben keinen Schwellenwert und können bei jeder Strahlendosis auftreten. Ihre Wahrscheinlichkeit (nicht jedoch ihre Schwere) nimmt mit steigender absorbierten Dosis zu. Das "lineare ohne Schwellenwert"-Modell (LNT) wird häufig verwendet, um die Strahlendosis mit diesen Risiken in Beziehung zu setzen. In diesem Modell steigt das Risiko linear mit der Strahlendosis, und es gibt keine Dosis, unterhalb derer sie nicht auftreten können.

Beweise für stochastische Effekte bei Dosen größer als 100 mSv stammen aus epidemiologischen Studien (wie Überlebenden von Atomwaffenexplosionen und Strahlenunfällen) und Tiermodellen. Einschränkungen umfassen jedoch die unterschiedlichen Arten der beteiligten Strahlung, Variationen in den absorbierten Dosen, Unterschiede zwischen akuten und verlängerten Expositionen sowie das Fehlen von Beweisen bei Dosen unter 100 mSv. Die inhärente Verzögerung zwischen Exposition und Krebsentwicklung erschwert die Angelegenheit weiter:

• Statische Malignome haben typischerweise eine Latenzzeit von 10–20 Jahren.
• Lymphom oder Leukämie haben eine kürzere Latenz von 2–5 Jahren.

Das Grundrisiko für Krebs in Großbritannien beträgt ungefähr 50 % über die Lebensspanne. Daher erfordert die Bewertung der Auswirkungen niedrig dosierter Strahlung sehr große epidemiologische Studien. Der National Research Council Biological Effects of Ionising Radiation (BEIR) VII-Ausschuss hat Modelle erstellt, die das potenzielle lebenslange attributable Krebsrisiko aus medizinischen Strahlenexpositionen abschätzen.

Das Risiko für Malignome ist bei jüngeren Patienten und Frauen höher. Unter Verwendung dieser Modelle wäre das geschätzte zusätzliche lebenslange Krebsrisiko durch eine CTCA mit einer Dosis von 3,7 mSv ungefähr:

• 1 zu 7.000 für einen 50-jährigen Mann
• 1 zu 2.900 für eine 50-jährige Frau

Als grobe Schätzung kann das Risiko eines tödlichen Malignoms durch Strahlenexposition mit 5 % pro Sv oder 1 zu 20.000 pro mSv berechnet werden. Es wurde geschätzt, dass 0,59 % der Krebsfälle im Vereinigten Königreich im Jahr 2010 auf diagnostische Strahlenexpositionen zurückzuführen waren. Dies muss jedoch stets gegen den klaren gesundheitlichen Nutzen dieser Untersuchungen abgewogen werden.

Strahlenschutz: Grundsätze und Vorschriften

Die zentralen Prinzipien des Strahlenschutzes bei medizinischen Expositionen sind Begründung, Optimierung und Begrenzung.

• Begründung bedeutet, dass die Vorteile der Strahlenexposition die Risiken ausreichend überwiegen sollten. Angemessenheitskriterien und nationale Leitlinien helfen dabei zu bestimmen, ob ein bildgebendes Verfahren oder eine Prozedur für einen einzelnen Patienten geeignet ist. Auch individuelle Patientenfaktoren müssen berücksichtigt werden.
• Optimierung bedeutet, die minimal erforderliche Strahlenmenge zur Erzielung einer ausreichenden Diagnose oder eines erfolgreichen Eingriffs zu verwenden – dies entspricht dem Prinzip „So niedrig wie vernünftigerweise erreichbar“ (ALARP).
• Begrenzung bedeutet, dass die effektive Dosis für eine Person die empfohlenen Dosisgrenzwerte nicht überschreiten darf.

Im Vereinigten Königreich regeln zwei wichtige Vorschriften die Verwendung von Strahlung:

1. Ionising Radiation Regulations 2017 (IRR) — Diese zielen darauf ab, sicherzustellen, dass die Dosen für Personal und Öffentlichkeit aus der Arbeitsplatznutzung von Strahlung so niedrig wie vernünftigerweise erreichbar gehalten werden. Dies ist die Pflicht des Arbeitgebers. Die Dosen werden durch technische Maßnahmen, Arbeitsabläufe und persönliche Schutzausrüstung minimiert. Die IRR schreibt jährliche Dosisgrenzwerte für Einzelpersonen vor. In Anlehnung an die Empfehlungen der ICRP wurde der jährliche Grenzwert für die Augenlinse in der jüngsten Aktualisierung von 150 mSv auf 20 mSv pro Jahr gesenkt.
2. Ionising Radiation (Medical Exposure) Regulations 2017 (IR(ME)R) — Diese regeln die Begründung und Optimierung medizinischer Expositionen. Zu den wichtigsten Rollen gehören der Arbeitgeber (legt die Berechtigungen fest), der Anforderer (beantragt die Untersuchung und stellt ausreichende Informationen bereit), der Praktiker (bewertet, ob die Untersuchung begründet ist und autorisiert sie) und der Betreiber (führt die praktischen Aspekte durch). Die IR(ME)R enthält auch Anforderungen an Schulungen, Qualitätssicherung von Verfahren und Geräten, Optimierung der Expositionen sowie Meldepflichten.

Die IR(ME)R hat die Anforderung für diagnostische Referenzwerte (DRLs) eingeführt. DRLs sind Dosiswerte für typische Untersuchungen, basierend auf standardisierten Patienten (innerhalb eines eingeschränkten Gewichtsbereichs von 50–90 kg). Im Vereinigten Königreich werden DRLs als der gerundete Wert des dritten Quartils der Verteilung dosimetrischer Werte für die Untersuchung berechnet. Nationale DRLs sind für einige gängige Untersuchungen verfügbar – bemerkenswerterweise gibt es derzeit keinen nationalen DRL für CTCA.

DRLs sind keine „durchschnittliche“ Strahlendosis und kein Dosisgrenzwert. Sie dienen als Indikator für gute Praxis, um lokale Verfahren zu vergleichen. Individuelle Expositionen sollten unter normalen Umständen nicht dauerhaft die DRLs überschreiten, dies muss jedoch zusammen mit klinischen Faktoren wie dem Körperbau des Patienten, der Komplexität des Eingriffs und dem Nettovorteil für den Patienten abgewogen werden. Beispiele, bei denen DRLs überschritten werden können, sind komplexe ICA bei chronischer Totalokklusion oder wenn die lokale Bevölkerung einen höheren durchschnittlichen Body-Mass-Index aufweist als der eingeschränkte Gewichtsbereich, der zur Berechnung des DRL verwendet wurde.

Das IR(ME)R schreibt Arbeitgebern zudem vor, ein Programm zur Qualitätssicherung der Strahlengeräte zu unterhalten und sicherzustellen, dass Patienten vor einer Exposition über die Vorteile und Risiken informiert werden. Darüber hinaus unterliegt die Verabreichung radioaktiver Substanzen den Bestimmungen des IR(ME)R; Anträge auf eine entsprechende Genehmigung werden derzeit vom Department of Health and Social Care bearbeitet.

Sicherer Einsatz der Fluoroskopie bei Herzeingriffen

Die Fluoroskopie wird bei der invasiven Koronarangiographie (ICA), der perkutanen Koronarintervention, der Implantation von Geräten und in der Elektrophysiologie eingesetzt. Die Optimierung der Strahlenexposition während der Fluoroskopie minimiert die Dosis für Patienten und Personal durch drei Ansätze: Verbesserungen der Hardware, Verbesserungen der Software und eine gute Bedienertechnik.

Technologie zur Dosisreduktion

• Automatische Belichtungssteuerung
• Spektrale Strahlformfilter
• Pulsfluoroskopie
• Flachbild-Detektoren
• Funktion „Last Image Hold“ (Letztes Bild halten)
• Fluoro-Loops und Fluoro-Save-Funktionen

Gute Bedienertechnik

• Angemessene Kollimation (Verkleinerung des primären Röntgenstrahlenbündels)
• Minimierung der Expositionszeit
• Den Detektor nahe am Patienten halten
• Gespeicherte Fluoro-Loops ansehen statt wiederholter Durchleuchtung
• Steile schräge fluoroskopische Winkel vermeiden, die die Strahlendosis erhöhen

Echtzeit-Feedback für das Personal kann dazu beitragen, das Verständnis der Strahlendosis zu verbessern, insbesondere für Auszubildende.

Strahlenexposition des Personals während der Fluoroskopie

Die Strahlenexposition des Personals stammt aus dem primären Strahlenbündel und gestreuter Strahlung. Der transradiale Zugang (Zugang über das Handgelenk) führt im Vergleich zum transfemoralen Zugang (Zugang über die Leiste) zu einer leicht erhöhten Strahlenexposition des Bedieners, da der Bediener näher am Röntgenröhrenkopf steht und die deckenmontierte Abschirmung in dieser Position weniger wirksam ist. Der subklavikuläre Zugang bedeutet eine noch nähere Position des Bedieners und somit eine höhere Strahlendosis.

Die einfachste Möglichkeit, die Strahlendosis für das Personal zu reduzieren, ist das Gesetz der umgekehrten Quadrate: Eine Verdopplung des Abstands zwischen dem Bediener und der Strahlenquelle reduziert die Dosis um den Faktor vier.

Zur persönlichen Schutzausrüstung gehören bleiäquivalente Kittel, Schilddrüsenschutz, Schutzbrillen, Mützen, Handschuhe und Unterschenkelschoner. Bei 80 kV überträgt ein bleiäquivalenter Kittel mit 0,35 mm nur 3,1 % der Strahlenexposition. Die Kittel müssen gut sitzen und seitlich verschlossen sein, da die Bediener oft zum Röntgenröhrenwinkel stehen. Bleikittel und Augenschutz sollten jährlich auf Defekte überprüft und sorgfältig gelagert werden.

Zur Raumabschirmung gehören an der Decke montierte Schilde, bleiverkleidete Tischschürzen und Patiententücher. Die Abschirmung in den Wänden und Türen des Fluoroskopieraums reduziert die Dosis für Personen außerhalb des kontrollierten Bereichs auf Werte weit unterhalb der öffentlichen Grenzdosis. Während komplexer Interventionen ist besondere Sorgfalt geboten, da verlängerte Durchleuchtungszeiten und zusätzliches Personal die berufliche Strahlenexposition erhöhen. Eine sorgfältige Planung – wie die Beurteilung von Implantationswinkeln an der CT vor einer transfemoralen Aortenklappenimplantation (TAVI) oder die Verwendung elektrophysiologischer Kartierung bei Ablationen – kann die Expositionszeiten verkürzen.

Die Überwachung der Personendosis für das Personal erfolgt mit passiven oder aktiven persönlichen Dosimetrie-Monitoren für Ganzkörper-, Kragen-, Linsen- oder Extremitätendosis. Die durchschnittliche berufliche Ganzkörperexposition britischer Kardiologen im Jahr 2009/2010 betrug 0,12 mSv. Interventionelle Kardiologen und kardiale Elektrophysiologen können Expositionen aufweisen, die zwei- bis dreimal höher sind als die von diagnostischen Radiologen.

Die gesundheitlichen Auswirkungen dieser beruflichen Exposition sind ungewiss. Eine Studie mit 43.763 Radiologen und 64.990 Psychiatern zeigte eine Zunahme von Melanom, Non-Hodgkin-Lymphom und zerebrovaskulären Erkrankungen bei Radiologen, die vor 1940 praktizierten, jedoch keine erhöhte Sterblichkeit bei denen, die ihre Tätigkeit nach 1940 begannen. Eine weitere Studie identifizierte eine erhöhte Leukämie-Sterblichkeit bei Männern, die fluoroskopiegestützte Interventionen durchführten und vor 1940 ihr Studium abschlossen, jedoch keine insgesamt erhöhte Sterblichkeit im Vergleich zu Psychiatern.

Sicherer Einsatz der CT-Untersuchung des Herzens

Die CT des Herzens nimmt verschiedene Formen an, darunter nicht-kontrastmittelgestützte ECG-getriggerte Koronararterien-Kalziumscore (CACS), kontrastmittelgestützte ECG-getriggerte CT-Koronarangiographie (CTCA) und CT-Bildgebung vor einer TAVI. In Großbritannien beträgt die durchschnittliche Patientendosis für eine CTCA 5,9 mSv (209 mGy·cm, unter Verwendung eines Umrechnungsfaktors von 0,028 mSv/mGy·cm).

CACS verwendet standardisierte Akquisitionsparameter, um eine konsistente Beurteilung des Kalziums zu ermöglichen, bei einer Strahlendosis von 1–3 mSv. Eine Niedrigdosis-CACS ist möglich (0,2–0,4 mSv), kann jedoch den Kalziumscore überschätzen oder unterschätzen. Die CT für Patienten im Rahmen einer TAVI umfasst die Scanung von Brustkorb, Abdomen und Becken zur Beurteilung des Herzens und des Gefäßsystems; die Dosis ist höher als bei der CTCA aufgrund schnellerer Herzfrequenzen und des größeren Scanbereichs.

Die Dosis für eine CTCA hängt von patientenspezifischen Faktoren wie Herzfrequenz und Body-Mass-Index ab. Auch der Grund für die Untersuchung ist relevant – beispielsweise erfordert die Beurteilung von Koronarbypass-Transplantaten einen größeren Scanbereich als die Beurteilung der nativen Koronararterien.

Techniken zur Reduzierung der Strahlendosis bei CTCA umfassen:

• Prospektive ECG-Triggerung
• Reduzierung der Röhrenspannung und des Röhrenstroms
• Modulation des Röhrenstroms
• Minimierung des Scanbereichs
• Iterative oder modellbasierte Bildrekonstruktion (die bei niedrigeren Dosen diagnostisch hochwertige Bilder liefert)

Durch den Einsatz modernster Technologie bei Patienten mit langsamer Herzfrequenz und niedrigem Body-Mass-Index können die durchschnittlichen Strahlendosen für eine CTCA so niedrig wie 0,29 mSv sein.

Sicherer Einsatz der nuklearmedizinischen Bildgebung

Nuklearmedizinische Verfahren sind die häufigste Form der kardiologischen Bildgebung weltweit. In den USA entfallen auf die nuklearmedizinische kardiologische Bildgebung 26 % aller kardiologischen Bildgebungsverfahren. Diese Untersuchungen beinhalten die Injektion eines Radiopharmazeutikums und die Messung der von ihm emittierten Gammastrahlen.

Die typischen effektiven Dosen hängen vom verwendeten Tracer und dem Protokoll ab. Wie in der obigen Tabelle gezeigt, reichen die SPECT-Dosen von 6 mSv21 mSv (Volltdosis-Thallium-Ruhe- und Belastungsprotokolle). PET-Dosen sind im Allgemeinen niedriger und reichen von 2 mSv (¹³N-Ammoniak oder ¹⁵O-Wasser) bis zu 5 mSv (¹⁸F-FDG). Wenn eine Attenuationskorrektur-CT durchgeführt wird, müssen zu diesen Werten zusätzlich 0,5–2 mSv addiert werden.

Diese typischen Werte basieren auf der empfohlenen injizierten Tracer-Aktivität für Standardpatienten. Die Optimierung der nuklearmedizinischen Bildgebung beinhaltet die Wahl der niedrigsten Aktivität, die dennoch diagnostisch hochwertige Bilder liefert, unter Berücksichtigung des Körperbaus des Patienten und der klinischen Fragestellung.

Was bedeutet das für Patienten?

Für Patientinnen und Patienten ist die wichtigste Erkenntnis, dass die Strahlendosis eines einzelnen diagnostischen Tests im Allgemeinen niedrig ist und das Risiko einer Schädigung gering im Vergleich zum Nutzen einer präzisen Diagnose. Zum Kontext: Eine CTCA bei einer typischen Dosis von 3,7 mSv birgt ein geschätztes zusätzliches lebenslanges Krebsrisiko von etwa 1 zu 7.000 für einen 50-jährigen Mann und 1 zu 2.900 für eine 50-jährige Frau—im Vergleich zu einem lebenslangen Hintergrund-Krebsrisiko von ungefähr 50 %.

Einige Verfahren bergen höhere Dosen als andere. Komplexe interventionelle Eingriffe wie TAVI (transfemoral) können 33–100 mSv abgeben, was erheblich höher ist als bei einer Standard-CTCA. Patientinnen und Patienten, die sich solchen Eingriffen unterziehen, sollten die Risiken und Nutzen mit ihrem Kardiologen besprechen; diese Eingriffe sind jedoch in der Regel lebensrettend, und die Vorteile überwiegen die Risiken bei Weitem.

Für jüngere Patientinnen und Frauen sind die Risiken relativ höher, und Ärzte achten besonders darauf, die Strahlenexposition whenever möglich zu minimieren. Die Angemessenheitskriterien und nationalen Leitlinien—die Ihr Arzt befolgt—sind so konzipiert, dass Sie nur dann Strahlung erhalten, wenn dies wirklich erforderlich ist.

Studienlimitierungen

Dieser edukative Überblick anerkennt mehrere wichtige Limitierungen im Bereich der Strahlensicherheit in der Kardiologie:

• Unsicherheit bei Dosisabschätzungen: Für eine einzelne Patientin oder einen einzelnen Patienten können Unsicherheiten bei der effektiven Dosis ±40 % betragen. Umrechnungsfaktoren variieren je nach Scanner-Typ, Protokoll und Röhrenspannung.
• Veraltete Umrechnungsfaktoren: Der weit verbreitete CT-Umrechnungsfaktor von 0,014 mSv/mGy·cm unterschätzt die Strahlendosis und basiert auf alter Technologie und Gewichts-Faktoren.
• Fehlen von Evidenz für niedrige Dosen: Das LNT-Modell stützt sich auf Evidenz aus Dosen über 100 mSv; es gibt begrenzte direkte Evidenz zum Krebsrisiko bei den in der diagnostischen Bildgebung verwendeten niedrigen Dosen.
• Kein nationales DRL für CTCA: Dies erschwert das Benchmarking und die Standardisierung von CTCA-Dosen über britische Zentren hinweg.
• Daten zur beruflichen Exposition sind uneinheitlich: Studien zum medizinischen Personal zeigen keine erhöhte Sterblichkeit bei Personen, die ihre Tätigkeit nach 1940 begonnen haben, aber langfristige Effekte bleiben ungewiss.

Empfehlungen für Patientinnen und Patienten

Wenn Sie sich auf einen Herz-Bildgebungstest oder ein Verfahren mit Strahlenexposition vorbereiten, sollten Sie Folgendes wissen und fragen:

1. Fragen Sie, warum der Test erforderlich ist. Ihr Arzt sollte in der Lage sein zu erklären, wie die Ergebnisse Ihre Behandlung beeinflussen werden. Wenn ein Test Ihre Therapie wahrscheinlich nicht verändert, kann er unnötig sein.
2. Fragen Sie nach Alternativen. Bei einigen Fragestellungen können ein Ultraschall (Echokardiogramm) oder eine MRT die benötigten Informationen liefern, ohne Strahlung zu verwenden.
3. Informieren Sie Ihren Arzt über frühere Bildgebungen. Wenn Sie kürzlich an anderer Stelle CT-Scans oder nuklearmedizinische Untersuchungen hatten, teilen Sie dies Ihrem Kardiologieteam mit, um unnötige wiederholte Strahlenexpositionen zu vermeiden.
4. Haben Sie keine Angst vor notwendigen Tests. Das Risiko eines einzelnen diagnostischen Tests ist sehr gering im Vergleich zum Risiko einer nicht diagnostizierten oder unsachgemäß behandelten Herzerkrankung. Zum Beispiel hat eine 50-jährige Frau, die sich einer CTCA unterzieht, ein Risiko von rund 1 zu 2.900, einen strahlenbedingten Krebs zu entwickeln—im Vergleich zu einem lebenslangen Hintergrund-Krebsrisiko von 50 %.
5. Fragen Sie nach Niedrigdosis-Protokollen. Viele Zentren bieten Niedrigdosis-Techniken (wie prospektives ECG-Gating oder iterative Rekonstruktion) an, die die Strahlenexposition erheblich reduzieren können, während die Bildqualität erhalten bleibt.
6. Besprechen Sie bei interventionellen Eingriffen die Strahlenexposition mit Ihrem interventionellen Kardiologen. Komplexe Eingriffe können höhere Dosen beinhalten, und Ihr Team sollte ALARP-Prinzipien anwenden, um die Exposition zu minimieren.
7. Der Schutz des Personals ist auch für Ihre Sicherheit wichtig. Wenn Sie sehen, dass das Personal während Ihres Eingriffs Bleischürzen, Schilddrüsenschutz und Augenschutz trägt, ist dies ein Zeichen dafür, dass das Team die besten Praktiken der Strahlensicherheit befolgt—was auch Sie schützt.

Häufig gestellte Fragen

Ist jede Strahlenexposition völlig sicher?

Der Artikel besagt, dass keine Strahlenexposition völlig risikofrei ist. Das lineare Schwellenwert-Modell (linear no-threshold model) geht davon aus, dass das Krebsrisiko linear mit der Dosis ansteigt und es keine sichere Untergrenze gibt. Die Vorteile einer genauen Diagnose und lebensrettender Eingriffe wiegen diese geringe Schädigung jedoch in der Regel weit auf.

Welche Sicherheitsmaßnahmen werden eingesetzt, um die Strahlenbelastung bei Herzeingriffen zu minimieren?

Die Teams folgen dem ALARP-Prinzip (As Low As Reasonably Practicable)—die Dosen werden so niedrig wie vernünftigerweise erreichbar gehalten. Zu den Techniken gehören Kollimation, gepulste Fluoroskopie, ein möglichst nah am Patienten positionierter Detektor, prospektives ECG-Gating, die Reduzierung der Röhrenspannung und die Verwendung iterativer Rekonstruktion. Das Personal trägt Bleischürzen, Schilddrüsenschutz und Augenschutz.

Sollte ich mir Sorgen machen, wenn ich einen notwendigen Herz-Bildgebungsuntersuchung durchführe?

Das Risiko einer einzelnen diagnostischen Untersuchung ist im Allgemeinen gering und klein im Vergleich zum Risiko eines nicht diagnostizierten oder unsachgemäß behandelten Herzleidens. Ärzte verwenden Angemessenheitskriterien, um sicherzustellen, dass Untersuchungen gerechtfertigt sind. Sie können fragen, warum die Untersuchung notwendig ist, welche Alternativen es gibt und ob Niedrigdosis-Protokolle verfügbar sind.

Wie kann ich die Strahlenexposition bei wiederholten Herzuntersuchungen reduzieren?

Informieren Sie Ihren Arzt über kürzlich durchgeführte CT- oder Nuklearscans an anderer Stelle, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden. Fragen Sie, ob ein Ultraschall oder MRT die Frage ohne Strahlenbelastung beantworten kann. Fragen Sie auch, ob Niedrigdosis-Protokolle verfügbar sind und ob die Untersuchung Ihre Behandlung verändern wird.

Wenn mein Arzt einen Herz-CT-Scan oder eine nuklearmedizinische Bildgebung empfiehlt, wann sollte ich eine zweite Meinung zum Strahlenrisiko und möglichen Alternativen einholen?

Eine zweite Meinung ist in Betracht zu ziehen, wenn Sie unsicher sind, ob eine vorgeschlagene Herz-Bildgebungsuntersuchung—wie CT-Koronarangiographie, ein nuklearmedizinischer Stresstest oder ein fluoroskopiegesteuerter Eingriff—Ihren Behandlungsplan verändern wird. Ultraschall (Echokardiogramm) oder MRT können manchmal die benötigten Informationen ohne Strahlenbelastung liefern. Informieren Sie Ihren Arzt über frühere Bildgebungsuntersuchungen, um unnötige wiederholte Strahlenexpositionen zu vermeiden, und fragen Sie nach Niedrigdosis-Protokollen. Jüngere Patienten und Frauen haben relativ höhere Strahlenrisiken, sodass sie besonders davon profitieren können, die Rechtfertigung der Untersuchung bestätigen zu lassen. Diagnostic Detectives Network bietet unabhängige Experten-Zweitmeinungen an.

Quelleninformationen

Original article title: Using radiation safely in cardiology

Authors: Michelle Claire Williams, Christina Stewart, Nicholas W Weir, David E Newby

Publication: Heart (Education in Heart), 2019;105:798–806. Published online 18 February 2019.