Strahlenschutz

Für beruflich strahlenexponiertes Personal ist eine effektive Dosis von 20 mSv pro Kalenderjahr einzuhalten (§ 78 StrlSchG) (StrlSchG 2017). Geht der Strahlenschutzverantwortliche davon aus, dass eine Person berufsbedingt mehr als 1 mSv Exposition bekommen kann, gilt sie als beruflich strahlenexponiert. In der Regel ist das beruflich strahlenexponierte Personal, das in der Röntgendiagnostik arbeitet, der Kategorie B zu zuordnen. Bei Personen dieser Kategorie kann laut StrlSchV (§ 71 StrlSchV) im Jahr die beruflich bedingte Exposition zu mehr als 1 mSv effektiver Dosis, oder an den Extremitäten mit mehr als 50 mSv führen. Beruflich strahlenexponierte Personen, die mit einer effektiven Dosis von mehr als 6 mSv, von mehr als 15 mSv an den Augenlinsen oder an den Extremitäten mit mehr als 150 mSv jährlich exponiert werden können, werden der Kategorie A zugeordnet. Personen der Kategorie A müssen vor Aufnahme der Tätigkeit und anschließend jährlich ärztlich überwacht werden, um die gesundheitliche Eignung festzustellen (§ 77 StrlSchV) (StrlSchV 2018). Auch begrenzt das Strahlenschutzgesetz maximale Organdosen pro Kalenderjahr (§ 78 StrlSchG) (StrlSchG 2017): 500 mSv dürfen an Händen, Unterarmen, Füßen, Knöchel und der Haut nicht überschritten werden. Der jährliche Grenzwert der Augenlinsendosis wurde mit der Novellierung des Strahlenschutzrechts zum 31.12.2018 von 150 mSv auf 20 mSv herabgesetzt und muss ab potentiellen Überschreitungen von 15 mSv im Jahr ebenfalls dosimetrisch ermittelt werden. Um die Einhaltung dieser Grenzwerte sicherzustellen, erfolgt die monatliche amtliche Personendosisermittlung (§ 64 StrlSchV) (StrlSchV 2018).

2015 und 2017 wurde im medizinischen Bereich der Grenzwert der effektiven Dosis von 20 mSv jeweils einmal überschritten, in den Jahren 2016 und 2018 erfolgte keine Grenzwertüberschreitung im medizinischen Bereich (Parlamentsbericht 2021). Die mittlere Personendosis aller beruflich strahlenexponierten Personen in Deutschland betrug im Kalenderjahr 2018 0,06 mSv. Werden nur die Dosen von Personen mit einer messbaren Strahlenexposition berücksichtigt, dies waren in 2018 14 % der Beschäftigten, lag die mittlere Personendosis bei 0,46 mSv (Parlamentsbericht 2021).

Für Patienten existieren keine Dosisgrenzwerte. Durch das Bundesamt für Strahlenschutz werden allerdings in regelmäßigen Abständen diagnostische Referenzwerte für bestimmte Röntgenanwendungen veröffentlicht. Die letzten Aktualisierungen der diagnostischen Referenzwerte erfolgten 2016 bzw. 2018 und 2022 [DRW 2022] für Röntgenuntersuchungen. Zur Methodik der Aktualisierungen 2016 und 2018 siehe Schegerer et al. (Schegerer et al. 2020). Die Anzahl der aufgelisteten Röntgenanwendungen wurde bei dieser Aktualisierung insgesamt erweitert. Für den interventionellen Bereich sind die zu beachtenden diagnostischen Referenzwerte in Tab. 1 aufgeführt. Eine Liste der relevanten diagnostischen Referenzwerte sollte für alle Beteiligten an jedem Interventionsarbeitsplatz sichtbar aufgehängt sein. Unbedingt ist auf möglicherweise verschiedene Einheiten an den Röntgeneinrichtungen und im digitalen Bildarchivierungs- und Kommunikationssystem (Picture Archiving and Communication System; PACS) zu achten.

Mit dem neuen Strahlenschutzgesetz und der neuen -verordnung, die zum 31.12.2018 in Kraft getreten sind, werden zur Vermeidung, Erkennung und Meldung von Vorkommnissen Regelungen vorgegeben (§ 90 StrlSchG und § 105 und § 108 StrlSchV). Auch werden einige Meldekriterien explizit genannt. Für fluoroskopische Verfahren sind hier insbesondere die in Tab. 2 genannten Kriterien von Bedeutung.

Für gewöhnlich übernehmen der zuständige Strahlenschutzbeauftragte und Medizinphysik-Experte die initiale Feststellung und Bearbeitung des Vorkommnisses und ggf. die Festlegung von Maßnahmen zur Vermeidung eines solchen Vorkommnisses in der Zukunft.

Ab 2 bis 3 Gy Hautdosis können deterministische Schäden/Gewebereaktionen auftreten (Cousins et al. 2013; SSK 2007). Eine grobe Ermittlung der Hautdosis ist über das Dosisflächenprodukt und der Annahme einer Feldgröße von 10 cm × 10 cm möglich, indem das bekannte Dosisflächenprodukt in cGy∙cm² durch die exponierte Feldgröße in cm² dividiert wird. Wird bei einer Intervention beispielsweise ein Dosisflächenprodukt von 25.000 cGy∙cm² bei dem Patienten angezeigt und das Eintrittsfeld nicht verändert, kann bei der Feldgrößenannahme von 10 cm × 10 cm² von einer Hautdosis von mindestens 2,5 Gy ausgegangen werden. Bei abgeschätzten Hautdosen von über 2 Gy sollte Rücksprache mit dem zuständigen Medizinphysik-Experte gehalten werden.

Nach der Kardiologie sind periphere radiologische Gefäßinterventionen die zweithäufigste Eingriffsart. Die Zahl der Linksherzkatheter-Untersuchungen lag 2019, basierend auf der Hochrechnung des Deutschen Herzberichts, bei 875.684 (Herzbericht 2021). Ein Trend von -3,4 % ergibt sich zu den 906.843 Untersuchungen im Jahr 2014. Bei den perkutanen, koronaren Interventionen (PCI) ist die Anzahl in den Jahren 2014 und 2019 beinahe konstant: 361.377 (2018) zu 360.108 (2014) (Herzbericht 2021). Dabei finden jährlich knapp 100.000 PCI Eingriffe zur Therapie von Herzinfarkten ihre Anwendung (STEMI: 52.000; NSTEMI: 46.000) (Freisinger et al. 2014).

Dem gegenüber werden in Deutschland allein im stationären Sektor knapp 95.000 endovaskuläre Revaskularisationen zur Therapie der pAVK durchgeführt (Malyar et al. 2013).

Die mittlere Durchleuchtungszeit beläuft sich bei peripheren, arteriellen Interventionen auf ca. zwölf Minuten; das Dosisflächenprodukt im Mittel auf 5034 cGy∙cm² (Heuser et al. 2012). Sowohl das Dosisflächenprodukt als auch die Durchleuchtungszeit sind in der Becken-Bein-Region also niedrig. Das genannte mittlere Dosisflächenprodukt aus dem Jahr 2012 liegt aber über den beiden aktuellen diagnostischen Referenzwerten der PTA des Oberschenkels und Knie und des Unterschenkels und Fußes (siehe Tab. 1). Das Meldekriteriums eines bedeutsamen Vorkommnisses von 50.000 cGy∙cm² liegt hingegen um einen Faktor 10 höher. Vor Überschreiten dieser Prüfschwelle würde mit der Triggerschwelle einer dreifachen diagnostischen Referenzwert Überschreitung bei einigen Eingriffen, wie beispielsweise bei der PTA des Oberschenkels und Knies (7.500 cGy∙cm²) oder des Unterschenkels und Fußes (5.400 cGy∙cm²) der kollektive Ansatz greifen.

Zur Reduktion der Exposition des medizinischen Personals sollten Strahlenschutzmittel geräteseitig an der Röntgeneinrichtung angebracht und persönliche Strahlenschutzmittel getragen werden (Bartal et al. 2021; König et al. 2019; Lopez et al. 2018).

Zu den geräteseitigen Strahlenschutzmitteln gehört der Untertischbleivorhang, die Verlängerung des Bleivorhangs nach oben (Abdeckung des Patienten seitlich) durch Aufsteck-Strahlenschutzmittel, und Bleiglasscheiben zum Schutz des Oberkörpers des medizinischen Personals. Die deckengehängten Bleiglasscheiben sind ausschlaggebend für den Schutz des Kopfes des Interventionalisten (Lopez et al. 2018). Dosiseinsparungen von mindestens 50 % können durch dieses Schutzmittel zusätzlich erreicht werden (Galster et al. 2013; Meisinger et al. 2016). In den meisten Fällen weisen diese geräteseitigen Strahlenschutzmittel einen Bleigleichwert von 0,5 mmPb auf. Ergänzt werden können die geräteseitigen Strahlenschutzmittel durch mobile Wände, mobile Strahlenschutzkanzeln oder auch durch aufgelegte, gegebenenfalls steril anwendbare Abdeckungen des Patienten außerhalb des Strahlungsfeldes.

Strahlenschutzschürze (Kostüm (Weste und Rock) oder Ganzkörperschürze) und der Schilddrüsenschutz sind die meist eingesetzten Strahlenschutzmittel an Arbeitsplätzen mit Röntgenanwendungen (Lynskey et al. 2013). Für den Einsatz bei Interventionen sind die Kostüme häufig mit 0,35 mmPb ausgestattet, der Schilddrüsenschutz mit 0,5 mmPb. Die Kostüme können eine Reduktion der Strahlenexposition um ca. 95 % erzielen, weisen einen Überlappungsbereich im Brust- und Beckenbereich auf und reduzieren die Last auf die Wirbelsäule. Die Strahlenschutzkostüme bestehen zum Teil aus Blei, es gibt jedoch auch häufiger bleifreie Schürzen, die jedoch weiterhin mit einem Bleigleichwert in ihrer Schutzwirkung charakterisiert werden. Für das medizinische Personal ist hier insbesondere der Tragekomfort (Gewicht, Gewichtsverteilung und Temperatur unter der Schürze) das entscheidende Kriterium neben der Strahlenschutzwirkung.

Der internationale Standard IEC 61331–1/2/3 regelt die Kriterien für den sicheren Gebrauch von Strahlenschutzmaterialien.

Um die Augenlinse des Interventionalisten wegen des inzwischen geltenden Grenzwerts von 20 mSv pro Jahr besonders zu schützen, ist die Verwendung einer Strahlenschutzbrille eine zusätzliche Empfehlung. Studien zeigen eine deutliche Reduktion der Augenlinsendosis durch das Tragen einer Strahlenschutzbrille (Sans Merce et al. 2016; van Rooijen et al. 2014). Strahlenschutzbrillen können den Effekt der Expositionsreduktion durch die Verwendung einer Bleiglasscheibe noch optimieren (Distler et al. 2018; van Rooijen et al. 2014). Es ist unbedingt darauf zu achten, dass die Strahlenschutzbrille möglichst nah an den Augen getragen wird und ein seitlicher Strahlenschutz an der Brille vorhanden ist (Meisinger et al. 2016).

Auch existieren Strahlenschutzhauben (Strahlengang und Haubenform entscheidend für die Expositionsreduktion (Guni et al. 2021)), Bleihandschuhe (Reduktion der Strahlenexposition um 30 bis 40 % (Bartal et al. 2021)) und auch Schutzmittel für die unteren Extremitäten. Bei diesen Strahlenschutzmitteln muss der Nutzen anwendungsbezogen abgewogen werden (Bartal et al. 2021). Beispielsweise ist bei der Verwendung von Bleihandschuhen zu berücksichtigen, dass die automatische Dosisregelung, sollte der Bleihandschuh mit in den Strahlengang geraten, die Dosis des Patienten und damit die Streustrahlung für das Personal besonders erhöht. Auch ist zu vermeiden, dass sich der Interventionalist durch zusätzliche Schutzmittel in falscher Sicherheit wiegt (Meisinger et al. 2016).

Grundsätzlich sollte sich bei der Wahl der passenden Röntgeneinrichtung an der Tab. E.5a der Sachverständigen-Prüfrichtlinie orientiert werden (SV-RL 2020) und nicht ungeeignete Röntgeneinrichtungen für Interventionen verwendet werden. Die Röntgenröhre sollte, wenn möglich, unter dem Patiententisch positioniert werden, um einen besseren Streustrahlenschutz für das Personal erzielen zu können (Schächinger et al. 2015). Auch sollte das Personal, wenn möglich, bei horizontalem Strahlengang auf der Detektorseite stehen. Der Patient sollte möglichst weit weg von der Röntgenröhre und möglichst nah am Detektor im Strahlengang positioniert sein. Dies bedeutet, dass der Patiententisch möglichst nah zum Detektor hoch gefahren wird. Die benötigte Strahlungsmenge nimmt mit zunehmendem Patientendurchmesser im Strahlengang zu (Vergleich ap/pa zu lateralen Aufnahmen), so dass auch die resultierende Streustrahlung und damit die Personaldosis größer ist. Zur Reduktion der Streustrahlung sollte möglichst gut auf das Zielvolumen eingeblendet und Streustrahlenraster verwendet werden. Zudem sollte im Niedrigdosis-Durchleuchtungsmodus und mit der Last-Image-Hold-Funktion zur Dokumentation gearbeitet werden und nur kurzzeitig, sofern für die Sichtbarkeit kleiner Materialien notwendig, im Hochdosis-Durchleuchtungsmodus oder im Aufnahmemodus (Cousins et al. 2013; Serna Santos et al. 2020). Zwischen diesen beiden Modi liegt ca. ein Faktor 10 in der Exposition. Die Anzahl an Serien und Aufnahmen sollte zur Optimierung des Strahlenschutzes genutzt werden. Die Pulsung sollte möglichst klein gehalten werden und auf das erforderliche Feld eingeblendet werden (Schächinger et al. 2015). Es empfiehlt sich als Standard im Programm eine geringe Frequenz von bspw. zwei bis vier Pulsen pro Sekunde festzulegen. Die Zoom-/Vergrößerungsfunktion sollte mit Bedacht eingesetzt werden, da diese ebenfalls die Eintrittsdosis des Patienten erhöht (Cousins et al. 2013; Serna Santos et al. 2020). Bei der Katheter- und Drahtführung ermöglicht die Roadmapping-Funktion, bei der das Füllungsbild vom aktuellen Durchleuchtungsbild subtrahiert wird und dadurch allein das Kontrastmittel in den Gefäßen und der Katheter sichtbar ist, eine Reduktion von Durchleuchtungszeit und Dosis.

Elementar sind regelmäßige Schulungen des Personals zur Reduktion der Strahlenexposition von Patient und Personal (Lopez et al. 2018). Kuon et al. zeigte, dass schon eine 90-minütige Schulung von Kardiologen drei Monate später das Dosisflächenprodukt um 50 % reduziert (Kuon et al. 2015).

Die europäische Gesellschaft für kardiovaskuläre und interventionelle Radiologie (CIRSE) und die Gesellschaft für interventionelle Radiologie (Society of Interventional Radiology; SIR) haben im Jahr 2010 die Kernpunkte des Strahlenschutzes für ein sicheres und optimales Arbeiten zusammengestellt (Miller et al. 2010):

Gemäß dem Abstandsquadratgesetz kann der Strahlenschutz durch einen größeren Abstand zwischen der Röntgenröhre und dem exponierten Feld bzw. dem Patienten weiter optimiert werden. So werden durch den Abstand zwischen Gefäßzugang und Zielorgan bei Eingriffen im Leisten- bzw. proximalen Oberschenkelbereich entsprechend höhere Personalexpositionen erwartet als bei Interventionen im Oberbauch oder im Unterschenkel. Ein ipsilateraler Zugang wird mit einer höheren Strahlenexposition des Interventionalisten einhergehen als der kontralaterale Zugang. Eine Studie von Lange und von Boetticher 2006 ergab eine doppelte Strahlenexposition des Behandlers bei diagnostischen Koronarangiografien bei radialen Zugängen im Vergleich zu femoralen Zugängen (Lange und von Boetticher 2006). Bei koronaren Interventionen lag der Unterschied immer noch bei einer um die Hälfte erhöhten Strahlenexposition bei der Nutzung des radialen Zugangs.