Medizintechnik RS 1, 2. Röntgenverordnung Strahlenschutzverordnung. Einführung Strahlenschutz

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1 RS 1, 2 Röntgenverordnung Strahlenschutzverordnung Einführung Strahlenschutz 1

2 Röntgenverordnung Strahlenschutzverordnung 2

3 Geschichtliches 1895 Entdeckung von unsichtbaren Strahlen durch Wilhelm Röntgen Nach Bestrahlung oftmals Erytheme schon früh Gedanken über Strahlenschutz 1957 Beitritt Deutschlands zur EURATOM Gründung der Strahlenschutzkommission (SSK) als beratendes Organ Strahlenschutz von Patienten (84/466/EURATOM) Zu jeder medizinischen Strahlenanwendung muss es eine Rechtfertigung geben 1987 Röntgenverordnung 1989 Strahlenschutzverordnung /2002 Novellierungen zur Integration der PatSRL (Patientschutzrichtlinie, 97/43/EURATOM)

4 Genehmigungspflicht 4

5 Genehmigungspflicht (1) Wer eine Röntgeneinrichtung betreibt, bedarf der Genehmigung. 5

6 Genehmigungspflicht (2) Was ist eine Röntgeneinrichtung? 6

7 Genehmigungspflicht (3) Die Genehmigung ist zu erteilen, wenn: keine Tatsachen vorliegen, aus denen sich Bedenken gegen die Zuverlässigkeit des Antragstellers oder eines Strahlenschutzbeauftragten ergeben die für den sicheren Betrieb der Röntgeneinrichtung notwendige Anzahl von Strahlenschutzbeauftragten vorhanden, der ihnen übertragene Entscheidungsbereich festgelegt ist und ihnen die für die Erfüllung ihrer Aufgaben erforderlichen Befugnisse eingeräumt sind jeder Strahlenschutzbeauftragte die für den Strahlenschutz erforderliche Fachkunde besitzt 7

8 Genehmigungspflicht (4) gewährleistet ist, dass die beim Betrieb der Röntgeneinrichtung sonst tätigen Personen die notwendigen Kenntnisse über die mögliche Strahlengefährdung und die anzuwendenden Schutzmaßnahmen besitzen gewährleistet ist, dass beim Betrieb der Röntgeneinrichtung die Einrichtungen vorhanden und die Maßnahmen getroffen sind, die nach dem Stand der Technik erforderlich sind, damit die Schutzvorschriften eingehalten werden 8

9 Genehmigungspflicht (5) bei einer Röntgeneinrichtung zur Untersuchung von Menschen gewährleistet ist, dass bei dem vorgesehenen Betrieb die erforderliche Bildqualität mit einer möglichst geringen Strahlenexposition erreicht wird Merke: Nirgendwo ist jedoch gefordert, dass man immer das Allerneueste vorhalten muss! 9

10 Strahlenschutzverantwortliche Strahlenschutzbeauftragte 10

11 Strahlenschutzverantwortlicher Strahlenschutzverantwortlicher ist, wer eine Röntgeneinrichtung betreibt. Der Strahlenschutzverantwortliche hat die erforderliche Zahl von Strahlenschutzbeauftragten schriftlich zu bestellen. 11

12 Strahlenschutzbeauftragter (1) Dem Strahlenschutzbeauftragten dürfen nur solche Aufgaben übertragen werden, die er infolge seiner Stellung im Betrieb und der ihm übertragenen Befugnisse erfüllen kann. Bei der Bestellung des Strahlenschutzbeauftragten ist dessen innerbetrieblicher Entscheidungsbereich schriftlich festzulegen. Zu Strahlenschutzbeauftragten dürfen nur Personen bestellt werden, gegen die keine Tatsachen vorliegen, aus denen sich Bedenken gegen ihre Zuverlässigkeit ergeben, und die die für den Strahlenschutz erforderliche Sachkunde besitzen. 12

13 Strahlenschutzbeauftragter (2) Dem Strahlenschutzbeauftragten obliegen die ihm durch die Röntgenverordnung auferlegten Pflichten nur im Rahmen seines innerbetrieblichen Entscheidungsbereichs Er hat dem Strahlenschutzverantwortlichen unverzüglich alle Mängel mitzuteilen, die den Strahlenschutz beeinträchtigen Der Strahlenschutzbeauftragte darf bei der Erfüllung seiner Pflichten nicht behindert werden und wegen seiner Tätigkeit nicht benachteiligt werden. 13

14 Strahlenschutzbeauftragter (3) Ergibt sich, dass der Strahlenschutzbeauftragte infolge eines unzureichenden innerbetrieblichen Entscheidungsbereichs oder aus anderen Gründen seine Aufgaben nur unzureichend erfüllen kann, so kann die zuständige Behörde feststellen, dass er nicht als Strahlenschutzbeauftragter im Sinne der Röntgenverordnung anzusehen ist. 14

15 Allgemeine Schutzvorschriften 15

16 Allgemeine Schutzvorschriften (1) Der Strahlenschutzverantwortliche hat zum Schutz einzelner und der Allgemeinheit vor Strahlenschäden an Leben, Gesundheit und Sachgütern durch geeignete Schutzmaßnahmen insbesondere durch Bereitstellung - geeigneter Räume - Schutzvorrichtungen - Geräte und Schutzausrüstungen für Personen durch geeignete Regelung des Betriebsablaufs und 16 durch Bereitstellung ausreichenden und geeigneten Personals

17 Allgemeine Schutzvorschriften (2) erforderlichenfalls durch Außerbetriebsetzung, dafür zu sorgen, dass jede unnötige Strahlenexposition von Menschen vermieden wird, jede Strahlenexposition von Menschen unter Berücksichtigung aller Umstände so gering wie möglich gehalten wird. 17

18 Qualitätssicherung 18

19 Qualitätsmanagement / Qualitätssicherung (1) Röntgeneinrichtungen zur Untersuchung zur Behandlung 19

20 Qualitätsmanagement / Qualitätssicherung (2) Röntgeneinrichtungen zur Untersuchung In regelmäßigen Zeitabständen, mindestens jedoch monatlich, ist durch eine Konstanzprüfung festzustellen, ob die Bildqualität den Erfordernissen noch entspricht. Das Ergebnis der Konstanzprüfungen ist aufzuzeichnen; zu den Aufzeichnungen gehören auch die Aufnahmen des Prüfkörpers. Ist die erforderliche Bildqualität nicht mehr gegeben, ist unverzüglich die Ursache zu ermitteln und zu beseitigen. 20

21 Qualitätsmanagement / Qualitätssicherung (3) Röntgeneinrichtungen zur Behandlung Mindestens alle sechs Monate ist zu prüfen, ob die Dosisleistung im Nutzstrahlenbündel den Angaben der Aufzeichnung noch entspricht; das Ergebnis der Prüfung ist aufzuzeichnen. Bei wesentlichen Änderungen der Dosisleistung sind unverzüglich die Ursachen zu ermitteln und zu beseitigen oder die Bestrahlungspläne zu ändern. 21 Die vorgeschriebenen Messungen sind nicht erforderlich, wenn die Dosis während der Behandlung fortlaufend gemessen wird.

22 Sonstige Betreiberpflichten 22

23 Sonstige Betreiberpflichten Wer eine Röntgeneinrichtung betreibt, hat dafür zu sorgen, dass die beim Betrieb dieser Röntgeneinrichtung beschäftigten Personen anhand der Gebrauchsanweisung in die sachgerechte Handhabung durch jemanden eingewiesen werden, der über die dafür erforderliche Fachkunde verfügt. und die Röntgeneinrichtung in Zeitabständen von längstens fünf Jahren durch einen von der zuständigen Behörde bestimmten Sachverständigen überprüfen zu lassen und eine Durchschrift des Prüfberichts der zuständigen Behörde zu übersenden. 23

24 Röntgenräume 24

25 Röntgenräume Eine Röntgeneinrichtung darf nur in dem in der Genehmigung oder in der Bescheinigung des Sachverständigen bezeichneten allseitig umschlossenen Raum (Röntgenraum) betrieben werden. Abweichend darf eine Röntgeneinrichtung zur Untersuchung außerhalb des Röntgenraumes betrieben werden, wenn der Zustand der zu untersuchenden Person dies zwingend erfordert. Die Röntgenuntersuchung ist so vorzunehmen, dass das Nutzstrahlenbündel keine andere als die zu untersuchende Person treffen kann. 25 Der Röntgenraum ist entsprechend zu kennzeichnen.

26 Kennzeichnung Röntgenraum 26

27 Aufzeichnungen 27

28 Aufzeichnungen Über jede Anwendung von Röntgenstrahlen sind Aufzeichnungen anzufertigen. Aus ihnen müssen der Zeitpunkt, die Art der Anwendung, die untersuchte oder behandelte Körperregion sowie die Angaben hervorgehen, die zur Ermittlung der Körperdosen erforderlich sind. Die Aufzeichnungen sind auf Verlangen der zuständigen Behörde vorzulegen. 28

29 Strahlendosimetrie Strahlenschäden und -schutz 29

30 Strahlendosimetrie 30

31 Der Zerfall von Atomen 31

32 Grundlagen (1) Es werden verschiedene Begriffe verwendet: Aktivität = Anzahl der radioaktiven Zerfälle/sec Einheit: Bq (Becquerel) = 1/s. Eine bestimmte Menge radioaktiver Atome besitzt die Aktivität von 1 Bq, wenn pro sec genau ein Kern zerfällt. Jeder Zerfall ist mit der Emission ionisierender Strahlung verbunden. Ionendosis = erzeugte Ladung einer Masse durchstrahlter Luft. Einheit: C/kg, wobei C (= Coulomb) die Einheit für die elektrische Ladung ist. Die Ionendosis kann direkt mit einem Geigerzähler bestimmt werden. 32

33 Grundlagen (2) Energiedosis = Energiemenge einer ionisierenden Strahlung, die ein durchstrahlter Körper pro Masse (nicht Luft) aufnimmt Einheit: Gy (Gray) = 1 Joule/kg. 1 Gy bedeutet, dass die Energie von 1 Joule an 1 kg eines beliebigen Stoffes abgegeben wurde. Die Energiedosis kann kaum direkt bestimmt werden ( Ionisationskammer) 33

34 Reichen diese Kennzahlen zur Abschätzung eines Strahlenschadens aus? 34

35 Abschätzung Strahlenschaden (1) Die Einheiten C/kg und Gy reichen nicht aus, um die biologische Schädigung durch Strahlung zu beschreiben. Die Strahlenschäden hängen von zahlreichen Faktoren ab, insb. von der Art der ionisierenden Strahlung. So ist 1 Gy Alphastrahlung etwa 20mal so gefährlich für den Organismus wie 1 Gy Gammastrahlung. 35

36 Abschätzung Strahlenschaden (2) Die Äquivalentdosis versucht die unterschiedliche biologische Wirksamkeit verschiedener Strahlungsarten für den menschlichen Organismus mit Hilfe von sog. RBW-Faktoren (RBW: relative biologische Wirksamkeit) zu berücksichtigen: Äquivalentdosis = Energiedosis x w R Maßeinheiten zu Radioaktivität und Strahlung als RBW-Faktor (Relative biologische Wirksamkeit) = w R (Strahlungswichtungsfaktor): Röntgenstrahlung: 1 Gammastrahlung: 1 Betastrahlung: 1 Neutronenstrahlung (je nach Energie): 5-20 Protonenstrahlung: 5 Alphastrahlung: 20 36

37 Abschätzung Strahlenschaden (3) Bei Äquivalentdosis bzw. RBW-Faktoren ist zu beachten, dass es sich hierbei nicht um physikalische Messgrößen handelt, sondern lediglich um Abschätzungen, die anhand von Tierversuchen und Atombombenwirkungen (Atomwaffen) gewonnen wurden, um das kaum quantifizierbare Strahlungsrisiko rechnerisch zu erfassen (Strahlenschäden). Einheit: Sievert 1 Sv = (1/x) Gy * x w R 1 Sv = 1 J / kg 37 Tödlich: kurzzeitige Einwirkung >5000 msv Dauerschaden: kurzzeitig >250 msv

38 Abschätzung Strahlenschaden (4) Eine Strahlenbelastung von z.b. 0,01 Sv Gamma-, Röntgen-, Beta-, Neutronen- oder Alphastrahlung führt danach zu gleich hohen Strahlenschäden. Daher ist die Äquivalentdosis die wichtigste Messgröße für Strahlenschäden. Als Dosisleistung bezeichnet man die in einer bestimmten Zeit aufgenommene Dosis dividiert durch die Zeit: Dosisleistung = Dosis/Zeit, Einheit z.b. msv/jahr (Millisievert pro Jahr). Normale Strahlenbelastung in Deutschland ca. 4 msv/jahr 38

39 Abschätzung Strahlenschaden (5) Effektive Gesamtkörperdosis = Äquivalentdosen der einzelnen Körperregionen Effektive Dosis (Körperregion) = Äquivalentdosis x w T (Gewebewichtungsfaktor) w T (Durchschnittswerte für Gesamtbevölkerung 0-75 Jahre) dienen zur Abschätzung des nominellen stochastischen Strahlenrisikos nach Exposition 39

40 Sperrbereich Kontrollbereich Überwachungsbereich 40

41 Abgrenzung der Bereiche ÜBERWACHUNGSBEREICH B KONTROLLBEREICH A SPERR- BEREICH 41

42 Sperrbereich nur nach Strahlenschutzverordnung definiert Höhere Dosisleistung als 3 msv pro Stunde Zeitlich begrenzter Aufenthalt nur mit Sondergenehmigung (und nur zur Durchführung gewisser, für diesen Bereich vorgesehener Betriebsvorgänge, aus zwingenden betrieblichen Gründen) 42

43 Kontrollbereich (1) Möglichkeiten höherer Körperdosen als 6 msv pro Jahr Maximale Körperdosis auf 50 msv pro Jahr festgelegt Das hier arbeitende Personal gehört zu den "beruflich strahlenexponierten Personen der Kategorie A" Schutzkleidung vorgesehen Kontrollbereiche sind abzugrenzen und während ihrer Einschaltzeit und Betriebsbereitschaft zu kennzeichnen 43

44 Kontrollbereich (2) Zutritt nur für einen fest umrissenen Personenkreis: Patienten zur Untersuchung (bzw. Therapie) Personen zur Ausübung ihrer Tätigkeit Auszubildende, wenn dies für ihre Ausbildung erforderlich ist Schwangere und Personen unter 18 Jahren nur zur Untersuchung oder Behandlung Ausnahme: Auszubildende zwischen 16 und 18 Jahren nur unter Aufsicht eines Fachkundigen mit Genehmigung der zuständigen Behörde 44

45 Überwachungsbereich An Kontrollbereiche angrenzende Räumlichkeiten, in denen das Personal Ganzkörperdosen bis 6 msv pro Jahr erhalten kann Das hier arbeitende Personal gehört zu den "beruflich strahlenexponierten Personen der Kategorie B". 45

46 Zulässige Körperdosen RÖV, Anl. IV Zulässige Körperdosen nach Anlage IV der Röntgenverordnung Jahres-Körperdosis beruflich Strahlenexponierte der Kategorie A beruflich Strahlenexponierte der Kategorie B Ganzkörperdosis (Effektivdosis) Teilkörperdosen: Keimdrüsen, Gebärmutter, rotes Knochenmark 50 msv 15 msv 50 msv 15 msv Schilddrüse, Knochenoberfläche, Haut Hände, Unterarme, Füße, Unterschenkel, Knöchel 300 msv 90 msv 500 msv 150 msv 46 alle übrigen Organe / Gewebe z. B. Oberarm, Oberschenkel, Lunge, Augenlinse, Schädel 150 msv 45 msv

47 Belastung durch Röntgenaufnahmen 47

48 Strahlenbelastung beim Röntgen herkömmliche Röntgen-Untersuchung msv Zahnaufnahme bei Kiefer- Zahnuntersuchung 0,01 Brustkorb 0,03 Gliedmassen Beine, Arme, bei Verdacht auf Knochenbrüche 0,05 Kopf bei Schädelbruch 0,1 Hüfte bei Hüftgelenksarthrose 0,3 Mammografie Brustkrebs-Vorsorge 0,5 Becken bei Deformationen 0,6 Wirbelsäule bei Bandscheibenvorfall, Deformationen 1 Venen bei Thrombose 1 Darm 15 Schlagadern CT Computertomografie Kopf, Schädel 3 Wirbelsäule 7 Brustkorb 10 Bauchraum 20

49 Strahlenschäden 49

50 Strahlenschäden (1) Strahlenschäden DETERMINISTISCHER STRAHLENSCHADEN STOCHASTISCHER STRAHLENSCHADEN 50

51 Strahlenschäden (2) Deterministische Strahlenschäden Hierunter versteht man Schäden, die als Summe vieler elementarer Strahlenwirkungsprozesse auftreten. Sie können erst oberhalb von Dosisschwellenwerten auftreten, sind also nicht zufallsabhängig: bis zu einer bestimmten Dosis tritt keine Schädigung auf, ab dem Schwellenwert jedoch regelhaft. Zu den deterministischen Strahlenschäden gehören z.b. die Trübung der Augenlinse. 51

52 Strahlenschäden (3) Stochastische Strahlenschäden Stochastische Schäden entstehen durch die Wirkung eines einzigen Röntgenquants. Ein Röntgenquant alleine setzt dabei die Schädigung in vollem Umfang, die Dosis der Strahlung hat keinen Einfluss auf das Ausmaß des Schadens (Alles-oder- Nichts-Gesetz), sondern nur auf die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines solchen. Die stochastischen Schädigungen sind also den Gesetzmäßigkeiten des Zufalls unterworfen. 52 Man geht davon aus, dass für stochastische Strahlenschäden keinen Schwellenwert gibt.

53 Strahlenkrankheit 53

54 Strahlenkrankheit (1) Abhängig von der empfangenen Dosis und Art der Strahlung Von nur geringen Langzeitschäden Bis bin zum Tod innerhalb von Minuten Bei mittleren Dosen zeigen sich die Symptome nach Stunden bis Wochen und zeigen vorwiegend Hautschäden Innere Blutungen Blutbildveränderungen 54

55 Strahlenkrankheit (2) Generell gilt für die Strahlenkrankheit: Je höher die Dosis desto schwerwiegender sind die Auswirkungen desto schneller treten die Symptome auf desto länger dauert die Erholungsphase desto länger bleibt die Krankheit bestehen desto geringer werden die Überlebenschancen 55

56 Strahlenkrankheit (3) Zeit nach Bestrahlung Ab etwa 2-3 Sv mehr als 1 SV bis etwa 1 Sv in den ersten 48 Stunden Schwindel u. Erbrechen nach Min. oder wenigen Std., Krämpfe, Bewusstlosigkeit, Hirntod, bei milderem Verlauf Apathie, Durchfall, Fieber Schwindel, Erbrechen am 1.Tag, evtl. am 2.Tag in leichterer Form 1. Woche eventuell kurze Phase ohne Krankheitszeichen Erbrechen, Durchfall, blutender Schleimhautzerfall in Rachen, Kehlkopf und Darm, hohes Fieber, Appetitlosigkeit, völliger Kräftezerfall keine Krankheitszeichen keine Krankheitszeichen 2. Woche Todesrate 90 bis 100% Hauptkrankheitsursachen: schwere Magen-Darm- Störungen Woche Haarausfall, Appetitverlust, Durchfall (oft blutig), blutender Schleimhautzerfall in Mund und Rachen. Verlust der weißen Blutkörperchen, Fieber teilweise Haarausfall, Appetitverlust, Müdigkeit, Schluckbeschwerden, leichter Durchfall, Verminderung der Blutzellen, punktförmige Hautblutungen Todesrate 0-5%

57 Strahlenkrankheit (4) 57

58 Strahlenkrankheit (5) 58

59 Grundsätze des Strahlenschutzes ALARA Prinzip As Low As Reasonably Achievable 59

60 Strahlenschutz: Strategien Man unterscheidet daher zwei Strategien des Strahlenschutzes: Zur Minimierung deterministischer Schäden: Festlegung von Dosis-Maximalwerten, in der Diagnostik nur in Extremfällen ein Problem, da durch die technischen Möglichkeiten heute die Belastungen im Rahmen diagnostischer Maßnahmen normalerweise weit unter den Dosisgrenzwerten liegen. Die Reduzierung stochastischer Strahlenschäden ist nur durch die Verminderung der Wahrscheinlichkeit für ihr Auftreten möglich, d.h. wenige Aufnahmen - niedrige Dosis! 60

61 Grundsätze Strahlenschutz 1. Grundsatz der Notwendigkeit und Rechtfertigung Es darf keine Strahlenanwendung ohne einen daraus resultierenden Nettonutzen für den Patienten geben. 2. Grundsatz der Optimierung Alle Strahlenexpositionen müssen so niedrig gehalten werden, wie es unter Berücksichtigung wirtschaftlicher und sozialer Faktoren vernünftigerweise erreichbar ist. 3. Grundsatz der Überwachung individueller Dosisgrenzwerte Die Strahlendosis von Einzelpersonen soll die für die jeweiligen Bedingungen festgelegten Grenzwerte nicht überschreiten regelmäßige Dosisbestimmungen. 61

62 Strahlenschutz: Hauptprobleme (1) Hauptprobleme beim Strahlenschutz: Strahlenschutzmaßnahmen (z.b. niedrige Dosis) stehen häufig in Konflikt mit den Notwendigkeiten der Diagnostik (z.b. ausreichende Dosis für erforderliche Bildqualität)! Bei gegensätzlichen Tendenzen von Maßnahmen zur Steigerung der Bildqualität einerseits und zur Reduzierung der Strahlenexposition des Patienten andererseits muss ein sinnvoller Kompromiss gefunden werden. 62

63 Strahlenschutz: Hauptprobleme (2) Und immer wichtig zu wissen: Die Einschätzung des Risikos durch eine Strahlenexposition beruht auf Angaben in der Literatur, die aus strahlenbiologischen Erkenntnissen experimentellen Untersuchungen quantitativen Angaben zu medizinischen Strahlenbehandlungen Unfällen und Atomwaffenwirkungen zusammengetragen wurden. 63

64 Personenschutz 64

65 Grundsätze des Personenschutzes (4) Die drei großen A des Strahlenschutzes Abschirmung Abstand Aufenthaltsbegrenzung 65

66 Abschirmung für Behandler und Patient Abschirmung 66

67 Abstands-Quadrat-Gesetz (1) Abstand 67

68 Abstand-Quadrat-Gesetz (2) Abstand Isodosiskurven eines chirurgischen C-Bogens 68

69 Aufenthaltsbegrenzung Vermeidung von Strahlenexposition durch Aufnahmen mit optimaler Belichtungstechnik Vermeidung von Doppel- oder Wiederholungsaufnahmen Sachgerechte Indikationsstellung der Aufnahmen Aufenthaltsbegrenzung 69

70 Zusammenfassung 70

71 Grundsätze des Personenschutzes Vermeidung unnötiger Röntgenuntersuchungen, insbesondere durch sachgerechte Indikationsstellung Auswahl geeigneter Bilderzeugungssysteme Sicherung der optimalen Funktion des Bilderzeugungssystems durch technische Qualitätskontrollen Sicherung optimaler Einstellungs- und Belichtungstechnik Anwendung von Strahlenschutzmitteln 71

72 Filmdosimeter 72

73 Filmdosimeter (1) 73

74 Filmdosimeter (2) 1 Ohne Filter, 2 Plastik", 3 Kupfer, 0.05 mm, 4 Kupfer, 0.5 mm, 5 Kupfer, 1.2 mm 6 Blei, 0.7 mm Diese 6 Felder sind für eine hinreichend genaue Differentialanalyse" der einfallenden Strahlung hinsichtlich ihrer Art, Energie und Menge" ausreichend. 74