Strahlenschutz in der Computertomografie

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Marcus Armbruster
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1 Strahlenschutz in der Computertomografie Michael Wiertz, MTRA-Schule Aachen Strahlenschutz Warum im CT so wichtig? Seite 2 1

2 Dienstag, 13. Oktober 2009 Mehr als 200 Patienten bei Computertomographie verstrahlt Los Angeles (AP) In einer Klinik in Los Angeles sind 206 Patienten während einer Computertomographie verstrahlt worden. Etwa 40 Prozent von ihnen litten unter Folgen wie Haarausfall. Die Patienten wurden einer um das Achtfache überhöhten Radioaktivität ausgesetzt, wie das Cedars-Sinai Medical Center am Montag mitteilte. Ursache des Unfalls war offenbar eine Computerpanne, die beim Zurücksetzen des Geräts auftrat. Dadurch wurde ein überhöhter Standardwert für die abzugebende Strahlung festgelegt. Der Fehler blieb 18 Monate lang unentdeckt. Die amerikanische Gesundheitsbehörde FDA forderte in einer Eilanweisung alle Krankenhäuser an, ihre Sicherheitsprotokolle der CT-Anlagen zu überprüfen The Associated Press. Seite 3 Erst nochmal kurz zurück zu Adam und Eva Seite 9 2

3 Dosisverteilung bei Untersuchungen des Schädels Dosisgrößen für die Röntgendiagnostik. HD Nagel. Philips Medizin Systeme. Hamburg Seite 10 Typisches Dosisprofil bei Einzelschicht-CT Dosisgrößen für die Röntgendiagnostik. HD Nagel. Philips Medizin Systeme. Hamburg Seite 11 3

4 Typisches Dosisprofil bei Einzelschicht-CT Dosisgrößen für die Röntgendiagnostik. HD Nagel. Philips Medizin Systeme. Hamburg Seite 12 Computed Tomography Dose Index (CTDI) Die Ausläufer des Dosisprofils werden der Dosis in der Schicht aufgeschlagen Dosisgrößen für die Röntgendiagnostik. HD Nagel. Philips Medizin Systeme. Hamburg Seite 13 4

5 Dosislängenprodukt (DLP) Um das gesamte Ausmaß einer Strahlenexposition beschreiben zu können, verwendet man in der CT das DLP. Das DLP ist das Produkt des CTDI w mit dem Produkt aus der Anzahl der Tischvorschübe und der Gesamtkollimation. Die Einheit des DLP lautet Gy cm (bzw. mgy cm). Seite 14 Abschätzung der Strahlenexposition für den Patienten Mittlere Konversationsfaktoren in msv / mgy cm Körperabschnitt Erwachsene Kinder (7 Jahre) Säuglinge (8 Wochen) weiblich männlich weiblich männlich weiblich männlich Schädel 0,0022 0,0020 0,0028 0,0028 0,0075 0,0074 Hals 0,0051 0,0047 0,0056 0,0055 0,018 0,017 Thorax 0,0090 0,0068 0,018 0,015 0,032 0,027 Oberbauch 0,010 0,0091 0,020 0,016 0,036 0,034 Becken 0,011 0,0062 0,018 0,011 0,045 0,025 Abdomen gesamt 0,010 0,0072 0,019 0,014 0,041 0,031 Strahlenschutz bei der Computertomografie. Folgerst KH. Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Seite 15 5

6 755 mgycm 0,010 msv/mgycm = 7,55 msv geb. 1948, weiblich Seite mgycm 0,0068 msv/mgycm = 2,34 msv geb. 1932, männlich Seite 17 6

7 70 mgycm 0,0068 msv/mgycm = 0,48 msv geb. 1934, männlich Seite mgycm mgycm = 2799 mgycm 0,0072 msv/mgycm = 20,15 msv geb. 1952, männlich Seite 19 7

dem DLP im Patientenprotokoll Thorax (eine KM-Phase) 2,34 msv 0,01 msv Thorax (Low

msv Seite 20 Strahlenschutzmaßnahmen Number of patients Mean gonad dose in msv SD Range

8 Abschätzung der Strahlenexposition für den Patienten Effektive Dosen berechnet aus dem DLP im Patientenprotokoll Thorax (eine KM-Phase) 2,34 msv 0,01 msv Thorax (Low Dose) 0,48 msv Abdomen (eine KM-Phase) 7,55 msv Aorta (zwei KM-Phase) 0,68 msv 20,15 msv Seite 20 Strahlenschutzmaßnahmen Number of patients Mean gonad dose in msv SD Range in msv Without gonad shielding With gonad shielding Hohl Chr., UK Aachen Dosisreduktion an Hoden bis zu 87 % ohne Bildverlust Seite 21 8

Strahlenschutzmaßnahmen Seite 22 Effektivität der Bleiabdeckung Fortschr. Röntgenstr. 165.

Dagegen ist die Hodenkapsel bei der CT des Abdomens anzuwenden.

9 Strahlenschutzmaßnahmen Seite 22 Effektivität der Bleiabdeckung Fortschr. Röntgenstr (1996) Bei der CT des Oberbauches kann auf die Bleiabdeckung zum Schutz des Uterus und der Ovarien verzichtet werden. Dagegen ist die Hodenkapsel bei der CT des Abdomens anzuwenden. Dosisreduktion der Uterusexposition in der klinische Thorax Computertomografie Fortschr Röntgenstr 2010; 182: Unsere Ergebnisse zeigen, dass Bleiabdeckungen eine effektive Dosisreduktionstechnik zum Schutz des Uterus in der Thorax-CT sind ohne zusätzliche Kosten und minimalen Zeitaufwand zu verursachen. bis zu 34 % Dosisersparnis Seite 23 9

10 ich kann Ihnen keine Schürze umlegen, denn sonst kann die Strahlung nicht wieder raus Seite 24 Strahlenschutzmaßnahmen Wismutabdeckungen außerhalb des Untersuchungsbereiches Seite 25 10

Strahlenschutzmaßnahmen Wismutabdeckungen im Untersuchungsbereich bei Dosismodulation wird nachgeregelt Abdeckung nach Topo Patrick M, et al.

11 Strahlenschutzmaßnahmen Wismutabdeckungen im Untersuchungsbereich bei Dosismodulation wird nachgeregelt Abdeckung nach Topo Patrick M, et al. Am J Rad 2013; 200: Seite 26 Strahlenschutzmaßnahmen Dosisoptimierung bei CT-Untersuchungen von Kindern Hojreh A, Prosch H.Der Radiologe 2012: die Wismuthabdeckung derzeit nicht empfohlen, da durch das Absenken der mas oder den Einsatz von AEC eine Reduktion der Strahlenbelastung aller Organe ohne Beeinträchtigung der Bildqualität möglich ist. AEC = Automatic Exposure Control Seite 27 11

12 Technische Möglichkeiten der Dosisreduktion Chang HL, et al. RadioGraphics 2008; 28: Seite 28 Automatische Röhrenstrommodulation Söderberg M, Image Optimisation and Dose Management in CT, SPECT/CT and PET/CT Seite 29 12

Röhrenstrom-Zeit-Produkt in mas verhält sich direkt proportional zur Dosis 180 90 2,4 1,2 mgy Seite 30

13 Röhrenstrom-Zeit-Produkt in mas verhält sich direkt proportional zur Dosis ,4 1,2 mgy Seite 30 Röhrenstrom-Zeit-Produkt in mas verhält sich direkt proportional zur Dosis bei mas reduziert sich die Anzahl der Röntgenquanten Seite 31 13

14 Bildeindruck bei reduziertem Röhrenstrom-Zeit-Produkt Seite 32 Röhrenstrom-Zeit-Produkt im Normalbereich Seite 33 14

15 Röhrenspannung in kv Die Strahlendosis verhält sich proportional zum Quadrat zur Röhrenspannung (also exponentiell) Beispiel 120 kv 2,4 mgy 100 kv 2,19 mgy 80 kv 1,96 mgy Seite 34 Röhrenspannung in kv Die Strahlendosis verhält sich proportional zum Quadrat zur Röhrenspannung (also exponentiell) bei 120 kv Photonen Absorber Detektor Seite 35 15

Röhrenspannung in kv Die Strahlendosis verhält sich proportional zum Quadrat zur Röhrenspannung (also exponentiell) bei 80 kv Photonen Absorber Detektor Seite 36

16 Röhrenspannung in kv Die Strahlendosis verhält sich proportional zum Quadrat zur Röhrenspannung (also exponentiell) bei 80 kv Photonen Absorber Detektor Seite 36 80kv-Protokolle bei Kontrastmittel - durch verringerte Röhren-Spannung erhöht sich Jodkontrast - Bildeindruck kontrastreicher 80 kv 120 kv geeignet bei vaskulären Fragestellungen Seite 37 16

80kv-Protokolle bei Kontrastmittel - durch

- Bildeindruck kontrastreicher W 360 C 75 W 550 C

sonstige Techniken/Tricks Patientenlagerung im

17 80kv-Protokolle bei Kontrastmittel - durch verringerte Röhren-Spannung erhöht sich Jodkontrast - Bildeindruck kontrastreicher W 360 C 75 W 550 C 102 ändern von Windows und Center weites Fenster sonstige Techniken/Tricks Patientenlagerung im Isozentrum Schilham A, et al. RadioGraphics 2010; 30: Seite 40 17

am J Radiology 2007; 188: 547-552 Seite 41 Isozentrum

18 sonstige Techniken/Tricks Patientenlagerung im Isozentrum Li J, et al.am J Radiology 2007; 188: Seite 41 sonstige Techniken/Tricks Patientenlagerung im Isozentrum Bowtie-Filter Seite 42 18

am J Radiology 2007; 188: 547-552 Seite 43

19 sonstige Techniken/Tricks Patientenlagerung im Isozentrum Bowtie-Filter Li J, et al.am J Radiology 2007; 188: Seite 43 sonstige Techniken/Tricks Übersichstscan posterior-anterior Seite 44 19

20 sonstige Techniken/Tricks Übersichstscan posterior-anterior...the patients s radiation exposure would be reduced if the radiation beam strikes the table first, allowing it to absorb the lowest-energy X-rays. Li J, et al.am J Radiology 2007; 188: Seite 45 sonstige Techniken/Tricks Übersichstscan posterior-anterior und mas Li J, et al.am J Radiology 2007; 188: Seite 46 20

21 Overranging Seite 48 Overranging Strahlenexposition, die nicht zur Bilderzeugung beiträgt (Overranging) z 0 Position z Bildrekonstruktion an der Position z 0 Rotationswinkel 2 Bilddaten werden aus den Messdaten der benachbarten Rotationen interpoliert Schilham A, et al. RadioGraphics 2010; 30: Seite 49 21

22 Overranging Seite 50 Overranging Strahlenschutzaspekte bei der MSCT. Stamm G. Radiopraxis 2011; 4: S Seite 51 22

23 Overranging Overranging größer, je größer Kollimation Schilham A, et al. RadioGraphics 2010; 30: Seite 52 Overranging Seite 53 23

50:1120 1127 Seite 54 Sonstige Hinweise Iterative

24 Sonstige Hinweise 0,83 msv Strategien zur Reduktion der CT-Strahlendosis. Schindera et al. Radiologe : Seite 54 Sonstige Hinweise Iterative Rekonstruktion FBP IRIS SAFIRE bis zu 60 % weniger Dosis Seite 55 24

25 Sonstige Hinweise ALARA-Prinzip As Low As Reasonably Achievable - keine mehrphasischen Serien - Untersuchungswiederholung vermeiden - gute Vorbereitung Seite 56 Sonstige Hinweise Strategien zur Reduktion der CT-Strahlendosis. Radiologe : Seite 57 25

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