Wie gefährlich ist Röntgenstrahlung?

Bei jeder therapeutischen und diagnostischen Maßnahme müssen der Nutzen und das Risiko für den Patienten abgewogen werden. Bei nichtinvasiven diagnostischen Verfahren stellt die Gabe von jodhaltigem Kontrastmittel und die Anwendung von Röntgenstrahlen eine potentielle Gefährdung des Patienten dar. In der radiologischen Diagnostik wird daher unterschieden zwischen bildgebenden Methoden mit Röntgenstrahlung (Projektionsradiographie, Angiographie, Computertomographie) und ohne Röntgenstrahlung (Magnetresonanztomographie).

Die Wirkung ionisierender Strahlung auf den menschlichen Körper kann in stochastische und nichtstochastische Effekte unterteilt werden. Bei nichtstochastischen Wirkungen ist die Schädigung an eine Dosisschwelle (Beispiel: Hauterythem, Katarakt) gebunden. Der Schweregrad der Schädigung hängt von der Höhe der Dosis ab. Bei stochastischen Wirkungen kann nach dem Zufallsprinzip die Schädigung auch bei kleinsten Dosiswerten auftreten. Von der Dosis ist in diesem Fall die Häufigkeit, jedoch nicht der Schweregrad (Beispiel: Mutation, Tumorinduktion) anhängig. Ziel des Strahlenschutzes ist es, "nichtstochastische" Wirkungen zu verhindern und das Auftreten "stochastischer" Wirkungen auf ein annehmbares Maß zu begrenzen. Dies gilt sowohl für den Patienten als auch für die bei der Untersuchung anwesenden Personen. Die biologische Wirkung der Strahlung hängt von der Strahlenempfindlichkeit des Gewebes, von der Dosis, der Energie und dem Applikationszeitraum der Röntgenstrahlen ab. Die Strahlenempfindlichkeit der Gewebe und Organe ist sehr unterschiedlich. Niedrigdifferenzierte Gewebearten mit hoher Zellteilungsrate besitzen im Gegensatz zu hochdifferenzierten Gewebearten mit niedriger Zellteilungsrate eine hohe Strahlenempfindlichkeit. Beispiele für eine hohe Strahlenempfindlichkeit sind Knochenmark, Gonaden, Dünndarm; Beispiele für eine niedrige Strahlenempfindlichkeit Lunge, Niere, Leber, Muskeln.

Der Einsatz neuer Film/Folien-Kombinationen (Empfindlichkeitsklasse 400) hat in den letzten Jahren zu einer deutlichen Senkung der Strahlenexposition der Thoraxaufnahmen geführt. Da bei der digitalen Radiographie die Exposition ebenfalls entsprechend der Empfindlichkeitsklasse 400 durchgeführt werden kann, die Anzahl der Fehlbelichtungen aber geringer und zusätzliche Aufnahmen (z.B. Thorax/Mediastinum) häufig überflüssig sind, führt die neue Untersuchungstechnik zu einer weiteren Reduktion der Strahlenexposition. Demgegenüber ist die Computertomographie mit einer höheren Strahlenexposition verbunden. Der Einsatz der Spiral-CT führt im Vergleich zur Standard-CT zu einer gleichen, in zahlreichen Fällen aber auch zu einer höheren Strahlenbelastung. Insbesondere bei dünnen Schichten, die für eine hochwertige dreidimensionale Bildrekonstruktion erforderlich sind, ist eine deutliche Dosissteigerung notwendig. In Tab. 1.2. werden die Organdosen der Lunge und der Mamma in Milligray (mGy) bei Thoraxuntersuchungen unter verschiedenen Untersuchungsbedingungen dargestellt. Es zeigt sich, daß die Lungendosis bei der Thoraxaufnahme nur ungefähr 1/100 der jährlichen natürlichen Strahlenexposition entspricht, daß jedoch die Mammadosis bei der Computertomographie die Dosis der Mammographie um den Faktor 10 übersteigt. Einerseits liefern die Thoraxaufnahme und die Computertomographie wichtige Informationen für eine Therapie, andererseits besteht bei niedrigen Dosiswerten die Wahrscheinlichkeit eines stochastisch-somatischen Spätschadens. Dieser Gegensatz erfordert vom untersuchenden Arzt vor der Durchführung einer Röntgenuntersuchung eine Abwägung des Nutzen-Risiko-Verhältnisses unter Berücksichtigung der individuellen Patientensituation (Alter, Schwangerschaft usw.) In einem Beitrag von Stender und Saure (1995) wird der Nutzen radiologischer Untersuchungen anhand der Auswirkungen auf die Klärung und Sicherheit des ärztlichen Urteils, des Beitrags zur Gesamtdiagnose und des Einflusses auf die Therapiewahl grob abgeschätzt. Danach wird der Schätzwert auf die Gesamtzahl der Röntgenuntersuchungen bezogen und in Prozenten als Nutzanteil dargestellt. Für die Risikoabschätzung wird bei niedrigen Strahlendosen eine Sterblichkeitswahrscheinlichkeit von 5 x 10¯² pro Sv (Sievert) für die Gesamtbevölkerung alters- und geschlechtsunabhängig angenommen. Aus diesen Werten wird das Krebssterberisiko abgeschätzt. Der Alterseinfluß, der mit zunehmendem Alter zu einer Risikominderung führt, im Alter unter 30 Jahren aber mit einer Erhöhung verbunden ist, wurde in den Berechnungen berücksichtigt. In der Tab. 1.3 wird das Verhältnis des geschätzten Nutzens zum nominellen altersabhängigen Krebssterberisiko dargestellt. Die Tabelle zeigt, daß auch bei radiologischen Untersuchungen mit höherer Dosis der Nutzen allgemein das Risiko deutlich übersteigt. "Das Unterlassen einer indizierten Untersuchung kann wesentlich schwerwiegendere Behandlungsfolgen für den Patienten haben als das angenommene stochastische Risiko."

Die Minimierung des Risikos setzt eine strenge Indikation und die Wahl der geeigneten Untersuchungstechnik voraus. Bei Röntgenaufnahmen besteht über das Signal-Rausch-Verhältnis eine enge Beziehung zwischen der Dosis und der Bildqualität. Anzustreben ist es, mit der geringsten Dosis zur Diagnose zu kommen. Dies erfordert eine Bildqualität, die nicht so hoch wie möglich, sondern so hoch wie notwendig ist. Die digitale Radiographie bietet, bedingt durch ihren großen Dynamikbereich, gute Voraussetzungen für eine weitere Reduzierung der Strahlenexposition. Neue Techniken der Dosissteuerung bei der Computertomographie, die auf einer Dosisregelung in Abhängigkeit von dem jeweils durchstrahlten Volumen aufbauen, werden ebenfalls zu einer Dosisreduktion führen. 
 
Tabelle 1.2
Organdosen der Lunge und der Mamma in mGy bei Thoraxuntersuchungen unter verschiedenen Untersuchungsbedingungen (nach Stender u. Saure)
 

  
Tabelle 1.3
Verhältnis des geschätzten Nutzens zum nominellen altersabhängigen Krebssterberisiko (CPR 60) (nach Stender und Saure)