Was ist medizinische Exposition – Dosen aus medizinischen Strahlenquellen – Definition

Strahlung wird in einer Vielzahl von medizinischen Untersuchungen und Behandlungen eingesetzt. Dosen von medizinischen Strahlenquellen werden bestimmt, ob sich eine Person einer Behandlung unterzog oder nicht. Im Allgemeinen ist die Strahlenexposition bei medizinischen diagnostischen Untersuchungen gering (insbesondere bei diagnostischen Anwendungen). Die Dosen können auch hoch sein (nur für therapeutische Zwecke), müssen jedoch in jedem Fall immer durch die Vorteile einer genauen Diagnose möglicher Krankheitszustände oder durch die Vorteile einer genauen Behandlung gerechtfertigt sein. Diese Dosen umfassen Beiträge aus der medizinischen und zahnärztlichen Radiologie (diagnostische Röntgenstrahlen), der klinischen Nuklearmedizin und der Strahlentherapie.

Die medizinische Verwendung ionisierender Strahlung bleibt ein sich schnell änderndes Feld. In jedem Fall muss die Nützlichkeit ionisierender Strahlung mit ihren Gefahren in Einklang gebracht werden. Heutzutage wurde ein Kompromiss gefunden und die meisten Anwendungen der Strahlung werden optimiert. Es ist heutzutage fast unglaublich, dass Röntgenstrahlen einmal verwendet wurden, um das richtige Paar Schuhe zu finden (z. B. Schuhputz-Durchleuchtung). In den letzten Jahren durchgeführte Messungen zeigen, dass die Fußdosen bei einer Exposition von 20 Sekunden im Bereich von 0,07 bis 0,14 Gy lagen. Diese Praxis wurde eingestellt, als die Risiken ionisierender Strahlung besser verstanden wurden.

In den folgenden Punkten versuchen wir, enorme Bereiche der Strahlenexposition sowie einige Dosen aus medizinischen Quellen auszudrücken.

• 1 µSv – Eine Banane essen
• 1 µSv – Extremität (Hand, Fuß usw.) Röntgen
• 5 µSv – Zahnröntgen
• 10 µSv – Durchschnittliche Tagesdosis aus natürlichem Hintergrund
• 40 µSv – Ein 5-stündiger Flugzeugflug
• 100 µSv – Röntgenaufnahme der Brust
• 600 µSv – Mammographie
• 1 000 µSv – Dosisgrenze für einzelne Mitglieder der Öffentlichkeit, effektive Gesamtdosis pro Jahr
• 3 650 µSv – Durchschnittliche jährliche Dosis aus natürlichem Hintergrund
• 5 800 µSv – Brust-CT-Scan
• 10 000 µSv – Durchschnittliche jährliche Dosis aus natürlichem Hintergrund in Ramsar, Iran
• 20 000 µSv – Einzel-Ganzkörper-CT
• 80 000 µSv – Die jährliche lokale Dosis für lokalisierte Stellen an den Gabelungen segmentaler Bronchien in der Lunge, die durch das Rauchen von Zigaretten verursacht werden (1,5 Packungen / Tag).
• 175 000 µSv – Jährliche Dosis natürlicher Strahlung an einem Monazitstrand in der Nähe von Guarapari, Brasilien.
• 5 000 000 µSv – Dosis, die einen Menschen mit einem 50% igen Risiko innerhalb von 30 Tagen tötet (LD50 / 30), wenn die Dosis über einen sehr kurzen Zeitraum verabreicht wird .

Wie zu sehen ist, sind niedrige Dosen im Alltag üblich.

Gesundheitliche Auswirkungen medizinischer Expositionen

Die medizinische Verwendung ionisierender Strahlung bleibt ein sich schnell änderndes Feld. In jedem Fall muss die Nützlichkeit ionisierender Strahlung mit ihren Gefahren in Einklang gebracht werden. Heutzutage wurde ein Kompromiss gefunden und die meisten Strahlungsanwendungen werden optimiert. Wir müssen betonen, dass das Essen von Bananen, das Arbeiten als Flugbesatzungsmitglied oder das Leben an Orten mit auch Ihre jährliche Dosis erhöhen. Einige medizinische Behandlungen und diagnostische Untersuchungen verursachen auch Strahlendosen. Das heißt aber nicht, dass es gefährlich sein muss.In jedem Fall spielt auch die Intensität der Strahlung eine Rolle. Es ist sehr ähnlich wie bei Feuerwärme (weniger energetische Strahlung). Wenn Sie zu nahe sind, ist die Intensität der Wärmestrahlung hoch und Sie können sich verbrennen. Wenn Sie in der richtigen Entfernung sind, können Sie dort problemlos standhalten und es ist außerdem bequem. Wenn Sie zu weit von der Wärmequelle entfernt sind, kann Sie auch die Unzulänglichkeit der Wärme verletzen. Diese Analogie kann in gewissem Sinne auch auf Strahlung von Strahlungsquellen angewendet werden.

In einigen Fällen von medizinischer Exposition sprechen wir (mit Ausnahme der Strahlentherapie) von sogenannten „niedrigen Dosen“ . Niedrige Dosis bedeutet hier zusätzliche kleine Dosen, die mit der normalen Hintergrundstrahlung vergleichbar sind ( 10 µSv = durchschnittliche Tagesdosis aus natürlichem Hintergrund). Die Dosen sind sehr sehr niedrig und daher könnte die Wahrscheinlichkeit einer Krebsinduktion nahezu vernachlässigbar sein. Zweitens, und dies ist von entscheidender Bedeutung, muss noch die Wahrheit über die gesundheitlichen Auswirkungen von Strahlung mit niedriger Dosis herausgefunden werden. Es ist nicht genau bekannt, ob diese niedrigen Strahlungsdosen schädlich oder vorteilhaft sind (und wo die Schwelle liegt). Regierung und Aufsichtsbehörden gehen von einem LNT-Modell anstelle einer Schwelle oder Hormese ausnicht weil es wissenschaftlich überzeugender ist, sondern weil es die konservativere Schätzung ist . Das Problem dieses Modells ist, dass es eine Reihe von verteidigungsbiologischen Prozessen vernachlässigt , die bei niedrigen Dosen entscheidend sein können . Die Forschung in den letzten zwei Jahrzehnten ist sehr interessant und zeigt, dass kleine Strahlungsdosen bei niedriger Dosisrate die Abwehrmechanismen stimulieren . Daher wird das LNT-Modell nicht allgemein akzeptiert, da einige eine adaptive Dosis-Wirkungs-Beziehung vorschlagen, bei der niedrige Dosen schützend und hohe Dosen schädlich sind. Viele Studien haben dem LNT-Modell widersprochen, und viele von ihnen haben eine adaptive Reaktion auf niedrig dosierte Strahlung gezeigt, was zu reduzierten Mutationen und Krebs führt. Dieses Phänomen ist bekannt alsStrahlenhormese .

Diagnostische Röntgenstrahlen – Strahlendosen

Diagnostische Röntgenstrahlen verwenden eine sehr kleine Dosis ionisierender Strahlung, um Bilder des Körperinneren zu erzeugen. Diagnostische Röntgenuntersuchungen machen etwa 90% der Strahlendosis aus, die die Bevölkerung aus medizinischen Quellen erhält. Röntgenaufnahmen der Brust (ca. 100 µSv ) sind am häufigsten und machen etwa 25% aller Röntgenuntersuchungen aus, gefolgt von Röntgenaufnahmen von Schulter, Becken und Gliedmaßen (weitere 25%) und Röntgenaufnahmen von Zähnen (ca. 25 µSv ). 10%). Beachten Sie, dass es keinen direkten Hinweis darauf gibt, dass Strahlung bei den Expositionsniveaus, die bei diagnostischen radiologischen Untersuchungen auftreten, jemals Schaden anrichtet.

Röntgenstrahlen gehören zur sogenannten Low-LET-Strahlung . Es wurde festgestellt, dass die biologischen Auswirkungen jeglicher Strahlung mit dem linearen Energietransfer (LET) zunehmen . Kurz gesagt, der biologische Schaden durch Strahlung mit hohem LET ( Alpha-Teilchen , Protonen oder Neutronen ) ist viel größer als der durch Strahlung mit niedrigem LET ( Gammastrahlen , Röntgenstrahlen)). Dies liegt daran, dass das lebende Gewebe Schäden durch Strahlung, die sich über einen großen Bereich ausbreitet, leichter reparieren kann als solche, die sich auf einen kleinen Bereich konzentrieren. Natürlich können Röntgenstrahlen bei sehr hoher Exposition das Gewebe immer noch stark schädigen.

Nuklearmedizin – Strahlendosen

Die Nuklearmedizin ist eine medizinische Wissenschaft, die die Anwendung radioaktiver Substanzen zu Diagnose- und Behandlungszwecken umfasst. In der Nuklearmedizin werden sehr geringe Mengen radioaktiver Stoffe, sogenannte Radiotracer, verwendet , die intern, beispielsweise intravenös oder oral, eingenommen werden. Dann erfassen und erzeugen externe Detektoren (Gammakameras) Bilder aus der von den Radiotracern emittierten Strahlung. Manchmal kann das radioaktive Medikament in der Behandlung selbst verwendet werden: Ein Beispiel ist die Behandlung von Schilddrüsenerkrankungen mit I-131. Die nuklearmedizinische Bildgebung unterscheidet sich von einer diagnostischen Röntgenaufnahme, bei der externe Strahlung durch den Körper geleitet wird, um ein Bild zu erzeugen. Es bietet auch eindeutige Informationen, die mit anderen Bildgebungsverfahren häufig nicht erhalten werden können.

Die durchschnittliche wirksame Dosis für die meisten nuklearmedizinischen Verfahren variiert zwischen 0,3 und 20 mSv . Der gemeinsame Knochenscan mit 600 MBq Technetium-99m hat eine effektive Dosis von ungefähr 3,5 mSv. Diese Dosen können mit der durchschnittlichen jährlichen effektiven Dosis aus Hintergrundstrahlung von etwa 3 mSv verglichen werden.

Strahlentherapie – Strahlendosen

In der Strahlentherapie besteht das Ziel der Behandlung darin, dem Tumor eine sehr hohe Dosis, dem umgebenden gesunden Gewebe jedoch eine möglichst geringe Dosis zuzuführen. In diesem Fall sprechen wir nicht über niedrige Dosen. Unter Verwendung von Strahlen energiereicher Gammastrahlen von Kobalt-60 oder von Beschleunigern wird eine lokalisierte hohe Strahlungsdosis an den Tumor abgegeben, und diese Strahlung neigt dazu, Tumorzellen abzutöten. Die in der Photonenstrahlentherapie verwendete Strahlungsmenge wird in Grautönen (Gy) gemessen und variiert je nach Art und Stadium des behandelten Krebses.

Für kurative Fälle liegt die typische Dosis für einen soliden Epitheltumor zwischen 60 und 80 Gy (lokal), während Lymphome mit 20 bis 40 Gy behandelt werden. Beachten Sie, dass dies nicht die wirksame Dosis ist. Ein Grau ist die Einheit der absorbierten Dosis , die als die Energiemenge definiert ist, die durch ionisierende Strahlung in einem Tumor abgelagert wird.