Strahlenexposition bei Patienten mit invasiven kardiologischen Eingriffen

Bei 260 diagnostischen Koronarangiographien, 119 PTCA und 12 elektrophysiologischen Untersuchungen wurde die Strahlenbelastung der Patienten dosimetrisch erfasst und analysiert. Die Untersuchungen wurden an uniplanen und biplanen Anlagen durchgeführt. Als Mass für die Strahlenexposition diente das Dosis-Flächen-Produkt (DFP). Die Strahlenbelastung bei Patienten mit interventionellen Eingriffen war signifikant höher als bei rein diagnostischen Untersuchungen. An den biplanen Geräten resultierten im Durchschnitt tiefere DosisFlächen-Produkte als an den uniplanen. Die vermehrte Strahlenbelastung an den uniplanen Geräten ist auf die bei diesen Geräten notwendige Filmbelichtung (Kinematographie) zurückzuführen. In Abhängigkeit der individuellen medizinischen Problemstellung variieren die Strahlenbelastungen für die einzelnen Patienten deutlich. Trotzdem darf aber davon ausgegangen werden, dass durch Verwendung biplaner Geräte die Strahlenexposition reduziert werden kann.

Bei den elektrophysiologischen Abklärungen fanden sich trotz langer Untersuchungsdauer zu den anderen invasiven kardiologischen Untersuchungen vergleichbare Strahlenbelastungen, da die Filmbelichtung bei dieser Untersuchung praktisch nicht eingesetzt wird.

260 coronarographies diagnostiques, 119 angio plasties transluminales percutanées et 12 examens électrophysiologiques ont donné lieu à une analyse dosimétriques de la dose d'irradiation reçue par les patients. Les examens ont été effectués sur des appareils à un et deux plans. La dose d'irradiation a été déterminée à l'aide du produit exposition-surface. Il est apparu que les patients ayant été soumis à une imagerie interventionelle avaient reçu une dose d'irradiaobtion notablement plus importante que ceux ayant été soumis à une imagerie purement diagnostique. En moyenne, le produit expositionsurface s'est révélé plus faible avec les appareils à deux plans qu'avec à un seul plan. Plus élevée, la dose d'irradiation mesurée sur les appareils à un plan est mettre en relation avec les exigences cinématographiques des ces installations. La dose d'irradiation variant considérablement selon l'état médical des patients, l'augmentation de celle-ci en fonction du type d'appareil est dans une large mesure négligeable. Bien que les examens électrophysiologiques aient impliqué une durée d'exposition plus longues que pour les autres examens effractifs cardiologiques, les doses d'irradiation se sont avérées comparables.

Die Anzahl kardiologischer Untersuchungen, die mit einer Strahlenbelastung verbunden sind, hat in den letzten Jahren deutlich zugenommen [1]. In einer Arbeit von Finci konnten für das exponierte Personal bei diagnostischen (Koronarangiographien) und interventionellen Untersuchungen (perkutane transluminale koronare Angioplastie [PTCA]) keine relevanten Unterschiede hinsichtlich der Strahlenbelastung festgestellt werden [2].

Allerdings sind die bei invasiven kardiologischen Abklärungen applizierten Strahlendosen am Patienten deutlich höher als in der konventionellen Radiologie [3,4,5]. Die Strahlenbelastung variiert dabei bedingt durch die Art der Untersuchung, die Arbeitstechnik und die verwendeten Anlagen.

Möglichst genaue Messungen sind Voraussetzung, um zuverlässige Referenzwerte zu erhalten, die das Erarbeiten von Strahlenschutzmassnahmen sowohl für den Patienten als auch für das betroffene Personal ermöglichen, und um diese dem neusten Stand der Technik anzupassen [6].

Als Mass für die Strahlenexposition der Patienten diente das Dosis-Flächen-Produkt. Dieses ist definitionsgemäss das Flächenintegral der Luftionisation über einer Schnittfläche F durch das Nutzstrahlfeld und wird mit einer flachen Ionisationskammer, die am Lichtvisiergehäuse angebracht wird, gemessen. Das Dosis-FlächenProdukt gibt somit die durch eine Röntgenstrahlung in einem vorgegebenen Luftvolumen induzierte Gesamtdosis wieder, die proportional zur applizierten Strahlenmenge am Patienten ist. Obwohl diese einfach zu messende Grösse nur eine pauschale Aussage über das expositionsbedinge Risiko zulässt, wird deren Ermittlung insbesondere bei dosisintensiven. radiologischen Untersuchungen allgemein empfohlen [7]. Anhand der ermittelten DosisFlächen-Produkte lassen sich unterschiedliche Untersuchungsmethoden dosimetrisch vergleichen. Im weiteren lassen sich bei gleicher Methode die röntgenologisch-technischen Abläufe der einzelnen Untersuchungen bzw. deren Komplexität der jeweiligen Fälle beurteilen. Schliesslich sind auch Aussagen über die Qualität der verwendeten Röntgeneinrichtungen in bezug auf die Strahlenbelastung der Patienten möglich. Das Dosis-Flächen-Produkt bietet sich demnach in nahezu idealer Weise als Referenzgrösse für die Qualitätssicherung in diesem radiologischen Bereich an. Entsprechend wird auch dessen routinemässige Bestimmung in verschiedenen Ländern gesetzlich vorgeschrieben. Wir führten unsere Messungen in unserem eigenen Katheterlabor durch, das in 2 Räumen im non Jahr über 3000 Untersuchungen (1995: 2300 Koronarangiographien und 830 PTCA) durchführt, sowie an einem externen Katheterlabor mit jährlich über 800 Untersuchungen (1994: 600 Koronarangiographien und 200 PTCA). Es handelt sich bei unserem Labor um eine uniplane Anlage (PANDAROS 1200A, SiemensAlbis AG, Siemens Angioskop) aus dem Jahr 1979 und um eine biplane Anlage (OPTIMUS 2000, Philips Medical Systems, Philips Diagnost) aus dem Jahr 1991 sowie bei der exterdönen Anlage um ein ebenfalls uniplanes Gerät (Super 80 CP, Philips Medical Systems) mit Baugibjahr 1986.

Die uniplanen Anlagen sind nicht digitalisiert und zeichnen auf einen 35-mm-Schwarzweiss-film auf. Die biplane Anlage kann sowohl konventionell wie gepulst durchleuchten und zeichnet digital auf, als Dokument der Untersuchung wird ein S-VHS-Videoband erstellt. Die verwendeten Röntgenapparate wurden zur Erfassung des Dosis-Flächenprodukts mit einem Dosismonitor (Diamentor M2) der Firma PTWFreiburg (Deutschland) ausgerüstet (Abb. 1). Zur automatischen Registrierung wie auch zur Analyse der Dosen wurde ein von der Abteilung für Medizinische Strahlenphysik (AMS) entwickeltes Computersystem verwendet. Während der Durchführung der Messungen wurden bei den betroffenen Patienten die applizierten Zentralstrahlendosen als Mass für die integralen Oberflächendosen und das Dosis-FlächenProdukt als Mass für die Strahlenbelastung der Patienten registriert. Aus diesen beiden Messgrössen konnten anschliessend die im Verlauf der Untersuchungen eingestellten Feldgrössen berechnet werden. Eine schematische Darstellung des Messapparats ist in der Abbildung 1 zu sehen.

Es wurden insgesamt 260 diagnostische Koronarangiographien (100 biplan, 62 uniplan, 98 uniplan extern), 119 PTCA (57 biplan, 29 uniplan, 33 uniplan extern) sowie 12 elektrophy siologische Untersuchungen (uniplan) dosimetrisch erfasst und analysiert. Wie der Vergleich der Tabellen 1 und 2 zeigt, ist das DosisFlächen-Produkt und somit die Strahlenbelastung der Patienten bei interventionellen Untersuchungen signifikant höher als bei diagnostischen. Den deutlich differierenden Minimalund Maximalwerten kann zudem entnommen werden, dass das Dosis-Flächen-Produkt bei den einzelnen Eingriffen, wohl in Abhängigkeit der individuellen medizinischen Problemstellung, stark variiert. Dies kommt auch in den Abbildungen 2-4 zum Ausdruck. Aus den in den Tabellen 1 und 2 zusammengefassten Messergebnissen geht des weiteren hervor, dass die resultierenden Dosis-Flächen-Produkte am biplanen Gerät im Vergleich zu den Uniplangeräten im Durchschnitt tiefer sind. Allerdings verliert diese Tatsache an Bedeutung, da die Strahlenbelastung der Patienten in erster Linie von der medizinischen Problemstellung abhängig ist. Die Verwendung biplaner Geräte führt aber beim einzelnen, betroffenen Patienten zu einer Reduktion der Strahlenexposition.

Die automatische Aufteilung der gemessenen Dosis-Flächen-Produkte auf die verschiedenen radiologischen Untersuchungsmöglichkeiten (Durchleuchtung oder Filmbelichtung bzw. Kinematographie) erfolgte aufgrund der Gradienten der gemessenen Dosis-Flächen-Produkte-Leistungen. Zur Veranschaulichung sind in der Abbildung 5 die bei einer Patientenuntersuchung registrierten Dosis-Flächen-ProdukteLeistungen wiedergegeben. Die Unterschiede zwischen der Dosis-Flächen-Produkt-Leistung bei Durchleuchtungsbetrieb und der Filmbelichtung (Kinematographie) sind leicht zu erkennen.

Die Tabelle 3 zeigt, dass die vermehrte Strahlenbelastung bzw. das höhere Dosis-FlächenProdukt bei den uniplanen Geräten vor allem durch die Filmbelichtung bedingt ist.

Bei den 12 analysierten elektrophysiologischen Untersuchungen, die alle an der internen uniplanen Anlage durchgeführt wurden, kam es beim Dosis-Flächen-Produkt zur Registrierung eines Medianwertes von 111 Gy × cm2 (minimal 13, maximal 628). Damit ist die durchschnittliche Strahlenbelastung bei elektrophysiologischen Abklärungen vergleichbar mit der Strahlenbelastung anderer invasiver kardiologischer Untersuchungen, obwohl die Untersuchungsdauer meist länger ist. Die mittlere Durchleuchtungszeit beträgt bei den elektrophysiologischen Untersuchungen 44 Minuten, bei der diagnostischen und interventionellen Koronarangiographie aber nur 7 Minuten. Die vergleichbare Strahlenbelastung dürfte darauf zurückzuführen sein, dass die Filmaufzeichnung, die wesentlich zum Dosis-Flächen-Produkt beiträgt, kaum eingesetzt wird.

Die Strahlenexposition bei Patienten mit invasiven kardiologischen Untersuchungen ist verglichen mit denjenigen in der allgemeinen medizinischen Radiologie relativ hoch.

Als Mass für die Strahlenexposition der Patienten verwendeten wir das Dosis-Flächen-Produkt, das sich insbesondere bei dosisintensiven Untersuchungen in nahezu idealer Weise zur Erfassung der Strahlenbelastung des Patienten an bietet.

Innerhalb der verschiedenen Untersuchungsarten variieren die registrierten Dosis-Flächen-Produkte beträchtlich. Unsere Messungen ergaben, dass insbesondere bei den interventionellen Untersuchungen höhere Dosen appliziert werden. Allerdings treten auch dort von Fall zu Fall, in Abhängigkeit der medizinischen Problemstellung, erhebliche Unterschiede auf. Es zeigte sich, dass bei der Filmbelichtung (Kinematographie) die grössten Strahlenbelastungen auftraten, ein Resultat, das mit der Arbeit von Finci [2] übereinstimmt. An den uniplanen Geräten kommen während der Filmbelichtung höhere Dosisleistungen zur Anwendung. Das uniplane Gerät an unserer Klinik arbeitet mit der etwa doppelten Dosisleistung als das biplane. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das biplane Gerät ohne Filmbelichtung auskommt (Digitalaufzeichnung). Die Filmbelichtung verlangt höhere Strahlenenergien. Allerdings muss festgehalten werden, dass die beim uniplanen Gerät verursachte Mehrbelastung statistisch teilweise in der durch die medizinische Problemstellung verursachten Dosisstreuung untergeht.

Zu beachten ist aber, dass während der Messperiode komplexe Eingriffe an übergewichtigen Patienten vorzugsweise auf der neueren biplanen Anlage durchgeführt wurden. Möglicherweise wurden durch die Patientenwahl die Unterschiede zwischen einem alten mit einer Filmbelichtung ausgerüsteten Gerät und einer <<filmlosen»> Anlage unterschätzt.

Für den einzelnen Patienten dürfte die Verwendung eines biplanen Gerätes aber zu einer Reduktion der Strahlenbelastung führen, obwohl die Unterschiede zwischen biplanen und uniplanen Geräten statistisch durch die unterschiedliche Strahlenexposition infolge der medizinischen Problemstellung teilweise ausgeglichen werden.

Bemerkenswert ist, dass wir mit unseren Resultaten zeigen konnten, dass die Strahlenbelastung bei elektrophysiologischen Untersuchungen, trotz langer Untersuchungsdauer, mit den Strahlenbelastungen bei anderen analysierten Untersuchungsarten vergleichbar ist. Dies ist dadurch bedingt, dass bei den EPU die Filmaufzeichnung (Kinematographie), die hauptsächlich zum Dosis-Flächen-Produkt beiträgt, kaum verwendet wird.

Die relativ hohe Strahlenbelastung bei invasiven kardiologischen Untersuchungen ist durch den offensichtlichen Nutzen der Untersuchungen bzw. Eingriffe gerechtfertigt. Eine Optimierung mit dem Ziel der Reduktion der Strahlendosis ist aber angezeigt. Digitalisierte Anlagen, die nicht mehr auf eine Filmbelichtung angewiesen sind, führen zu einer Reduktion der Strahlenexposition und sind deshalb nicht digitalisierten Anlagen vorzuziehen.