Das ALARA - Prinzip in der Praxis ALARA - Prinzip in der Praxis David Dapra Medizinphysik Abteilung für Nuklearmedizin und PET/CT Zentrum, LKH Klagenfurt 4. Kärntner Ethik-Tag

Das ALARA - Prinzip in der Praxis

David DapraMedizinphysikAbteilung für Nuklearmedizin und PET/CT Zentrum, LKH Klagenfurt

4. Kärntner Ethik-Tag Der aufgeklärte Patient: Anspruch und Wirklichkeit

D. Dapra, Nuklearmedizin LKH Klagenfurt

Inhalt

gesetzliche GrundlagenStrahlenwirkungen im “niederen“DosisbereichEntwicklungen bei radiologischen Untersuchungen


Strahlenschutz

As Low As Reasonably Achievable


Strahlenschutz

As Low As Reasonably AchievableAllgStSchV§ 3. (1)

Beim Umgang mit Strahlenquellen ist die Exposition von einzelnen Personen sowie der Bevölkerung insgesamt so niedrig zu halten, wie dies nach dem Stand der Technik unter Berücksichtigung wirtschaftlicher und sozialer Faktoren möglich und vertretbar ist.


Strahlenschutz

Einzelne Personen -> z.B. Wirtschaft, Medizin

Bevölkerung -> Wirtschaft (Kohle = 3x Kernkraft)

Stand der TechnikWirtschaftliche FaktorenSoziale Faktoren


Rechtfertigung

Das Gesamtpotenzial des Nutzens, (Einzelner, Gesellschaft) ist gegenüber der von der Exposition möglicherweiseverursachten Schädigung des Einzelnen abzuwägen.


Strahlenbelastung in Österreich


Höchstzulässige Dosen

für beruflich strahlenexponierte Personen:– Ganzkörper 20 mSv / Jahr– max. 400 mSv im Berufsleben– Haut (Hände, Arme) 500 mSv/ Jahr, Augenlinse 150 mSv/ Jahr– für Frauen im gebärfähigen Alter 2 mSv/ Monat !

für Personen der Allgemeinbevölkerung:– Ganzkörper 1 mSv/ Jahr– Haut (Hände, Arme)50 mSv/ Jahr, Augenlinse 15 mSv/ Jahr


Kerala

terrestrische Strahlung: Kerala (Westküste Indien): radioaktives Thorium

[1] Deutsches Atomforum 12/1971 Kernfragen

13-26 mSv/Jahr [1]


Population study in the high natural backgroundradiation area in Kerala, India.[1]

66,306 Häuser wurden vermessen Maximum bei 70 mGy/Jahr Es lässt sich kein Zusammenhang

zwischen einer höheren Krebsrate und einer höheren Strahlendosis herstellen

[1] Nair MK, Nambi KS, Amma NS, Gangadharan P, Jayalekshmi P, Jayadevan S, Cherian V, Reghuram KN. Radiat Res. 1999 Dec;152(6 Suppl):S145-8.


Kerala

Mongolismus (Trisomie 21) und andere geistige Behinderungen sind aufgrund von Genveränderungen bis um das Vierfache erhöht.

Natural radioactivity and human mitochondrial DNA mutationsLucy Foster et al. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2002


Strahlenbelastung im “niederen“Bereich

Dosis0 mSv 500 mSv

0 – 100 mSv


Strahlenwirkung im “niederen“ Bereich

Dosis / mSv

Kre

bsris

iko


Modelle zur Wirkung von radioaktiver Strahlung

Zero-equivalent point (ZEP)LNT


Eukaryoten

bestimmte DNA Reparaturmechanismen werden erst ab einer gewissen Hintergrundstrahlung aktiviert


DNA Schädigung

Hemmung der Ausbreitung induzierter Schäden ist nicht linear, sondern folgt einer Dosis-Wirkungs-Funktion (adaptiver Schutz)steigt schnell an endet bei 100 – 200 mGyführt zu Reduktion von spontan auftretendem Krebs

Physics must join with biology in better assessing risk from low-dose irradiation.Feinendegen LE, Neumann RD. Radiat Prot Dosimetry. 2005;117(4):346-56. Epub 2005 Oct 21.


DNA Schädigung Prevention of cancer and the dose-effect relationship: the carcinogenic effects of ionizingradiations

Es wird behauptet, dass selbst die kleinste Strahlendosis Krebs auslösen kann. Dieses Konzept ist dem LNT-Modell zugeordnet und beruht nicht auf wissenschaftlichen Erkenntnissen.Im Gegensatz dazu kann nur die hohe Wirksamkeit der Reparaturmechanismen das Fehlen einer karzinogenen Wirkung von Strahlung im niederen Dosisbereich erklären.

Prevention of cancer and the dose-effect relationship: the carcinogenic effects of ionizing radiationsTubiana M. Cancer Radiother. 2009 Jul;13(4):238-58. Epub 2009 Jun 17.


Werftarbeiter in Russland [1]

28.000 P. Umgebungsdosis + mind. 5 mSv32.000 P. UmgebungsdosisSignifikant geringere Sterblichkeitsrate an

Krebs

[1] Matanoski GM. Health effect of low level radiation in shipyard workers: final report. report no. DOE DE-AC02-79 EV10095, 1991. Washington, DC, US Dept of Energy. Ref Type: Report.


Taiwan [1]

80er Jahre:Recycled steel, accidentally contaminatedwith cobalt-60 (half-life: 5.3 y), was formedinto construction steel for more than 180 buildings, which 10,000 persons occupied for9 to 20 years.

[1] Journal of American Physicians and Surgeons Volume 9 Number 1 Spring 2004 W.L. Chen et al.


Taiwan

- für Beobachtung von langfristigen Erbschäden zu kurzer Zeitraum


Taiwan


Radon

Uran – Radium - Radon



Einzelbelastungenkönnen aufgrund unterschiedlicherWohnverhältnissezwischen0,7 mSv und 70 mSv pro Jahr variieren.

16.Jh Schneeberg im Erzgebirge –

hohe Anzahl Lungenerkrankungen


Schneeberger Lungenkrebs (1879):

Radon +Staubentwicklung mit Anteilen von Arsen, Cobalt, Nickel und Bismuth> 90% der Arbeiter waren Raucher


Anmerkung 1:Man weiß, dass bei erhöhter Strahlenbelastungder Reparaturmechanismus im Organismusangeregt wird und geschädigte Zellen entwederschneller repariert oder zum Absterben gebrachtwerden („Zell-Selbstmord“ = Apoptose),wodurch die Auslösung der Krebsentstehungvielfach verhindert wird.


Heilstollen


Anmerkung 2:Bekanntlich gibt es Kurorte, bei denen Radon als Heilmittel eingesetzt wird. Es existiert eine Reihe von Hinweisen, dass eine Radonkur, etwa bei rheumatischen Erkrankungen, zu einer signifikanten Verbesserung des Allgemeinzustandes führen kann. Es ist dabei zu klären, wie weit die Vorteile (Schmerzlinderung, geringerer Medikamentenverbrauch, Vermeidung von Risken aufgrund der Anwendung von Medikamenten) gegenüber den Nachteilen (eventuell extrem geringfügig erhöhtes Lungenkrebsrisiko) einzuschätzen sind.


Hoch Radon belastete Gebiete in Sachsen

Table 1a Lungenkrebs bei Frauen (Nichtraucherinnen) im Vergleich zum ostdeutschen Durchschnitt

Health Effects of High Radon Environments in Central Europe: Another Test for the LNT Hypothesis?Klaus Becker, Nonlinearity Biol Toxicol Med. 2003 January; 1(1): 3–35.


Hoch Radon belastete Gebiete in Sachsen

Beobachtete und erwartete Lungenkrebsfälle bei Frauen (Nichtraucherinnen)

Health Effects of High Radon Environments in Central Europe: Another Test for the LNT Hypothesis?Klaus Becker, Nonlinearity Biol Toxicol Med. 2003 January; 1(1): 3–35.


Entwicklung der radiologischen Untersuchungen (in DE)


Entwicklung der radiologischen Untersuchungen (in DE)

Mittlere effektive Dosis durch Röntgen und CT-Untersuchungen pro Einwohner und Jahr (mSv)


Medizinische Expositionen

(a) Röntgendiagnostik:– Lungenaufnahme: 100 µSv– Beckenaufnahme: 500 µSv– Mammografie: 400 µSv– Becken-CT: 8,0 mSv– Thorax-CT: 6,7 mSv– Hirnschädel-CT: 2,3 mSv

(b) Nuklearmedizin:– Skelettszintigrafie: 4 mSv– Myocardperfusion: 7,3 mSv– Schilddrüsenuntersuchung: 1 mSv– PET/CT ca. 8 mSv PET, ca. 10 mSv CT


CT-Angiographie Dual Source CT

2 Röhren (je 35 kg)3 Rotationen/Sekunde 90°-Drehung in 82,5 ms


CT-Angiographie

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10

10-11

11-12

12-13

13-14

14-15

15-16

16-17

17-18

18-19

19-20

20-21

21-22

22-23

23-24

24-25

25-26

26-27

27-28

28-29

29-30

30-31

31-32

32-33

Dosis

Anz

ahl

.

F. Smetana, ÖGMP Krems 2009mSv

BMI > 26


CT Dosis in Amerika

31.462 Patienten190.712 CTs (Summe 20 Jahre)

15% mehr als 100 mSv4% zwischen 250 und 1300 mSv

Recurrent CT, Cumulative Radiation Exposure, and Associated Radiation-induced CancerRisks from CT of Adults, Radiology 2009, Aaron Sodickson et al.


FDA warnt vor Strahlenschäden nach Perfusions-CT

Cedars-Sinai Medical Center Los AngelesHaarausfall und Erytheme bei 206 Patienten(3000 mSv?)8 fache der normalen Dosis(statt 500 mGy -> 3000 –

4000 mGy)Perfusions-CT: ausgedehnte Minderdurchblutung rechte Gehirnhäfte

Nativ-CT: noch kein endgültiger Infarkt

erkennbar


aktueller Stand

Die Befunde über eine hormetische Wirkung kleiner Dosen werden von den wichtigsten internationalen Gremien wie ICRP Internationale Strahlenschutzkommission ,BEIR Komitee der Akademie der Wissenschaften der USA

und UNSCEAR Komitee der Vereinten Nationen über die Wirkung der atomaren Strahlung, als nicht hinreichend überzeugend angesehen, um von der LNT - linearen Dosis-Wirkungs-Beziehung ohne Schwellenwert abzuweichen.


Zusammenfassung

Dauerhaft einwirkende Strahlung< 100mSv/Jahr kann bei einem gesunden

Menschen positive Effekte auf den Organismus habenBei kurzfristig einwirkender Strahlung (z.B. CT) insbesondere bei Kranken kann von dieser Wirkung nicht ausgegangen werden


Folgerungen

die Strahlenbelastung durch radiologische Untersuchungen wird weiter zunehmenOptimierung der Dosis und der Untersuchungsanzahldas ALARA Prinzip ist im Sinne einer konservativen Einschätzung der Strahlenwirkung insbesondere bei medizinischen Expositionen als Leitziel anzustreben


Danke!

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