Strahlenbelastung für Patient und Untersucher bei robotorgestützten Röntgenanlagen in Abhängigkeit vom Objekt-Detektor-Abstand

Lehrmann, Carlotta-Carolin (2021): Strahlenbelastung für Patient und Untersucher bei robotorgestützten Röntgenanlagen in Abhängigkeit vom Objekt-Detektor-Abstand. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Das Ziel der Arbeit war es zu ermitteln, in welchem Ausmaß sich die Strahlenbelastung für Patient und Untersucher verändert, wenn der Flachbilddetektor in seiner Position verstellt wird. Mittlerweile werden Interventionen immer häufiger minimal-invasiv durchgeführt. Kommt hierbei ein C-Bogens zum Einsatz, so ist es meist nötig, den Patient in dessen Isozentrum zu lagern. Dabei betrug die Source-to-Image-distance für die Lagerung im Isozentrum in der Studie 120 cm. Ist der Patient genau zentral zwischen Röntgenröhre und Detektor gelagert, so befindet er sich im Isozentrum. Diese Positionierung steht jedoch im Kontrast zu den bisher gelehrten Einstellungen, bei denen der Detektor stets so nach wie möglich an den Patienten herangeführt werden soll. Dieser Ansatz beruht auf dem Abstandsquadratgesetzt, welches besagt, dass die benötigte Strahlendosis sinkt je näher sich der Detektor am Patient befindet. Im Allgemeinen wird die Strahlendosis des Patienten durch das Dosisflächenprodukt ausgedrückt. Dieses wird für jede Durchleuchtung durch das Computersystem der Röntgenanlage ermittelt und in einem Untersuchungsprotokoll digital festgehalten, so dass hier die retrospektive Auswertung der aufgezeichneten Dosisflächenprodukte vorgenommen werden konnte. Die Strahlenbelastung für den Untersucher entsteht dahingegen durch das Ablenken einzelner Strahlen beim Auftreffen auf Materie und wird deshalb als Streustrahlung bezeichnet. Das Ausmaß an Streustrahlung während einer Durchleuchtung kann mit Hilfe eines Geigerzählers im Untersuchungsraum gemessen werden. Vor der Datenerhebung in der klinischen Routine, wurde ein experimenteller Modelversuch entwickelt, der die Bedingungen und Abläufe einer üblichen Intervention in der Angiografie möglichst genau nachstellen sollte. Das Phantom, welches den Patient simuliert hat, bestand aus einem mit Wasser gefüllten Behälter. Das Phantom wurde auf der Untersuchungsliege platziert und im Isozentrum des C-Bogens gelagert, die Source-to-image-distance betrug also 120 cm und das Phantom befand sich auf Höhe der Drehachse. Das Phantom wurde dann einmal im Isozentrum durchleuchtet. Danach wurde der Detektor um 20 cm, heruntergefahren und erneut eine Durchleuchtung vorgenommen, so dass jeweils ein Dosisflächenprodukt für die Durchleuchtung im Isozentrum und eins für die Durchleuchtung bei reduziertem Objekt-Detektor-Abstand erzeugt wurde. Parallel zu diesen Messungen wurde die Streustrahlung mittels eines Geigerzählers im Untersuchungsraum gemessen. Der Geigerzähler wurde jeweils für die Dauer der Durchleuchtungen aktiviert und die ermittelten Werte in einer Tabelle notiert. Dieser Modellversuch wurde dann in der klinischen Routine wiederholt. Bei jeder durchgeführten Durchleuchtung wurde mit dem Geigerzähler die Streustrahlung bestimmt. Für die Datenerhebung in der klinischen Studie bestanden gewisse Vorgaben. Zum einen musste einmal die Lagerung des Patienten im Isozentrum notwendig sein und zum anderen mussten für den Untersuchungshergang mindestens 2 Durchleuchtungen geplant sein, um so Wertepaare mit einer source-to-image-distance von 120 cm und einer source-to-image-distance von 100 cm zu erzeugen. Bei 149 Untersuchungen waren die Kriterien erfüllt, so dass sie in die Studie eingeschlossen werden konnten. Dabei entstanden über 330 Datensätze, miteinander vergleichen werden konnten. Die jeweiligen Mittelwerte der Messreihen wurden dann einander gegenüber gestellt. Sowohl für den Patient als auch den Untersucher war die Durchleuchtung im Isozentrum mit einer vermehrten Strahlenbelastung verbunden. Hierbei betrug die Differenz in den Patientendaten 15 µGy*m² und die in den Untersucherdaten 144 Imp./s. In Prozent umgerechnet besteht sowohl für den Patient als auch für den Untersucher bei Interventionen im Isozentrum ein Dosisanstieg von ca. 11-12%. Um die Ergebnisse auf ihre Signifikanz hin zu prüfen, wurden die Werte einem statistischen Test unterzogen. Es stellte sich heraus, dass die ermittelten Differenzen eine statistisch signifikante Mehrbelastung an Strahlung bei Untersuchungen im Isozentrum darstellen. Ferner wurde untersucht, inwiefern die Eingriffsart als auch die eingestellte Bildgröße Einfluss auf die Strahlenbelastung nehmen. Hierfür wurden die Eingriffe in 5 Kategorien eingeteilt (Abdomen, Becken, obere Extremität, untere Extremität und Thorax) und 3 Bildgrößen ausgewählt (16 cm, 32 cm, 48 cm). In4 Kategorien und 2 Bildgrößen war ebenfalls eine signifikante Mehrbelastung für die Arbeit im Isozentrum für alle Anwesenden festzustellen. Als letztes wurde überprüft, ob die Detektoreinstellung einen relevanten Einfluss auf die Bildauflösung hat. Hierfür wurde in das Phantom aus dem experimentellen Versuch ein Auflösungsprüfkörper eingebracht. Dann wurde das Phantom samt Prüfkörper noch einmal im Isozentrum und einmal bei angenähertem Objekt-Detektor-Abstand durchleuchtet. Aus den entstandenen Bildern wurde je ein Bild ausgewählt und verschiedenen Mitarbeiten der Abteilung ohne Hinweise auf die Detektoreinstellung vorgelegt Keiner der Befragten gab an einen Unterschied in der Bildqualität festzustellen.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: Strahlenbelastung, C-Bogen
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 4. März 2021
• 1. Bericht­erstatter:in: Reiser, Maximilian