Erhebung von diagnostischen Referenzdosiswerten für pädiatrische Röntgenuntersuchungen in Österreich

Abstract

Diese Diplomarbeit dient als Basis für nationale Referenzwerte für pädiatrische Röntgenuntersuchungen (Thorax, Schädel, Abdomen und MCU) und wurde in Österreich im Auftrag des Bundesministeriums für Gesundheit, Familie und Jugend durchgeführt (BMGFJ). Gemäß der Richtlinie der Europäischen Kommission (97/43/EURATOM) "Über den Gesundheitsschutz von Personen gegen die Gefahren ionisierender Strahlung bei medizinischer Exposition" sind Diagnostische Referenzwerte für typische radiologische Untersuchungen bezogen auf Patientengruppen mit Standardmaßen definiert. Referenzwerte sind Dosiswerte, die bei der Röntgenuntersuchung nicht überschritten werden sollten. Die-se Werte stellen keine Optimalwerte dar, sondern sind obere Dosisrichtwerte, die in der Regel (weit)unterschritten werden sollten.<br />Bei der Erhebung von Dosiswerten für Standarduntersuchungen an Kindern stellt sich besonders in relativ kleinen Ländern das Problem der relativ geringen Anzahl von Standardpatienten in den betrachteten Altersgruppen.<br />Zur Lösung dieses Problems bieten sich verschiedene Ansätze an, wie zum Beispiel die Verwendung von Normalisierungsfaktoren um Dosiswerte für kindliche "Standardpatienten" zu definieren. Der Ansatz in der vorliegenden Arbeit unterscheidet sich von diesem und beruht auf aus Größe und Gewicht berechneten Standarddicken für die untersuchten Körperregionen, um Dosiswerte für die Standardgruppen (0, 12, 60, 120 und 180 Monate) aus den erhobenen Daten zu gewinnen. In einem Zeitraum von circa zwölf Monaten werden Patientendaten wie Alter, Größe, Körpermasse und die für die Dosiermittlung nötigen Untersuchungsparameter erhoben. Nach einer Plausibilitätsprüfung aller Dosiswerte und aussortieren jener Untersuchungen, für die aufgrund zu geringer Fallzahlen keine Auswertung erfolgen kann, bleiben 1890 Projektions-, 203 Durchleuchtungs- und 123 CT- Untersuchungen für die Auswertung übrig. Mit den aus Patientengröße und Patientengewicht für die jeweilige Projektion berechneten Körperdicken und einer für das jeweilige Röntgengerät gemessenen Dosisausbeute (Y100), wird für jeden Patienten mit Hilfe des Abstandsquadratgesetzes die Eingangsdosis ermittelt. Das Dosisflächenprodukt wird während der Untersuchung protokolliert. Bei Geräten für die Durchleuchtungsuntersuchung werden die Dosisleistungen (an Wasserphantomen) gemessen. Die Kalibration der Flächendosisproduktmessgeräte wird sowohl für die konventionellen Röntgengeräte als auch für die Durchleuchtungsgeräte überprüft und korrigiert.<br />Für Thorax ap/pa , Schädel ap/pa/lat , Abdomen ap und MCU (Miktionszystourethrografie) werden die erhaltenen Dosisverteilungen präsentiert und die dritte Quartile mit vorhandenen Referenzwerten verglichen. Für CT - Untersuchungen (Schädel, Thorax) werden aufgrund der geringen Fallzahlen keine Quartilen berechnet, sondern Ergebnisse mit publizierten Werten verglichen.<br />

This Master Thesis has been performed on behalf of the Austrian Federal Ministry of Health, Family and Youth (BMGFJ). A survey of paediatric patient doses has been con-ducted in Austria to serve as a basis for introducing national diagnostic reference levels (DRLs) for standard examinations (chest, skull, abdomen and MCU).<br />According to the European Council Directive (97/43 EURATOM) on health protection of individuals against the dangers of ionizing radiation in relation to medical exposure Diag-nostic Reference Levels are defined for typical examinations, for groups of standard sized patients and for broadly defined types of equipment [1]. These levels are not to be considered as optimum values and are expected not to be exceeded for standard procedures.<br />Because of the widely varying patient size, from a newborn baby to a 15-year old, determination of reference levels for paediatrics is difficult. In order to compare the reference levels from the present work with published data from previous surveys five standard sizes of patients have been chosen at ages 0, 12, 60, 120 and 180 months. Due to the relatively short elevation period of approximately 12 months and the fact that there are only few standard-sized patients in this age range it is difficult to collect data from a sufficient number of patients at the respective age (0, 12, 60, 120 and 180 months) for every single examination. This is a general problem which is to be expected if DRLs are introduced in small countries. There are various possibilities to encounter this problem, such as the usage of normalisation factors for entrance surface doses and dose area products to derive dose values of the nearest standard patient. This method was established by the National Radio-logical Protection Board NRPB. Here a different approach is presented which is based on the exponential relation between dose values and patient age to derive doses only for specific standard ages.<br />From September 2006 to September 2007 patient data and dose parameter from 1890 radiographs, 203 fluoroscopy and 123 Computed Tomography (CT) examinations were col-lected from 14 hospitals. To compare the results of this study with other published national reference levels five standard ages (0, 12, 60, 120 and 180 months) have been defined. The projection thickness of the examined body parts (chest ap/pa, head ap/pa and lat, and ab-domen) were derived from height and weight using equations published in the Report 318 by the NRPB (UK). These thicknesses were calculated for each patient and can be used to estimate the incident air KERMA (IAK) values.<br />The IAK calculation is based on the X-ray tube output (or x-ray tube yield) Y100 which was measured at a range of tube potentials at a standard distance of 100 cm for all X-ray units used in this survey. The discrete tube output data points were interpolated with polynomial functions. Values of these curve fits were used to compute the IAK for all patients. The inverse-square law was applied to correct for focus to skin distance employing the calcu-lated projection thickness for each patient, obtained from the method mentioned above. The dose area products were recorded during the examination by radiographers. The dose rate was measured for fluoroscopic procedures by using water phantoms.<br />The uncertainties in IAK and KAP measurements were assessed. The KAP-meter readings were corrected by applying the calibration coefficient at the relevant tube potential.<br />As anticipated doses vary to a large extent in different hospitals indicating the necessity of guidance levels. Dose histograms and percentiles for above defined examinations are presented. Data form Computed Tomography examinations (CT) were also recorded, but the numbers were not enough to calculate third quartiles. However the graphical comparison with published reference levels is presented.<br />