Evaluierung der Strahlenexposition des medizinischen Personals in der Interventionellen Radiologie (IR) mit Hilfe von Akitv-Personen-Dosimetern (APD)

Abstract

Mit der Steigerung der Sensibilisierung des medizinischen Personals gegenüber der persönlichen Strahlenexposition in der Interventionellen Radiologie, stieg der Bedarf an einer Evaluierung der Strahlenschutzmaÿnahmen. Die gesetzlich vorgeschriebenen Dosimeter für strahlenexponierte Personen sind für Optimierungszwecke bedingt geeignet, da sie keinen direkten Dosis- Rückschluss auf zuordenbare Handlungen während der Eingriffe erlauben. Aufgrund seiner Eignung zu Messungen im Streufeld gepulster Röntgenstrahlung und der Ausgabe von Dosisleistungswerten pro Sekunde, wurde das seit einigen Jahren auf dem Markt verfügbare Aktiv- Personen- Dosimeters RaySafe i2 der Firma Unfors verwendet. Zur Ermittlung der gesetzlich vorgeschriebenen Tiefen- Personendosis HP (10) ist die tatsächlich im Rumpfbereich aufgenommene und daher unter der Bleischürze gemessene Strahlenmenge relevant. Die erhaltene Dosis der Extremitäten und des Kopfes sind jedoch, da nicht durch eine Bleischürze geschützt, für den Strahlenschutz von besonderem Interesse. Zur Verfügung standen sechs Dosimeter die jeweils an verschiedenen Körperstellen des medizinischen Personals angebracht wurden. Die direkte Rückmeldung der Dosimeter ermöglichte eine sekundengenaue Analyse und Zuordnung von Dosisleistungsspitzen zu konkreten Handlungen des Personals. Aufgrund dieser Erkenntnisse wurde die Verteilung der Streustrahlenexposition im Operationssaal und die Wirkung diverser Strahlenschutzmaÿnahmen bei Phantommessungen nachgestellt, evaluiert und die dadurch erreichbare Reduktion der Strahlenexposition festgestellt. Der Vergleich der Phasen von Digitaler Subtraktions- Angiographe (DSA) zu Bildgebung durch Durchleuchtung ergab bei genauer Analyse eines speziellen Eingriffs eine vergleichbare Dosisbelastung durch beide Verfahren. Jedoch betrug die mittlere Dosisleistung durch DSA (z.B. Dosimeterposition Oberarm links) mit 33 mSv/h ca. das 60- fache der Dosisleistung durch Durchleuchtung mit 0,6 mSv/h. Die dennoch ähnlichen Anteile an der Gesamtbestrahlungszeit sind darauf zurückzuführen, dass die Strahlenbelastungszeit bei Durchleuchtung mit 29,3 min (=1743 s) wesentlich länger ist, als jene durch Bildaufnahmen. Es wurden 7 DSA, mit insgesamt 76 Einzelbildern bei einer Frequenz von ca. 1 Bild/s durchgeführt. Auch wurde durch die Messungen die beträchtliche Abhängigkeit der Streustrahlenbelastung vom durchstrahlten Patientenvolumen ersichtlich. So wurde bei Durchleuchtungen des Unterschenkels, bei durchschnittlichen Untersuchungen, sehr geringe Streustrahlenbelastung (20 - 40 µSv) registriert. Bei vergleichbaren Durchleuchtungszeiten, sowie Anzahl der Bildaufnahmen wurde jedoch bei Bildgebung am Abdomen ein Vielfaches der Dosis (ca. 150 µSv) am Referenzdosimeter "Brust", außerhalb der Bleischürze, registriert. Ähnliches ist auch bei der Durchleuchtung von adipösen Patienten zu beobachten. Die Analysen zeigen einen Bedarf der Optimierung der Position der deckenmontierten Bleiglasscheibe. Vor allem bei DSA kann, Phantommessungen zur Folge, durch optimierte Anwendung die Dosis der Radiologen um 98% reduziert werden. Generell ist im Zuge der Optimierung des Strahlenschutzes die Bewusstseinsschaffung und Sensibilisierung des Personals bezüglich der Wirksamkeit diverser Strahlenschutzmaßnahmen wesentlich. Zur "Sichtbarmachung" der Streustrahlenverteilung im Operationssaal, sowie für Relativmessungen zur Optimierung des Strahlenschutzes, zum Beispiel im Zuge von Strahlenschutzunterweisungen, kann die Verwendung des Messsystems RaySafe i2 sehr hilfreich sein. Die dieser Arbeit zugrundeliegenden Messungen erfolgten in Zusammenarbeit mit dem Institut für Krankenhausphysik des Krankenhaus Hietzing mit Neurologischem Zentrum Rosenhügel. Die beobachteten klinischen interventionellen radiologischen Eingrie erfolgten auf der 1. Chirurgischen Abteilung des KH Hietzing mit NZ Rosenhügel.

Increased awareness of high personal dose exposure of medical staff in interventional radiology (IR) demands an assessment of radiation protection procedures. Mandatory dose monitoring systems do not allow to relate dose to specifc actions of the staff as they just accumulate a total dose per month. Therefore we decided to use a measuring system by Unfors, RaySafe i2 which is built for real- time- dosimetry of scattered radiation in pulsed X-ray felds. The dose value regulated by law HP (10) is based on the actual accumulated dose of the torso and measured beneath the lead apron. However doses of head and limbs are expected to be far higher as those body parts are not protected by the lead apron. For our measurements six dosimeters were used to mark different body parts of the medical staff. These dosimeters monitored accumulated dose per second and due to the real time response peaks in dose rate could be related directly to actions of the medical staff. Based on those insights further systematic measurements under laboratory conditions were taken, followed by an evaluation of the distribution of scattered radiation in the operating room as well as the improvement of common radiation protection. For instance it was possible to separate between the dose gained by digital subtraction angiography (DSA) and the one gained by fuoroscopy. Analysing one intervention led to similar doses for both ways of monitoring, even if the mean dose rate differed by the factor of 60 (f.e. dose rate of the position "left upper arm": DSA: 33 mSv/h; Fluoro: 0.6 mSv/h). That was explained by far longer periods of fuoroscopy (29.3 min) then DSA (approx. 76 s). The measurements showed explicit dependency between the intensity of the scattered radiation and the radiated volume too. On the average, interventions on the lower leg led to radiation doses of about 20 to 40 µ Sv. Multiple dose is accumulated during interventions at the abdomen (approx. 150 µ Sv). Similar differences were detected if the patients were obese. The need for assessment of the position of the ceiling suspended shield was shown by the analyses. If the screen is used properly the dose of the radiologist can be, according to phantom measurements, reduced by 98% especially during DSA. One of the most important things for radiation protection of medical staff in IR is to increase the awareness for the presence of scattering radiation and the huge positive impact of the tools provided for radiation protection. The System RaySafe i2 allows to make X-Ray radiation "visible" and is therefore good to optimize the radiation protection during interventions or radiation protection training sessions. This work was possible due to an cooperation with the "Institut für Krankenhausphysik" at the hospital "Krankenhaus Hietzing mit Neurologischem Zentrum Rosenhügel" in Vienna, Austria.