Strahlenwirkung und Strahlenbiologie

Strahlenwirkung und Strahlenbiologie
Strahlenexposition
Es gibt Natürliche und Zivilisationsstrahlung
 Natürliche Strahlung aus der Erde, All durch
Essensaufnahme u.s.w. ca. 3milli Sivert
 Zivilisationsstrahlung, die meiste Belastung erfährt
man durch die Röntgendiagnostik ca. 1mSv
Strahlung durch Röntgendiagnostik bewegt sich zwischen
0,1 mSv für Zähne und 50 mSv für MDP im Jahr. Es gibt
Berufliche Höchstgrenzen diese liegen bei ca. 1mSv für
normale Berufsgruppen. Für strahlenexponierte Personen
bei ca. 20mSv.
Was ist Ionisation?
Strahlung trifft auf ein Molekül, es werden Elektronen
abgespalten. Das Molekül wird Ionisiert und
Aufgespalten, und dadurch die Eigenschaft verändert.
Bei dem Auftreffen von Strahlung auf eine Zelle kommt
es schon an der Zellhülle zur Ionisation und
Strahlenstreung. Dadurch entstehen in der Zelle freie
Radikale welche die DNS angreifen (ca. 2/3 der Fälle),
oder sie wird direkt durch Strahlung beschädigt (1/3 der
Falle). Doch dauert die Reperaturzeit meist Minuten bis
Stunden. Es gibt selten Fehlreperaturen.
Einflußgrößen für die Strahlenwirkung sind:
 Die Dosis
 Strahlenart, -energie.
 zeitliche Dosisverteilung
 räumliche Dosisverteilung
 relative Strahlenempfindlichkeit
 Milieufaktoren
Zur Strahlenempfindlichkeit
 Strahlensensibel , Lymphatische und blutbildende
Systeme, Darmschleimhaut, Gonaden, Augenlinsen
 mäßig sensibel, Lunge, Augen
 mäßig resistent, Haut, Leber, Niere
 Strahlenresistent, Herz, Nervensystem (ink. Hirn),
Muskulatur und Bindegewebe.
Krebsrisiko:
Das Krebsrisiko für die Bevölkerung liegt bei ca. 5% pro
Sv. Berechnung des Krebsrisikos infolge natürlicher
Strahlenexpositon Bei 70 Jahren ca. 1%. Das gesamte
Krebsrisiko beträgt effektiv ca. 30%
Strahlenphysik und Dosimetrie
Elektromagnetische Strahlenarten und ihre
Entstehungsorte im Atom. Vom Atomkern geht
Gammastrahlung aus. Von den Inneren Elektronenbahnen
geht Röntgenstrahlung aus. Je weiter man in den
Schichten nach außen geht desto Energieärmer wird die
Strahlung so das in den äußeren Ringen Licht entsteht.
Energie-Einheit = eV (Elektronen-Volt)
Bei Strahlung die aus der Rö.-Röhren entweicht ist nur
ein kleiner Teil so Energiereich wie man das Gerät
eingestellt hat. Bei einer Einstellung von 70kV besitzt der
kleinste Teil diesen Energiegehalt, der größte Teil hat der
Strahlung hat einen Energiegehalt von 35kV.
Die Strahlung welche entsteht ist verschieden energetisch
und hat dadurch eine verschieden hohe Eindringtiefe. Um
eine Ionisation im Gewebe zu vermindern wird ein Filter
vorgesetzt. Dadurch ist der größte Teil der aus dem Gerät
kommt Hochenergetisch und erreicht die volle
durchdringtive.
Strahlungsabsorbtion von verschiedenen Materialien.
Je dichter das Material ist desto höher die Absorption.
HWS = Halbwertsschicht (die Hälfte der durchdringenden
Strahlung absorbieren)
Halbwertsschichten in cm für verschiedene Materialien
wie dick muß die HWS sein um die Hälfte der
Durchdringung zu erreichen. z.B. Bei Muskeln ist sie bei
30 kV bei 2.7, bei Knochen 0.6 und bei Blei 0.003
Das Quadratische Abstandsgesetz
Bei einem 3 fachen abstand ist die Belastung um 1/9 der
Strahlung vermindert.
Die Röhrenspannung kV ist die Energie die mit der
Strahlung mitgeliefert wird. Strahlung mit einem hohen
Energiegehalt wird im Körper weniger gut absorbiert.
und hat eine höhere durchdringtiefe, als Engieärmere
Strahlung. Man muß länger Strahlen als und die
Ionisation im gewebe ist höher.
Einblendung:
Bei einer einblendung um 2 cm pro Seite wird das Geweb
um 36% weniger Belastet, die Streustrahlung ist um 10%
verringert und die Qualität der Bilder ist besser.
Dosisbegriffe
Dosis
D= absorbierte Stahlenenergie / Masse
Einheit Gy = 1J/kg
1mGy = 0,001 Gy
Wieviel einer Rö-Strahlung bleibt in einer Bestimmten
Masse .
Äquivalentdosis
H = D*WR
WR = Qualitätsfaktor (abhängig von Strahlenqualität)
Einheit: Sv (Sievert)
Qualität der Strahlung wird in der Menge der Erwirkten
Ionisationen gemessen. Die Strahlung des Rö. hat den
Faktor 1. 1Gy * F1 = 1Sv
E= HR * WT
WT= Anteil des organspezifische
Die effektive Dosis die in verschieden Organen eine
Wirkung entfaltet. Also die Empfindlichkeit der einzelnen
Organe. Die Gesamtwirkung entspricht 1 WT aller
Organe. Aufgrund dessen das Strahlung in verschieden
Organen eine verschiedenstarke Wirkung entfaltet, ist
Ionisierende Strahlung wie ein stark wirksames Gift
genau zu dosieren.
effektive Dosis
Prinzipien des Strahlendschutzes
 Notwendigkeit einer Strahlenexposition (Nutzen
versus Risiko)
 Optimierung von Personendosen und Schutzaufwand
(„So wenig Strahlung wie vernünftigerwiese
notwendig“, ALARA)
 Dosisgrenzwerte für Einzelpersonen
Patienten
Es werden keine Dosisgrenzwerte für Patienten festgelegt.
Nutzen und Risiko einer Röntgenuntersuchung müssen
vom Arzt gegeneinander abgewogen werden. Die
Strahlenexposition des Pat. liegt im Ermessen der
verantwortlichen Person, wobei die Grundsätze des
Strahlenschutzes beachtet werden müssen.
Grenzwert: effektive Dosis 1mSv/Jahr
(ohne Berücksichtigung des natürlichen und
medizinischen Strahlenexposition) Hochdosis
Untersuchungen bewirken auch wenn sie nur selten
vorkommen, den höchsten Wert an der Gesamtdosis.
Die Strahlenexposition des Patienten und des Personals
soweit sinnvoll und möglich reduzieren ohne Einbusse an
diagnostischer Information oder therapeutischem Nutzen.