Der ungeschützte Kopf ist bei Personal, das unmittelbar in der Nähe von Röntgenquellen arbeitet, (insb. interventionelle Radiologen,Gefäßchirurgen, Kardiologen und Urologen) neben den Extremitäten der am stärksten exponierte Körperbereich (den durch die Röntgenschürze geschützten Körperstamm außen vorgelassen). Die tatsächliche Strahlenbelastung für den Kopfbereich bei Verwendung üblicher apparativer Strahlenschutzmittel sowie die Strahlensensitivität kranialer Strukturen wurde in zahlreichen Publikationen rege diskutiert. So wiesen Roguin et al. 2013 in einer Fallstudie eine erhöhte Inzidenz von linksseitigen Hirn- und Halstumoren bei Ärzten, die interventionelle Eingriffe vornahmen, nach. Der geringe Umfang der Studie von lediglich 31 beschriebenen Fällen und fehlende Dosisdaten muss bei der Bewertung natürlich berücksichtigt werden, sodass sich aus der Studie keine quantitativen Aussagen ableiten lassen. Nichtsdestotrotz erfährt spätestens seit Erscheinen dieser Studie der Schutz kranialer Strukturen eine erhöhte Aufmerksamkeit in der Community. So empfiehlt die Internationale Strahlenschutzkommission (ICRP) in der ICRP 118 einen Organdosis-Grenzwert von 0,5 Sv, ab dem Herz-Kreislauferkrankungen und Schäden am Gehirn nicht mehr ausgeschlossen werden können. In jedem Fall erscheint das Tragen von zusätzlichem Strahlenschutzmaterial für den Kopf aus rationaler Sicht durchaus sinnvoll.

Bisherige Studien konnten jedoch keine ausreichende Schutzwirkung der gängigen Bleikappen nachweisen (bspw. Kirkwood et al.). Der Grund scheint die Streustrahlung, die im unteren Gesichtsbereich entsteht und von dort in die oberen Regionen streut, zu sein. Die Firma Texray stellte kürzlich ein neues zwei-Komponenten Schutzsystem vor, das eine Lösung für diese Problematik liefern soll.

Wir hatten die Gelegenheit das Produkt auf Herz und Niere zu testen und möchten Euch die Ergebnisse an dieser Stelle vorstellen.

Produktvorstellung

Das System besteht aus einem um einen Kragen erweiterten Schilddrüsenschutz (dem sogenannten „MindPeace“) und einem stirnbandähnlichen Kopfschutz (dem sogenannten „HeadPeace“). Der Kragen am Schilddrüsenschutz soll dabei den unteren Gesichtsbereich und das Stirnband den Kopfbereich schützen. Somit ist der Kopf sowohl vor Streustrahlung aus dem unteren Gesichtsbereich als auch vor Primärstrahlung von außen geschützt.

Texray-Prinzip
Darstellung des Prinzips des Zweikomponentensystems von Texray (c) im Vergleich zu einer herkömmlichem Bleikappe (b) und keinem Schutz (a). Der zusätzliche Kragen am Schilddrüsenschutz (c) soll die im unteren Gesichtsbereich entstehende Streustrahlung reduzieren.

Das HeadPeace weist einen Bleigleichwert von 0,25mm und das MindPeace einen Bleigleichwert von 0,35mm auf. Beide Produkte sind aktuell in drei verschiedenen Größen (S, M, L) erhältlich. In Größe M bringt das HeadPeace ca. 260g und das Mind-Peace ca. 500g auf die Waage (nach eigenen Messungen). Aufgrund einer innovativen Webstruktur verspricht der Hersteller zudem einen hohen Tragekomfort durch geringes Gewicht und Atmungsaktivität.

Bei einer von Larsson et al. am Sahlgrenska Universitätsklinikum Gothenburg durchgeführten Studie wurden die Schwächungseigenschaften von einem Prototyp des HeadPeace und MindPeace mit einem Standard-Schilddrüsenschutz mithilfe von Phantommessungen verglichen. Dabei wurde mithilfe eines anthropomorphen Phantoms (Rando Alderson, CA, USA) eine klinische Situation simuliert, in der der interventionell tätige Radiologe Streustrahlung ausgesetzt ist. Das Phantom wurde mit Thermolumineszenz-Dosimetern (TLD) in verschiedenen Tiefen in fünf verschiedenen Schichten (A, B, C, D und E) ausgestattet. Es wurden vier Messaufbauten miteinander Verglichen:

  1. Phantom ohne zusätzlichen Schutz
  2. Phantom + Standard-Schilddrüsenschutz
  3. Phantom + MindPeace
  4. Phantom + HeadPeace

In der Abbildung sind die relativen Schwächungswerte für den Standard-Schilddrüsenschutz (links), das MindPeace bzw. HeadPeace (mitte) und die Kombination aus HeadPeace und MindPeace (rechts) für die einzelnen Messschichten dargestellt. Ein Wert von 0,97 ist gleichbedeutend mit einer Schwächung von 97%. Es ist gut zu erkennen, dass ein Standard-Schilddrüsenschutz, wie zu erwarten, ausschließlich die untere Halsregion abdeckt, wohingegen der Kopfbereich ungeschützt bleibt. Durch die Verwendung des MindPeace erweitert sich der Schutzbereich bis zur Schicht D, also dem mittleren Gesichtsbereich. Der obere Kopfbereich (Schicht E) wird schließlich durch die Verwendung des HeadPeace abgedeckt. Die Studie zeigte somit eine vielversprechende Schutzwirkung, wenn das HeadPeace mit dem MindPeace kombiniert wird.

Texray-Phantommessungen
Ergebnisse der Phantommessungen aus der Larsson-Studie

Zur abschließenden Bewertung fehlen „Real-Life-Daten“, die zum einen die Notwendigkeit von zusätzlichem Schutzmaterial belegen und zum anderen die Schutzwirkung des Systems auch unter echten klinischen Bedingungen nachweisen. Um diese fehlenden Daten zu liefern haben wir bei uns eine zweimonatige Studie durchgeführt.

Studie

Studiendesign

Ziel dieser Studie war die Quantifizierung der Dosisbelastung im Kopfbereich des medizinischen Personals bei durchleuchtungsgestützten Untersuchungen. Dazu erfolgten „Real-Life“-Messungen mithilfe von TLD bei neuroradiologischen und allgemein-radiologischen Interventionen. Darüber hinaus wurde die Schutzwirkung der Texray-Produkte untersucht.

Verwendeter apparativer Strahlenschutz

Bei allen Untersuchungen wurden gängige Schutzmaterialien verwendet. Dazu gehören eine Röntgenschürze mit einem Bleigleichwert von 0,5mm, ein Unterkörperschutz mit einem Bleigleichwert von 0,5mm und ein Bleiacryl-Schild mit einem Bleigleichwert von 0,5mm. Einige Ärzte trugen zudem eine Schutzbrille mit einem Bleigleichwert von ebenfalls 0,5mm.

Zusätzlich trugen alle teilnehmenden Radiologen über die Studiendauer die oben vorgestellten Produkte von Texray (HeadPeace + MindPeace), welche zuvor mit TLD ausgestattet wurden.

TLD-Messungen

Für die TLD-Messungen wurde ein neu entwickeltes Dosimetersystem vom Material-prüfungsamt (MPA) NRW verwendet. Die Dosimeter basieren auf einer heißgesinterten dünnen Schicht aus LiF:Mg,Ti (MTS-N-Pulver) als Detektormaterial und wurden mit einer Cs-137-Quelle auf Hp(3) kalibriert. Um die Messgenauigkeit zu verbessern, wurde die Empfindlichkeit entsprechend der verwendeten Strahlenqualität korrigiert.

Zur gleichzeitigen Messung der Strahlenexposition ohne Schutzkleidung und der Schwächung durch das HeadPeace und MindPeace wurden an mehreren Messpunkten TLD an der Innen- und Außenseite fixiert. Insgesamt wurde die Dosis und Transmission an sechs Messpunkten am HeadPeace bzw. drei Messpunkten am MindPeace erfasst. Zusätzlich wurde je ein TLD auf der Vorder- und Rückseite des Bleiacryl-Schildes angebracht. Die genauen Positionen und die in den Ergebnissen verwendeten Bezeichnungen der Messpunkte können den nachfolgenden Abbildungen entnommen werden. Es wurden zwei Sets (Set A und Set B), jeweils bestehend aus einem HeadPeace und ei-nem MindPeace, vorbereitet. Set A wurde ausschließlich für allgemein-radiologische Eingriffe und Set B ausschließlich für neuroradiologische Eingriffe verwendet.

Texray-Detektorpositionen-HeadPeace
Detektorfixierung am HeadPeace
Texray-Detektorpositionen_MindPeace
Detektorfixierung am MindPeace
Texray-Detektorpositionen
Skizze der TLD-Messpunkte

Ergebnisse

Das Studienkollektiv wurde in allgemein-radiologische und neuroradiologische Untersuchungen unterteilt. Bei Untersuchungen in der allgemeinen Radiologie wurde das Schutzmaterial bei insgesamt 20 Untersuchungen getragen, verteilt auf einen Radiologen, und bei Untersuchungen in der Neuroradiologie wurde das Schutzmaterial bei insgesamt 32 Untersuchungen getragen, verteilt auf zwei Neuroradiologen.

Texray-Studienkollektiv
Studienkollektiv, bei dem die präparierten Sets getragen wurden

Die um den Untergrund korrigierten Messwerte können der nachfolgenden Tabelle entnommen werden. Die kumulative Dosis am Bleiacryl-Schild betrug 93,71 mSv an der Vorderseite und 3,05 mSv an der Rückseite. Dies entspricht einer Abschwächung von 96,8 %.

Texray-Messwerte
Messergebnisse der Texray-Studie

Mit Ausnahme des außen gemessenen Wertes bei H6 (Neuroradiologie) ergaben sich die niedrigsten Messwerte erwartungsgemäß bei den der Strahlungsquelle abgewandten Messpunkten H6 und M3. Der genannte Ausreißer lässt sich durch einen temporären Verlust und einer damit verbundenen unbeabsichtigten Exposition des Detektors erklären. Aus diesem Grund werden die Messwerte bei H6 und M3 bei den folgenden Betrachtungen nicht weiter berücksichtigt.

Die mittlere äußere Dosis am HeadPeace betrug (0,27± 0,03) mSv (Neuroradiologie) und (1,55 ± 0,22) mSv (allgemeine Radiologie). Am MindPeace betrug die mittlere äußere Dosis (0,45 ± 0,04) mSv (Neuroradiologie) bzw. (3,52 ± 0,89) mSv (allgemeine Radiologie).
Zum Vergleich der Personalexposition in der allgemeinen Radiologie und der Neuroradiologie wurden die äußeren Dosiswerte auf ein DFP von 10.000 µGy∙m² normiert. In der Neuroradiologie betrug die mittlere normierte äußere Dosis (13,44 ± 1,36) (µSv/10.000 µGy∙m²) am HeadPeace und (22,27 ± 2,09) (µSv/10.000 µGy∙m²) am MindPeace. In der allgemeinen Radiologie waren es entsprechend (29,91 ± 4,19) (µSv/10.000 µGy∙m²) am HeadPeace und (68,07 ± 17,25) (µSv/10.000 µGy∙m²) am MindPeace.

Texray-Äußere Dosis
Äußere Dosiswerte normiert auf einen DFP von 10 000 μGy∙m²

Die Schutzwirkung des HeadPeace und des MindPeace wurde durch Auswertung der relativen Transmission in Abhängigkeit von der Dosimeterposition ermittelt. Eine Abschwächung von 75 % ist gleichbedeutend mit einem Verhältnis von 0,25 zwischen innerer und äußerer Dosis. Bei neuroradiologischen Interventionen betrug die mittlere Schwächung durch das HeadPeace (90,3 ± 3,6) % und durch das MindPeace (96,7 ± 0,5) %. Bei allgemeinen radiologischen Eingriffen wurde eine mittlere Abschwächung von (75,5 ± 7,5) % am HeadPeace und von (95,5 ± 0,6) % am MindPeace festgestellt.

Texray-Dosisreduktion
Relative Dosisreduktion an den einzelnen Messpunkten

Diskussion / Limitierung d. Studie

Die durchgeführte Studie zeigte eine signifikante Dosisbelastung des Kopfbereichs mit Dosiswerten von bis zu 4,4 mSv nach nur 20 Untersuchungen (allg. Radiologie).

Wie bereits die kumulierten Werte für das Dosisflächenprodukt (DFP) und die Referenzluftkerma andeuten, gab es in dieser Stichprobe höhere Dosiswerte bei allgemein-radiologischen als bei neuroradiologischen Interventionen. Dies ist sowohl auf die komplexeren Eingriffe im betrachteten Studienkollektiv als auch auf die Untersuchungsregion zurückzuführen. Verglichen mit dem Kopf führt der Rumpf zu einer größeren Schwächung bzw. Streuung des Nutzstrahls und somit auch zu einer höheren Dosisbelastung für das Personal. Somit zeigte sich trotz der geringeren Anzahl an Untersuchungen (20 vs. 32) und Normierung auf das akquirierte DFP bei allgemein-radiologischen Interventionen eine ca. doppelt so hohe Dosis gegenüber der bei neuroradiologischen Interventionen.

Ob die hier beobachteten Dosiswerte die in der Fallstudie von Roguin et al. beobachtete erhöhte Inzidenz von linksseitigen Hirn- und Halstumoren bei Interventionsradiologen erklären, ist fraglich. Auch das begrenzte Studienkollektiv von nur zwei Anwendungsbereichen und lediglich drei teilnehmenden Radiologen ist zu klein, um daraus allgemeingültige Aussagen abzuleiten.

Dennoch konnte insbesondere bei allgemein-radiologischen Interventionen eine Tendenz zu signifikanten Dosisbeiträgen im Kopfbereich des Personals nachgewiesen wer-den. Die in dieser Studie getesteten Produkte von Texray führten dabei zu einer Reduktion der Dosis im unteren und oberen Kopfbereich.

Fazit zum Produkt

Uns gefällt die Idee von Texray den Schilddrüsenschutz zu modifizieren, um die Entstehung von Streustrahlung im unteren Gesichtsbereich zu reduzieren und auch die Verarbeitung macht einen wertigen Eindruck. Die Ergebnisse zeigen, dass bei dosisintensiven Interventionen, bei denen sich der Anwender in unmittelbarer Nähe zur Strahlenquelle/zum Patienten befindet, das Tragen von HeadPeace und MindPeace aus Sicht des Strahlenschützers durchaus sinnvoll ist. Letztlich sind, abgesehen von den Augenlinsen, aber noch keine gesetzlichen Dosisgrenzen für den Kopfbereich etabliert, sodass es jedem selbst überlassen ist, ob und wann zu solchen Produkten gegriffen wird. Dabei spielt natürlich auch der Tragekomfort und mögliche Beeinträchtigungen im Bewegungsradius eine Rolle, die wir hier nicht bewertet haben.

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