Dosismanagement in der Röntgendiagnostik

Glossar

Kürzel	Definition / Beschreibung
ADT	Admit, Discharge, Transfer (HL7 Nachrichten zur Änderung des Patienten bzw. dessen Aufenthalt)
AET	Application Entity Title (Pro Netzwerk eindeutiger Name eines DICOM Akteurs z.B. PACS, CT, Dosismanagement, Befundungsworkstation)
Akquisitionsprotokoll	Bezeichnung der einzelnen Serien. Wird an der Modalität gepflegt und dort be-füllt (Serienattribut). Steht im RDSR.
BAR	Billing Acount Record (HL7 Nachrichten zur Übermittlung von Abrechnungsda-ten „OPS“ oder Diagnosen „ICD“ eines Patienten)
CIS	Cardiology Information Systems
DICOM	Digital Imaging and Communications in Medicine
HL7	Health Level 7 (Standard zum elektronischen Transfer von medizinischen Daten)
KIS	Krankenhausinformationssystem
LIS	Laborinformationssystem
MPPS	Modality Performed Procedure Step = Rückmeldung von der Modalität
MWL	(DICOM) Modality Worklist (Liste der terminierten Untersuchungen)
ORM	Order Request Message = Anforderung einer Untersuchung
PACS	Picture Archiving and Communication System (speichert Daten von bildgeben-den Modalitäten)
PSD	PeakSkinDose (maximale Hautdosis einer Untersuchung, typischerweise in Gy)
Protokollname	Bezeichnung, die am Scanner für eine bestimme Scan- bzw. Parametereinstellung hinterlegt ist – Anpassung über Applikationsspezialist bzw. eingewiesenen Mitarbeiter an der Modalität (Studienattribut)
RIS	Radiologieinformationssystem
RDSR	Radiation Dose Structured Report
Studienbeschreibung	Bezeichnung aus der Anforderung aus dem KIS/RIS (Worklist) – Anpassung über Leistungsbaum KIS/RIS
Serienbeschreibung	Bezeichnung der einzelnen Serien. Wird an der Modalität gepflegt und dort be-füllt (Serienattribut). Steht in den Bilddaten.

Rechtliche Grundlage

Gemäß § 14 (1) Nr. 2b) StrSchG – Besondere Voraussetzungen bei Tätigkeiten im Zusammenhang mit der Anwendung am Menschen – ist ein Medizinphysik-Experte (MPE) „bei einer Untersuchung mit radioaktiven Stoffen oder ionisierender Strahlung, die mit einer erheblichen Exposition der untersuchten Person verbunden sein kann […]“ zur Mitarbeit hinzuzuziehen. Die Verpflichtung galt nach §§ 197 und 198 (Übergangsvorschriften) ab dem 31.12.2022 für bestehende Anzeigen, Neuanlagen hingegen sind bereits seit Einführung des Strahlenschutzgesetzes am 31.12.2018 betroffen.

Eine „erhebliche Exposition“ ist nicht explizit in den Begriffsbestimmungen definiert. In § 131 (2) – Medizinphysik-Experte – sind jedoch die Tätigkeiten aufgezählt, bei denen ein Medizinphysik-Experte zur Mitarbeit hingezogen werden muss. Darunter finden sich aus dem Bereich der Röntgendiagnostik die „Untersuchungen […] mit einem Computertomographen oder mit Geräten zur 3D-Bildgebung von Objekten mit niedrigem Röntgenkontrast (Ausnahme Tomosynthese)“ und „Interventionen, bei denen die Röntgeneinrichtung zur Durchleuchtung eingesetzt werden“. Nach § 1 StrSchV – Begriffsbestimmungen bezeichnet eine Intervention den „Einsatz von Röntgenbildgebungstechniken, um zu medizinischen Zwecken die Einbringung von Geräten und Substanzen in den Körper und ihre Steuerung zu ermöglichen.“

Seit Inkrafttreten der neuen Strahlenschutzverordnung sind in § 132 die – Aufgaben des Medizinphysik-Experten – festgelegt. In Bezug auf die Verwendung eines Dosismanagementsystems sind insbesondere die folgenden Aufgaben zu nennen:

Überwachung der Exposition von Personen, an denen radioaktive Stoffe oder ionisierende Strahlung angewendet wird
Überwachung der Einhaltung der diagnostischen Referenzwerte
Untersuchung von Vorkommnissen

Diese Aufgaben sind im Einzelnen an anderer Stelle definiert. Nach § 122 (2) StrSchV – Beschränkung der Exposition – muss „für jede Art der Untersuchung und Behandlung die Expositionen der Personen […] regelmäßig ausgewertet und bewertet“ werden. Diagnostische Referenzwerte müssen den Untersuchungen zu Grunde gelegt werden (§ 122 (3) StrSchV) und im Falle eine Überschreitung nach § 85 StrSchG – Aufzeichnungs-, Aufbewahrungs- und behördliche Mitteilungspflichten […] – mit einer Begründung dokumentiert werden. (Bedeutsame) Vorkommnisse sind nach § 105 – Vorbereitende Maßnahmen zur Vermeidung, zum Erkennen und zur Eindämmung der Auswirkungen eines Vorkommnisses bei der Anwendung am Menschen – zur untersuchen. Hinzu kommt, dass auf Nachfrage der ärztlichen Stelle oder der zuständigen Behörde unter anderem Auswertungen der Expositionen gefordert werden können.

Einleitung

Zur Erfüllung der rechtlichen Anforderungen, insbesondere bei einer größeren Anzahl von Röntgengeräten in einer Einrichtung, ist ein Dosismanagementsystem ein unverzichtbares Handwerkzeug. Nur so ist eine übersichtliche und effiziente Überwachung der vielen Daten, insbesondere auf bedeutsame Vorkommnisse, möglich und unterstützt so den MPE bei der Erfüllung seiner Aufgaben. Weiterhin unterstützt das Dosismanagementsystem in der Optimierung des Strahlenschutzes und bietet die Möglichkeit retrospektiver Auswertungen und erleichtert so die Zusammenarbeit mit ärztlichen Stellen und Behörden.

Infrastruktur

Das Dosismanagementsystem ist ein zentrales Erfassungs- und Analysesystem, sodass es gemeinsam mit der IT in die Krankenhaus-IT-Infrastruktur eingebunden werden muss.

DICOM

Die Daten werden im DICOM-Format (Digital Imaging and Communications in Medicine) versendet, dem – wie der Name schon sagt – Standardformat in der Bildgebung, Kommunikation und Archivierung. Definiert wird der DICOM Standard von der NEMA (National Electrical Manufacturers Association).

Ein DICOM Objekt besteht aus dem sogenannten Header (Metainformationen) und einem Binärteil (z.B. den Pixeldaten einer Röntgenaufnahme). Der DICOM-Header bzw. die darin enthaltenen DICOM-Tags werden als achtstellige Hexadezimalzahlen definiert (Gruppe und Element). Beispielsweise umfasst die Gruppe 0010 allgemeine Informationen zum Patienten, während 0018 Scanparameter enthält. In der Regel sind Gruppen mit geraden Ziffern für die von der NEMA definierten Tags reserviert, während ungerade Gruppen von den Herstellern individuell mit sogenannten Private Tages belegt werden. Zusätzlich unterscheidet man zwischen Patienten-, Studien, Serien- und Instanzattributen. Ein Studienattribut gilt für die gesamte Studie (z.B. Studienbeschreibung), während ein Serienattribut sich zwischen den einzelnen Serien einer Studie unterscheiden kann (z.B. Serienbeschreibung).

Der mögliche Wert hinter jedem DICOM Tag ist definiert als Value Representation (6.2 Value Representation, VR), z.B. SH = Short String, DT = Date.

Tag	Level	Beschreibung	VR	Beispiel
0010, 0010	Patient	Patientenname	PN	Nachname^Vorname^Mittelname^Präfix^Suffix
0008, 0020	Study	Studiendatum	DA [YYYYMMDD]	20250312
0008, 1010	Series	Stationsname	SH [Short String mit max.16 Bytes]	RÖ3, C-Bogen-ENDO
0018, 9345	Instance	CTDIvol [mGy]	FD [Fließkommazahl mit 8 Bytes]	4.4
0018, 115E	Instance	DFP eines Bildes [dGy.cm²]	FD	34.4

Damit die Daten eindeutig zuzuordnen sind, werden im DICOM Standard einige Unique Identifier (UID) verwendet. Die wichtigsten sind die Study-Instance-UID (0020,000D), Series-Instance-UID (0020,000E) und SOP-Instance-UID (0008,0018). Wie der Name schon sagt, sorgen Studien- und Serien-UID für eine eindeutige Zuordnung der Bilddaten zu einer Studie bzw. deren Serien, während die SOP-Instance-UID eindeutig pro DICOM Objekt ist (also pro Bild). Die UIDs werden von den Modalitätenherstellern vergeben, wobei die Study-UID bei Verwendung einer DICOM-Worklist in der Regel aus dem RIS oder KIS vorgegeben wird, um beispielsweise den Bildaufruf aus dem RIS zum PACS-Viewer realisieren zu können.

Die Patienten-ID selbst ist nicht unique und wird nur in Kombination mit dem „Issuer of Patient ID (0010,0021)“ weitestgehend eindeutig. Relevant kann auch die Irradiation Event UID sein (0008,3010). Wenn es mehrere Rekonstruktionen einer einzigen Akquisition gibt, haben diese alle die gleiche UID. Leider ist dieses Tag im DICOM Standard als optional geführt und wird daher nicht von allen Herstellern befüllt.

Aus dem DICOM-Header lassen sich ebenfalls Informationen zum Binärteil erkennen. Ein guter Anhaltspunkt ist die Modality (0008,0060), aus der sich ablesen lässt, ob es sich um ein Durchleuchtungsbild handelt (RF für Radioflouroscopy). Befunde sollten das Modalitätenkürzel SR (Structured Report) tragen. Das können radiologische Befundberichte sein, aber auch die für das Dosismanagement wichtigen strukturierten Strahlungsberichte (RDSR).

Für eine genauere Differenzierung gibt es daher noch die SOP-Class-UID (0008,0016) B.5 Standard SOP Classes. Beispielsweise ist die 1.2.840.10008.5.1.4.1.1.4 ein MRT Bild und 1.2.840.10008.5.1.4.1.1.88.67 der RDSR. Zu guter Letzt wäre noch die Transfersyntax UID zu erwähnen (0002,0010). In dieser wird die Darstellung des DICOM Objekts festgelegt z.B. die Bytereihenfolge bei der Übertragung von Bildern und ob die Bilddaten komprimiert sind (Standard ist 1.2.840.10008.1.2 = Implicit Little Endian, Standard für Verlustfreie Kompression und JPEG 1.2.840.10008.1.2.4.70).

Wenn neue Modalitäten in den Gerätepark integriert werden bzw. in das Dosismanagementsystem eingebunden werden, sollte initial geprüft werden, ob die DICOM-Tags seitens Hersteller korrekt belegt sind. Leider stellt sich trotz definierter Standards häufig heraus, dass gewisse Einträge nicht korrekt sind. Diese Informationen sind aus dem DICOM Conformance Statement zu entnehmen, das jeder Hersteller mitliefern muss (z.B. Modalität, PACS, Dosismanagement).

Radiation Dose Structured Report

Der Radiation Dose Structured Report (Modality SR, SOP Class UID 1.2.840.10008.5.1.4.1.1.88.67) hat sich als Goldstandard für das Übermitteln von Strahlendosisdaten etabliert. Mittlerweile sollten alle neueren Geräte diesen bereitstellen können. Ein Structured Report besteht aus verschachtelten DICOM Tags und in der Regel einem Teil über die kumulierte Dosis und den einzelnen Serien (Irradiation Events).

Problematisch kann es werden, sobald mehr als ein RDSR für eine Studie existiert. Wenn eine Studie nochmal geöffnet wird, erstellen manche Hersteller einen zweiten RDSR, der nur die neuen Irradiation Events enthält. Manche erstellen einen neuen mit allen Events. Auch der Bereich über die kumulierte Dosis ist nicht immer gleich. Das Dosismanagement könnte die Gesamtdosis über eine Summation der einzelnen Events berechnen, manche ältere C-Bögen geben entweder keine Serien mit aus oder keine Durchleuchtungsserien (Irradiation Event Type Fluroscopy).

Insbesondere bei C-Bögen mit 3D-Funktion ist die Darstellung nicht einheitlich. Aktuell erlaubt der DICOM-Standard nicht die Angabe eines CTDI oder DLP innerhalb eines regulären XA RDSR. Die meisten Hersteller geben jeweils eine Serie mit einem DFP an (Irradiation Event Type Rotational Acquisition), einzelne erzeugen auch einen gesonderten RDSR mit CTDI und DLP. In der Zukunft könnte potentiell der Enhanced X-Ray Radiation Dose SR (SOP Class 1.2.840.10008.5.1.4.1.1.88.76) ein solche Konstellation erlauben.

Für die Nuklearmedizin gibt es ebenfalls einen SR Radiopharmaceutical Radiation Dose SR (SOP Class 1.2.840.10008.5.1.4.1.1.88.68), der jedoch der geringen Verbreitung von Dosismanagementsystemen in der Nuklearmedizin kaum Relevanz hat.

IT-Infrastruktur in einem Krankenhaus (DICOM und HL7)

HL7 (Health Layer 7) ist der zweite Kommunikationsstandard im Krankenhaus. Anders als bei DICOM geht es nicht um die Speicherung und Übertragung von medizinischen Bilddaten, sondern um den Austausch von administrativen und klinischen Patientendaten (Laborergebnisse, Anforderungen, Dosisdaten) in Textform.

Hier soll beispielhaft erläutert werden, wie der Weg von der Radiologieanforderung bis zum fertigen Bild mit Befund und finaler Abrechnung aussehen kann. Die Infrastruktur ist oft inhomogen und kann sich innerhalb eines Hauses bereits zwischen Abteilungen deutlich unterscheiden. Anders als bei DICOM geht es nicht um die Speicherung und Übertragung von medizinischen Bilddaten, sondern um den Austausch von administrativen und klinischen Patientendaten (Laborergebnisse, Anforderungen, Dosisdaten) in Textform.

Am Anfang steht immer eine Anforderung für eine Untersuchung. Die Radiologieanforderung kann entweder im Krankenhausinformationssystem (KIS) oder direkt im Radiologieinformationssystem (RIS bzw. CIS für die Kardiologie) eingegeben werden. Häufig ist das RIS bereits in das KIS integriert (z.B. bei ORBIS), sodass hier keine Schnittstelle erforderlich ist. Wenn RIS und KIS jedoch getrennt sind, kommunizieren die beiden über HL7 Schnittstellen. Es gibt verschiedene Nachrichtentypen:

Nachrichtentyp	Inhalt
ADT (Admission, Discharge, Transfer)	Allgemeine Daten zum Patienten, Infos über Falländerungen, Entlassung, Patientenzusammenführung bei doppelten Patienten uvm.
ORM (Order Entry)	Informationen zu einem Auftrag an ein Radiologiesystem, Laborsystem uvm.
ORU (Oberservation Result)	Befundbericht z.B. aus der Radiologie zurück ins KIS
MDM (Medical Document)	Generelle Übertragung von Dokumenten
BAR / DFT	Abrechnungsdaten

Beispielhafte ORM Nachrichten:

MSH|^~\&|KIS|ORBIS|RIS|ORBIS|20241009114524||ORM^O01^ORM_O01|20241000866|P|2.
PID|1||PatientenID||Mouse^Mickey^^^Dr.||GebDatYYYYMMDD|M
OBR|1||Auftragsnummer|^N/A^Thorax^Thorax|||20240703080000|20190717124220||||||||||||1|DR

Die Trennung der Segmente erfolgt durch die Symbole „|“ und „^“ PID5.1 wäre beispielsweise der Nachname, PID5.2 der Vorname.

Das RIS (in manchen Fällen auch das PACS) nimmt die Aufträge per ORM-Nachricht entgegen und kann diese wiederrum den Modalitäten per DICOM-Modality-Worklist (MWL) bereitstellen. Diese DICOM Abfrage ist übelicherweise eingeschränkt auf einen Zeitbereich, ein Gerät (AET = Application Entitiy Title) und oft auch auf den Status einer Anforderung (Scheduled = Terminiert / Arrived = Patient ist da). Das RIS kann auch tiefgehender konfiguriert werden, sodass der Auftrag erst für die MWL bereitgestellt werden, wenn die rechtfertigende Indikation durch eine oder einen Radiologen gestellt wurde.

Anschließend werden die Aufnahmen gemacht und per DICOM an das PACS zur Archivierung verschickt. Durch die MWL kann die Modalität die DICOM-Tags wie Patientenname, Geburtstag, StudyUID, aber auch Größe und Gewicht direkt korrekt befüllen. Bei Notfällen oder Störungen muss der Patient händisch an der Modalität eingebeben werden. Das RIS kann über den Status der Untersuchung per DICOM MPPS (Modality Performed Procedure Step) informiert werden. Mögliche Status sind (IN PROGRESS; DISCONTINUED, COMPLETED). Der COMPLETED Nachricht können im begrenzten Umfang auch Dosisdaten mitgegeben werden, die dann vom RIS oder Dosismanagementsystem übernommen werden können.

Anschließend können die Bilddaten befundet werden. Damit die anfordernde Abteilung den Befund erhält wird dazu eine ORU-Nachricht vom RIS an das KIS verschickt. Parallel werden auch Abrechnungsdaten (OPS-Codes) oder Diagnosen (ICD-Codes) in Form von BAR oder DFT-Nachrichten an das KIS übermittelt.

Nutzung von HL7 für das Dosismanagement

Für die reine Übermittlung von Dosisdaten ist keine HL7 Schnittstelle erforderlich, sofern alle angebundenen Geräte per DICOM Dosisdaten übermitteln. Häufig reichen diese Informationen jedoch nicht aus. Folgende Szenarien sind möglich:

Unvollständige Daten: Studienbeschreibung oder Größe und Gewicht werden zwar vom RIS an die DICOM-Worklist übermittelt, aber das Gerät übernimmt die Daten nicht in den DICOM Datensatz: Hier kann die ORM-Nachricht zusätzlich vom RIS zum Dosismanagementsystem geschickt werden.
Studienbeschreibung ändert sich während der Untersuchung: Bei Interventionen (vor allem in der Kardiologie) wird zunächst mit einer Diagnostik begonnen, bei Stenosen dann aber oft in der gleichen Sitzung behandelt. Beispielsweise wird aus einer Koronarangiographie eine PCI, womit sich aber auch der diagnostische Referenzwert ändert: Eine nachträgliche Anpassung der Studienbeschreibung in der DICOM-Worklist oder am Gerät ist oft nicht möglich. Durch eine nachgelagerte ORM-Nachricht vom CIS oder auch durch Verarbeitung von BAR / DFT Nachrichten mit OPS-Codes kann die Untersuchungsbezeichnung im Nachgang noch abgeändert werden.
Patientendaten werden im KIS angepasst: Bei einem regulären Workflow sollte der Patient korrekt über den DICOM Datensatz an das Dosismanagementsystem übermittelt werden. Manchmal wird der Patient jedoch im KIS noch geändert. Meist sind das Fallinformationen, die für das Dosismanagementsystem irrelevant sind. Gerade bei Notfallpatienten sind aber bei Untersuchungsbeginn noch nicht alle Informationen vollständig, sodass diese im Nachgang aktualisiert werden: ADT08 Nachrichten aktualisieren Daten wie Patientenname, Geburtsdatum oder Geschlecht. ADT34/40 Nachrichten führen Patienten zusammen, beispielsweise bei Doppeltanlage.
Untersuchungen werden im PACS neu zugeordnet: Manchmal müssen Patienten händisch an der Modalität eingegeben werden (Notfälle oder beim Ausfall der Worklist). Für eine korrekte Zuordnung wird im PACS im Nachgang die unverknüpfte Untersuchung dem Auftrag zugeordnet. Auch bei einer Patientenverwechslungen müssen die Untersuchungen im Nachgang der korrekten Anforderung zugeordnet werden. Manche PACS-Systeme können diese Zuordnung per ORM-Nachricht an das Dosismanagementsystem übermitteln.

Das Einrichten solcher HL7 Schnittstellen ist oft mit einem hohen finanziellen Aufwand verbunden. Gerade in größeren Kliniken läuft die HL7 Kommunikation jedoch häufig über einen zentralen Kommunikationsserver (z.B. Mirth, Cloverleaf) sodass Nachrichten dort auch dupliziert und an mehrere Ziele verschickt werden können.

Einbindung

Die einfachste Anbindung ist die Weiterleitung der Daten über das PACS, in dem zwecks Archivierung ohnehin alle Daten zusammenlaufen. Sollte eine Weiterleitung aus technischen, monetären oder sonstigen Gründen nicht möglich sein, kann auch ein Y-DICOM-Gateway vor das PACS geschaltet werden, was in der Regel jedoch auch mit Kosten und zudem mit mehr Aufwand verbunden ist. Alternativ können die Daten über einen gesonderten DICOM-Knoten an das Dosismanagement senden. Diese Funktion besitzen jedoch nicht alle Geräte (hersteller- und gerätespezifisch), zumindest nicht mit einem Auto-Push, sondern nur mit manuellem Versand durch den Anwender. Grundsätzlich würden die Daten aus dem RDSR genügen, allerdings macht es für erweiterte Analysen (SSDE-Berechnung oder zur Visualisierung der Strommodulation) Sinn, den gesamten DICOM Datensatz der Studie weiterzuleiten.

Achtung: Manche vorgeschalteten PACS-Systeme (z.B. dedizierte Kardiologie-PACS-Systeme) unterstützen das Speichern des RDSR nicht und verwerfen diesen stattdessen. Hier sollte in Betracht gezogen werden, den RDSR direkt an das Dosismanagementsystem zu schicken.

Werden die HL7 Schnittstellen schematisch berücksichtigt, kann es schnell komplex werden.

Datenquellen

Die Übermittlung der Dosisdaten sollte bestenfalls via RDSR (Radiation Dose Structured Report) erfolgen. Falls dieser Pfad seitens Modalität, z.B. aufgrund des Gerätealters, nicht zur Verfügung steht, kann eine Anbindung über MPPS (Modality Performed Procedure Step) oder OCR (Optical Character Recognition) erfolgen. Der Umfang der mitgelieferten Informationen ist bei den beiden zuletzt genannten Möglichkeiten jedoch eingeschränkt. Bei Mammographie- oder konventionellen Röntgeneinrichtungen kann auch der DICOM Header der Bilddaten ausgewertet werden. Prinzipiell können dort alle relevanten Informationen ausgelesen werden. Nachteilig ist, dass verworfene Bilder (z.B. Fehlaufnahmen) in dieser Konstellation in der Regel nicht berücksichtigt werden.

Modalität	Beschreibung	Datenquelle	Anmerkung
CR, DX, DR	Konventionelles Röntgen	RDSR, DICOM-Header	Alte Speicherfoliensysteme liefern digital keine Dosis und können oft nur noch per HL7 aus dem RIS angebunden werden
XA, RF	Durchleuchtungsanlagen (mobil oder ortsfest)	RDSR, MPPS, OCR	DICOM-Header erfasst nicht die Gesamtdosis der Untersuchung, da meist nicht alle Bilddaten in PACS gehen
MG	Mammographie	RDSR, DICOM-Header	RDSR enthält gewisse Informationen nicht (Kompressionskraft, Serienbeschreibung)
CT	Computertomographie	RDSR, OCR
CBCT	Conebeam-CT, DVT	RDSR, DICOM Header	Hier muss zunächst mit dem Hersteller geprüft werden, welche Dosisparameter überhaupt geliefert werden (DFP oder DLP/CTDI)
MR, US	Magnetresonanztomographie, Ultraschall	DICOM Header	Nur zur Auslastungsanalyse
NM	Nuklearmedizin	HL7	RDSR

Achtung: Manchmal werden seitens Hersteller falsche Modalitätenkürzel gesendet. Prüft die Richtigkeit bestenfalls direkt bei der Inbetriebnahme.

Vorbereitung

Der Markt bietet eine breite Palette diversifizierter Dosismanagementsysteme mit variablen Funktionalitäten an. Um herauszufinden welches Dosismanagementsystem das Beste für den jeweiligen Betrieb ist, sind sorgfältige Planungen, insbesondere eine Bestandsaufnahme der anzubindenden Modalitäten, erforderlich.

Insbesondere in größeren Häusern, in denen regelmäßige Gerätewechsel und Neuinbetriebnahmen durchgeführt werden, sollte gemeinsam mit der Medizintechnik und der IT eine Geräteübersicht mit den wichtigsten Eckdaten erstellt und bei Änderungen aktualisiert werden. Die gemeinsame Bestandsliste sollte z.B. die folgenden Geräteinformationen enthalten:

Haus (bei mehreren Häusern)
Abteilung (Radiologie, Kardiologie, Urologie …)
Modalität (CT, XA, RF)
Hersteller
Model
Softwareversion
Seriennummer
AE-Title
Station Name (gemäß DICOM-Tag)
IP-Adresse
Anzeigename im Dosismanagementsystem
Exporttyp (RDSR, MPPS, OCR, DICOM Header, EXAM Protokoll)
MPE-Pflicht (Ja/Nein)
Strahlenschutzbeauftragte
Anzeigedatum (Behörde)
Termine der SV-Prüfung
Medizinprodukte-Kennung (Technik)
GID (Ärztliche Stelle)

Um beurteilen zu können, ob ein Dosismanagement für die jeweilige Klinik geeignet ist, sollten weitere häuserspezifische Anforderungen geprüft werden. Beispielsweise könnten folgende Leitfragen gestellt werden:

Wie viele Geräte (CT, XA, DX, CR, MG) sollen insgesamt angebunden werden?
Sollen nuklearmedizinische Geräte eingebunden werden?
Wie ist die Datenqualität der Modalitäten? Ist eine sinnvolle DRW-Verknüpfung möglich? (Bei einigen Geräteherstellern liefert das Kommentarfeld des RDSR hilfreiche Informationen um bei Kombi-Untersuchungen die Serien den richtigen DRW zuordnen zu können. Manche Dosismanagementhersteller bieten zudem auch die Möglichkeit, die Daten aus dem RDSR mit Serienbeschreibungen aus den Bilddaten zu ergänzen.)
Wie ist der Workflow im Herzkatheterlabor? Häufig ist die Bezeichnung der Studienbeschreibung ein Problem. Kann die Studienbeschreibung nachträglich, z.B. via HL7-Schnittstelle, editiert werden? Wie landen diese Korrekturdaten im Dosismanagementsystem?
Welche Berufsgruppe ist für die Begründung von Überschreitungen zuständig?
…

Anzubindende Modalitäten

Welche Geräte sollen im Dosismanagementsystem angebunden werden?

Die Frage, welche Röntgenmodalitäten an das Dosismanagementsystem angebunden und überwacht werden müssen, lässt sich pauschal nicht beantworten, da die Anforderungen zurzeit je nach Regierungsbezirk unterschiedlich sind. Zur Abdeckung des Verantwortungsbereichs des Medizinphysik-Experten genügt theoretisch die Anbindung der Hochdosisgeräte (CT, Niedrigkontrast-CBCT und Interventionen bzw. XA und RF-Anlagen mit hoher Exposition), wobei auch hier die Definitionen schwammig formuliert sind. Dazu mehr in den nachfolgenden Kapiteln.

Grundsätzlich ist die Anbindung aller Geräte empfehlenswert, da diagnostische Referenzwerte auch abseits von Hochdosisgeräten etabliert sind (z.B. ERCP, Konv. Projektionsradiographie). Nur durch die systematische Erfassung und Auswertung dieser Daten können Optimierungspotentiale aufgedeckt werden und für interne Schulungen und zur Sensibilisierung der Anwender genutzt werden.

Hardware

Vor der Beschaffung eines Dosismanagementsystems sollte bedacht werden, ob dieses auf Krankenhauseigener Hardware laufen soll, „On Premise“ oder ggf. auch cloudbasierte Systeme zum Einsatz kommen können. Bei einer Installation der Server im Krankenhaus kommt oft die Frage nach den Hardwareanforderungen auf (Anzahl Virtuelle Maschinen, Betriebssystem usw.). Auch die unterstützten Datenbanktypen (z.B. ORACLE, MSSQL, PostrgreSQL) spielen eine Rolle, da Lizenzgebühren anfallen können. Größere Kliniken haben manchmal eigene Rechenzentren mit Datenbankclustern, auf denen mehrere Datenbankinstanzen laufen, die zentral von der IT administriert werden können. Ein früher Austausch mit der IT ist empfehlenswert um abzustecken, welche Voraussetzungen gegeben sind.

Interne Kommunikation

Damit das Dosismanagement nicht zur Arbeitszeitbeschaffung für den MPE wird, ist die Einbindung der jeweiligen Abteilungen, insbesondere der Abteilungsleiter – bestehend aus Chefarzt, SSB und ltd. MTR/MFA/Pflege – essentiell für erfolgreichen Strahlenschutz. Steht die Anschaffung (oder der Austausch) eines Dosismanagementsystems noch an, sind die Verantwortlichen spätestens bei der Applikationsschulung hinzuzuziehen, damit der eigenständigen Bearbeitung von Ereignissen nichts im Wege steht. Ist das System bereits in Betrieb, sind analog interne Schulungen anzubieten und bei Personalrotationen zu wiederholen.

Harmonisierung von Protokollen

Bestenfalls werden die Untersuchungsbezeichnungen bereits vor der Inbetriebnahme harmonisiert. Das ist insbesondere dann wichtig, wenn Modalitäten gleichen Typs aus mehreren Häusern und Abteilungen am System angebunden sind. Die prospektive Abstimmung erleichtert die anschließende Kategorisierung und DRW-Zuordnung.

Beispielweise ist bei der CT und beim konventionellen Röntgen wichtig, dass die Serienbeschreibungen oder Akquisitionsprotokolle eindeutig benannt sind. Der Thorax a.p. muss vom lateralen Thorax zu unterscheiden sein. Bei CT-Kombinationsuntersuchungen müssen die einzelnen Spiralen durch geeignete Benennung differenzierbar sein.

Bei C-Bögen und Angiographieanlagen muss in erster Linie die Untersuchungsbezeichnung (Studienbeschreibung) möglichst eindeutig sein. Im Optimalfall wird die Anforderung über die Worklist des KIS-Systems an das Gerät übergeben und über das PACS an das Dosismanagement weitergeleitet. Bei der Anforderung darf kein Freitextfeld verwendet werden, sondern ein Dropdown mit vorausgefüllten Einträgen. In Einzelfällen kann es hilfreich sein, die Untersuchungsbezeichnung an der Anlage auswählen zu können, um z.B. bei einer Standby-PCI im Nachhinein differenzieren zu können, ob eine reine Diagnostik oder Intervention durchgeführt wurde. Die Problematik in Herzkatheterlaboren ist bundesweit bekannt (Stand 2024) – es steht zum Beginn der Untersuchung noch nicht fest, ob nur eine Koronarangiographie oder zusätzlich noch eine PCI durchgeführt wird. Wird die Untersuchungsbezeichnung während des Eingriffs angepasst, wird der DICOM-Tag an der Modalität häufig nicht aktualisiert. Die Folge sind Meldungen des Dosismanagementsystems wegen Überschreitung des DRW der Koronarangiographie, aufgrund falscher Zuordnung. Es gibt mittlerweile Lösungen, die Einträge nachträglich über eine Schnittstelle zum radiologischen Abrechnungssystem (HL7 ORM Nachrichten oder sogar HL7 BAR Nachrichten) zu korrigieren. Diese elegante Lösung bieten jedoch (noch) nicht alle Systeme (KIS, Abrechnung, Dosismanagement) an (Stand 2024).

Auswahl der Software

Der Markt bietet eine Vielzahl von Anbietern, sodass eine ausführliche Marktrecherche im Vorfeld ratsam ist.

Funktionen

Um ein Dosismanagementsystem bewerten zu können, sollten der Funktionsumfang und die Anwenderfreundlichkeit im Rahmen von Live-Demos überprüft werden. Die folgenden Funktionen sollte ein Dosismanagement mindestens mitbringen:

Automatische Aufzeichnung der Expositionsdaten über eine DICOM-Schnittstelle mit allen relevanten Daten wie z.B. Datum, Patientenname, Untersuchung, Gewicht, Größe, DFP oder DLP und CTDI, Air Kerma, Effektive Dosis
Bündelung unterschiedlicher Protokollnamen / Untersuchungsdaten aufgrund abweichender Namensgebung
Überwachung der diagnostischen Referenzwerte (DRW) inkl. Begründung
Möglichkeit der Definition interner Referenzwerte für Untersuchungen ohne DRW
Überwachung der DRW auf Studien- und Serienebene (z.B. bei Kombinationsuntersuchungen in der CT)
Überwachung von Vorkommnissen und deren Bedeutsamkeit
Überwachung der sendenden Modalitäten
Berechnung der kumulativen Dosis
Berechnung der effektiven Dosis über Konversionsfaktoren
Berechnung der maximalen Hautdosis (Peak-Skin-Dose), Dokumentation der Blenden, kV, mAs, Gantrywinkel usw.
Darstellung der Auswertung nach Institut, Gerät, Untersuchung uvm.
Mitteilung von Überschreitungen (z.B. Pop-Up, E-Mail)

Weitere zusätzliche Features könnten sein:

Berechnung einzelner Organdosiswerte
Berechnung einzelner Organdosiswerte vor der Computertomographie (CT-Expo)
Berechnung der effektiven Dosis mit Monte-Carlo-Simulation
Aufzeichnung der Kontrastmittelmenge
Dokumentation des CT-Topogramms zum Abgleich mit dem gefahrenen Protokoll
Analyse der Geräteauslastung zur wirtschaftlichen Optimierung
SSDE-Berechnung (Size Specific Dose Estimate)

Kosten

Neben den Funktionalitäten, sind natürlich auch die Kosten des Dosismanagementsystems zu berücksichtigen. Diese setzen sich wie folgt zusammen:

Server- und Softwarekauf
Lizenzgebühren, ggf. Campus-Lizenz
Service- und Wartungsgebühren
Einrichten von DICOM-Knoten (Firmeneigene Geräte / Fremdgeräte)
Zusätzliche Schnittstellen (z.B. Abrechnung)
Folgeschulungen / -applikationen

Anbieter

DoseWatch (GE Healthcare)
Radimetrics Enterprise Platform (Bayer)
DoseIntelligence (RayMedix IT)
Teamplay (Siemens)
Syncro-Dose (Fujifilm)
DOSE (Qaelum, Dedalus)
medigration Domako (bender gruppe medigration)
DoseM (INFINITT Healthcare)
Dose&Care (Guerbet)
EasyDoseQM (BMS InformationsTechnologie GmbH)
QIT Dosismangement (QIT Systeme)
RadCentre Dose View (i-Solutions Health)
DoseTrack (Sectra)

Wir möchten allen Anwenderinnen und Anwendern aus Medizinphysik, Radiologie und Nuklearmedizin einen neutralen Überblick über die am Markt verfügbaren Lösungen und deren Funktionsumfang zu bieten. Hierfür haben wir einen kurzen Fragebogen mit ausgewählten Funktionen und Eigenschaften von Dosismanagementsystemen zusammengestellt und verteilt. Die nachfolgende Tabelle ist das Ergebnis der Anfragen bei den Hersteller. Für die Angaben kann keine Gewähr übernommen werden und sind kritisch zu hinterfragen. Einige Antworten sind noch ausstehend (Stand 29.06.2026).

Feature		DOSE	DoseWatch	DoseIntelligence	teamplay	DoMaKo
Automatische Aufzeichnung der Expositionsdaten		X	X	X	X	X
Unterstützung verschiedener Dosisprotokolle	RDSR	X	X	X	X	X
	MPPS	X	X		X
	OCR	X	X	X	X	X
	DICOM Header	X	X	X	X	X
	HL7	X	X	X	X
Überwachung der DRW auf …	Studienebene	X	X	X	X	X
Überwachung der DRW auf …	Serienebene	X	X	X	X	X
Dokumentation/ Kommentierung der Überschreitungen		X	X	X	X	X
Versionierung der DRW (zeitliche Gültigkeit)		X	X		( X )
Möglichkeit eigene DRW zu definieren		X	X	X	X	X
Möglichkeit der Filterung der DRW auf …	Gewicht / BMI	X	X	X	X
	Alter	X	X	X	X	X
	Weitere Parameter	X			X
Überwachung der Regeln aus Anlage 14 StrSchV		X	X	X	X	X
Erweiterte Darstellung der z-Achsen-Strommodulation am CT		X	X
SSDE-Berechnung		X	X		X
Mandantenfähigkeit		X	X	X	X	( X )
PACS-Aufruf		X	X	X	X	X
Integration in andere Systeme (RIS/KIS/PACS)		X	X	X	X	X
Organdosisberechnung gem. ICRP / Integration Virtual Dose (CT und XA)		X / X	X / X	X / X	/ X
HL7 Schnittstellen	ADT eingehend	X	X	X	X	X
	ORM/ORU eingehend	X	X	X
	ORM/MDM ausgehend	X	X	X
Möglichkeiten zur Differenzierung von Interventionen (z.B. via HL7)		X	X	X	X	X
On Premise / Cloud		X	X	X (Cloud)	X (Cloud)	X (On Premise)
Abschätzung der Bildqualität (bspw. über Rauschverhalten)		X (CT)	X
Schnittstelle zur Ärztlichen Stelle/Behörde			( X )			X
Abgleich zwischen Dosismanagement und PACS per Query/Retreive		X	X		X
Möglichkeit des Datenexports aller relevanten Parameter		X	X	X	X	X
Einbindung nicht strahlender Modalitäten zur Auslastungsanalyse (z.B. MRT, US)		X	X	X	X
Nuklearmedizin (inkl. DRW-Prüfung auf Serienebene)		X	X	X	X	X

Probleme

Durch die – in Bezug auf die Trägheit des Rechtswesens – neuen Anforderungen an Dosismanagementsysteme, bestehen bundesweit noch viele Probleme. Wir unterscheiden hier zwischen kleineren „Standardproblemen“, gefolgt von Kapiteln zu vermeintlich größeren Problemen.

Standardprobleme

Mit dem Funktionsumfang einiger Dosismanagementsysteme lassen sich die rechtlichen Anforderungen häufig nicht vollständig umsetzen
Nicht-RDSR-fähige Röntgenmodalitäten erschweren die Auswertung aufgrund mangelnder Datenqualität
Die Einheiten des Dosisflächenprodukts variiert je nach Hersteller, was die Kommunikation mit den Ärzten erschwert, da diese an die jeweilige Einheitendarstellung gewohnt sind
Keine einheitliche Definition einer Patientengruppe: Manchmal sind es 10 Personen (Leitfaden für DRW, Schreiben des BMUV zur Handhabung der DRW), manchmal 20 Personen (StrlSchV A14)
Moderne neue Geräte (Stand 02-2024) einiger Hersteller verfügen über keinen zweiten DICOM-Knoten mit Autopush-Funktion, sodass bei Anwendern ohne PACS-Weiterleitung zusätzliche Kosten für eine DICOM-Weiche entstehen. Eine zuverlässige Direktanbindung ist nicht möglich.
Protokollzuordnungen
- Worklisteneinträge vom KIS werden nicht übergeben
- Ältere CT-Modalitäten lassen unter Umständen keine differenzierte Benennung der Serienbeschreibungen zu
- Kombiuntersuchungen: Diagnostische Untersuchungen mit anschließender Intervention lassen sich im System nicht mehr trennen, bspw. Koro+PCI, Angiographie+PTA (s. auch entsprechendes Kapitel)
Zuständigkeiten und Zusammenarbeit zwischen ärztlichem SSB und MPE

Dokumentation von DRW-Überschreitungen

Grundsätzlich besagt der § 85 StrlSchG Abs. 1a), dass jede DRW-Überschreitung sowie dessen Begründung aufgezeichnet werden muss:

„Der Strahlenschutzverantwortliche hat dafür zu sorgen, dass eine Überschreitung diagnostischer Referenzwerte sowie die Gründe für diese Überschreitung aufgezeichnet werden.“

Diese Pflicht hat frühzeitig zu Diskussion geführt, weshalb das BMUV im Rundschreiben zur Überschreitung diagnostischer Referenzwerte vom 22.01.2020 frühzeitig interveniert und korrigiert hat:

„Das Grundprinzip der DRW als Richtschnur für den Strahlenschutz ist, dass es sich bei diesen jeweils um einen auf Standardphantome oder auf Patientengruppen bezogene Wert für einen Untersuchungstyp handelt, dessen Einhaltung dementsprechend in Bezug auf ein Kollektiv von mindestens zehn untersuchten Personen geprüft wird. Bei der Prüfung der Einhaltung eines DRW ist also über eine bestimmte Anzahl gleicher Anwendungen zu mitteln; der Mittelwert darf den DRW nicht überschreiten. An diesem Prinzip sollte das Strahlenschutzgesetz nichts ändern; auch künftig muss nicht bei jeder einzelnen Untersuchung der DRW eingehalten werden. Daraus folgt, dass auch nicht in den Aufzeichnungen zu einer einzelnen Untersuchung eine Begründung für die Überschreitung eines DRW vermerkt werden muss“

Auch im Leitfaden zur Handhabung der diagnostischen Referenzwerte für diagnostische und interventionelle Röntgenanwendungen vom 14.11.2023 wird diese Definition aufgegriffen.

Darüber hinaus sprechen weitere Argumente dagegen, warum ein Medizinphysik-Experte von den Anwendern die Kommentierung einfacher DRW-Überschreitungen fordern sollte:

Häufig irrelevante Überschreitungen (Mittlerer BMI des Krankenhauspatienten ca. 27 kg/m²)
Langfristiges Risiko der Abstumpfung, sodass relevante Fällen u.U. untergehen
Learning nur kurzfristig / Keine nachhaltige Sensibilisierung
Bei 25% DRW-Überschreitungen können das in einem großen Krankenhaus > 500 Überschreitungen pro Tag bedeuten
Die Arbeitszeit kann bei bestehendem Fachkräftemangel sowohl vom MPE, als auch von den Anwendern sinnvoller im Sinne des Strahlenschutzes eingesetzt werden

Kombi-Untersuchungen

Die Überwachung kombinierter Interventionen ist nur schwer realisierbar, da das System nur eine Studienbezeichnung aufzeichnet und weiterleitet. Im Dosismanagementsystem ist es folglich – ohne viel Zeitaufwand (z.B. KIS-/PACS-Einsicht) – im Nachhinein nicht möglich, den korrekten DRW zugrunde zu legen.

Der Leitfaden zur Handhabung der diagnostischen Referenzwerte für diagnostische und interventionelle Röntgenanwendungen vom 14.11.2023 liefert Antworten auf bestimmte Probleme. Bei Kombi-CT-Untersuchungen ohne expliziten DRW soll zukünftig zum Beispiel der höchste CTDI angesetzt werden – das klingt logisch. Problematisch wird es bei Interventionen. Hier schreibt der Leitfaden vor:

„Beinhaltet (eine) Intervention […] neben einem diagnostischen auch einen therapeutischen Anteil, ist der gesamte Vorgang als therapeutisch zu werten und mit dem DRW für interventionelle Eingriffe zu vergleichen.“

Das ist problematisch, da DRW für die gefäßchirurgische Diagnostik (z.B Arteriographie Becken-Bein = 35 Gycm²) manchmal höher als für Interventionen (z.B. PTA Oberschenkel-Knie = 25 Gycm²) sind. Wird also erst eine Angio B-B und anschließend eine PTA O-K durchgeführt, sind 25 Gycm² zugrunde zu legen. Wenn das so von den Kliniken gehandhabt wird, müssten vermutlich alle so durchgeführten Eingriffe kommentiert werden, was sicher nicht im Sinne des Leitfadens und auch nicht der internen Zusammenarbeit zwischen MPE und Arzt ist.

Hochdosisinterventionen

Die Definition der Interventionen mit „erheblicher Exposition“ bleibt ein Diskussionsthema, solange keine klare Festlegung seitens Gesetzgeber existiert. Während die meisten Geräte aus der (Neuro)radiologie, der Kardiologie und Gefäßchirurgie unstrittig als Hochdosisgeräte und die Modalitäten der Chirurgie, ZNA, Röntgenabteilung und Strahlentherapie unstrittig nicht als Hochdosisgeräte betrieben werden, werden Anwendungen aus Teilbereichen der Inneren Medizin (z.B. MDP, ERCP), Urologie (z.B. URS, PCN) und Orthopädie, insbesondere der Wirbelsäulenorthopädie (z.B. Spondylodesen, Kyphoplastien, Vertebroplastien) regelmäßig diskutiert.

Personalschlüssel MPE

Das Rundschreiben „Ausreichende Anzahl von Medizinphysik-Experten in der Röntgendiagnostik für Ausführung der Tätigkeit“ des BMUV vom 10.06.2022, ist ein Versuch, den MPE-Bedarf abschätzen zu können. Darin werden 0,08 VZ-Stellen je Interventionsanlage und 0,06 VZ-Stellen je Computertomograph zur Orientierung angegeben. Der Anteil halbiert sich bei gleichartigen Geräten mit vergleichbarem Untersuchungsspektrum. Da hier jedoch nur auf die Geräteanzahl, aber nicht auf dessen Nutzung berücksichtigt wird, ist der Schlüssel eher ungeeignet. Hinzu kommt, dass auch nicht nach Tätigkeitsumfang des zuständigen MPE unterschieden wird. Werden nur DRW und Vorkommnisse überwacht, oder werden auch interne SOP erstellt, Applikationsschulungen und Strahlenschutzunterweisungen durchgeführt? Übernimmt der MPE die gesamte Konstanzprüfung am Gerät und dem zugehörigen Befundungssystem? Bearbeitet er die Anforderungen der Ärztliche Stellen? Den Zeitaufwand pauschal abzuschätzen ist nahezu unmöglich. Der Schlüssel kann den tatsächlichen Bedarf sowohl extrem unter- als auch überschätzen.

Beispielgrafiken

Danksagung

Wir bedanken uns herzlich bei der Dedalus HealthCare GmbH für die erfolgreiche Zusammenarbeit und die Zurverfügungstellung der hier verwendeten Bilder. Insbesondere möchten wir uns bei Herrn Jungk, Herrn Schwedler und Herrn Güthoff für den tollen fachlichen Austausch und die präzisen Korrekturen bedanken. Bei der Erstellung dieses Artikels hatten wir selbst die Möglichkeit etwas zu lernen – und darum geht es schließlich auf unserer Seite. Auch bei Herrn Rausch möchten wir uns für das Herstellen der Kontakte und die Begleitung des Entstehungsprozesses dieser Seite bedanken.

Vielen Dank!

Dosismanagement

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