Erhöhtes Risiko und mögliche Schäden nach Strahlenexposition im

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Erhöhtes Risiko und mögliche Schäden nach Strahlenexposition im

Erhöhtes Risiko und möglicheSchäden nach Strahlenexpositionim KindesalterDipl. Phys. Edda SchulzUniversitätsklinikum Schleswig-HolsteinCampus LübeckKlinik für Radiologie und NuklearmedizinTel.: 0451 - 500 3329e-mail: edda.schulz@uk-sh.de


StrahlenrisikoAls Strahlenrisiko bezeichnet man dieWahrscheinlichkeit mit der eine bestimmteBevölkerungsgruppe, die ionisierender oderanderer energiereicher Strahlung ausgesetzt wurde,an den Folgen dieser zusätzlichenStrahlenbelastung erkrankt oder stirbt.www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoRisiken• Tod durch Krebs• Verlorene Lebensjahre (durch vorzeitigen Tod)• Dauerhafte und vorübergehende objektivierbareLeiden (Erkrankung, Invalidität, verminderteErwerbsfähigkeit)• Dauerhafte und vorübergehende subjektive Leiden• Einbuße an Lebensqualitätwww.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoStochastische Strahlenschäden— Niedrige Dosiswerte1. Zwischen der applizierten Dosis und dementstandenen Strahlenschaden besteht keineindeutiger Zusammenhang!2. Es gibt keinen Schwellendosiswert, ab dem einbestimmter Schaden immer zu beobachten ist.3. Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten desSchadens nimmt mit der Dosis zu.4. Nur eine geschädigte Zelle erforderlich.→ Risikowww.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoStochastische Strahlenschäden• Epidemiologische Untersuchungen basieren auf derAuswertung von Ereignissen mit Strahlenexpositionen> 100 mSv• Annahme einer linearen Dosis-Wirkungs-Kurve stellteine hypothetischeExtrapolation dar.0,01 mSv – 25 mSvwww.strahlenschutzkurs-luebeck.de


Strahlenrisiko• Risikokoeffizient für Einzelperson nicht möglich -nur für Personengruppen• Risikokoeffizient für verschiedene Schäden:– Tod durch Krebs– Erkrankung an Leukämie oder Krebs– genetische Veränderungen• Risiko auf Grund anderer karzinogener Einflüssenicht abgrenzbarwww.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoStrahlenrisiko = Risikokoeffizient ● Dosiswelches Risiko ? BekanntWie hoch ist das Risiko für das Entstehen einesStrahlenschadens nach bekannter Strahlenexposition?www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoRisikokoeffizient R (Risiko an Krebs zu sterben)(gemittelt über Alter und Geschlecht)R = 5 · 10 -2 / 1 Sv = 0,05 / 1 Sv5 % pro Sv(ICRP 60, 1990)www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoRisikokoeffizient R (Risiko an Krebs zu sterben)(gemittelt über Alter und Geschlecht)5% pro Sv• 100 Personen mit 1 Sv → 5 zusätzliche Krebstodesfälle• 1.000 Personen mit 100 mSv → 5 zusätzliche Krebstodesfälle• 10.000 Personen mit 10 mSv → 5 zusätzliche Krebstodesfälle• 100.000 Personen mit 1 mSv → 5 zusätzliche Krebstodesfälle• 10.000 Personen mit 1 Sv → 500 zusätzliche Krebstodesfällewww.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoRisikokoeffizient (Risiko der Erkrankung an Leukämieoder Krebs)(gemittelt über Alter und Geschlecht)R E = 7,5 · 10 -2 / 1 Sv = 0,075 / 1 Sv7,5% pro Sv(ICRP 60, 1990)Alle Berechnungen und Überlegungen für R E sind denenfür R analog.www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoOrgan Risikokoeffizient (Tod) Lebenszeitverlust durch strah-(%/Sv) (10 4 •Sv -1 ) leninduzierten Krebs (Jahre)Blase 0,3 30 10Brust 0,2 20 18Darm 0,85 85 12,5Haut 0,02 2 1,5Knochenmark 0,5 50 3,1Knochenoberfläche 0,05 5 15Magen 1,1 110 12,5Lunge 0,85 85 13,5Leber 0,15 15 15Ovarien 0,1 10 17Schilddrüse 0,08 8 15Speiseröhre 0,3 30 11.6Restkörper 0,5 50 13,7Total www.strahlenschutzkurs-luebeck.de5,0 500 15 (ICRP 60, 1990)Krebstodesfälle pro 10.000 Personen pro Sv


StrahlenrisikoDas strahleninduzierte Risiko (Krebserkrankung, Tod) istwesentlich vom Alter abhängig.Größeres Risiko bei Strahlenexposition im Kindesalter:• höhere Strahlenempfindlichkeit• längere voraussichtliche Lebenserwartung• höhere Belastung der Risikoorgane• genetische Effekte in der Nachfolgegeneration• besondere Situation bei Neugeborenenwww.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoAltersgruppeAlters-Risikofaktor0 bis 15 2,416 bis 40 1,2541 bis 65 0,44älter 65 0,19(www.onmeda.de - Lexikon der Strahlenmedizin - Strahlenrisiko)Literatur:Unterschiedliche Risikofaktoren:2 – 3-fach höheres Risiko3 – 4-fach höheres RisikoUnterschiedliche Altersgruppeneinteilungwww.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoKinder im Alter zwischen 0 und 15 Jahren, die einerDosis von 1 Sv ausgesetzt waren→ Risiko an Krebs oder Leukämie zu sterbenR = 0,05 · 2,4 = 0,12→ Risiko an Krebs oder Leukämie zu erkrankenR E = 0,075 · 2,4 = 0,18www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


Strahlenrisiko•2,45 %•1,25•0,44•0,19(SSK 2007)www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoSterbewahrscheinlichkeit pro 1000 Personen nach einer einzeitigenhomogenen Ganzkörperexposition mit 100 mSv effektive DosisAlter Leukämie Brust Atem- Verdau- Andere Summetrakt ungstrakt5 1,11 - 0,17 3,61 7,87 12,760,75 1,29 0,48 6,55 6,25 15,3215 1,09 - 0,54 3,69 6,12 11,440,72 2,95 0,70 6,53 4,76 15,6625 0,36 - 1,24 3,89 3,72 9,210,29 0,52 1,25 6,79 2,93 11,7835 0,62 - 2,43 0,28 2,33 5,665,57 0,43 2,08 0,73 1,87 5,57www.strahlenschutzkurs-luebeck.deMänner Frauen (ICRP 60, 1990)


Strahlenrisikozusätzliches Lebenszeitrisiko infolgeeiner Krebserkrankung (% pro Gy)● ●● ●● ●●●●●Frauen●●● ●●●●●●● ●●●SummeAndereVerdauungstraktBrustLeukämieLungewww.strahlenschutzkurs-luebeck.deAlter bei Strahlenexposition (Jahre)(BEIR V, 1990)


Strahlenrisikozusätzliches Lebenszeitrisiko infolgeeiner Krebserkrankung (% pro Gy)●●● ●●●●●Männer●●● ●●●●●●●SummeAndereVerdauungstraktLeukämieLunge●Alter bei www.strahlenschutzkurs-luebeck.deStrahlenexposition (Jahre) (BEIR V, 1990)


Strahlenrisiko• Risiko gemittelt über Alter und Geschlecht undstrahleninduzierte Krebsart (Organ)• altersabhängiges Risiko• geschlechtsabhängiges Risiko• organabhängiges RisikoRisiko nach verschiedenen Röntgenuntersuchungen— untersuchungsabhängiges Risikowww.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoLebenszeitrisiko für Tod durch strahleninduzierten Krebsdurch verschiedener Röntgenuntersuchungen1. Hand, Zahn, Knochendichte 1:10 72. Ellenbogen, Knie 1:10 63. Lunge, HWS, Schädel 1:10 54. BWS, Hüfte, Mammo 1:10 55. LWS, Bauchraum, Venendarstellung, Harntrakt, CCT 1:5•10 46. DL Magen + Dünndarm, CT Wirbelsäule 1:5•10 47. CT Brust + Bauch, DL Dickdarm + Herz 1:10 4 -5•10 4(Matzanke: Biophysik ionisierender Strahlung und Strahlenschutzgrundkurs, 2010)www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


CT - Gesamtbevölkerung(BfS: Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung, Parlamentsbericht 2008)www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


CT - KindNur 1 % aller Röntgenuntersuchungen entfällt inDeutschland beim Kind auf CT-Untersuchungen!Welche CT-Untersuchungen in welchem Alter?Prozentuale Verteilung verschiedener CT-UntersuchungenAlter bei CT-UntersuchungLWS3%Diverse17%11 - 15 Jahre32%Neugeborene3%bis 1 Jahr9%Abdomen7%CCT56%2 - 5 Jahre28%Thorax17%6 - 10 Jahre28%(Galanski et al: Pädiatrische Expositionspraxis in der BRD, 2006)www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


CTBrenner et al: „Estimated Risks of Radiation“-Induced Fatal Cancer from Pediatric CT, 2001Kopf CTHirnKnochenKnochenmarkSchilddrüseOrgandosis (mGy)Männer und FrauenKeine KinderprotokolleAlter bei CT (Jahre)www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


CTBrenner et al: „Estimated Risks of Radiation“-Induced Fatal Cancer from Pediatric CT, 2001Organdosis (mGy)Abdomen CTMagenLeberOvarienDarmKnochenmarkMänner und FrauenKeine KinderprotokolleAlter bei CT (Jahre)www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


CTHöhere Dosis bei Kindern als bei Erwachsenen• andere Anatomie als Erwachsene, je jünger undkleiner um so größer der Unterschied → besondersstrahlenempfindliche Organe liegen näher amStrahlenfeld (gilt allgemein, nicht nur für CT)• prozentuale Zunahme des DLPProzentuale Zunahme des DLP als Folge von Overranging-Effektenim Spiralmodus4035Erhöhung des DLP (%)302520151050Hirn (Galanski et al: PädiatrischeExpositionspraxis in der BRD,2006)www.strahlenschutzkurs-luebeck.de1 2 3 4 5Neugeboren


CT - KopfBrenner et al: „Estimated Risks of Radiation“-Induced Fatal Cancer from Pediatric CT, 2001FrauenSummeHirn/SchilddrüseLeukämieVerdauungstraktLungeBrustRisiko (%)MännerAlter bei CT (Jahre)www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


CT - AbdomenBrenner et al: „Estimated Risks of Radiation“-Induced Fatal Cancer from Pediatric CT, 2001Verdauungstrakt: Magen, Darm, Leber,Bauchspeicheldrüse, Speiseröhre, Dünndarmbei Frauen signifikant höherer Risikofaktor als bei MännernFrauenSummeVerdauungstraktAndereLeukämieLungeBrustRisiko (%)MännerAlter bei CT (Jahre)www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


CTBrenner et al: „Estimated Risks of Radiation“-Induced Fatal Cancer from Pediatric CT, 2001Männer und FrauenRisiko (%)KopfAbdomenAlter bei CT (Jahre)www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


Strahlenrisiko• genetische Effekte in der Nachfolgegeneration• besondere Situation bei Neugeborenenwww.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoRisikokoeffizient (Risiko für einen genetischenStrahlenschaden)(gemittelt über Alter und Geschlecht)R g = 1 · 10 -2 / 1 Sv = 0,01 / 1 Sv1 % pro Sv(nach ICRP 60, 1990)www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoRisikokoeffizient (Risiko für einen genetischenStrahlenschaden)(gemittelt über Alter und Geschlecht)1% pro SvStrahlenexposition eines Elternteils an den Gonaden(Samen- bzw. Eizellen)• 1 Sv → auf 100 Geburten 1 fehlgebildetes Kind• 100 mSv → auf 1.000 Geburten 1 fehlgebildetes Kind• 10 mSv → auf 10.000 Geburten 1 fehlgebildetes Kind• 1 mSv → auf 100.000 Geburten 1 fehlgebildetes kindwww.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoBesondere Situation bei Neugeborenen• Strahlenexposition eigentlich noch fetaler Zellen• Geringere Strahlenempfindlichkeit ab der 26. SSW imHinblick auf Fehlbildungen und Fehlentwicklungen• Vererbbare Defekte• Risiko für schwere geistige Retardierungen undAbnahme des Intelligenzquotientenwww.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoBesondere Situation bei NeugeborenenPränatale Strahlenexposition der Keimdrüsen einesElternteils – geringeres Risiko für vererbbare Defekteals bei postnataler Exposition:männl.: 0,3 % pro Svweibl.: 0,1 % pro SvUrsachen: Geringere StrahlensensibilitätHöheres Repairvermögen(DGMP-Bericht Nr. 7)www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoBesondere Situation bei NeugeborenenEffekt Zeitraum unterer Risikokoeffizientnach Konzeption SchwellenwertSchwere geistige 8.-15.Woche 300 mSv 40% pro Sv*Retardierung 16.-25.Woche 300 mSv 10% pro mv** oberhalb des SchwellenwertesIQ-Reduktion 8.-15.Woche - 30 IQ pro Sv16.-25.Woche - 10 IQ pro Sv(DGMP-Bericht Nr. 7) www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


StrahlenrisikoBesondere Situation für Neugeborene• Daten über genetische Veränderungen beim Menschenoder andere Strahlenschäden nach Exposition vonNeugeborenen liegen bisher nicht vor.• Beurteilung der Auswirkungen der Strahlenexpositiondieser sehr unreifen Kinder erst in einigen Jahrzehntenmöglich.www.strahlenschutzkurs-luebeck.de


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