Angiographische Ansätze zur Dosisreduzierung

Siemens ist bestrebt, alle derzeit in der Interventionsmedizin verfügbaren Methoden zur Entwicklung und Implementierung von Dosiseinsparung, Überwachung und Reduzierung umzusetzen. Demzufolge hat Siemens eine Reihe von innovativen Funktionen eingeführt, die helfen, die Strahlendosis bei Routineeingriffen zu reduzieren und zu überwachen.

Dosis und Strahlenrisiko

Dosis und Strahlenrisiko in der Angiographie

In der Angiographie gibt es einige spezifische Dosisparameter: die Detektordosis, die Patienteneintrittsdosis, das Dosismass und das DFP (Dosisflächenprodukt), das nachstehend noch genauer beschrieben wird.

In der Vergangenheit, als man für die Angiographie noch die traditionelle fotografische Filmtechnologie verwendete, galt die allgemeine Regel: Je höher die Dosis, desto besser die Bildqualität.
Besteht heutzutage trotz der verbesserten Bildgebungstechnologie immer noch dieser Konflikt zwischen Bildqualität und Dosiseinsparungen?
Ja
Im Allgemeinen bringt eine niedrige Dosis eine geringe Sichtbarkeit mit sich, während eine höhere Bildqualität unter anderem auch eine höhere Dosis erfordert. Um eine bestimmte Bildqualität zu erhalten, muss man die „richtige“ Dosis für das zu untersuchende Gewebe auswählen.
Daher besteht die Lösung darin, das Beste aus der Dosis und der Ausrüstung herauszuholen.
Gute Bildqualität lässt sich durch Erkennbarkeit ausdrücken. Rose fand folgendes heraus:1

 

Gute Bildqualität lässt sich durch Erkennbarkeit ausdrücken.

(Der physikalische Kontrast besteht aus der Differenz in der Absorption der Röntgenstrahlen, die das Objekt durchdringen und denjenigen, die daran vorbeilaufen.)
Was bedeutet das für die Angiographie? Die Erkennbarkeit von Läsionen steht bei einem bestimmten physikalischen Kontrast und Gefässdurchmesser in direktem Verhältnis zur Detektordosis. Für eine gute Bildqualität sind in der Regel ein guter Kontrast, geringes Rauschen und eine hohe räumliche Auflösung erforderlich. Dann werden sogar feine Details sichtbar.

 

Beispiel eines Bildes mit gutem Kontrast, geringem Rauschen und hoher räumlicher Auflösung.
Beispiel eines Bildes mit gutem Kontrast, geringem Rauschen und hoher räumlicher Auflösung.

1Rose A. Vision, human and electronic. Plenum Press, New York, 1973.
 

Moderne Detektorsysteme vereinfachen das Erzielen von hochqualitativen Ergebnissen durch die Auswahl der gewünschten Bildqualität mit Hilfe eines geeigneten Protokolls. Durch Einstellen der Röhrenausgangsdosis wird die erforderliche Dosis am Detektoreingang automatisch konstant gehalten (soweit dies möglich ist). Diese automatische Dosiskontrolle gleicht die unterschiedlichen Körpergrössen der Patienten aus.
Die Dosis ist dort am höchsten, wo der Strahl auf den Patienten trifft. Die absorbierte Dosis am Strahleneintrittspunkt ist ein wichtiges Mass: Es gibt die kumulierte Patienteneintrittsdosis für die Dauer des Verfahrens an und wird in mGy gemessen (1'000 mGy = 1 Gy). Die kumulierte Patienteneintrittsdosis ist ausschlaggebend für das Bestimmen der Hautverbrennungen, die aus der Intervention hervorgehen.
Detektorsysteme zeigen und berichten nur einen geschätzten Wert der Patienteneintrittsdosis am interventionellen Bezugspunkt (IRP). Die Werte an der tatsächlichen Strahleneintrittsstelle können je nach Körperform der Patienten oder anderer geometrischer Angaben, wie Tisch- oder C-Bogen-Position, variieren.

 

Schematische Darstellung von C-Bogen, Detektor, Röhre, Tisch; Dosiseintrittsstelle und Messen des Dosismasses.
Schematische Darstellung von C-Bogen, Detektor, Röhre, Tisch; Dosiseintrittsstelle und Messen des Dosismasses.
  1. Der rote Punkt auf dem Gehäuse der Röntgenröhre zeigt die Brennpunktposition an.
  2. Source-Image Distance (SID) bezeichnet den Abstand zwischen dem Brennpunkt und dem Bildrezeptor. Bei den Artis Systemen ist der Rezeptor der Flachdetektor.
  3. ISO Center bezieht sich auf den Drehpunkt des C-Bogens, also den zentralen Punkt, um den sich der C-Bogen dreht.
  4. Der IRP liegt 15 cm unter dem Drehpunkt und wird als die Eintrittsstelle auf der Haut angenommen. Die für die angezeigten Dosiswerte kalkulierten Schätzwerte beziehen sich auf den IRP.

Am IRP werden folgende Messungen vorgenommen:
Dosisflächenprodukt (DFP) in μGy m2
Dosis in mGy
Dosisleistung in mGy/min

Hinweis: Der IRP ist unabhängig von der Tischhöhe.

Als allgemeine Regel gilt: Je näher der Strahleneintrittspunkt an der Röhre liegt, desto höher ist die tatsächliche Patienteneintrittsdosis und umgekehrt.

Das Siemens Artis System hat zwei eingebaute Sicherheitsvorrichtungen für die Fluoroskopie:

  1. Die Dosisleistung (Luft-Kerma-Rate) ist bei einer spezifischen Stellung (30 cm Abstand vom Detektor) standardmässig auf ein bestimmtes Mass begrenzt (z. B. 10 R/min = 87 mGy/min für Amerika und Europa). Es wird angenommen, dass dieser mit der Eintrittsstelle auf der Haut des Patienten übereinstimmt. Durch Betätigen der „Fluoro +“-Taste (Kontrast-Taste) kann die Dosisleistung erhöht werden. Es ertönt ein akustisches Warnsignal.
  2. Nach jeweils fünf Minuten Durchleuchtungsdauer erscheint eine Meldung auf dem Display und es ertönt ein akustisches Signal, um den Anwender an die eingestellte Dosis zu erinnern. Wenn der Bediener das Signal nicht quittiert, wird die Bestrahlung nach den nächsten fünf Minuten der Durchleuchtung gestoppt.

 

Principle of dose regulation with constant input dose at the detector and 10 R/min dose rate limit 30 cm in front of the detector.

Die durchschnittliche Patienteneintrittsdosis wurde für Eingriffe am Gehirn angegeben. Doch die Kopfgrösse variiert im Gegensatz zur Körpergrösse nicht so stark von Mensch zu Mensch. Eine Zunahme der Patientendicke um etwa 3 cm resultiert in einer Verdopplung der Dosis zum Erhalt einer konstanten Detektoreintrittsdosis (siehe Abbildung 4). Diese Daumenregel basiert auf der Annahme, dass das Gewebe die Strahlung ähnlich wie Wasser absorbiert und dass eine bestimmte Strahlenqualität angewendet wird.

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Abbildung 4

Ein ähnlicher Effekt ergibt sich, wenn die Projektionsrichtung schräg ist (siehe Abbildung 5). Da der menschliche Körper eher oval als rund ist, verlängert sich die Länge des zur Durchleuchtung benötigten Röntgenstrahls, was wiederum eine erhöhte Eintrittsdosis zur Folge hat. Die tatsächlichen Werte können signifikant abweichen, da der Körper nicht gleichmässig oval geformt ist, sondern aus Knochen, Organen etc. besteht.2

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Abbildung 5

2Cusma JT et al. Real-time measurement of radiation exposure to patients during diagnostic coronary angiography and percutaneous interventional procedures. J Am Coll Cardiol. 1999 Feb;33(2):427-35.

In der Luft pflanzen sich Röntgenstrahlen in gerader Linie fort. Mit zunehmendem Abstand vom Brennpunkt der Röntgenröhre nimmt die Strahlungsintensität ab, während sich die Oberfläche des Strahls verbreitert. Die Dosis D sinkt bei einem Abstand d vom Brennpunkt F auf 1/4 D bei einem Abstand von 2d und auf ein 1/9 D bei einem Abstand von 3d (siehe Abbildung 6). Das Abstandsgesetz für die Strahlung zeigt, dass bei einem doppelten Abstand vom Brennpunkt die Dosis D um den Faktor 4 und in Bezug auf eine viermal so grosse Fläche abnimmt – das heisst, die Strahlung verteilt sich auf eine viermal so grosse Fläche.

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Figure 6

Das DFP einer bestimmten Fläche, die einer konstanten Dosis ausgesetzt ist, wird als das Produkt aus der Dosis multipliziert mit der Fläche bezeichnet und ist unabhängig von der Entfernung zur Strahlungsquelle.

Ein Beispiel für die Abstände d1 = d und d2 = 2d und die damit assoziierten Dosen D1 = D und D2 = 1/4 D mit den bestrahlten
Flächen a1 = a und a2 = a d22/d12 = 4a beweist:

DFP1 = D1 • a1 = D • a

DFP2 = D2 • a2 = 1/4 D • 4a = D • a = DAP1

Das bedeutet, dass das Dosisflächenprodukt bei unterschiedlichen Abständen gleich bleibt.
Abstandsgesetz:
Das Abstandsgesetz für die Strahlung zeigt, dass bei einem doppelten Abstand vom Brennpunkt die Dosis D um den Faktor 4 und in Bezug auf eine viermal so grosse Fläche abnimmt – das heisst, die Strahlung verteilt sich auf eine viermal so grosse Fläche.

 

Das Bestimmen der für die Angiographie effektiven Dosis ist von einer Vielzahl von Faktoren abhängig, vor allem von der unterschiedlichen Strahlungsempfindlichkeit der einzelnen Organe. So reagiert zum Beispiel das Knochenmark weit empfindlicher auf Strahlung als die Leber (siehe auch Abschnitt „Äquivalent und effektive Dosis“). Der Grad, inwieweit Organe durch Strahlung beeinflusst werden, ist auch abhängig vom Strahleneinfallswinkel. Da die Dosisverteilung bei einer Angiographie nicht „homogen“ ist wie bei einer CT, sind diese Faktoren bei der Abschätzung der durch die Strahlenbelastung verursachten Schädigung zu berücksichtigen.

Die Konvertierung der Patienteneintrittsdosis und des DFP in die effektive Dosis ist nur zuverlässig, wenn die Parameter der Röntgenstrahlung und die Position des körperdurchdringenden Strahls bekannt sind. In der modernen Angiographie spielt die effektive Dosis eine nicht so bedeutende Rolle wie beispielsweise in der Computertomographie.

Merke: Die effektive Dosis beinhaltet die Strahlungsempfindlichkeit der unterschiedlichen Organe. Sie besteht aus der Summe der äquivalenten Dosen aller bestrahlten Organe, multipliziert mit den jeweils gewichteten Gewebefaktoren

 


 

Zahlreiche Parameter beeinflussen die Dosis in der Angiographie.

  • Die Zeitschaltung legt fest, wie lange der Strahl auf den Körper trifft und somit, wie lange der Körper bestrahlt wird; weniger Zeit bedeutet weniger Strahlung. 
  • Hohe Bildfrequenzen werden verwendet, um schnelle Bewegungen ohne Stroboskopeffekte darzustellen. Doch je höher die Bildfrequenz ist, desto höher ist auch die Strahlenbelastung. Deshalb stellt man die Bildfrequenz am besten so gering wie möglich ein.
  • SID: Nach dem Quadratgesetz und einer konstant erforderlichen Dosis am Detektor, erhöht ein grösserer Abstand zwischen der Strahlenquelle und dem Bildgerät die Patienteneintrittsdosis. Das Erhöhen des SID von 105 cm (= SID 1) auf 120 cm (= SID 2) erhöht die Patienteneintrittsdosis (d. h. die Dosis am IRP) um etwa 30%.1


1Vorausgesetzt, C-Bogenwinkel, Tischposition, Patient und erforderliche Detektordosis bleiben gleich.

 

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Abbildung 7

Abbildung 7 zeigt die Anordnung mit tiefer (SID = 105 cm) und hoher (SID = 120 cm) Detektorposition.

Technologische Fortschritte

Fortschritte bei der Dosisreduzierung in der Angiographie

Dieser Abschnitt befasst sich mit unterschiedlichen Technologien, die Siemens implementiert oder entwickelt hat, um die bei interventionellen Verfahren angewendete Strahlendosis zu reduzieren, überwachen und aufzuzeichnen.
Siemens ist bestrebt, alle derzeit in der Interventionsmedizin verfügbaren Methoden zur Implementierung von Dosiseinsparung, Überwachung und Reduzierung umzusetzen. Als Vorreiter in Sachen Dosisreduzierung entwickeln wir beständig unsere eigenen Lösungen. So waren wir die ersten, die zahlreiche Funktionen implementiert haben, um die Strahlendosis bei Routine-Eingriffen zu reduzieren und zu überwachen. Darüber hinaus sind wir ein führender Hersteller, der diese hochmodernen Lösungen für eine Vielzahl von Funktionen anbietet.
Unsere Produkte entsprechen dem ALARA-Prinzip (As Low As Reasonably Achievable), um die Strahlenbelastung so gering wie möglich zu halten. Der Wunsch nach geringst möglicher Strahlenbelastung steht auch im Zentrum der CARE (Combined Applications to Reduce Exposure) Forschungs- und Entwicklungsphilosophie. Um unsere führende Stellung aufrecht zu erhalten und die gesundheitliche Versorgung der Patienten zu verbessern, arbeiten wir eng mit Experten an Universitäten sowie in öffentlichen und privaten Radiologiezentren auf der ganzen Welt zusammen – um Forschungsergebnisse in praktische Komponenten für den Klinikalltag umzuwandeln.
Neben der Implementierung von neuesten Technologien erfordert die Dosisreduzierung in der Angiographie auch Schulungen, um sich mit den Methoden und beeinflussenden Faktoren der Reduzierung vertraut zu machen. Deshalb versuchen wir, unsere Produkte zur Dosisüberwachung so transparent wie möglich zu gestalten. Darüber hinaus bieten wir ein grosses Sortiment an Produkten zur Dosisüberwachung für Interventionsmediziner und technische Assistenten sowie ständig aktualisierte Seminare und Schulungen zum Thema Dosisreduzierung an.
Abbildung 1 zeigt unsere Produkte und Tools zur Dosisreduzierung, Überwachung und Aufzeichnung in der Angiographie, die allesamt mit unseren Artis Systemen erhältlich sind.

 

Zeitliche Einordnung der Siemens-Innovationen zur Reduzierung, Überwachung und Berichterstellung der Dosis in der Angiographie.
Abbildung 1

Zu den von Siemens eingeführten Features zur Dosisreduzierung mit AX gehören:

  1. CARE Features
  2. GIGALIX
  3. Crystalline Silicon Detector

 

Die Dosisreduzierung während eines Eingriffs ist nicht nur für den Patienten von Bedeutung, sondern auch für den Kardiologen und das Personal im Untersuchungsraum. Durch die Einbindung zahlreicher Features zur Dosisreduzierung in die Artis zee Systeme minimiert Siemens die Strahlenbelastung der Patienten und der am Eingriff beteiligten Personen.

CAREvision bietet variable Durchleuchtungsimpulsfrequenzen. In Artis Systemen kann die Impulsfrequenz an die klinischen Anforderungen angepasst werden: von 30 Impulsen pro Sekunde (p/s) bis hin zu 0,5 p/s. Das ist die einfachste Methode, um die Strahlenbelastung des Patienten zu verringern. Eine Halbierung der Impulsfrequenz verringert auch die Dosis um etwa die Hälfte. Eine Reduzierung von 30 p/s auf 7,5 p/s ergibt eine Dosisreduzierung von 75%2 (Abbildung 2).

Reduzieren der Patientendosis durch Senken der Impulsfrequenz bei der Fluoroskopie.
Abbildung 2

CAREfilter bewirkt eine Reduzierung der auf der Haut auftreffenden Strahlung durch die Einstellung der Filterstärke. Zusätzliche Kupferfilter reduzieren die Strahlenbelastung der Haut durch die Strahlverhärtung. Die variable Filtration – 0,2 bis 0,9 mm bei der Durchleuchtung und 0,0 bis 0,9 mm bei der digitalen Erfassung – wird automatisch in Abhängigkeit der Absorptionsrate der Eintrittsdosis auf dem Weg des Röntgenstrahls durch den Patienten angepasst. Die automatische Filteraktivierung hält die geringst mögliche Hautdosis immer konstant, ohne dass sich dabei die Bildqualität verschlechtert. Die Filterauswahl wird im Datenbereich des Monitors angezeigt. Das Erhöhen der Vorfiltereinstellung von 0,2 auf 0,9 mm bei 70 kV ergibt eine Dosisreduzierung von etwa 50% (Abbildung 3).

Reduzieren der Patienteneintrittsdosis durch automatisch ausgewählte Kupferfilter, die in Abhängigkeit von der Absorption des Röntgenstrahls im Patienten eingesetzt werden.
Abbildung 3

Mit dem Last Image Hold (LIH) als Bezugswert ermöglicht CAREprofile die strahlungsfreie Positionierung von Kollimator und semitransparentem Filter, um den ROI genau zu treffen.

Die Blendenposition wird durch einen weissen Rahmen auf dem LIH angezeigt.
Abbildung 4

CAREposition ermöglicht die strahlungsfreie Objektpositionierung. Die graphische Darstellung der Umrisse des zukünftigen Bildes gestattet das Schwenken des Tischs ohne Strahlenbelastung (Abbildung 5).
CAREprofile und CAREposition können die gesamte Durchleuchtungszeit um 0,5 bis 3 Minuten verringern. Bei einer normalen Durchleuchtung mit einem SID von 100 cm und einer äquivalenten Phantom-Tischstärke von 207 mm bei 70 kV kann die Einsparung dabei zwischen 12 und 70 mGy betragen.1

 

Bei einem Panoramaschwenk über den Tisch bewegt sich die grafische Feldbeschreibung an die neue Position auf dem LIH.
Abbildung 5

1 Nickoloff et al., Cardiovasc Intervent Radiol (2007) 30:168-176.

Durch Verändern des Fluoroskopieprotokolls kann der Bediener während der Durchleuchtung die Strahlenbelastung ganz einfach reduzieren – dazu einfach auf den tischseitigen Bedienkonsolen ECC/TSC1 von "Fluoro med" auf "Fluoro low" umstellen. Durch die Einstellung "Fluoro high" wird die Dosis erhöht, beispielsweise bei einem adipösen Patienten oder einem steilen Strahlungswinkel (Abbildung 6).

Umschalten zwischen unterschiedlichen Dosismassen auf dem Bedienfeld/Display.
Abbildung 6

1 ECC = Examination Control Console, TSC = Touch Screen Control.

Das Umschalten zwischen den drei Betriebsarten erfolgt entweder über die Eingabetasten direkt am Tisch (siehe Abbildung 6) oder über die Untersuchungseinstellungen im Kontrollraum (siehe Abbildung 6). "Fluoro low" bedeutet grundsätzlich die Hälfte der Dosis von "Fluoro med".

Für besonders dosisempfindliche Patienten ist es möglich, ein besonders niedrig dosiertes Erfassungsprotokoll anzulegen. Eines der Fusspedale kann alternativ zur Bedienung per ECC/ETS zur Niedrigdosierung konfiguriert werden (Abbildung 7).
Durch die Anwendung einer Erfassungsdosis von 80 nGy/f anstelle von 240 nGy/f können bei einem kardiologischen Eingriff 67%1 eingespart werden. Das gleiche gilt für die Reduzierung der Dosis auf 0,8 μGy/f anstelle von 2,4 μGy/f für radiologische Verfahren.

 

Low-Dose Bildgebung der Iliakalarterie mit einer um 67 % geringeren Dosis im Vergleich zu einem Standarderfassungsprotokoll.
Abbildung 7

1Angaben zur Produktdosisreduzierung beziehen sich auf Artis Q / Q.zen.

Das Low-Dose-Protokoll syngo DynaCT erzielt in vielen Fällen mit der geringst möglichen Dosis eine akzeptable Bildqualität (Abbildung 66). Dieses Protokoll wurde eigens für strahlungsempfindliche Patienten entwickelt, z. B. in der Pädiatrie, und liefert eine angemessene diagnostische Bildqualität. In der klinischen Praxis sind Bildqualität und Dosis immer gegeneinander abzuwiegen. Unter den oben genannten Voraussetzungen kann eine fünf Sekunden dauernde, rotationale DR-Aufnahme in 3D von 0,36 μGy/f auf 0,1 μGy/f reduziert werden. Der Wechsel von 0,36 μGy/f auf 0,1 μGy/f bringt eine Dosiseinsparung von bis zu 72% mit sich.1 Low-dose syngo DynaCT kann bereits mit einer effektiven Dosis von 0,1 mSv erreicht werden.
In Kombination mit syngo InSpace3D/3D Fusion können die Ergebnisse des Low-dose syngo DynaCT mit den präinterventionellen Ergebnissen von CT, MR oder PET•CT zusammengeführt werden. Die zusammengeführten Datensätze stellen eine hervorragende Grundlage für die Planung und Führung von Interventionsverfahren dar.

 

Low-dose syngo DynaCT Abbildung.
Abbildung 8

1Angaben zur Produktdosisreduzierung beziehen sich auf Artis Q / Q.zen.

Der Slab-Modus erlaubt die Kollimation des Bildes von oben nach unten vor dem 3D-Rotationsdurchlauf (Abbildung 9). Die Vorteile bestehen aus einer niedrigeren Dosis auf Grund der kleineren Expositionsfläche bei besserer Bildqualität dank weniger Streustrahlung.

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Abbildung 9

 

Die Artis Systeme speichern die letzten 1024 Fluoroskopieaufnahmen auf der Festplatte (Abbildung 10). Diese Funktion kann zur Dokumentation genutzt werden und zusätzliche digitale Aufnahmen überflüssig machen. Dazu braucht der Bediener nur eine Taste auf der ECC/TSC Konsole zu drücken.
Für spezifische kardiologische Protokolle, bei denen anstelle der digitalen Erfassung die Durchleuchtungsmethode gewählt wird, kann bei 15 Bildern pro Sekunde das 8- bis 10-fache an Dosis eingespart werden.1

 


1Nickoloff et al., Cardiovasc Intervent Radiol (2007) 30:168-176.

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Abbildung 10

Eine einfache Methode zur Dosisreduzierung bei pädiatrischen Untersuchungen – vor allem bei Babys oder sehr dünnen Patienten, wenn die Streustrahlung vernachlässigbar gering ist – besteht im Entfernen des Streustrahlrasters aus dem Flachdetektorgehäuse (Abbildung 11).
Der Rasterfaktor (d. h. die Absorption der Primärstrahlung durch das Streustrahlraster im Vergleich zu freier Luft) beträgt 1,35, was beim Entfernen des Rasters einer Einsparung von 26% entspricht.

 

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Abbildung 13

Das Überwachen der Patientendosis ist ein weiteres Element zur Kontrolle der Strahlenbelastung. Um dem Interventionsmediziner diese Last abzunehmen, sind die Artis Systeme auf unterschiedliche Weise ausgestattet, um die Patientendosis zu überwachen. So wird während und nach dem Eingriff ein hohes Mass an Transparenz in Bezug auf die verabreichte Strahlendosis erreicht. Die nachfolgenden Abschnitte beschreiben die Dosisüberwachung mit Hilfe der Artis Systeme.

CAREwatch zeigt die Dosiswerte während der Patientenuntersuchung auf den Bildschirmen im Untersuchungsraum und im Kontrollraum an (Abb. 12).
     1. Bei ausgeschalteter Strahlung werden das Dosisflächenprodukt und die am IRP kumulierte Dosis (Abb. 12) angezeigt.
     2. Bei eingeschalteter Strahlung werden das Dosisflächenprodukt und die Dosisrate am IRP (Abb. 12) angezeigt.

 

Am Artis angezeigte Dosiswerte.
Abbildung 12

CAREguard sorgt auf effiziente Weise für die Kontrolle der Patienteneintrittsdosis (d. h. die Luft-Kerma-Rate beim Eintritt in den Patienten am Referenzpunkt PERP1). Dabei können drei individuelle Dosisgrenzwerte (niedrig, mittel, hoch) festgelegt werden. Wenn die kumulierte Patienteneintrittsdosis einen der voreingestellten Grenzwerte übersteigt, geschieht folgendes:
1. Es ertönt ein akustisches Warnsignal.
2. Ein Indikator für die Patienteneintrittsdosis leuchtet auf dem Display auf.
3. Auf dem Bedienfeld/Display erscheint eine Warnmeldung.

1PERP = Patienteneintrittsbezugspunkt = IRP.

 

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CAREmonitor zeigt den kumulierten Spitzenwert der Patienteneintrittsdosis je nach aktueller Projektion mittels einer Farbgrafikanzeige live auf dem Monitor an. Bei jeder Änderung am C-Bogen, Tisch, FFA, Zoom oder Blende wird die Berechnung vom System automatisch aktualisiert. CAREmonitor kann dazu beitragen, Hautverbrennungen bei länger andauernden Eingriffen zu verhindern.

Immer mehr Länder und Behörden verlangen die Erstellung eines Berichts über die Strahlenexposition eines Patienten nach einer Intervention. Um aktuelle und zukünftige Bestimmungen zu erfüllen, gestatten Artis Systeme das Erstellen von effektiven Dosisberichten und erleichtern somit das Erstellen eines internen Dosisberichts und dessen Auswertung.

Nach der Untersuchung des Patienten wird zusammen mit den aufgenommenen Bildern ein Untersuchungs- oder Patientenprotokoll gespeichert. Bei jedem Durchlauf werden sämtliche Informationen gespeichert. Am Ende des Protokolls werden die Dosisangaben aufgelistet: Anzahl der Bestrahlungen, Gesamtdurchleuchtungszeit, Gesamtdosisflächenprodukt und Gesamtdosis am IRP. Diese Werte werden in den nachstehenden Zeilen nach Ebenen getrennt dargestellt (Abb. 16).

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Figure 16

Das Untersuchungsprotokoll kann anschliessend an ein PAC-System gesendet und als Bild ausgedruckt werden. Darüber hinaus kann es gespeichert und als strukturierter DICOM-Bericht zur weiteren Beurteilung versendet werden.

CAREreport, ein umfassender Dosisbericht im DICOM-Format, enthält alle Daten zur Person des Patienten, zum Verfahren und zur Dosis. Mit den gängigen Programmen und Software-Anwendungen lassen sich diese Informationen zur weiteren Verarbeitung filtern, z. B. für die Dosisanalyse (Abb. 17).
CAREreport erstellt konsistente Dosisberichte und ist bereits auf zukünftige gesetzliche Anforderungen vorbereitet.

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Figure 17

Die GIGALIX Röntgenröhre wurde rund um die einzigartige Flat-Emitter-Technologie entwickelt, die leistungsstarke kurze Impulse erzeugt. Im Vergleich zur Glühwendeltechnologie ermöglicht der höhere maximale Stromwert des Flat-Emitters die Verwendung von CLEARpulse und verbessert die Bildqualität in schwierigen Ausgangssituationen, wie bei adipösen Patienten oder bei steilen Bestrahlungswinkeln. Die kleinen, quadratischen Fokuspunkte von GIGALIX bringen eine höhere räumliche Auflösung für alle klinischen Applikationen mit sich und verbessern die Darstellung von kleinen Geräten und Blutgefässen.
In Verbindung mit der kontrastreicheren Auflösung wird damit die Sichtbarkeit von kleinen Geräten um bis zu 70% gesteigert2.
Mit CLEARpulse kann die Impulslänge verkürzt werden. Dadurch werden bewegliche Objekte, wie zum Beispiel Koronargefässe, schärfer dargestellt.
Darüber hinaus optimiert CLEARpulse das Röntgenstrahlspektrum durch Verringerung der Röhrenspannung und zusätzliche Filterung. In Verbindung mit den kleinen Foken wird dadurch die gleiche Bildqualität mit einer um bis zu 60% reduzierten Dosis erzeugt2.
Die GIGALIX Röntgenröhre in der Artis Q Produktlinie bringt einen doppelten Nutzen: Bessere Bildqualität bei einer signifikant niedrigeren Dosis für alle Beteiligten – Patienten und medizinisches Fachpersonal.

 

CLEARpulse – scharfe Bilder bei niedriger Dosis.
CLEARpulse – scharfe Bilder bei niedriger Dosis.

1Nur erhältlich mit Artis Q/Q.zen.
2Im Vergleich zu früheren Röntgenröhrentechnologien.


Die aktive Matrix des Artis Q.zen Detektors ermöglicht die Verstärkung des Signals direkt am Entstehungsort jedes einzelnen Matrixpixels. Diese Verstärkung direkt am Pixel unterdrückt das elektronische Rauschen im Vergleich zu amorphem Silizium auf signifikante Weise und erlaubt zum ersten Mal eine Bildgebung bei sehr niedriger Strahlung – bis zu nur 6 nGy pro Impuls.
Diese neue Erfassungsart wird als „Ultra-low-dose Imaging” bezeichnet.
Das bildgeführte Einsetzen von EP-Kathetern kann nun mit Ultra-low-dose Imaging erfolgen. Das reduziert die Strahlenbelastung für Patienten und medizinisches Fachpersonal, was vor allem bei komplexen, lang andauernden Eingriffen, wie der Isolierung von pulmonaren Venen, von Bedeutung ist. Der Detektor liefert ohne zusätzliche Abschirmung klare Bilder, selbst bei der Verwendung von anderen Systemen im Raum, wie zum Beispiel Mapping Systemen.
Von besonderer Bedeutung ist die Dosisreduzierung bei der Behandlung von Neugeborenen und Kindern. Vor allem bei komplexen interventionellen Verfahren in der Kinderkardiologie und -radiologie kann Ultra-low-dose Imaging die Strahlenbelastung signifikant verringern. Die ultraschnelle Auswertungstechnologie der neuen kristallinen Silizium-Detektoren ermöglicht höhere Bildfrequenzen von bis zu 99 Bildern pro Sekunde bei der 3D-Bildgebung. Darüber hinaus bietet der kristalline Silizium-Detektor im Vergleich zu kleinen Kardiologie-Detektoren einen grösseren Erfassungsbereich, der das gesamte Herz abdeckt.

 

Vergleich von Fluoroskopieaufnahmen bei einer Lungenvenenisolation.<br />A: Amorpher Siliziumdetektor: 39 nGy/Impuls. B: Kristalliner Siliziumdetektor: 10 nGy/Impuls.

1Nur erhältlich mit Artis Q.zen.


Strahlenschutz

Strahlenschutz für medizinisches Fachpersonal in der Angiographie

Neben dem Schutz der Patienten vor exzessiver Strahlenbelastung sind jedoch auch Ärzte, technische Assistenten und anderes medizinisches Fachpersonal vor unnötiger Strahlenbelastung (z. B. Streustrahlung) zu schützen. Streustrahlung stammt nicht direkt von der Röntgenröhre, sondern wird vielmehr durch Patient, Tisch oder sonstige Vorrichtungen gestreut, durch die der Röntgenstrahl hindurch wandert (Abbildung 1). Der grösste Anteil an Streustrahlung entsteht normalerweise dort, wo die Strahlung auf den Patienten trifft.

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Die Streustrahlung ist mehr oder weniger proportional zum Dosisflächenprodukt (DFP) und nimmt mit dem Abstand im Quadrat vom Entstehungsort der Streustrahlung ab. Das bedeutet, bei doppelter Entfernung fällt ein Viertel der Streustrahlung an.

Zu den Schutzmassnahmen gegen Streustrahlung gehören:

  • Bleischürze
  • Schutzbrillen mit Bleigläsern
  • Mobile Bleiwände
  • Strahlenschutz für die oberen und unteren Körperteile

 

Das biplanare System Artis zee f&uuml;r die interventionelle Radiologie mit R&ouml;ntgenr&ouml;hre auf der linken Tischseite.
Abbildung 2

Streustrahlung kann durch die Installation eines seitlichen C-Bogens mit der Röhre auf der linken Seite reduziert werden, wenn das medizinische Fachpersonal auf der rechten Seite arbeitet (Abbildung 2).

Wie im vorherigen Abschnitt bereits erläutert, entsteht die Streustrahlung in erster Linie dort, wo der Strahl in den Patienten eintritt – was bei der genannten Konfiguration also auf der linken Seite wäre. Auf der Seite des Bedieners (rechts) ist die Streustrahlenbelastung viel geringer.

Diese Einstellung ist nur bei biplanaren Systemen möglich, wie sie für interventionelle radiologische und neuroradiologische Applikationen verwendet werden. Bei kardiologischen Anwendungen dagegen sind sie nicht einsatzfähig, da der Detektor in diesem Fall nahe am Herzen positioniert sein muss.

Die Streustrahlung ist ungefähr proportional zum Dosisflächenprodukt (DFP). Wird die bestrahlte Fläche halbiert, so halbiert sich auch die Streustrahlung um etwa 50%.

Wenn m&ouml;glich sollte man die Kollimation anwenden.
Wenn möglich sollte man die Kollimation anwenden.

Strahlenschutz reduziert die Exposition des medizinischen Fachpersonals um 99% – es ist also eine überaus wirksame Methode.

Strahlenschutz der oberen und unteren K&ouml;rperteile

RaySafe i2 ist ein System zum Dosis-Monitoring, das dem Klinikpersonal in Echtzeit Informationen über die persönliche Strahlenbelastung liefert. Durch die permanente Installation dieses Dosisüberwachungssystems erhalten Sie eine bessere Radiation Safety Culture™ in allen Bereichen, in denen Menschen medizinischer Strahlung ausgesetzt sind.
Systemkomponenten

  • 4 Dosimeter
  • Echtzeit-Display
  • Basis-Station
  • Dose Viewer Software
  • Dose Manager Software (optional)

 

Dosimeter
Die Dosimeter stellen einen wesentlichen Bestandteil des RaySafe i2 Systems dar und werden vom Klinikpersonal über der Bleischürze getragen. Die persönliche Strahlendosis wird jede Sekunde gemessen, aufgezeichnet und drahtlos an das Echtzeit-Display übertragen.
Da alle Dosimeter durch individuelle Namen und Farben gekennzeichnet sind, kann das Klinikpersonal seine jeweilige Strahlenbelastung in Echtzeit überprüfen und so unnötige Expositionen umgehend vermeiden

 

 

Echtzeit-Display
Das Echtzeit-Display besteht aus einem 10,4-Zoll-Touchscreen, der kontinuierlich und in Echtzeit die Dosisraten der in Reichweite befindlichen Dosimeter anzeigt. Die Farbkennung informiert über die individuelle Strahlenbelastung und ermöglicht die sofortige Reaktion. Die kumulierte Dosis jedes einzelnen Anwenders wird neben dem jeweiligen Farbbalken angezeigt.

Dose Viewer & Dose Manager Software
Die Dose Viewer Software dient zur Verwaltung der Dosimeter und der persönlichen Dosisangaben auf einem PC. Die zusätzlich erhältliche Dose Manager Software erleichtert das Analysieren, Bericht erstellen und Archivieren der Dosisinformationen.
 

 

 

RaySafe i2 für eine bessere Strahlenschutz-Kultur™
Durch das Bereitstellen leicht zugänglicher Dosisinformationen in Echtzeit sorgt RaySafe i2 für die bewusste Auseinandersetzung mit der Strahlung und unterstützt bei Bedarf sofortige Verhaltensänderungen. Bei der Verwendung als permanentes Dosisüberwachungssystem hilft RaySafe i2 somit, unnötige Strahlenbelastung zu kontrollieren und zu reduzieren.

 

Ein umfassender Bericht über Fragestellung im Zusammenhang mit Strahlendosis und Bildqualität finden Sie im nachfolgenden Artikel: Stephen Balter et al. ACCF/AHA/HRS/SCAI Clinical Competence Statement on Physician Safety and Image Quality in Fluoroscopically Guided Invasive Cardiovascular Procedures, Journal of the American College of Cardiology, Vol. 44, No. 11, 2004.