Podcasts about strahlenexposition

Seit Menschen ins All fliegen, müssen sie sich mit dem Thema Strahlung auseinandersetzen. Diese kann für den Körper sehr gefährlich sein. Deswegen untersucht man schon seit langem die Strahlenexposition im All und die Auswirkungen. Messungen der Strahlungen finden bei robotischen Missionen statt, aber auch an Bord der Internationalen Raumstation ISS. Auf dem Flug von Artemis I zum Mond und zurück war ein großes Experiment zur Strahlenmessung mit an Bord. Es heißt MARE, kurz für "MATROSHKA AstroRad Radiation Experiment". Ich sprach mit Dr. Thomas Berger vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt über Strahlung, über Messmethoden und Experimente.

Biosphere 2 - Von der Ökovision zum Versuchslabor / Künstlicher Regenwald im Riesengewächshaus - Wie Forscher Dürre und Klima in der Biosphere 2 simulieren / Strahlenexposition im Alltag - Ein Selbstversuch / Verlängerte Glyphosat-Zulassung - Wie gut prüfen die Behörden?.

Knochenmetastasen sind die häufigsten Tumormanifestationen des Skelettsystems. In Hinblick auf eine optimale Therapieplanung spielt die frühzeitige Diagnostik eine entscheidende Rolle. In der jüngeren Vergangenheit wurden neue Diagnoseverfahren wie die simultane PET/MRT in die Klinik eingeführt. Die ersten Ergebnisse aktueller Studien zeigen ein großes Potenzial der PET/MRT bei der Erkennung ossärer Metastasen. Durch eine Reduktion der Strahlenexposition im Vergleich zum PET/CT zeichnet sich ein Vorteil besonders im Bereich der Tumordiagnostik von Kindern und jungen Erwachsenen ab.

Knochenmetastasen sind die häufigsten Tumormanifestationen des Skelettsystems. In Hinblick auf eine optimale Therapieplanung spielt die frühzeitige Diagnostik eine entscheidende Rolle. In der jüngeren Vergangenheit wurden neue Diagnoseverfahren wie die simultane PET/MRT in die Klinik eingeführt. Die ersten Ergebnisse aktueller Studien zeigen ein großes Potenzial der PET/MRT bei der Erkennung ossärer Metastasen. Durch eine Reduktion der Strahlenexposition im Vergleich zum PET/CT zeichnet sich ein Vorteil besonders im Bereich der Tumordiagnostik von Kindern und jungen Erwachsenen ab.

Moderne MSCT-Geräte erlauben die Durchführung von immer komplexeren Untersuchungen und helfen dabei, bestimmte Fragestellungen zu beantworten, wie es vor Einführung dieser neuen Technik nicht möglich war. Jedoch darf bei dieser Vielseitigkeit und der Komplexität der Gerätetechnik auf der einen Seite natürlich die Strahlenexposition des Patienten auf der anderen Seite nicht außer Acht gelassen werden. Intensive Schulungen und Training der technischen Mitarbeiter sind deshalb zwingend notwendig, damit die Protokolle an die jeweilige Untersuchungsstrategie optimal angepasst werden können und den Mitarbeitern bewusst ist, welche Parameter die Patientenexposition in welcher Weise konkret beeinflussen können. Dieser Artikel soll deshalb einen Anstoß geben, die eigene tägliche Arbeit und Vorgehensweise kritisch zu hinterfragen und in die Diskussion mit dem Einweisungspersonal der Hersteller einzusteigen.

Moderne MSCT-Geräte erlauben die Durchführung von immer komplexeren Untersuchungen und helfen dabei, bestimmte Fragestellungen zu beantworten, wie es vor Einführung dieser neuen Technik nicht möglich war. Jedoch darf bei dieser Vielseitigkeit und der Komplexität der Gerätetechnik auf der einen Seite natürlich die Strahlenexposition des Patienten auf der anderen Seite nicht außer Acht gelassen werden. Intensive Schulungen und Training der technischen Mitarbeiter sind deshalb zwingend notwendig, damit die Protokolle an die jeweilige Untersuchungsstrategie optimal angepasst werden können und den Mitarbeitern bewusst ist, welche Parameter die Patientenexposition in welcher Weise konkret beeinflussen können. Dieser Artikel soll deshalb einen Anstoß geben, die eigene tägliche Arbeit und Vorgehensweise kritisch zu hinterfragen und in die Diskussion mit dem Einweisungspersonal der Hersteller einzusteigen.

Die Bedeutung der HR-Spiral-CT für die Diagnostik von Lungeninfiltraten bei FUO ist nach heutigem Kenntnisstand unumstritten (158). Oftmals wurden die exzellente Treffsicherheit und die Überlegenheit gegenüber konkurrierenden Verfahren bestätigt. Insbesondere im Vergleich zur konventionellen Röntgenaufnahme können mit der CT pneumonische Infiltrate frühzeitiger und somit auch in einem geringeren Schweregrad erkannt werden. Dies gilt gerade auch für abwehrgeschwächte Patienten (44, 45, 46, 99, 112, 115), da in dieser Gruppe von Erkrankten eine frühzeitige und auch erregeradaptierte Behandlung von vitaler Bedeutung ist (48, 159). Trotz der unbestrittenen diagnostischen Vorteile gilt die verhältnismäßig hohe Strahlenexposition als großer Nachteil der Spiral-CT. Die CT verursacht trotz eines relativ geringen Anteils von 3-4% an der Gesamtzahl der radiologischen Untersuchungen einen erheblichen Prozentsatz der radiologisch-diagnostischen Strahlenexposition (ca. 40 % der kollektiven Dosis aller Röntgenuntersuchungen) (33). Dieser Sachverhalt wiegt besonders im hier untersuchten Krankengut schwer, weil die Patienten verhältnismäßig jung sind (Mittelwert 47,3 Jahre) und infolge des langen Verlaufes ihrer Krankheit u. U. wiederholt untersucht werden müssen. Daher ist es notwendig, diese Untersuchungstechnik auf eine mögliche Optimierung im Sinne von Dosisminimierung hinsichtlich des Strahlenschutzes zu untersuchen. Die Lunge bietet sich aufgrund ihrer Eigenschaft als „Hochkontrastorgan“ besonders für deutliche Dosiseinsparungen an (126). In dieser Studie wurde unter Verwendung eines modifizierten Aufnahmemodus untersucht, ob die CT des Thorax mit reduzierter Strahlendosis die gleiche diagnostische Information erzielt wie die CT-Untersuchung mit Standarddosis. Gleichzeitig wurde die Auswirkung der Dosisreduktion auf die Bildqualität untersucht. Ausserdem erfolgte ein Vergleich mit der als infiltratunverdächtig beurteilten Thoraxübersichtsaufnahme in zwei Ebenen, um deren Wertigkeit neu zu überprüfen. Dazu wurden 90 Patienten, bei denen im Rahmen einer antitumorösen Therapie eine Neutropenie und Fieber unklarer Genese (FUO) aufgetreten war, konsekutiv untersucht. Es wurden insgesamt 270 Untersuchungen durchgeführt. Diese bestanden aus 1. 90 Thoraxübersichtsaufnahmen 2. 90 Mehrzeilen-Spiral-Computertomographien in hochauflösender Technik (Standard-Dosis-CT = SDCT, 120 mAs, 120 kV, 4x1 mm Kollimation, pitch 6, rekonstruierte Schichtdicke 1 mm, Inkrement 0,6 mm) und 3. 90 Mehrzeilen-Spiral-Computertomographien in Ultra-Niedrig-Dosis-Technik (UND-CT, 10 mAs, 120 kV, 4x2,5 mm Kollimation, pitch 6, rekonstruierte Schichtdicke 3 mm, Inkrement 2 mm). Jeder einzelne Patient erhielt alle drei genannten bildgebenden Verfahren. Die berechnete effektive Strahlendosis lag bei der Standard-Dosis-CT-Untersuchung bei 5,3 mSv (Männer) und 8,3 mSv (Frauen), bei dem hier vorgestellten Ultra-Niedrig-Dosis-CT Verfahren bei 0,4 mSv (Männer) und 0,6 mSv (Frauen). Dies entsprach einer Dosisreduktion um 92,8%. Die effektive Dosis der Thoraxübersichtsaufnahme in 2 Ebenen lag mit 0,25 mSv (p.a. 0,10 mSv, lat. 0,15 mSv) nur geringfügig unter derer der Ultra-Niedrig-Dosis-CT-Untersuchung. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass Punkt 1 (Thoraxübersichtsaufnahme in 2 Ebenen) und Punkt 2 (Spiral-CT im hochauflösenden Modus (Standard)) die Untersuchungen beinhalteten, die der Patient bei genannter klinischer Studie „routinemässig“ erhielt, lediglich Punkt 3 (Spiral-CT in Ultra-Niedrig-Dosis-Technik) war die zusätzliche Untersuchung und damit die Dosis, die dem Patienten im Rahmen dieser Studie appliziert wurde. Die Studie wurde vom Bundesamt für Strahlenschutz, vom bayerischen Landesamt für Arbeitsschutz, Arbeitsmedizin und Sicherheitstechnik und von der lokalen Ethikkommission (Projekt Nr. 085/01) genehmigt. Im Rahmen der Studie wurden die anonymisierten Aufnahmen durch zwei Befunder im Konsens und geblindet hinsichtlich Anamnese, Dosis, sowie der Diagnose der Routinebefundung in zufälliger Reihenfolge unter dem Aspekt der diagnostischen Aussagekraft, sowie der Bildqualität, beurteilt. Hinsichtlich der Aussagekraft wurden die für eine Entzündung stark indikativen CT-morphologischen Bewertungskriterien Konsolidierung, milchglasartige Dichteanhebung, Kaverne, Erguss und Bronchiektasien gewählt (44, 47, 48, 115, 171). Die Bildgüte wurde anhand Atem-, sowie Pulsationsartefakten und Rauschen beurteilt. Bezüglich des Bildeindruckes zeigte sich, dass der Rauschanteil der UND-CT-Aufnahmen um den Faktor 3,8 höher lag. Ungeachtet dessen ergab die Auswertung, dass die Erkennbarkeit der im Rahmen von Lungeninfiltraten auftretenden CT-Zeichen durch die Dosisreduktion nicht signifikant eingeschränkt wurde (p= 0,69 bei einem Signifikanzniveau von p< 0,05). Als weiterer Vorteil zeigte sich eine weitaus geringere Beeinflussung der Bildgüte durch Atemartefakte, da durch die dickeren Schichten des UND-CTs die Zeitspanne, in der der Patient den Atem anhalten muss, durchschnittlich um 20 Sekunden kürzer ist. Die Erkennbarkeit von Lungeninfiltraten in der konventionellen Röntgenübersicht war unbefriedigend. Dies drückte sich durch einen hochsignifikanten Unterschied (p=0,000 bei einem Hochsignifikanzniveau von p< 0,001) zwischen Übersichtsaufnahme und den CT-Sequenzen aus. Trotz der Tatsache, dass alle Übersichtsaufnahmen als nicht infiltratverdächtig beurteilt wurden, zeigten doch 70,0% (SD-CT) bzw. 67,8% (UND-CT) der Patienten in den CT-Bildserien Befunde, die mit Lungeninfiltraten vereinbar waren. Lediglich in einem Prozentsatz von 30,0% (SD-CT) bzw. 32,2% (UND-CT) bestätigte sich die mittels konventioneller Übersicht erhobene Diagnose (keine Hinweise für eine pulmonale Ursache des FUO) auch tatsächlich in den CT-Untersuchungen. Diese Studie erbrachte den Nachweis, dass in der Durchführung thorakaler Computertomographien zur Detektion konventionell nicht erfassbarer pulmonaler Infiltrate bei Immunsupprimierten mit FUO sehr geringe effektive Strahlendosen ausreichen. Lediglich eine geringfügig höhere Dosis, welche üblicherweise für eine konventionelle Übersichtsröntgenaufnahme benötigt wird, reichte aus, um die gesuchten Pathologien zuverlässig zu diagnostizieren. Die konventionelle Thoraxübersichtsaufnahme bietet im Gegensatz hierzu keine zufriedenstellende Sicherheit. Diese Methode ermöglicht nun fortan, den wichtigsten Nachteil der Spiral-CT - die verhältnismäßig hohe Dosisbelastung - zu beseitigen. Deshalb empfehlen wir aus strahlenhygienischen Gründen den konsequenten Einsatz des vorgestellten Untersuchungsprotokolls in Ultra-Niedrig-Dosis-Technik. Dies resultiert in einer Änderung im Ablauf des Diagnostikalgorithmus der deutschen Gesellschaft für Hämatologie und Onkologie.

Untersuchungen strahleninduzierter Änderungen der Proliferation und des Zelltodes stellen Schwerpunkte der radiobiologischen Forschung dar. Aus strahlentherapeutischer Sicht interessieren hier im Besonderen die in Tumoren nach Strahlenexposition zu findenden Genexpressionsänderungen, die assoziiert mit strahleninduzierten Änderungen der Proliferation und des Zelltods auftreten. Detaillierte Kenntnisse der diesen biologischen Prozessen zugrundeliegenden Änderungen auf Genexpressionsebene könnten dazu beitragen, die Effizienz der Strahlentherapie humaner und tierischer Tumoren zu verbessern. So ist eine große Anzahl an für Proliferation und Apoptose kodierenden Genen bekannt. Es sind bisher jedoch nicht alle an der Proliferationskontrolle beteiligten Gene gefunden worden. Ebenso wird postuliert, dass auch andere Formen des Zelltodes als Apoptose auf Genexpressionsebene reguliert werden. Deshalb wurde mithilfe eines Mikroarrays mit 11.835 Genen ein Screening nach differentiell exprimierten Genen an strahlenexponierten A549 Zellen (humanen Lungenkarzinomzellen) vorgenommen. Hierzu wurden die Zellen synchronisiert, in der S-Phase mit 5 Gy bestrahlt und an den Zeitpunkten, die der Ausbildung des G2-Blocks und dem Anstieg mikrokernhaltiger und abnormaler Zellen zeitlich vorausgingen, das Screening durchgeführt. Die geeigneten Zeitpunkte wurden zuvor anhand durchflusszytometrischer Zellzyklusuntersuchungen und der Messung des Zelltodes (MAA-Assay) bestimmt. Die hybridisierten Mikroarrays wurden nach dem Digitalisieren unter Zuhilfenahme einer geeigneten Software interaktiv ausgewertet. Es konnten maximal 987 exprimierte Gene gefunden werden, was 12 % aller Gene des Mikroarrays entsprach. Setzte man die Genexpression der mit 5 Gy bestrahlten Zellen ins Verhältnis zu der Kontrolle, konnten 101 Gene als differentiell exprimiert ermittelt werden. Die Anzahl der herunterregulierten differentiell exprimierten Gene übertraf die Anzahl der hochregulierten differentiell exprimierten Gene zu jedem gemessenen Zeitpunkt immer ca. um den Faktor 4. Des Weiteren wurden die differentiellen Genexpressionen relativ zur Kontrolle der unterschiedlichen Zeitpunkte miteinander verglichen, wobei eine auffällige homogene Herunterregulation der Gene festzustellen war. Nach Einteilung der differentiell exprimierten Gene in funktionelle Gruppen konnten viele Gene, die für den Aufbau des Zytoskeletts kodierten, ermittelt werden. Hierbei standen im Vordergrund vor allem Gene für Tubulinproteine und Aktin. Des Weiteren konnten 8 Gene, die für ribosomale Proteine kodieren, identifiziert werden. Der Anteil bekannter, die Proliferation ("cyclin-dependent kinase inhibitor 1A" (p21, Cip1), "prothymosin, alpha") bzw. die Apoptose ("Caplain" und "TNF receptor-associated factor 1", "Caspase recruitment domain protein 14") regulierender Gene war gering. In Übereinstimmung mit zuvor durchgeführten Untersuchungen in anderen in vitro Modellen konnte eine aktive Herunterregulation bestimmter biologischer Funktionen (z.B. Zytoskelett, Proteinbiosynthese) bei gleichzeitiger Inhibition anderer Funktionen (Proliferation)gezeigt werden ("active silencing"). Da die Aussagen des Mikroarrays nur semiquantitativ sind, müssen die Ergebnisse noch durch ein quantitatives Verfahren (RTQ-PCR) validiert und ergänzt werden. Die vorläufigen Ergebnisse dieser Arbeit geben Hinweise darauf, dass neben den bekannten Zellproliferation und Zelltod kodierenden Genen in einem erheblichen Maß auch andere funktionelle Gengruppen wie z.B. Zytoskelett- und ribosomale Proteine kodierende Gene beteiligt sind und die Zelle im Sinne eines "active silencings" durch Abschalten verschiedener Zellfunktionen ihren eigenen Untergang vorbereitet.

Störungen der Magenfunktion mit typischen Symptomen wie Völlegefühl, Übelkeit, Erbrechen und epigastrischen Schmerzen sind im klinischen Alltag häufig. Für eine differential- und artdiagnostische Beurteilung der Störung sind Kenntnisse über zwei grundlegende Funktionsparameter wünschenswert: die Magenentleerung und die Magenperistaltik. Dies kann durch spezielle Auswertalgorithmen im Rahmen einer szintigraphischen Magenentleerungsstudie realisiert werden, wobei aktuell zwei Lösungsansätze diskutiert werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, zwei Verfahren zur Motilitätsanalyse, die Phasenanalyse zweidimensionaler dynamischer Bilder mit der Methode der kondensierten Bilder, zu vergleichen. Das methodische Konzept des erstgenannten Verfahrens basiert auf der pixelweisen Analyse zweidimensionaler dynamischer Bilder. Hierbei wird die Information einer ROI („Region of Interest“) einer dynamischen Studie für jedes Einzelpixel in Form einer Zeit-Aktivitäts-Kurve gespeichert. Die Änderung der Aktivität über die Zeit wird mittels Fast-Fourier-Transformation (FFT) analysiert. Als Folge der FFT-Analyse erhält man für jedes Pixel ein Frequenz-Amplituden-Histogramm, wobei die Amplitudenwerte einer Frequenz-Reihe zugeordnet werden. Die Amplitudenhöhen werden zur Visualisierung als Grauwert (oder Farbwert) kodiert und als parametrische Amplitudenbilder in einer zweidimensionalen Matrix dargestellt. Die Amplitudenwerte werden topographisch eingeordnet, womit eine örtliche Zuordnung der Amplituden-Maxima im Magen ermöglicht wird. Zusätzlich können so genannte Phasenbilder durch eine Farbkodierung (bzw. Grauskalenkodierung) der in derselben Bewegungsphase befindlichen Areale des Magens erstellt werden. Ein typisches Streifenmuster einer geordneten Magenperistaltik kann visuell sehr einfach von einem ungeordneten, pathologisch veränderten Muster unterschieden werden. Die Referenzmethode der Analyse der Magenperistaltik erfolgt an kondensierten Bildern. Letztere werden erzeugt, indem von jedem Einzelbild einer dynamischen Studie der Informationsgehalt eines Bildausschnittes (eine ROI über dem Magen) durch zeilenweise Addition der Pixelinhalte in eine Spalte überführt wird. Chronologisch aneinandergereiht bauen die Spalten aller Bilder eine Ort-Zeit-Matrix auf, in der die X-Koordination die Zeit und die Y-Koordination die räumliche Aktivitätsänderung im Magen repräsentieren. Ein Pixel entspricht jeweils der Einzelbilddauer des Aufnahmeprotokols. Zur Verfügung standen bereits akquirierte Magenszintigraphie-Studien, die bislang nur mit der Methode der kondensierten Bilder ausgewertet worden waren. Mit Hilfe der für die vorliegende Arbeit entwickelten Software wurden die quantitativen Parameter der Peristaltik für die jeweiligen untersuchten Patienten erneut ermittelt. Für vergleichende Auswertungen lagen von allen Patienten quantitative Daten zur Entleerungsfunktion (Entleerungsrate) und Peristaltik (Amplitude und Frequenz der Magenkontraktionen), ermittelt mit der Referenzmethode, vor. Die vorliegenden Untersuchungsergebnisse zeigen, dass sich auch mit der neu entwickelten Methode die Kenngrößen der Magenperistaltik valide bestimmen lassen. Übereinstimmend mit zahlreichen Arbeiten zur Physiologie und Pathophysiologie der Magenperistaltik lag die mit unserer Methode gemessene Kontraktionsfrequenz um 3 min-1. Im Einklang mit anderen Literaturberichten wurde auch im Rahmen dieser Studie beobachtet, dass die Frequenz eine weitgehend konstante, von Art und Ausmaß diverser Magenfunktionsstörungen unabhängige Größe darstellt. Anders stellt sich der Sachverhalt für die Kontraktionsamplitude dar. Letztgenannter Parameter wies in Abhängigkeit von der zugrunde liegenden Erkrankung eine erhebliche Bandbreite auf. Dies kann als Indiz für die gute Diskriminierungseigenschaft dieses Parameters hinsichtlich der Abgrenzung normaler und pathologischer Befunde gelten, auch ist die Angabe eines Schweregrades der Erkrankung möglich. Wenngleich ein direkter Vergleich von Absolutwerten der Kontraktionsamplituden mit Literaturdaten aufgrund methodischer Unterschiede der verschiedenen Verfahren schwierig ist, stimmt doch die Relation zwischen Normalbefunden und krankheitsspezifischen Änderungen mit Literaturangaben überein. Dies kann als indirekter Beleg für die Validität dieser Bestimmungen gelten. In einem weiteren Ansatz wurden die Zusammenhänge zwischen der Entleerung und den verschiedenen Kontraktionsparametern untersucht. Bei Verwendung semisolider Testspeisen ließ sich kein direkter Zusammenhang zwischen der Kontraktionsamplitude und Entleerungsrate verifizieren. Dies könnte ein Hinweis dafür sein, dass die Passage der semisoliden Mahlzeit nicht nur von der peristaltischen Kraft, sondern von weiteren Größen (z.B. gastroduodenales Druckgefälle, Pylorotonus) mitbeeinflusst wird. Fehlende Korrelationen zwischen Entleerungsrate und Kontraktionsfrequenz der peristaltischen Welle stützen die Annahme, dass letztgenannte Parameter nur eine untergeordnete Rolle für die Magenentleerung spielen. Um die Magenperistaltik und Entleerung in Abhängigkeit von unterschiedlichen Krankheitsbildern zu beurteilen, wurden die 134 Patienten entsprechend ihrer Grunderkrankung in verschiedene Kollektive unterteilt: Patienten mit Diabetes mellitus (n = 49), Kollagenosen (n = 59), Gastritis (n = 18), Magenausgangsstenose (n = 8). Die Daten dieser vier Gruppen wiesen im Vergleich zu einem „Kontroll- Kollektiv“ deutliche Unterschiede hinsichtlich der jeweiligen Entleerungsraten und Kontraktionsamplituden auf. Bei den Patientenkollektiven „Diabetes“, „Kollagenosen“ und „Gastritis“ konnte die Konstellation einer verminderten Magenkontraktionsamplitude und einer verzögerten Magenentleerung festgestellt werden. Unter Behandlung mit einem Prokinetikum sind solche Störungen reversibel (komplett oder teilweise). Dagegen kann bei einer Magenausgangsstenose eine verzögerte Magenentleerung mit einer noch normalen Magenperistaltik einhergehen. Das vorgestellte methodische Konzept liefert in einem Untersuchungsgang Aussagen zur Magenentleerung und -peristaltik. Die Methode eignet sich zur Primärdiagnostik und differentialdiagnostischen Einordnung von Magenfunktionsstörungen. Darüber hinaus könnte sich dieses neue Verfahren auch für Verlaufs- und Therapiekontrollen und für die Objektivierung der Wirksamkeit von Motilitätsreglern als wertvoll erweisen. Eine parallele Erstellung von den Amplituden- und Phasenbildern ermöglicht nicht nur die quantitative Einschätzung der peristaltischen Bewegungen vom Mageninhalt, sondern erlaubt auch die Amplitudenmaxima entsprechend der phasischen Zugehörigkeit qualitativ einzuordnen. Eine kräftige geordnete Peristaltik kann bei der Betrachtung der Phasenbilder mit einem typischen Streifenmuster assoziiert werden. In den verschiedenen Patientenkollektiven wurde anhand der Phasenbilder nach gruppenspezifischen Mustern gesucht. Die zweidimensionalen Amplitudenbilder zeigen fehlende konfluierende Amplitudenareale und ein „Mottenfraß Muster“ als Korrelat für eine verminderte Peristaltik. Die Betrachtung der Amplituden Bilder konnte keine krankheitsspezifischen Veränderungen demonstrieren. Bei einer Betrachtung der Amplituden- und Phasenbilder im niedrigfrequenten Bereich wurde ein direkter Zusammenhang mit der Magen-Entleerungsrate festgestellt. Die homogenen phasisch zugeordneten Amplituden-Areale über Magen und Dünndarm im niedrigfrequenten Teil des Amplitudenhistogramms befinden sich in Contraphase. Diese Beobachtung ist neu und wurde in der bisherigen Literatur bisher nicht beschrieben. Es handelt sich nach unserer Hypothese um die Darstellung der Magenentleerung. Die dynamische Magen-Szintigraphie ist durch einen standardisierten Ablauf, geringe Strahlenexposition, Funktionalität und Nicht-Invasivität gekennzeichnet. Daher ist sie als eine Funktionsuntersuchung unter physiologischen Bedingungen anzusehen. Aus diesem Grunde ist diese Methode für die Primäruntersuchungen, wie auch für Verlaufs- und Therapiekontrollen geeignet. Im Vergleich zur klassischen Magen-Szintigraphie benötigt die hier beschriebene dynamische Magen-Szintigraphie eine geeignete Hardware (schnelles Rechnersystem mit großen Speicherkapazitäten) und speziell entwickelte Software. Für den Patienten und Untersucher bedingt der Einsatz der hier beschriebenen Methode keinen Zusatzaufwand, führt aber zu einem erheblichen Informationsgewinn. Im Vergleich zur Referenzmethode der kondensierten Bilder bietet die zweidimensionale dynamische Magen-Szintigraphie eine präzisere Einschätzung der Magenperistaltik, bei einer komplexen Magengeometrie. Die parallele Betrachtung der Amplituden- und Phasenbilder erlaubt es auch bei normaler peristaltischer Amplitude, eine diskoordinierte Magenperistaltik zu erkennen und zu beurteilen. Die beiden Methoden sind nicht-invasiv, mit einer geringen Strahlenexposition verbunden und unter physiologischen Bedingungen durchführbar.

Unter dem Aspekt der Darstellung kindlicher Skelettmetastasen sollten kernspintomographische Ganzkörper-Untersuchungen in der STIR-Sequenz mit den Befunden aus der Skelettszintigraphie retrospektiv verglichen werden. Dazu werteten zwei unabhängige erfahrene Beobachter die Aufnahmen aus je 22 Ganzkörper-STIR-Magnetresonanztomographien bzw. Skelettszintigraphien aus, die jeweils während eines Gesamtzeitraumes von 30 Monaten an elf Patienten entstanden waren. Direkt korreliert wurden die Untersuchungen der Ganzkörper-STIR-MRT bzw. der Skelettszintigraphien, die jeweils innerhalb eines Zeitintervalls von maximal drei Wochen stattgefunden hatten. Die Kinder im Alter zwischen einem und 15 Jahren befanden sich aufgrund ihrer malignen Grunderkrankung (4 Rhabdomyosarkome, 2 Osteosarkome, 1 Ewing-Sarkom, 1 PNET, 1 undifferenziertes Sarkom, 1 Malignes Lymphom, 1 T-Zell-Lymphom) in stationärer Behandlung bzw. Nachbehandlung. Das Protokoll der Ganzkörper-STIR-MRT umfasste das gesamte Skelett, nicht abgebildet waren die distalen Abschnitte der Extremitätenknochen. Die Beurteilung der ossären Einzelläsionen erfolgte unter dem Gesichtspunkt „positiv“ bzw. „negativ“ in Bezug auf eine mögliche Knochenmetastase. In analoger Weise wurden die STIR-MRT und Szintigraphien getrennt voneinander ausgewertet. Ein Herd wurde in der Ganzkörper-STIR-MRT bei Vorliegen einer pathologischen fokalen Signalhyperintensität als positiv bewertet. In der Skelettszintigraphie galt die fokale Mehrspeicherung des Radiopharmakons als Kriterium für einen positiven Befund. Die Ergebnisse der einzelnen Modalitäten wurden zusätzlich im Rahmen einer kombinierten Befundung bewertet. In den Fällen mit diskrepanten Untersuchungsergebnissen wurde im Konsens aufgrund des höheren Wertes der diagnostischen Sicherheit entschieden. Als Goldstandard dienten die Verlaufskontrolle über sechs Monate und der histologische Nachweis. Die Gesamtzahl aller beschriebenen Knochenherde lag bei 118 Läsionen. Die Sensitivität der Ganzkörper-STIR-MRT lag mit 89 % deutlich über der Sensitivität der Skelettszintigraphie (50%). Dagegen betrug die Spezifität der Ganzkörper-STIR-MRT nur 48 %, während sie bei der Skelettszintigraphie einen Wert von 75% erreichte. Durch die kombinierte Befundung konnte die Spezifität auf 87% verbessert werden. Falsch-negative Befunde der Ganzkörper-STIR-MRT beruhten auf patienten- bzw. technisch bedingten Bildartefakten im Bereich der Wirbelsäule, in zwei Fällen war die erschwerte Beurteilbarkeit der Knochenstruktur im Rippenthorax die Ursache für eine Fehlinterpretation. Signalanhebungen durch unspezifische intraossäre ödematöse Veränderungen, entzündliche Prozesse, Epiphysenfugen und schichtführungsabhängige Gelenkanschnitte führten zu falsch-positiven MRT-Befunden. Die falsch-negativen Befunde der Skelettszintigraphie waren auf den initialen Befall des Knochenmarks bzw. auf eine noch fehlende Kortikalisbeteiligung zurückzuführen. Entzündlich bedingte, posttraumatische, postoperative sowie durch Fehlbelastung induzierte ossäre Mehrspeicherungen waren die Hauptursachen der falsch-positiven skelettszintigraphischen Befunde. Die Ganzkörper-STIR-MRT erbrachte nach den vorgelegten Ergebnissen bei vergleichbarem Zeitaufwand und fehlender Strahlenexposition gegenüber der Skelettszintigraphie eine deutlich höhere Sensitivität bei der Detektion ossärer Metastasen; sie erscheint damit geeignet für ein Knochenmetastasen-Screening bei Kindern mit maligner Grunderkrankung.

Die Computertomographie wird seit Jahren zur Durchführung von diagnostischen und therapeutischen Interventionen als Planungs- und Zielgerät eingesetzt. Durch die Entwicklung der CT-Fluoroskopie wurde die direkte Echtzeitsteuerung von komplexen Interventionen ermöglicht, die teilweise hochinvasive Verfahren wie z.B. operative Eingriffe ersetzen konnten. Mit dieser Arbeit wollen wir in erster Linie den Arzt betrachten, der während der Intervention der Röntgenstrahlung ausgesetzt ist. Nachdem die CT für die CT-Fluoroskopie lediglich Schichtbilder in einer vorgegebenen Ebene berechnet, ist im Allgemeinen die Manipulation mit Interventionsmaterial im oder Nahe des Strahlenganges notwendig. Hierdurch stellt die Nähe der Hände zum Strahlengang und deren Strahlenexposition (Körperteildosis) das größte Problem dar. Die Entwicklung von Führungsgeräten wurde in den letzten Jahren zwar vorangetrieben, die meisten interventionell tätigen Radiologen bevorzugen jedoch aufgrund der besseren Manipulationsmöglichkeiten weiterhin die manuelle Führung. Obwohl das oberste Ziel weiterhin die gänzliche Vermeidung von Strahlenexpositionen sein muss, ermöglicht die von uns experimentell untersuchte segmentale Röhrenabschaltung eine deutliche Reduktion der Strahlenexposition im Bereich des Strahlenganges. Durch Abschaltung der Röntgenstrahlung im oberen Kreissegment der Rotation, wird im hohen Maße die Exposition durch Primärstrahlung, d.h. durch Strahlung die noch nicht durch den Patienten geschwächt wurde, reduziert. In Abhängigkeit von der genauen Position beträgt diese Reduktion bis zu 74%. Als problematisch ist die fehlende Variabilität des abgeschalteten Strahlensegmentes anzusehen. Durch mittlerweile fortgesetzte technische Entwicklungen ist nun eine variable Einstellung und somit die Anpassung an die genauen Punktionsbedingungen möglich. Somit können die oben angegebenen hohen Einsparpotentiale auch real verwirklicht werden. Neben der Exposition im Strahlengang selbst, kann durch die segmentale Röhrenabschaltung auch die Streustrahlung um 30-60% reduziert werden. Neben der Reduktion der Strahlenexposition des interventionellen Radiologen wurde auch das Einsparpotential an Patientendosis mit Hilfe der durchgeführten Phantommessungen evaluiert. Diese beträgt ca. 47% im Vergleich zu Messungen ohne segmentale Röhrenabschaltung. Zusammenfassend ist zu sagen, dass neben allgemeinen Maßnahmen zum Strahlenschutz, auch durch die Entwicklung der von uns untersuchten Röhrenstrommodulation der Firma Siemens Medical Solutions ein weiterer wichtiger Schritt zur Reduktion der Strahlenexposition für Patient und Arzt getan wurde. Als alleinige Methode ist diese Technik jedoch keineswegs ausreichend, als dass der Arzt sorgenfrei CT-Fluoroskopie gesteuerte Interventionen durchführen könnte und sich hierbei mit seinen Händen in der CT-Gantry im Strahlenfeld aufhält. Unsere Messungen belegen, dass selbst außerhalb des direkten Strahlenfelds die Streustrahlung aus dem Patienten noch als so hoch anzusehen ist, dass dem Arzt auch in diesem Bereich von einem ungeschützten Verbleib der Hände während der Intervention mit eingeschalteter CT Fluoroskopie abzuraten ist. Hierbei ist weiterhin die Kombination mit anderen Hilfsmitteln wie z.B. Führungshilfen sowie schwach bleihaltigen sterilen Handschuhen sowie mit altbewährten Methoden zur Dosisreduktion wie Abschirmung, Abschalten und Abstand notwendig, um unnötige Expositionen durch Röntgenstrahlung zu vermeiden.

Die anatomisch hoch auflösende Computertomographie zählt zu den Standard-techniken bei der Untersuchung des Felsenbeins. Um die feinen Strukturen klar abgrenzen zu können, sind Aufnahmen in axialer und koronarer Ebene nötig. Es ist prinzipiell möglich, die koronare Ebene aus axialen Datensätzen zu rekonstruieren, jedoch waren diese Rekonstruktionen bisher von unzureichender Qualität. Das Ziel dieser Studie war, die Qualität von Mehr- und Einzeilen-Spiral-CTs in der Darstellung verschiedener anatomischer Strukturen des Felsenbeins zu vergleichen. Dabei wurden einerseits primär axial akquirierte Bilder beider Aufnahmetechniken verglichen, in der koronaren Ebene jedoch primär koronar akquirierte Einzeilen-CT-Bilder mit koronar multiplanar rekonstruierten Mehrzeilen-CT-Bildern. Die Ergebnisse zeigten dabei Folgendes: Bei 60% der anatomischen Strukturen war die Übereinstimmung der Auswerter bei den Mehrzeilen-CT-Bildern deutlich besser als bei den Einzeilen-CT-Bildern. Ein ähnliches Bild zeigte sich in der koronaren Ebene. Hier war die Übereinstimmung in 58% der Fälle bei den koronar multiplanar rekonstruierten Bildern besser als bei den primär koronaren Bildern der Einzeilen-CT. Auch bei der Abgrenzbarkeit der einzelnen Strukturen waren die Ergebnisse ähnlich: In 82% (Auswerter 1) bzw. 84% (Auswerter 2) der Fälle waren die anatomischen Strukturen besser auf primär axial akquirierten Mehrzeilen-CT-Bildern abgrenzbar als auf Einzeilen-CT-Bildern. Ebenso waren in 88% (Auswerter 1) bzw. 90% (Auswerter 2) der Fälle bei den koronar multiplanar rekonstruierten Mehrzeilen-CT-Bildern die anatomischen Strukturen besser erkennbar als bei den primär koronaren Einzeilen-CT-Bildern. Zusammenfassend bringt die Mehrzeilen-CT entscheidene Vorteile mit sich. Erstens können noch feinere Strukturen dargestellt werden. Zweitens werden die Untersuchungszeiten noch kürzer; dies ist insbesondere bei Kindern von großem Interesse, da so häufig auf eine Sedierung verzichtet werden könnte. Drittens kann durch die Möglichkeit der Rekonstruktion die Strahlenexposition ohne Qualitäts-verlust reduziert werden. Die Option der Rekonstruktion ist auch bedeutend bei immobilen Patienten, bei denen primär koronare Aufnahmen nicht möglich sind. Aufgrund der wesentlich besseren Leistung bei der Abgrenzbarkeit der einzelnen Strukturen, der qualitativ gleichwertigen, wenn nicht sogar besseren koronar multiplanar rekonstruierten Aufnahmen ist die Mehrzeilen-CT Methode der Wahl zur Darstellung des Felsenbeins.

Bei einer Vielzahl neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen wird eine Beteiligung des dopaminergen Systems postuliert. Daraus resultiert ein zunehmendes Interesse an einer weiteren Charakterisierung dieses wichtigen Neurotransmitter-systems mittels bildgebender Verfahren. Eine funktionelle Diagnostik des dopamin-ergen Systems bei Patienten in-vivo kann nuklearmedizinisch sowohl durch die Anwendung von SPECT- als auch durch PET-Bildgebung erfolgen. Dabei erlaubt die Anwendung verschiedener Radiopharmaka die Darstellung des prä- und des postsynaptischen Anteils. Hierdurch wird die Diagnosefindung erleichtert, da sich verschiedene Krankheitsbilder besser voneinander unterscheiden lassen. Die Involvierung des Dopamintransporters (DAT) bei Morbus Parkinson, Aufmerksam-keitsdefizit-/Hyperaktivitäts-Störung (ADHS) und ebenfalls bei Schizophrenie ver-deutlicht den Bedarf eines klinisch leicht anwendbaren und kostengünstigen Tracers. Die für die Bildgebung des DAT wünschenswerte Entwicklung eines 99mTc-markierten Radiopharmakons, statt der üblichen 123I-markierten Tracer oder PET-Liganden, gelang erstmals Kung et al. mit der Synthese von [99mTc]TRODAT-1. Ein Ziel der vorliegenden Arbeit war die erste präklinische Anwendung dieses Radio-pharmazeutikums an gesunden Probanden. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit waren Untersuchungen der Bindung von [99mTc]TRODAT-1 an den DAT vor und nach Therapie mit Methylphenidat bei Patienten mit ADHS. Des weiteren wurde das prä- und postsynaptische System (DAT und Dopamin-D2-Rezeptoren) durch simultane Darstellung mittels [99mTc]TRODAT-1 und [123I]IBZM bei Patienten mit Schizophrenie ohne Neuroleptika-Medikation sowie nach Therapie mit dem atypischen Neuroleptikum Amisulprid untersucht. Zunächst wurde der ideale Aufnahmezeitpunkt für die Bildgebung des DAT mit Hilfe von [99mTc]TRODAT-1 ermittelt. Die Kinetik der Bindung des Tracers an den DAT wurde hier an gesunden Probanden untersucht. Der optimale Unter-suchungszeitpunkt ergibt sich aus der Berechnung der spezifischen Bindung [(Str-Cer)/Cer] über die Zeit und liegt für die Darstellung des striatalen DAT zwischen der 3. h und der 5. h p.i.. Bei den Untersuchungen an gesunden Probanden zeigte sich eine alters-abhängige Reduzierung des DAT. Es konnte eine stärkere Verminderung des DAT bei jüngeren Probanden mit einem etwa in der Mitte der dritten Lebensdekade liegenden Scheitelpunkt und einer nachfolgend weniger stark ausgeprägten, kontinuierlichen Reduktion im höheren Lebensabschnitt nachgewiesen werden. Dieses Ergebnis führte somit zum Schluss, dass für eine aussagekräftige Beurteilung der Bindung von [99mTc]TRODAT-1 die Berücksichtigung des Patientenalters notwendig ist. Bei Patienten mit ADHS wurde eine Erhöhung der Bindung von [99mTc]TRODAT-1 an den DAT festgestellt, welche sich, verglichen zu einem Normalkollektiv, als statistisch hoch signifikativ erwies. Die nachfolgende Therapie dieser Patienten mit Methylphenidat senkte die striatale DAT-Bindung durch-schnittlich um 30%. Die Verbesserung der Symptomatik durch dieses Medikament unterstreicht die Mitbeteiligung des DAT bei den pathologischen Prozessen des ADHS. Der letzte Abschnitt der Arbeit befasst sich mit der ersten simultanen Darstellung des DAT und der Dopamin-D2-Rezeptoren durch Verwendung von [99mTc]TRODAT-1 und [123I]IBZM. Durch die Verfügbarkeit dieses neuen 99mTc-markierten Radiopharmakons besteht erstmals die Möglichkeit zur gleichzeitigen funktionellen Darstellung des prä- und postsynaptischen dopaminergen Systems. Neben einer erheblichen Zeit- und Kostenersparnis ergibt sich durch die nahezu perfekte Koregistrierung eine exakte örtliche Übereinstimmung und somit die Möglichkeit zu einer standardisierten Auswertung. Diese Doppelisotopenstudie wies bei unbehandelten schizophrenen Patienten eine signifikante Reduktion des DAT sowie eine tendenzielle Verminderung der Dopamin-D2-Rezeptoren nach. Darüberhinaus wurde die Wirkung des Neuroleptikums Amisulprid untersucht. Hierbei konnte eine eindeutige Reduzierung des DAT und der Dopamin-D2-Rezeptoren gemessen werden. Mit der Entwicklung von [99mTc]TRODAT-1 sowie mit dem erfolgreichen Einsatz von [99mTc]TRODAT-1 zur nuklearmedizinischen Bildgebung steht nun ein neues Radiopharmakon für die Darstellung des DAT zur Verfügung. Für eine gute klinische Anwendbarkeit sprechen zusammenfassend folgende Argumente: · die potentielle Beteiligung des DAT bei vielen neurologischen und psychiatrischen Krankheiten, · die Möglichkeit der simultanen Darstellung des prä- und postsynaptischen dopaminergen Systems durch die Durchführung von Doppelisotopen-Untersuchung mittels [99mTc]TRODAT-1 und [123I]IBZM, · die geringe Strahlenexposition im Vergleich zu anderen Radiopharmazeutika und · die durch die Markierung mit 99mTc hohe Kosteneffektivität bei guter Bildqualität.

Entsprechend der Patientenschutzrichtlinie 97/43 EURATOM (38) wurden in der vorliegenden Arbeit repräsentative Dosiswerte für die Strahlenbelastung des Patienten in bestimmten Routineuntersuchungen ermittelt. Zusätzlich wurde der Einfluss patientenspezifischer Merkmale und technischer Einstellungen auf die Exposition überprüft und eine potentielle Dosisdifferenz zwischen den analogen und digitalen Untersuchungstechniken vergleichend untersucht. Für die Bildverstärker-untersuchungen wurde die Dosisverteilung nach einzelnen Untersuchungsabschnitten aufgeschlüsselt. Als geeignete Größe wurde das Dosisflächenprodukt ausgewählt, da es im Routinebetrieb ohne großen zeitlichen und technischen Aufwand gemessen werden kann und gut reproduzierbare Ergebnisse liefert. Die vorliegende Studie ergab, dass die gemessenen Dosiswerte für die einfachen Routineuntersuchungen wie auch die komplexeren Funktionsuntersuchungen einem großen Schwankungsbereich unterliegen. Während für die Projektionsaufnahmen Dosisunterschiede vom Faktor 3,5 bis 35,2 gemessen wurden, streuten die Dosiswerte in den Bildverstärkeruntersuchungen trotz großer Abweichungen im Untersuchungsablauf zwischen dem Faktor 5,9 und 10,6. Lediglich in den Untersuchungen des Thorax und Abdomens sowie den Arteriographien am Frauenkollektiv zeigten patientencharakteristische Merkmale, wie Body Mass Index, Körpergewicht und -durchmesser, einen mäßigen bis großen Einfluss auf die Höhe der Patientenexposition. Dagegen spielte die Patientenkonstitution in den Untersuchungen der Halswirbelsäule und den Kontrastmittelpassagen des Dünndarms keine Rolle. Ein Dosisvergleich zwischen analogen und digitalen Projektionsuntersuchungen ergab einen systemunabhängigen Unterschied in der Strahlenbelastung von maximal 30%, mit einer Ausnahme: den Thoraxuntersuchungen des männlichen Patientenkollektivs. In dieser Untersuchung wurde in der konventionellen Untersuchungstechnik eine doppelt so hohe Strahlenexposition gemessen. In erster Linie beruht diese Dosisdifferenz allerdings auf der Verwendung unterschiedlicher Filmfolien- bzw. Speicherfolien-Empfindlichkeitsklassen (Filmfolien-EK 200, Speicherfolien-EK 400). Die Dosisunterschiede in den übrigen Projektionsuntersuchungen lassen sich vor allem durch kleine Fallzahlen, inhomogene Patientenkollektive und patientenorientierte Untersuchungseinstellungen, beispielsweise unterschiedliche Feldgrößen, begründen. Eine eindeutig systembedingte Dosisersparnis konnten wir in unserer Studie nicht feststellen. In der digitalen Subtraktionsangiographie der Becken-Bein-Arterien verursachte die Darstellung der abdominellen Aorta und Iliacalarterien durchschnittlich zwischen 85 % und 87 % der gesamten Strahlenbelastung, während auf die distalen Gefäßabschnitte und die Durchleuchtung jeweils 7 % entfielen. In den Dünndarmpassagen wurde unterschieden zwischen dem Dosisanteil, der allein bis zur regelrechten Platzierung der Sonde entstand (Median = 5 %), und dem Dosisanteil der gesamten Untersuchung. Die Ergebnisse dieser Arbeit sowie die veröffentlichten Resultate anderer Arbeitsgruppen zeigen, dass die gemessenen Dosiswerte der einzelnen Untersuchungsarten einem großen Streubereich unterliegen und um ein Vielfaches voneinander abweichen können. Während in den einfachen Projektionsaufnahmen des Thorax und Abdomens diese Dosisschwankungen insbesondere auf eine große Variabilität der Patienten zurückzuführen ist, spielen in der Untersuchung der Halswirbelsäule und vor allen in den komplexen Funktionsuntersuchungen eine mangelnde Standardisierbarkeit der indikationsabhängigen Untersuchungseinstellungen die ausschlaggebende Rolle, wie z. B. Unterschiede in der Feldgröße, Projektionsebene, kontrastmittelbedingten Absorption, Durchleuchtungsdauer und Anzahl der Aufnahmen. Gerade diese große Variationsbreite an Expositionswerten in den einzelnen Untersuchungen spricht dafür, dass Referenzwerte nicht als Grenzwerte sondern als Richtwerte verstanden werden und dem Untersucher in erster Linie als Orientierungshilfe dienen sollten. Zur endgültigen Festlegung von aktuellen repräsentativen Dosiswerten sind allerdings noch weitere großangelegte Patientenstudien notwendig.

Sun, 1 Jan 1989 12:00:00 +0100 https://epub.ub.uni-muenchen.de/6122/1/6122.pdf Breckow, Joachim; Kellerer, Albrecht M. ddc:610, Medizin

Fri, 1 Jan 1988 12:00:00 +0100 https://epub.ub.uni-muenchen.de/6230/1/6230.pdf Kellerer, Albrecht M. ddc:610, Medizin