Zur Strahlenexposition von Kindern in der pädiatrischen Radiologie

Zusammenfassung

Ziel: Bereitstellung von Konversionsfaktoren zur Rekonstruktion von Organdosen aus der Einfalldosis bei der konventionellen Röntgenuntersuchung des Thorax unter Berücksichtigung der Röntgenexpositionsbedingungen gemäß den Leitlinien der Bundesärztekammer sowie optimaler und suboptimaler Strahlenfeldeinstellungen für Patienten der Altersstufen 0, 1, 5, 10, 15 und 30 Jahre. Material und Methoden: Mithilfe des von der finnischen Strahlenschutzbehörde STUK zur Verfügung gestellten PC-Programms PCXMC wurden in Monte-Carlo-Simulationen neue Konversionsfaktoren für die konventionelle Röntgenuntersuchung des Thorax an hermaphroditischen mathematischen MIRD-Phantomen verschiedener Altersstufen für die in der pädiatrischen Radiologie gemäß den Leitlinien der Bundesärztekammer und der Europäischen Kommission anzuwendenden Strahlungsqualitäten ermittelt. Die klinische Variationsbreite möglicher Strahlungsfeldeinstellungen (Einblendung und Positionierung der Strahlenfelder am Patienten) wurde durch die Definition jeweils optimaler und suboptimaler Strahlenfeldeinstellungen berücksichtigt. Ergebnisse: Für die Projektionsradiografie des Thorax wurden Konversionsfaktoren zur Dosisrekonstruktion bei pädiatrischen Patienten der Altersstufen 0, 1, 5, 10, 15 und 30 Jahre bereitgestellt. Die Konversionsfaktoren wurden für die sagittalen und lateralen Standardprojektionen bei Bettaufnahmen (Fokus-Bildempfänger-Abstand 100 cm), bei Aufnahmen am Buckytisch (Fokus-Bildempfänger-Abstand 115 cm) und am Wandstativ (Fokus-Bildempfänger-Abstand 150 cm) unter den Standardstrahlungsqualitäten gemäß den Leitlinien der Bundesärztekammer für jeweils optimale und suboptimale Strahlenfeldeinstellungen ermittelt und erlauben die Rekonstruktion der in 40 Organen und Geweben des menschlichen Körpers applizierten Organdosen aus der Einfalldosis. Schlussfolgerung: Die bereitgestellten Konversionsfaktoren gestatten die Abschätzung von Organdosen aus der Einfalldosis für Patienten aller Altersstufen und für nahezu beliebige klinische Strahlenfeldeinstellungen innerhalb des Variationsbereichs der angegebenen Feldeinstellungen. Während der Einfluss der Feldeinstellung auf die Organdosis im Zielorganbereich naturgemäß gering ist, kann durch eine optimale Einblendung die Strahlenexposition peripher im Strahlenfeld lokalisierter Organe und Gewebe und vor allem des knöchernen Skeletts wesentlich reduziert werden. Die für die STUK-Phantome errechneten Konversionsfaktoren stehen in guter Übereinstimmung mit einzelnen für die GSF-Phantome „Adam”, „Golem” und „Visible Human” publizierten Werten.

Abstract

Purpose: Calculation of conversion coefficients for the reconstruction of organ doses from entrance doses for chest radiographs of 0, 1, 5, 10, 15, and 30-year-old patients in conventional pediatric radiology for the radiographic settings recommended by the German and European guidelines for quality management in diagnostic radiology. Materials und Methods: The conversion coefficients for pediatric chest radiographs were calculated using the commercially available personal computer program PCXMC developed by the Finnish Centre for Radiation and Nuclear Safety (Säteilyturvakeskus STUK). PCXMC is a Monte Carlo program for computing organ and effective doses in about 40 organs of mathematical hermaphrodite phantom models describing patients of different ages. The possible clinical variation of beam collimation was taken into consideration by defining optimal and suboptimal radiation fields on the phantoms’ surfaces. Results: Conversion coefficients for the reconstruction of organ doses from measured entrance doses during chest radiographs for 0, 1, 5, 10, 15, and 30-year-old pediatric patients were presented. Conversion coefficients were calculated for the standard sagittal and lateral beam projections and the standard focus film distances of 100 cm, 115 cm, and 150 cm using the standard radiation qualities according to the recommendations of the German and European guidelines for quality management in diagnostic radiology. These conversion coefficients allow the reconstruction of the absorbed dose in about 40 organs and tissues of the human body for optimal and suboptimal radiation field collimations. Conclusion: The conversion coefficients presented in this paper may be used for organ dose assessments from entrance doses measured during chest radiographs of patients of all age groups with all beam collimations within optimal and suboptimal standard beam collimations. While the influence of the beam collimation on organ doses of organs localized near the center of the beam is expectedly low, the radiation exposure of organs and tissues near the boundaries of the radiation field can be considerably reduced by an optimal beam collimation. The conversion coefficients calculated for the STUK phantoms are in good conformity with values published for the GSF phantoms “Adam”, “Golem” and “Visible Human”.

Key words

pediatric radiology - dosimetry - conversion coefficients - organ dose - chest - lung

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