Medizinische Röntgenanwendungen bei Schwangeren ... · Organogenese Zelldifferenzierung; Bildung der embryonalen Organanlagen (z. B. Herz und Nervensystem) Frühe Phase der Organogenese(bis

Medizinische Röntgenanwendungen bei Schwangeren:

Risikoabschätzung für das Ungeborene

E. A. Nekolla, V. Minkov, D. Nosske

Strahlenschutzsymposium, München vom 16.-17. März 2012

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Rechtliche Situation

§ 23 Röntgenverordnung, Abs. 3:

Vor einer Anwendung von Röntgenstrahlung … hat der anwendende Arzt gebärfähige Frauen … zu befragen, ob eine Schwangerschaft besteht oder bestehen könnte.Bei bestehender oder nicht auszuschließender Schwanger-schaft ist die Dringlichkeit der Anwendung besonders zu prüfen.

Analog: § 80 Abs. 3 Strahlenschutzverordnung

5.1 Richtlinie Strahlenschutz in der Medizin:

Ist … eine Anwendung … aus ärztlicher Indikation geboten, sind im besonderen Maße alle Möglichkeiten zur Herabsetzung der Strahlenexposition der Schwangeren und besonders des ungeborenen Kindes auszuschöpfen.

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Rechtliche Situation

Fall 1: Schwangerschaft besteht oder ist nicht auszuschließen

→ die Notwendigkeit der Anwendung ist besonders kritisch zu prüfen

→ Nutzen-Risiko-Abwägung im Vorfeld: Der mögliche Nutzen für die Frau ist dem möglichen Risiko für das Kind gegenüber zu stellen.

Fall 2: Schwangerschaft ist nicht bekannt

→ strahlenhygienische Beratung im Nachhinein

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Biologische Wirkungen ionisierender Strahlung

Zwei Kategorien biologischer Strahlenwirkungen:

→ deterministische Wirkungen

→ stochastische Wirkungen

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Deterministische Strahlenwirkungen

→ entstehen infolge von Zellabtötungen in kritischem Umfang und führen zu einer Reduzierung oder dem kompletten Verlust einer Organ- oder Gewebefunktion

→ treten oberhalb bestimmter Dosisschwellen auf

→ unterhalb dieser Schwellen: die Anzahl abgetöteter gesunder Zellen ist zu gering, um die Funktion von Organen oder Geweben nachhaltig zu beeinträchtigen

→ oberhalb dieser Schwellen: mit zunehmender Dosis steigt die Schwere dieser Wirkungen an

untere Dosis-schwelle

Dosis

Wirku

ngsw

ahrs

chein

lichke

it

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Stochastische Strahlenwirkungen

→ entstehen durch strahleninduzierte Veränderungen der genetischen Information einzelner Zellen (DNS) (→Kontrollverlust über die Zellteilungsfunktion)

→ keine Dosisschwellen→ theoretisch genügt ein einziges Teilchen (γ-Quant,

Elektron, Positron, α-Teilchen), um einen Schaden an der DNS zu verursachen

→ die Wahrscheinlichkeit für das Eintreten dieser Wirkungen steigt mit zunehmender Dosis an

→ zu den stochastischen Wirkungen zählen → somatische Schäden

(Krebs / Leukämie)→ genetische Schäden W

irku

ngsw

ahrs

chein

lichke

it

Dosis

LNT

Linear Non-Threshold

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Schwangerschaftsphasen


variieren mit den Schwangerschaftsphasen

Drei Hauptphasen der Entwicklung des ungeborenen Kindes:

→ Präimplantationsphase (erste 10 Tage nach Konzeption bis zur Implantation der Blastozyste in die Gebärmutterschleimhaut)

→ Organogenese (Zeitraum nach Implantation bis einschließlich der 8. Woche nach Konzeption)

→ Fetalperiode (Zeitraum ab der 9. Woche bis zur Geburt)

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Präimplantationsphase

Der Keim besteht aus relativ wenigen, noch

undifferenzierten Zellen

„Alles-oder-Nichts-Regel“:

Strahlenexpositionen führen bei entsprechend hohen Dosen entweder zum Absterben des Keims – häufig bereits vor der Implantation – oder bleiben ohne gravierende Folgen für die spätere Entwicklung des Kindes

Risiko für eine Fehlbildung gering

Tierversuch: in seltenen Fällen Induktion von Fehlbildungen, die auf eine entsprechende genetische Prädisposition zurückgeführt wurden

Morula Blastula

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Organogenese

Zelldifferenzierung; Bildung der embryonalen

Organanlagen (z. B. Herz und Nervensystem)

Frühe Phase der Organogenese (bis einschließlich 4. Woche nach Konzeption): sensibelste Phase für die Entstehung von Fehlbildungen

Nach dem 36. Tag nach Konzeption: nur selten schwerwiegende Fehlbildungen, eher allgemeine oder lokale Wachstumshemmungen,

funktionelle Störungen und leichtere Fehlbildungen

28 Tage p.c.

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Organogenese

Unterer Wert für die Schwellendosis: 50 mSv (konservativ!) häufig Annahme eines höheren Wertes: 100 mSv (z.B. ICRP)

oberhalb der Schwellendosis:

Risiko für Fehlbildungen = 50% bei 1 Sv

Zum Vergleich: Spontanrate für kongenitale Fehlbildungen von „klinischer Relevanz“

≈ 6%

Basierend auf tierexperimentellen Untersuchungen

(0,05% pro mSv)

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Fetalperiode

Ausbildung aller Organanlagen bis

Ende der 10. Woche; Differenzierung

der Organe; Ausdifferenzierung des

Gewebes; Abnahme des Risikos für

Fehlbildungen; aktivste

Produktionsphase für kortikale

Neuronen

Fehlentwicklung des zentralen Nervensystems;

schwere geistige Retardierung

Quelle: health.state.ga.us

16 Wochen p.c.

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Fetalperiode

Unterer Wert für die Schwellendosis: 300 mSv

oberhalb der Schwellendosis:

8. bis 15. Woche nach Konzeption:Risiko für schwere geistige Retardierung = 40% bei 1 Sv

16. bis 25. Woche nach KonzeptionRisiko für schwere geistige Retardierung = 10% bei 1 Sv

Zum Vergleich: Spontanrate fürschwere geistige Retardierung (I.Q. 20 – 34 Punkte) ≈ 0,5%geistige Retardierung (I.Q. < 70 Punkte) ≈ 2 - 3%

Basierend auf Beobachtungen beim Menschen

(0,04% pro mSv)

(0,01% pro mSv)

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Fetalperiode

keine Schwellendosis

Abnahme des Intelligenzquotienten

8. bis 15. Woche nach Konzeption:Reduktion von 30 I.Q.-Punkten pro Sv (0,03 pro mSv)

16. bis 25. Woche nach KonzeptionReduktion von 10 I.Q.-Punkten pro Sv (0,01 pro mSv)

Basierend auf Beobachtungen beim Menschen

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Es gilt als gesichert, dass das Krebsrisiko nach pränataler Bestrahlung erhöht ist

Allerdings: Risikoschätzungen sind mit erheblichen Unsicherheiten behaftet !

� Geringe Fallzahlen

� Große Unsicherheiten bezüglich Dosimetrie

� Response bias bei Fall-Kontroll-Studien

� ...

� Abschätzung der Risiken mithilfe unterschiedlicher Ansätze

Strahlenbedingtes Krebsrisiko

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Preston et al.: Solid Cancer Incidence in Atomic Bomb Survivors Exposed In Utero or as Young Children. J Natl Cancer Inst 100: 428-436 (2008)

Conclusion: ... lifetime risks following in utero exposure may be considerablylower than for early childhood exposure, but further follow-up is needed.


Ansatz 1:

Lebenszeitrisiken für Krebs nach Strahlenexposition in uteround während der Kindheit sind vergleichbar

� Risikokoeffizient nach ICRP (International Commission on Radiological Protection); Berücksichtigung der Altersabhängigkeit (ca. Faktor 3 höher):

� 15% pro Sv (0,015% pro mSv) zusätzliches Lebenszeitrisiko für strahlenbedingte Krebsmortalität


eher konservativ

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Zusätzliches Lebenszeitrisiko für strahlenbedingte Krebsmortalität

15% pro Sv (0,015% pro mSv)

Zum Vergleich: „Spontanes“ Risiko, im Laufe des Lebens an einer Krebserkrankung zu sterben: ≈ 25%

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Ansatz 2:

Ergebnisse von Studien über Krebsmortalität/-inzidenz im Kindesalter (bis zum 15. Lebensjahr) nach In-utero-Exposition:

� Fall-Kontroll-Studie aus dem Vereinigten Königreich (OSCC: Oxford Survey of Childhood Cancers): Krebsrisiko infolge einer aus diagnostischen Gründen veranlassten In-utero-Exposition mit Röntgenstrahlung

� In-utero-Studie der japanischen Atombombenüberlebenden


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Risikoschätzung nach OSCC

höher als

Risikoschätzung nach In-Utero-Studie der Atombombenüberl.


Strahlenbedingte Inzidenz bösartiger Erkrankungen im Kindesalter

8% pro Sv (0,008% pro mSv)

Zum Vergleich: „Spontanes“ Risiko, im Kindesalter an Krebs zu erkranken: ≈ 0,2%.

konservativ nach OSCC

Cave:

Verdoppelungsdosis

ca. 25 mSv!

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Dosimetrie

Röntgendiagnostik (pro Untersuchung)

Untersuchungen außerhalb des Abdomens / Beckens

� Embryonal-/Fetaldosis < 1 mSv

Untersuchungen des Abdomens / Beckens


Nuklearmedizinische Diagnostik (pro Untersuchung)


Faustregel

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Entscheidungsbaum

< 10 Tage

Schwangerschaftsabbruch nicht indiziert

Fall 1:

Möglichst genaue Bestimmung der Zeit zwischen Konzeption und Strahlenexposition

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Entscheidungsbaum

Möglichst genaue Bestimmung der Zeit zwischen Konzeption und Strahlenexposition / Abschätzung der Uterusdosis

> 10 Tage und≤ 8 Wochen


Fall 2:

≤ 50 mSv > 50 mSv

Zusätzliches Risiko einer Fehlbildung

Zusätzliches Krebsrisiko

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Entscheidungsbaum

> 8 Wochen


Fall 3:

≤ 300 mSv > 300 mSv

Risiko I.Q.-Reduktion

Zusätzliches Risiko einer schweren

mentalen Retardierung

Möglichst genaue Bestimmung der Zeit zwischen Konzeption und Strahlenexposition / Abschätzung der Uterusdosis

Zusätzliches Krebsrisiko

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• Grundsätzlich sollte vor einer Strahlenexposition die Frage einer Schwangerschaft geklärt werden.

• Mit einer Strahlenexposition im diagnostischen Bereich ist im allgemeinen keine Indikation zum Schwangerschafts-abbruch gegeben, da das Strahlenrisiko für das Ungeborene in der Regel gering ist.

• Eine Schwangerschaft gilt nicht als absolute Kontraindika-tion gegen strahlendiagnostische Untersuchungen –vorausgesetzt, es findet eine sorgfältige Nutzen-Risiko-Abwägung statt!

Zusammenfassung

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Bei Überschreiten der Schwellendosis:

• Der Arzt sollte die Risiken eines stochastischen oder deterministischen Schadens immer im Vergleich zum entsprechenden Spontanrisiko darstellen und auf die Unsicherheiten der Risikoschätzungen hinweisen.

• Bei der Bewertung sollten insbesondere auch weitere möglicherweise bestehende Risiken sowie der Kinderwunsch der Schwangeren berücksichtigt werden.

• Darüber hinaus sollten die Ergebnisse einer weiterführenden Diagnostik, evtl. unter Einbeziehung eines Humangenetikers, diskutiert werden.

Zusammenfassung

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Strahlenexposition während der Schwangerschaft

→ Für den verantwortlichen Arzt besteht die Möglichkeit, beim BfS eine individuelle Risikoabschätzung für das Ungeborene nach einer Strahlenexposition einzuholen

→ Information und Entscheidungshilfe für die betroffene Frau und für die behandelnden Ärzte

Notwendige Voraussetzungen für Risikoabschätzung:

→ Angaben zur Anamnese (Konzeptionstermin, Datum der Strahlenanwendung);

→ Angaben zur technischen Durchführung (Radiologe!)

Risikoabschätzung durch BfS

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→ im Mittel etwa 20 „Schwangerschaftsanfragen“ pro Jahr

→ Bei etwa drei Viertel der Anfragen betrug die Uterusdosis weniger als 5 mSv

Risikoabschätzung durch BfS

107Insgesamt

2� 50

19� 10 und < 50

6� 5 und < 10

37� 1 und < 5

43< 1

Anzahl der Anfragen (2003-2007)Uterusdosis (mSv)

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Fragen ???

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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