Niedrigdosiseffekte in der RöntgendiagnostikErgebnisse neuer epidemiologischer Studien
Wolfgang HoffmannInstitut für Community MedicineErnst-Moritz-Arndt Universität Greifswald
11. Fortbildungsseminar der Arbeitsgemeinschaft „Physik und Technik in der bildgebendenDiagnostik“ der Deutschen Röntgengesellschaft e.V., Bremen 22.-23.6.2007
BMU: Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung 2001
BfS Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung 2003
Frasch et al. (2003) Bericht des Strahlenschutzregisters. BfS, Abb. 4, p 29
BfS: Anzahl der überwachten Personen in medizinischen und nichtmedizinischen Betrieben (1999-2002)
Alters- und Geschlechtsabhängigkeit der beruflich Exponierten im Jahr 2002
19
1129
1878
3953
5951
5823
4659
3942
2608
1446
167
3270
2592
2982
3863
3833
3111
2042
1174
397
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 - 17 18 - 24 25 - 29 30 - 34 35 - 39 40 - 44 45 - 49 50 - 54 55 - 59 60 - 99
Alterskollektive in Jahren
Anz
ahl d
er e
xpon
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en P
erso
nen
Alters- und Geschlechtsabhängigkeit der beruflich Strahlenexponierten im Jahr 2002 [BFS 2004]
BfS Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung 2003 (2005)
Quantifizierung des Strahlenrisikos- (DNA-)Biochemie ?
- Zellkultur ?- Tierversuch ?- Fallberichte ?
→ Epidemiologie !
(Clinical births) (out-of-hospital births)
Was ist ein „Risiko“
7,3-31,615,81,9-7,63,816,5Raucher (≥ 20 Zig/Tag)
3,3-25,211,41,4-5,22,616,8Raucher (1-19 Zig/Tag)
-3,5-14,54,00,7-2,71,441,2Ex-Raucher
0,6-13,45,81,1-2,51,635,7Gesamtcholesterin/HDL-Cholesterin
2,9-22,210,51,3-4,32,48,3Behandelte Hypertonie
-5,7-9,51,50,6-2,01,116,5Hypertonie Grad II und III
-4,9-8,11,00,7-1,81,124,4Hypertonie Grad I
95 % KIRAP95 % KIHRRPrävalenz
Prävalenz von Risikofaktoren bei der Basisuntersuchung sowie Hazard Rate Ratios (HRR) und Rate Advancement Periods (RAP) für inzidente Herzinfarkte bei Männern (N = 1012)
J. Heidrich et al. (2003). Z Kardiol 92:445-454.
Hypertonie Grad I: systolischer Blutdruck 140-159 mmHgHypertonie Grad II oder III: systolischer Blutdruck >160 mmHgHypercholesterinämie: Gesamtcholesterin/HDL-Cholesterin ≥ 5,5
Was ist ein Risiko ?
J. Heidrich et al. (2003). Z Kardiol 92:445-454.
1
2,4
1,51,9
4,5
5,8
7,9
3,9
2,7
5,8
3,4
4,3
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 0 0 1 0 1 1 1
0 0 1 0 1 0 1 1
0 1 0 0 1 1 0 1
HRRHRR bei Additivität
Rauchen (≥1 Zigarette am Tag)
Gesamtcholesterin/HDL-Cholesterin ≥5,5
Art. Hypertonie (≥160/95 mm Hg)
Risikofaktoren-Kombination
Herzinfarktrate/ N Probanden 19/373 14/133 9/110 14/148 10/73 6/35 25/107 10/33
Hazard Rate Ratios (HRR) für Risikofaktor-Kombinationen hinsichtlich der Inzidenz von Herzinfarkten bei Männern (N=1012)
HRR
SCORE – Beteiligte Kohorten
75 %77 %83 %
1968-881974-771980-82
25-684701Spanien
80 %1967-7243-537337Frankreich
? %1978-8719-8053 439Italien
79 %1984-8525-653968Deutschland36 %1980-8425-7510 641Belgien
75 %1970-7347-567435Schweden
74 %1977-9129-809945Dänemark
78 %64 %
1978-801984-87
38-6125-66
7292 12 285
GroßbritannienSchottland
88 %1947-7835-4948 425Norwegen
70 %1975-7737-623325Russland
80 %1972/19771982/1987
24-6437 296Finnland
TeilnehmerrateBeobachtungs-zeiträume
AltersspanneTeilnehmerzahlLand
SCORE-Deutschland
10-Jahres-Risiko für eine tödliche Herz-Kreislauf-Erkrankung - nach Geschlecht, - Alter, - systolischem Blutdruck,- Gesamtcholesterin/HDL-
Cholesterin Verhältnis,- Raucherstatus
Matanoskiet al., 1975
Epidemiologie: ”Klassische” Kollektive
Arbeiter in der Atomindustrie (I)Studie: Arbeiter am Oak Ridge National Laboratory (Wing et al. JAMA 1991)N = 8318 (Einstellungen 1943-1972)Mittlere Dosis (externe γ-Dosis):1,4 mSv
Ergebnisse:• Anstieg erst nach 20 Jahren Exposition
• RF (alle Krebsarten, Mortalität, 20 yr lag): ≈ 385 / 1.000.000 * mSv (nur Leukämie, 10 yr: 37,2)
• RF 10fach größer als Life Span Study (LSS)
BMJ, Volume 331, 9 July 2005, 77-80
Fig 1 Distribution of cumulativeradiation doses among workersincluded in the analyses(N= 407,591; 5.2 mio. person years)
Fig 2 Excess relative risks per Sv for all cancer excluding leukaemia in cohorts with morethan 100 deaths (NPP=nuclear power plants, ORNL=Oak Ridge National Laboratory)
BMJ, Vol. 331, 9 July 2005, 77-80
BMJ, Vol. 331, 9 July 2005, 77-80
BMJ, Vol. 331, 9 July 2005, 77-80
Abstract: 1-2% aller Krebstodesfälle in der Kohorte durch berufliche Strahlenbelastung bedingt (bis zu ca. 1000-2000)
JNCI 94.12(2002), 943-948
Mammakarzinomebei MTA (USA)
Kohorte, N=69.525
RR 2,9 (1,2-7,0) für Tätigkeit < vs. ≥1960
neg. Trend mit Jahrdes Dienstantritts
pos. Trend mit Anzahl Dienstjahre <1950
RR 1,7 (1,0-3,1) fürDurchleuchtg. <1950
Kein Trend mit AnzahlDienstjahre insgesamt
SPINE 25.16(2000), 2052-2063
Organdosis Mammadurch diagn. Rö-US:Mittelw. 108 mSv (0-170 mSv)
5466 Patienten, MW24,7 Rö-US (0-618)(N=138.000)
77 Fälle (erw. 45,6),SMR 1,69 (1,3-2,1)
sign. Trend mit Anzahl der Rö-USsign. Trend mit kum. Dosis
mittl. Follow-up 40 J.
BM
J 328(2004), 19-24, bmj.com
3094 Männer nach Strahlentherapie wg. Hämangiom vor dem 18. LM
Umfangreiche Dosisermittlung (mittl. Organdosis Gehirn < 100, Max.>250 mGy)
High school attendance, military cognitivetests (learning ability, logical reasoning)
Risiken konsistent erhöht (vergl. Tinea capitis)
kein wesentlicher Einfluss von Confoundern
Stat. sign. Trends
Höhere Risiken bei Dosismaximum im Frontalhirn
Mittl. Organdosis kann für Kleinkinder im diagnostischen CT erreicht werden
BM
J 328(2004), 19-24, bmj.com
dic
ac
RöntgenSteigung = 5.21 0.255 x 10-5 [dic/mGy-1]
Dosis-Wirkungsbeziehung für dic in humanen periph. Lymphozyten (0-500 mGy)200 kV- Röntgenstrahlung
(Steigung α =5.21±0.255 x 10-5 [dic/mGy-1]; R2= 0.92, 95 % Konfidenzbereiche für die bedingten MW)
Dosis-Wirkungsbeziehung für dic in humanen periph. Lymphozyten (0-500 mGy)200 kV- Röntgenstrahlung
N=500
N=1000
N=10000N=5000
„Sensitivität“= Nachweis-grenze
Zeitlicher Abfall von dic in menschlichen Lymphozyten
T1/2= 573 (±179) d
T1/2 = 507 (±41) d
T = 117 (±23) dT = 136
(±23) d
Whole-body-doses > 1-2 Gy
Quantitative Nutzen– und Risikoabschätzung
Bp. Screening-Mammographie
nach: H. Jung, Radiologe 41 (2001) 385-395
Mammographiescreening: Abschätzung des Nutzens
Screening mit 40 J.Screening mit 50 J.
Risikogruppe Frauen mit Brustkrebs in der Familie
Risikogruppe Frauen mit Brustkrebs in der Familie
Quantitatives Strahlenisko
Umgang mit dem RisikoRisikokommunikation
Wilhelm Conrad Röntgen* 27.3.1845+ 10.2.1923
Gedenkstein für Röntgenärzte, die an Strahlenfolgen verstarben(im Park des AK St.Georg, Hamburg)
Der Spiegel 30/2002
Strahlenschutz in der Röntgendiagnostik
„… Es erscheint unstrittig, dass eine substanzielle Verringerung der Patientendosis in der medizinischen Diagnostik ohne Beeinträchtigung der Patientenversorgung möglich ist.“
Regulla D et al., Z.Med. Phys. 13(2003), 127-135
Niedrigdosiseffekte in der Röntgendiagnostik - Fazit
Nachweis nur mit Epidemiologie möglich !(große Kohortenstudien, lange Nachbeobachtung)
→ Kein Hinweis auf Schwellendosis→ Kein Hinweis auf DDREF → Rö-Risiko > Hiroshima/Nagasaki (bis ca. 1 Größenordnung)→ neue Endpunkte (benigne Schilddrüsenerkrankungen, ZNS)
Zunehmende Differenzierung der Datenlage(individuelle Sensitivität, Suszeptibilität)- wichtig für Screening !
Neue Daten liegen vor(realistische Dosisbereiche, Endpunkte, Expositionsbedingungen, Strahlen-qualitäten, repräsentative Gruppen, Expositionserfassung, follow-up…)