Stralingsdosis bij röntgenonderzoek
Hoe goed is jouw fingerspitzengefühl over straling?
Met ‘ioniserende straling’ bedoelen we deeltjes/golfjes die door de lucht bewegen en die dusdanig véél energie hebben (vergeleken met niet-ioniserende straling, zoals radiogolven of zichtbaar licht) dat ze tegen atomen aan kunnen botsen zodat er een elektron wordt verwijderd uit de elektronenwolk. Door deze verandering kunnen bindingen verbroken worden en kan DNA beschadigd raken, hetgeen tot een potentieel kankerverwekkende mutatie leidt.
We drukken de biologische dosis ioniserende straling uit in de eenheid ‘Sieverts’ (Sv). Vaker gebruiken we ‘millisieverts’ (mSv) – een duizendste van een Sievert.
Ioniserende straling is overal om ons heen. Uit de omgeving vangen we in Nederland ongeveer 3 mSv achtergrondstraling per jaar. Dit is afkomstig van natuurlijke stralingsbronnen, zoals kosmische straling uit de ruimte en het verval van radioactieve elementen in de aardkorst. Op sommige plekken op aarde is de achtergrondstralingsdosis extreem veel hoger. Bijvoorbeeld 175 mSv (!!) per jaar op Guarapari strand te Brazilië. Dit komt door de aanwezigheid van radioactieve metalen, zoals uranium en thorium.
Vraag 1
In welke eenheid wordt de biologisch relevante (‘equivalente’) dosis ioniserende straling uitgedrukt?
A. Grays (Gy), of milligrays (mGy)
B. Kilowatt (kW)
C. Sieverts (Sv), of millisieverts (mSv)
C.
De dosis ioniserende straling kan uitgedrukt worden in natuurkundige zin: Grays. Eén Gray is 1 Joule per kg.
De biologische effecten van straling zijn niet louter afhankelijk van de natuurkundige dosis. Ook het soort weefsel dat de straling ontvangt heeft invloed op de effectieve dosis. Daarom bestaat er zoiets als een ‘stralingsweegfactor’, die vermenigvuldigd moet worden met de stralingsdosis, om tot een biologisch equivalente dosis te komen. Die equivalente dosis wordt uitgedrukt in (milli)sieverts.
De stralingsweegfactor is hoger voor organen die gevoeliger zijn voor ioniserende straling. Denk hierbij aan de buikorganen, waar veel sneldelende cellen zijn, zoals darmepitheelcellen. Voor bot geldt juist het omgekeerde. Hier zal eenzelfde fysische dosis straling leiden tot een lagere effectieve dosis (minder mSv) dan als die dosis op een buik zou worden gericht. Ook voor kinderen is de effectieve dosis hoger dan voor volwassenen, bij eenzelfde fysische dosis.
Vraag 2
Uit empirisch onderzoek, bijvoorbeeld rond kernrampgebieden, is gebleken dat ioniserende straling zowel op korte termijn schadelijk kan zijn (deterministische effecten, zoals haaruitval en brandwonden) als op de (zeer) lange termijn (stochastische effecten, zoals kanker). Bij lagere doseringen, zoals we die in de diagnostische radiologie gebruiken, is dit niet met zekerheid bewezen. Zekerheidshalve veronderstellen we dat ook deze onderzoeken kankerverwekkend zijn. Dat gebeurt middels extrapolatie.
Wat is het veronderstelde levenslange extra risico op kanker bij het toedienen van 10 mSv (grofweg de dosering van een CT thorax-abdomen)?
A. 0,001%
B. 0,05%
C. 0,5%
D. 1%
B
- Een veelgebruikte vuistregel is 5% extra risico op kanker bij een toediening van 1 Sv (1000 mSv).
- Dit wordt lineair geëxtrapoleerd naar lagere doseringen (‘linear no threshold hypothesis’).
- Dat houdt in dat bij toediening van 10 mSv (bijv. een CT total body) het veronderstelde extra levenslange risico op kanker 0,05% is.
- Op populatieniveau geformuleerd: er moeten 2000 CT total bodies worden verricht om 1 geval van kanker te veroorzaken.
- Dit getal verdient enige nuance wegens het feit dat bijna de helft (50%) van de mensen in Nederland gedurende het leven kanker ontwikkelt. Het risico gaat dus, bij wijze van illustratie, van 50,0% naar 50,05%.
- Niettemin: elk geval van kanker is er één te veel en dus moet zorgvuldig worden afgewogen of een onderzoek met ioniserende straling (röntgenfoto, CT-scan) geïndiceerd is en of er geen alternatieven zijn zonder ioniserende straling (zoals echografie en MRI).
- Andersom geredeneerd moet een patiënt ook niet onthouden worden van noodzakelijk onderzoek. Immers, onderdiagnostiek is in veel gevallen schadelijker.
- In de radiologie hanteert men het kernprincipe ‘ALARA‘: As Low As Reasonably Achievable.
Vraag 3
Welke dosis wordt er ongeveer toegediend bij een thoraxfoto (een enkele voorachterwaartse opname)?
A. 0,1 mSv
B. 0,5 mSv
C. 1 mSv
D. 10 mSv
A
Een enkele thoraxfoto staat gelijk aan een dosis van 0,1 mSv, hetgeen overeenkomt met zo’n 10 dagen achtergrondstraling.
De doseringen liggen aanzienlijk hoger bij CT-scans, aangezien dat in essentie talrijke, vanuit verschillende hoeken genomen, röntgenfoto’s zijn die worden gereconstrueerd tot een scrollbaar of driedimensionaal bestand. De doseringen zijn wel afgenomen de afgelopen jaren, dankzij protocollaire verbeteringen, effectievere apparatuur en slimmere beeldreconstructie-algoritmes. De dosis per patiënt hangt af van meerdere factoren, waaronder de gewenste beeldkwaliteit en het gewicht (hoger gewicht = meer dosis, zeker bij een CT-abdomen). Een CT-cerebrum levert ± 2 mSv op, een CT-thorax ± 3 mSv en een CT-abdomen ± 6 mSv. Als er meerdere scan-fases worden vervaardigd (bijv. blanco en arterieel), dan telt elke fase als een nieuwe scan.
