Archiv "lonendosis" (15.10.1982)

Zur Fortbildung .Aktuelle Medizin

DEFINITIONEN

nntscheidend

für die Wirkung ionisierender Strahlung — Rönt- genstrahlung, Strahlung radioakti- ver Isotope — auch auf biologische Objekte ist die von der Strahlung auf das Objekt übertragene Energie, und entsprechend ist die Energiedo- sis, definiert als die auf die Masse bezogene absorbierte Energie, die angemessene Größe zur quantitati- ven Beschreibung der Einwirkung ionisierender Strahlung auf den Menschen, zum Beispiel in der Strahlentherapie zur Angabe einer Tumorvernichtungsdosis oder in der Strahlenbiologie zur Kennzeich- nung der Strahlenempfindlichkeit eines Organs.

Zur Messung der Energiedosis wäre entsprechend eine Energiemenge zu messen. Dies stößt aber im vorlie- genden Fall auf außerordentlich gro- ße meßtechnische Schwierigkeiten, da Strahlendosen, die bereits töd- lich sind, bei der üblichen Meßme- thodik für Energiemengen nur Tem- peraturerhöhungen in der Größen- ordnung von 10 -3 Kelvin verursa- chen. Die Aufgabe, Temperaturerhö- hungen in dieser Größenordnung bei biologischen Objekten zu mes- sen, macht die Schwierigkeit bezie- hungsweise Unmöglichkeit dieser

lonendosis

direkten Meßmethode für die Ener- giedosis deutlich. Relativ leicht meß- bar ist dagegen die von ionisieren- der Strahlung in Gasen, zum Bei- spiel in Luft, durch Ionisation er- zeugte positive und negative La- dung. Hierbei handelt es sich um die Messung einer elektrischen Größe, für die einfache und empfindliche elektrische und elektronische Hilfs- mittel zur Verfügung stehen.

Deswegen führt die Bestimmung ei- ner Energiedosis in Medizin und Biologie im allgemeinen über die Messung der lonendosis.

Als lonendosis ist die auf die Masse eines Luftvolumens bezogene elek- trische Ladungsmenge definiert, die von der ionisierenden Strahlung in diesem Luftvolumen erzeugt wird:

in einem Luftvolumen erzeugte elektrische Ladung lonendosis =

Masse des Luftvolumens

Entsprechend ergibt sich die Einheit der lonendosis als die durch die Masseneinheit Kilogramm dividierte Ladungseinheit Coulomb: C/kg. Als

spezielle Einheit war früher das

„Röntgen" in Gebrauch, das defi- niert war als Erzeugung einer elek- trostatischen Ladungseinheit in 1 cm 3 = 0,001293 g Luft, so daß die Verknüpfung mit der heute vorzugs- weise zu verwendenden SI-Einheit C/kg

1 R = 2,58 • 10 -4 C/kg lautet.

Wie bei jeder Dosisgröße läßt sich eine lonendosisleistung als auf die Zeit bezogene lonendosis definie- ren. Sie wird entsprechend in R/h oder R/min gemessen. Im System der SI-Einheiten ist die Einheit der lonendosisleistung das Ampere/kg.

Meßverfahren

Die lonendosis wird mit einer lonisa- tionskammer gemessen (Darstel- lung 1). Die lonisationskammer be- steht aus einem mit Luft gefüllten Hohlraum, in dem sich zwei gegen- einander isolierte Elektroden befin- den, an denen eine elektrische Spannung liegt. Die in der Luft des Hohlraumes von der ionisierenden Strahlung durch Ionisation erzeug- ten Ladungsträger — Ionen und Elek- tronen — werden von den Elektroden angezogen und führen in dem äuße-

0

Blende Ionisierende

Strahlung

4

Spannungsquelle

Strom- Meßinstru ment (geeicht in A/kg bzw. Rlmin)

Darstellung 1: Schema einer lonisationskammer

66 Heft 41 vom 15. Oktober 1982 79. Jahrgang

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Ausgabe B

Umrechnungsfaktor J/C Rad/R

150

-3 100-

-2

50 - _1

Muskel

Knochen

Fett Luft

Photoenenergie

0:1 1:0 in MeV 10

0 0,01

lonendosis

Darstellung 2: Verlauf des Umrechnungsfaktors f zur Umrechnung der lonendosis I in die Energiedosis E für Luft, Fett, Muskel und Knochen in Abhängigkeit von der Photonenenergie

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ren Stromkreis zu einem Strom, des- sen Stärke unter bestimmten Vor- aussetzungen der lonendosislei- stung proportional ist, so daß das Strommeßinstrument direkt zum Beispiel in R/min oder A/kg geeicht werden kann. Größe, Form und Auf- bau der eigentlichen Meßkammer richten sich nach dem jeweiligen Verwendungszweck (Fingerhutkam- mern zur Messung an der Körper- oberfläche oder in Körperhöhlen des Patienten, Füllhalterdosimeter zur Strahlenschutzüberwachung, großflächige lonisationskammern zur Anzeige des Flächendosispro- duktes in der Röntgendiagnostik).

Aus der in Luft mit der lonisations- kammer also leicht meßbaren Ionen- dosis I wird die interessierende Energiedosis E durch Multiplikation mit dem Umrechnungsfaktor f be- rechnet:

E = f • I

Der Umrechnungsfaktor mit der Ein- heit Joule/Coulomb beziehungswei- se Rad/Röntgen hängt von der Mate- rie ab, in der die Strahlung absor- biert wird und von Art und Energie der Strahlung selbst. Darstellung 2 zeigt den Umrechnungsfaktor für Luft und die drei biologisch wichtig- sten Gewebe Fett, Muskel und Kno-

chen in Abhängigkeit von der Photo- nenenergie. Nur für Muskelgewebe ist der Umrechnungsfaktor mit Wer- ten zwischen 0,92 und 0,96 relativ unabhängig von der Energie der Strahlung. Diese Tatsache, daß der Umrechnungsfaktor für Muskelge- webe in der Nähe von 1 liegt, hat zu der häufig zu findenden, aber trotz- dem falschen Aussage geführt, daß 1 Röntgen etwa gleich 1 Rad sei.

Beide Einheiten differieren nicht nur zahlenmäßig, sondern unterschei- den sich auch prinzipiell, da es sich um Einheiten zweier verschiedener physikalischer Größen handelt.

Im Bereich unterhalb 200 keV, also bei Energien, die in der Röntgendia- gnostik eine Rolle spielen, ist der Umrechnungsfaktor für Knochen wesentlich höher und für Fett niedri- ger als für Muskelgewebe. In diesem Energiebereich ist bei gleicher lo- nendosis in Röntgen die Strahlenbe- lastung von Knochen wesentlich hö- her als die von Muskelgewebe. Bei der Annahme „Röntgen gleich Rad"

ergäben sich hier Fehler bei der Ab- schätzung der Dosisbelastung bis zu 400 Prozent! A. Habermehl

Literatur

Nachtigall, D.: Physikalische Grundlagen für Dosimetrie und Strahlenschutz, Verlag K.

Thiemig, München

RS-Viruserkrankungen bei Patienten mit

angeborenen Herzfehlern

Respiratory-Syncytial-Viren (RSV) stellen die häufigste Ursache einer akuten Infektionskrankheit der un- teren Atemwege bei Kleinkindern und Säuglingen dar. Bei gleichzei- tigem Leiden an angeborenen Herzfehlern wurde über oft schwerste Verläufe mit teilweise tödlichem Ausgang berichtet. Eine Untersuchung über den Verlauf bei Zusammentreffen dieser bei- den Erkrankungen liegt nun vor.

In einer prospektiven Studie wur- den 699 Kinder (davon 299 mit nachgewiesener RSV-Infektion, 27 mit RSV-Infektion und kongenita- lem Herzfehler, 46 Patienten mit kongenitalem Herzfehler ohne RSV-Infektion) beobachtet in be- zug auf die Notwendigkeit intensiv medizinischer Behandlung, assi- stierter Beatmung und Überle- bensrate.

Die RSV-Erkrankung verläuft bei Kindern mit kongenitalem Herz- fehler erheblich schwerer als bei solchen ohne, die Sterblichkeits- rate liegt bei 37 Prozent (1,5 Pro- zent bei Kindern ohne Herzfehler).

Pulmonale Hypertension ist einer der Parameter, die mit besonders' schweren Verläufen koinzidiert ,

(Sterblichkeitsrate 73 Prozent), unabhängig von der anatomi- schen Grundlage des Herzfehlers Patienten, die die Infektion erst im Krankenhaus bekommen, haben eine höhere Sterblichkeit als Pa- tienten, die wegen RSV-Infektion eingeliefert werden. Dies trifft für Patienten mit kongenitalem Herz- fehler und für solche ohne Herz- fehler zu. Eine Aufnahme von Kin- dern zur diagnostischen Herzka- theterisierung in Zeiten mit hohen Raten an RSV-Infektionen sollte daher nach Ansicht der Autoren vermieden werden. Guz

Mac Donald, N. E.; Breese Hall, C.; Suffin, St.

C.; Alexson, Ch.; Harris, P. J. and Manning, J.

A.: Respiratory Syncytial Viral Infection in In- fants with Congenital Heart Disease, The New England Journal of Medicine, 307 (7) (1982) 397.

FÜR SIE GELESEN

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