Untersuchungen zur Strahlenexposition von Tierhaltern und Hilfspersonal bei radiographischen Standardverfahren in der Klinik für Pferde

Busse, Constance

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Untersuchungen zur Strahlenexposition von Tierhaltern und Hilfspersonal bei radiographischen Standardverfahren in der Klinik für Pferde

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Ziel der vorliegenden Arbeit war die Beschreibung der Strahlenexposition von Personen, die in der täglichen Röntgenroutine an Pferden als Helfer im Röntgenraum fungieren, in Abhängigkeit von der Aufnahmeart, der Funktion der Helfer und ihrer Erfahrung. Die Personenäquivalentdosismessungen erfolgten während der täglichen radiographischen Routine in der Klinik für Pferde der Tierärztlichen Hochschule Hannover. In die Untersuchung gingen 38 verschiedene Standardaufnahmen ein. An den untersuchten Personen sowohl in der Funktion des Tier- (n = 248) als auch des Kassettenhalters (n = 227) und an 4 zusätzlichen Hilfspersonen wurden Dosiswerte an der Augenlinse, der Schilddrüse, dem Oberkörper, dem röntgenstrahlnahen Oberarm, der röntgenstrahlnahen Hand, den Gonaden und am Unterschenkel mit Thermolumineszenzdosimetern des Typs TLD-100H gemessen. Die sehr niedrige untere Nachweisgrenze der TLD-100 H von 0,5 µSv ermöglichte den Nachweis sehr kleiner Dosen. Die Messwerte wurden mit Kalibrierfaktoren multipliziert, um die Äquivalentdosen zu erhalten. Die Einflüsse von Untergrundstrahlung, Nullanzeige, Empfindlichkeitsabnahme und Strahlungsart auf die Dosimeteranzeige wurden korrigiert. Die 3296 ermittelten Äquivalentdosen betrugen zwischen 0 und 578 µSv. Die größte Äquivalentdosis von 578 µSv wurde am Oberarm eines laienhaften Kassettenhalters während einer Standardaufnahme Kopf 90° gemessen. Die gemessenen Expositionen bestätigten die physikalische Abhängigkeit der Streustrahlenmenge vom Röhrenstrom-Zeit-Produkt. Mit Ausnahme der Radiographien am Thorax waren bei identischer Standardaufnahme die Expositionen der Kassettenhalter größer als die der Tierhalter. Im Regelfall werden sich sowohl Tier - Betreuungspersonen als auch laienhaftes Personal nach den Anweisungen des fachkundigen Tierarztes richten. Daher ist kein Unterschied in der Strahlenexposition zwischen den beiden Personengruppen zu erwarten, so dass die an dem laienhaften Personal ermittelten Dosiswerte auf die Tierbetreuungspersonen übertragbar sind. Im Untersuchungszeitraum wurde Personal mit größerer Erfahrung häufiger bei technisch anspruchsvollen Radiographien und an weniger kooperativen Pferden eingesetzt. Bei den technisch weniger anspruchsvollen Standardradiographien wurde das laienhafte Personal etwas stärker exponiert als die „Profis“. An den Messorten unter der Strahlenschutzkleidung konnte durch die geringen, aber regelmäßig nachweisbaren Äquivalentdosen bei Verwendung hoher Belichtungsparameter die Notwendigkeit, diesen Schutz zu tragen, nachgewiesen werden. Durch Verrutschen der Strahlenschutzkleidung war auch an diesen Messorten der Nachweis hoher Expositionen möglich. Die ungeschützten Körperregionen wurden dagegen bei einigen Standardaufnahmen deutlich exponiert. Die regelmäßigen Expositionen an den Augenlinsen der Kassettenhalter mit Mittel- und Medianwerten bis zu 50 µSv bei Radiographien der proximalen Gliedmaßen, Strahlbeinuntersuchungen nach OXSPRING, Kopf- und Halsradiographien dokumentierten die Gefährdung der Augenlinse. Gerade unter Berücksichtigung der Auswertungen japanischer Atombombenopfer in Hinblick auf das Kataraktrisiko sind diese Expositionen nicht zu tolerieren. Deshalb wird in diesen Fällen das Tragen von Strahlenschutzbrillen gefordert. An der Schilddrüse konnte ein signifikanter Unterschied zwischen Exposition mit und ohne Schilddrüsenschutz nachgewiesen werden. Die sachgerechte Verwendung eines Schilddrüsenschutzes wird empfohlen. Der Vergleich zwischen Expositionen der Kassettenhalter an unbedeckten Messorten bei Standardaufnahmen des Knies 90° und des Beckens zeigt, dass die Äquivalentdosen nicht nur von den Belichtungsparametern (Röhrenstrom-Zeit-Produkt), sondern auch von der Position der untersuchten Person in Relation zur Streustrahlenquelle (Pferd) abhingen. Dabei wurden Personen, die sich frontal zur Richtung des Nutzstrahlenbündels befanden, höher exponiert als Personen, die parallel zum Nutzstrahlenbündel positioniert waren. Beide Personengruppen hielten während der Radiographien ähnliche Abstände zur Streustrahlenquelle (Pferd) ein. Die typische Anbringung eines Stabdosimeters unter der Strahlenschutzschürze zur Ermittlung der Körperdosis (z. B. der Tier - Betreuungsperson) lässt bei Beachtung der unteren Nachweisgrenzen der Stabdosimeter keine Aussagen über die typischerweise auftretenden Belastungen zu. Einerseits ist nur bei massiven Verletzungen der Strahlenschutzgrundsätze ein Nachweis von Strahlenexpositionen zu erwarten, andererseits werden Expositionen ungeschützter Körperbereiche, z. B. der Augenlinse und der Schilddrüse, nicht erfasst. Bei Einhaltung bewusster Verhaltensregeln, wie dem strengen Vermeiden des Aufenthaltes im Nutzstrahl, dem konsequenten Tragen von passender (vor allem in Größe und Form) Strahlenschutzkleidung und genauer Einblendung des Nutzstrahlenbündels auf die anatomisch interessante Region, sind effektive Dosen der Hilfspersonen bei Radiographien mit niedrigen Belichtungsparametern (bis 60 kV und 10 mAs) im Mittel von 0,5 µSv zu erwarten. Bei strahlungsintensiven Aufnahmen mit hohen Belichtungsparametern können mittlere effektive Dosen zwischen 4 und 10 µSv pro Aufnahme erreicht werden. Die Entscheidung, ob der Erkenntniszugewinn durch die radiographische Untersuchung die potenzielle Gefährdung für die anwesenden Personen rechtfertigt, ist vom verantwortlichen Tierarzt zu treffen. Für die Tier - Betreuungsperson lässt sich die Teilnahme an Aufnahmen im Allgemeinen rechtfertigen, da diese vermutlich nicht häufiger als zweimal im Jahr an einer Untersuchungsreihe mit maximal 4 Aufnahmen beteiligt sind (Krankheits- und Kontrolldiagnostik in mindestens je 2 Ebenen). Der Grenzwert der effektiven Dosis von 1 mSv wird daher sicher unterschritten, wenn die Maßnahmen zum Strahlenschutz beachtet werden. Bei beruflich strahlenexponierten Personen, wie dem professionellen Hilfspersonal in einer radiographisch tätigen Pferdepraxis oder –klinik, entscheiden die Aufnahmehäufigkeit und der Anteil der dosisintensiven Aufnahmen über die jährliche effektive Dosis dieser Personen. Daher werden zumindest bei dosisintensiven Aufnahmen zusätzlich zur Strahlenschutzschürze die Verwendung von Strahlenschutzbrille und Schilddrüsenschutz sowie eine gleichmäßige Dosisverteilung über das Personal zum Beispiel durch ein Rotationsprinzip gefordert.

The aim of this thesis is to describe to what extent people who work in an X-ray-theatre for animals (in this case, horses) get effected by the exposure to X-rays. Therefore we focused not only on particular kinds of X-ray takings but also on the assisting staff regarding their specific functions and experiences. The equivalent measurements of people´s dosages were made during the daily radiographic routine in the Clinic for Horses at the University of veterinary medicine Hanover. 38 different standard exposures were used for this thesis. Therefore both, people functioning as horse handlers (n=248) as well as cassette holders (n=227) and also four additional people functioning assistants were examined on their lenses, their thyroid glands, the upper parts of their bodies, their upper arms which were closest exposed to the X-rays, their hands which were closest exposed to the X-rays, their gonads and their lower legs by measuring thermoluminescense dosimeter of the kind TLD-100H. TLD-100H of 0.5 µSv having a very low detection limt made it possible to give evidence in very small dosages. In order to get equivalent dosages, the measurements were then multiplied by the calibration factors. Any influences of background radiation, zero display, sensitivity loses and the kind of radiation were corrected. The 3296 examined equivalent dosages ranged between 0 and 578 µSv. The biggest equivalent dosage of 578 µSv was measured at one of the non-professional cassette holders´ upper arm during a standard head X-ray procedure at 90°. The measured exception confirm the physical dependence of scatter radiation quantity on the mAs-product. With the exception of the thorax radiography, the expositions of the cassette holders were bigger compared to those of the horse handlers during identical standard exposures. In general both horse owners as well as non professional staff follow the instructions of the veterinary surgeon. Hence, there is no difference between the X-ray exposition dosages of either group so that the measurements of the non-professional staff are indistinguishable to the ones of the horse owners. During the examination period, higher qualified professionals dealt with the less easy-going horses and therefore more complicated radiographical techniques whereas the non-professional staff helped with taking the less complicated standard exposures. Because of the small but constantly equivalent dosages measured and verified under the protective clothing of the staff, protective clothing was found to be absolutely necessary to wear with using high exposure values. High expositions could also be verified in those regions of the body where the radiation protection clothes had slipped aside. These unprotected body zones got clearly exposed to radiation during standard exposures. The constant expositions on the lenses of the cassette holders with middle- and median results up to 50 µSv during radiographies of the proximal limbs, the navicular bone by OXSPRING and head- and neck radiographies recorded the negative effects on the lense. Especially taking into account the analysis of Japanese victims of the atomic bomb attack with regard to the risk of cataract, these expositions must not be tolerated in any way. Therefore, wearing special radiation safety glasses is strongly recommended in this case. We also found out a significant difference in the exposition with and without wearing protective clothes over the thyroid gland. Protective clothing for this area of the body is therefore strongly recommended. When we compared the expositions in unprotected body zones of the different cassette holders during standard exposures of the knee (90°) and the pelvis, we also found out that the equivalent dosages did not only depend on the high exposure values (mAs-product) but also on the position of the actual examined person in relation to the source of scatter radiation, (in this case the horse). People in front of the primary beam got exposed to a much bigger extent then those people who were standing in parallel to the primary beam. Both groups of people kept similar distances to the source of scatter radiation (horse) during radiography. In consideration of the lower detection limits of the pen dosimeter, typically attached to the radiation protective apron in order to detect the body dosage of e.g. the horse owner, there is no information about the usually occurring harm. On the one hand, only by massively breaking the rules of radiation protection, expositions will be expected to be evidenced. On the other hand, however, expositions of unprotected body zones, like the lense or thyroid gland, are unlikely to be recorded this way. However, if we follow the rules, strongly keeping our bodies out of the primary beam, wearing appropriate protective clothing (especially in form and size) and focussing the primary beam only on that particular region of the body that is of anatomic interest, only then effective dosages of about 0.5 µSv are likely to be expected with people who assist during radiography with low exposure values (up to 60 kV and 10 mAs). In spite of great precautions – following all rules of radiation protection – intensive exposures high in exposure value, can nevertheless cause middle effective dosages between 4 and 10 µSv. It is always the veterinary surgeon´s responsibility to decide whether or not the potential risk of damaging people´s health can be justified “in the name of” scientific research. In general, the horse owner´s attendance at an exposure can be justified because the horse owner usually attends no more than two examinations (diagnostics and usual check-ups) in a year including maximum four exposures and this at least at two levels. So if we pay enough attention to radiation protection, the effective dosage of 1 mSv will be certainly below that detection limit and therefore not do any greater harm. In conclusion, occupationally exposed staff, just like professional assistants working in a radiographic surgery or clinic for horses, the effective dosage in a Year depends on the frequency of exposure as well as the extent of the dosis intensive exposures. Therefore, at least with dosis intensive exposures, the radiation protective apron and gloves should be added by radiation safety glasses and thyroid gland protection. Also, in order to distribute the amount of dosage evenly on all staff (to the same extent), it is helpful to use, for example, some kind of a rotation system.