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Organdosiskonversionsfaktoren für röntgendiagnostische Untersuchungen anhand von Monte-Carlo-Simulationen.

Vortrag: 37. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Physik, 20-23 September 2006, Regensburg, Germany. (2006)
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Einleitung: Dosiskonversionsfaktoren werden verwendet, um zum Beispiel bei diagnostischen Röntgenunter­suchungen aus einer messtechnisch bestimmten Eintrittsdosis die Organdosis für ein interessierendes Organ abzuschätzen. Das bekannteste Beispiel ist wohl die Abschätzung der Uterusdosis im Falle einer Röntgenuntersuchung bei nicht bekannter Schwangerschaft. Diese Berechnungen sind aber auch für andere Strahlenschutzanwendungen sehr wichtig. In Zukunft sollen sie zudem verstärkt dazu dienen, diagnostische Verfahren zu optimieren. Bisher wurden für die Konversionsfaktoren zur Ermittlung vor allem die mathematischen Modelle herangezogen. Nun liegen auch Rechnungen für verschiedene Voxelmodelle vor, insbesondere auch für die GSF Referenz-Voxelmodelle, die demnächst von der ICRP (International Commission on Radiological Protection) übernommen werden sollen.   Material und Methoden: Die aus realen computertomographisch gewonnenen Patientendaten segmentierten Voxelphantome [1-2] bilden inzwischen in der GSF eine ganze Familie solcher Voxelphantome [3]. Durch Anpassung der Organmassen, des Gesamtgewichts und der Gesamtgröße an den Referenzmenschen der ICRP entstanden ein weibliches und ein männliches GSF-Referenzmodell, welches demnächst zum ICRP Referenzmodell werden soll, dies aber noch nicht ist. Für vier bisherige Voxelmodelle und für die beiden Referenzmodelle wurden Dosiskonversionsfaktoren für die verschiedenen Organe mittels Monte-Carlo-Simulationen bestimmt für häufig ausgeführte Standarduntersuchungen. Hier wurden zunächst vor allem Thorax ap Untersuchungen betrachtet. Dabei wurden für die Referenzmodelle die Rechnungen mit EGSnrc, einer Weiterentwicklung von EGS4 [4] durchgeführt.   Ergebnisse: Bilder der GSF-Referenzvoxelmodelle in ihrem jetzigen Stand sind in Abbildung 1 dargestellt. Die Berechnungen für die Dosiskonversionsfaktoren bei der Routineuntersuchung zeigen für einzelne Organe signifikante Unterschiede sowohl im Vergleich zwischen den unterschiedlichen Voxelmodellen, aber auch zwischen dem GSF-Referenzmodell und dem bisherigen ICRP-Referenzmodell, welches ein mathematisches Modell ist. Diese Unterschiede variieren von Organ zu Organ.   Diskussion: Die deutlichen Unterschiede zwischen den GSF-Referenzmodellen und den bisherigen mathematischen Modellen sind größtenteils durch die schematisierte Darstellung der Anatomie in den mathematischen Modellen bedingt. Die individuellen Dosisunterschiede bei den Voxelmodellen werden in der Hauptsache durch die Abhängigkeit der Absorption der Röntgenstrahlen vom Patientendurchmesser verursacht. Zur Optimierung des Strahlenschutzes zum Beispiel für das ungeborene Leben aber auch bei Untersuchungen zu den Diagnostischen Referenzwerten benötigt man ebenso wie für die Optimierung einzelner Röntgenbildgebungstechniken möglichst genaue Modelle des menschlichen Körpers, wie unsere hier vorgestellten Untersuchungen zeigen. Eigentlich wären sogar Patientendurchmesser bezogene Korrekturfaktoren notwendig, die nur in sehr aufwendigen großangelegten Studien zu bestimmen wären. Eine wirkliche simulatorische Abschätzung der Richtigkeit von potentiellen  Verbesserungen in der Relation zwischen Bildqualität und Dosis für einzelne Aufnahmetechniken ist aber nur mehr in Abhängigkeit von den Patienteneigenschaften sinnvoll, sofern nicht Spezialuntersuchungen betroffen sind. Allerdings sollte eine ähnlich strenge Vorgabe auch für physikalische oder medizinische Nachweise von Einsparpotenzialen gelten.
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Publikationstyp Sonstiges: Vortrag
Konferenztitel 37. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Physik
Konferzenzdatum 20-23 September 2006
Konferenzort Regensburg, Germany