Wie viel Strahlung ist der menschliche Körper beim Essen einer Banane, beim Fliegen oder bei einer Röntgenuntersuchung der Brust ausgesetzt?

丨Autor: Hao Zhixin, Peking Union Medical College Hospital 丨Rezensent: Luo Yaping, Peking Union Medical College Hospital

Bei dem Wort „nuklear“ denken viele Menschen an den Atompilz über Hiroshima in Japan, an den Unfall im Kernkraftwerk Tschernobyl oder an das Atomleck im Kernkraftwerk Fukushima Daiichi in Japan vor zehn Jahren …

Nuklearwissenschaft und -technologie spielen in den Bereichen Energie, Medizin, Wissenschaft und Technologie, Industrie und Landwirtschaft eine immer wichtigere Rolle und haben der menschlichen Gesellschaft große soziale und wirtschaftliche Vorteile gebracht. Allerdings wechseln die Leute immer noch die Farbe, wenn sie über das Wort „nuklear“ sprechen. Mit anderen Worten: Die Nuklearmedizin ist der Öffentlichkeit noch immer wenig bekannt. Auch Patienten, die in nuklearmedizinischen Abteilungen untersucht oder behandelt werden, machen sich oft Sorgen über die schädlichen Auswirkungen der Strahlung auf ihren Körper und geraten sogar in unnötige Panik. Reden wir über „Atomkraft“ und Gesundheit.

Strahlung ist überall. In der Physik bezeichnet Strahlung eine Form der Energieübertragung. Je nach Energiehöhe wird sie in ionisierende und nichtionisierende Strahlung unterteilt.

Symbole für elektromagnetische Strahlung (links) und ionisierende Strahlung (rechts). Das linke ist „Good People“ und das Schild sieht aus wie ein Signalturm; Das rechte ist ein Warnschild, das man häufig in Radiologie- oder Nuklearmedizinabteilungen von Krankenhäusern sieht.

Unter nichtionisierender Strahlung versteht man elektromagnetische Wellen mit niedriger Energie (auch elektromagnetische Strahlung genannt). Es hat eine niedrige Energie und ist für den menschlichen Körper unschädlich, sodass kein Schutz erforderlich ist.

Bei ionisierender Strahlung handelt es sich um hochenergetische Strahlen, die Atome oder Moleküle ionisieren und Materie schädigen können. Daher ist ein Schutz erforderlich.

Zur ionisierenden Strahlung zählen hochenergetische Teilchenströme wie Alphastrahlen, Betastrahlen und Neutronen sowie hochenergetische elektromagnetische Wellen wie Gammastrahlen und Röntgenstrahlen. Die Wirkung von Strahlung auf den menschlichen Körper wird in Äquivalentdosen gemessen. Die gebräuchlichen Einheiten sind Millisievert (mSv) und Mikrosievert (µSv).

Strahlung ist überall, wir können sie weder sehen noch berühren, aber das bedeutet nicht, dass wir in Gefahr leben. Ionisierende Strahlung kann in zwei Kategorien unterteilt werden: natürliche Strahlung und künstliche Strahlung.

Strahlung im Leben

Als natürliche Strahlung bezeichnet man die Belastung des Menschen mit bestimmten Strahlungsquellen, die in der Natur vorkommen. Die Menschen auf der Erde sind ständig natürlicher Hintergrundstrahlung ausgesetzt, die durch Nahrungsmittel, Häuser, den Himmel, die Erde, Berge, Flüsse und Pflanzen verursacht wird. Die natürliche Strahlendosis ist in verschiedenen Regionen nicht gleich. Die weltweite durchschnittliche Jahresdosis beträgt 2,4 mSv und die durchschnittliche Jahresdosis in meinem Land beträgt 3,1 mSv. Bei Belastung mit normaler natürlicher Hintergrundstrahlung sind keine besonderen Schutzmaßnahmen erforderlich.

Künstliche Strahlung entsteht hauptsächlich durch medizinische Strahlung, davon 90–95 % durch Röntgendiagnostik und Strahlentherapie und 5–10 % durch nuklearmedizinische Diagnose und Behandlung.

Auswirkungen von Strahlung auf die Gesundheit Da ionisierende Strahlung die Eigenschaften biologischer Makromoleküle im menschlichen Körper verändern kann, stellt sich die Frage, ob der menschliche Körper Schaden nimmt oder sogar Krebs entwickelt, solange er ionisierender Strahlung ausgesetzt ist.

Die Antwort ist nein

Wir müssen bedenken: Jede Diskussion über Toxizität ohne Berücksichtigung der Dosierung ist irrational!

Das Ausmaß der gesundheitlichen Schäden hängt von der Strahlungsintensität und der Dauer der Einwirkung ab. Eine kurzfristige Belastung mit mehr als 4000 mSv kann zu neurologischen Schäden und schnellem Tod führen, und eine Belastung mit 2000–4000 mSv kann Strahlenkrankheit verursachen.

Aber, meine lieben Freunde, solch eine schreckliche Hochdosisstrahlung ist für normale Menschen wie uns unerträglich.

Wie bereits erwähnt, kommen wir in unserem täglichen Leben in engen Kontakt mit ionisierender Strahlung.

Um ein paar Beispiele zu nennen: Beim Verzehr einer Banane erhalten Sie eine Strahlendosis von 0,1 µSv, bei einem 10-stündigen Flug erhalten Sie eine Strahlendosis von 20 µSv und bei einer Röntgenuntersuchung der Brust erhalten Sie eine Strahlendosis von 0,1 mSv.

Obwohl wir mehr als einmal engen Kontakt mit dieser „schrecklichen“ Strahlung hatten, sind unsere Körper immer noch sehr stark!

Tatsächlich haben Strahlendosen unter 100 mSv/Jahr keinen Einfluss auf die Krebshäufigkeit in der Bevölkerung. Wie viel sind 100 mSv? Dies entspricht in etwa der Strahlendosis, die bei 1.000 Röntgenaufnahmen des Brustkorbs pro Jahr erreicht würde.

Wasser kann Menschen ertränken, aber ein Glas Wasser zu trinken, wird sie nicht ertränken. Elektrizität kann Menschen töten, die Verwendung einer Taschenlampe tötet sie jedoch nicht. Gleiches gilt für die Auswirkungen der Strahlung auf die Gesundheit. Wir müssen keine Angst haben, dass wir uns wegen einer winzigen Menge Strahlung den notwendigen Untersuchungen unterziehen müssen. Die potenzielle Gefahr ionisierender Strahlung für den menschlichen Körper ist eine unbestreitbare Tatsache. Obwohl wir über ein wissenschaftliches Verständnis von Strahlung verfügen, sollten wir uns von unnötiger Strahlung fernhalten, um das Risiko einer Schädigung des Körpers zu verringern.

Strahlendosis und Gesundheit

Die „mysteriöse“ nuklearmedizinische Untersuchung Die nuklearmedizinische Untersuchung ist ein medizinisches Bildgebungsverfahren, bei dem mit Radionukliden markierte Medikamente in den Körper des Patienten eingeführt werden und die von den Nukliden emittierten Strahlen zur Bildgebung verwendet werden.

Nuklearmedizinische Untersuchungen können nicht nur anatomische Informationen zu Organen und Läsionen liefern, sondern, was noch wichtiger ist, sie können Veränderungen im Blutfluss, in der Funktion, im Stoffwechsel und sogar auf molekularer Ebene von Organen und Läsionen widerspiegeln. Dadurch werden Läsionen in einem Stadium angezeigt, in dem nur funktionelle Veränderungen, aber keine morphologischen und strukturellen Anomalien vorliegen, und so eine frühzeitige Diagnose der Krankheit ermöglicht. Genau darum geht es in der Nuklearmedizin!

Die Kerngeräte der Nuklearmedizin: PET/CT (links) und SPECT/CT (rechts). Obwohl sie CT-Geräten sehr ähnlich sehen, können sie ganz unterschiedliche Dinge untersuchen.

PET/CT und SPECT/CT sind zwei Hardcore-Untersuchungen in der Nuklearmedizin. PET/CT ist derzeit das fortschrittlichste molekulare Bildgebungsverfahren und wird von vielen Klinikern als „Wundermittel für die Tumorvorsorge“ bezeichnet.

Wie also wird eine solche magische Funktion erreicht? Da Tumorzellen schnell wachsen und sich häufig teilen, ist ihr Stoffwechsel deutlich höher als der normaler Zellen. Der am häufigsten verwendete Tracer für PET-Untersuchungen ist 18F-FDG, das nach der Injektion in den menschlichen Körper gezielt stoffwechselstarke Zellen aufspürt und sich in diesen Zellen anreichert, wodurch erkranktes Gewebe auf PET-Bildern dargestellt werden kann.

Lassen Sie uns ein kleines Spiel spielen, um die Prinzipien von PET/CT zu verstehen.

Auf dem Bild unten feiern die kleinen Tiere ein fröhliches Fest im Wald, aber ein kleines Tier vergießt heimlich Tränen. Können Sie herausfinden, wer es ist? Ist es schwer zu finden?

▼ CT-Bilder

Wer vergießt heimlich Tränen?

Dieses Bild ähnelt einem CT-Bild. Die anatomische Struktur ist sehr deutlich dargestellt, aber es ist schwierig, die Läsion zu finden. Was wäre, wenn alle anderen Tiere grau wären und nur das, das heimlich Tränen vergießt, bunt wäre? Können Sie es nicht auf den ersten Blick erkennen?

▼ PET-Bilder

Dieses Bild ähnelt einem PET-Bild, in dem nur Läsionen mit hohem Stoffwechsel deutlich sichtbar sind, während normales Gewebe nur hellgrau ist.

▼ PET/CT-Fusionsbilder

Das Bild oben weist sowohl klare Linien als auch bestimmte Farben auf. Man erkennt auf den ersten Blick, dass es sich um eine kleine Katze handelt, die heimlich Tränen vergießt!

Das ist die Magie der PET/CT-Bilder. Durch die Kombination der Vorteile von PET und CT können Stoffwechselaktivität und anatomische Lage der Läsion gleichzeitig dargestellt werden, sodass mit PET/CT auch Tumore im Frühstadium rechtzeitig erkannt werden können. Darüber hinaus erfordern auch Epilepsie, Herzinfarkt, Infektionskrankheiten, rheumatische und Immunerkrankungen usw. die Hilfe von PET/CT.

Im Vergleich zu PET/CT wurde SPECT früher und in einem breiteren Spektrum klinisch eingesetzt. SPECT bietet eine große Bandbreite an Untersuchungsmöglichkeiten, darunter Ganzkörper-Knochenbildgebung, Bildgebung der Nierendurchblutungsfunktion, Bildgebung der Herzmuskeldurchblutung, Bildgebung der Schilddrüse, Bildgebung der Nebenschilddrüse, Bildgebung der Lungenventilation/-perfusion, Bildgebung der Lokalisierung von gastrointestinalen Blutungen usw. Es bietet weitere Vorteile bei der Darstellung von Blutfluss, Funktion und Stoffwechsel von Organen oder erkranktem Gewebe.

Durch die Kombination von SPECT und CT entsteht ein SPECT/CT-System, das bei Bedarf CT-Anatomiebilder in diagnostischer Qualität für eine umfassendere Frühdiagnose von Krankheiten liefern kann.

Zu den derzeit in der klinischen Praxis häufig verwendeten radioaktiven Nukliden zählen 99mTc, 18F, 68Ga usw., allesamt Nuklide mit kurzer Halbwertszeit, also Halbwertszeiten von 6 Stunden, 109 Minuten bzw. 68 Minuten.

Sie können sich die Halbwertszeit als „Haltbarkeitsdauer“ vorstellen. Nach jeder Halbwertszeit verliert die Hälfte des radioaktiven Medikaments ihre Wirkung, und dieser Prozess läuft ständig weiter. Darüber hinaus werden die in den menschlichen Körper injizierten radioaktiven Nuklide hauptsächlich über die Harnwege ausgeschieden. Durch vermehrtes Trinken und Urinieren nach der Untersuchung kann die Strahlung angemessen reduziert werden.

Die Strahlendosis bei einer CT-Untersuchung des Brustkorbs beträgt etwa 6,0 mSv, und die Strahlendosis bei einer nuklearmedizinischen 18F-FDG-PET-Untersuchung beträgt 3,5–8,0 mSv.

Die Strahlendosis, die durch radioaktive Nuklide bei einer PET-Untersuchung entsteht, entspricht in etwa der einer CT-Untersuchung des Brustkorbs. Die Strahlendosis, die bei den meisten nuklearmedizinischen Untersuchungen entsteht, ist sogar geringer als bei einer CT-Untersuchung des Brustkorbs. Es besteht daher keine Notwendigkeit, nuklearmedizinische Untersuchungen durch eine „getönte Brille“ zu betrachten. Die erzeugte Strahlendosis ist für den menschlichen Körper sehr ungefährlich!

Da Kinder empfindlicher auf Strahlung reagieren als Erwachsene, ist zu beachten, dass während der Untersuchung ein Niedrigdosis-Scan-Protokoll angewendet wird, um die Strahlenbelastung zu minimieren. Darüber hinaus sollten schwangere Frauen, wie bei den meisten anderen radiologischen Untersuchungen, versuchen, nuklearmedizinische Untersuchungen zu vermeiden, es sei denn, es liegen besondere Umstände vor.

Strahlung ist überall, aber wir sind im Alltag nur selten einzelnen großen Strahlendosen ausgesetzt, die den menschlichen Körper schädigen können. Die schwache ionisierende Strahlung, der wir in unserem Leben häufig ausgesetzt sind, reicht nicht aus, um unsere Gesundheit zu beeinträchtigen. Alle nuklearmedizinischen Untersuchungen, die von Patienten zum Zwecke der Diagnose und Behandlung von Krankheiten durchgeführt werden, sind für die Patienten sicher und es besteht kein Grund zur Panik. Wir sollten das Thema „Atomkraft“ aus wissenschaftlicher Sicht betrachten, damit uns die Atomwissenschaft und -technologie besser dienen kann.

Bildquellen ▶ howstuffworks, wikipedia, HKNIC, pinterest, siemens-healthineers, itnonline

丨Herausgeber: Liu Yang, Zhao Na 丨 Rezensent: Li Na, Li Yule, Dong Zhe 丨 Betreuer: Wu Wenming