Ziel: Bereitstellung von Konversionsfaktoren zur Rekonstruktion von Organdosen aus der Einfalldosis bei der konventionellen Röntgenuntersuchung des Thorax unter Berücksichtigung der Röntgenexpositionsbedingungen gemäß den Leitlinien der Bundesärztekammer sowie optimaler und suboptimaler Strahlenfeldeinstellungen für Patienten der Altersstufen 0, 1, 5, 10, 15 und 30 Jahre. Material und Methoden: Mithilfe des von der finnischen Strahlenschutzbehörde STUK zur Verfügung gestellten PC-Programms PCXMC wurden in Monte-Carlo-Simulationen neue Konversionsfaktoren für die konventionelle Röntgenuntersuchung des Thorax an hermaphroditischen mathematischen MIRD-Phantomen verschiedener Altersstufen für die in der pädiatrischen Radiologie gemäß den Leitlinien der Bundesärztekammer und der Europäischen Kommission anzuwendenden Strahlungsqualitäten ermittelt. Die klinische Variationsbreite möglicher Strahlungsfeldeinstellungen (Einblendung und Positionierung der Strahlenfelder am Patienten) wurde durch die Definition jeweils optimaler und suboptimaler Strahlenfeldeinstellungen berücksichtigt. Ergebnisse: Für die Projektionsradiografie des Thorax wurden Konversionsfaktoren zur Dosisrekonstruktion bei pädiatrischen Patienten der Altersstufen 0, 1, 5, 10, 15 und 30 Jahre bereitgestellt. Die Konversionsfaktoren wurden für die sagittalen und lateralen Standardprojektionen bei Bettaufnahmen (Fokus-Bildempfänger-Abstand 100 cm), bei Aufnahmen am Buckytisch (Fokus-Bildempfänger-Abstand 115 cm) und am Wandstativ (Fokus-Bildempfänger-Abstand 150 cm) unter den Standardstrahlungsqualitäten gemäß den Leitlinien der Bundesärztekammer für jeweils optimale und suboptimale Strahlenfeldeinstellungen ermittelt und erlauben die Rekonstruktion der in 40 Organen und Geweben des menschlichen Körpers applizierten Organdosen aus der Einfalldosis. Schlussfolgerung: Die bereitgestellten Konversionsfaktoren gestatten die Abschätzung von Organdosen aus der Einfalldosis für Patienten aller Altersstufen und für nahezu beliebige klinische Strahlenfeldeinstellungen innerhalb des Variationsbereichs der angegebenen Feldeinstellungen. Während der Einfluss der Feldeinstellung auf die Organdosis im Zielorganbereich naturgemäß gering ist, kann durch eine optimale Einblendung die Strahlenexposition peripher im Strahlenfeld lokalisierter Organe und Gewebe und vor allem des knöchernen Skeletts wesentlich reduziert werden. Die für die STUK-Phantome errechneten Konversionsfaktoren stehen in guter Übereinstimmung mit einzelnen für die GSF-Phantome „Adam”, „Golem” und „Visible Human” publizierten Werten. Purpose: Calculation of conversion coefficients for the reconstruction of organ doses from entrance doses for chest radiographs of 0, 1, 5, 10, 15, and 30-year-old patients in conventional pediatric radiology for the radiographic settings recommended by the German and European guidelines for quality management in diagnostic radiology. Materials und Methods: The conversion coefficients for pediatric chest radiographs were calculated using the commercially available personal computer program PCXMC developed by the Finnish Centre for Radiation and Nuclear Safety (Säteilyturvakeskus STUK). PCXMC is a Monte Carlo program for computing organ and effective doses in about 40 organs of mathematical hermaphrodite phantom models describing patients of different ages. The possible clinical variation of beam collimation was taken into consideration by defining optimal and suboptimal radiation fields on the phantoms’ surfaces. Results: Conversion coefficients for the reconstruction of organ doses from measured entrance doses during chest radiographs for 0, 1, 5, 10, 15, and 30-year-old pediatric patients were presented. Conversion coefficients were calculated for the standard sagittal and lateral beam projections and the standard focus film distances of 100 cm, 115 cm, and 150 cm using the standard radiation qualities according to the recommendations of the German and European guidelines for quality management in diagnostic radiology. These conversion coefficients allow the reconstruction of the absorbed dose in about 40 organs and tissues of the human body for optimal and suboptimal radiation field collimations. Conclusion: The conversion coefficients presented in this paper may be used for organ dose assessments from entrance doses measured during chest radiographs of patients of all age groups with all beam collimations within optimal and suboptimal standard beam collimations. While the influence of the beam collimation on organ doses of organs localized near the center of the beam is expectedly low, the radiation exposure of organs and tissues near the boundaries of the radiation field can be considerably reduced by an optimal beam collimation. The conversion coefficients calculated for the STUK phantoms are in good conformity with values published for the GSF phantoms “Adam”, “Golem” and “Visible Human”.

Ziel: Vorstellung eines Algorithmus zur rechnergestützten Dosisrekonstruktion aus den in radiologischen Datenbanken dokumentierten Röntgenexpositionsdaten sowie Berechnung neuer Konversionsfaktoren für die pädiatrische Radiologie am Beispiel der Projektionsradiografie des Schädels bei fünfjährigen Kindern. Material und Methoden: In der Abteilung Radiologie im Dr. von Haunerschen Kinderspital (DvHK), Kliniken der Universität München, werden seit 1976 die im klinischen Routinebetrieb bei konventionellen pädiatrischen Röntgenuntersuchungen anfallenden klinischen und strahlenphysikalischen Daten in elektronischen Datenbanksystemen dokumentiert. Der Gesamtdatenbestand umfasste am Ende des Jahres 2007 die Daten zu insgesamt 305 434 konventionellen Röntgenuntersuchungen. Mit dem PÄDOS-Algorithmus wurde ein Verfahren zur rechnergestützten Dosisrekonstruktion anhand der in den Datenbanken aufgezeichneten Röntgenexpositionsparameter entwickelt. Das Dosisrekonstruktionsverfahren beruht auf dem Konversionsfaktoren-Konzept, wobei mithilfe des von der finnischen Strahlenschutzbehörde STUK zur Verfügung gestellten PC-Programms PCXMC in Monte-Carlo-Simulationen neue Konversionsfaktoren für die pädiatrische Radiologie unter Berücksichtigung der Röntgenexpositionsbedingungen im DvHK errechnet wurden. Ergebnisse: Der Dosisbedarf bei der Projektionsradiografie des Schädels befand sich in den letzten 30 Jahren bei Kindern aller Altersstufen in guter Übereinstimmung mit dem jeweiligen Stand der Aufnahmetechnik; insbesondere wurden die Referenzwerte des Bundesamtes für Strahlenschutz für die Röntgenuntersuchung des Schädels aus dem Jahr 2003 weitestgehend unterschritten. Zur Berechnung von Organ- und Effektivdosen wurden Konversionsfaktoren für 28 Röntgenuntersuchungsverfahren, 6 Altersgruppen, 40 Referenzorgane, 3 Projektionen, 12 Röntgenröhrenspannungen und 3 Gesamtfilterungen jeweils für optimale und suboptimale Strahlenfeldeinstellungen berechnet. Auf diese Weise konnte der Einfluss der Feldeinblendung auf die Organdosen vor allem strahlensensibler Organe wie z. B. der Schilddrüse und des roten Knochenmarks dargestellt werden. Schlussfolgerung: Radiologische Datenbanken bilden eine wesentliche Grundlage für eine effektive Qualitätssicherung in der Pädiatrischen Radiologie und für die Durchführung retrospektiver Dosisstudien. Der PÄDOS-Algorithmus scheint für die Synthese und Analyse klinischer Großdatenbanken mit heterogener Datenstruktur sowie zur Dosisrekonstruktion aus den dokumentierten Röntgenexpositionsparametern geeignet. Purpose: Development of an algorithm for computer-assisted dose reconstruction using exposure data from a very large electronic database of a university children’s hospital. Radiation dose values and new conversion factors for pediatric radiology were calculated and selected results for skull X-rays of 5-year-old patients will be presented. Materials and Methods: Since 1976 all relevant data from daily routine X-ray examinations performed in Dr. von Hauner’s Kinderspital (children’s hospital of the university of Munich, DvHK) have been stored electronically in a database. This database now encompasses basic personal patient data, type of radiological procedure, individual radiographic/fluoroscopic settings, dose measurements (dose area product), individual referral criteria and radiological diagnosis. After 30 years of data gathering, the database now includes 305 434 radiological examinations (radiographs and fluoroscopies) of all age groups, from newborns to adolescents. With a computer program, called PÄDOS, a specific algorithm was created to calculate radiation doses using the individual dose area product values and other known exposure parameters extracted from the databases. The dose reconstruction procedure is based on the conversion factor concept. By means of the PCXMC program developed by the Finnish Center for Radiation and Nuclear Safety (STUK, Helsinki), Monte Carlo simulations were performed to calculate new conversion factors for pediatric radiology based on the radiographic technique used in the DvHK. Results: The entrance dose values of skull X-rays showed a very good correlation with the changes of examination technique in the last 30 years. In our sample, the measured dose values for skull X-rays were far below the reference dose levels set by the Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) in 2003. Conversion factors for 28 different radiographic procedures, 6 age groups, 40 reference organs, 3 beam projections, 12 voltage settings and 3 total filtration levels were calculated. The influence of collimation on the organ doses of radiosensitive organs, e. g. thyroid, bone marrow, in all age groups, especially in the very young, was able to be demonstrated. Conclusion: The PÄDOS algorithm seems to be suitable for the handling of very large and heterogeneous radiological databases and allows the reconstruction of various dose entities.

Objective: To evaluate the incidence of cancer within the first 15 years of life in children who underwent cardiac catheterization under the age of one year. Methods: In this retrospective, single center study, 2770 infants (7.8% with trisomy 21) were studied. All infants underwent cardiac catheterization under one year of age between January 1980 and December 1998. Newly diagnosed cancer in the first 15 years of life was assessed through record linkage to the German Childhood Cancer Registry (GCCR). Cancer risk in study patients was compared to the GCCR population of children less than 15 years. Patients with trisomy 21 were compared to the Danish Cytogenic Register for trisomy 21. Effective radiation doses were calculated for each tumor patient and 60 randomly selected patients who did not develop cancer. Results: In total, 24,472.5 person-years were analyzed. Sixteen children developed cancer, while 3.64 were expected (standardized incidence ratio (SIR) = 4.4, 95% confidence interval (CI): 2.5–7.2, p < 0.001). There was no preferred cancer type. The observed incidence of leukemia and solid tumors in trisomy 21 was only slightly higher (1 in 476 py) than expected (1 in 609 py, p = 0.64). There was no direct relationship between the radiation dose and the incidence of cancer. Conclusion: Cardiac catherization in the first year of life was associated with a significantly increased cancer risk in a population with congenital heart disease.

Ziel: Rekonstruktion der bei Patienten aller Altersstufen am Dr. von Haunerschen Kinderspital (DvHK) zwischen 1976 und 2007 bei der Projektionsradiografie des Thorax applizierten Einfalldosen. Vergleich dieser Einfalldosen mit Werten aus der Literatur. Material und Methoden: In der Abteilung Radiologie im DvHK werden seit 1976 die bei sämtlichen konventionellen Röntgenuntersuchungen anfallenden klinischen und strahlenphysikalischen Daten in elektronischen Datenbanksystemen dokumentiert. Der Gesamtdatenbestand der Datenbanken umfasste am Ende des Jahres 2007 die Daten zu insgesamt 305 107 konventionellen Röntgenuntersuchungen, insbesondere zu 119 150 Projektionsradiografien des Thorax bei Kindern aller Altersstufen. Mit dem PÄDOS-Algorithmus wurde ein Verfahren zur rechnergestützten Rekonstruktion der in der konventionellen radiologischen Diagnostik applizierten Strahlendosen aus den dokumentierten Röntgenexpositionsparametern entwickelt. Ergebnisse: Der Dosisbedarf der Thoraxradiografie konnte am DvHK in den letzten 30 Jahren in Abhängigkeit von der Altersgruppe der Patienten und von der Projektion um einen Faktor 2 bis 3 reduziert werden. Wie anhand einer Literaturstudie gezeigt werden konnte, zählen die am DvHK erzielten Einfalldosen im internationalen Vergleich zu den niedrigsten überhaupt. Insbesondere wurden die Referenzwerte des Bundesamtes für Strahlenschutz für die Röntgenuntersuchung des Thorax aus dem Jahr 2003 bereits seit mehreren Jahren deutlich unterschritten. Allerdings konnte in den letzten Jahren ein leicht steigender Dosisbedarf bei der Thoraxradiografie in Zusammenhang mit der Einführung von Speicherfoliensystemen beobachtet werden. Schlussfolgerung: Die Thoraxradiografie zählt zwar zu den Röntgenuntersuchungen mit der geringsten Strahlenexposition des Patienten, stellt aber die häufigste konventionelle Röntgenuntersuchung bei Kindern dar und ist damit von strahlenepidemiologischer Relevanz. Zur Senkung der kollektiven Strahlenexposition ist somit die Optimierung des Dosisbedarfs bei der Thoraxradiografie nach wie vor von erheblicher Bedeutung. Sie kann durch eine gleichzeitige konsequente Optimierung von Strahlungsqualität, Strahlenfeldeinstellung und bildempfangendem System erreicht werden. Die für die Thoraxradiografie vorgestellten Einfalldosiswerte könnten aufgrund der statistisch relevanten Zahl der analysierten Fälle als Grundlage für die Formulierung neuer Referenzdosiswerte herangezogen werden. Purpose: Reconstruction of the entrance dose from radiographic settings and exposure data acquired during chest X-ray examinations of children of various age groups performed at Dr. von Hauner’s Kinderspital (children’s hospital of the university of Munich, DvHK), between 1976 and 2007. Comparison of these entrance doses with dose values published by other radiological departments. Materials and Methods: All relevant data of all X-ray examinations performed since 1976 at DvHK, in particular the individual radiographic settings and dose measurements (dose area product), were stored electronically in a database. After 30 years of data gathering, the database now covers 305 107 radiological examinations (radiographs and fluoroscopies), especially 119 150 chest radiographs of all age groups. With the computer program PÄDOS developed by the authors, a specific algorithm was created to calculate radiation doses from the database using the individual dose area product values and other known exposure parameters. Results: The entrance dose values of the chest X-rays at DvHK were able to be reduced in the last 30 years by a factor of 2 to 3 depending on the patients’ age group and the beam projection. In our sample, the measured dose values for chest X-rays were far below the reference dose levels set by the Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) in 2003 and far below the entrance dose values reported by other radiological departments in Europe as well. Nevertheless, in the last years an increase in the entrance doses has been observed that easily corresponds to the introduction of a digital storage phosphor system in the department. Conclusion: Chest radiography is a frequently performed X-ray examination at a very low dose level. However, because of its frequency, it makes a notable contribution to the collective radiation risk of the population. Therefore, for the reduction of the collective radiation exposure, the optimization of the dose level required by chest X-rays continues to be of great importance. A reduction can be achieved with a consistent and simultaneous optimization of beam quality, exposure field and image processing system. Because of the statistically relevant number of analyzed cases, the entrance dose values presented in this paper can provide a basis for the definition of new reference dose levels.

Purpose: Today’s standard radiation protection during coronary angiography and percutaneous coronary interventions is the combined use of lead acrylic shields and table-mounted lower body protection. Ambient dose measurements, however, have shown that these protection devices need improvement. Materials and Methods: Using an anthropomorphic physical phantom, various scenarios were investigated with respect to personnel exposure: a) enlarging the shield b) adding a flexible protective curtain to the bottom side of the shield, and c) application of radioprotective patient drapes. For visualization of the dose reduction effect, Monte Carlo simulations were performed. Results: The flexible curtain in contact with the patient’s body reduces the ambient dose rate at the operator’s position by up to (87.5 % ± 7.1) compared to the situation with the bare shield. The use of both the flexible curtain and the patient drape reduces the ambient dose rate by up to (90.8 % ± 7). Similar results were achieved for the assisting personnel when they were positioned next to the operator. In addition, the enlarged shield provides better protection of the head region of tall operators. Conclusion: Adding a flexible protective curtain to the bottom side of the shield can protect operators from high doses, especially for body parts which are not protected by lead aprons, e. g. head, and eye lenses. This may be important with respect to lower dose limits for eye lenses in future. The protective effect in real-life working conditions is still being evaluated in an ongoing clinical study. Key Points: • Lead acrylic shields need improvement for a better protection of head and eye lenses. • An additional flexible lead curtain at the bottom of the shield can considerably reduce the operator dose. • Using the additional lead curtain, lighter protection clothing can be worn. • Special eye protection may be no longer needed in most applications. Citation Format: • Eder H, Seidenbusch MC, Treitl M et al. A New Design of a Lead-Acrylic Shield for Staff Dose Reduction in Radial and Femoral Access Coronary Catheterization. Fortschr Röntgenstr 2015; 187: 915 – 923 Ziel: Der Strahlenschutz des medizinischen Personals bei Herzkatheteruntersuchungen und koronaren Interventionen erfolgt heute in der Regel durch die Anwendung einer Bleiacrylglas-Scheibe kombiniert mit einem am Tisch montierten Unterkörperschutz. Ortsdosismessungen zeigten jedoch, dass diese Anordnung verbesserungsbedürftig ist. Material und Methoden: Folgende Szenarien wurden hinsichtlich der Exposition des Personals unter Verwendung eines anthropomorphen Phantomes untersucht: a) Vergrößerung der Bleiacrylglas-Scheibe b) Ergänzung der Bleiacrylglas-Scheibe mit einem flexiblen Bleilamellenvorhang auf der Unterseite; c) Verwendung abschirmender Patientenauflagen. Zur Visualisierung der Ergebnisse wurden Monte-Carlo-Simulationen durchgeführt. Ergebnisse: Die Anwendung eines zusätzlichen, auf der Körperoberfläche des Patienten aufliegenden, flexiblen Bleilamellenvorhanges vermindert die Ortsdosisleistung am Untersucherstandort im Vergleich zur Schutzscheibe ohne Lamellenvorhang um bis zu (87,5 ± 7,1) %. Die kombinierte Verwendung von Bleilamellenvorhang und Patientenauflage ermöglicht eine Reduktion der Ortsdosisleistung am Untersucherstandort um bis zu (90,8 ± 7) %. Analoge Ergebnisse ließen sich für das in unmittelbarer Nähe des Untersuchers anwesende Assistenzpersonal erzielen. Darüber hinaus führt die vergrößerte Scheibe zu einem verbesserten Schutz der Kopfregion von großen Untersuchern. Schlussfolgerung: Die zusätzliche Verwendung eines flexiblen Bleilamellenvorhangs verbessert den Strahlenschutz des Untersuchers und insbesondere auch jener Körperbereiche, die von der Röntgenschutzkleidung nicht oder nur unzureichend bedeckt sind, wie z. B. Kopf und Augenlinsen. Dies ist besonders wichtig angesichts der verschärften Grenzwertempfehlungen für die Augenlinse. Die Schutzwirkung unter realen klinischen Bedingungen wird derzeit in einer weiteren Studie untersucht. Kernaussagen: • Bleiacrylglasscheiben erfordern Verbesserungen, um einen besseren Schutz für Kopf und Augen zu erreichen. • Ein zusätzlicher flexibler Schutzvorhang unter der Scheibe kann die Körperdosen des Operateurs deutlich senken. • Bei Verwendung des Zusatzvorhangs kann leichtere Schutzkleidung getragen werden. • Spezieller Augenschutz ist bei den meisten Anwendungen nicht mehr erforderlich.