35 Jahre im Dienste des Strahlenschutzes: Verantwortung, Fortschritt, Innovation

Alle zwei Jahre legt das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) Ergebnisse seiner Studie „Was denkt Deutschland über Strahlung?“ vor [1]. Sie soll Wahrnehmungen, Kenntnisse und Informationsbedürfnisse der Bevölkerung in Deutschland zum Strahlenschutz erfassen. Insbesondere im Bereich der Medizin liegen die Umfragewerte für Vertrauen in den Strahlenschutz konstant auf Top-Niveau: Rund 80 Prozent der Befragten gaben zuletzt an, dass sie sich durch den Strahlenschutz in der Medizin gut bzw. sehr gut geschützt fühlen. Dieses große Vertrauen von Bürgerinnen und Bürgern, von Patientinnen und Patienten ist für alle Mediziner*innen und für Strahlenschützer*innen in der Medizin Verantwortung und Antrieb zugleich. Ist es doch die Medizin, die mit erheblichem Abstand den größten Beitrag zur jährlichen zivilisatorischen Strahlenexposition in Deutschland liefert.

Vor 35 Jahren, bei der Gründung des BfS am 1. November 1989, lag der gesellschaftliche Fokus jedoch nicht vorrangig auf der Strahlung und dem Strahlenschutz im Kontext der Medizin. Die Gründung war eine Reaktion auf das Reaktorunglück von Tschornobyl (russ. Tschernobyl) in der heutigen Ukraine im Jahr 1986. Das neue Amt sollte den Sachverstand im Strahlenschutz auf Bundesebene möglichst umfassend bündeln. Mit klar geregelten Verantwortlichkeiten und optimierten Entscheidungsabläufen sollte die neue Einrichtung auch für den radiologischen Notfall und mögliche Krisensituationen wie in Tschornobyl aufgestellt sein.

Dafür wurden im BfS mehrere Abteilungen und Institute zusammengelegt, die zuvor über verschiedene Bundesorganisationen verteilt waren. Für den Bereich der Medizin ist hier das frühere Institut für Strahlenhygiene in Neuherberg bei München zu nennen. Dessen Direktor, der Biophysiker Prof. Alexander Kaul, wurde der erste Präsident des BfS.

Dass es für den Erfolg des neuen Amtes auf allen Seiten des Willens zur Zusammenarbeit bedurfte, das ließ auch der damalige Bundesumweltminister Klaus Töpfer in seiner Rede zur Eröffnung des Amtes anklingen:

„Ein Gesetz macht noch keine Wirklichkeit. Ein Errichtungsdatum macht noch kein neues Bundesamt. (…) Es wird noch geraume Zeit dauern, bis das neue Bundesamt zu einer Einheit zusammengewachsen ist. Dies sollten wir bei unseren Erwartungen bedenken. Auch die abgebenden Behörden und Institutionen (…), werden weitere Zeit, Kraft und Mühe benötigen, um sich auf die veränderten Strukturen nach außen und nach innen einzustellen.“[2]

Der damalige Umweltminister Klaus Töpfer (rechts) und der erste Präsident des BfS, Alexander Kaul, bei der Feier zur Gründung.

Bewertung von Strahlenanwendungen am Menschen

Eine der ältesten Aufgaben des BfS und Basis für den Strahlenschutz in der Medizin ist die Erfassung der Häufigkeit und Dosis von diagnostischen und interventionellen Strahlenanwendungen. Diese Daten, sowie die daraus resultierende Kollektivdosis der Bevölkerung, werden seit vielen Jahren erfasst, um zeitliche Trends zu dokumentieren und strahlenhygienisch zu bewerten. Ein deutlicher und relevanter Trend etwa ist die zunehmende Anwendung der Computertomographie (CT). Zwischen 2007 und 2022 wurde hier eine Zunahme um etwa 65 Prozent festgestellt. Ergänzend wurden auch mehrere Forschungsprojekte im Rahmen des Ressortforschungsplans des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV), beispielsweise zu Strahlenanwendungen in der Nuklearmedizin [3] und Strahlentherapie [4], an externe Forschungsnehmer vergeben und betreut.

Die Ergebnisse der Auswertungen werden sowohl in Fachzeitschriften publiziert [5] als auch in den jährlichen Parlamentsberichten „Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung“ sowie den Berichten des United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR).

Kollektivdosen erlauben bekanntermaßen keine Rückschlüsse auf die Verteilung der Strahlenexposition innerhalb der Bevölkerung. Für differenzierte Aussagen zu Strahlenanwendungen bei bestimmten Patientengruppen bieten sie daher keine Basis. Ältere und schwerkranke Menschen etwa werden häufiger und oft mit dosisintensiveren Verfahren untersucht. Bei ihnen ist die Strahlenexposition jedoch auf Grund der langen Latenzzeiten für die potenzielle Entstehung eines strahlenassoziierten Sekundärtumors oftmals irrelevant.

Ganz anders ist die Situation bei jungen Patientinnen und Patienten, die wegen einer onkologischen Erkrankung mit guter Prognose in Behandlung sind. Weitergehende Analysen unter Berücksichtigung von Indikation, Alter und Geschlecht sind deshalb aus Sicht des Strahlenschutzes notwendig, da sie neben Art und Häufigkeit der Strahlenanwendungen Nutzen und Risiko beeinflussen. Solche Analysen wurden vom BfS beispielhaft für Tumorpatient*innen [6], [7] und Patient*innen mit koronarer Herzerkrankung durchgeführt [8]. Für das BfS ist es ein zentrales Anliegen und Ziel seiner Forschungstätigkeit, derartig detaillierte Studien auch für andere Patientengruppen in Zusammenarbeit mit verschiedenen klinischen Einrichtungen durchzuführen.

Strahlenschutz von Anfang an: Bewertung neuer Geräte und Verfahren

Ein weiteres wichtiges Ziel des Strahlenschutzes steht in unmittelbarem Zusammenhang mit den großen Fortschritten im Bereich der Medizintechnik. Neue diagnostische und therapeutische Systeme stellen auch neue Herausforderungen an den Strahlenschutz. Denn neben Verbesserungen bei der Untersuchung und Behandlung von Erkrankungen müssen auch strahlenbedingte Risiken sowohl für die Patientinnen und Patienten als auch ggf. für das Personal adressiert werden.

Der Einsatz neuer Techniken und die Nutzung nicht dafür optimierter Protokolle können sonst zu einem ungerechtfertigten Anstieg der medizinischen Strahlenexposition führen. Aus diesem Grund ist es entscheidend, bereits während der initialen klinischen Evaluierungsphase – d.h. vor der breiten klinischen Einführung – begleitende strahlenhygienische Studien durchzuführen.

Leider zeigt die langjährige Erfahrung des BfS, dass neuartige Gerätetechnologien oft am Menschen eingesetzt werden, ohne dass eine Nutzen-Risiko-Analyse vorliegt und Qualitätsstandards definiert sind. Ein Beispiel für eine gelungene, frühzeitige Berücksichtigung von Aspekten des medizinischen Strahlenschutzes betraf die Einführung der Positronen-Emissions-Tomographie-CT (PET-CT), die das BfS in Eigeninitiative begleitet hat [9]. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen wurden in nachfolgenden Publikationen zur PET/CT zitiert und in entsprechenden Empfehlungen berücksichtigt. Andere Arbeiten in diesem Gebiet beschäftigten sich etwa mit der PET/MRT, SPECT/CT, Perfusions-CT oder der Wirkung statischer Magnetfelder [10], [11], [12], [13].

Zu erwähnen ist auch die Entwicklung eines standardisierten Verfahrens zur Bewertung der Dosiseffizienz von CT-Systemen durch das BfS, das potenziell zukunftsweisend für die Strahlenhygiene und Qualitätssicherung ist [14]. Dieser Ansatz wird vom BfS aktuell eingesetzt, um die neue Photon-Counting-CT-Technologie zu bewerten.

Optimierungsprinzip in Aktion: Diagnostische Referenzwerte

Ein weiteres Beispiel für die kontinuierliche Bewertung medizinischer Strahlenanwendungen bilden die diagnostischen Referenzwerte. Sie sind aus Sicht des Strahlenschutzes ein zentrales Mittel, um das Optimierungsgebot „As Low As Reasonably Achievable“ (ALARA) in einem strukturierten Prozess umzusetzen. Aufgabe des BfS ist es, diagnostische Referenzwerte für diagnostische und interventionelle Strahlenanwendungen am Menschen festzulegen und regelmäßig zu aktualisieren [15], [16]. Diese Werte werden in enger Zusammenarbeit mit den einschlägigen Fachgesellschaften und den Ärztlichen Stellen erarbeitet. Die diagnostischen Referenzwerte für viele Röntgenanwendungen an Erwachsenen konnten beispielsweise seit 2003 mehr als halbiert werden. Ein Erfolg, der nur durch die Kombination von technologischen Innovationen, sorgfältigen Protokolloptimierungen durch die Anwenderinnen und Anwender sowie der in Deutschland seit vielen Jahren etablierten Qualitätssicherung durch die Ärztlichen Stellen möglich war.

Das Potenzial für Verbesserung ist damit jedoch noch nicht ausgeschöpft: Aufgrund der weiterhin rasanten technologischen Fortschritte in der medizinischen Bildgebung und der Verbreiterung des Indikationsspektrums werden die Referenzwerte auch zukünftig regelmäßig aktualisiert. Dass auch neue Werte entwickelt und etabliert werden müssen, ist ebenfalls Teil des kontinuierlichen Prozesses. Das hohe Vertrauen, das Menschen in Deutschland in den Strahlenschutz in der Medizin haben, ist auch dieser Qualitätssicherungsmaßnahme zu verdanken.

Beitrag zur Fehlerkultur: Bedeutsame Vorkommnisse in der Medizin

Dass Strahlenanwendungen am Menschen in der Medizin weiter an Bedeutung gewinnen, davon ging man schon bei der Gründung des BfS aus. Heute ist klar, dass dieses Potenzial noch längst nicht ausgeschöpft ist. Und obwohl Strahlenanwendungen am Menschen in Deutschland sehr sicher sind, passieren Fehler. Das europäische und das deutsche Strahlenschutzrecht fordern deshalb, sowohl tatsächlich als auch beinahe aufgetretene Vorkommnisse systematisch zu erfassen und aufzuarbeiten.

Zu solchen Vorkommnissen zählen alle strahlenhygienisch relevanten, unbeabsichtigten oder unfallbedingten Strahlenexpositionen. Das BfS erfasst bundesweit die Meldungen dazu, die es von den Landesbehörden erhält, mit Hilfe eines webbasierten IT-Systems. Die gemeldeten Vorkommnisse werden unter übergeordneten Gesichtspunkten analysiert. Die Ergebnisse werden sowohl in Jahresberichten als auch in wissenschaftlichen Publikationen [17] veröffentlicht. Bei relevanten Einzelfällen werden sie auch als kurzfristige Informationen auf der BfS-Homepage verbreitet, um gleiche oder ähnliche Vorkommnisse in anderen Einrichtungen im Sinne des Patientenschutzes zu vermeiden. Im vergangenen Jahr wurden etwa 200 Meldungen gemacht, ein großer Teil davon entfiel etwa auf Personen- und Bestrahlungsplan-Verwechslungen im Bereich der Strahlentherapie. Mit den wissenschaftlichen Auswertungen und Informationen wird ein wichtiger Beitrag zur viel diskutierten Fehlerkultur in der Medizin geleistet. Doch nur Ereignisse, die auch gemeldet werden, können dazu genutzt werden, das Fehlerpotenzial zu reduzieren und die Patientensicherheit zu erhöhen – aber die Meldungen erfolgen leider nach wie vor noch nicht umfassend.

Bildgebung im Fokus: Bewertung von Früherkennungsuntersuchungen

Wenige Bereiche der Medizin sind mit ähnlich großen Hoffnungen verknüpft wie die Früherkennung. Ziel der Früherkennung schwerer Erkrankungen ist es, sie zu einem Zeitpunkt zu entdecken, zu dem sie noch keine Beschwerden bereiten und eine Behandlung möglichst erfolgreich eingesetzt werden kann. Gerade für Früherkennungsuntersuchungen, bei denen ionisierende Strahlung – etwa Röntgenstrahlung – angewendet wird, ist jedoch eine umfassende Analyse von Nutzen und Risiken für die potenziellen Teilnehmenden unabdingbar. Dem BfS kommt in diesem wichtigen medizinischen Bereich die Aufgabe zu, unter Einbeziehung von externen Sachverständigen mögliche Früherkennungsmaßnahmen für nicht übertragbare Krankheiten zu identifizieren und wissenschaftlich zu bewerten.

Auf Grundlage der daraus resultierenden wissenschaftlichen Berichte entscheidet das BMUV dann über eine mögliche Zulassung dieser Verfahren. Aktuelle Beispiele sind die Berichte zur Lungenkrebsfrüherkennung mittels Niedrigdosis-CT [18], [19], [20] sowie zur Ausweitung der Altersgrenzen beim Mammographie-Screening-Programm für Frauen unter 50 Jahren [21] und über 70 Jahren [22].

Mess- und sichtbare Erfolge im beruflichen Strahlenschutz: Das Strahlenschutzregister und Fortbildung

Eine weitere Aufgabe des BfS, die in den 35 Jahren seines Bestehens eine deutliche Weiterentwicklung erlebt hat, ist der berufliche Strahlenschutz. Ein zentrales Element ist hier das Strahlenschutzregister (SSR), das die Einhaltung der Dosisgrenzwerte bei beruflich exponierten Personen überwachen soll. Neben den Personendosismeldungen werden dafür auch alle Strahlenpassausgaben zentral registriert. 2018 wurde die Strahlenschutzregisternummer (SSR-Nummer) eingeführt und damit die individuelle Zuordnung und Bilanzierung von Dosiswerten verbessert.

2022 wurden etwa 424.000 Personen beruflich strahlenschutzüberwacht. Damit ist das SSR das größte zentrale Register für Daten zur beruflichen Strahlenexposition in Europa. Bei etwa drei Viertel dieser überwachten Personen lagen im Jahr 2022 die ermittelten Dosiswerte stets unterhalb der Nachweisgrenze. 76 % der überprüften Menschen arbeiten im medizinischen Bereich. Weitere wichtige Berufsgruppen sind das fliegende Personal und Beschäftigte im Bereich der allgemeinen Industrie. Forschung und Lehre sowie Kerntechnik machten im Jahr 2022 jeweils 4 % aller strahlenschutzüberwachten Personen aus.

Durch den Einsatz neuer Technologien eröffnen sich auch neue Wege der Fortbildung im Strahlenschutz beruflich exponierter Personen in der Medizin. Ein Beispiel ist die Entwicklung einer Virtual-Reality-(VR)-Anwendung zur Optimierung des Strahlenschutzes bei interventionellen Röntgenanwendungen, etwa im Herzkatheterlabor. Mit diesem Tool kann unter anderem die Wirksamkeit von Strahlenschutzmaßnahmen im Krankenhaussetting für das ärztliche und technische Personal erlebbar gemacht werden.

Ausblick

Dass das BfS mit seiner Forschung, dem Vollzug gesetzlicher Aufgaben und seiner Tätigkeit im Bereich der Kommunikation und Beratung gute Arbeit leistet, das bestätigte zuletzt der Wissenschaftsrat in seiner 2024 veröffentlichten Bewertung [23]. Die Forschungsleistung im Bereich medizinischer und beruflicher Strahlenschutz wurden vom Beratungsgremium dabei besonders hervorgehoben.

Richtet man den Blick auf die Aufgabenbereiche des Strahlenschutzes und aktuelle Entwicklungen, kommt man nicht umhin, auch Herausforderungen zu erwähnen, insbesondere im Bereich des medizinischen Notfallmanagements. Aktualisierte Risiko- und Gefährdungsbewertungen der letzten Jahre haben dazu beigetragen, dass dieses Gebiet des Strahlenschutzes wieder an Bedeutung gewinnt. So hat der russische Angriffskrieg gegen die Ukraine sehr deutlich vor Augen geführt, dass ein möglicher Unfall mit radioaktiven Stoffen sowie auch die daraus resultierenden Anforderungen an das medizinische und allgemeine Notfallmanagement mitgedacht und vorbereitet werden müssen. Hierbei handelt es sich um eine Querschnittsaufgabe, die auch 35 Jahre nach Gründung des BfS notwendig und herausfordernd zugleich ist.

Wie die fernere Zukunft des medizinischen und beruflichen Strahlenschutzes genau aussehen wird, kann derzeit niemand mit Gewissheit sagen. Am BfS gehen wir jedoch davon aus, dass sie durch weiterhin rasante technologische Entwicklungen – sowohl in der Radiologie als auch der Nuklearmedizin und Strahlentherapie – geprägt sein wird. Beispielhaft zu nennen ist die personalisierte Medizin, die Früherkennung, Diagnostik und Behandlungen von Erkrankungen effektiver und sicherer gestalten soll. Hier ist der Strahlenschutz schon heute gefordert, um diese laufenden Entwicklungen sowohl wissenschaftlich als auch regulatorisch zur Gewährleistung der Patientensicherheit zu begleiten.

Für diese und alle weiteren Herausforderungen im medizinischen und beruflichen Strahlenschutz sieht sich das BfS gut gerüstet–unter anderem durch die vertrauensvolle Zusammenarbeit, die das Bundesamt seit seinem Bestehen mit Fachkreisen insbesondere auch in der Medizin etablieren konnte. Dieser Dialog mit allen Akteurinnen und Akteuren aus der Praxis wie der Politik sowie die kooperative Forschung bilden das Fundament für nachhaltige Sicherheit und Innovation im Umgang mit Strahlung in der Medizin auch für kommende Jahrzehnte.