Röntgenstrahlung: Wie gefährlich ist sie wirklich?

Röntgenstrahlung ermöglicht einen Blick in den menschlichen Körper, ohne dass dafür eine Operation notwendig ist. Sie wird beim klassischen Röntgen, bei der Computertomografie (CT), bei der Mammografie und bei Durchleuchtungsuntersuchungen eingesetzt.

Viele Patient:innen fragen sich deshalb, ob diese Strahlung gesundheitsschädlich sein kann. Dieser Beitrag erklärt, was Röntgenstrahlung ist, wie sie auf den Körper wirkt, welcher Strahlung wir ohnehin täglich ausgesetzt sind und wie die Strahlendosis in der modernen Radiologie möglichst niedrig gehalten wird.

Kurz gesagt: Ist Röntgenstrahlung gefährlich?

Röntgenstrahlung gehört zur ionisierenden Strahlung. Sie besitzt genügend Energie, um biologische Strukturen zu verändern und unter anderem die DNA, also unser Erbgut, zu schädigen. Deshalb sollte sie nicht unnötig eingesetzt werden.

Bei einer medizinisch begründeten Röntgen- oder CT-Untersuchung steht diesem möglichen Risiko jedoch ein konkreter diagnostischer Nutzen gegenüber. Gleichzeitig wird versucht, die Strahlendosis so niedrig zu halten, wie es für eine zuverlässige Untersuchung sinnvoll und möglich ist.

Was ist Röntgenstrahlung?

Röntgenstrahlen sind elektromagnetische Wellen. Sie gehören zum gleichen physikalischen Spektrum wie sichtbares Licht oder Radiowellen, besitzen jedoch wesentlich mehr Energie.

Diese hohe Energie ermöglicht es Röntgenstrahlen, den Körper zu durchdringen. Dabei schwächen verschiedene Gewebe die Strahlung unterschiedlich stark ab. Knochen absorbieren beispielsweise deutlich mehr Röntgenstrahlung als luftgefüllte Lungen.

Ein Detektor auf der anderen Seite des Körpers misst die ankommende Strahlung. Aus diesen Unterschieden entsteht das Röntgenbild.

Warum kann man mit Röntgenstrahlung in den Körper schauen?

Entscheidend ist die unterschiedliche Abschwächung der Röntgenstrahlen im Körper. Vereinfacht kann man sich das wie Licht vorstellen, das verschiedene Materialien unterschiedlich gut durchdringt.

Beim klassischen Röntgen entsteht daraus ein zweidimensionales Bild. Beim CT rotiert dagegen eine Röntgenröhre um den Körper und erzeugt zahlreiche Messungen aus unterschiedlichen Richtungen. Ein Computer berechnet daraus detaillierte Schnittbilder und dreidimensionale Darstellungen.

Ein CT kann deshalb wesentlich mehr anatomische Details darstellen als eine einzelne Röntgenaufnahme. Dafür ist in der Regel auch eine höhere Strahlendosis erforderlich.

Welche Untersuchungen verwenden Röntgenstrahlung?

• Projektionsradiografie: beispielsweise für Lunge, Knochen und Gelenke
• CT: detaillierte Schnittbilder von Organen, Gefässen, Knochen und anderen Körperstrukturen
• Mammografie: spezielle Röntgentechnik zur Untersuchung der Brust
• Durchleuchtung: fortlaufende oder gepulste Röntgenbilder, beispielsweise zur Beobachtung von Bewegungsabläufen oder zur Steuerung medizinischer Eingriffe

Ultraschall und MRI arbeiten dagegen nicht mit Röntgenstrahlung. Ultraschall verwendet Schallwellen, während MRI mit einem starken Magnetfeld und Hochfrequenzimpulsen arbeitet.

Was erlebt man bei einer Röntgen- oder CT-Untersuchung?

Röntgenstrahlung selbst kann man weder sehen noch hören oder fühlen. Während einer Röntgenaufnahme bemerken Patient:innen deshalb nicht, wann die eigentliche Strahlung erzeugt wird.

Bei einer Projektionsradiografie dauert die Aufnahme meist nur einen sehr kurzen Moment. Häufig muss man dabei kurz stillstehen oder die Luft anhalten.

Beim CT liegt man auf einer Untersuchungsliege, die sich durch die Öffnung des Geräts bewegt. Auch hier können kurze Atemkommandos notwendig sein. Je nach Fragestellung wird zusätzlich Kontrastmittel verabreicht. Dieses verbessert bei bestimmten Untersuchungen die Darstellung von Organen, Gefässen und krankhaften Veränderungen, hat aber mit der Entstehung der Röntgenstrahlung nichts zu tun.

Wie wirkt Röntgenstrahlung auf unsere Zellen?

Röntgenstrahlung besitzt genügend Energie, um Atome und Moleküle zu ionisieren. Dadurch können auch Bestandteile unserer Zellen verändert werden. Besonders wichtig ist dabei die DNA. Sie enthält die genetische Information einer Zelle.

DNA-Schäden sind allerdings kein Vorgang, der nur durch Röntgenstrahlung entsteht. In unseren Zellen treten ständig Veränderungen an der DNA auf. Sie können beispielsweise bei normalen Stoffwechselvorgängen, bei der Verdopplung der DNA vor einer Zellteilung oder durch äussere Einflüsse entstehen.

Unsere Zellen besitzen deshalb verschiedene Reparatursysteme. Sie erkennen viele dieser Schäden und können beispielsweise veränderte DNA-Bausteine ersetzen oder Brüche der DNA-Stränge wieder verbinden.

Auch Schäden durch ionisierende Strahlung können auf diese Weise repariert werden. Die Reparatur funktioniert jedoch nicht immer vollkommen. Ein Schaden kann unrepariert bleiben oder fehlerhaft repariert werden. Unter bestimmten Umständen kann daraus eine dauerhafte Veränderung der Erbinformation, eine sogenannte Mutation, entstehen.

Genau hier liegt die biologische Grundlage des möglichen langfristigen Strahlenrisikos: Eine solche Veränderung kann unter bestimmten Bedingungen zur Entstehung einer Krebserkrankung beitragen. Wie gross dieses Risiko für eine einzelne Person nach einer diagnostischen Untersuchung tatsächlich ist, lässt sich bei niedrigen Strahlendosen jedoch nicht individuell bestimmen.

Wir sind auch ohne Röntgenuntersuchung ständig Strahlung ausgesetzt

Ionisierende Strahlung ist ein natürlicher Bestandteil unserer Umwelt. Sie kommt aus dem Boden, aus Gesteinen, aus dem Weltall und in geringen Mengen sogar aus natürlichen radioaktiven Stoffen in unserem eigenen Körper und in unserer Nahrung.

In der Schweiz spielt vor allem Radon eine wichtige Rolle. Dieses natürliche radioaktive Gas kann aus dem Untergrund in Gebäude gelangen. Nach Angaben des Bundesamtes für Gesundheit verursacht Radon bei der Schweizer Bevölkerung im Durchschnitt eine effektive Dosis von etwa 3,3 Millisievert (mSv) pro Jahr.

Hinzu kommen im Mittel etwa 0,35 mSv pro Jahr durch natürliche Strahlung aus Boden und Gestein sowie etwa 0,35 mSv durch kosmische Strahlung aus dem Weltall. Die kosmische Strahlenexposition nimmt mit zunehmender Höhe zu. Deshalb ist sie beispielsweise in den Bergen höher als auf Meereshöhe und steigt auch während eines Fluges.

Das Bundesamt für Gesundheit gibt für die Schweizer Bevölkerung eine durchschnittliche effektive Dosis aus allen natürlichen und künstlichen Strahlenquellen zusammen von rund 6 mSv pro Jahr an. Dazu gehören neben den natürlichen Quellen auch medizinische Anwendungen. Die tatsächliche Exposition kann sich von Mensch zu Mensch deutlich unterscheiden.

Ist jede Röntgenuntersuchung gleich belastend?

Nein. Die Strahlendosis unterscheidet sich je nach Untersuchung erheblich.

Viele konventionelle Röntgenaufnahmen kommen mit einer vergleichsweise niedrigen Dosis aus. Ein CT benötigt dagegen zahlreiche Messungen aus unterschiedlichen Richtungen und verursacht deshalb üblicherweise eine höhere Strahlenexposition. Auch zwischen verschiedenen CT-Untersuchungen bestehen erhebliche Unterschiede.

Bei längeren interventionellen Eingriffen unter Durchleuchtung können wiederum höhere Dosen auftreten. Deshalb lässt sich die Strahlenbelastung nicht allein anhand der Anzahl früherer Röntgenuntersuchungen beurteilen.

Warum spielen Alter und Körperregion eine Rolle?

Das mögliche langfristige Strahlenrisiko hängt nicht nur von der Dosis ab. Auch das Alter zum Zeitpunkt der Untersuchung und die bestrahlten Organe spielen eine Rolle.

Kinder reagieren empfindlicher auf ionisierende Strahlung als ältere Erwachsene. Zudem liegt nach einer Untersuchung noch eine längere Lebenszeit vor, in der sich ein möglicher langfristiger Strahleneffekt entwickeln könnte. Deshalb werden Untersuchungsprotokolle bei Kindern besonders sorgfältig an Körpergrösse und Fragestellung angepasst.

Auch Organe unterscheiden sich in ihrer Strahlenempfindlichkeit. Die reine Anzahl früherer Röntgen- oder CT-Untersuchungen ist deshalb kein zuverlässiges Mass für das individuelle Strahlenrisiko.

Was bedeutet das ALARA-Prinzip?

Ein wichtiges Grundprinzip des modernen Strahlenschutzes heisst ALARA. Die Abkürzung steht für As Low As Reasonably Achievable. Gemeint ist: Die Strahlendosis soll so niedrig gehalten werden, wie dies vernünftigerweise erreichbar ist.

Dabei geht es nicht darum, um jeden Preis möglichst wenig Strahlung zu verwenden. Eine CT-Aufnahme mit einer zu niedrigen Dosis kann so stark verrauscht sein, dass eine Erkrankung möglicherweise nicht mehr zuverlässig erkannt wird.

Das Ziel ist deshalb eine ausreichende diagnostische Bildqualität mit möglichst geringer Strahlendosis. Moderne Geräte passen die Strahlung unter anderem an die untersuchte Körperregion, die Körpergrösse und die jeweilige medizinische Fragestellung an.

Zusätzlich verwendet man sogenannte diagnostische Referenzwerte. Sie helfen radiologischen Einrichtungen dabei, ihre verwendeten Strahlendosen mit etablierten Werten zu vergleichen und unnötig hohe Expositionen zu erkennen.

Strahlenschutz beginnt bereits vor der Untersuchung

ALARA ist nur ein Teil des Strahlenschutzes. Noch bevor eine Untersuchung durchgeführt wird, stellt sich eine andere wichtige Frage: Ist die Untersuchung medizinisch gerechtfertigt?

Eine CT-Untersuchung sollte beispielsweise dann durchgeführt werden, wenn die zu erwartende diagnostische Information den Einsatz ionisierender Strahlung rechtfertigt. In bestimmten Situationen können Ultraschall oder MRI dieselbe medizinische Frage ohne Röntgenstrahlung beantworten. In anderen Situationen ist dagegen gerade das CT die schnellste oder zuverlässigste Methode.

Strahlenschutz bedeutet deshalb nicht nur, die Dosis einer Untersuchung zu reduzieren. Ebenso wichtig ist es, unnötige Untersuchungen und unnötige Wiederholungen zu vermeiden.

Häufige Missverständnisse über Röntgenstrahlung

„Nach einem CT bin ich radioaktiv.“

Nein. Beim Röntgen und CT trifft die Strahlung nur während der Untersuchung auf den Körper. Sobald die Röntgenröhre ausgeschaltet ist, endet die Strahlenexposition. Patient:innen werden dadurch nicht radioaktiv.

„MRI ist auch eine Form von Röntgen.“

Nein. MRI verwendet keine ionisierende Strahlung. Die Bilder entstehen mithilfe eines starken Magnetfelds und von Hochfrequenzimpulsen.

„Je weniger Strahlung, desto besser ist eine CT-Untersuchung.“

Nicht unbedingt. Eine zu starke Dosisreduktion kann die Bildqualität verschlechtern. Entscheidend ist eine Dosis, die möglichst niedrig ist und gleichzeitig eine zuverlässige diagnostische Beurteilung erlaubt.

„Viele Röntgenaufnahmen bedeuten automatisch eine gefährliche Strahlendosis.“

So lässt sich das nicht beurteilen. Verschiedene Untersuchungen verursachen sehr unterschiedliche Strahlendosen. Entscheidend sind Art und Umfang der Untersuchungen und nicht allein ihre Anzahl.

Risiken und Grenzen

Bei üblichen diagnostischen Röntgen- und CT-Untersuchungen stehen mögliche langfristige Strahlenwirkungen im Vordergrund. Mit zunehmender Strahlendosis kann auch die Wahrscheinlichkeit eines strahlenbedingten Effekts steigen. Bei niedrigen Dosen lässt sich das zusätzliche Risiko für eine einzelne Person jedoch nur statistisch abschätzen.

Direkte Gewebeschäden wie Hautreaktionen treten erst bei deutlich höheren Dosen auf und sind bei normalen Röntgenaufnahmen und üblichen diagnostischen CT-Untersuchungen nicht zu erwarten. Relevant können solche Effekte dagegen bei bestimmten langen und komplexen interventionellen Eingriffen unter Durchleuchtung werden.

Medizinische Röntgenstrahlung ist daher weder vollkommen risikofrei noch grundsätzlich gefährlich. Entscheidend ist, ob die Untersuchung medizinisch sinnvoll ist und ob die Strahlendosis für die jeweilige Fragestellung angemessen optimiert wurde.

Wann sollte man das medizinische Team informieren?

Vor einer Untersuchung mit Röntgenstrahlung sollte eine bestehende oder mögliche Schwangerschaft mitgeteilt werden. Das bedeutet nicht automatisch, dass die Untersuchung nicht stattfinden kann. Das medizinische Team kann jedoch prüfen, ob sie notwendig ist, angepasst werden sollte oder eine andere Methode geeigneter ist.

Auch bereits vorhandene relevante Voruntersuchungen sollte das Team kennen. Dadurch können frühere Bilder zum Vergleich genutzt und unnötige Wiederholungen vermieden werden.

Häufige Fragen

Kann ich Röntgenstrahlung während der Untersuchung spüren?

Nein. Röntgenstrahlung selbst ist nicht fühlbar.

Bleibt nach einem CT Strahlung im Körper zurück?

Nein. Nach Ende der Untersuchung wird keine Röntgenstrahlung mehr erzeugt und der Körper wird dadurch nicht radioaktiv.

Repariert der Körper Schäden durch Röntgenstrahlung?

Unsere Zellen verfügen über verschiedene Reparaturmechanismen für DNA-Schäden. Viele Veränderungen können repariert werden. Die Reparatur ist jedoch nicht vollkommen, weshalb ionisierende Strahlung mit einem möglichen langfristigen Risiko verbunden ist.

Ist CT gefährlicher als normales Röntgen?

Ein CT verursacht in der Regel eine höhere Strahlendosis als eine einzelne Projektionsradiografie. Gleichzeitig liefert es wesentlich detailliertere Informationen. Deshalb muss immer der diagnostische Nutzen berücksichtigt werden.

Kann man statt CT immer MRI verwenden?

Nein. CT und MRI besitzen unterschiedliche Stärken. Je nach Erkrankung kann CT die geeignetere, schnellere oder diagnostisch bessere Untersuchung sein.

Fazit

Röntgenstrahlung ist ein wichtiges Werkzeug der modernen Medizin. Gleichzeitig handelt es sich um ionisierende Strahlung, die biologische Veränderungen verursachen kann. Unsere Zellen können viele DNA-Schäden reparieren, diese Reparaturmechanismen sind jedoch nicht vollkommen.

Deshalb folgt die moderne Radiologie dem Prinzip: Eine Untersuchung mit Röntgenstrahlung sollte medizinisch gerechtfertigt sein und mit einer für die diagnostische Aufgabe möglichst niedrigen Strahlendosis durchgeführt werden. Genau dafür stehen die Grundsätze des modernen Strahlenschutzes und das ALARA-Prinzip.

Literatur und weiterführende Informationen

1. Bundesamt für Gesundheit (BAG). Strahlenexposition der Schweizer Bevölkerung. Bern.
2. Bundesamt für Gesundheit (BAG). Grundprinzipien im Strahlenschutz. Bern.
3. Bundesamt für Gesundheit (BAG). Diagnostische Referenzwerte im Strahlenschutz. Bern.
4. Bundesamt für Gesundheit (BAG). Patientensicherheit in der Radiologie und typische Strahlendosen. Bern.
5. Thompson LH, Schild D. Recombinational DNA repair and human disease. Mutation Research. 2002;509:49–78.
6. Ward JF. Repair of DNA damage produced by ionizing radiation: a minireview. Progress in Nucleic Acid Research and Molecular Biology. 1999;63:95–125.