Röntgenstrahlung ermöglicht einen Blick in den menschlichen Körper, ohne dass dafür eine Operation notwendig ist. Sie wird bei der Projektionsradiografie, der Computertomografie (CT), der Mammografie und bei Durchleuchtungsuntersuchungen eingesetzt.
Viele Patient:innen fragen sich deshalb, ob Röntgenstrahlung gesundheitsschädlich sein kann. Die Antwort lautet: Röntgenstrahlung kann biologische Veränderungen verursachen und sollte deshalb nicht unnötig eingesetzt werden. Bei einer medizinisch notwendigen Untersuchung wird dieses mögliche Risiko jedoch gegen den diagnostischen Nutzen abgewogen.
Kurz gesagt: Ist Röntgenstrahlung gefährlich?
Röntgenstrahlung gehört zur ionisierenden Strahlung. Sie besitzt genügend Energie, um biologische Strukturen und unter anderem die DNA – also unser Erbgut – zu verändern.
Deshalb gilt in der Medizin: Eine Untersuchung mit Röntgenstrahlung sollte nur durchgeführt werden, wenn sie medizinisch gerechtfertigt ist. Gleichzeitig wird die Strahlendosis so niedrig gehalten, wie es für eine zuverlässige diagnostische Untersuchung sinnvoll und möglich ist.
Röntgenstrahlung ist damit weder grundsätzlich harmlos noch bei medizinischer Anwendung automatisch gefährlich. Entscheidend sind medizinischer Nutzen, Art der Untersuchung und verwendete Strahlendosis.
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 menschlichen Körper zu durchdringen. Dabei schwächen verschiedene Gewebe die Strahlung unterschiedlich stark ab.
Knochen schwächen Röntgenstrahlung beispielsweise wesentlich stärker ab als die luftgefüllte Lunge. Ein Detektor misst die Strahlung, die nach dem Durchtritt durch den Körper ankommt. Aus diesen unterschiedlichen Abschwächungen entsteht das Röntgenbild.
Wie entstehen Bilder beim Röntgen und CT?
Bei der klassischen Projektionsradiografie durchdringt die Röntgenstrahlung den Körper aus einer bestimmten Richtung. Daraus entsteht ein zweidimensionales Bild, auf dem sich verschiedene anatomische Strukturen überlagern.
Bei der Computertomografie (CT) rotiert dagegen ein Röntgensystem um den Körper. Dabei werden zahlreiche Messungen aus unterschiedlichen Richtungen durchgeführt. Ein Computer berechnet daraus detaillierte Schnittbilder.
Das CT kann anatomische Strukturen dadurch weitgehend überlagerungsfrei darstellen. Dafür ist bei vielen Untersuchungen eine höhere Strahlenexposition erforderlich als bei einer einzelnen Projektionsradiografie.
Wie aus den einzelnen Messwerten räumliche Schnittbilder entstehen, erklären wir ausführlich im Beitrag Wie funktioniert ein CT?.
Welche Untersuchungen verwenden Röntgenstrahlung?
- Projektionsradiografie: beispielsweise zur Untersuchung von Lunge, Knochen und Gelenken
- CT: detaillierte Schnittbilder von Organen, Gefässen, Knochen und anderen Körperstrukturen
- Mammografie: spezielle Röntgentechnik zur Untersuchung der Brust
- Durchleuchtung: fortlaufende oder gepulste Röntgenbilder, beispielsweise zur Darstellung bestimmter Bewegungsabläufe oder zur Steuerung medizinischer Eingriffe
Ultraschall und MRI verwenden dagegen keine Röntgenstrahlung. Ultraschall arbeitet mit Schallwellen, während beim MRI ein starkes Magnetfeld und Hochfrequenzimpulse eingesetzt werden.
Einen Überblick über die unterschiedlichen Verfahren und ihre jeweiligen Stärken gibt der Beitrag Radiologie einfach erklärt.
Kann man Röntgenstrahlung sehen oder spüren?
Nein. Röntgenstrahlung selbst kann man weder sehen noch hören oder fühlen.
Bei einer Projektionsradiografie dauert die eigentliche Aufnahme häufig nur einen kurzen Moment. Patient:innen müssen dabei beispielsweise 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 kann zusätzlich ein Kontrastmittel verabreicht werden. Dieses verbessert bei bestimmten Untersuchungen die Darstellung von Organen, Gefässen oder krankhaften Veränderungen. Das Kontrastmittel erzeugt jedoch keine Röntgenstrahlung.
Wie eine CT abläuft und welche Vorbereitung erforderlich sein kann, erläutern wir im Beitrag CT-Untersuchung: Ablauf, Dauer und Vorbereitung.
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. Ionisierende Strahlung kann Veränderungen und Schäden an dieser DNA verursachen.
Unsere Zellen besitzen allerdings verschiedene Reparaturmechanismen. Viele DNA-Schäden können erkannt und korrekt repariert werden. Diese Reparatur funktioniert jedoch nicht immer vollkommen. Ein Schaden kann bestehen bleiben oder fehlerhaft repariert werden. Unter bestimmten Umständen kann dadurch eine dauerhafte Veränderung der Erbinformation – eine sogenannte Mutation – entstehen.
Solche Veränderungen bilden die biologische Grundlage eines möglichen langfristigen Strahlenrisikos. Unter bestimmten Voraussetzungen können sie zur Entstehung einer Krebserkrankung beitragen.
Wie gross ein zusätzliches Risiko für eine einzelne Person nach einer diagnostischen Untersuchung mit niedriger Strahlendosis tatsächlich ist, lässt sich jedoch nicht individuell bestimmen.
Was sind deterministische Strahlenwirkungen?
Deterministische Strahlenwirkungen – heute häufig als Gewebereaktionen bezeichnet – treten erst auf, wenn eine bestimmte Strahlendosis beziehungsweise Dosisschwelle überschritten wird.
Unterhalb dieser Schwelle ist die entsprechende Gewebereaktion nicht zu erwarten. Oberhalb der Schwelle nimmt mit steigender Dosis insbesondere die Schwere der möglichen Schädigung zu.
Zu solchen Wirkungen gehören beispielsweise Hautreaktionen oder andere direkte Gewebeschäden nach sehr hohen lokalen Strahlendosen.
Bei normalen Projektionsradiografien und üblichen diagnostischen CT-Untersuchungen werden solche Dosisbereiche nicht erreicht. Relevant können deterministische Gewebereaktionen dagegen bei bestimmten langen und komplexen interventionellen Eingriffen unter Durchleuchtung werden. Dort wird die lokale Strahlenexposition deshalb besonders überwacht.
Was sind stochastische Strahlenwirkungen?
Stochastische Strahlenwirkungen unterscheiden sich grundlegend von deterministischen Gewebereaktionen. Hier wird im Strahlenschutz keine sichere Dosisschwelle angenommen, unterhalb derer ein mögliches Risiko vollständig ausgeschlossen werden kann.
Ionisierende Strahlung kann Veränderungen des Erbguts einer einzelnen Zelle verursachen. Reparaturmechanismen können viele dieser Veränderungen beseitigen, einzelne Veränderungen können jedoch bestehen bleiben und langfristig zur Entstehung einer Krebserkrankung beitragen.
Im Strahlenschutz wird deshalb vorsorglich davon ausgegangen, dass mit zunehmender kumulativer Strahlenexposition auch die Wahrscheinlichkeit eines solchen langfristigen Effekts zunehmen kann.
Das bedeutet nicht, dass eine niedrige Dosis automatisch einen Schaden verursacht. Das individuelle zusätzliche Risiko einer einzelnen diagnostischen Untersuchung ist klein und lässt sich für eine einzelne Person nicht zuverlässig vorhersagen.
Gerade deshalb werden unnötige Untersuchungen vermieden und notwendige Untersuchungen konsequent dosisoptimiert. Wie dies speziell bei der Computertomografie umgesetzt wird, erklären wir ausführlich im Beitrag Strahlung beim CT: Dosis und Risiken.
Wir sind auch ohne Röntgenuntersuchungen ständig ionisierender Strahlung ausgesetzt
Ionisierende Strahlung ist ein natürlicher Bestandteil unserer Umwelt. Sie stammt unter anderem aus dem Boden, aus Gesteinen und aus dem Weltall. Auch natürliche radioaktive Stoffe in unserem Körper und unserer Nahrung tragen dazu bei.
In der Schweiz spielt insbesondere Radon eine wichtige Rolle. Dieses natürliche radioaktive Gas kann aus dem Untergrund in Gebäude gelangen und trägt wesentlich zur durchschnittlichen natürlichen Strahlenexposition der Bevölkerung bei.
Weitere natürliche Strahlung stammt aus Boden und Gestein sowie aus der kosmischen Strahlung. Letztere nimmt mit zunehmender Höhe zu. Deshalb ist die kosmische Strahlenexposition beispielsweise in den Bergen höher als auf Meereshöhe und steigt auch während eines Fluges.
Durchschnittswerte zur jährlichen Strahlenexposition einer Bevölkerung dienen der Orientierung, beschreiben jedoch nicht die persönliche Strahlendosis eines einzelnen Menschen. Die tatsächliche Exposition kann abhängig von Wohnort, Lebensweise und medizinischen Untersuchungen deutlich unterschiedlich sein.
Was bedeutet Millisievert?
Bei Angaben zur Strahlenexposition begegnet Patient:innen häufig die Einheit Millisievert, kurz mSv.
Sie wird insbesondere für die sogenannte effektive Dosis verwendet. Diese berücksichtigt neben der Strahlenexposition auch, welche Organe und Gewebe bestrahlt wurden und wie empfindlich sie gegenüber langfristigen Strahlenwirkungen sind.
Ein Millisievert ist ein Tausendstel Sievert. Die effektive Dosis ermöglicht eine grobe Einordnung und den Vergleich verschiedener medizinischer Strahlenexpositionen.
Sie ist jedoch kein exakter persönlicher Risikowert und erlaubt keine Vorhersage darüber, ob bei einer einzelnen Person später eine gesundheitliche Folge auftreten wird.
Ist jede Röntgenuntersuchung gleich belastend?
Nein. Die Strahlendosis kann sich zwischen verschiedenen Untersuchungen erheblich unterscheiden.
Viele konventionelle Röntgenaufnahmen kommen mit einer vergleichsweise niedrigen Dosis aus. Ein CT benötigt zahlreiche Messungen aus unterschiedlichen Richtungen und verursacht deshalb üblicherweise eine höhere Strahlenexposition.
Auch zwischen verschiedenen CT-Untersuchungen bestehen erhebliche Unterschiede. Ein CT einer kleinen Körperregion ist hinsichtlich der Strahlenexposition nicht mit einer umfangreichen Untersuchung von Brustkorb, Bauch und Becken vergleichbar. Mehrphasige CT-Untersuchungen können ebenfalls eine höhere Gesamtdosis verursachen als Untersuchungen mit nur einer Aufnahmephase.
Bei längeren und komplexen interventionellen Eingriffen unter Durchleuchtung können wiederum höhere lokale Strahlendosen auftreten.
Deshalb lässt sich die Strahlenexposition nicht sinnvoll allein anhand der Anzahl früherer Röntgen- oder CT-Untersuchungen 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 grundsätzlich empfindlicher auf ionisierende Strahlung als ältere Erwachsene. Zudem liegt nach einer Untersuchung noch eine längere Lebenszeit vor, in der sich mögliche langfristige Strahleneffekte entwickeln könnten.
Deshalb werden Untersuchungsprotokolle bei Kindern besonders sorgfältig an Körpergrösse, Körperregion und medizinische Fragestellung angepasst.
Auch verschiedene Organe unterscheiden sich in ihrer Strahlenempfindlichkeit. Die reine Anzahl früherer Untersuchungen sagt deshalb wenig über das individuelle Strahlenrisiko aus.
Strahlenschutz beginnt mit der richtigen Untersuchung
Die wichtigste Frage des medizinischen Strahlenschutzes lautet zunächst: Ist die Untersuchung mit Röntgenstrahlung medizinisch gerechtfertigt?
Eine CT 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 aufgrund seiner Geschwindigkeit oder diagnostischen Aussagekraft die geeignetste Methode.
Strahlenschutz bedeutet deshalb nicht nur, die Dosis einer Untersuchung zu reduzieren. Ebenso wichtig ist es, die richtige Untersuchung auszuwählen und unnötige Untersuchungen oder Wiederholungen zu vermeiden.
Warum verschiedene bildgebende Verfahren gelegentlich nacheinander eingesetzt werden, erklären wir im Beitrag Warum sind manchmal mehrere bildgebende Untersuchungen notwendig?.
Was bedeutet das ALARA-Prinzip?
Ein wichtiges Grundprinzip des Strahlenschutzes heisst ALARA. Die Abkürzung steht für As Low As Reasonably Achievable.
Gemeint ist, dass die Strahlendosis so niedrig gehalten werden soll, wie dies vernünftigerweise erreichbar ist.
Dabei geht es jedoch nicht darum, um jeden Preis möglichst wenig Strahlung einzusetzen. Wird beispielsweise die Strahlendosis einer CT zu stark reduziert, können die Bilder so verrauscht sein, dass eine Erkrankung möglicherweise nicht mehr zuverlässig erkannt wird.
Das Ziel lautet deshalb: ausreichende diagnostische Bildqualität bei möglichst geringer angemessener Strahlendosis.
Moderne Geräte können die verwendete Strahlung unter anderem an die untersuchte Körperregion, den Körperbau und die medizinische Fragestellung anpassen. Wie dosisreduzierte Untersuchungsprotokolle funktionieren, erklären wir unter Low-Dose-CT: Was bedeutet das und wann wird es eingesetzt?.
Was sind diagnostische Referenzwerte?
Ein weiteres Instrument des Strahlenschutzes sind diagnostische Referenzwerte.
Sie dienen radiologischen Einrichtungen als Vergleichswerte für typische Untersuchungen. Dadurch kann überprüft werden, ob die verwendeten Strahlendosen im üblichen Bereich liegen oder ob Untersuchungsprotokolle weiter optimiert werden sollten.
Diagnostische Referenzwerte sind keine individuelle Dosisgrenze für einzelne Patient:innen. Sie sind vielmehr ein Instrument der Qualitätssicherung und Dosisoptimierung.
Warum bekommt man heute häufig keine Bleischürze mehr?
Über viele Jahrzehnte gehörten Bleischürzen, Hodenkapseln und andere Patientenschutzmittel sichtbar zum Strahlenschutz. Heute werden sie bei zahlreichen Untersuchungen nicht mehr routinemässig eingesetzt.
Der Grund ist nicht weniger Strahlenschutz. Moderne Geräte können das Strahlenfeld wesentlich genauer begrenzen und die benötigte Dosis an die Untersuchung anpassen. Gleichzeitig weiss man heute, dass ausserhalb des direkten Untersuchungsbereichs ein wesentlicher Teil der geringen Exposition durch im Körper entstehende Streustrahlung verursacht wird, die durch eine aufliegende Bleischürze kaum vermindert werden kann.
Bei ungünstiger Position können Patientenschutzmittel ausserdem die Bildgebung oder automatische Dosissteuerung beeinträchtigen.
Warum sich die Empfehlungen verändert haben, erläutern wir ausführlich im Beitrag Bleischürze beim Röntgen: Warum wird sie heute seltener verwendet?.
Bleibt nach einem Röntgen oder CT Strahlung im Körper?
Nein. Bei einer Röntgen- oder CT-Untersuchung wird die Röntgenstrahlung nur während der eigentlichen Aufnahme erzeugt.
Sobald die Röntgenröhre ausgeschaltet ist, endet die Strahlenexposition. Die Untersuchung macht Patient:innen nicht radioaktiv und es bleibt keine Röntgenstrahlung im Körper zurück.
Das unterscheidet Röntgen und CT beispielsweise von bestimmten nuklearmedizinischen Untersuchungen, bei denen radioaktive Substanzen verabreicht werden.
Was gilt während einer Schwangerschaft?
Eine bestehende oder mögliche Schwangerschaft sollte dem medizinischen Team vor einer Untersuchung mit Röntgenstrahlung mitgeteilt werden, wenn sie für die geplante Untersuchung relevant sein könnte.
Das bedeutet nicht automatisch, dass eine medizinisch notwendige Untersuchung nicht durchgeführt werden darf. Besonders wichtig ist, welcher Körperbereich untersucht wird.
Bei Untersuchungen von Kopf, Hals oder Extremitäten befindet sich der Uterus weit ausserhalb des direkten Strahlenfeldes. Auch bei einer CT des Thorax liegt der Fetus normalerweise ausserhalb des direkten Untersuchungsbereichs. Wesentlich höher ist die mögliche fetale Exposition dagegen bei Untersuchungen von Bauch und Becken.
Das medizinische Team kann prüfen, ob die Untersuchung erforderlich ist, angepasst werden sollte oder ob eine andere Methode ohne ionisierende Strahlung die medizinische Frage gleichwertig und rechtzeitig beantworten kann.
Die Besonderheiten der Strahlenexposition in der Schwangerschaft und bei Kindern erklären wir ausführlich im Beitrag CT in Schwangerschaft und bei Kindern.
Was können Patient:innen selbst zum Strahlenschutz beitragen?
Patient:innen müssen medizinisch notwendige Untersuchungen nicht selbst hinsichtlich der Strahlendosis beurteilen. Rechtfertigung und Optimierung der Untersuchung gehören zu den Aufgaben des medizinischen Teams.
Hilfreich ist jedoch, relevante frühere Untersuchungen anzugeben. Wenn frühere Bilder verfügbar sind, können sie zum Vergleich herangezogen und unnötige Wiederholungen möglicherweise vermieden werden.
Auch eine bestehende oder mögliche Schwangerschaft sollte vor einer relevanten Untersuchung mitgeteilt werden.
Wer unsicher ist, kann ausserdem fragen, warum eine Untersuchung notwendig ist und ob für die konkrete Fragestellung ein Verfahren ohne Röntgenstrahlung infrage kommt.
Häufige Missverständnisse
„Nach einem CT bin ich radioaktiv.“
Nein. Die Röntgenstrahlung wird nur während der Untersuchung erzeugt. Nach Ende der Aufnahme bleibt keine Röntgenstrahlung im Körper zurück.
„MRI ist auch eine Form von Röntgen.“
Nein. MRI verwendet keine ionisierende Strahlung. Die Bilder entstehen mithilfe eines starken Magnetfelds und von Hochfrequenzimpulsen. Die Grundlagen erklären wir im Beitrag MRI einfach erklärt: Funktion, Ablauf und Vorbereitung.
„Je weniger Strahlung, desto besser ist eine CT-Untersuchung.“
Nicht unbedingt. Eine zu starke Dosisreduktion kann die Bildqualität verschlechtern. Entscheidend ist eine möglichst niedrige Strahlendosis, die gleichzeitig eine zuverlässige diagnostische Beurteilung ermöglicht.
„Viele Röntgenaufnahmen bedeuten automatisch eine gefährliche Strahlendosis.“
Nein. Verschiedene Untersuchungen verursachen sehr unterschiedliche Strahlendosen. Entscheidend sind Art, Körperregion und Umfang der Untersuchungen – nicht allein ihre Anzahl.
„CT sollte man möglichst immer durch MRI ersetzen.“
Nein. CT und MRI besitzen unterschiedliche diagnostische Stärken. Je nach Fragestellung kann das CT die geeignetere, schnellere oder zuverlässigere Untersuchung sein.
„Röntgenstrahlung verursacht bei jeder Untersuchung direkte Gewebeschäden.“
Nein. Deterministische Gewebereaktionen treten erst oberhalb bestimmter Dosisbereiche auf. Diese werden bei normalen Projektionsradiografien und üblichen diagnostischen CT-Untersuchungen nicht erreicht. Bei diesen Untersuchungen steht vielmehr das sehr kleine mögliche stochastische Langzeitrisiko im Vordergrund.
Fazit
Röntgenstrahlung ist ein wichtiges Werkzeug der modernen Medizin. Gleichzeitig handelt es sich um ionisierende Strahlung, die biologische Veränderungen verursachen kann.
Dabei muss zwischen zwei grundsätzlich unterschiedlichen Strahlenwirkungen unterschieden werden: Deterministische Gewebereaktionen besitzen eine Dosisschwelle und sind bei normalen diagnostischen Röntgen- und CT-Untersuchungen nicht zu erwarten. Stochastische Langzeitwirkungen besitzen nach dem vorsorglichen Strahlenschutzmodell dagegen keine sichere Schwelle und werden im Zusammenhang mit der kumulativen Strahlenexposition betrachtet.
Moderner Strahlenschutz beruht deshalb auf zwei entscheidenden Fragen: Ist die Untersuchung medizinisch gerechtfertigt? Und wird sie mit einer für die diagnostische Aufgabe angemessen niedrigen Strahlendosis durchgeführt?
Moderne Gerätetechnik, angepasste Untersuchungsprotokolle, diagnostische Referenzwerte und das ALARA-Prinzip helfen dabei, unnötige Strahlenexposition zu vermeiden.
Das Ziel ist nicht möglichst wenig Strahlung um jeden Preis, sondern die für eine zuverlässige Diagnose notwendige Information mit einer möglichst geringen angemessenen Strahlenexposition zu gewinnen.
Weiterführende Beiträge
- Radiologie einfach erklärt
- Wie funktioniert ein CT?
- Strahlung beim CT: Dosis und Risiken
- Low-Dose-CT: Was bedeutet das und wann wird es eingesetzt?
- CT in Schwangerschaft und bei Kindern
- Bleischürze beim Röntgen: Warum wird sie heute seltener verwendet?
- Warum sind manchmal mehrere bildgebende Untersuchungen notwendig?
- MRI einfach erklärt: Funktion, Ablauf und Vorbereitung
Literatur und weiterführende Informationen
- Bundesamt für Gesundheit (BAG): Strahlenexposition der Schweizer Bevölkerung. Bern.
- Bundesamt für Gesundheit (BAG): Grundprinzipien im Strahlenschutz. Bern.
- Bundesamt für Gesundheit (BAG): Diagnostische Referenzwerte im Strahlenschutz. Bern.
- Bundesamt für Gesundheit (BAG): Patientensicherheit in der Radiologie und typische Strahlendosen. Bern.
- International Commission on Radiological Protection (ICRP): The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103.
