Dosisforschung

In Deutschland steigt die jährliche Pro-Kopf-Dosis bei Röntgenuntersuchungen. Der Anstieg lässt sich durch die Zunahme der durchgeführten Computertomographien (CT) erklären. Jedes Jahr werden circa 12 Millionen CT-Untersuchungen in Deutschland durchgeführt, die circa 9 % aller Röntgenanwendungen ausmachen. Im Durchschnitt fallen jedoch über 60 % der kollektiven effektiven Dosis auf die Computertomographie zurück.

Internationale Studien zeigen, dass die verwendete Strahlendosis bei Computertomographien sehr variabel ist und eine bessere Standardisierung notwendig ist, um das Strahlenrisiko für Patientinnen und Patienten zu minimieren. Dabei gilt der oberste Grundsatz des Strahlenschutzes: Alle Strahlenexpositionen müssen so niedrig wie vernünftigerweise möglich gehalten werden (ALARA-Prinzip).

Die Ziele der Arbeitsgruppe beinhalten die Optimierung der Strahlendosis und Reduktion des Strahlenrisikos für Patientinnen und Patienten bei Röntgenanwendungen wie der Computertomographie und bei radiologischen Interventionen, sowie die Optimierung der bildgebenden Diagnostik durch Standardisierung, gezieltes Dosis-Monitoring und technischen Fortschritt.

Forschungsschwerpunkte

Internationale Dosisstudie

Das Universitätsklinikum Essen hat sich an einer internationalen Dosisstudie der University of California San Francisco (UCSF, USA) beteiligt, welche bereits mehr als 10 Millionen CT-Daten von über 160 Kliniken ausgewertet hat. Unsere Arbeitsgruppe steht dabei im engen wissenschaftlichem Austausch mit dem Radiology Outcomes Research Lab der UCSF, welches diese Studie unter der Leitung von Prof. Smith-Bindman durchführte. Es wurden bereits mehrere wissenschaftliche Arbeiten hierzu veröffentlicht. Im internationalen Vergleich zwischen europäischen und US-amerikanischen Kliniken zeigte sich u. a., dass die Strahlendosen für die häufigsten CT-Indikationen an europäischen Instituten überwiegend signifikant niedriger waren. In einem aktuellen Projekt untersuchen wir die Strahlendosen von CT-Untersuchungen an Kindern und Jugendlichen.

Dosisstudien am Universitätsklinikum Essen

Auf Grundlage des routinemäßigen Dosis-Monitorings des Universitätsklinikums Essen werden in mehreren Studien verschiedene bildgebende Verfahren im Hinblick auf ihre Strahlenbelastung für Patientinnen und Patienten untersucht. Diese sind zum Beispiel diverse interventionelle Therapien mittels Angiographie (z.B. bei Gefäßmissbildungen, Tumoren der Netzhaut, Hirnblutungen und Lebermetastasen) und CT-gestützte Punktionen wie der Knochenbiopsie. Auch verschiedene Fragestellungen der Computertomographie bei Kindern und Erwachsenen werden im Hinblick auf ihre Strahlendosis und technische Parameter der CT-Scans untersucht. Für viele, teils seltene Untersuchungen konnten neue diagnostische Referenzwerte als Richtwerte für andere Kliniken aufgestellt werden. Ein weiterer Grundstein der Dosisforschung sind Untersuchungen an Phantomen, u.a. in Kooperation mit der Westfälischen Hochschule Gelsenkirchen.

Dosisoptimierung

In mehreren Studien untersucht die Arbeitsgruppe verschiedene Möglichkeiten zur Optimierung der Strahlenbelastung bei Röntgenanwendungen, u.a. durch die automatische Begrenzung des CT-Scanbereiches mittels Deep-Learning, durch die Untersuchung eines Niedrigdosis-Protokolls für die CT-Untersuchung des Brustkorbs und Bauches oder durch die Verwendung einer auf Deep-Learning-basierten Rekonstruktionssoftware für CT-Bilder. Hauptaugenmerk liegt dabei auch auf einer für die Diagnose ausreichenden Bildqualität.

Kooperationen

Extern

• Prof. Dr. med. Axel Wetter, Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Neuroradiologie, Asklepios Klinikum Harburg, Hamburg
• Prof. Rebecca Smith-Bindman, MD, Professor in Residence of Epidemiology and Biostatistics, Obstetrics, Gynecology and Reproductive Medicine, Radiology Outcomes Research Laboratory, University of California San Francisco, USA
• Prof. Dr. Waldemar Zylka, Westfälisches Institut für Gesundheit, Fachbereich Elektrotechnik und angewandte Naturwissenschaften, Westfälische Hochschule Gelsenkirchen

Intern

• Priv.-Doz. Dr. med. Cornelius Deuschl
• Dr. rer. nat. Aydin Demircioğlu
• Prof. Dr. med. Kai Naßenstein
• Prof. Dr. med. Benedikt Schaarschmidt
• PD Dr. med. Nika Guberina, Klinik für Strahlentherapie, Westdeutsches Tumorzentrum Essen, Universitätsklinikum Essen
• Klinik für Neurochirurgie, Universitätsklinikum Essen
• Klinik für Neurologie, Universitätsklinikum Essen

Förderungen

2023: PD Dr. med. Denise Bos – Josepha und Charlotte von Siebold Habilitandinnen-Förderprogramm

2020-2023: Dr. med. Denise Bos – Clinician Scientist der University Medicine Essen Clinician Scientist Academy (UMEA)

2021: Dr. med. Sebastian Zensen – Junior Clinician Scientist der University Medicine Essen Clinician Scientist Academy (UMEA)

Preise

2022: Dr.-Franz-Holeczke-Young Investigator Award des VMSÖ für das Paper: „Diagnostic reference levels and median doses for common clinical indications of CT: findings from an international registry„

Team

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Sebastian Zensen, MHBA

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Doktorand:innen

Florian Behr, Arian Felix Moradians, Julia Neuhoff, Sumitha Selvaretnam, Hannah aus der Wiesche