C-Bogen: Strahlenbelastung, Strahlenschutz und Kaufberatung

Einleitung: Was ist ein mobiler C-Bogen?

Die mobile intraoperative Durchleuchtung (MIODL), kurz “Durchleuchtung”,) mithilfe der C-Bogen Technologie ist eine Form der röntgenologischen Fluoroskopie. Diese macht eine „Echtzeit-Untersuchung“, also eine dauerhafte Durchleuchtung, eines Patienten möglich und  kommt zum Beispiel in der modernen Wirbelsäulenchirurgie, Orthopädie, Endoskopie und in vielen anderen Anwendungsgebieten zum Einsatz.

Wie bei der konventionellen Röntgenaufnahme dringt der Röntgenstrahl auch bei der Durchleuchtung mit einem C-Bogen durch den Körper. Anders als bei einer Röntgenaufnahme wird bei der Durchleuchtung anstelle von Film-Folien, Speicherfolie (photostimulierbare Speicherplatte PSP) oder Detektor (Cellsium Iodid CSI), die Röntgenstrahlung auf einem fluoreszierenden Schirm dargestellt. Das Signal wird dann durch eine Kamera bzw. mittels „Flachbild-Detektorsystem“ aufgenommen, digitalisiert und anschließend auf einem Monitor wiedergegeben bzw. für eine spätere Auswertung gespeichert.[1]

Grundsätzlich kann man medizinische Bildgebungsverfahren in röntgenologische, molekulkare (z.B. Positronenemissionstomografen (PET)) und andere (z.B. Magnetresonanztomographie / MRT, Ultraschall) unterscheiden. Da wie bereits erwähnt die C-Bogen Technologie Röntgenstrahlung nutzt, findet sich im Folgenden eine Übersicht aller bildgebender Verfahren mit Röntgenstrahlung.

Übersicht: Bildgebende Verfahren mit Röntgenstrahlung 

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Röntgen Verfahren

Anwendung

Medizinsche Systeme 

   

Radiografie (Konventionelles Röntgen)   

   

Untersuchung von Knochen und kalziumreichem Geweben

   

Digitale Röntgenanlage

   

Fluoroskopie

   

„Echtzeit-Untersuchung“ von Organen und Gelenken.   

   

Mobiler C-Bogen und stationärer C-Bogen   

   

Computertomografie   

   

3D-Röntgentechnik zur detaillierten Darstellung von Blutgefäßen, Weichgeweben inneren Organen und Muskeln   

   

Computertomograph

 

Mammographie   

 

Strahlungsarme Bildgebung im Rahmen der Brustkrebs-Früherkennung   

Digitale Brust-Tomosynthese (DBT)

   

Angiographie   

   

Zur Untersuchung und Behandlung von Arterien und Venen sowie Organen bei Gefäßverengungen oder –verschlüssen   

   

Röntgensystem mit fixiertem C-Bogen-System, CT oder MRT   

 

Wie ist ein C-Bogen aufgebaut?

Einen Überblick über den Aufbau von C-Bögen gibt die nachfolgende Abbildung:

 

Der Aufbau eines C Bogen

 Der Aufbau eines mobilen C-Bogens Bildquelle: GE Healthcare

Der Aufbau eines C-Bogens gliedert sich in eine Monitoreinheit mit einem oder zwei Displays, die entweder auf einem Monitorwagen oder platzsparend fest auf dem C-Bogen Stativ installiert sind (wie in Abbildung 1 zu sehen). Die Monitore zeigen während eines Eingriffs das Live-Bild der Durchleuchtung sowie ein gespeichertes Referenzbild.

Auf dem C-Bogen Stativ sind die Bedienkonsole, um Durchleuchtungsprogramm und -Modus auszuwählen, Lenk- und Bremshebel und der Handschalter zum Auslösen Röntgenstrahlung zu finden. Außerdem ist darauf der Längsschlitten befestigt. Dieser sorgt für eine variable Einstellmöglichkeit des C-Bogens in der horizontalen Ebene.

Der Schwenkarm ist ein Drehgelenk, das für die orbitale Rotationmöglichkeit des C-Bogens sorgt. Dadurch werden Aufnahmen am liegenden Patienten ermöglicht. Das C verbindet physisch den Röntgengenerator mit dem Bildverstärker (BV) und gibt dem C-Bogen seinen Namen.

 

 

Orbitale Rotation eines C Bogens

Orbitale Rotationsmöglichkeit eines C-Bogens Bildquelle: GE Healthcare

 

 

Bildempfängerebene: Wie wird das Bild erzeugt?

Beim Durchleuchtungsvorgang erzeugt und emittiert der Röntgengenerator Röntgenstrahlung. Diese trifft abgeschwächt zum Teil auf einen fluoreszierenden Schirm im Bildverstärker. Je nach Strahlenintensität leuchtet der Schirm verschieden hell. Eine an der Oberseite des Bildverstärkers angebrachte Kamera nimmt von diesem ein digitales Bildsignal auf, das vom System verarbeitet, optimiert und schließlich auf der Monitoreinheit angezeigt werden kann. [2]

Gerade durch die Möglichkeit der Rotation in allen Ebenen sowie der fahrbaren Bauweise ist ein mobiler C-Bogen sehr flexibel und OP-Saal übergreifend einsetzbar. Das führt dazu, dass dieser Anwendung in vielen Interventionen findet, wie z.B. bei der Funktionsprüfung eines orthopädischen Gelenkersatzes.

 

Welche Anwendungsgebiete und Funktion hat ein mobiler C-Bogen?

Nachfolgend findet sich eine Übersicht über die Anwendungsgebiete und die Funktion von C-Bögen:

 

Übersicht der Anwendungsgebiete eines C-Bogen in der Medizin (Ausschnitt):

  • Chirurgie
  • Orthopädie
  • Traumatologie
  • Gefäßchirurgie
  • Urologie
  • Kardiologie
  • Fluoroskopie während der Intervention, um in Echtzeit die Operation zu überwachen
  • Hohe Bildqualität und detailreiche Wiedergabe ermöglichen die direkte Darstellung von z.B. Knochenstrukturen                                                     
  • Kontrolle des OP-Ergebnisses und Dokumentation an allen Bereichen des Patienten

C Bogen in der EBA Servicewerkstatt

C-Bögen in EBA Servicewerkstatt

 


Strahlenbelastung durch C-Bögen: keine Angst aber Sorgfalt

 

Wie bei allen röntgenologischen Bildgebungsverfahren,wird auch bei der mobilen intraoperativen Durchleuchtung der Patient, wie auch das OP-Team, einer gewissen Dosis ionisierter Strahlung ausgesetzt. Dadurch erhöht sich deren Röntgenbelastung, die zu Schäden an Zellen und DNA führen kann. Dabei gibt es „keinen bekannten Grenzwert, unter dem keine Tumorinduktion stattfinden kann“. [3]

Zwar bedeutet dies für den Patienten ein gewisses Risiko, jedoch übertreffen die Vorteile einer erfolgreichen Behandlung mittels der richtigen Diagnose, Ausführung und Kontrolle das Risiko der Strahlung in den meisten Fällen bei weitem. Entscheidend für die Indikation ist die medizinische Notwendigkeit für die Anwendung von Röntgenstrahlung am Körper.

Auch für das OP-Team entsteht bei mobiler intraoperativer Durchleuchtung Strahlenbelastung v.a. durch Streustrahlung. Denn bei der DL mittels C-Bogen erreichen nur ca. 2 % der emittierten Photonen den Bildverstärker. Der Rest ist Streustrahlung, wovon 80–90 % vom Patienten absorbiert und 10–20 % in die Umgebung abgestrahlt werden und somit potenziell das OP-Personal exponieren Dabei sind diejenigen Körperteile in naher Umgebung zum Patienten  (v.a. der vordere Oberkörper und die Arme) des Operateurs stärker ausgesetzt. [1, 4]

Deshalb gilt es immer das Minimierungsgebot zu befolgen, dass besagt, jede unnötige Strahlenexposition vermieden werden soll und jede unvermeidbare Strahlenexposition so gering wie möglich zu halten ist!

C Bogen Strahlenbelastung

Verhältnis der emittierten zur gestreuten Strahlung Bildquelle: GE Healthcare

Strahlenschutz: Maßnahmen zum Schutz vor Strahlenschäden durch C-Bogen

Zur Vorbeugung von Schäden durch Strahlung gilt es die 5A-Regel einzuhalten. Diese setzt sich zusammen aus:

  1. Aufenthaltszeit
  2. Aktivität
  3. Abstand
  4. Abschirmung
  5. Ausbildung 

 

1. Aufenthaltszeit

Die Strahlendosis erhöht sich linear mit der Aufenthaltszeit im Bereich der Strahlungsemission. Daher muss das sog. ALARA-Prinzip Anwendung finden. Dieses Akronym steht für As Low As Reasonably Achieable: so wenig Strahlung wie möglich, so viel wie nötig.

Um dieses Prinzip in der Praxis umsetzen zu können spielen gerade die Arbeitsabläufe im OP-Saal eine entscheidende Rolle: Schütz und Kraus empfehlen, dass sich der Bediener des C-Bogens für praktischen Strahlenschutz hierfür schon in der Arbeitsvorbereitung folgende Fragen beantworten muss: [3]

  • Wie muss der Patient für die Operation gelagert werden?
  • Wo steht die Anästhesie?
  • Von welcher Seite wird operiert?
  • Lagerung des Patienten mit Strahlenschutz?
  • Entspricht die Monitorwiedergabe der Lagerungsposition des Patienten?
  • Wie kommt man am besten mit dem C-Bogen zum Patienten?
  • Optimale OP-Feld-Einstellung für den Operateur?
  • Wo steht der Bildmonitor, damit Operateur und Durchleuchter diesen gut sehen können?

 

 

Technische Möglichkeiten zur Reduktion der Durchleuchtungszeit (DL-Zeit)[1]:

  • Möglichst die gepulste DL (Intervall-Impuls-DL) und die Last Image Hold (LIH) -Technik benutzen.  (Beim gepulsten Betrieb werden Bildserien mit Röntgenstrahlen von bis zu 6 Bildern/s gefertigt. Die Pulsdauer variiert zwischen 200 ms bis über 600 ms, das sind bei 6 Bildern/s also 170 ms/Bild. Die Vorteile der Methode sind, dass die kurzen Einzelpulse eine hohe Dosis aufweisen können und die Röhrenbelastung geringer ist als bei einer kontinuierlichen Strahlung. Dabei ist der Anteil des Bildrauschens gering; gleiches gilt für die Strahlenbelastung. Somit entstehen schärfere und kontrastreichere Bilder als bei der normalen DL-Technik.

Die möglichst häufige Verwendung der Last Image Hold-Funktion (Bildspeicher) und ein begrenzter Einsatz von Loops, Cine- oder Zielaufnahmen helfen dabei, die DL-Zeit gering zu halten.

Für Cine-Modus kann z. B. die Dosis zwischen 0,4 Gy/min (15 Bilder/s) bis 1 Gy/min (60 Bilder/s) variiert werden.

2. Aktivität

Dem ARLA-Prinzip zu folgen, bedeutet auch die DL-Zeit möglichst zu reduzieren. Dabei kann neben der operativen und technischen Erfahrung in der Durchführung auch die Reduktion von Kontroll-Durchleuchtungen dienlich sein. Zusätzlich kann der Strahleneingangswinkel variiert werden, wenn der Bildverstärker nicht nah bei Patienten platziert wurde. Denn dadurch lässt sich eine erhöhte fokale Hautbelastung vermeiden.

Des Weiteren kann die Nutzung einer Laserzielvorrichtung dazu dienen, die gewünschten DL-Punkte ohne Strahlenemission auffinden zu können. [3]

3. Abstand

Den effektivsten Schutz vor Strahlenschäden stellt der Abstand zur Strahlenquelle dar. Denn die Dosis reduziert sich quadratisch mit dem Abstand zur Strahlenquelle.

Diese Regel lässt sich durch ein Beispiel verdeutlichen; Man nimmt an bei einem Abstand von 0,5m liegt die Intensität bei 100%. Dann wäre bei Verdoppelung des Abstands auf 1m die Intensität nur noch 25%. Bei 2m 5%; bei 4m 1,25%. Die Strahlenbelastung ist dabei immer abhängig von der Stärke der Quelle. Grundsätzlich lässt sich jedoch schlussfolgern, dass ein größtmöglicher Abstand zwischen OP-Personal und Strahlenquelle bestehen sollte. Diese ist bei der MIODL neben dem Röntgengenerator u.a. der Patient als (Streu-) Strahlenquelle. Deshalb gilt, je weiter der Patient entfernt ist, desto geringer die Strahlendosis für das ausführende OP-Team. [3]

Zudem sollte die Röntgenröhre möglichst unter dem Patienten positioniert werden, da somit die Belastung durch Streustrahlung reduziert werden kann. [4]

 

C Bogen Streustrahlung

Die Streu­strahlung lässt sich um Patient, C-Bogen und Operationstisch in Iso­dosenkurven messen. Zu erkennen ist, dass mit dem Abstand vom Strahler die Belastung abnimmt. Quelle: [2]

 

 

4. Abschirmung

Komplizierte Eingriffe erfordern einen geringeren Abstand zum Patienten sowie lange DL-Zeiten. Deshalb ist zusätzlich eine gute persönliche Schutzausrüstung obligatorisch, um negative Folgen für das Medizinerteam zu vermeiden und  diese bei OPs vor hohen Strahlenbelastungen bei der Anwendung von C-Bögen zu schützen. Die Schutzausrüstung  muss auf der Vorderseite die Bleigleichwerte von 0,35mm betragen, auf der Rückseite 0,25mm zusätzlich kann eine Bleiglasbrille getragen werden. Darüber hinaus sollte immer ein Dosimeter unterhalb der Schutzkleidung: direkt am Körper bzw. der Kleidung getragen werden. Für die Schutzausrüstung gilt die europaweite Richtlinie 89/686/EWG. Die PSA sollte halbjährlich auf Intaktheit sichtgeprüft und jährlich unter DL qualitätsgeprüft werden. [3]

5. Ausbildung

Die 5A dienen zur Reduktion der Strahlenbelastung während Interventionen. Jedoch können diese Handlungsempfehlungen und Vorschriften nur durch dementsprechend geschultes und trainiertes Personal umgesetzt werden. Dabei müssen die Anwender einerseits hinsichtlich des Strahlenschutzes des Patienten und des OP-Personals und zur Dosiskontrolle geschult sein. Andererseits ist es eine grundlegende Voraussetzung, dass die Bediener den eingesetzten C-Bogen richtig in der jeweiligen Situation einsetzen können und dabei die Dosiskontrolle optimal regulieren und bedienen können. [3]

Denn dieses Wissen, das Bewusstsein und damit einhergehende Bestreben nach  Minderung der Strahlenbelastung kann eine Verringerung der applizierten Strahlendosis von bis zu 100% bedeuten. Zu diesem Schluss kommt Seidenbusch, der den Grund in eingeübten Gewohnheiten und individuellen Arbeitstechniken sieht. [5]

Hygiene und Sterilität

Bei bestimmten Interventionen wie z.B. Wirbelsäulenoperationen kommt das OP-Team in Kontakt mit dem C-Bogen. Dann ist es erforderlich, den kompletten C-Bogen mit einer passgenauen C-Bogen Abdeckung steril abzudecken. Grundsätzlich sollte aus hygienischer Sicht, das System so wenig wie möglich im OP bewegt werden, da es sonst zu Staubaufwirbelung kommen kann. Deshalb ist eine gezielte Arbeitsvorbereitung immanent wichtig. Falls eine Bewegung nötig ist, sollte die möglichst langsam erfolgen. [1]

 

Kauf eines mobilen C-Bogen: Auf was ist zu achten?

Die Investition in einen C-Bogen bedeutet, eine Investition in zielführende bildgebende Diagnostik. Auf dem Weg hin zu einem System müssen verschiedene Fragen beantwortet werden. Zum Beispiel kann beim Kauf eines C-Bogens gezielt darauf geachtet werden, dass dieser Features zur Minderung der Strahlenbelastung aufweist. 

Welche Geräteausstattung ist zur Reduktion der Strahlenbelastung relevant?

Um eine möglichst niedrige Strahlenbelastung für Patient und Personal zu erzeugen, sollte ein C-Bogen mit folgenden Features ausgestattet sein: [1]

Mindestausstattung von MIODL-Anlagen (C-Bögen) zur Reduktion der Strahlenbelastung

  • Digitale Bilderzeugung
  • Automatische Dosisleistungsregelung (ADR)
  • Begrenzung der Dosisleistung
  • Last Image Hold-Technik
  • Nutzstrahlbegrenzung auf BV-Durchmesser
  • Gepulste Durchleuchtung (DL)
  • Warnsignal, wenn akkumulierte Dosis >2 Gy
  • Anzeige des Dosisflächenproduktes (DFP / DAP)

 

Welche C-Bogen Hersteller gibt es?

Es gibt verschiedene Hersteller, die allesamt Geräte anbieten, die die Mindestanforderungen zur Reduktion der Strahlenbelastung erfülllen:

Überblick der führenden C-Bogen Hersteller in Deutschland:

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Hersteller

Überblick

C Bogen | Preise 

   
  • GE Healthcare
Der Geschäftsbereich GE Healthcare Systems des US-Konzerns General Electric bietet ein umfassendes Angebot medizinischer Systeme auch in der DACH-Region an.
   
  •    Siemens Healthineers
   Die Medizintechnik Sparte der Siemens AG wurde 2017 in Siemens Healthineers AG umbenannt.Diese bietet u.a. ein umfassendes Angebot an medizinischer Bildgebung. 
   
   
  • Ziehm Imaging 
   Ziehm Imaging ist spezialisiert auf die Entwicklung,Produktion sowie weltweite Vermarktung von mobilen C-Bögen.
 
  • Philips Medical Systems
 Mit Hauptsitz in Hamburg ist PMS ein Teil des Philips Konzerns.Neben C-Bögen bieten sie ein breites Portfolio an Medizinischen Systemen an. 

 

Neuer oder Generalüberholter C-Bogen?

Beim Kauf eines C-Bogens besteht die Möglichkeit einer neuen oder refurbished Variante. Beide Varianten bieten die essentiellen Features zum Strahlenschutz und haben jeweils verschiedene Vorteile:

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Neuer C-Bogen

Refurbished C-Bogen

  •  Aktuelles Design und Features 
  • optisch wie neu
  • Bewährte und bekannte Systeme, meist made in Germany 
  •   Durchschittl. Produktlebenszeit (10+ Jahre) 
  • Produktlebenszyklus verdoppelt sich (Ressourcenschonung von z.B. seltenen Erden)
  • Großer interner Bildspeicher 
  • Teilweise WLAN Funktionalität 
  • Nachrüstbar mit aktuellen Features, wie z.B. Laserzielvorrichtung
  • 2 Jahre Garantie
  • 6 Monate Garantie
  • Präsentation auf Fachmessen
  •  Präsentation in EBA-Showroom
  •  Preis: Ab ca. 40.000-200.000€*
  •  Preis: Ab ca. 14.900€*


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Wenn Lösungen zählen. EBA AG

Die EBA AG ist ein erfahrener Anbieter von neuen sowie generalüberholten (refurbished) C-Bögen.

Dabei werden alle gebrauchten C-Bögen im EBA Refurbishment-Prozess technisch sowie optisch wiederaufbereitet. Dadurch kann die durchschnittliche Lebensdauer gebrauchter bildgebender Geräte in vielen Fällen mehr als verdoppelt werden. Das führt neben niedrigen Investitionskosten bei voller Einsatzmöglichkeit, zu einem effizienten Einsatz der Geräte und vor allem auch zum Einsparen von knappen Ressourcen, der Vermeidung von Ressourcenverbrauch  und leistet einen wertvollen Beitrag zur Nachhaltigen Wirtschaft.

Mehr Informationen zu unseren Leistungen finden Sie auf unserer Startseite: 

Weiterführende Literatur

1.

Schütz U, Beer M, Wild A, Oehler S, Kraus M. Strahlenschutz bei C-Bogen-gestützten Wirbelsäulenprozeduren in Orthopädie und Unfallchirurgie [Stand: 14.07.2020]. Verfügbar unter: https://www.online-oup.de/media/article/2016/04/CDE57542-8FC0-452E-B379-B757EB73353C/CDE575428FC0452EB379B757EB73353C_schuetz_1_original.pdf.

2.

Medizinische Strahlung.de. Fluoroskopie [Stand: 20.07.20]. Verfügbar unter: http://www.medizinischestrahlung.de/verfahren-der-medizinischen-bildgebung/bildgebende-verfahren-mit-rontgenstrahlung/fluoroskopie/.

3.

Schütz U, Kraus M. Strahlenschutz und C-Bogen-Bedienung. In: Jerosch J, Hrsg. Minimalinvasive Wirbelsäulenintervention. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg; 2019. S. 55–72.

4.

Dresing K. Röntgen in Unfallchirurgie und Orthopädie. Ein Update über physikalische und biologische Auswirkungen, sinnvolle Anwendung und Strahlenschutz im Operationssaal. Oper Orthop Traumatol 2011; 23(1):70–8. doi: 10.1007/s00064-010-0001-y.

5.

Seidenbusch M, Krüger-Stollfuß I, Schneider K. Strahlenschutz in der Fluoroskopie im Kindesalter. Fortschr Röntgenstr 2015; 187(S 01). doi: 10.1055/s-0035-1551152.