Wie stark erhöhen CT-Scans das Krebsrisiko?

Seit Ärzte vor vier Jahrzehnten begannen, regelmäßig CT-Scans (Computertomographie) anzuordnen, haben sich Forscher Sorgen gemacht, dass das medizinische Bildgebungsverfahren das Krebsrisiko eines Patienten erhöhen könnte. CT-Scanner beschießen den menschlichen Körper mit Röntgenstrahlen, die die DNA schädigen und Mutationen hervorrufen können, die Zellen dazu anregen, zu Tumoren heranzuwachsen.

Die Ärzte sind jedoch immer davon ausgegangen, dass die Vorteile die Risiken überwiegen. Die Röntgenstrahlen, die sich um den Kopf, den Brustkorb oder einen anderen Körperteil drehen, tragen dazu bei, ein dreidimensionales Bild zu erzeugen, das viel detaillierter ist als die Bilder eines normalen Röntgengeräts. Ein einziger CT-Scan setzt den menschlichen Körper jedoch der 150- bis 1.100-fachen Strahlung eines herkömmlichen Röntgenbildes aus, was in etwa der Strahlenbelastung eines Jahres entspricht, die von natürlichen und künstlichen Quellen in der Umwelt ausgeht.

Eine Handvoll Studien, die in den letzten zehn Jahren veröffentlicht wurden, haben die Bedenken erneut geweckt. Forscher des National Cancer Institute schätzen, dass 29.000 künftige Krebsfälle auf die 72 Millionen CT-Scans zurückzuführen sein könnten, die 2007 im Land durchgeführt wurden. Dieser Anstieg entspricht etwa 2 Prozent der insgesamt 1,7 Millionen Krebserkrankungen, die jedes Jahr landesweit diagnostiziert werden. Eine Studie aus dem Jahr 2009 an medizinischen Zentren in der San Francisco Bay Area errechnete ebenfalls ein erhöhtes Risiko: ein zusätzlicher Krebsfall pro 400 bis 2.000 routinemäßige CT-Untersuchungen der Brust.

Die Zuverlässigkeit solcher Vorhersagen hängt natürlich davon ab, wie Wissenschaftler den zugrunde liegenden Zusammenhang zwischen Strahlung und Krebs überhaupt messen. Tatsächlich stützen sich die meisten Schätzungen des übermäßigen Krebsrisikos durch CT-Untersuchungen in den letzten Jahrzehnten auf einen potenziell irreführenden Datensatz: die Krebsraten unter den Langzeitüberlebenden der Atombombenexplosionen im Zweiten Weltkrieg.

„Es gibt große Bedenken, wenn man die Daten der Atombombenüberlebenden nimmt und versucht zu verstehen, wie hoch das Risiko für Menschen sein könnte, die CT-Scans ausgesetzt sind“, sagt David Richardson, ein außerordentlicher Professor für Epidemiologie an der University of North Carolina Gillings School of Global Public Health, der über die Atombombenüberlebenden geforscht hat.

Ungefähr 25.000 Atombombenüberlebende waren relativ geringen Strahlungsdosen ausgesetzt, die mit ein bis drei CT-Scans vergleichbar sind. Die Zahl der Krebsfälle, die im Laufe ihres Lebens auftraten, ist jedoch nicht groß genug, um die erforderliche statistische Aussagekraft für eine zuverlässige Vorhersage des mit CT-Scans verbundenen Krebsrisikos in der Allgemeinbevölkerung zu bieten. In Anbetracht dieser Schwierigkeiten sowie der erneuten Besorgnis über die Strahlenbelastung und des Fehlens verbindlicher Normen für eine sichere CT-Bestrahlung (im Gegensatz zu Verfahren wie der Mammographie) haben ein Dutzend Forschergruppen in aller Welt beschlossen, das Risiko der CT-Strahlung auf der Grundlage umfassenderer Beweise neu zu bewerten.

Eine wachsende Zahl von Klinikern und medizinischen Verbänden wartet nicht auf endgültige Ergebnisse über die Gesundheitsrisiken und hat bereits damit begonnen, sich Gedanken darüber zu machen, wie die Strahlenbelastung verringert werden kann. Zwei Radiologen am Massachusetts General Hospital zum Beispiel glauben, dass sie die Röntgendosis bei mindestens einer gängigen Art von CT-Scan um 75 Prozent senken können, ohne die Bildqualität wesentlich zu beeinträchtigen. Ebenso versuchen einige medizinische Vereinigungen, überflüssige Bildgebung zu begrenzen und zu verhindern, dass Kliniker zu viel Strahlung verwenden, wenn CT-Scans notwendig sind.

Veraltete Daten

Aus offensichtlichen ethischen Gründen können Forscher keine Menschen bestrahlen, nur um das Krebsrisiko von CT abzuschätzen. Daher griffen die Wissenschaftler auf Daten von Überlebenden der Atombombenabwürfe auf Hiroshima und Nagasaki im August 1945 zurück. Zwischen 150.000 und 200.000 Menschen starben während der Detonationen und in den Monaten danach. Die meisten Menschen im Umkreis von einem Kilometer um die Bombenabwürfe starben an akuter Strahlenvergiftung, herabfallenden Trümmern oder Bränden, die unmittelbar nach dem Angriff ausbrachen. Einige Menschen im Umkreis von 2,5 Kilometern um Ground Zero lebten noch jahrelang, nachdem sie Gammastrahlen in unterschiedlichem Ausmaß ausgesetzt waren, von einem hohen Wert von mehr als drei Sievert (Sv), der Hautverbrennungen und Haarausfall verursachen kann, bis zu einem niedrigen Wert von fünf Millisievert (mSv), der in der Mitte des heute üblichen Bereichs für CT-Scans liegt (2 bis 10 mSv). Ein Sievert ist eine internationale Einheit zur Messung der Auswirkungen verschiedener Arten von Strahlung auf lebendes Gewebe: 1 Sv Gammastrahlen verursacht die gleiche Menge an Gewebeschäden wie 1 Sv Röntgenstrahlen.

Einige Jahre nach den Explosionen begannen Forscher, die Krankheits- und Sterberaten von mehr als 120.000 Überlebenden zu verfolgen. Die Ergebnisse zeigten zum ersten Mal, dass das Krebsrisiko durch Strahlung von der Dosis abhängt und dass selbst sehr geringe Dosen das Risiko erhöhen können. Auf der Grundlage dieser Daten schätzte ein Bericht des National Research Council aus dem Jahr 2006, dass eine Strahlenbelastung von 10 mSv – die ungefähre Dosis eines CT-Scans des Bauches – das Lebenszeitrisiko für die Entwicklung einer Krebserkrankung um 0,1 Prozent erhöht. Unter Verwendung derselben grundlegenden Informationen kam die US-amerikanische Food and Drug Administration zu dem Schluss, dass 10 mSv das Risiko einer tödlichen Krebserkrankung um 0,05 Prozent erhöhen. Da diese Risiken im Vergleich zum natürlichen Auftreten von Krebs in der Allgemeinbevölkerung winzig sind, erscheinen sie nicht alarmierend. Jeder Mensch in den USA hat eine 20-prozentige Chance, an Krebs zu sterben. Ein einziger CT-Scan erhöht also das Risiko eines durchschnittlichen Patienten, einen tödlichen Tumor zu entwickeln, von 20 auf 20,05 Prozent.

Alle diese Schätzungen haben einen gravierenden Fehler. Bei Überlebenden, die einer Strahlendosis von 100 mSv oder weniger ausgesetzt sind – einschließlich der für CT-Scans typischen Dosen – sind die Zahlen der Krebsfälle und Todesfälle so gering, dass es praktisch unmöglich ist, sicher zu sein, dass sie signifikant höher sind als die Krebsrate in der Allgemeinbevölkerung. Um dies zu kompensieren, haben der National Research Council und andere ihre Schätzungen in erster Linie auf Daten von Überlebenden gestützt, die Strahlungswerten im Bereich von 100 mSv bis 2 Sv ausgesetzt waren. Die Grundannahme ist, dass das Krebsrisiko und die Strahlendosis in einem ähnlichen Verhältnis zueinander stehen – was aber nicht unbedingt stimmt.

Ein weiterer erschwerender Faktor ist, dass die Atombomben den gesamten Körper der Menschen einer einzigen großen Gammastrahlung aussetzten, während viele Patienten mehrere CT-Scans erhalten, die mehrere Röntgenstrahlen auf eine Körperregion konzentrieren, was genaue Vergleiche erschwert. Erschwerend kommt hinzu, dass die Überlebenden der Atombombe im Vergleich zur heutigen US-Bevölkerung in der Regel wesentlich schlechter ernährt waren und weniger Zugang zur medizinischen Versorgung hatten. So kann die gleiche Strahlenbelastung bei einem Atombombenüberlebenden zu einer stärkeren Erkrankung führen als bei einer ansonsten gesunden Person von heute.

Dialing Down the Dose

Um das Risiko niedriger Strahlendosen endgültig zu bestimmen und neue Sicherheitsstandards für die CT-Strahlung festzulegen, beginnen die Forscher, die Daten der Atombombenüberlebenden aufzugeben und direkt die Zahl der Krebserkrankungen bei Personen zu untersuchen, die CT-Scans erhalten haben. Etwa ein Dutzend solcher Studien aus verschiedenen Ländern, in denen die Raten verschiedener Krebsarten nach CT-Scans untersucht wurden, werden in den nächsten Jahren veröffentlicht werden.

In der Zwischenzeit haben einige Forscher damit begonnen, zu testen, ob gute Bilder mit Strahlungsdosen erzeugt werden können, die niedriger sind als die, die bei typischen CT-Scans erzeugt werden. Sarabjeet Singh, Radiologe am Mass General, und sein Kollege Mannudeep Kalra haben eine ungewöhnliche Methode zur Durchführung solcher Untersuchungen gewählt. Anstatt lebende, atmende menschliche Freiwillige für ihre Studien zu rekrutieren, arbeiten sie mit Leichen. Auf diese Weise können sie Körper viele Male scannen, ohne sich Sorgen machen zu müssen, dass die Menschen krank werden, und sie können eine Autopsie durchführen, um zu überprüfen, ob der Scan ein medizinisches Problem richtig erkannt hat.

Bislang haben die Forscher entdeckt, dass sie bestimmte abnormale Wucherungen in der Lunge diagnostizieren und Routineuntersuchungen des Brustkorbs mit etwa 75 Prozent weniger Strahlung als üblich durchführen können – eine Strategie, die das Mass General inzwischen übernommen hat. Singh und Kalra geben ihre Methoden nun an Radiologen und Techniker in Krankenhäusern und Untersuchungszentren in den USA und auf der ganzen Welt weiter.

Medizinische Verbände helfen ebenfalls mit. Da die FDA den Einsatz von CT-Scannern nicht regelt und keine Dosisgrenzwerte festlegt, verwenden die verschiedenen Zentren eine Vielzahl von Strahlungsdosen, von denen einige unnötig hoch erscheinen. Im vergangenen Jahr hat die American Association of Physicists in Medicine standardisierte Verfahren für CT-Untersuchungen bei Erwachsenen eingeführt, die einige dieser Ausreißer eindämmen sollen, so Singh. Außerdem werden immer mehr CT-Einrichtungen in den USA vom American College of Radiology akkreditiert, das Grenzwerte für die Strahlendosis festlegt und die Bildqualität bewertet. Seit 2012 ist die Akkreditierung für ambulante Kliniken, die Medicare Part B akzeptieren, obligatorisch, wenn die Einrichtungen die Kosten für die Scans erstattet bekommen wollen.

Auch wenn Kliniker die Strahlendosis bei einzelnen CT-Untersuchungen noch so sehr senken, bleibt ein Problem bestehen. Viele Menschen erhalten immer noch unnötige CT-Untersuchungen und damit auch unnötige Strahlendosen. Bruce Hillman von der University of Virginia und andere Forscher befürchten, dass vor allem Ärzte in der Notaufnahme zu viele CT-Untersuchungen anordnen, weil sie in Stresssituationen schnelle Entscheidungen treffen. In einer Umfrage aus dem Jahr 2004 waren 91 Prozent der Ärzte in der Notaufnahme der Meinung, dass ein CT-Scan kein Krebsrisiko darstellt. Vielleicht haben Ärzte und ihre Patienten die Botschaft endlich verstanden. Eine Analyse von Medicare-Daten aus dem Jahr 2012 deutet darauf hin, dass die zuvor rasante Zunahme von CT-Untersuchungen abflacht und möglicherweise nachlässt.

„Ob ein geringes Krebsrisiko besteht, steht noch nicht fest“, sagt Donald Frush, Leiter der pädiatrischen Radiologie am Duke University Medical Center. „Aber am sichersten ist es, davon auszugehen, dass keine Strahlenmenge sicher ist. Und wenn wir in 20 Jahren herausfinden, dass ein bisschen nicht schädlich war, was haben wir dann verloren, wenn wir versuchen, die Dosis zu minimieren?“