Die Strahlenkatarakt ist eine Katarakt, die durch Exposition gegenüber ionisierender Strahlung wie Röntgen- und Gammastrahlen verursacht wird. Charakteristisch ist die hintere subkapsuläre Katarakt, es gibt jedoch auch Berichte über das Auftreten einer kortikalen Katarakt. Es ist bekannt, dass die Bestrahlung des Auges zu Katarakten führt, und es hat sich gezeigt, dass selbst eine niedrige Strahlendosis das langfristige Kataraktrisiko erhöht. Ionisierende Strahlung, sowohl in niedriger als auch in hoher Dosis, ist ein etablierter Risikofaktor (bewiesene Ursache) für kortikale, hintere subkapsuläre und gemischte Katarakte 1).
Auch niedrige Strahlendosen, wie sie bei Notfallarbeitern in Kernkraftwerksunfällen, bei beruflicher Exposition von medizinischem Personal oder bei medizinischer Exposition durch CT-Untersuchungen auftreten, stellen langfristig ein Risiko für Katarakte dar.
Nachfolgend sind die Gruppen mit hohem Risiko für Strahlenkatarakt aufgeführt.
Das Kataraktrisiko bei interventionellen Kardiologen und Katheterlaborpersonal ist in einer systematischen Übersichtsarbeit und Metaanalyse signifikant erhöht3). Eine große Kohortenstudie mit US-amerikanischen Radiologietechnologen zeigte ebenfalls ein erhöhtes Kataraktrisiko bei beruflicher Exposition mit relativ niedrigen Dosen5,6).
Die Schwellendosis für den Strahlenkatarakt wurde durch die Anhäufung neuerer epidemiologischer Studien erheblich gesenkt. Nachfolgend sind die alten und neuen Standards aufgeführt.
| Standard | Expositionsbedingung | Katarakt mit Sehverschlechterung | Leichter Katarakt |
|---|---|---|---|
| Alter Standard (vor 2007) | Einmalig akut | 5 Sv | 0,5 bis 2 Sv |
| Alter Standard (vor 2007) | Mehrfach chronisch | 8 Sv | 5 Sv |
| ICRP-Überarbeitung 2012 | Einheitlich für akut, fraktioniert, protrahiert und chronisch | 0,5 Gy | — |
Die ICRP (Internationale Strahlenschutzkommission) definierte 2012 die Schwellendosis als die Dosis, bei der 20 Jahre oder später nach Exposition bei 1% der exponierten Bevölkerung eine sehbehindernde Katarakt auftritt, und setzte sie auf 0,5 Gy fest. Sie ist unabhängig von der Expositionsart (akut, fraktioniert, protrahiert, chronisch) einheitlich auf 0,5 Gy festgelegt, und es besteht kein Zusammenhang zwischen Schwellendosis und Schweregrad.
Auch der Grenzwert für die berufliche Augenexposition wurde überarbeitet. Von zuvor 150 mSv pro Jahr wurde er gemäß der ICRP-Empfehlung von 2011 auf einen Durchschnitt von 20 mSv/Jahr über 5 Jahre (einzelnes Jahr nicht über 50 mSv) gesenkt.
Auch bei niedriger Strahlenbelastung steigt das langfristige Risiko für Katarakte. Die ICRP senkte 2012 den Schwellenwert auf 0,5 Gy, was eine deutliche Verschärfung gegenüber dem alten Standard (5 Sv als einmalige akute Dosis für einen Katarakt mit Sehverlust) darstellt. Auch die US-amerikanische Kohortenstudie unter Radiologietechnikern zeigte ein erhöhtes Kataraktrisiko bei beruflicher Exposition mit relativ niedrigen Dosen 6). Eine niedrige Strahlenbelastung sollte als Beschleuniger der altersbedingten Veränderungen der Linse betrachtet werden.
Die wichtigsten subjektiven Symptome des Strahlenkatarakts sind im Folgenden aufgeführt.
Strahlungsbedingte Linsentrübungen verursachen feine, mehrfarbige punktförmige Trübungen und Vakuolen im hinteren subkapsulären Zentrum, die sich allmählich ausdehnen und wie folgt fortschreiten.
Frühstadium (Mikrotrübung)
Punktförmige Trübungen und Vakuolen : Im Zentrum des hinteren Kapselsacks treten feine, mehrfarbige punktförmige Trübungen und Vakuolen auf.
Wasserspalten : Durch Dissoziation der Y-förmigen Naht entstehende Wasserspalten. Können ab diesem Stadium auftreten.
Fortgeschrittenes Stadium
Fleckige und körnige Trübungen : Punktförmige Trübungen vergrößern und verschmelzen, unter dem hinteren Kapselsack breiten sich fleckige und körnige Trübungen aus.
Weiter fortgeschritten
Donutförmige hintere Kapseltrübung : Donutförmige hintere Kapseltrübung mit relativ klarem Zentrum.
Hochfortgeschrittenes Stadium
Untertassenförmige Trübung: Es bildet sich eine untertassenförmige Trübung aus zwei membranösen Schichten (vordere und hintere). Dies führt zu einer deutlichen Verschlechterung der Sehfunktion.
Die typische Strahlenkatarakt bei hoher Exposition zeigt ein Trübungsmuster, das sich deutlich von der Alterskatarakt oder Steroidkatarakt unterscheidet, sodass die Abgrenzung relativ einfach ist.
Andererseits schreitet die Strahlenkatarakt durch Niedrigdosis-Exposition extrem langsam voran. Je niedriger die Dosis, desto länger dauert es bis zum Auftreten (Jahrzehnte), und altersbedingte Veränderungen kommen hinzu, was die Beurteilung erschwert. Da auch die Alterskatarakt Vakuolen, hintere subkapsuläre Trübungen, Wasserspalten und oberflächliche kortikale Trübungen verursacht, ist es nicht einfach zu entscheiden, ob eine Trübung in einer gealterten Linse durch Strahlenexposition verursacht wurde.
Bei typischen Fällen nach hoher Strahlenbelastung ist die Unterscheidung aufgrund des charakteristischen Fortschreitens (polychrome feine punktuelle Trübungen → donutförmig → tellerförmige hintere subkapsuläre Trübung) relativ einfach. Bei niedriger Strahlenbelastung sind die Veränderungen langsam und überlappen sich mit altersbedingten Veränderungen, daher ist eine detaillierte Anamnese der Strahlenexposition (Dosis, Dauer, Ursache) für die Differenzierung unerlässlich.
Ionisierende Strahlung ist ein etablierter Risikofaktor für alle folgenden Katarakttypen1).
| Katarakttyp | Zusammenhang mit Strahlung |
|---|---|
| Kortikaler Katarakt | Ionisierende Strahlung (Niedrig- und Hochdosis) |
| Hintere subkapsuläre Katarakt | Ionisierende Strahlung (niedrige und hohe Dosis) |
| Gemischte Katarakt | Ionisierende Strahlung (niedrige und hohe Dosis) |
Die Diagnose einer Strahlenkatarakt erfolgt durch die Kombination einer charakteristischen Trübung und einer Bestrahlungsvorgeschichte.
Die ICRP (2012) definiert strahleninduzierte Linsentrübungen in den folgenden zwei Kategorien, die zur Festlegung der Schwellendosis verwendet werden.
Es sind keine speziellen Untersuchungsmethoden erforderlich; die Diagnose wird mittels einer normalen Spaltlampenuntersuchung (insbesondere der Durchleuchtungsmethode) gestellt. Eine detaillierte Anamnese der Strahlenexposition ist die wichtigste Information; Strahlendosis, Expositionsdauer und -ursache müssen unbedingt erfragt werden. In Fällen, in denen die Abgrenzung zu altersbedingten Veränderungen schwierig ist, ist die Strahlenexpositionsanamnese das entscheidende Kriterium für die Diagnose.
Bei Strahlenkatarakt ist die Prävention die wichtigste Maßnahme.
Die Verwendung einer Schutzbrille aus bleihaltigem Glas oder bleihaltigem Acryl (Augenschutz) ist die zuverlässigste Präventionsmaßnahme. Die Nutzungsrate im klinischen Alltag ist jedoch gering. Es wird empfohlen, die konsequente Nutzung durch medizinisches Personal und die Nutzung durch Patienten bei Untersuchungen mit hoher Augenstrahlenbelastung sicherzustellen. Die Verwendung von Strahlenschutzschilden und Bleibrillen gilt als wirksam 8). Die Einhaltung der beruflichen Strahlenexpositionsgrenzwerte basierend auf den ICRP-Empfehlungen von 2011 ist ebenfalls eine wichtige Präventionsmaßnahme für das Dosis management.
Bei strahlenbedingtem Katarakt mit Sehbehinderung wird eine Standard-Kataraktoperation durchgeführt.
Bei strahlenbedingtem Katarakt mit Sehbeeinträchtigung ist die standardmäßige Phakoemulsifikation (PEA) mit IOL-Implantation wirksam, und die postoperative Prognose ist ebenso gut wie nach altersbedingtem Katarakt. Die Operationsindikation besteht, wenn der hintere subkapsuläre Trübungsdurchmesser 2 mm überschreitet und eine Sehverschlechterung auftritt. Bei Niedrigdosis-Exposition vergeht oft eine lange Zeit zwischen Auftreten und Operation, aber die Operationsergebnisse unterscheiden sich nicht von anderen hinteren subkapsulären Katarakten.
Die Linse ist ein sehr strahlenempfindliches Gewebe. Ihr Entstehungsmechanismus wird wie folgt verstanden.
Durch Strahlenexposition werden in den Zellen der Keimzone und in den Faserzellen freie Radikale erzeugt, die zu Zellschäden führen. Dadurch wandern geschädigte Linsenäquatorzellen zur hinteren Kapsel, was zu einer verminderten Transparenz der subkapsulären Linsenfasern und einer Aggregation von Kristallinen führt, was zu einem hinteren subkapsulären Katarakt führt.
Genetische Schäden in der Keimzone durch Strahlenexposition sind eine notwendige Bedingung für die Entstehung des Katarakts. Selbst wenn die Linse Strahlung ausgesetzt wird, während nur die Keimzone durch eine Abschirmung geschützt ist, tritt kein Strahlenkatarakt auf. Dies ist die theoretische Grundlage für die Wirksamkeit des Augenschutzes durch bleihaltige Schutzbrillen zur Prävention.
Eine Meta-Regressionsanalyse von hämatopoetischen Stammzelltransplantationsregimen bestätigte eine Dosis-Wirkungs-Beziehung für die Strahlenkatarakt 2). Ein aktuelles Review zu den Auswirkungen ionisierender Strahlung auf das Auge berichtet ebenfalls über Effekte einer Niedrigdosis-Exposition, und das Verständnis des Zusammenhangs mit der Dosis schreitet voran 4).
Der Strahlenstar tritt nicht unmittelbar nach der Bestrahlung auf. Je niedriger die Dosis, desto länger ist die Latenzzeit bis zum Auftreten, die Jahrzehnte betragen kann. Einmal aufgetreten, schreitet er mit zunehmendem Alter allmählich voran. Eine niedrige Strahlendosis sollte als Beschleunigung der altersbedingten Veränderungen der Linse interpretiert werden.
Es wird weiterhin darüber diskutiert, ob es eine Schwellendosis für die Strahlenkatarakt gibt oder ob die Dosis-Wirkungs-Beziehung linear ist (Schwellenwertloses LNT-Modell). Die laufende Forschung umfasst auch die Gültigkeit des ICRP-Werts von 0,5 Gy 4). Durch kontinuierliche Überprüfungen der Auswirkungen ionisierender Strahlung auf das Auge wird die Schwellendosis neu bewertet.
Die US-amerikanische Radiologietechnologen-Kohorte (US Radiologic Technologists study) verfolgt langfristig den Zusammenhang zwischen beruflicher Exposition und Kataraktrisiko. Es wurde gezeigt, dass selbst eine relativ niedrige berufliche Exposition das Kataraktrisiko erhöht, was zur Bewertung der Angemessenheit der aktuellen Grenzwerte für die berufliche Exposition genutzt wird 5,6).
Obwohl die Wirksamkeit von bleihaltigen Schutzbrillen nachgewiesen ist, ist ihre Nutzungsrate im klinischen Umfeld nach wie vor gering. Bildungs- und Sensibilisierungsprogramme zur Steigerung der Nutzungsrate sowie die Entwicklung leichter tragbarer Schutzausrüstung sind Herausforderungen.
Die Suche nach Biomarkern und bildgebenden Diagnoseverfahren zur Unterscheidung von Strahlenkatarakt nach Niedrigdosisbestrahlung und Alterskatarakt befindet sich in der Forschungsphase. Wenn spezifische Biomarker identifiziert werden, wird eine Anwendung zur Differenzierung bei Fällen mit unbekannter Strahlenexposition erwartet.
