RADY ASYON GÜVENLİĞİ ve SAĞLIĞI

1. RADYASYON GÜVENLİĞİ ve SAĞLIĞI Dr. Erol Akgül Ç.Ü SHMYO/Radyoloji

2. RADYASYON SAĞLIĞI VE RADYASYONDAN KORUNMA 1

3. 1895’te x-ışınlarının bulunmasından hemen sonra 1896’da radyasyona bağlı 23 radyodermatit olgusu yayınlanmıştır. • 1911-1914 yılları arasında 3 ayrı yayında radyasyonla ortaya çıkmış198 kanser olgusu ve 54 kanserden ölüm bildirilmiştir. • 1928’deki ll.Uluslararası Radyoloji Kongresinde radyasyon şiddetini ölçmede kullanılmak üzere birim geliştirilmesi kararlaştırılmıştır. • Bunun için görevlendirilen komite kullanılacak birimin Röntgen olmasına karar vermiştir.

4. İYONİZAN RADYASYON KAYNAKLARI 1 • İnsanlar doğal çevrede iyonizan radyasyon ile karşılaşırlar. • Başlangıçta bu radyasyon tamamen doğal kaynaklardan ortaya çıkarken son zamanlarda insan eliyle oluşturulan radyasyon da giderek artmıştır. • Doğal radyasyon dış ve iç kaynaklardan gelebilir. • Dış kaynaklar kozmik ışınlar ve gamma radyasyondur.

5. İYONİZAN RADYASYON KAYNAKLARI 2 • Kozmik radyasyon yükseklikle yakından ilgilidir, yükseklik arttıkça artar ve 30-70 mrem/yıl arasında değişir. • Gama ışınlar 30-130 mrem/yıl olup bina içinde veya dışında olup olmamaya göre değişir. • Total dış kaynak radyasyonu 100 mrem/yıl’dır. • İç kaynaklar su, yemek ve hava yolu ile alınan radyonükleidlerden gelir. • Yıllık miktarı 25 mrem kadardır. • Total doğal radyasyon dozu 125 mrem/yıl civarındadır.

6. İYONİZAN RADYASYON KAYNAKLARI 3 • İnsan eliyle oluşturulan radyasyon doğal radyasyondan az olmakla birlikte miktarı giderek artmaktadır. • En önemlisi yıllık 50-75 mrem değere ulaşan tanı ve tedavi amaçlı kullanılan radyasyondur. • Mesleki ekspojur yüksek değerlere ulaşabilir ancak toplumda az kişiyi ilgilendirdiği için genetik etkisi azdır.

7. Günlük hayatımızda aldığımız radyasyon miktarları • Doğal radyasyon %48 • Tıbbi amaçlı radyasyon %46 • Nükleer silah testleri ve sızıntılar %3 • Diğer %3

8. Hayvanlarda yapılan deneyler ve kaza sonucu radyasyona maruz kalan insanlarda yapılan gözlemler, radyasyon dozu ile biyolojik etkisi arasında belirgin bir ilişki olduğunu göstermektedir. • Tıpta radyasyon, tanısal (radyodiagnostik, nükleer tıp) yada tedavi (radyoterapi) amacıyla kullanılmaktadır.

9. RADYASYONUN BİYOLOJİK ETKİLERİ 1 • Röntgen ışınları, bulunduğu ilk yıllarda zararlı etkilerinin bilinmemesi nedeniyle hiçbir korunma önlemi olmadan yıllarca kullanılmıştır. • Korumasız x-ışını tüplerini kullanan bazı kişiler, radyodermit nedeniyle el parmaklarını yitirmişler, bazıları katarakt olmuş, kimileri kısırlaşmış, hatta lösemi ve kanserler sonucu ölenler olmuştur. • Günümüzde, röntgen ışınlarının zararlı etkileri bilinmekte ve radyoloji pratiğinde radyasyondan korunma kuralları ön planda tutulmaktadır. • Günümüzde korunma şartlarında, tanısal dozlarda kullanılan radyasyona bağlı ölüm sözkonusu değildir.

10. RADYASYONUN BİYOLOJİK ETKİLERİ 2 • İyonizan radyasyonun canlı üzerine etkilerini “radyobiyoloji” bilim dalı inceler. • Radyasyonun dokuya etkisi atomik seviyede olmaktadır. İnsanda görülen radyasyon hasarı, atomik seviyede olan etkilere bağlı moleküller yapının bozulması sonucudur. • Makromoleküller üzerinde yapılan invivo çalışmalarda daha az dozda zararlı etki gözlenirken, invitro çalışmalarda hasarı gözlemek için daha yüksek doz gerekmektedir.

11. RADYASYONUN BİYOLOJİK ETKİLERİ 3 • DNA, hücre ve insanın büyümesini ve gelişmesini kontrol eden kromozomları oluşturduğu için radyasyon hasarından etkilenen moleküllerin en önemlilerindendir. • Radyasyonun DNA’yı etkilemesi, organizmaya üç şekilde zarar verebilir. 1.      Hücre ölümü, 2.      Malignite, 3.      Genetik hasar,

13. RADYASYONUN BİYOLOJİK ETKİLERİ 4 • Eğer hasar germ hücrelerindeki DNA’da oluşursa bir sonraki yada daha sonraki nesillerde zararlı etki görülebilir. • DNA’daki hasar sonucu kromozomal değişikliklerin neden olduğu mutasyonlar, resessif özelliktedir. • Bu durumda genetik etki, ancak aynı özellikte mutasyona uğramış diğer bir üreme hücresi ile fertilizasyon olduğunda ortaya çıkar.

14. RADYASYONUN BİYOLOJİK ETKİLERİ 5 • İyonizan ışınların maddeyle etkileşimi sonucu ısı, eksitasyon ve iyonizasyon oluşur. • Canlı organizma ile bu etkileşim, doğrudan veya dolaylı olarak iki şekilde olur.

15. Doğrudan Etki • Hücredeki makro moleküllerde (enzim, protein, RNA, DNA) olur. • Enzim ve proteinlerde oluşan etki hücre tarafından onarılabilir. • DNA’da oluşan etki ise onarılamaz. • DNA’da oluşan bu etkiler genetik mutasyon ve hücre ölümüne neden olabilir.

16. Dolaylı Etki 1 • Su moleküllerinde görülen etkidir. • İnsan vücudunun % 80’i sudur. • Su, radyasyona maruz kaldığında, başka moleküler yapılara bölünür. • Buna suyun radyolizi denir. • Suyun radyolizi sonucunda yaklaşık 1 milisaniyelik bir süre için, H ve OH serbest kökleri oluşur.

17. Dolaylı Etki 2 • Bunların enerji fazlaları, diğer molekülleri etkileyerek moleküler bağları çözebilir. • Ayrıca serbest köklerin birleşmesi sonucu, hidrojen peroksit (H2O2) oluşabilir. • Bu madde, hücreye toksik etkilidir. • Bu şekilde oluşabilen hidrojenperoksid(H2O2) kökü de hücreye hasar vermektedir.

18. RADYASYONUN BİYOLOJİK ETKİLERİ 6 • Radyasyonun canlı üzerindeki etkileri, ışınlamanın şiddeti ve süresine göre değişir. • Etkiler hemen görülebildiği gibi latent bir dönemden sonra da görülür. • Tanısal amaçlı x-ışını cihazlarıyla alınan dozun düşük olması nedeniyle burada oluşan etkiler, nükleer silah yada reaktör kazalarında görülen etkilerden farklı olmaktadır.

19. Işına Duyarlılık Derecesi • Hücrelerin ışına duyarlılık derecesi de farklılık gösterir. • Hızlı çoğalan ve bölünme fazındaki hücreler (kemik iliği hücreleri, derinin basal hücreleri, intestinal kript hücreleri) radyasyona daha duyarlıdır. • Buna karşın kemik, kıkırdak, kas, sinir ve bağ dokusu gibi yapısal ve fonksiyonel özellik kazanmış hücreler radyasyona dirençlidir.

20. Stokastik Etki • Radyasyonun biyolojik etkilerinin oluşması için gereken dozun bir alt sınırı yoktur. • Küçük dozlarda bile kanser ya da genetik etki olabilir. • Radyasyonun bu şekildeki dozdan bağımsız olan etkilerine “stokastik etki” denir. • Bundan dolayı çalışanların ya da kitlenin korunmasında, mümkün olan en az dozun alınması önerilmektedir.

21. Non-stokastik (deterministik) Etki • Belli bir eşik değerden sonra ortaya çıkan etkidir. • Bu değer altında etki izlenmez. • Bu değer üzerinde etkinin ortaya çıkması %100’dür. • Radyoterapide doz arttırıldıkça ortaya çıkan değişik cilt bulguları buna iyi bir örnektir.

22. RADYASYONUN ERKEN ETKİLERİ • İnsanda 300 rad’lık total vücut ışınlamasında bir ay içinde ölüm oranı %50 iken aralıklı olarak birkaç aylık periyodda 5000 rad’lık bölgesel radyoterapi uygulamasında, sadece deri değişiklikleri izlenmektedir.

23. Radyasyon ekspojurunun insandaki belli erken etkileri Etki Işınlanan Bölge Minimum doz(rad) Ölüm Tüm vücut 100 Hematolojik Yıkım Tüm vücut 25 Deri eritemi Bölgesel 300 EpilasyonBölgesel 300 Kromozom Aberrasyonu Tüm vücut 5 Gonadal Disfonksiyon Bölgesel 10

24. AKUT RADYASYON SENDROMU • Yüksek doz radyasyon sonrasında günler yada haftalar içinde ölüm olayına akut radyasyon sendromu adı verilir.

25. Bu sendromlar dışında süreye bağlı olmayan iki ayrı peryod vardır. 1. Prodromal sendrom 2. Latent dönem

26. Prodromal Sendrom • Vücuda 100 rad ve üzerinde radyasyon verildiğinde, bulantı, kusma, ishal ve lökosit (akyuvar) sayısında azalma şeklinde görülen tablodur. • Birkaç saatten birkaç güne kadar sürer. • Semptomların ciddiyeti radyasyon dozuna bağlıdır.

27. Latent Dönem • Radyasyona maruz kalma sonrasında görülen geçici bir iyilik dönemidir. • Bu dönemde radyasyon hastalığına ait bulgular gözlenmez. • 100-500 rad arası dozlarda bu dönem haftalarca sürebilirken, 5000 rad ve üzeri dozlarda birkaç saatten az sürer.

28. RADYASYONUN ERKEN ETKİLERİ • Radyasyondan sonra 30 günlük periyod içinde ölüm oranının %50 olduğu doz miktarı (LD50/30) insanlar için 300 rad’dır. • Bazı hayvan türlerinde bu değer, 3000 rad’a kadar çıkabilmektedir. • Hatta nükleer reaktörlerin kanallarında yaşayan ve üreyen bir bakteri türü (Mikrokokküs radyodurens) olduğu bilinmektedir.

29. RADYASYONUN GEÇ ETKİLERİ 1 • Az dozlarda üzün süreli radyasyon alımı sonucu görülen etkilerdir. • Deri: Eritem, desquamasyon, pigmentasyon ve geç dönemde cilt kanserleri görülmektedir. • Lens: Radyasyona bağlı katarakt olma riski dozla orantılı olarak artar. Mesleki korunma sınırları içinde alınan dozlarda, cilt bulgurları ve katarakt oluşmaz.

30. RADYASYONUN GEÇ ETKİLERİ 2 • Hematolojik sistem: • Çalışan personel maksimum dozun üzerinde doz alırsa kan tablosunda değişiklikler görülür. • En erken bulgu, lenfositlerin artması, granülosit ve trombositlerin azalmasıdır. • Lökositlerde azalma yada artma olabilir. • Eritrosit sayısındaki değişiklikler geç görülür fakat x-ışınının etkilerinin önemli olduğunu düşündürür.

31. RADYASYONUN GEÇ ETKİLERİ 3 • Yaşam kısaltıcı etki: • 1930-1965 yılları arasında Amerika’da radyolojistler ile normal nüfus arasında karşılaştırmalı yapılan istatistiksel çalışmada, başlangıçta radyolojistlerin normal nüfusa göre ortalama 5 yıl daha az yaşadığı görülmüşse de 1960 yılı ve sonrasında her iki grubun da ortalama ölüm yaşı eşitlenmiştir.

32. RADYASYONUN GEÇ ETKİLERİ 4 • Kanser riski ve genetik etkiler: • Atom bombası atıldıktan sonra Hiroşima ve Nagazaki’de kurtulan kişiler üzerinde yapılan çalışmada, radyasyona maruz kalanlarda löseminin görülme sıklığının normal nüfusa oranla belirgin olarak fazla olduğu (10 katı kadar) gözlenmiştir.

33. RADYASYONUN GEÇ ETKİLERİ 5 • Yüzyılın başlarında radyoloji çalışanlarında lösemi insidansının oldukça yüksek olduğu görülmüştür. • Bu dönemde, çalışanların, radyasyondan korunmadıkları için tahmini olarak ortalama 100 rad/yıl kadar doz aldıkları hesaplanmıştır. • 1929-1943 yılları arasındaki bir araştırmada radyoloji çalışanlarında lösemi görülme oranı, normal nüfusun 10 katı fazla bulunmuş, 1948-1963 arasında yapılan başka bir araştırmada ise 4 kat fazla olarak belirlenmiştir.

34. RADYASYONUN GEÇ ETKİLERİ 6 • Toplumda kanser oranının fazla olması nedeniyle radyasyona bağlı kanser oluşma olasılığını belirlemek çok zordur. • Radyojenik kanser riski olan organlar; meme, akciğer, tiroid ve sindirim sistemidir. • Genetik Etki: Üreme dönemindeki olgular incelenirken, sonraki nesillerde olabilecek mutasyon riskini en aza indirmek için, gonadların ışınlanmasından mümkün olduğunca kaçınılmalıdır. • Gonadların aldığı herbir mGy (0,1 rad) için bir sonraki nesilde genetik etki görülme olasılığı (nominal risk) 1/250.000 dir.

36. RADYASYON SAĞLIĞI VE RADYASYONDAN KORUNMA 2

37. RADYASYON BİRİMLERİ • EKSPOJUR BİRİMİ • RADYASYON DOZU BİRİMİ • EŞDEĞER DOZ BİRİMİ

38. EKSPOJUR BİRİMİ • X-ışını tüpünden salınan x-ışınları havadan geçerken iyonizasyona neden olur. • Buna ekspojur adı verilir. • Ekspojur birimi Röntgendir (R). • 1 R’lik bir ekspojur 1 cm3 havada standart ısı ve basınçta 2.8x109 iyonizasyon oluşturur. • İnternasyonal sisteme göre röntgen, bir kilogram havada 2,58x10-4 coulomb ( C ) yük birimi olarak belirtilir. • Birimi C/kg dir.

39. RADYASYON DOZU BİRİMİ • X-ışınlarının enerjisi hastanın vücudunda, oluşan iyonizasyon nedeniyle depolanır. • Radyasyon ekspojuruna bağlı olarak bu enerji depolanmasına radyasyon absorbsiyon dozu adı verilir. • Birimi RAD dır. • Işınlanan objenin bir gramının absorbe ettiği 100 erg ise absorbsiyon dozu bir RAD’dır. • İnternasyonal sisteme göre, radyasyon doz birimi Gray (Gy)’dir. (1 Gy= 1 joule/kg= 100 RAD)

40. EŞDEĞER DOZ BİRİMİ 1 • Radyasyona maruz kalan kişi, radyasyon çalışanı ise mesleki radyasyon ekspojuru, eşdeğer doz birimiyle (REM) belirlenir. • 1 REM=100 erg/gr’dır. • İnternasyonal sisteme göre, Seivert (Sv) olarak adlandırılır(1 SV= 1 joule/kg). • 1 Sv=100RAD • RAD ve REM’in birimleri aynıdır. • Aralarındaki fark REM’in radyasyondan korunma amacıyla kullanılmasıdır.

41. EŞDEĞER DOZ BİRİMİ 2 • Radyasyon dozu biriminin kalite faktörüyle çarpımı, eşdeğer doz birimini verir. • RAD x Kalite faktörü=REM • Tanısal radyoloji pratiğinde, kalite faktörü 1 olarak kabul edildiğinden, radyasyon dozu birimi ile eşdeğer doz birimi aynıdır. • Tanısal dozlardaki x-ışını için 1 röntgenlik yumuşak doku ekspojuru, vücutta 1 rad’lık doz ve 1 reml’ik eşdeğer doz oluşturur. • Röntgentanıda, Röntgen, RAD ve REM değerleri oldukça yüksek rakamlar oluşturduğundan bu birimlerden 1000 kat az olan miliröntgen, milirad ve milirem birimleri kullanılır.

42. RADYASYONUN TARANMASI VE ÖLÇÜLMESİ • Radyasyonu ölçmek için geliştirilmiş cihazlara dozimetre adı verilir. • Röntgentanı pratiğinde, kullanım amaçlarına göre değişen farklı dozimetreler vardır. 1. Film dozimetreler 2. Termolüminesan dozimetreler 3. Gazla dolu dedektörler İyonizasyon odaları Orantılı sayıcılar Geiger-Müller sayıcıları 4-Sintillasyon taraması

43. Film Dozimetreler 1 • Bu dozimetrelerde plastik kılıf içine yerleştirilmiş film (fotoğraf emülsiyonu) vardır. • Filmin üzeri değişik absorbsiyon özelliği olan ve belirli kalınlıklarda alüminyum, kalay gibi maddelerle kapatılmıştır. • X-ışınlarının, bu maddelerden geçerek film üzerindeki kararmanın derecesi dansitometrik yöntemlerle ölçülür ve çalışanın aldığı doz belirlenir. • Bu dozimetreler, radyasyon çalışanlarının kontrolü amacıyla 1940’dan bu yana yaygın kullanılan dozimetrelerdir.

44. Film Dozimetreler 2 • Genellikle aylık kontroller yapılmaktadır. • Okuma işleminden sonra dozimetre içindeki film değiştirilir. • Ülkemizde bu dozimetrelerin dağıtımı ve okunması “Atom Enerjisi Kurumu” tarafından yapılmaktadır. • Bu dozimetrelerle, 20 mrem’in altındaki dozlar ölçülemez. • Isı ve nemden etkilendiği için oda sıcaklığında ve nemsiz ortamda saklanmalıdır.

45. Termolüminesan Dozimetreler 1 • Bazı maddelerin ısıtıldığında görülebilir ışık salmasına termolüminesans denir. • Radyasyonla ortaya çıkan termolüminesans olayı 1960’lı yıllarda bulunmuştur. • Termolüminesan fosfor, radyasyon verildikten sonra belirli dereceye kadar (yaklaşık 2000 C) ısıtıldığında aldığı dozla orantılı olarak görülebilir ışık salar. • Salınan görülebilir ışık miktarı fotomültiplier tüpleriyle ölçülür.

46. Termolüminesan Dozimetreler 2 • Termolüminesan madde olarak en sık lityum florid kullanılır. • Bu maddenin atom numarası (8,2) yumuşak dokulara çok yakın olduğundan, doku eşdeğeri dozimetre olarak bilinir. • Lityum florid, radyasyona maruz kaldığında, absorbe ettiği enerjiyi ısı uygulanana kadar depo eder. • Isı verilip doz ölçümü bittikten sonra tekrar kullanılabilmektedir. • Total dozu hesaplamada ve personel takibinde kullanılır.

47. Termolüminesan Dozimetreler 3 • Lityum florid küçük bir parça yada toz şeklinde bir muhafaza içine konulur. • Kapladığı yer çok azdır. • Bu dozimetreler, vücut boşluklarına yerleştirilebildiklerinden radyoterapide yada araştırmalarda kullanılmaktadırlar. • Film dozimetrelerinden daha uzun (3 ay) süreli kullanılabilirler ve daha duyarlıdırlar. • 5 mrem’e kadar düşük dozlar hesaplanabilir.

48. Gazla Dolu Dedektörler • Radyasyonun havadan yada gazlardan geçerken oluşturduğu iyonizasyonun ölçülmesi temeline dayanır. • BT cihazlarında kullanılan sıkıştırılmış xenon gazı dedektörleri buna iyi bir örnektir.

49. İyonizasyon Odaları 1 • Gaz atomlarından serbestleşen elektronların elektrik sinyaline donüştürülerek ölçüldüğü yöntemdir. • Serbestleşen elektronların, cihazın elektroduyla teması sonucu bir elektrik sinyali oluşur. • Silindir şeklindeki havanın ortasında bulunan santral elektrodda ölçülen voltaj farkı yükseltilerek gösterilir. • Gazın hacmi yada basıncı fazla ise atomların sayısı daha fazla olacağından ölçüm daha hassas olacaktır.

50. İyonizasyon Odaları 2 • İyonizasyon odaları içinde dedektör olarak en sık kullanılanlar “cutie pie” tipi cihazlardır. • Bu cihazlarla 1 ile birkaçbin mR/saat’lik radyasyon intensiteleri ölçülebilmektedir.