Sugárvédelem az orvosi képalkotásban Elek Richárd +36-1 482-2000/191 elek.richard @ osski.hu

1. Sugárvédelem az orvosi képalkotásban Elek Richárd +36-1 482-2000/191 elek.richard@osski.hu

2. Ionizáló sugárzások • Sugárzás: • Elektromágneses ~: energiaáramlás • Részecskesugárzás: energia- és tömegáramlás • Sugárzás és anyag kölcsönhatása: • Elektronhéjjal • Atommaggal • Ionizáció: Kölcsönhatás, melynek során töltötté válik egy, a kölcsönhatásban részt vevő atom vagy molekula • Kölcsönhatás ≡ Energiaátadás

3. A kezdetek… • Erythema-dózis Az a dózis, mely bőrpírt okoz 180 kV csőfeszültség, 1mm Al egyenértékű szűrés és 6 x 8 cm2 mezőméret mellett a bőr felületén • „A röntgenorvosok és asszisztensek egyhavi dózisa ne lépje túl az erythema-dózis egy századát” (Mutscheller, 1924) • „Tolerancia dózis”

4. Fizikai dózismennyiségek

5. Besugárzási dózis (expozíció) • Röntgen- és γ- fotonokra értelmezhető • Az erythema dózis kb. 600 R, mely megfelel 5,76 Gy elnyelt dózisnak (lágy szövetben) • A sugárvédelmi célú mérőműszerek a tömegegységben keltett töltések számát mérik leggyakrabban, vagy adnak azzal arányos jelet!

6. Elnyelt dózis • Bármely sugárzás jellemzésére alkalmas • Jellemző egységei: • mGy, μGy; 1 g tömegű víz 1 ° C hőmérsékletváltozásához kb. 4,2 J energia befektetése szükséges standard körülmények között

7. Fluens • Egy tetszőleges határfelületen áthaladó részecskék darabszáma • Alkalmas a sugárzási terek jellemzésére

8. KERMA*, K • Töltés nélküli részecskék esetén (neutron/foton) által keltett összes töltött részecske kezdeti kinetikus energiája, adott tömegegységre vonatkoztatva • Alacsony energián (röntgenberendezések) megfelel az elnyelt dózisnak * KineticEnergyReleased per unit Mass

9. Elnyelt dózis-, fluens- és kermateljesítmény • A korábban definiált mennyiségek idő szerinti deriváltjai segítségével adhatjuk meg azok „teljesítmény” jellegű mennyiségeit • A sugárvédelem optimálásakor hasznos mennyiségek

10. DAP – Dózis-terület szorzat • A távolságtól független mennyiség • Egyszerűen mérhető - KERMA Dózis Táv. Mezőméret DAP 4 Gy0,5 m 25 cm2 100 Gy cm2 1 Gy1 m 100 cm2 100 Gy cm2 0,25 Gy2 m 400 cm2 100 Gy cm2

11. Sugárvédelmi dózismennyiségek Déri Zsolt: 15 éves a Hírsugár; http://www.sugarvedelem.hu/sugarvedelem/docs/kulonsz/2011sv/szekcio6/hirsugar.pdf

12. Egyenérték (ekvivalens) dózis • Adott sugárzás élettani hatása alapján hozzárendelt súlyozó tényező (wR) segítségével adható meg

13. Effektív dózis • „Kockázat” jellegű, • Sugárvédelmi célú dózismennyiség • A szerv vagy szövet egyenérték dózisa a feltevés szerint egy számként jellemzi a biológiai hatásokat

14. Szöveti súlytényezők (wT)

15. Kollektív effektív- és egyenérték dózis • Csoportok sugaras kockázatainak elemzésekor használatos, nem korlátozó jellegű dózismennyiségek • Nem alkalmas epidemiológiai kockázatbecslésre

16. Biológiai dózismennyiségek

17. Lineáris Energiaátadási Tényező • A biológiai hatások jellemzésekor jól használható fizikai mennyiség

18. Lekötött dózisok - inkorporáció • Belégzés, a bőrön keresztül vagy lenyelés révén az emberi szervezetbe kerülő radioaktív anyagok által okozott sugárterhelés • A metabolizmus révén az elnyelt dózis-teljesítmény (és a származtatott dózismennyiségek) időben változnak • t0 az egyszeri felvétel időpontja • τ a „lekötöttség” várható időtartama, 50 év felnőttekre és 70 év gyermekekre egyezményesen

19. Lekötött elnyelt-, egyenérték- és effektív dózis • Az adott dózis-teljesítmény integrálja a felvételtől (t0) számított idő alatt (t0 + τ) • Belső sugárterhelés becslésére alkalmas mennyiségek

20. Operatív (mérhető) dózismennyiségek - fantomokkal

21. Dózisegyenérték • A test egy adott (x) pontszerű térfogatában elnyelt D(x) dózis és egy, az adott sugárzás minőségét jellemző súlytényező szorzata • A méréstechnikában, hitelesítéshez használt, • A kis dózisok (normál üzemi körülmények) jellemzésére megfelelő mennyiség

22. Környezeti dózisegyenérték • Szabad környezet, munkahelyi sugárzási terek jellemzésére • Nagy LET értékű sugárzásoknál d = 0,07 mm • Alacsony LET értékűeknél d = 10 mm • * ICRU gömbfantom: 300 mm átmérőjű, 1 gcm-3 sűrűségű, • 76,2 % oxigén • 11,1 % szén • 10,1 % hidrogénés • 2,6 % nitrogén tartalmú műanyag fantom sugárzási tér d ICRU gömb*

23. Irány szerinti dózisegyenérték • Szabad környezet, munkahelyi sugárzási terek jellemzésére • Nagy LET értékű sugárzásoknál d = 0,07 mm • Alacsony LET értékűeknél d = 10 mm d sugárzási tér • * ICRU gömbfantom: 300 mm átmérőjű, 1 gcm-3 sűrűségű, • 76,2 % oxigén • 11,1 % szén • 10,1 % hidrogénés • 2,6 % nitrogén tartalmú műanyag fantom Ω ICRU gömb*

24. Személyi dózisegyenérték • Munkahelyi ellenőrzésekhez • Nagy LET értékű sugárzásoknál d = 0,07 mm • Alacsony LET értékűeknél d = 10 mm Személyi doziméter • * ICRU hasábfantom: 300 x 300 x 150 mm méretű, 1 gcm-3 sűrűségű, • 76,2 % oxigén • 11,1 % szén • 10,1 % hidrogénés • 2,6 % nitrogén tartalmú műanyag fantom d sugárzási tér ICRU hasáb*

26. A sugárvédelem alapelvei

27. Sugárbiológia - Determinisztikus hatás • Egy adott küszöbdózis felett a sugárzás károsító hatása egyértelmű • Determinisztikus – szükségképpen fellép • A hatás a küszöb felett arányos a dózissal • A hatás lehet: • Sugársérülés: lokális expozíció eredményeképpen • Sugárbetegség: egésztest besugárzás következménye A SUGÁRZÁS NEM FERTŐZ!!!

28. Sugárbiológia - Sztochasztikus hatások • A sztochasztikus hatás mindig későn jelentkezik, lappangást követően • A dózissal arányosan a daganatos megbetegedések száma nő

29. Lineáris küszöb nélküli modell • Mivel a nagy dózisok hatása ismert, ezért extrapolálunk a kisebb dózisok tartományára • Az ALARA elv szerint: Az ésszerűen elérhető legalacsonyabb dózisra törekszünk (aslowasreasonablyachievable) – mert nincs kockázatmentesen alacsony dózis • Nemzetközileg elfogadott konzervatív megközelítés, amely óvatos és így kielégíti a laikus igényeket is

30. A sugárvédelem célja • Megóvni az embert és környezetét a sugárzás egészségkárosító • determinisztikus és • sztochasztikus hatásaitól egyaránt • A sugárvédelemnek nem célja tiltani vagy feleslegesen korlátozni az ionizáló sugárzások békés célú felhasználását!

31. Az indokoltság elve • Akkor végezhető egy tevékenység (vizsgálat), mely ionizáló sugárzás felhasználásával jár, ha indokolható, hogy: • Az egyén vagy a társadalom számára nettó haszonnal jár • Nem váltható ki más, olyan eljárással ami nem jár sugárterheléssel • Az orvosi gyakorlatban szinte mindig indokolt egy betegséggel/beavatkozással kapcsolatban – ez a radiológus (és/vagy a beutaló orvos) felelőssége

32. Az optimálás elve • Az ALARA elvnek megfelelően • Mivel a sugárvédelem küszöb nélküli modellje alapján nem létezik kockázatmentesen alacsony dózis • Mivel a kis dózisokra vonatkozó ismereteink hiányosak, ezért a modell fennáll továbbra is

33. A korlátozás elve • A dózisok (effektív dózis) korlátozása a sztochasztikus kockázatokat elfogadható szintűre csökkentik • Az orvosi besugárzások dózisa nem korlátozható – csak irányadó szint javasolható az egyes vizsgálatokhoz

34. Országos Atomenergia Hivatal; http://www.haea.gov.hu/web/v2/portal.nsf/hirek_hu/B3D82742F1F84A23C125785B002F0053 adatai felhasználásával

35. Az orvosi eredetű sugárterhelés – A páciens sugárvédelme

36. Az embert érő sugárterhelések besorolása • Természetes sugárterhelés • Foglalkozási sugárterhelés • Lakossági sugárterhelés • Orvosi sugárterhelés

37. Orvosi sugárterhelések trendje Sources and effects of ionizing radiation : United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation : UNSCEAR 2008 report to the General Assembly, with scientific annexes.

38. European Guidance on EstimatingPopulation Doses from Medical X-RayProcedures; ANNEX 1 – DD Report 1 - Directorate-General for Energy and Transport, 2008 Brüsszel

39. A különböző vizsgálatok által okozott sugárterhelés becslése • Az egyes vizsgálatoknál a mért fizikai (elnyelt dózis, DAP, DLP stb.) alapján számítható a vizsgálat által a betegre vonatkoztatott kockázat • A becsléskor szimulációk alapján számított, vagy antropomorf fantomokon mért dózisok révén lehet a számítást elvégezni

40. Dózisbecslés számítógépes rétegfelvételező készülékeknél

41. A CT vizsgálatok hazai mennyiségi mutatói* 2008 2009 2010 Év 556 684 592 828 484 645 Vizsgálatszám ~ 70 % ~ 70 % ~ 55 % Feldolgozottság 795263 846897 881173 Korrigált adat *Ezen vizsgálatok számát összegezve: Agy, arc-koponya, nyak, angiográfia, gerinc, mellkas, has, medence, végtag, egyéb; nem tartalmazza: CT vezérelt intervenció, 3D vizsg. besugárzás tervezéshez

42. A mérésekhez szükséges eszközök • Ionkamra • Testfantom • Fejfantom • „Zubehöre” Zeff=6,56; ρ=1,19 gcm-3

43. Dózisprofil a z-tengely mentén Relatív dózis /D(z) Dózisprofil a z-tengely mentén (mm)

44. Dozimetriai mennyiségek D(z): dózisprofil a z-tengely mentén N: az egy körülfordulás alatt leképezett szeletek száma T: egy szelet (névleges) vastagsága, így: N×T: a névleges nyalábszélesség

45. További dozimetriai mennyiségek TF: az asztal által megtett út z-irányban, egy körülfordulás alatt N: az egy körülfordulás alatt leképezett szeletek száma T: egy szelet (névleges) vastagsága, így: N×T: a névleges nyalábszélesség CTDIw: súlyozott CT dózisindex L: a vizsgálati hossz

46. Néhány dóziskonverziós tényező ConvertingDose-LengthProductto Effective Dose at CTW. Huda, K. M. Ogden, M. R. KhorasaniRadiology: Volume 248: Number 3 - September 20085. számú táblázat

47. Átlagos effektív dózis különböző CT vizsgálatoknál • Koponya CT: 2,0 mSv • Nyaki CT: 2,4 mSv • Mellkas CT: 7,8 mSv • Gerincvizsgálat: 4,2 mSv • Hasi vizsgálat: 9,8 mSv • Ágyék felvételezése: 9,8 mSv • Törzs felvételezése: 10,4 mSv European Guidance on EstimatingPopulation Doses from Medical X-RayProcedures; ANNEX 1 – DD Report 1 - Directorate-General for Energy and Transport, 2008 Brüsszelp. 38. A3.1 táblázat; UK

48. Sugárvédelmi szabályozás

49. A munkahelyi sugárvédelemre vonatkozó jogszabályok struktúrája • Óvórendszabály • Módszertani levél

50. A sugáregészségügyi ellátás szervezete EGÉSZSÉGÜGYI MINISZTÉRIUM ÁLLAMI NÉPEGÉSZSÉGÜGYI ÉS TISZTIORVOSI SZOLGÁLAT FŐHATÓSÁG: ORSZÁGOS TISZTIFŐORVOSI HIVATAL SZAKMAI BÁZISINTÉZET OSSKI HATÓSÁG megyei kormányhivatalok népegészségügyi szakigazgatási szervei SUGÁREGÉSZSÉGÜGYI DECENTRUMAI Dél-dunántúli SD: Szekszárd Közép-dunántúli SD: Veszprém Nyugat dunántúli SD:Győr Közép magyarországi SD: Budapest Észak magyarországi SD: Miskolc Észak-alföldi SD: Debrecen Dél-alföldi SD: Szeged