Kiirgusohutus meditsiinis Kalle Kepler, PhD
Sissejuhatuseks
Teemad Ioniseerival kiirgusel põhinevad tänapäevased diagnostilised meetodid (modaliteedid) Meditsiinis kasutatava kiirguse panus kogu meie aastasesse kiirgusdoosi Meditsiinikiirituse mõõtmine ja optimeerimise vahendid diagnostilised referentsväärtused Efektiivdoos ja kiirgusriski hindamine
Ioniseeriv kiirgus tänapäeva meditsiinis Röntgenkiirgusega (kiirgusallikaks röntgentoru) tavaradiograafia mammograafia läbivalgustus, angiograafia kompuutertomograafia dentaalne radioloogia luudensitomeetria Gammakiirgusega (kiirgusallikaks patsiendisse viidud radioaktiivne aine) diagnostilise nukleaarmeditsiini meetodid (SPET, PET) Võrdluseks ioniseeriva kiirguseta diagnostilised meetodid: magnetresonantstomograafia ultraheliuuring
Kiirguskaitse eripärad meditsiinis Erinevus kutse- ja elanikukiiritusest - meditsiinikiiritusele puuduvad piirmäärad Vajadus minimeerida, kuid mitte nii väikeseks kui võimalik vaid, nii väikeseks, et pildi diagnostiline kvaliteet oleks siiski piisav vajalikud ka pildi kvaliteedi kriteeriumid Kas ja milliste näidustuste korral suunata mingile konkreetsele radioloogilisele uuringule referral guidelines Doosi optimeerimiseks referentsväärtused vaja mõõta praktikas kasutatavaid doose, et saata ettekujutus mingis protseduuris vajalikest doosidest leitakse dooside statistiline jaotus, sealt määratakse mingi suurus (enamasti mitte keskväärtus, vaid mediaan või kolmas kvartiil) Dosimeetria on osa radioloogia kvaliteeditagamise programmist ja jälgitav kliiniliste auditite kaudu Uuringu abilistele kehtestatakse doosipiirangud
Meditsiinikiirituse dooside muutused aastate lõikes 12 Keskmine efektiivdoos, msv 10 8 6 4 2 0 1970-1979 1980-1990 1991-1996 1997-2007 UNSCEAR 2008
Meditsiinikiiritus USAs 1980-2006 Bushberg et al. 2012
Röntgendiagnostiliste ja nukleaarmeditsiini protseduuride panus kollektiivdoosi Euroopas ddmed.eu
Elaniku aastane efektiivdoos (kogu maailmas keskmiselt) Kosmiline; 13% Tuumakatsetused; 0.17% Kutsekiiritus; 0.17% Tšernobõli avarii; 0.07% Sissesöömine; 10% Tuumaenergeetika; 0.01% Sissehingamine (sh Rn-222); 42% Maapinnast; 16% Meditsiinidiagnostika ; 20% Kokku 3,03 msv aastas UNSCEAR 2008
Efektiivdoosi jaotus USAs 1980-2006
Kiirgusdoosi mõõtmine meditsiinis Radiograafias Patsiendi naha pinnale kinnitatav dosimeeter TLD Patsiendi kehale langevasse kiirgusvoosse paigutatud läbipaistvate seintega dosimeeter DAP-meeter Mammograafias Patsiendile langeva kiirgusvoo mõõtmine Kompuutertomograafias Kindlate mõõtmetega pleksiklaasist fantoomi sees doosi mõõtmine Nukleaarmeditsiin Patsiendile manustatava radioaktiivse aine aktiivsuse mõõtmine
FIN, 2004 EC, 2008 EC, 1999 UK, 2004 IAEA, 2007 USA, 2012
Doosijuhend Juhend meditsiiniradioloogia protseduuridel patsiendidoosi hindamiseks. Sotsiaalministeerium, Tallinn, 2013, 57 lk http://terviseamet.ee/fileadmin/dok /Tervishoid/DOOSIJUHEND.pdf
: tavaradiograafia
Diagnostiline referentsväärtus diagnostiline referentsväärtus (DRV) (ingl. diagnostic reference level, DRL) diagnostilise standardprotseduuriga kaasneva kiirgusdoosi või diagnostilise radiofarmatseutikumi aktiivsuse võrdlustase standardsuurusega patsiendi jaoks, mida kasutatakse patsiendidoosi optimeerimise eesmärgil referentsväärtus leitakse praktikas rakendatavate dooside sagedusjaotuse põhjal mingi statistilise parameetrina (nt kolmas kvartiil) või manustatud aktiivsuste sagedusjaotuse alusel ekspertgrupi hinnangu põhjal
Sagedus 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Dooside jaotus 75% 25% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Doos, mgy
Doosijaotus 2000 300 Seadmete arv 250 200 150 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Doos, mgy
Doosijaotus 2001 300 Seadmete arv 250 200 150 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Doos, mgy
Doosijaotus 2002 300 Seadmete arv 250 200 150 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Doos, mgy
DRV-d Euroopa radioloogias Dose DataMed II, 2014, ddmed.eu
UK: nahadoosid radiograafias Hart, 2012
UK: doospindala (DA) radiograafias Hart, 2012
Eesti: doospindala kopsu otseülesvõtetel UK Kepler et al. 2014
Eesti: doospindala nimmelülide otseülesvõtetel UK Kepler et al. 2014
Kiirgusriski ealine sõltuvus 26 (ICRP, 1991)
Stohhastiline toime Kiirguse toime esinemissagedus (%) Doos ICRP, 2003
Kantserogeense ja päriliku toime nominaalsed riskitegurid (%/Sv) Kiiritatud populatsioon Vähk Pärilik toime Kokku Publ. 103 Publ. 60 Publ. 103 Publ. 60 Publ. 103 Publ. 60 Kõik 5.5 6.0 0.2 1.3 6 7.3 Täiskasvanud 4.1 4.8 0.1 0.8 4 5.6 ICRP 1990, ICRP 2007
Deterministlik toime Kiirguse toime esinemissagedus (%) Lävidoos Doos ICRP, 2003
Lävidoosid Toime Lävidoos (Gy) Läbivalgustuskestus @ 20 mgy/min Läbivalgustuskestus @ 200 mgy/min Ajutine erüteem 2 100 10 Püsiv epilatsioon 7 350 35 Naha nekroos 18 900 90 Katarakt >5 >250 silmale >25 silmale Nahavähk Pole teada Pole teada Pole teada ICRP 85
Efektiivdoos kiirgusriski iseloomustav suurus Ei ole otseselt mõõdetav suurus, tuleb arvutada Arvutatakse kiirgustundlike elundite ja kudede koefaktoreid (suhtelist kiirgustundlikkust) arvestades Projektsioonradiograafias kasutades patsiendi matemaatilisi mudeleid arvutatakse efektiivdoos Monte Carlo meetodil Soome kiirguskeskuses (STUK) loodud programm PCXMC Keerukama kiiritusgeomeetria korral on kasutusele võetud lihtsustatud koefitsiendid, et arvutada mõõdetud doosist efektiivdoos kompuutertomograafias nukleaarmeditsiinis
Koefaktorid 1990 ja 2007 Koefaktor WT Kude või elund ICRP Publication 60 (1990) ICRP Publication 103 (2007) Sugunäärmed 0,20 0,08 Luuüdi 0,12 0,12 Käärsool 0,12 0,12 Kops 0,12 0,12 Magu 0,12 0,12 Põis 0,05 0,04 Rinnad 0,05 0,12 Maks 0,05 0,04 Söögitoru 0,05 0,04 Kilpnääre 0,05 0,04 Nahk 0,01 0,01 Luuümbris 0,01 0,01 Aju - 0,01 Süljenäärmed - 0,01 Muu x 0,05 0,12
Meditsiiniuuringute ja loodusliku taustkiirguse dooside võrdlus Lin, 2010 Modaliteet Uuring Efektiivdoos (msv) Pea 2,0 8 kuud Rindkere 7,0 2 aastat Kõht ja vaagen 10,0 3 aastat Radiograafia Rindkere 0,1 10 päeva Nimmelülid 0,7 3 kuud Kõht 1,2 5 kuud Muu Mammograafia 0,7 3 kuud Läbivalgustus Luutihedus 0,001 < 1 päev Luustik 4,2 1,3 aastat Müokardi perfusioon Kompuutertomograafia Nukleaarmeditsiin Koronaarangiograafia 12,5 4 aastat Loodusliku taustkiirguse võrreldav kestus 5-15 20 kuud kuni 5 aastat
Efektiivdoosi riskiklassid Riskiklass Tüüpiline efektiivdoos (msv) Uuring 0 0 Ultraheli, MRT I < 1 Jäsemete, rindkere ülesvõte II 1-5 IVU, nimmelülide ülesvõte, NM (nt luustik), pea ja kaela KT III 5-10 Rindkere ja kõhu KT IV > 10 Mõned NM uuringud (nt PET) Radiation Protection 118
Patsiendidoosi hindamise VAJADUS Kiirgusdoosi ja pildikvaliteedi optimeerimine Kiirgusriskide hindamine Patsiendi, avalikkuse teavitamine Rahvusvahelise hea tava järgimine ja võrdlemine Diagnostiliste referentsväärtuste määramine Meditsiinikiirituse panuse hindamine elanikkonna kogu efektiivdoosis Õigusaktide nõuete täitmine
Ohutuskultuur meditsiinis Eeldab teadlikkust Kiirgusohu allikatest ja nende suhtelisest panusest kiirgusriski Ioniseeriva kiirguse toimest Kiirguse mõõtmisest (suurused, ühikud, mõõteriistad) Kiirgustingimuste (sh meditsiinikiirituse) optimeerimise võimalikkusest ja vajalikkusest
Lõpetuseks, Tšernobõl (1986), Fukushima (2011) ja meditsiinikiiritus Kuidas mõõta kiirgust, hinnata riske, optimeerida? http://janettedillerstone.files.wordpress.com UNSCEAR 2008
Kirjandus UNSCEAR. Sources and effects of ionizing radiation, UNSCEAR 2008, Volume I, Annex A: Medical radiation exposures, United Nations: New York, 2010 Bushberg J. T., et al. The essential physics of medical imaging, 3rd ed., Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, 2012. DDM2 Project Report Part 1: European Population Dose (DRAFT 19.05.2014), ddmed.eu Hart D. et al. Doses to patients from radiographic and fluoroscopic X- ray imaging procedures in the UK 2010 Review. HPA-CRCE-034, 2012 Juhend meditsiiniradioloogia protseduuridel patsiendidoosi hindamiseks, Sotsiaalministeerium, Tallinn, 2013. Kepler K., Märs J., Preliminary results of the implementation of the patient radiation dosimetry guidelines in Estonia, Baltic Radiology congress, Pärnu, 2014 Lin E.C, Radiation risk from medical imaging, Mayo Clin. Proc. 2010; 85(12):1142-1146