Ochrana před ionizujícím zářením - základy radiobiologie - Výukový program seznamuje se základními poznatky o biologických účincích ionizujícího záření, v radiodiagnostice tedy rtg záření, zásadami radiační hygieny - ochrany pacientů a vyšetřujícího personálu a příslušnou legislativou na tomto poli, platnou v ČR. Tyto informace musí ze zákona obdržet každý, kdo se podílí na vyšetřování pacientů rtg zářením. Jejich znalost je nezbytná i pro studenty lékařských věd, pokud se v rámci výuky či praxe dostanou do prostředí, kde jsou zdroje ionizujícího záření – tedy nejen na rtg a CT vyšetřovnách, ale i na odděleních JIP, ARO, operačních a katetrizačních sálech, kde se rtg přístroje užívají. 3 LF UK Praha RDG klinika 2011

RTG záření - druh ionizujícího záření Fotony rtg záření ionizují prostředí, kterým procházejí. Vzniklé ionty fyzikálně-chemickými mechanizmy indukují biologické účinky. Radiobiologie. Rozeznáváme dva základní druhy biologických účinků: Účinky stochastické (náhodné) na úrovni buněk - zásahová teorie – Učinky deterministické (nestochastické) na úrovni tkání V praxi radiační hygieny je třeba zásadně rozlišovat dva druhy účinků rtg záření. Mechanismy těchto účinků popisuje radiobiologie.

účinek je bezprahový účinek má práh Účinek stochastický Účinek deterministický účinek je bezprahový účinek má práh průběh je lineární průběh je nelineární genetické účinky - poškození tkání - karcinogeneze - nemoc z ozáření Základní definice těchto účinků. Při stochastickém, bezprahovém účinku záleží dle zásahové teorie na tom, zda procházející foton zasáhne citlivou strukturu buňky – nejčastěji chromosomu – a tím vyvolá poškození buňky. Účinky deterministické jsou kumulativní a představují reakci či poškození dané tkáně na ozáření.

Příklad: ozáření kůže ionizujícím zářením - gradace deterministických účinků B Ú BÚ Tento typ deterministického účinku je nejčastější. Je vyvolán ozářením kůže rtg zářením, ale stejně i jiným druhem ionizujícího záření – např. UV zářením. Nejnižší práh : erytemová dávka – zčervenání kůže - a Vyšší práh : epilační dávka – pigmentace a vypadávání vlasů - b Nejvyšší práh : nekrotická dávka – poškození kůže s nekrozou - c

Ve fyzice vyjadřujeme absorbovanou dávku v jednotkách Nomenklatura dávek Ve fyzice vyjadřujeme absorbovanou dávku v jednotkách Gray ( Gy ) = J/kg = 100 radů V radiobiologii a ochraně před zářením užíváme efektivní dávku Sievert ( Sv ) = Dabs . QF = 100 rem Základní dozimetrické veličiny užívané v radiační hygieně. Přesněji a podrobněji viz biofyzika. Pozn.: Dávkový ekvivalent či efektivní dávka dovoluje srovnávat biologické účinky různých druhů ionizujícího záření. QF (quality factor) je pro rtg a gamma záření roven 1. Proto u rtg záření se 1 Gy = 1 Sv.

Zdroje ozáření člověka na povrchu zemském Zdroje přírodní: radon, přirozené radionuklidy, kosmické záření : 83,6 % Zdroje umělé: lékařské expozice, jaderná energetika, radioaktivní spad, profesionální ozáření : 16,4 % Přehled o druzích ozáření obyvatel naší republiky, jak vyplynul ze studie z roku 2000. Zatím co záření z přirozených zdrojů dokážeme jen obtížně omezit – závisí na místních podmínkách, na nadmořské výšce, záření z umělých zdrojů se dá účinně regulovat, i když ne úplně. Lékařské expozice: Dg i Th RDG : NM = 9 : 1 ČR ročně ~ 1 mSv ČR: celkové roční ozáření jednotlivce ~ 3,3 mSv (2000)

Ochrana před RTG zářením v radiodiagnostice Na rozdíl od nukleární medicíny ochrana pouze před vnějšími zdroji ozáření. Základní pravidlo ochrany : Vyloučit zcela účinky deteministické a omezit na minimum účinky stochastické Pozn.: V radioterapii využíváme naopak deterministických účinků k usmrcení buněk nádorového bujení, účinky na okolní zdravou tkáň je však třeba omezit na nezbytné minimum.

Ochrana před rtg zářením v RDG provozech se týká jak pacientů tak zdravotnického personálu Vychází z platné legislativy, je pod dozorem SÚJB ( Státního úřadu pro jadernou bezpečnost ) a SÚRO (Státního ústavu radiační ochrany)

LEGISLATIVA NA POLI RADIAČNÍ OCHRANY EU: EC Dir. 97/43/EURATOM ( Medical Exposure Directive ) ČR: zákon č. 18/1997 Sb., novela č. 13/2002 Sb. - " atomový zákon " vyhláška SÚJB o radiační ochraně č. 184/1997 Sb. novela č. 307/2002 Sb. Zákonná opatření na poli radiační hygieny v naší republice se opírají o atomový zákon a na něj navazující prováděcí vyhlášky. Jako členové EU jsme povinni implemetovat direktivy EURATOMU – evropské atomové agentury se sídlem ve Vídni. To se týká i českých státních norem, které musejí být harmonizovány s normami EU.

základní přístup - ALARA diagnostický přínos >> radiační riziko DIAGNOSTICKÁ A INTERVENČNÍ RADIOLOGIE základní přístup - ALARA diagnostický přínos >> radiační riziko Principy: - zdůvodnění - optimalizace ALARA: každé lékařské ozáření musí být „ as low as reasonably achievable „ Při indikování rtg či CT vyšetření je ošetřující lékař povinnen zvážit, zda diagnostický přínos tohoto vyšetření je potřebný pro správnou léčbu a tedy převyšuje radiační riziko, byť minimální.

Princip zdůvodnění přínos z lékařského ozáření musí převažovat nad újmou ( nad rizikem z ozáření ) Rtg vyšetření musí být správně indikováno : mít význam pro diagnostickou rozvahu a tím pro racionální léčbu EU : Referral guidelines for imaging ČR: Indikační kriteria pro zobrazovací metody Věstník MZ ČR, částka 11/2003 Lékaři při indikování zobrazovacích vyšetření mají vycházet z doporučení, publikovaných v roce 2003 ve Věstníku MZd. Zdůvodnění je tedy na indikujícím lékaři, indikaci však musí posoudit též radiolog, než je vyšetření provedeno a nese tedy spoluodpovědnost. Při nesprávné indikaci vyšetření neprovede či jej nahradí jiných vyšetřením bez radiační zátěže ( UZ, MR ).

Při indikaci Rtg vyšetření třeba vzít v úvahu také: Věstník MZd 2003 Při indikaci Rtg vyšetření třeba vzít v úvahu také: věk a pohlaví pacienta, radiosensitivitu ozářených orgánů, předchozí rtg expozice

Příklad : stránka z Indikačních kriterií s indikacemi v oblasti hlavy.

INDIKAČNÍ KRITERIA Zhodnocení indikace dané metody / doporučení / : 1.Indikováno 2.Specializované vyšetření 3.Vyšetření neindikované od začátku 4.Vyšetření neindikované rutinně 5.Vyšetření neindikované Stupnice relativní váhy jednotlivých indikací.

Stupnice velikosti efektivních dávek – třídy 0 – IV.

Příklady efektivních dávek při běžných rtg vyšetřeních

Relativní porovnání efektivních dávek u jednotlivých rtg i NM vyšetření ve vztahu ke snímku plic (=1) a k ozáření z přírodních zdrojů

Princip optimalizace - lékařské ozáření musí být tak nízké jak je technicky dosažitelné pro získání požadovaného účelu ozáření Rtg vyšetření musí být technicky správně provedeno tak, aby ozáření pacienta i personálu bylo co nejmenší Zdroje ionizujícícho záření - zkoušky provozní stálosti a dlouhodobé stability Technika vyšetření - standardy Adekvátní užití ochranných pomůcek Klinický audit - ověřování Optimalizace vyšetření je věcí pracovníků radiologického oddělení. Funkce rtg přístrojů musí být pravidelně prověřována techniky certifikovaných firem a podléhá kontrole SÚJB. Pro jedntlivé rtg modality jsou zpracovány modelové standardy, od kterých si každé pracoviště odvodí své operační protokoly ( expoziční tabulky atd. )

RTG vyšetření Faktory ovlivňující dávku: expozice : kV, mA, s filtrace primárního svazku (Al) vyclonění pole – primární clona citlivost rtg filmu, zesilovací folie vzdálenost OK (ohnisko rentgenky – kůže) Význam má také správné zpracování filmu Na výslednou efektivní dávku kterou obdrží pacient při vyšetření pomocí rtg záření má vliv řada faktorů, které je třeba vzít v úvahu. Technicky vadný snímek třeba opakovat – zdvojení dávky !!

Příklad standardních protokolů pro CT vyšetření V praxi se užívají standardní protokoly publikované pro jednotlivé rtg modality. Souhrnné standardy pro všechna rtg vyšetření budou vydána MZd v roce 2007.

Ukázka protokolu pro CT vyšetření nadledvin z citované publikace.

Rtg vyšetřovny musí být konstrukčně zabezpečeny tak, aby rtg záření nepronikalo do okolních prostor, a řádně označeny dle ČSN stínění olovem či barytem - ekvivalent Pb stěny místnosti, ochranné závěsy

Ochranné pomůcky - pacient i vyšetřující Při snímkování pacienta slouží ochranné pomůcky k vykrytí citlivých orgánů či těch částí těla, které nejsou přemětem vyšetření. Nejčastěji se provádí ochrana gonád a štítné žlázy. Lékaři a radiologičtí asistenti užívají k ochraně před rozptýleným zářením ochranné zástěry, rukavice či brýle s olovnatým sklem (ochrana oční čočky). Vyšetřující nesmí být ozářen přímým svazkem rtg záření - ochrana personálu před sekundárním, rozptýleným zářením

Limity ozáření Jsou stanoveny jen pro ozáření personálu : Celotělové ozáření – 20 mSv/rok Limit je odvozen od stochastických účinků sekundárního záření Kontrola povinnou osobní filmovou dozimetrií - registr SÚRO Oční čočka - 150 mSv/rok Kůže - 500 mSv/rok Tyto limity jsou odvozeny od deterministických účinků Zákonné normy stanovují limity jen pro profesionální ozáření – tedy pracovníků rtg oddělení ( podobně jako pro personál v atomových elektrárnách apod.) Jejich dodržování je kontrolováno osobní ochrannou dozimetrií. Na SÚRO je pak veden registr dávek všech pracovníků kteří pracují v provozech s rizikem ionizujícího záření.

Ochranná dozimetrie - personál Každý pracovních v provozu s rizikem rtg ozáření má přidělen a musí nosit filmový dozimetr. Intervenční radiologiové, kterým hrozí vyšší ozáření rukou, nosí prstenové termoluminiscenční dozimetry. Proměřování dávek z těchto dozimetrů provádí a registruje SÚRO Filmový dozimetr Prstenový dozimetr povinný ( intervenční radiologie )

Posouzení rizika z ozáření U malých dávek riziko stochastických účinků - na buněčné úrovni - jejich mírou je velikost efektivní dávky (mSv) U větších dávek riziko deterministických účinků - na tkáňové úrovni - jejich mírou je velikost orgánové dávky (mGy)

Posouzení rizika z ozáření Riziko se liší v závislosti na řadě faktorů : Velikost dávky Ozáření vnější či vnitřní Ozáření celotělové, lokalizované Druh záření – neionizující ionizující (přímo či nepřímo) RBÚ příslušného druhu záření ( QF ) Radiosenzitivita příslušné tkáně Další – věk, pohlaví ( ženy v produktivním věku )

Riziko při ozáření malými dávkami rtg záření ( stochastické účinky ) Velikost efektivní dávky Riziko nižší než 0,1 mSv zanedbatelné 0,1 – 1 mSv minimální 1 – 10 mSv velmi nízké 10 – 100 mSv nízké

při rtg ozáření pacienta Výpočet individuálního rizika při rtg ozáření pacienta ( např. při ozáření těhotné ženy zvážení interupce ) provádějí radiologičtí fyzici, případně pracovníci SÚJB Kolektivní riziko, plynoucí z radiační zátěže obyvatelstva v příslušném státě vyčíslují rovněž pracovníci SÚJB

RTG vyšetření má přinést MAXIMUM KLINICKY RELEVANTNÍ INFORMACE PRO RACIONÁLNÍ TERAPEUTICKOU ROZVAHU S MINIMEM OZÁŘENÍ A ZA PŘIJATELNOU CENU

Průměrné zkrácení doby života z různých příčin ( ve dnech ) kouření 2400 30 % nadváha 1560 dopravní úrazy 700 domácí úrazy 290 pracovní úrazy 55 radon v obydlích 50 přirozená radioaktivita ostatní 9 lékařské ozáření 6 havárie atomových reaktorů 0,02 Porovnání vlivu různých rizikových faktorů na délku života ( rozvinuté země ). ( WHO 2003 )

Děkuji za pozornost