Podstawy ochrony
radiologicznej pacjenta
Promieniowanie jonizujące jedno z podstawowych narzędzi współczesnej
medycyny, zarówno w diagnostyce, jak i terapii.
Rodzaje promieniowania jonizującego stosowane
w medycynie :
• prom. X
• gamma
• beta
• alfa
• protony
• neutrony
Chociaż promieniowanie jonizujące
jest bardzo często stosowanie w
diagnostyce i terapii medycznej,
posługiwanie się nim wiąże się z
możliwością wystąpienia ujemnych
skutków zdrowotnych u pacjentów
Oddziaływanie promieniowania
jonizującego na poziomie molekularnym
Najbardziej wrażliwym na
promieniowanie jonizujące
elementem komórki jest jądro, a
w nim chromatyna i ostatecznie
DNA.
Uszkodzenia DNA
DNA
uszkodzenie
pośrednie
OH .
H.
H
O
H
uszkodzenie
bezpośrednie
Rodzaje uszkodzeń DNA
JEDNONICIOWE
DWUNICIOWE
Dość skutecznie
naprawiane przez komórki
Także naprawiane, ale często
błędnie
Schemat powstawania popromiennych
aberracji chromosomowych
mutacje
prowadzi do śmierci
komórki
dicentryk
fragmenty
acentryczne
translokacja
Efekty napromienienia komórki
DNA
naprawione
Komórka przeżywa
Komórka nie przeżywa
śmierć komórki
Pęknięcie
DNA
DNA naprawione
błędnie. Komórka
żyje zmutowana
mutacje
EFEKTY BIOLOGICZNE
Działanie
pośrednie
Działanie
bezpośrednie
Naprawa
Uszkodzenie
Śmierć
komórki
Uszkodzenie
narządu
Śmierć
organizmu
Następstwa
deterministyczne
Mutacja
komórki
Komórki
somatyczne
Komórki
rozrodcze
Nowotwór
Następstwa
dziedziczne
Następstwa
stochastyczne
Efekty napromienienia organizmu
ludzkiego dzielą się na 2 grupy:
• deterministyczne (tkankowo-narządowe)zmiany chorobowe będące następstwem
letalnego działania promieniowania jonizującego
(śmierci dużej części komórek)
• stochastyczne (stosujące się do praw
prawdopodobieństwa) – zmiany o charakterze
mutacyjnym, które mogą prowadzić do rozwoju
nowotworów lub następstw dziedzicznych
Działanie promieniowania jonizującego na
organizm człowieka
Następstwa deterministyczne - obserwuje się
tylko po dużych dawkach pochłoniętych
Cechy następstw deterministycznych
• Przyczyna – śmierć komórki.
• Występują po przekroczeniu dawki progowej.
• Ich nasilenie rośnie wraz ze wzrostem dawki pochłoniętej
Wielkość ryzyka związanego z promieniowaniem jest
zależna od jego dawki
Dawka pochłonięta
Ilość energii jaką traci promieniowanie na jednostkę
masy ośrodka przez który przechodzi.
E
D =
M
nergia
awka
asa
1Grej(Gy) 
1dzul
1kg
1mGy  1 1000Gy
Dawki duże: ≥ 1 Gy
Dawki średnie: ≥ 0,1 – 1 Gy
Harold Gray 1905-1965
Dawki małe: < 0,1 Gy (100 mGy)
Dawki dla narządów wynikające ze stosowania promieniowania
jonizującego w diagnostyce zawierają się zwykle w granicach
od kilku do kilkunastu
(w wyjątkowych przypadkach kilkudziesięciu)
mGy.
13
Krzywa reprezentująca zależność dawka –
odpowiedź dla następstw deterministycznych
DTh
DTh – dawka progowa
D50
D50- dawka powodująca wystąpienie efektu u
połowy napromienionych
Następstwa deterministyczne i dawki progowe dla
napromienienia jednorazowego
Tkanka, następstwo
Równoważna
dawka progowa [G]
Jądra
niepłodność czasowa
niepłodność trwała
0,4
3,5 – 6,0
Jajniki
niepłodność
2,5 – 6,0
Soczewka oka
wykrywalne zmętnienie, zaćma
Szpik kostny
upośledzenie hematopoezy
0,5 – 2,0
5,0
0,5
Skóra
rumień, suche złuszczanie
sączące złuszczanie
martwica naskórka i skóry
3,0 – 5,0
20
50
ostra choroba popromienna – zgon
1,0
właściwej
Całe ciało
Napromienienie w życiu płodowym
(następstwa deterministyczne!!)
1. Okres implantacyjny (1-3 tyg.) - śmierć zarodka (lub normalny rozwój)
2.
Okres organogenezy (3-8 tyg.) - wady rozwojowe (0,1-0,2 Gy)
3.
Okres rozwoju OUN (8-25 tyg.) - niedorozwój umysłowy(ok.0,2 Gy)
Powstanie wad wrodzonych (malformacji płodu) na skutek jego
napromienienia możliwe jest tylko po przekroczeniu dawek
progowych, które nie są osiągane w diagnostycznym stosowaniu
promieniowania jonizującego
Profilaktyka uszkodzeń deterministycznych
opiera się na ograniczeniu dawek promieniowania
do wartości istotnie niższych niż wartości progowe.
W ogromnej większości przypadków – poza
radioterapią i wypadkami radiacyjnymi – nie
nasuwa to istotnych trudności.
Frakcjonowanie dawki lub aplikowanie jej z małą
mocą znacznie zwiększa wartość dawki progowej
Działanie promieniowania jonizującego na
organizm człowieka.
Następstwa stochastyczne (probabilistyczne)
Przyczyny - mutacja komórki somatycznej (transformacja
nowotworowa) lub mutacja komórki rozrodczej
(następstwa dziedziczne).
Nasilenie skutków stochastycznych nie zależy od wielkości
dawki pochłoniętej.
Częstość tych następstw wzrasta wraz ze wzrostem dawki
pochłoniętej
Grupy osób, które dostarczyły ilościowych informacji o
ryzyku indukcji nowotworów popromiennych
1.
Osoby, które przeżyły atak atomowy na Hiroszimę i Nagasaki
2.
Pacjenci poddawani leczeniu promieniowaniem
3.
4.
5.

Radioterapia narządów rodnych

Radioterapia zesztywniającego zapalenia kręgosłupa

Radioterapia ok. szyi i klatki piersiowej (dzieci)

Depilacja skóry owłosionej u dzieci

Radioterapia zapaleń sutka

Terapia Ra-224
Diagnostyka radiologiczna

Wielokrotne prześwietlenia klatki piersiowej

Wielokrotne zdjęcia kręgosłupa (skolioza)

Napromienienie w życiu płodowym ( zdjęcia rtg j. brzusznej w ciąży)
Ekspozycja zawodowa

Górnicy w kopalniach

Grupy malujące farbami zawierającymi izotopy Ra

Pracownicy przemysłu jądrowego 3 krajów
Ekspozycja środowiskowa - radon w mieszkaniach
Dawka efektywna
Odmiana dawki (inny sposób jej wyliczania),
uwzględniająca zarówno różną skuteczność biologiczną
(„szkodliwość”) różnych rodzajów promieniowania, jak i
zróżnicowaną wrażliwość poszczególnych tkanek i
narządów na wywołanie nowotworów.
Dawkę efektywną wylicza się dla całego organizmu. Jest
ona uważana za miarę narażenia organizmu na
wystąpienie efektów stochastycznych (tylko dla małych
dawek pochłoniętych – do 100 mGy - wielkość ta nie
znajduje więc zastosowania w radioterapii).
Jednostką dawki efektywnej jest Sievert [Sv]
Jednostka 1 Sivert (Sv)
(1mSv = 1/1000 Sv)
serce
serce
99mTc-
MIBI
SPECT
18FDG
PET
21
Dawki od najczęściej wykonywanych badań
radioizotopowych
Aktywność
Badanie
Radiofarmaceutyk
Dawka
efektywna (mSv)
Scyntygrafia
tarczycy
Nadtechnecjan 99mTc 80 MBq
1
Scyntygrafia kości
Związki
fosfonianowe
znakowane 99mTc
750 MBq
6
Scyntygrafia perf.
serca
99mTc-MIBI
–wysiłek
99mTc-MIBIspoczynek
201Tl-chlorek
800 MBq
800 MBq
100 MBq
Scyntygrafia
statyczna nerek
99mTc-DMSA
200 MBq
7,2
6,3
11,5
3,2
Dawki od najczęściej wykonywanych badań
radioizotopowych c.d.
Badanie
Radiofarmaceutyk
Aktywność
Dawka
efektywna
(mSv)
Badanie perfuzji
mózgu
99m-Tc HMPAO
925 MBq
8,6
Renoscyntygrafia
99mTc-EC
100 MBq
0,6
Badanie układu
dopaminergicznego
123I
185 MBq
4,4
Datscan
Badanie SPECT/CT - dodatkowa dawka efektywna od
badania CT (niediagnostycznego) nie przekracza
1mSv
Dawki od najczęściej wykonywanych badań
radioizotopowych c.d.
Badanie PET
Radiofarmaceutyk
Aktywność
Dawka efektywna
(mSv)
18F-FDG
370 MBq
7
18F-FDG
185 MBq
3,5
Badanie PET/CT - dodatkowa dawka efektywna od
badania CT (niediagnostycznego) nie przekracza 3mSv
Następstwa stochastyczne promieniowania
jonizującego
Krzywa zależności dawka-odpowiedź dla sumy nowotworów litych po
ekspozycji całego ciała na promieniowanie jonizujące
Przyjmuje się, że dawka efektywna jest wielkością
skorelowaną z ryzykiem następstw
stochastycznych.
Ryzyko następstw stochastycznych
Przy wyliczaniu ryzyka następstw stochastycznych
przyjmuje się hipotezę proporcjonalnej,
bezprogowej zależności między dawką a tym
ryzykiem.
dawka
• Ryzyko
mutacji dziedzicznych w komórkach rozrodczych
gonad : częstość wad rozwojowych
2x10-5/mSv (2 na sto tysięcy) (pierwsze dwa pokolenia).
• Ryzyko zachorowania na nowotwór złośliwy wywołany
przez promieniowanie jonizujące : 10-4 – 10-5 (1 : 10.000 –
1 : 100.000) /mSv
czyli np. przy dawce ok. 10 mSv (scynt. perfuzyjna
m. sercowego) -0,1-1 ‰
(ryzyko zachorowania na nowotwór występujący
25% )
spontanicznie: 1:4)
27
28
Popromienne następstwa dziedziczne
Wszystkie rozważania nad ryzykiem zmian
dziedzicznych, wywoływanych przez
promieniowanie jonizujące u ludzi opierają się na
ekstrapolacjach obserwacji poczynionych na innych
gatunkach. Żadne pozytywne obserwacje na ten
temat u ludzi nie istnieją, włączając w to badania na
potomstwie osób, które przeżyły atak atomowy na
Hiroszimę i Nagasaki.
Następstwa stochastyczne promieniowania
jonizującego
Guzy lite
Białaczki
Czas w latach
Ryzyko zgonu z powodu nowotworu po jednorazowym napromienieniu w
zależności od czasu, który upłynął od momentu ekspozycji
Najkrótszy okres utajenia dla białaczek popromiennych wynosi
2-3 lata (śr. ok. 7 lat), a nowotworów litych 10-15 lat
(śr. ponad 20 lat)
Ryzyko indukcji nowotworów przez promieniowanie jonizujące
zmniejsza się z wiekiem pacjenta. Prawdopodobieństwo indukcji
nowotworu po 60 r.ż. jest ok. 5 × mniejsze niż dla 20-40 r.ż.,
a po 70 r.ż. zbliża się do zera.
Wrażliwość na promieniowanie jonizujące płodu i dzieci
w pierwszych latach po urodzeniu jest większa – ryzyko nowotworu jest 2-3
× wyższe niż dla całej populacji.
31
Ciąża a promieniowanie jonizujące
Zarodek i płód ludzki jest wrażliwy na indukcję
nowotworów (efekty stochastyczne)
ujawniających się w ciągu pierwszych 10 lat po
urodzeniu, a także w późniejszym wieku.
Ważne jest, że małe dawki stanowią tutaj
istotny problem, a ryzyko związaną z dawką 
10 mGy zwiększa ryzyko względne o 40%
(ryzyko bezwzględne: 1przypadek/1700 dzieci
badanych).
Dawki pochłonięte przez płód na skutek badań
radioizotopowych
•
Badanie:
•
•
•
•
•
•
•
Kościec (Tc99m)
Płuca (Tc99m-MAA)
Nerki (MAG3)
Guz lub ropień (Ga-67 cytrynian)
Perfuzja serca (Tc99m-MIBI)
Perfuzja serca (Tl-201)
Tarczyca (Tc99m)
Aktywność
(MBq)
600
160
100
300
300
100
100
Data from Russell, Stabin et al.; Radiation dose to the
embryo/fetus from radiopharmaceuticals Draft, 1997
Dawki dla
płodu (mGy)
4
0.4
2
28
5
10
1
Prawdopodobieństwa urodzenia i wychowania zdrowego
dziecka w funkcji dawki pochłoniętej przez płód
Dawka pochłonięta
przez płód, ponad
naturalne tło (mGy)
0
0,5
1.0
2,5
5
10
50
100
Prawdopodobieństwo,
że płód nie będzie miał
wady wrodzonej
(malformacji), w %
Prawdopodobieństwo,
że dziecko nie
zachoruje na nowotwór
(0-19 lat)
97
97
97
97
97
97
97
ok.97
99,7
99,7
99,7
99,7
99,7
99,6
99,4
99,1
Dawka pochłonięta przez płód do 100 mGy nie stanowi
uzasadnienia do przerywania ciąży.
Ciąża a badania radioizotopowe
Każda pacjentka w wieku rozrodczym powinna
być traktowana jak potencjalna ciężarna.
Poprawnie przeprowadzona procedura
rejestracji pacjentek na wszystkie badanie
radioizotopowe powinna zakładać pozyskanie
informacji od pacjentki – czy jest lub może być w
ciąży, a wszelkie wątpliwości powinny być
wyjaśnione przed podjęciem decyzji o wykonaniu
badania.
35
Metody ograniczenia ekspozycji medycznej
na promieniowanie jonizujące
 Racjonalne stosowanie badań z użyciem promieniowania
jonizującego
– uzasadnienie konieczności wykonania badania
(korzyści znacznie przewyższają prawdopodobieństwo
niepożądanych skutków)
- podobnych informacji diagnostycznych nie da się
uzyskać bez wykorzystania promieniowania jonizującego
 Zapewnienie kontroli jakości w rentgenodiagnostyce i
medycynie nuklearnej. Ograniczenie dawek do możliwie
najniższych wartości, przy których możliwe jest uzyskanie
pełnych informacji diagnostycznych (poziomy referencyjne)
• Stosowanie promieniowania jonizującego w diagnostyce
związane jest jedynie z niewielkim ryzykiem
radiacyjnym.
• Badanie przy użyciu promieniowania jonizującego, o ile jest
wykonywane we właściwy sposób i z istotnych wskazań, jest
źródłem korzyści zdrowotnych dla pacjenta przewyższających
zdecydowanie potencjalnie istniejące (lecz bardzo niewielkie)
zagrożenie dla życia i zdrowia.
37
Stosowanie promieniowania jonizującego
w diagnostyce powinno opierać się na 2 zasadach:
• właściwego uzasadnienia podejmowania procedury
diagnostycznej
• optymalizacji ochrony pacjenta tzn. ekspozycji na
możliwie małe dawki gwarantujące jednak poprawny i
wartościowy wynik badania
(ALARA – as low as reasonably achievable)
38
Dzieci i kobiety ciężarne wymagają szczególnej uwagi przy
kierowaniu na badania radiologiczne i radioizotopowe, ze
względu na wyższe prawdopodobieństwo wywołania
nowotworu.
U kobiet ciężarnych medycznie uzasadnione badania
radiologiczne okolic ciała odległych od miednicy mogą być
bezpiecznie wykonywane w każdym okresie ciąży.
Aby uniknąć ciężkiego uszkodzenia tarczycy u płodu nie
należy kobiecie ciężarnej podawać wolnych jonów 131I, nawet
o małej aktywności.
Kobiety karmiące piersią mogą być badane przy użyciu
radiofarmaceutyków; w przypadku 131I karmienia należy
zaprzestać.
W badaniach dzieci zmniejszenie dawki uzyskuje się dzięki
stosowaniu warunków procedury właściwych dla dzieci.
Radioterapia kobiety ciężarnej
Dawka dla zarodka (3-8 tygodni po zapłodnieniu) od
bezpośredniej wiązki pierwotnej znacznie przekracza
próg dla wywołania wad rozwojowych różnych
narządów, a w późniejszym okresie ciąży może wywołać
uszkodzenie mózgu z rezultatem w postaci
upośledzenia umysłowego. Terapia części ciała odległej
od macicy może być prowadzona.
Terapia nadczynności tarczycy przy użyciu 131I u kobiety
ciężarnej jest zdecydowanie przeciwwskazana.
Terapia raka tarczycy z przerzutami za pomocą 131I jest
nie do pogodzenia z kontynuacją ciąży.
Zasady ochrony przed skutkami
promieniowania jonizującego
Osłony
Czas ekspozycji
Odległość od źródła
promieniowania
Download

Podstawy ochrony radiologicznej pacjenta