Podstawy ochrony radiologicznej pacjenta

Transkrypt

1 Podstawy ochrony radiologicznej pacjenta

2 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

3 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

4 Oddziaływanie promieniowania jonizującego na poziomie molekularnym Najbardziej wrażliwym na promieniowanie jonizujące elementem komórki jest jądro, a w nim chromatyna i ostatecznie DNA.

5 Uszkodzenia DNA DNA uszkodzenie pośrednie OH H.. H H O uszkodzenie bezpośrednie

6 Rodzaje uszkodzeń DNA JEDNONICIOWE Dość skutecznie naprawiane przez komórki DWUNICIOWE Także naprawiane, ale często błędnie

7 Schemat powstawania popromiennych aberracji chromosomowych mutacje prowadzi do śmierci komórki dicentryk fragmenty acentryczne translokacja

8 Efekty napromienienia komórki DNA naprawione Komórka przeżywa śmierć komórki Komórka nie przeżywa Pęknięcie DNA DNA naprawione błędnie. Komórka żyje zmutowana mutacje

9 EFEKTY BIOLOGICZNE Działanie bezpośrednie Działanie pośrednie Uszkodzenie Naprawa Śmierć komórki Mutacja komórki Uszkodzenie narządu Komórki somatyczne Komórki rozrodcze Śmierć organizmu Nowotwór Następstwa dziedziczne Następstwa deterministyczne Następstwa stochastyczne

10 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

11 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

12 Wielkość ryzyka związanego z promieniowaniem jest zależna od jego dawki Dawka pochłonięta Ilość energii jaką traci promieniowanie na jednostkę masy ośrodka przez który przechodzi. Dawka= Energia Masa

13 1dzul 1Grej ( Gy) 1mGy Gy 1kg Dawki duże: 1 Gy Dawki średnie: 0,1 1 Gy Harold Gray 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

14 Krzywa reprezentująca zależność dawka odpowiedź dla następstw deterministycznych D Th D 50 D Th dawka progowa D 50 - dawka powodująca wystąpienie efektu u połowy napromienionych

15 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 Szpik kostny wykrywalne zmętnienie, zaćma upośledzenie hematopoezy 0,5 2,0 5,0 0,5 Skóra właściwej rumień, suche złuszczanie sączące złuszczanie martwica naskórka i skóry 3,0 5, Całe ciało ostra choroba popromienna zgon 1,0

16 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

17 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

18 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

19 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 Radioterapia narządów rodnych Radioterapia zesztywniającego zapalenia kręgosłupa Radioterapia ok. szyi i klatki piersiowej (dzieci) Depilacja skóry owłosionej u dzieci Radioterapia zapaleń sutka Terapia Ra Diagnostyka radiologiczna Wielokrotne prześwietlenia klatki piersiowej Wielokrotne zdjęcia kręgosłupa (skolioza) Napromienienie w życiu płodowym ( zdjęcia rtg j. brzusznej w ciąży) 4. Ekspozycja zawodowa Górnicy w kopalniach Grupy malujące farbami zawierającymi izotopy Ra Pracownicy przemysłu jądrowego 3 krajów 5. Ekspozycja środowiskowa - radon w mieszkaniach

20 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]

21 Jednostka 1 Sivert (Sv) (1mSv = 1/1000 Sv) serce serce 99m Tc- MIBI SPECT 18 FDG PET 21

22 Dawki od najczęściej wykonywanych badań radioizotopowych Badanie Radiofarmaceutyk Aktywność Dawka efektywna (msv) Scyntygrafia tarczycy Scyntygrafia kości Związki fosfonianowe znakowane 99m Tc Scyntygrafia perf. serca Scyntygrafia statyczna nerek Nadtechnecjan 99m Tc 80 MBq 1 99m Tc-MIBI wysiłek 99m Tc-MIBIspoczynek 201 Tl-chlorek 750 MBq MBq 800 MBq 100 MBq 7,2 6,3 11,5 99m Tc-DMSA 200 MBq 3,2

23 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 99m Tc-EC 100 MBq 0,6 Badanie układu dopaminergicznego 123 I Datscan 185 MBq 4,4 Badanie SPECT/CT - dodatkowa dawka efektywna od badania CT (niediagnostycznego) nie przekracza 1mSv

24 Dawki od najczęściej wykonywanych badań radioizotopowych c.d. Badanie PET Radiofarmaceutyk Aktywność Dawka efektywna (msv) 18 F-FDG 370 MBq 7 18 F-FDG 185 MBq 3,5 Badanie PET/CT - dodatkowa dawka efektywna od badania CT (niediagnostycznego) nie przekracza 3mSv

25 Następstwa stochastyczne promieniowania jonizującego Krzywa zależności dawka-odpowiedź dla sumy nowotworów litych po ekspozycji całego ciała na promieniowanie jonizujące

26 Ryzyko następstw stochastycznych Przyjmuje się, że dawka efektywna jest wielkością skorelowaną z ryzykiem następstw stochastycznych. Przy wyliczaniu ryzyka następstw stochastycznych przyjmuje się hipotezę proporcjonalnej, bezprogowej zależności między dawką a tym ryzykiem. dawka

27 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 : (1 : : ) /msv czyli np. przy dawce ok. 10 msv (scynt. perfuzyjna m. sercowego) - 0,1-1 (ryzyko zachorowania na nowotwór występujący spontanicznie: 1:4) 25% ) 27

28 28

29 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.

30 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

31 Najkrótszy okres utajenia dla białaczek popromiennych wynosi 2-3 lata (śr. ok. 7 lat), a nowotworów litych 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 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

32 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).

33 Dawki pochłonięte przez płód na skutek badań radioizotopowych Badanie: Aktywność Dawki dla (MBq) płodu (mgy) Kościec (Tc99m) Płuca (Tc99m-MAA) Nerki (MAG3) Guz lub ropień (Ga-67 cytrynian) Perfuzja serca (Tc99m-MIBI) Perfuzja serca (Tl-201) Tarczyca (Tc99m) Data from Russell, Stabin et al.; Radiation dose to the embryo/fetus from radiopharmaceuticals Draft, 1997

34 Prawdopodobieństwa urodzenia i wychowania zdrowego dziecka w funkcji dawki pochłoniętej przez płód Dawka pochłonięta przez płód, ponad naturalne tło (mgy) 0 0, , Prawdopodobieństwo, że płód nie będzie miał wady wrodzonej (malformacji), w % ok.97 Prawdopodobieństwo, że dziecko nie zachoruje na nowotwór (0-19 lat) 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.

35 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

36 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)

37 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

38 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

39 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 131 I, nawet o małej aktywności. Kobiety karmiące piersią mogą być badane przy użyciu radiofarmaceutyków; w przypadku 131 I karmienia należy zaprzestać. W badaniach dzieci zmniejszenie dawki uzyskuje się dzięki stosowaniu warunków procedury właściwych dla dzieci.

40 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 131 I u kobiety ciężarnej jest zdecydowanie przeciwwskazana. Terapia raka tarczycy z przerzutami za pomocą 131 I jest nie do pogodzenia z kontynuacją ciąży.

41 Zasady ochrony przed skutkami promieniowania jonizującego Osłony Czas ekspozycji Odległość od źródła promieniowania