sugárvédelem az orvosi képalkotásbannukleariskepalkotas.atomki.hu/documents/presentations/elek...
TRANSCRIPT
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
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”
FIZIKAI DÓZISMENNYISÉGEK
Besugárzási dózis (expozíció)
• Röntgen- és γ-fotonokra értelmezhető
• Az erythema dózis kb. 600 R, mely megfelel 5,76 Gyelnyelt dózisnak
(lágy szövetben)
Rkg
C
dm
dQX ;
• A sugárvédelmi célú mérőműszerek a tömegegységben keltett töltések számát mérik leggyakrabban, vagy adnak azzal arányos jelet!
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
Gykg
J
dm
dD ;
Fluens
2mdA
dN• Egy tetszőleges
határfelületen áthaladó részecskék darabszáma
• Alkalmas a sugárzási terek jellemzésére
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
Gydm
dEK tr
* Kinetic Energy Releasedper unit Mass
Elnyelt dózis-, fluens- és kermateljesítmény
• A korábban definiált mennyiségek idő szerinti deriváltjai segítségével adhatjuk meg azok „teljesítmény” jellegű mennyiségeit
• A sugárvédelem optimálásakor hasznos mennyiségek
111 ; GyssJkgdt
dDD
12smdt
d
1Gysdt
dKK
DAP – Dózis-terület szorzat
• A távolságtól független mennyiség
• Egyszerűen mérhető - KERMA
4 Gy 0,5 m25 cm2
100 Gy cm2
1 Gy 1 m100 cm2
100 Gy cm2
0,25 Gy 2 m400 cm2
100 Gy cm2
Dózis Táv.MezőméretDAP
SUGÁRVÉDELMI DÓZISMENNYISÉGEK
Déri Zsolt: 15 éves a Hírsugár; http://www.sugarvedelem.hu/sugarvedelem/docs/kulonsz/2011sv/szekcio6/hirsugar.pdf
Egyenérték (ekvivalens) dózis
• Adott sugárzás élettani hatása alapján hozzárendelt súlyozó tényező (wR) segítségével adható meg
fajta E (keV) wR
foton mind 1
e-, x mind 1
n0
<10 keV
10…100 keV
100 keV…2 MeV
2…20 MeV
> 20 MeV
5
10
20
10
5
p+ > 2 MeV 5
mind 20RTRRT DwH ,,
Effektív dózis
• „Kockázat” jellegű,
• Sugárvédelmi célú dózismennyiség
• A szerv vagy szövet egyenérték dózisa a feltevés szerint egy számként jellemzi a biológiai hatásokat
1; JkgSvHwET
TT
Szöveti súlytényezők (wT)
SZERVICRP 26
ICRP 60
ICRP 103
Gyomor 0,12 0,12
Hólyag 0,05 0,04
Máj 0,05 0,04
Nyelőcső 0,05 0,04
Bőr 0,01 0,01
Nyálmirigy 0,01
Agy 0,01
SZERV ICRP 26ICRP 60
ICRP 103
Gonádok 0,25 0,20 0,08
Csontvelő (vörös)
0,12 0,12 0,12
Tüdő 0,12 0,12 0,12
Emlő 0,15 0,05 0,12
Pajzsmirigy 0,03 0,05 0,04
Csontfelszín 0,03 0,01 0,01
Maradó szervek, szövetek
0,3 0,05 0,12
Vastagbél 0,12 0,12
Kollektív effektív- és egyenérték dózis
• Csoportok sugaras kockázatainak elemzésekor használatos, nem korlátozó jellegű dózismennyiségek
• Nem alkalmas epidemiológiai kockázatbecslésre
Group
GroupGroup NES
Group
GroupGroupT NHS ,
SvmanS
BIOLÓGIAI DÓZISMENNYISÉGEK
Lineáris Energiaátadási Tényező
• A biológiai hatások jellemzésekor jól használható fizikai mennyiség
m
keV
m
eV
l
ELET ;
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
Lekötött elnyelt-, egyenérték- és effektív dózis
• Az adott dózis-teljesítmény integrálja a felvételtől (t0) számított idő alatt (t0 + τ)
• Belső sugárterhelés becslésére alkalmas mennyiségek
0
0
t
t
dttDD
0
0
t
t
TT dttHH
T
T
T HwE
OPERATÍV (MÉRHETŐ) DÓZISMENNYISÉGEK - FANTOMOKKAL
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
SvJkgxDxQxH ;1
Környezeti dózisegyenérték
• Szabad környezet, munkahelyi sugárzási terek jellemzésére
• Nagy LET értékű sugárzásoknál d = 0,07 mm• Alacsony LET értékűeknél d = 10 mm
sugárzási tér d
ICRU gömb*
dH ** ICRU gömbfantom: 300
mm átmérőjű, 1 gcm-3
sűrűségű, • 76,2 % oxigén• 11,1 % szén• 10,1 % hidrogén és• 2,6 % nitrogén tartalmú
műanyag fantom
Irány szerinti dózisegyenérték
• Szabad környezet, munkahelyi sugárzási terek jellemzésére
• Nagy LET értékű sugárzásoknál d = 0,07 mm
• Alacsony LET értékűeknél d = 10 mm
sugárzási tér d
ICRU gömb*
,' dH
Ω* ICRU gömbfantom: 300
mm átmérőjű, 1 gcm-3
sűrűségű, • 76,2 % oxigén• 11,1 % szén• 10,1 % hidrogén és• 2,6 % nitrogén tartalmú
műanyag fantom
dHdH *0,'
Személyi dózisegyenérték
• Munkahelyi ellenőrzésekhez
• Nagy LET értékű sugárzásoknál d = 0,07 mm
• Alacsony LET értékűeknél d = 10 mm
ICRU hasáb*
dH p
* ICRU hasábfantom: 300 x 300 x 150 mm méretű, 1 gcm-3 sűrűségű,
• 76,2 % oxigén• 11,1 % szén• 10,1 % hidrogén és• 2,6 % nitrogén tartalmú
műanyag fantom
sugárzási tér d
Személyi doziméter
Mennyiség Egység Alkalmazási terület
ALAPVETŐ FIZIKAI MENNYISÉGEK
Levegőkerma, Ka Gy Referenciamennyiség, foton
Fluens, Φ m-2 Referenciamennyiség, neutron
Elnyelt dózis, D GyReferenciamennyiség,
elektron
OPERATÍV MENNYISÉGEK (dózisegyenérték)
Személyi ~, Hp (d) Sv Egyéni ellenőrzés
Környezeti ~, H* (d) Sv Környezet, áthatoló sugárzás
Irányfüggő ~, H’ (d,Ω) Sv Környezet, nem áthatoló sug.
Elsődleges korlátozó és sugárvédelmi célú mennyiségek
Szövetben elnyelt dózis, DT Gy Dóziskorlátozás
Szöveti egyenérték dózis, HT Sv Dóziskorlátozás
Effektív dózis, E Sv Dóziskorlátozás
Kollektív effektív dózis, S man*Sv Optimálás
A SUGÁRVÉDELEM ALAPELVEI
• 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!!!
Sugárbiológia - Determinisztikus hatás
Sugárbiológia - Sztochasztikus hatások
• A sztochasztikus hatás mindig későn jelentkezik, lappangást követően
• A dózissal arányosan a daganatos megbetegedések száma nő
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 (as low asreasonably achievable) – mert nincs kockázatmentesen alacsony dózis
• Nemzetközileg elfogadott konzervatív megközelítés, amely óvatos és így kielégíti a laikus igényeket is
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!
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
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
A korlátozás elve
• A dózisok (effektív dózis) korlátozása a sztochasztikus kockázatokat elfogadhatószintűre csökkentik
• Az orvosi besugárzások dózisa nem korlátozható – csak irányadó szint javasolható az egyes vizsgálatokhoz
Sugárterhelés forrása Effektív dózis
1 évig élni 80 km-re egy normálisan működő atomreaktortól 0,00009 mSv
1 db banán elfogyasztása 0,0001 mSv
1 évig élni 80 km-re egy széntüzelésű erőműtől 0,0003 mSv
Egy kéz-röntgen felvétel 0,001 mSv
Képcsöves monitor használata 1 évig 0,001 mSv
Egy napi külső forrásból eredő természetes sugárterhelés Magyarországon 0,002 mSv
Egy napi természetes eredetű sugárterhelés Magyarországon 0,008 mSv
Egy napi külső forrásból eredő dózis Mitoban (a sérült Fukushima-I erőműtől délre 130 km-re), március 21-én 0 órától 24 óráig 0,008 mSv
Egy mellkas-átvilágítás 0,02 mSv
Egy tengerentúli repülőút 0,05 mSv
Egy napi külső forrásból eredő dózis a Fukushima-II erőműnél (a sérült Fukushima-I erőműtől délre kb. 10 km-re), március 21-én 4 órától 22-én 4 óráig
0,67 mSv
Egy mammográfiás felvétel 3 mSv
Egy évi természetes eredetű sugárterhelés Magyarországon 3 mSv
Egy mellkasi tomográf (CT) felvétel 5,8 mSv
Az évi dóziskorlát a sugárveszélyes helyen dolgozókra 50 mSv
A legkisebb dózis, amely már egyértelmű rák-kockázat növekedéssel jár 100 mSv
Az életmentésben résztvevők számára megengedett legnagyobb dózis 250 mSv
A legkisebb dózis, amely már közvetlen egészségügyi hatások megjelenéséhez vezethet 400 mSv
Az a dózis, amely már gondos kezelés mellett is nagy valószínűséggel halálos 8000 mSv
Országos Atomenergia Hivatal; http://www.haea.gov.hu/web/v2/portal.nsf/hirek_hu/B3D82742F1F84A23C125785B002F0053 adatai felhasználásával
AZ ORVOSI EREDETŰ SUGÁRTERHELÉS –A PÁCIENS SUGÁRVÉDELME
Az embert érő sugárterhelések besorolása
• Természetes sugárterhelés
• Foglalkozási sugárterhelés
• Lakossági sugárterhelés
• Orvosi sugárterhelés
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.
European Guidance on Estimating Population Doses from Medical X-RayProcedures; ANNEX 1 – DD Report 1 - Directorate-General for Energy and Transport, 2008 Brüsszel
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
DÓZISBECSLÉS SZÁMÍTÓGÉPES RÉTEGFELVÉTELEZŐ KÉSZÜLÉKEKNÉL
A CT vizsgálatok hazai mennyiségi mutatói*
556 684 484 645592 828
~ 70 %
2008 20102009
~ 55 %~ 70 %
795263 881173846897
*Ezen vizsgálatok számát összegezve: Agy, arc-koponya, nyak, angiográfia, gerinc,mellkas, has, medence, végtag, egyéb; nem tartalmazza: CT vezérelt intervenció, 3Dvizsg. besugárzás tervezéshez
Vizsgálatszám
Feldolgozottság
Év
Korrigált adat
• Ionkamra
• Testfantom
• Fejfantom
• „Zubehöre”
Zeff=6,56; ρ=1,19 gcm-3
A mérésekhez szükséges eszközök
Dózisprofil a z-tengely menténR
elat
ív d
ózi
s /D(z)
Dózisprofil a z-tengely mentén (mm)
dzzDTN
CTDI )(1
T
T
FDA dzzDTN
CTDI
7
7
)(1
mm
mm
dzzDTN
CTDI
50
50
100 )(1
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
perifériacentrálisw CTDICTDICTDI ,100,1003
2
3
1
Dozimetriai mennyiségek
][mGyCTDIX
LCTDIDLP vol
)( TN
TFp
p
CTDICTDI w
vol
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
További dozimetriai mennyiségek
][mGycmDLP
Néhány dóziskonverziós tényező
Effektív dózis/DLP értékek, három különböző szoftverrel számítva
Dozimetriaiszoftver
Koponya vizsgálat
Nyakcsigolya vizsgálat
Mellkas vizsgálat
Hasi felvételezés
Ágyék-vizsgálat
ImPACT 2,2 5,4 17 16 18
CT-Expo 2,3 5,4 16 18 15
ImpactDose 2,0 11,9 15 16 18
Megjegyzés: Az adatok μSv*mGycm-1 egységben értendőek. A számítások 120 kV csőfeszültségre, felnőtt férfi páciensre – Siemens Sensation 16 alapján kerültek kiszámításra
Converting Dose-Length Product to Effective Dose at CT W. Huda, K. M. Ogden, M. R. KhorasaniRadiology: Volume 248: Number 3 - September 2008 5. számú táblázat
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 Estimating Population Doses from Medical X-Ray Procedures; ANNEX 1 –DD Report 1 - Directorate-General for Energy and Transport, 2008 Brüsszel p. 38. A3.1 táblázat; UK
SUGÁRVÉDELMI SZABÁLYOZÁS
A munkahelyi sugárvédelemre vonatkozó jogszabályok struktúrája
AZ ATOMENERGIÁRÓL SZÓLÓ 1996. évi CXVI. Törvény (At.)
Az At. VÉGREHAJTÁSI RENDELETEI
Egészségügy Kormány KörnyezetvédelemKHVM
KözlekedésBM
munkahelyi sugárvédelmi szabványok
termékszabványok
Végrehajtási útmutató
Munkahelyi Sugárvédelmi Szabályzat
Óvórendszabály Módszertani levél
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
Közép-dunántúli SD: Veszprém
Nyugat dunántúli SD:Győr
Közép magyarországi SD: Budapest
Észak magyarországi
SD: Miskolc
Észak-alföldi SD: Debrecen
Dél-alföldi
SD: Szeged
Dél-dunántúli
SD: Szekszárd
A sugáregészségügyi ellátás szervezete – területi felosztás szerint
Nyugat-dunántúliKomárom-
Esztergom
Vas Közép-dunántúli
Fejér
TolnaZala
Somogy
Baranya
Bács-Kiskun
Csongrád
Békés
Pest
NógrádHeves
Észak-magyarországi
Szabolcs-Szatmár-
Bereg
Hajdú-BiharBudapest
Győr
Debrecen
Miskolc
SzegedSzekszárd
Veszprém
Közép-magyarországiBorsod-Abaúj--
Zemplén
Észak-alföldi
Dél-alföldi
Dél-dunántúli
Jász-Nagykun-
Szolnok
Sugárveszélyes munkahelyek hazánkban
43114535
4749 4823 4920
1149 1204 1277 1255 1282
54605739
6026 6078 6202
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
2005 2006 2007 2008 2009
Mu
nka
he
lye
k sz
ám
a (
db
)
Orvosi Ipari Összes
A munkáltató írásos megbízása alapján, a sugárvédelmi szolgálat
• legalább egy sugárvédelmi megbízottból
(egyszerűsített engedélyezési eljárás esetén)
• legalább egy sugárvédelmi megbízott és helyetteséből áll.
• Munkahelyi Sugárvédelmi Szabályzat (MSSZ)– előírások - 6. sz. melléklet
– feladatok meghatározása - 8. sz. melléklet.
Sugárvédelmi szolgálat
A 16/2000. EüM. Rendelet mellékletei I.
• 1. számú melléklet– alapvető sugárvédelmi követelmények– meghatározások
• 2. számú melléklet– dóziskorlátok, radon-koncentrációk munkavállalókra
vonatkozó cselekvési szintjei
• 5. számú melléklet– a munkahelyi sugárvédelem alapvető előírásai
• zárt radioaktív sugárforrással vagy röntgencsővel működő műszerrel, berendezéssel végzett munkák alapvető előírásai
• nyitott radioaktív készítményekkel végzett munkák alapvető előírásai
A 16/2000. EüM. Rendelet mellékletei I.
• 6. számú melléklet– munkahelyi sugárvédelmi szabályzat
• 7. számú melléklet– az atomenergiát alkalmazó munkahelyek /
tevékenységek besorolása
• 8. számú melléklet– a sugárvédelmi szolgálat feladatai
• 10. számú melléklet– adatszolgáltatás engedélykérelemhez
A sugárveszélyes munkahelyek munkavállalói:
• "A" besorolásúak, akiknél fennáll a lehetőségeannak, hogy az évi effektív dózis meghaladja a 6mSv értéket, vagy a szervdózis a korlátok 3/10részét. A személyi dozimetriai ellenőrzés kötelező.
• "B" besorolású minden egyéb munkavállaló.
OSSKI - Országos Személyi Dozimetriai Szolgálat
elérhetőség: [email protected]; + 36-1 482 2014
A sugárterhelés ellenőrzése I.
A meghatározott mennyiség a személyi dózisegyenérték a HP(10), amely a sugárterhelés kiértékelésekor a dóziskorlátozásban szereplő effektív dózissal azonosnak tekintendő
A sugárterhelés ellenőrzése II.
Dóziskorlátok
Besugárzási kategória
Egésztestre vonatkozó,
effektív dózis
Szemlencsére vonatkozó
egyenérték dózis
Bőrre, végtagokra vonatkozó
egyenérték dózis
Foglalkozási sugárterhelés
(munkavállalókra)
100 mSv/5 év,max. 50 mSv/év
150 mSv/év 500 mSv/év
Tanulókra, gyakornokokra
(16-18 év)6 mSv/év 50 mSv/év 150 mSv/év
Lakossági sugárterhelés
(a lakosság egyedeire)
5 mSv/5 év 15 mSv/év 50 mSv/év
Köszönöm a megtisztelő figyelmet!
Felhasznált/ajánlott irodalom
• ICRU-60, Fundamental Quantities and Units for Ionising Radiation. ICRU Report 60,
• ICRP-26, International Commission on Radiological, Protection: Radiological Protection and Safety in Medicine. Annals of the ICRP 26 (ICRP Publication 73), Pergamon Press, Oxford, UK, 1990.
• ICRP-60, International Commission on Radiological Protection: Recommendations of the International Commission on Radiological Protection—ICRP 60. Annals of ICRP 21, PergamonPress, Oxford, UK, 1990.
• ICRP-103, The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, Annals of ICRP, Pergamon Press, Oxford, UK, 2007.
• Sugárvédelem; Fehér István, Deme Sándor – 2010
• Dr. Zagyvai Péter – Sugárvédelem jegyzet, BME
• Dr. Ballay László – Dózisfogalmak, átf. fokozatú sv. tanfolyam – 2010, OSSKI
• European Guidance on Estimating Population Doses from Medical X-Ray Procedures; ANNEX 1 – DD Report 1 - Directorate-General for Energy and Transport, 2008 Brüsszel
• Converting Dose-Length Product to Effective Dose at CT W. Huda, K. M. Ogden, M. R. Khorasani Radiology: Volume 248: Number 3 - September 2008
• 16/2000. EüM. rendelet az atomenergiáról szóló 1996. évi CXVI. törvény egyes rendelkezéseinek végrehajtásáról