Στοιχεία Ακτινοπροστασίας Γεώργιος Παναγιωτάκης, Κωσταρίδου Ελένη Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής, Τμήμα Ιατρικής, Πανεπιστήμιο Πατρών (τελευταία ενημέρωση Ε. Κωσταρίδου, Μάρτιος 2014)

Σύστημα Ακτινογράφησης

Φορητό Ακτινογραφικό Σύστημα

Σύστημα Ακτινογράφησης/Ακτινοσκόπησης

Φορητό Ακτινοσκοπικό Σύστημα/C-Arm

Μαστογραφικό Σύστημα

Οδοντιατρικά ακτινολογικά συστήματα

Σύστημα υπολογιστικής τομογραφίας ακτίνων X

Πυρηνική ιατρική (γ-camera - Σύστημα SPECT)

Γραμμικός Επιταχυντής - Ακτινοθεραπεία

Πόσο επικίνδυνη είναι η ακτινοβολία;

Πόσο επικίνδυνη είναι η ακτινοβολία; (αστικοί μύθοι)

Βασικές Αρχές Ακτινοπροστασίας Αποσκοπεί στην προστασία ανθρώπων, αγαθών και περιβάλλοντος από τις επιβλαβείς επιδράσεις των ιοντιζουσών ακτινοβολιών που προέρχονται από τις ειρηνικές χρήσεις τους. Βασικές Αρχές Ακτινοπροστασίας Αρχή της Αιτιολόγησης (Justification of Practice) Αρχή της Βελτιστοποίησης (Optimization, A.L.A.R.A. Principle) Αρχή των Ορίων Δόσης (Dose Limits)

Αρχή Αιτιολόγησης (1)

Αρχή Αιτιολόγησης (2)

Αρχή Αιτιολόγησης (3)

Αρχή της Βελτιστοποίησης, A.L.A.R.A. (As Low As Reasonably Achievable)

Δόση: Βιολογικές Επιδράσεις Ακτινοβολιών Οι βιολογικές επιπτώσεις διακρίνονται σε άμεσες/έμμεσες, προσδιοριστέες/στοχαστικές, σωματικές/γενετικές και εξαρτώνται από Δοσιμετρικές ποσότητες όπως: Απορροφώμενη δόση Ακτινοβολία (είδος, ποιότητα) Ακτινοευαισθησία ιστών και οργάνων Προσδιοριστέα/καθορισμένα αποτελέσματα: προέρχονται από τη θανάτωση των κυττάρων και εμφανίζονται σε σχετικά σύντομο διάστημα μετά την ακτινοβόληση, μετά από υπέρβαση συγκεκριμένης τιμής κατωφλίου δόσης, π.χ. 2Gy σύνδρομο αιμοποιητικού, 24 h, 7Gy σύνδρομο γαστρεντερικού, 3-19 days, 50 Gy, σύνδρομο κεντρικού νευρικού συστήματος, θάνατος 1-4 days. Δυαδικό φαινόμενο σε σχέση με τη τιμή κατωφλίου, μετά την τιμή κατωφλίου η σοβαρότητα της βλάβης είναι συνάρτηση της δόσης. Οι δόσεις των διαγνωστικών εξετάσεων <= 1000 φορές Στοχαστικά (απώτερα αποτελέσματα), οφείλονται σε μεταλλάξεις των κυττάρων (20-30 χρόνια ή στους απογόνους ή δεν εμφανίζονται καθόλου). Εδώ έχουμε μόνο πιθανότητα εμφάνισης, η οποία αυξάνεται γραμμικά με το δόση. Π.χ. θανατηφόρος καρκίνος 20-30 χρονια, αύξηση πιθανότητας εμφάνισης ανά Sv 5%, φυσιολογική πιθανότητα εμφάνησης 25%

Δοσιμετρικές Ποσότητες & Μονάδες: Έκθεση Έκθεση: Η διαδικασία μεταφοράς ενέργειας, με τη μορφή σωματιδίων ή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων ικανών να παράγουν άμεσα ή έμμεσα ιόντα στον άνθρωπο που εκτίθεται σε ιοντίζουσες ακτινοβολίες. Εξωτερική έκθεση Εσωτερική έκθεση Ολική έκθεση (Άθροισμα εξωτερικής και εσωτερικής) Μερική έκθεση (μη ομοιογενής για ολόκληρο το σώμα) Ολόσωμη εξωτερική έκθεση Εξωτερική έκθεση Εσωτερική έκθεση Ολική έκθεση (Άθροισμα εξωτερικής και εσωτερικής) Μερική έκθεση (μη ομοιογενής για ολόκληρο το σώμα) (κλασική για τις χρήσεις στην ιατρική) Ολόσωμη εξωτερική έκθεση (κοσμική, υποστρώματος π.χ. Ραδόνιο)

Έκθεση-ορισμός Eίναι το άθροισμα όλων των ηλεκτρικών φορτίων (ΔQ) όλων των ιόντων του ίδιου πρoσήμου, που έχουν παραχθεί μέσα σε ένα στοιχειώδη όγκο αέρα μάζας Δm. Προϋπόθεση: Όλα τα φορτία να έχουν σταματήσει πλήρως. Ορίζεται μόνο για ακτινοβολίες Χ και γ στον αέρα, ενέργειας < 2 MeV. Έκθεση: ενέργεια ακτίνων X ανά μονάδα όγκου Μονάδες: 1 C/kg (SI) , 1 R (roentgen) = 2.58 x 10-4 C / kg (Παλαιά μονάδα) .

Δοσιμετρικές Ποσότητες & Μονάδες: Απορροφώμενη Δόση Εκφράζει το ποσό της ενέργειας (ΔΕ) της ιοντίζουσας ακτινοβολίας που έχει μεταδοθεί σε ένα υλικό στοιχειώδους μάζας Δm. Μονάδες: 1 Gy (gray )=1 J / kg (SI) 1 rad = 100 erg/g (παλαιά μονάδα) Ολόσωμη 4 Gy θάνατος των κυττάρων (ντετερμινιστικό φαινόμενο) Τυπική δόση για session ακτινοθεραπείας: 3-5 Gy

Δοσιμετρικές Ποσότητες & Μονάδες: Ισοδύναμη Δόση Είναι η απορροφώμενη δόση σε ιστό ή όργανο (DT) διορθωμένη με τον συντελεστή στάθμισης της ακτινοβολίας (wR) για το είδος και την ποιότητα της ακτινοβολίας (R). 5-20 Μονάδες: 1 Sv (sievert) =1 Gy για β,γ, x 1 Sv (sievert) =0.05 Gy για α 1 rem=0.01 Sv (παλαιά μονάδα) Τα φωτόνια και ηλεκτρόνια είναι η μονάδα αναφοράς Τα σωμάτια α και τα νετρόνια είναι πολύ βλαβερά Η ισοδύναμη δόση ενός συγκεκκριμμένου ιστού ή οργάνου (βιολογία)

Δοσιμετρικές Ποσότητες & Μονάδες: Ενεργός Δόση Το άθροισμα των σταθμισμένων ισοδύναμων δόσεων από εσωτερική και εξωτερική ακτινοβόληση, σε όλους τους ιστούς και όργανα. wT: συντελεστής στάθμισης για τον ιστό T Μονάδες: 1 Sv (sievert) 1 Gy αντιστοιχεί σε 1 Sv ενεργού δόσης, μόνο στην θεωρητική περίπτωση ομοιόμορφης κατανομής της δόσης σε όλο το σώμα (uniform whole body dose) 1 rem=0.01 Sv (παλαιά μονάδα) Η διαφορετική ακτινοευαισθησία των ιστών Η συνολική δόση του οργανισμού

Όρια δόσης Επαγγελματικά Εκτιθέμενοι Όριο ενεργού δόσεως 100 mSv κατά την περίοδο 5 συνεχόμενων ετών. Σε εξαιρετικές περιπτώσεις η ενεργός δόση κατά τη διάρκεια ενός μεμονωμένου έτους μπορεί να φθάσει τα 50 mSv Όριο ισοδύναμης δόσης φακού οφθαλμών 150 mSv ανά έτος. δέρματος 500 mSv ανά έτος. άκρων 500 mSv ανά έτος. Κοινό Ενεργός Δόση: 1 mSv ανά έτος. Φακός οφθαλμών: 15 mSv ανά έτος. Δέρμα: 50 mSv ανά έτος. (στα όρια αυτά δεν περιλαμβάνονται οι δόσεις που οφείλονται σε ιατρικές εφαρμογές και στη φυσική ακτινοβολία). Κάθε επάγγελμα έχει ρίσκο…και όφελος π.χ. ανθρακορύχος

Αρχή των ΟρίωνΔοσης ...Στα προαναφερθεντα όρια δεν περιλαμβάνονται οι δόσεις που οφείλονται σε ιατρικές εφαρμογές και τη φυσική ακτινοβολία. Για τους εξεταζόμενους δεν υπάρχουν όρια; Κάθε εξέταση πρέπει να είναι αιτιολογημένη και η πρακτική βελτιστοποιημένη (ALARA) Επισης, στα πλαίσια της βελτιστοποίησης της ακτινοπροστασίας του ασθενους εφαρμόζονται τα Διαγνωστικά Επίπεδα Αναφοράς (ΔΕΑ), για τυποποιημένες εξετάσεις ομάδων ασθενών κανονικής διάπλασης για ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπους εξοπλισμού. Καθορίζονται σε εθνικό επίπεδο.

Ιατρικές εξετάσεις (εξεταζόμενοι) Κατηγορία Εξέτασης Εξέταση Μέση Ενεργός Δόση (mSv) (ακτινοδιαγνωστική) Ακτινογράφηση Θώρακος 1,14 Οσφυϊκής Μοίρας Σπονδυλικής Στήλης (ΟΜΣΣ) 1,8 Πυέλου 0,8 Άκρων 0,06 Κοιλίας 0,53 Αυχενικής Μοίρας Σπονδυλικής Στήλης (ΑΜΣΣ) 0,3 Θωρακικής Μοίρας Σπονδυλικής Στήλης (ΘΜΣΣ) 1,4 Μαστογραφία 0,5 Υπολογιστική Τομογραφία Εγκεφάλου 2,3 9,7 Άνω-κάτω κοιλίας 12,0 10,0 Ακτινοσκόπηση-Επεμβατικές Τεχνικές Αγγειοπλαστική στεφανιαίων αρτηριών 7,5-57,0 Η δόση ακτινοβολίας είναι αθροιστική, δηλ. κάθε δόση που λαμβάνουμε αθροίζεται στις προηγούμενες. Τιμές ενεργών δόσεων [UNSCEAR Report 2000]) για τυπικές ακτινολογικές εξετάσεις, όπως έχουν εκδοθεί από το ΔΟΑΕ, την Ευρωπαϊκή Ένωση και την ΕΕΑΕ. (adapted from EEAE, June 2011)

Βασικοί Κανόνες Ακτινοπροστασίας Χρόνος Απόσταση Θωράκιση

Θωράκιση Αύξηση της Θωράκισης → Μείωση της Δόσης (Εξαρτάται από το είδος της ακτινοβολίας) Παράδειγμα: Ρυθμός Δόσης: 300 μSv/h (200 keV) Χωρίς Θωράκιση (1m): 300 μSv/h Με θωράκιση 2.5 mmPb (1m): < 35 μSv/h Ιδιαίτερα Σημαντικό Τα ισότοπα να βρίσκονται πάντα στην κρύπτη/θήκη τους

Θωράκιση (2) Παράδειγμα: Ρυθμός Δόσης: 300 μSv/h (Ενέργεια: 200 keV) Αύξηση θωράκισης-Μείωση δόσης Παράδειγμα: Ρυθμός Δόσης: 300 μSv/h (Ενέργεια: 200 keV) Χωρίς θωράκιση (1m): 300 μSv/h Με θωράκιση 2.5 mmPb (1m): < 35 μSv/h

Χρόνος Μείωση του χρόνου έκθεσης → Μείωση της Δόσης Παράδειγμα: Ρυθμός Δόσης: 300 μSv/h Χρόνος: 5 min → 25 μSv Χρόνος: 30 min → 150 μSv Ιδιαίτερα Σημαντικό: Γρήγοροι και αποτελεσματικοί χειρισμοί

Απόσταση Αύξηση της απόστασης → Μείωση της Δόσης Νόμος Αντιστρόφου Τετραγώνου: Παράδειγμα: Ρυθμός Δόσης: 800 μSv/h σε απόσταση: 1 m → 800 μSv/h 4 m → 50 μSv/h 20 cm → 20.000 μSv/h Ιδιαίτερα Σημαντικό: Χρήση λαβίδων, μεγάλες αποστάσεις από ισότοπα

Παράδειγμα εφαρμογής κανόνων Ακτινολόγος κατά τη διάρκεια εξέτασης ακτινοσκόπισης (100 kVp) που απαιτεί 5 min, στέκεται σε απόσταση 40 cm από την εστία χωρίς προστατευτικά μέσα. Η ενεργός δόση που λαμβάνει είναι 10 μSv Ένας άλλος ακτινολόγος πραγματοποιεί την ιδια εξέταση σε 3 min, σε απόσταση 80 cm και φοράει ποδιά μολύβδου πάχους 0,3 mm. Η ενεργός δόση που λαμβάνει είναι 0.7 μSv Μείωση 93% !!!

Βιβλιογραφία 1) Κανονισμός Ακινοπροστασίας, ΦΕΚ 216, τεύχος 2ο , 6 Μαρτίου 2001. 2) ICRP “The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection”, Publication 103. Ann ICRP 2007, 37, 1–332. 3) Shapiro J, “Radiation Protection: A Guide for Scientists Regulators and Physicians (4th edition) ”, Harvard University Press, 2002, ISBN: 0674007409 4) Martin JR and Sutton DG (Eds), “Practical Radiation Protection in Healthcare”, Oxford University Press, 2002, ISBN: 0192630822