Radiační ochrana. Ing. Jiří Filip Oddělení radiační ochrany FNUSA
Legislativa • Zákon č. 18/1997 Sb., o mírovém využití jaderné energie a ionizujícího záření a o změně a doplnění některých zákonů – „atomový zákon“ • Vyhláška č. 307/2002 Sb., o radiační ochraně
Ionizující záření • Ionizující záření : při průchodu látkou způsobuje ionizaci – z původně elektricky neutrálních atomů nebo molekul ozařované látky vytváří kladně nabité ionty a volné elektrony.
• Příklady: záření α, záření β, záření γ, neutronové záření, rentgenové záření
Veličiny radiační ochrany Dávka D – energie ionizujícího záření absorbovaná v 1 kg ozařované látky Jednotka dávky Gy (gray) 1 Gy = 1J/kg
Ekvivalentní dávka
HT
HT = wR DT
kde DT je střední dávka v orgánu nebo tkáni způsobená daným druhem záření wR je radiační váhový faktor pro daný druh záření Jednotka ekvivalentní dávky
Sv (sievert)
Radiační váhový faktor. • Radiační váhový faktor wR je konstanta, která vyjadřuje relativní biologickou účinnost daného druhu ionizujícího záření vzhledem k elektromagnetickému záření. • • • •
Záření gama, rtg. záření wR = 1 Záření beta wR = 1 Záření alfa wR = 20 Neutrony wR = 5 - 20
Efektivní dávka Efektivní dávka E E = Σ wT HT kde HT je ekvivalentní dávka v dané tkáni (orgánu) T wT je tkáňový váhový faktor pro danou tkáň (orgán) Tkáňový váhový faktor wT je relativní hodnota koeficientu rizika stochastických účinků pro danou tkáň nebo orgán. Vyjadřuje tedy radiosenzitivitu dané tkáně nebo orgánu na stochastické účinky.
Deterministické účinky ionizujícího záření .
•
1. Patogeneze: smrt buňky, úbytek buněk v orgánech a tkáních je deplece
• 2. Účinek vzrůstá až od určité prahové dávky (esovitá křivka, klinický obraz pod prahem se neprojeví) • 3. Charakteristický klinický obraz onemocnění typický pro ionizující záření • 4. Účinek hodnotíme z těchto veličin: DT, HT • 5.Účinek nikdy nehodnotíme z E • Při časově rozloženém (chronickém) ozáření je účinek nižší, prahové dávky se posouvají • 6.U přeživších jedinců po onemocnění z deterministických účinků se s určitou pravděpodobností může v pozdním období objevit onemocnění stochastických účinků
Orientační rozdělení orgánů a tkání podle klesající radiosenzitivity: • 1.Lymfoidní orgány, aktivní kostní dřeň, pohlavní žlázy, střevo • 2.Kůže a epiteliální výstelky (hltan, jícen, žaludek, močový měchýř), oční čočka • 3.Jemné cévy, rostoucí chrupavka, rostoucí kost • 4.Zralá chrupavka a kost (osteocyty), žlázy zažívacího systému, endokrinní žlázy • 5.Svaly, neurony centrální nervové soustavy
Stochastické účinky. • 1.Patogeneze: změna cytogenetické informace v somatické buňce dává možnost vzniku nádoru. Změna cytogenetické informace v gametické buňce umožňuje s určitou pravděpodobností vznik dědičných poškození. • 2.Stochastické účinky jsou účinky karcinogenní a teratogenní. • 3.Pravděpodobnost účinku je přímo úměrná dávce (lineární křivka). • 4. Klinický obraz onemocnění u jednotlivce není typický pro ionizující záření, není odlišitelný od spontánních případů. • 5. Účinek mění frekvenci četnosti v populaci (víc jak 10 000 lidí) na úmrtí z nádorů a dědičných poškození. • 6. Účinek hodnotíme z veličiny E • 7.Jestliže je radiační zátěž pod prahem, pak deterministický účinek se neprojeví, ale riziko vzniku stochastického účinku nelze vyloučit (oblast malých dávek).
Vnímavost tkání, jejíž poškození je způsobeno změnou cytogenetické informace • 1.Jednotlivé orgány a tkáně jsou různě vnímavé na vznik nádorů a jejich fatální průběh po ozáření. • 2.Nejvnímavější jsou: plíce, žaludek a střeva, mléčná žláza, červená kostní dřeň, pohlavní buňky, solidní nádory. Na vznik nádorů kůže. • 3.Hodnoty koeficientů rizika ionizujícího záření na fatální nádory zahrnují různou radiosenzitivitu tkání a orgánů a léčitelnost daných nádorů. • 4.U dětí jsou hodnoty koeficientů rizika 2x až 3x větší než u dospělých osob.
Radiační zátěž z lékařské expozice Efektivní dávka z lékařské expozice je v ČR v průměru za rok na jednoho obyvatele 1,4 mSv. Z toho: - rentgenová diagnostika 1 mSv - radioterapie 0,3 mSv -nukleární medicína 0,1 mSv
Koeficient karcinogenního rizika • Koeficient karcinogenního rizika (ICRP č.60): 50.10-6 mSv-1. • To znamená, že z 1 milionu lidí ozářených 1mSv zemře na nádor 50 osob • Extrapolací od nuly (lineární vztah rizika stochastického účinku a dávky) dostaneme níže uvedený výsledek (riziko je počítáno pro velkou skupinu lidí osob a ne pro jednotlivce). • Z 10 milionů lidí (ČR) ozářených 1 mSv zemře na nádor cca 500 lidí, a to v důsledku ozáření ionizujícím zářením při radiodiagnostických výkonech.
Karcinogenní riziko v radiodiagnostice
Vyšetřovací metoda Nukleární medicína Plicní ventilace (Kr-81m) Plicní perfuze (Tc-99m) Ledviny (Tc-99m) Štítná žláza (Tc99m) Kosti (Tc-99m) Funkční dyn. SF srdce (Tc-99m) Myokardiální perfuze (Tl-201) Rentgenová radiodiagnostika Zuby (panoramatický) Lebka Hrudní páteř Břicho Bederní páteř Vyšetření žaludku Irigoskopie CT hlavy CT hrudníku CT břicha/pánve
Typická efektivní dávka (mSv)
Ekvivalentní Riziko úmrtí na doba zátěže z zhoubný přírodního nádor k počtu pozadí vyšetření
0,1 1 1 1 4 6 18
2,4 týdne 6 měsíců 6 měsíců 6 měsíců 2 roky 2,7 roku 8 roků
1 z 200 000 1 z 20 000 1 z 20 000 1 z 20 000 1 z 5 000 1 z 3 300 1 z 1 100
0,01 0,07 0,7 0,7 1,3 3 7 2 8 10
1,5 dne 11dnů 4 měsíce 4 měsíce 7 měsíců 16 měsíců 3,2 roku 1 rok 3,6 roku 4,5 roku
1 z 2 mil. 1 z 300 000 1 z 30 000 1 z 30 000 1 z 15 000 1 z 6 700 1 z 3 000 1 z 10 000 1 z 2 500 1 z 1 100
Účinek IZ na plod. • 1.-2. týden těhotenství : období vniku zygoty (fúze spermie do vajíčka), dělení zygoty do stádia rané blastocysty, (7. den po oplození) nidace do endometria. Ionizující záření může způsobit zánik zárodku nebo přežití. • 3.-8. týden těhotenství : období blastogeneze (tvorba zárodečných listů). Ionizující záření může způsobit malformace zárodku. Nejvíce citlivé období pro karcinogenní účinky (leukemie a nádory) s dlouholetou latencí.
8.-15. týden těhotenství: období embryogeneze (tvorba tkání, orgánů, systémů). Ionizující záření může způsobit neuropatogenní změny, zpomalení růstu, mentální retardace a karcinogenní účinky. 15. a více týdnů těhotenství: období fetální (růst plodu). Ionizující záření může způsobit zpomalení růstu a karcinogenní účinky.
Principy radiační ochrany • • • •
princip zdůvodnění princip optimalizace princip limitování princip fyzické bezpečnosti zdrojů IZ
Princip zdůvodnění Každý, kdo provádí činnosti vedoucí k ozáření musí dbát na to, aby činnost byla odůvodněna přínosem, který vyváží rizika, která při těchto činnostech vznikají či mohou vznikat. Z principu zdůvodnění vyplývá velký význam správné lékařské indikace vyšetření, při němž dochází k ozáření pacienta (rentgenová diagnostika, nukleární medicína).
Princip zdůvodnění U preventivních vyšetření musí být kolektivní rizika vyvážena přínosem pro ty jedince, u nichž bude nemoc odhalena, s uvážením možnosti léčebného ovlivnění nemoci. Individuálně indikovaná vyšetření, resp. léčba jsou prováděny na základě lékařské indikace u osob se subjektivními nebo objektivními projevy onemocnění. Lékař rozhoduje na základě vážení přínosů a ztrát (princip zdůvodnění). Jednoznačným kritériem musí být osobní prospěch ozářené osoby. Takto zdůvodňuje danou indikaci k lékařskému ozáření.
Princip optimalizace • Optimalizací radiační ochrany se rozumí postupy k dosažení a udržení takové úrovně radiační ochrany, aby riziko ohrožení života, zdraví osob a životního prostředí bylo tak nízké, jak lze rozumně dosáhnout při uvážení hospodářských a společenských hledisek. Při radiodiagnostickém vyšetření je cílem optimalizace správné použití zobrazovací metody tak, aby ozáření pacienta bylo co nejnižší, aniž by se omezilo získání nezbytných diagnostických informací.
Diagnostické referenční úrovně • Diagnostické referenční úrovně jsou úrovněmi dávky (resp. kermy), popř. úrovněmi aplikované aktivity (v nukleární medicíně) používané při diagnostických postupech v rámci lékařského ozáření, jejichž překročení se při vyšetření dospělého pacienta o hmotnosti 70 kg při použití standardních postupů a správné praxe neočekává. • Při soustavném překračování DRÚ musí zdravotnické zařízení prošetřit podmínky lékařského ozáření. V případě, že radiační ochrana pacientů není optimalizovaná, musí být přijata opatření k provedení nápravy. Tato opatření se mohou týkat špatného technického stavu zařízení, techniky vyšetření, nesprávně zvolených metod a postupů, nekvalitní práce zdravotnického personálu, popř. špatného zajištění bezpečného provozu zdrojů a pracoviště.
Limity ozáření • Limity ozáření se nevztahují na: • ozáření z přírodních zdrojů, kromě ozáření z těch zdrojů, které jsou vědomě a záměrně využívány (např. těžba a zpracování uranové rudy) • lékařské expozice – ozáření pacientů při lékařských výkonech (radioterapie, radiodiagnostika) • havarijní ozáření fyzických osob v důsledku radiační nehody nebo radiační havárie • havarijní ozáření zasahujících fyzických osob; toto ozáření nesmí překročit desetinásobek limitů pro radiační pracovníky, pokud nejde o případ záchrany lidských životů
Limity ozáření Limity obecné (pro obyvatelstvo): Efektivní dávka 1mSv/kal.rok Ekvivalentní dávka v 1 cm2 kůže 50 mSv /kal.rok Ekvivalentní dávka v oční čočce 15 mSv/kal.rok
Limity pro radiační pracovníky: Efektivní dávka 50mSv/kal.rok, 100 mSv/5let Ekvivalentní dávka v 1 cm2 kůže 500 mSv /kal.rok Ekvivalentní dávka v oční čočce 150(bude 20) mSv/kal.rok Končetiny 500 mSv/kal.rok
Způsoby ochrany • • •
ochrana vzdáleností ochrana stíněním ochrana časem
Ochrana vzdáleností: dávka klesá s druhou mocninou vzdálenosti (zdroj – člověk) Ochrana stíněním: • skiagrafie – stavební ochrany • skiaskopie – ochranné prostředky a pomůcky
Kontrolované pásmo Kontrolované pásmo se vymezuje všude tam, kde by efektivní dávka mohla být vyšší než 6 mSv ročně nebo kde by ekvivalentní dávka mohla být vyšší než 0,3 limitu ozáření pro radiační pracovníky pro oční čočku, kůži a končetiny. (zjednodušeně: tam, kde se předpokládá překročení 0,3 některého z limitů pro radiační pracovníky)
