Feladvány
Sugárvédelem
• • • • • • • • •
Atomenergia Dohá Dohányzá nyzás Antibiotikumok Röntgendiagnosztika Elektromossá Elektromosság Keré Kerékpá kpározá rozás Élelmiszer tartó tartósítás Gépjá pjármű rművek Alkoholfogyasztá Alkoholfogyasztás
A sugárvédelem története I. (PA) • 1895 W.C. Rö Röntgen felfedez egy addig ismeretlen (x (x-) sugá sugárzá rzásfajtá sfajtát • 18951895-ben elké elkészü szül az első első röntgenfelvé ntgenfelvétel, az eredmé eredmények nyilvá nyilvánossá nosságra kerü kerülnek • 18961896-ban felvé felvétel egy tö törött alkarró alkarról → első első diagnosztikai cé célú alkalmazá alkalmazás • Kiá Kiállí llítás New Yorkban • 18961896-ban felfigyelnek a rö röntgensugá ntgensugárzá rzásban rejlő rejlő terá terápiá piás lehető lehetőségekre
Katódsugárcső
1
A sugárvédelem története II. • 1901 W.C. Rö Röntgen elnyeri a fizikai NobelNobel-díjat • 1903 megfigyelik, hogy az egyes szö szövetek má másmás érzé rzékenysé kenységgel bí bírnak • 1908 beszá beszámolnak a sugá sugárzá rzás rá rákos megbetegedé megbetegedést okozó okozó hatá hatásáról • 1911 a sejtmag sokkal érzé rzékenyebb, mint a Zytoplazma
1917
Távolsá volságvé gvédelem Idő Idővédelem Sugá Sugárzá rzás gyengí gyengítése, árnyé rnyékolá kolása
1917
2
1950
Az áldozatok
160 rö röntgendiagnosztiká ntgendiagnosztikával dolgozó dolgozó orvos és ápoló polónő neve szerepel a hamburgi Szent Georg kórhá rház kertjé kertjében felá felállí llított emlé emlékoszlopon.
Nanotechnologia?
?
3
A sugárvédelem története III. • 1928 Első Első jelentő jelentős lé lépés a sugá sugárvé rvédelem terü területé letén: – – –
A röntgensugár alkalmazásai • „Biztosabb látni, mint érezni”
Besugá Besugárzá rzási dó dózis fogalmá fogalmának definí definíció ciója Meghatá Meghatározá rozásának megadá megadása Javaslat a gyakorlati sugá sugárvé rvédelem megszervezé megszervezésére
• 1960 első első dóziskorlá ziskorlátok tö törvé rvényi elrendelé elrendelése (a mostaniak kb. 2.5xe, 50 mSv / év) 2.5x • 2000 dó dóziskorlá ziskorlátok szigorí szigorítása • ??? Újabb szigorí szigorítás ►Hirdeté Hirdetés
A sugárvédelem kezdetei
►Cipő Cipőüzlet
100 év a radiológiában Az erek szegmentált 3D-os CT képe
4
100 év a radiológiában • 16 szeletes CT (mai legjobb: 256 szelet felett)
1917
Természetes és civilizációs eredetű sugárterhelés
5
H T ,R = DT ,R ⋅ wR
Dózisfogalmak - Egyenérték-dózis
Dózisfogalmak
Egyenérték-dózis (HT) a sugárzás biológiai hatását leíró számított dózismennyiség. Az R típusú sugárzástól, T szövetben vagy szervben elnyelt dózis:
Kockázat
Effektív dózis
H T ,R = DT ,R ⋅ wR
, ahol DT,R a T szövetben vagy szervben elnyelt dózis átlagértéke és wR az R sugárzás károsító hatásának súlyozótényezője, az egyes sugárzásokra jellemző dimenzió nélküli szám.
H T ,R = DT ,R ⋅ wR
Sugárzási súlyozó tényezők Sugárzás
wr
Fotonok
1
Elektronok és müonok
1
Protonok
5
Neutronok, energiától függően
5-20
α-sugarak, hasadványok, nehéz magok
20
Dózisfogalmak - Egyenérték-dózis Ha a sugárzási teret különböző típusú, illetve eltérő súlyzótényezőjű sugárzások alkotják, akkor a teljes egyenérték-dózis:
A teljes egyenérték-dózis egysége a Sievert (Sv): [H] = J/kg = Sv (sievert).
6
H T ,R = DT ,R ⋅ wR
H T ,R = DT ,R ⋅ wR
Dózisfogalmak - effektív dózis Az effektív dózis (E) a különböző szövetek eltérő kockázatnövelő hatását figyelembe vevő, egész testre vonatkozó, számított biológiai dózisfogalom. Az effektív dózis:
, ahol wT a súlyozó tényező, amely a T testszövetből származó hatásokból eredő károsodás és a test egyenletes besugárzása esetén fellépő hatásokból eredő teljes károsodás aránya, HT a szervekre számított egyenérték-dózis. Az effektív dózis egysége is a sievert, [E] =Sv=J/kg.
Testszöveti súlyozó tényezők Ivarmirigyek
0,20
Vastagbél
0,12
Gyomor
0,12
Tüdő
0,12
Vörös csontvelő
0,12
Hólyag
0,12
Emlő
0,05
Máj
0,05
Nyelőcső
0,05
Pajzsmirigy
0,05
Csontfelületek
0,01
Bőr
0,01
Maradék
0,05
Összesen
1,00
H T ,R = DT ,R ⋅ wR
Élőlények eltérő sugárérzékenysége
Dózisfogalmak Besug. dózis
Elnyelt dózis
Egyenérték dózis
Effektív dózis
7
Dózisfogalmak Besug. dózis
Elnyelt dózis
Egyenérték dózis
Effektív dózis
A kockázatokról Cél: kü különbö nböző káros hatá hatások összehasonlí sszehasonlítása A kocká kockázat (rizikó (rizikó) matematikai értelmezé rtelmezése: R=W· R=W·K W: a bekö bekövetkezé vetkezés való valószí színűsége K: a kö következmé vetkezmény sú súlyossá lyossága
Mikrorizikó Mikrorizikó: R=1 / 1 000 000 1 mikrorizikó mikrorizikónak kitett 1 millió millió ember kö közül egy áldozat vá várható rható
Kockázatokról • • • • • • • • • • • •
2500 km utazás vonaton, 2000 km utazás repülőn, 80 km autóbuszon, 65 km autón, 12 km kerékpáron, 3 km motorkerékpáron, egy cigaretta elszívása, két hónap együttélés egy dohányossal, kövér embernek még egy vajas szendvicset enni, egy órán át Budapest belvárosában lélegezni, egy hétig házban aludni, tíz éven belül villámcsapást kapni.
8
Sugárhatásra fellépő daganatos megbetegedés kockázata
A kockázatokról Tevékenység, foglalkozás Kereskedelmi munka Gyári munka
mikrorizikó/év-ben kifejezett kockáztat
ICRP (International (International Commission on Radiological Protection ) 19901990-es ajá ajánlá nlása
2-3 10-100
Hivatásos autóvezetés
400
Építőipari munka
400
Szénbányászat
800
Elektromos távvezeték építés
1200
Mélytengeri halászat
800
Gyilkosság, Magyarország
30
Öngyilkosság, Magyarország
490
Dohányzás okozta halálesetek, Magyarország
3000
A kockázatokról
R = 5·10-2 / 1Sv
16/2000. (VI. 8.) EüM rendelet 3 alapelv 1. Indokoltsá Indokoltság elve 2. Optimalizá Optimalizálás ALARA – „As low as reasonably achievable” achievable” Az indokolt sugá sugárterhelé rterhelés olyan alacsony szintre kell csö csökkenteni, ami gazdasá gazdasági és tá társadalmi szempontok figyelembevé figyelembevételé telével ésszerű sszerűen lehetsé lehetséges
3. A dó dóziskorlá ziskorlátozá tozás
9
Dóziskorlátok
Ionizáló sugárzás Foglalkozá Foglalkozás sugá sugárterhelé rterhelés
Amivel együtt élünk 1-3 mSv
Halálos 4000 mSv
Hol húzzunk határvonalat? Melyek a sugárzás hatásai?
Tanuló Tanulók, gyakornokok (16(16-18 évesek)
Lakossá Lakosság (orvosi sug. sug. terhelé terhelés né nélkü lkül)
Egé Egésztest
100mSv / 5 év 6 mSv / év
(effektí (effektív dó dózis)
(egy évben sem lehet >50 mSV) mSV)
1 mSv / év
Szemlencse
150 mSv / év
50mSv / év
15mSv / év
500 mSv / év
150mSv / év
50mSv / év
(egyené (egyenérté rték dózis)
B őr (egyené (egyenérté rték dózis)
A dóziskorlát változása (ICRP)
További előírások
mSv 500 400 300 200 100 0
1931
1947
1977
Év
1990
1. Kötelező telező sugá sugárvé rvédelmi ké képzé pzés, 5 évente tová továbbké bbképzé pzés 2. Egyé Egyéni sugá sugárterhelé rterhelés rendszeres ellenő ellenőrzé rzés 3. Sugá Sugárveszé rveszélyre utaló utaló jelzé jelzés, felirat 4. Technikai eszkö eszközök (rö (röntgenberendezé ntgenberendezés) rendszeres kontrollja 5. Minden rö röntgenvizsgá ntgenvizsgálatot dokumentá dokumentálni kell
10
A sugárterhelés csökkentése
Árnyékolás / gyengítés
1. 2. 3. 3.
Megfelelő Megfelelő röntgenfilm kivá kiválasztá lasztása A film gondos elő előhívása Digitá Digitális technika alkalmazá alkalmazása A megfelelő megfelelő felvé felvételi technika alkalmazá alkalmazása 4. A megfelelő megfelelő tubus kivá kiválasztá lasztása 5. Alumí Alumínium szű szűrő haszná használata 6. Ólomkö lomköpeny haszná használata
Távolság
Idővédelem
11
A feladvány megoldása • • • • • • • • •
Dohá Dohányzá nyzás Alkoholfogyasztá Alkoholfogyasztás Gépjá pjármű rművek Elektromossá Elektromosság Röntgendiagnosztika Keré Kerékpá kpározá rozás Atomenergia Élelmiszer tartó tartósítás Antibiotikumok
An up to date study (Germany) • chest X-ray - Correct (0.01-0.1 mSv) 40% • chest CT - Correct (1-10 mSv) 33.5 % • Effective dose of cardiac CT and pediatric chest CT without dose reduction (10 - 100 mSv) correct: 26%
An up to date study (Germany) The knowledge of non-radiological physicians concerning radiation exposure during radiologiacal procedures on the thorax • 124 non-radiological physician were questioned. • They were asked to estimate the ED of chest X-rays and CT examinations.
An up to date study (Germany) • ED of chest X-ray to that of chest CT (factor 100 - 1000) - 23.5 % • (20.2 %) and (8.4 %) thought that the ED of low-dose chest CT is smaller than that of chest X-ray or chest MRI, respectively. The length of professional experience, field of clinical training, and hierarchical position of the participants did not have a significant influence on the test results.
12
Principle ofReconstructed CT slices
Projection images
Fan beam – Cone beam
(backprojection)
Principle of CT
Fan beam – Cone beam
• 3D model • Pixel (2D) -> Voxel (3D)
13
„The greatest legacy” of The Beatles • The CT scanner was "the greatest legacy" of The Beatles, with the massive profits resulting from their record sales enabling EMI to fund scientific research[1], including into computerised tomography. The first production X-ray CT machine (in fact called the "EMIScanner") was limited to making tomographic sections of the brain, but acquired the image data in about 4 minutes (scanning two adjacent slices) and the computation time (using a Data General Nova minicomputer) was about 7 minutes per picture.
14
