Naisten säteilyriskit röntgenkuvauksissa

Comments

Transcription

Naisten säteilyriskit röntgenkuvauksissa
Säteilyturvallisuuden kansainväliset referenssit, kansallinen
lainsäädäntö sekä viranomaisohjeet
Säteilysuojelukoulutus – ohjelma
Naistenklinikka, 17.5.2016
ICRP 103 – 2007 Recommendations + Statement 2011
12.00 – 12.10 Tilaisuuden avaus, Pj. Mika Kortesniemi, HUSKuvantaminen
IAEA International BSS - No. GSR Part 3, 2014
96/29/Euratom Þ 2013/59/Euratom
12.10 – 12.45 Säteilyn käyttöön liittyvät määräykset,
Sairaalafyysikko Touko Kaasalainen, HUS-Kuvantaminen
Säteilylaki 1991/592
12.45 – 13.30 Tutkimusindikaatiot ja lähetteen merkitys
onnistuneelle kuvantamistutkimukselle, Os. lääkäri Tiina E.
Lehtimäki, HUS-Kuvantaminen
Säteilyasetus 1991/1512
13.30 – 14.10 Raskaana olevan kuvantaminen, OS. lääkäri Tiina
E. Lehtimäki, HUS-Kuvantaminen
14.10 – 14.25 Iltapäiväkahvi
14.25 – 15.05 Rintojenkuvantaminen, Ylilääkäri Katja Hukkinen,
HUS-Kuvantaminen
15.05 – 15.50 Naisten säteilyriskit röntgenkuvauksissa,
Ylifyysikko Mika Kortesniemi, HUS-Kuvantaminen
15.50 – 16.00 Loppukeskustelu ja kysymyksiä
Säteilyturvallisuuden
keskeinen tavoite on, että
tarpeetonta säteilyaltistusta voidaan
välttää.
ST 1.1 Säteilytoiminnan turvallisuus
”Säteilysuojelun tavoitteena on
ihmisten, yhteiskunnan,
ympäristön ja tulevien
sukupolvien suojelu säteilyn
haitallisilta vaikutuksilta
kuitenkaan tarpeettomasti
rajoittamatta hyväksyttävää
säteilyn käyttöä tai säteilylle
altistavaa toimintaa.”
ST 1.7 Säteilysuojelukoulutus terveydenhuollossa
Materiaali: www.hus.fi/koulutus
ST 1.4 Säteilyn käyttöorganisaatio
ST 1.6 Säteilyturvallisuus työpaikalla
ST 3.3 Röntgentutkimukset terveydenhuollossa
ST 7.1 Säteilyaltistuksen seuranta
ST 7.2 Säteilyaltistuksen enimmäisarvojen
soveltaminen ja säteilyannoksen laskemisperusteet
Säteilysuojelukoulutuksen osa-alueet
Lähettävälle lääkärille 8 tuntia viidessä vuodessa
1. Säteilyfysiikan perusteet
Naisten säteilyriskit
röntgenkuvauksissa
2. Säteilybiologian perusteet
3. Säteilysuojelusäännöstö
4. Säteilyturvallisuus työpaikalla
Naistenklinikka, 17.5.2016
5. Säteilyn käyttö lääketieteessä
• Röntgentutkimus, hammasröntgentutkimus ja
röntgensäteilylle altistavat toimenpiteet
HELSINGIN YLIOPISTO
FYSIIKAN LAITOS
[email protected]
ST 1.7
Mika Kortesniemi
Ylifyysikko, dosentti
HUS-Kuvantaminen
Meilahden sairaala, Helsinki
3
Miten informoida potilasta säteilyriskeistä
[email protected]
Mika Kortesniemi | HUS-Kuvantaminen
Stuk 2015
6
[email protected]
Stuk 2015
7
1
Säteilyannoksen johtoketju
Fysikaalinen säteilyannos eli
absorboitunut annos D (Gy = J/kg)
= energiamäärä (J) jonka säteilyn
vuorovaikutuksen kautta jää
kohdeaineelle per massayksikkö (/kg)
Aktiivisuudesta tai röntgensäteilytyksestä säteilybiologiseen riskiarvioon
Aktiivisuus
g,a,b
A [Bq]
Ydinmuutosten
taajuus
K
G
S
X [C/kg, R]
A
Ionisaatio
kaasussa
R
röntgensäde
Säteilytys
Röntgenputki
A = dN / dt
X = dQ / dm
=
Biologinen
annos
Kermanopeuden
(Gd) tai
annoksen
muuntokerroin
(k1)
Absorboitunut
annos
Säteilyn
laatukerroin
wR
Ekvivalenttiannos
D [Gy]
Väliaineeseen
D = d E / dm
Efektiivinen
annos
HT [Sv]
Kudokseen
H T = å wR DT , R
R
Fysikaalinen
annos
kohdeaine
W R ~ LET
Kudosten
painotuskertoimet
wT
E [Sv]
Koko keholle
E = å wT H T
T
[email protected]
X
Efektiivinen annos, E
D
HT
Suomalaisten keskimääräinen säteilyaltistus
E
E = å wi × H i
i
Elin tai kudos
15
i ~ käy läpi kaikki kudokset ja elimet
Hi = kudoksen ekvivalenttiannos
wi = kudoksen painotuskerroin
1990
Kudoksen painotuskerroin, wi
Gonadit
Aktiivi luuydin
Keuhkot
Paksusuoli
Esim. jos rintakudos saa
Mahalaukku
mammografiassa 1,5 mGy
Maksa
Þ Ef.annos on
Kilpirauhanen
0,12 x 1,5 = 180 µSv
Ruokatorvi
Rinnat
Sylkirauhanen
Aivot
Virtsarakko
Luun pintakudokset
Iho
Muut elimet ja kudokset*
= 3,2 mSv vuodessa
2007
Kudoksen painotuskerroin, wi
0.2
0.12
0.12
0.12
0.12
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.01
0.01
0.05
0.08
0.12
0.12
0.12
0.12
0.04
0.04
0.04
0.12
0.01
0.01
0.04
0.01
0.01
0.12
Röntgen
mSv
»15%
* (1990) Aivot, haima, kateenkorva, keuhkojen ulkop. hengitystiehyet, kohtu, lihaskudos, lisämunuaiset,
munuaiset, ohutsuoli, perna. Laskettiin massalla painotettuna keskiarvona. Erityisehtona
jonkin yksittäisen elimen saama suurempi annos.
* (2007) Lisämunuaiset, keuhkojen ulkop. hengitystiehyet, sappirakko, sydän, munuaiset, imusolmukkeet,
lihakset, suun limakalvot, haima, eturauhanen, ohutsuoli, perna, kateenkorva, kohtu/kohdunkaula.
Lasketaan aritmeetisena keskiarvona.
[email protected]
ICRP, The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection
16
[email protected]
Stuk 2014
17
Stokastiset ja kudosvaikutukset
Kudosvaikutukset (~”deterministinen”,
säteilysairaus, palovamma, sikiövaurio)
· Liittyvät tyypillisesti suuriin ja äkillisiin
altistuksiin.
· Johtuvat usein laajamittaisesta solutuhosta
ja ilmaantuvat verrattain lyhyen ajan sisällä.
· Määriteltävissä säteilyannoksen
kynnysarvo, jonka alapuolella haittaa ei
esiinny, mutta kynnysarvon ylittyessä haitta
on hyvin todennäköinen ja sen vaikeusaste
nousee annoksen kasvaessa.
· Annosnopeus vaikuttaa kynnysarvoon ja
haitan asteeseen. Jos altistus tapahtuu
pitkän ajan kuluessa, kynnysarvo on
korkeampi ja haitta pienempi.
· Yksilön suojaaminen on keskeistä
determinististen vaurioiden
ehkäisemisessä.
[email protected]
Stokastiset eli satunnaiset vaikutukset
(syöpä, geneettinen haitta)
· Syntyvät satunnaisesta perimämuutoksesta
yhdessä altistuneessa solussa.
· Eivät synny kuolleista soluista.
· Ilmenevät useita vuosia altistuksen jälkeen.
· Vaikutuksille ei ole kynnysarvoa - eli
pienikin annos lisää todennäköisyyttä, joka
kasvaa nykytiedon mukaan lineaarisesti
kokonaisannoksen kasvaessa (LNT).
· Haitta-aste ei kasva annoksen mukana,
eikä annosnopeus vaikuta riskiin kovin
paljoa.
· Yksilön riski on pieni korkeankin annoksen
jälkeen
· Väestöannos (kollektiivinen annos) on
tärkeä kokonaishaitan mitta
Mika Kortesniemi | HUS-Kuvantaminen
Wendla Paile / Stuk
20
Annosvaste ~ Vaikutuksen todennäköisyys
100 %
Kudosvaikutus
Stokastinen vaikutus
LNT-malli
(Linear No-Threshold)
Annos (Gy)
[email protected]
21
2
Säteilyn käyttö lääketieteessä - Röntgentutkimukset
Säteilysuojelun pääperiaatteet
• Natiivikuvaukset
4Oikeutusperiaate
è INDIKAATIOT JA LÄHETE
Säteilyn käytöstä saatavan hyödyn on oltava suurempi
kuin siitä aiheutuvan haitan.
• Läpivalaisu ja angiografia
4Optimointiperiaate è TEKNINEN OPTIMOINTI, AIEMPI INFORMAATIO
(ALARA-periaate, As Low As Reasonably Achievable)
Säteilyn käytöstä aiheutuva säteilyaltistus on pidettävä
niin pienenä kuin kohtuudella on mahdollista.
• Tietokonetomografia (TT)
• Luuston mineraalipitoisuuden
mittaustekniikat
4Yksilönsuojaperiaate
Työntekijöiden ja väestön yksilön säteilyaltistus ei saa
ylittää vahvistettuja enimmäisarvoja, annosrajoja.
• Mammografia
• Hampaiden röntgenkuvaustekniikat
[email protected]
22
[email protected]
23
Potilasannoksen vertailutasot röntgenkuvauksissa
– ESD, DAP ja MGD
Vertailutasot röntgentutkimuksissa
DRL - Diagnostic Reference Level
Natiiviröntgenkuvauksen projektio
• Vertailutasolla tarkoitetaan etukäteen määriteltyä röntgentutkimuksen
säteilyannostasoa, jonka ei oleteta ylittyvän normaalikokoiselle
potilaalle hyvän käytännön mukaan tehdyssä toimenpiteessä.
• Määritys kansallisesti kerätyn annosotoksen 75% kvartiilin arvona.
Thorax PA
Thorax LAT
Lanneranka AP tai PA
Lanneranka LAT
Natiivivatsa AP tai PA
Hammaskuvaus, ylämolaari
Hampaiston ja leuan panoraamakuvaus
60
50
75%
40
N 30
20
Mammografiakuvauksen projektio
10
Rinta CC, MLO, LAT
0
1
3
5
7
9
11
13
15 17 19
Dose (mGy)
21
23
25
27
29
Stuk vertailutaso
Rauhaskudosannos (MGD)
mGy
1.5
31
STUK
[email protected]
Saavutettavissa oleva taso
Stuk vertailutaso
Pinta-annos
Annos x pinta-ala
ESD
DAP
Gy·cm2
mGy
0.12 0.05
0.1 0.07
0.5
0.2 0.14
1.8
0.7
3.5
1
10
2.1 1.5
3.5
1.6
2.5
1.7
0.12
24
Stuk 2014
[email protected]
25
Kuvanlaatuun vaikuttavia tekijöitä
Optimointi = kuvanlaadun ja annoksen kompromissi
Diagnostinen kuvanlaatu on välttämätön reunaehto
6
•
•
•
•
Jälkikäsittely
viallisten pikselien korjaus
tasaisuuskorjaus
kohteen tunnistus
ikkunointi/LUT-korjaus
7
•
•
•
Kuvankatselun olosuhteet
ympäristön valaistus
monitorin heijastumat
monitorin suorituskyky
LAUSUNTO
8 Kuvan tulkitsija
LÄHETE
Radiologisen kuvan laatu
SÄTEILYALTISTUS
KUVANLAATU
~ STOKASTISET JA KUDOSVAIKUTUKSET
1
•
•
•
5 Detektori
• pikselikoko- ja määrä
• herkkyys (~DQE)
Potilas
anatomia
fysiologia
kuvauskohde
= HAITTA
~ DIAGNOSTINEN TARKKUUS
JA VAIKUTTAVUUS
= HYÖTY
4 Liikkeen vaikutukset
• potilas
• röntgenputki
3 Kuvaustekniikka
• kVp, mA, s, fokus
• suodatus, rajaus, hila
Þ annos
Päivitetyt ICRP 103 suositukset vahvistavat optimoinnin merkitystä säteilysuojelussa.
[email protected]
Mika Kortesniemi | HUS-Kuvantaminen
2
•
•
•
Kuvausgeometria
fokus-detektorietäisyys
kohde-detektorietäisyys
geometrinen vääristymä
27
3
Projektiosuunnan vaikutus thx-annokseen
Monte Carlo simulaatio
Esimerkki
multi-frequency
jälkikäsittelystä
(MUSICA)
PCXMC simulaatio
Jännite 120 kVp
Suodatus 3.5 mm-Al
Kenttäkoko 30 x 30 cm FOV
Foku-iho etäisyys 180 cm
Ilmakerma-annos 0.1 mGy
Paino 71.1 kg
Pituus 174 cm
Alkup. raakakuva
„ Alkuperäinen raakakuva
„ LUT säätö
„ LUT + MFP
Simulaation
parametrit
AP
PA
Simulaatio
„ LUT + MFP + LR
„ Parannettu MFP
MFP: Multi-frequency postprocessing (Musica: Laplacian
pyramid decomposition
and inverse transform with edge
enhancement and latitude
reduction)
Elin
Keuhkot
Kilpirauhanen
Esofagus
Rinnat
Ef.annos (mSv)
[email protected]
Expert Training Course, Agfa
28
[email protected]
31
Kudospaksuus
[email protected]
Miehen THX PA kuvauksen simulaatio - riski
29
32
Tytön THX PA kuvauksen simulaatio - riski
Lapsen tutkimuksessa
• Pienempi fys.annos 37 µGy
• Pienempi ef.annos 12 µSv
• Kuitenkin LLE 0,7 h
Mies 30v
• Sama ef.annos 22 µSv
• Pienentynyt LLE 0,2 h
Mika Kortesniemi | HUS-Kuvantaminen
RINNAT
Mies30v
30v– PA-suunnan kuvaus
Nainen
• sama enää
ef.annos
(22 µSv)
• Ef.annos
22 µSv
•
LLE
• LLE 0,6 h1,7 h
Nainen 30v
• Ef.annos 35 µSv
• LLE 0,8 h
[email protected]
AP
mGy
0.064
0.010
0.034
0.118 6 x korkeampi
0.035 1.6 x korkeampi
Naisen THX PA kuvauksen simulaatio - riski
Naisen THX AP kuvauksen simulaatio - riski
[email protected]
PA
mGy
0.075
0.006
0.040
0.019
0.022
Annos
Elinannokset
LR = latitude reduction
33
[email protected]
34
4
HUS-Kuvantaminen 2014 – Kuvantamisen taskutieto lääkäreille – kts. intrasta!
Iästä riippuva säteilyherkkyys Þ elinaikainen syöpäriski
Lifetime syöpäkuoleman
mortality risk (%/Sv)
Säteilystä johtuvan
riski (%/Sv)
Päivitetyn atomipommidatan perusteella
Kuvantamistutkimusten tyypilliset säteilyannokset
Taulukon annokset ovat keskimääräisiä annoksia ja potilaskohtainen vaihtelu voi olla huomattava
~Stokastiset vaikutukset
35
30
tai 3h lentomatka
Naiset
Female
Miehet
Male
25
20
Vertailukohtana – tavallisen
lentomatkan aikana kertyy 5 µSv/h
(0,005 mSv/h).
15
10
5
0
0
10
[email protected]
20
30
40
50
60
70
Agealtistumishetkellä
at time of exposure
Ikä
(y)(y)
BEIR report VII (2005), Brenner 2002
35
[email protected]
36
Efektiivinen annos rakentuu kuvausalueen varrella elinkohtaisten
herkkyysarvojen ja fysikaalisen annosjakauman mukaisesti
Tietokonetomografian optimointi
0.1
Motivaattoreina:
·
·
TT:n osuus
kollektiivisesta
säteilyaltistuksesta
radiologiassa on yli
50%.
Optimoinnin ratkaisut
vaihtelevat
huomattavasti
samoillakin
indikaatioilla ja
laitemalleilla eri
yksiköissä.
Rinnat
Vatsa
Kivekset
TT-tutkimusmäärä on
kasvanut.
f ( m S v /m G y cm )
·
Kilpirauhanen
0.01
Aivot
0.001
Mies
Nainen
0.0001
-70
-50
-30
-10
10
30
50
70
90
z-location (cm)
[email protected]
37
[email protected]
38
Antropomorfiset fantomit optimoinnin välineenä
Tulevaisuuden näkökulma: Vokselipohjaisen Monte Carlo annossimulaation tuottama 3D-annoskartta perustuen todelliseen
potilaalle tehtyyn TT-kuvaukseen ja laitteen lähdemalliin
Huom:
”Seepraviivat”
johtuvat
röntgensäteilyn
keilan
suuntautumisesta helikaalikuvauksessa.
Laajempi
varjokaistale
rintakehän
kohdalla johtuu
mA-annosautomatiikan
tuottamasta
matalamman
annoksen
vyöhykkeestä.
[email protected]
ImpactMC/Kalender
Mika Kortesniemi | HUS-Kuvantaminen
39
[email protected]
CIRS
40
5
Mallipohjainen iteroiva kuvalaskenta abdomen-pelvis TT-kuvauksessa
Þ mahdollisuus pienentää annoksia jopa 1/10 -osaan
Jos tiedätte tai epäilette
olevanne raskaana,
ilmoittakaa siitä
hoitohenkilökunnalle ennen
röntgentutkimusta.
Om ni vet eller misstänker att
ni är gravid, meddela härom
till röntgenpersonalen före
undersökning.
FBP
ASIR
If you are or think you might
be pregnant, please inform
the radiological staff before
the examination.
Veo
120 kV, 10 mA, CTDIvol = 0.74 mGy, DLP = 36 mGy·cm, E = 0.6 mSv
[email protected]
Dr Barrau CCN, France
42
[email protected]
43
Kliininen kuvanlaatu – tavoitteena oikea taso
• Kannattaako tutkimus tehdä?
Kliininen kuvanlaatu
• Onko tarvittu tieto jo olemassa ja
ohjaavatko esitiedot tekemään
oikean tutkimuksen?
• Miten tutkimus kannattaa tehdä
(kuvausmenetelmä, kattavuus,
kuvanlaatutaso, analyysi)?
• Liian alhainen
kuvanlaatu
• Ei relevanttia
diagnostista
tietoa
• Pieni, mutta
turha annos
• Matala
kuvanlaatu
• Kontrollikuvaukset
• Matala
annostaso
(ns. low-dose)
• Normaali
kuvanlaatu
• Tyypillinen
diagnostiikka
• Keskimääräinen
annostaso
• Korkea
kuvanlaatu
• Vaativa
diagnostiikka
• Korkea
annostaso
• Liiallinen
kuvanlaatu
• Ei diagnostista
lisäarvoa
• Liian korkea
annostaso
• Onko nyt oikea aika kuvata?
• Vaikuttaako tulos kliiniseen päätöksentekoon Þ
hoitoon Þ potilaan terveyteen?
LÄHETÄ RÖNTGENKUVAUKSIIN HARKITEN ! (OIKEUTUS ~ INDIKAATIO)
- MUTTA MUISTA: KUVAUKSEN SÄTEILYRISKI ON NAISELLE HYVIN PIENI
Tekninen kuvanlaatu
[email protected]
Mika Kortesniemi | HUS-Kuvantaminen
44
6