Säteilyn lääketieteellisen käytön ensisijainen

Transkriptio

1 Säteilyturvallisuus Potilaiden säteilyannokset röntgen- ja isotooppitutkimuksissa Tuomo Komppa ja Helinä Korpela Lääketieteelliseen säteilyaltistukseen ei sovelleta annosrajoja, koska ne monessa tapauksessa estäisivät saavuttamasta tavoitteena olevaa terveydellistä hyötyä. Röntgen- ja isotooppitutkimuksissa on kuitenkin syytä seurata potilaiden säteilyannoksia ja verrata niitä kansallisesti määriteltäviin vertailutasoihin. Säteilyn lääketieteellisen käytön ensisijainen tarkoitus on potilaiden tutkiminen tai hoitaminen. Kliinisten potilastutkimusten ja sädehoidon lisäksi säteilyn lääketieteelliseen käyttöön kuuluu myös seulontoja, työhön liittyviä tarkastuksia, tieteellisiä tutkimuksia ja oikeuslääketieteellisiä toimenpiteitä. Säteilyn käytön edellytetään aina olevan oikeutettua ja optimoitua. Oikeutus edellyttää, että odotettavissa oleva hyöty on suurempi kuin arvioitu terveydellinen haitta tai riski. Optimoinnin tavoitteena on, että samalla vältetään kaikkea tarpeetonta säteilyaltistusta. Lääketieteellisistä tutkimuksista potilaille aiheutuvia säteilyannoksia on uusien säteilyturvallisuussäännösten mukaan säännöllisesti mitattava tai arvioitava laskennallisesti (Sosiaali- ja terveysministeriö 1999). Tiedot potilaiden röntgentutkimuksissa saamista säteilyannoksista ja potilaille isotooppitutkimuksissa annetuista aktiivisuuksista on tallennettava, ja niitä on järjestelmällisesti verrattava vastaaviin vertailutasoihin. Annosmittausten tuloksia voidaan käyttää tutkimusten optimointiin ja laadunvarmistukseen sekä kollektiivisen säteilyaltistuksen tilastolliseen arviointiin. Potilasannoksia pyritään määrittämään ensisijaisesti niissä röntgentutkimuksissa, joita tehdään paljon tai joissa potilasannos on suuri. Suomessa tehdään vuosittain yli neljä miljoonaa röntgentutkimusta ja yli isotooppitutkimusta. Luuston ja pehmytosien tutkimukset ovat selvästi yleisin ryhmä sekä röntgen- että isotooppitutkimuksissa. Yksittäisistä tutkimuksista yleisin on keuhkojen röntgenkuvaus ja isotooppitutkimuksista luuston gammakuvaus. Taulukossa 1 on esitetty sellaisten röntgen- ja isotooppitutkimusten lukumääriä ja säteilyannoksia, jotka ovat eniten lisänneet väestön kollektiivista säteilyaltistusta (Olerud ja Saxebøl 1997, Rannikko ym. 1997, Servomaa ym. 1997, 1998, 1999, Korpela 1999). Efektiivinen annos ja säteilyriski Arvio säteilyn aiheuttamasta syöpäriskistä saadaan kertomalla efektiivinen annos vastaavalla riskikertoimella (International Commission on Radiological Protection 1991). Kansainvälisen säteilysuojelutoimikunnan ICRP:n arvio syöpäkuoleman riskikertoimeksi koko väestölle on 0.05/Sv. Se tarkoittaa, että jos keskimääräinen efektiivinen annos olisi 1 Sv, niin siitä aiheutuva syöpäkuoleman keskimääräinen elinikäinen todennäköisyys olisi 5 %. Efektiivistä annosta käytetään yleisesti säteilyaltistuksen mittana, vaikka tarkoituksena ei olisikaan säteilyriskin arviointi. 664 Duodecim 2000; 116: T. Komppa ja H. Korpela

2 Taulukko 1. Tutkimukset, joista on aiheutunut Suomen väestölle suurimmat kollektiiviset efektiiviset annokset. Tutkimuksia Keskimääräinen efektiivinen Osuus röntgen- tai vuodessa annos tutkimusta kohti isotooppitutkimusten (msv) väestöannoksesta (%) Röntgentutkimukset 1 Tietokonetomografia pään keuhkojen vatsan lannerangan Paksusuolen varjoainetutkimus Lanneranka Angiografiatutkimukset Radiologiset toimenpiteet Lonkka Keuhkot Vatsan natiivitutkimus Urografia Lantio Rintaranka Seulontamammografia Raajat Kallo, nenän sivuontelot Isotooppitutkimukset 2 (radioaktiivinen lääkeaine) Luuston gammakuvaus ( 99m Tc-fosfaatti) Sydänlihasperfuusion SPECT ( 20l Tl-ioni) Sydänlihasperfuusion SPECT ( 99m Tc-MIBI) Kilpirauhaskertymän mittaus ( 131 I-NaI) Keuhkoperfuusion gammakuvaus ( 99m Tc-MAA) Luuston SPECT ( 99m Tc-fosfaatti) Kilpirauhasmetastaasien gammakuvaus ( 131 I-NaI) Aivojen SPECT ( 99m Tc-HMPAO) Munuaisten toiminnan gammakuvaus ( 99m Tc-MAG3) Sydämen toiminnan gammakuvaus, ensikierto ( 99m Tc/HSA) Röntgentutkimukset vuonna (Tutkimusmäärät: Servomaa ym. 1997, keskimääräiset annokset: Olerud ja Saxebøl 1997, Rannikko ym. 1997, Servomaa ym. 1998, 1999). 2 Isotooppitutkimukset vuonna 1997 (Korpela 1999). SPECT = yksifotoniemissiotomografia, Tc = teknetium, Tl = tallium, MIBI = metyylioksi-isobutyyli-isonitriili, I = jodi, Nal = natriumjodidi, MAA = makroaggregoitu albumiini, HMPAO = heksametyylipropyleeniamiinioksiini, MAG3 = merkaptoasetyylitriglysiini, HSA = humaani seerumin albumiini Suomessa röntgentutkimuksista aiheutuva keskimääräinen efektiivinen annos tutkimusta kohti on noin 0.6 msv ja keskimääräinen efektiivinen annos asukasta kohti vuodessa noin 0.5 msv (Rannikko ym. 1997). Isotooppitutkimuksille vastaavat luvut ovat 4 ja 0.04 msv (Korpela 1999). Säteilytyötä tekevien terveydenhuollon työntekijöiden säteilyn käytöstä saama efektiivinen annos on keskimäärin 0.4 msv vuodessa (Hyvönen 1999). Säteilyn käytöstä aiheutuvan efektiivisen vuosiannoksen raja on 20 msv säteilytyötä tekeville ja 1 msv muille kansalaisille, mutta annosrajat eivät koske potilaiden lääketieteellisissä tutkimuksissa tai hoidoissa saamia säteilyannoksia. Luonnonsäteilystä keskimäärin asukasta kohti aiheutuva efektiivinen annos on Suomessa noin 3 msv vuodessa (Paile ym. 1996). Potilasannosten määrittäminen Röntgentutkimuksissa voidaan mitata joko pintaannos potilaan iholla tai annoksen ja pinta-alan tulo säteilykeilassa. Käytettävä mittari ei saisi nä- Potilaiden säteilyannokset röntgen- ja isotooppitutkimuksissa 665

3 kyä häiritsevästi röntgenkuvissa eikä vaikuttaa merkittävästi säteilyn ominaisuuksiin. Mittauksia voidaan tehdä myös potilasta simuloivan fantomin pinnalla, jos on käytettävissä tarkoitukseen sopiva standardifantomi. Fantomimittauksia käytetään esimerkiksi mammografiatutkimusten yhteydessä. Pinta-annos voidaan myös arvioida laskemalla, jos tunnetaan röntgenputken säteilyntuotto käytetyillä kuvausarvoilla. Mittaustulosten tai laskettujen pinta-annosten perusteella voidaan arvioida eri kudosten ja elinten saamat annokset ja efektiivinen annos käyttämällä tarkoitusta varten suunniteltuja laskentamenetelmiä (Tapiovaara ym. 1997). Isotooppitutkimuksissa mitataan potilaalle annettavan radioaktiivisen lääkevalmisteen aktiivisuus. Radioaktiivisten lääkevalmisteiden lähettämä säteily absorboituu kudoksiin aiheuttaen annoksen, joka riippuu mm. kyseisen radionuklidin hajoamistavasta sekä potilaalle annetun radioaktiivisen aineen aktiivisuudesta ja biokinetiikasta. Eri elimille aiheutuvat absorboituneet annokset ja efektiivinen annos lasketaan käyttämällä säteilyannosten ja aktiivisuuden välisiä muuntokertoimia. Valmiiksi laskettuja muuntokertoimia radioaktiivisille lääkevalmisteille on esitetty mm. Kansainvälisen säteilysuojelutoimikunnan julkaisussa 62 (International Commission on Radiological Protection 1993). Vertailutasot Suomella ja muilla EU:n jäsenvaltioilla on velvollisuus edistää diagnostisten vertailutasojen määrittämistä ja soveltamista säteilyn lääketieteellisessä käytössä (EU:n neuvoston direktiivi 97/43/Euratom 1997, Euroopan komissio 1999, Sosiaali- ja terveysministeriö 1999). Vertailutasoilla tarkoitetaan röntgentutkimuksissa annostasoja ja isotooppitutkimuksissa radioaktiivisen lääkevalmisteen aktiivisuustasoja, jotka on määritetty tyypillisiä tutkimuksia varten normaalikokoisista potilaista koostuville ryhmille tai standardifantomeille. Nämä vertailutasot eivät saisi ylittyä tavanomaisissa hyvän käytännön mukaisesti normaalikokoisille potilaille suoritetuissa tutkimuksissa. Säteilyturvakeskuksen tehtävänä on antaa ohjeet Suomessa käytettävistä vertailutasoista. Taulukko 2. Eurooppalaisia suosituksia vertailutasoiksi pintaannokselle (ESD) röntgentutkimuksissa (Euroopan komissio 1999) ja suomalaisten potilasmittausten tuloksia (Rannikko ym. 1997). Röntgentutkimus ESD (mgy) (projektio) EU:n suositus Suomessa mitattu vertailutasoksi keskiarvo vaihteluväli Keuhkot (PA) Keuhkot (LAT) Lanneranka (AP) Lanneranka (LAT) Mammografia, hilaa käyttäen Lantio (AP) Kallo (PA) Kallo (LAT) Virtsatiet T. Parviainen, julkaisemattomia mittaustuloksia AP = anteroposteriorinen, LAT = lateraaliprojektio, PA = posteroanteriorinen Taulukko 3. Pohjoismaisia suosituksia vertailutasoiksi annoksen ja pinta-alan tulolle (DAP) röntgentutkimuksissa (Euroopan komissio 1999) ja suomalaisten potilasmittausten tuloksia (Pukkila ym. 1999). Röntgentutkimus DAP (Gy. cm 2 ) (projektio) Pohjoismainen suositus Suomessa mitattu vertailutasoksi keskiarvo vaihteluväli Keuhkot (PA) Keuhkot (LAT) Keuhkot (PA+LAT) Lantio Lanneranka (AP) Lanneranka (LAT) Lanneranka (AP+LAT) Urografia Paksusuolen varjoaine tutkimus 1 A Miettinen, T Parviainen, julkaisemattomia mittaustuloksia Lyhenteet kuten taulukossa 2. Vertailutasot ovat uusi optimointikeino, sillä niiden avulla voidaan todeta tilanteet, joissa aiheutetaan tarpeettoman suuria annoksia. Diagnostisten röntgen- ja isotooppitutkimusten optimoinnilla tarkoitetaan sitä, että säteilyannos pidetään niin pienenä kuin on mahdollista riittävän hyvälaatuisen kuvan ja tarvittavan informaation saamisen kannalta. Potilaille aiheutuvien annosten vertaaminen diagnostisiin vertailutasoihin on osa laadunvarmistusohjelmaa. Jos 666 T. Komppa ja H. Korpela

4 vertailutasot toistuvasti ylittyvät tavanomaisissa tutkimuksissa, on ryhdyttävä korjaaviin toimenpiteisiin. Röntgentutkimusten vertailutasot ilmaistaan suoraan mitattavina suureina, joko pinta-annoksena tai annoksen ja pinta-alan tulona. Eurooppalaisia suosituksia vertailutasoiksi on esitetty taulukossa 2 ja pohjoismaisia suosituksia taulukossa 3 (Euroopan komissio 1999), mutta Suomessa ei toistaiseksi ole annettu vertailutasoja koskevia ohjeita. Taulukoissa 2 ja 3 on esitetty myös Suomessa mitattuja potilasannoksia (Rannikko ym. 1997, Pukkila ym. 1999). Mittaustulosten vertailussa on otettava huomioon, että potilaan koko vaikuttaa voimakkaasti annokseen, ja että vertailutasot soveltuvat vain tietyn kokoisille potilaille. Koon vaikutusta mittaustuloksiin voidaan arvioida, jos potilaiden pituus, paino ja sukupuoli kirjataan annosmittausten yhteydessä. Isotooppitutkimusten vertailutasot ilmoitetaan potilaalle annettavan radioaktiivisen lääkevalmisteen aktiivisuutena. Isotooppitutkimuksille ei ole toistaiseksi annettu vertailutasoja Suomessa eikä myöskään Euroopan tasolla. Yhdistyneessä kuningaskunnassa ARSAC (Administration of Radioactive Substances Advisory Committee) on antanut vertailutasoja isotooppitutkimuksille (NRPB 1998). Kansainvälinen A Kuva 1. A) Röntgenkuvauksissa pinta-annos (ESD) voidaan mitata potilaan iholle kiinnitetyllä termoluminesenssiannosmittarilla. B) Alinna mittari käyttövalmiina suojapakkauksessa ja keskellä ilman pakkausta. Säteilyn ilmaisin näkyy valkoisena. Kuva: Risto Isaksson. B ydinenergiajärjestö on antanut suosituksia isotooppitutkimuksissa käytettäville enimmäisaktiivisuuksille (IAEA 1996). Suomessa eri isotooppitutkimuksissa keskimäärin käytettävät aktiivisuudet (eri tutkimuspaikkojen ilmoittamien keskimääräisten aktiivisuuksien tutkimusten lukumäärän suhteen painotetut keskiarvot) eivät poikkea merkitsevästi ARSAC:n antamista vertailutasoista tai IAEA:n suosittelemista enimmäisaktiivisuuksista. Samassa isotooppitutkimuksessa keskimäärin käytettävä aktiivisuus vaihtelee kuitenkin huomattavasti eri tutkimuspaikkojen välillä (Korpela 1999). Pohdinta Suomessa tehtävien röntgentutkimusten määrä on noin 80-kertainen ja niistä väestölle aiheutuva kollektiivinen säteilyannos noin 12-kertainen verrattuna isotooppitutkimuksiin, toisin sanoen keskimääräinen potilasannos on isotooppitutkimuksissa lähes seitsenkertainen verrattuna röntgentutkimuksiin. Keskimääräinen säteilyannos isotooppitutkimuksissa ja tietokonetomografiassa (TT) on suunnilleen sama kuin se, minkä eläminen Suomessa aiheuttaa yhdessä vuodessa. Lapsille (alle 16-vuotiaille) tehtävien tutkimusten osuus röntgentutkimuksista on noin 8.5 % ja isotooppitutkimuksista noin 7 %. Koko väestöstä alle 16-vuotiaita on noin 20 %. Lasten osuus pään ja vatsan TT-tutkimuksista on noin 10 %, mutta keuhkojen ja lannerangan TT-tutkimuksista vain noin 1 % ja paksusuolen varjoainetutkimuksista noin 0.3 %. Useimmissa tutkimuksissa lapset saavat pienempiä säteilyannoksia kuin aikuiset, mutta riskikerroin on lapsilla ja nuorilla suurempi kuin koko väestön keskimääräinen riskikerroin. Tietokonetomografiatutkimukset aiheuttavat noin 20 % kaikkien röntgentutkimusten yhteensä aiheuttamasta kollektiivisesta väestöannoksesta, vaikka niiden lukumääräinen osuus on alle 4 %. TT-laitteiden tekninen kehittyminen ei ole paljon vaikuttanut säteilyannoksiin, varsinkaan pään tutkimuksissa. Uusissa monileikelaitteissa usean leikkeen samanaikainen kuvaaminen nopeuttaa kuvausta mutta ei vaikuta annoksen suuruuteen. Vartalon alueelle aiheutuu Potilaiden säteilyannokset röntgen- ja isotooppitutkimuksissa 667

5 spiraalikuvauksissa hieman pienempiä annoksia kuin aksiaalikuvauksissa. Tyypillisissä aksiaalisissa TT-kuvauksissa leikkeiden välinen siirtymä on yhtä suuri kuin leikkeen paksuus, ja leikkeiden ohentaminen kasvattaa säteilyannosta kuvattavalla alueella. Keuhkojen alueella käytettävä ohutleiketekniikka, jossa leikkeiden väli on huomattavasti pitempi kuin leikkeen paksuus, vähentää annosta siltä osin kuin se korvaa tavanomaista tekniikkaa. Käytettävissä olevat tiedot eri röntgentutkimusten potilaille aiheuttamista annoksista Suomessa perustuvat monessa tapauksessa suhteellisen harvoihin mittauksiin, ja annosten vaihteluväli on suuri. Siksi annosarvioissa on paljon epävarmuutta, joka vaikuttaa myös väestön kollektiivisen annoksen arviointiin. Annosmittausten keskiarvot taulukoissa 2 ja 3 ovat yleensä pienempiä kuin vastaavat suositukset vertailutasoiksi, mutta tulosten vaihteluvälit kertovat myös vertailutasojen ylityksistä lähes kaikissa tutkimuksissa. Potilasannosten järjestelmällisen mittaamisen toivotaan luovan edellytyksiä paitsi parempilaatuisille röntgentutkimuksille ja pienemmille säteilyannoksille myös annosten tarkemmalle tilastoinnille. 668 T. Komppa ja H. Korpela

6 Kirjallisuutta Hyvönen H. Säteilyaltistuksen seuranta. Raportissa: Rantanen E, toim. Säteilyn käyttö ja muu säteilytoiminta. Vuosiraportti STUK- B-STO 39. Helsinki: Oy Edita Ab, 1999: International Basic Safety Standards for Protection Against Ionizing Radiation and for the Safety of Radiation Sources. Safety Series 115. Wien: IAEA, International Commission on Radiological Protection. Radiological Protection in Biomedical Research and Addendum 1 to Publication 53 Radiation Dose to Patients from Radiopharmaceuticals. ICRP Publication 62. Oxford:Pergamon Press, International Commission on Radiological Protection Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 60. Oxford: Pergamon Press, Korpela H. Radioaktiivisten lääkevalmisteiden käyttö Suomessa vuonna STUK-B-STO 37. Helsinki: Oy Edita Ab, Neuvoston direktiivi 97/43/Euratom, annettu 30. päivänä kesäkuuta 1997, henkilöiden terveyden suojelemisesta ionisoivan säteilyn aiheuttamilta vaaroilta lääketieteellisen säteilyaltistuksen yhteydessä ja direktiivin 84/466/Euratom kumoamisesta. Euroopan yhteisöjen virallinen lehti L 180, Notes for Guidance on the Clinical Administration of Radiopharmaceuticals and Use of sealed Radioactive Sources. Administration of Radioactive Substances Advisory Committee. NRPB, Ohjeita lääketieteellisessä säteilyaltistuksessa sovellettavista diagnostisista vertailutasoista. Säteilysuojelu 109. Euroopan komissio, Olerud H M, Saxebøl G. Diagnostic radiology in Norway from 1983 to 1993 Examination frequency and collective effective dose to patients. Radiat Prot Dosim 1997;74: Paile W, Mustonen R, Salomaa S, Voutilainen A. Säteily ja terveys. Helsinki: Säteilyturvakeskus ja Oy Edita Ab, Pukkila O, Korpela H, Järvinen H. Säteilyn lääketieteellinen käyttö. Raportissa: Rantanen E, toim. Säteilyn käyttö ja muu säteilytoiminta. Vuosiraportti STUK-B-STO 39. Helsinki: Oy Edita Ab, 1999: Rannikko S, Karila K T K, Toivonen M. Patient and population doses of x-ray examinations in Finland. STUK-A144. Helsinki: Oy Edita Ab, 1997:1 59. Servomaa A, Heikkilä M, Ilus T, Parviainen T. Frequency and practice of paediatric x-ray examinations in Finland Internal Report. CEC IV-Framework Research Project (Julkaisematon raportti). Servomaa A, Kiviniitty K, Leinonen S, Heikkilä M, Parviainen T. Potilasannos toimenpideradiologiassa. Raportissa: Servomaa A, toim. Säteilyturvallisuus ja laadunvarmistus röntgendiagnostiikassa STUK-A152. Helsinki: Oy Edita Ab, 1998: Servomaa A, Kiviniitty K, Leinonen S, ym. Potilasannos angiografiatutkimuksissa. Raportissa: Servomaa A, toim. Säteilyturvallisuus ja laadunvarmistus röntgendiagnostiikassa STUK-A163. Helsinki: Oy Edita Ab, 1999: Servomaa A, Kiviniitty K, Leinonen S, Heikkilä M, Parviainen T. Potilasannos toimenpideradiologiassa. Raportissa: Servomaa A, toim. Säteilyturvallisuus ja laadunvarmistus röntgendiagnostiikassa 1998: STUK-A152. Helsinki: Oy Edita Ab, 1998: Servomaa A, Kiviniitty K, Leinonen S, ym. Potilasannos angiografiatutkimuksissa. Raportissa: Servomaa A, toim. Säteilyturvallisuus ja laadunvarmistus röntgendiagnostiikassa 1999: STUK-A163. Helsinki: Oy Edita Ab, 1999: Säteilyn lääketieteellistä käyttöä koskevaa sosiaali- ja terveysministeriön päätöstä valmistelevan työryhmän muistio. Sosiaali- ja terveysministeriön työryhmämuistioita 1999:16. Helsinki: Sosiaali- ja terveysministeriö, Tapiovaara M, Lakkisto M, Servomaa A. PCXMC a PC-based Monte Carlo program for calculating patient doses in medical x-ray examinations. STUK-A139. Helsinki: Oy Edita Ab, 1997:1 55. TUOMO KOMPPA, FL, erikoistutkija tuomo.komppa@stuk.fi HELINÄ KORPELA, FL, sairaalakemisti, ylitarkastaja helina.korpela@stuk.fi Säteilyturvakeskus Laippatie 4, PL 14, Helsinki Potilaiden säteilyannokset röntgen- ja isotooppitutkimuksissa 669