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