CT vizsgálatok sugárterhelésének kérdései, a dóziscsökkentés lehetőségei

Miskolci Egyetem Egészségügyi Kar Orvosi laboratóriumi és képalkotó diagnosztikai alapszak Képalkotó diagnosztikai analitika szakirány Sugárterhelés képalkotó diagnosztikai vizsgálatok kapcsán, Sugárvédelmi megfontolások, módszerek CT vizsgálatok sugárterhelésének kérdései, a dóziscsökkentés lehetőségei Konzulens: Készítette: Dr. Fornet Béla Prof. Em.. Balogh Ádám 2016

Tartalomjegyzék I.Bevezetés... 3 1.1. A téma jelentősége... 3 1.2. Célkitűzés, kérdések... 3 II. Szakirodalmi áttekintés... 5 2.1. A röntgensugárzás történelmi áttekintése... 5 2.1.1. A röntgensugárzás felfedezése... 5 2.1.2. A röntgensugár térnyerése... 6 2.1.3. A sugárforrások és a sugárvédelem fejlődése... 6 2.1.4. A röntgensugárzás elleni védekezés első korszaka hazánkban... 10 2.1.5. A sugárvédelem magyar úttörői... 11 2.1.6. A röntgensugárzás elleni védekezés második korszaka hazánkban... 13 2.2. Az ionizáló sugárzás tulajdonságai... 14 2.2.1. Az ionizáló sugárzás biológiai hatásai... 14 2.2.2. Az ionizáló sugárzás fizikai folyamatai... 15 2.2.3. Az ionizáló sugárzás kémiai folyamatai... 16 2.2.4. Az ionizáló sugárzás sejtszintű károsító hatásai... 17 2.2.5. Determinisztikus sugárhatások... 18 2.2.6. Sztochasztikus sugárhatások... 19 2.3. A Computer Tomográfia bevezetés... 19 2.3.1. A CT vizsgálatok dózisát befolyásoló tényezők... 20 2.3.2. A CT vizsgálatok sugárterhelésének a csökkentése... 23 2.3.3. CT vizsgálatok effektív dózisának becslése... 24 2.4. Tüdőkarcinómák... 26 III. Anyag és módszer... 28 IV. Eredmények... 29 4.1. Nemek szerinti megoszlás... 29 4.2. Életkor szerinti eloszlás... 29 4.3. A páciensek átlagos sugárterhelése... 30 4.4. A használt illetve az ajánlott protokollok és azok hatásai a képminőségre... 31 1

4.5. Az alap és a dózis csökkentet protokoll becsült effektív dózis átlagainak összehasonlítása... 32 V. Konklúzió... 34 VI. Irodalomjegyzék... 35 VII. Ábrajegyzék... 36 VIII. Köszönetnyilvánítás... 37 2

I.Bevezetés 1.1. A téma jelentősége A tüdőrák férfiaknál az első, nőknél pedig a negyedik-ötödik leggyakoribb rosszindulatú daganatfajta. Magyarországon évente 6000-9000 új beteg kerül felfedezésre. A tüdőrák szűrés legáltalánosabb képalkotói vizsgálata a röntgen,de az utóbbi években a alacsony dózisú CT jelentősége is megnőtt. A képalkotó vizsgálatok jelentős fejlődésen mentek keresztül az elmúlt évtizedekben. A Miskolci Egyetem Egészségügyi karának képalkotó diagnosztikai analitikus hallgatójaként kórházi gyakorlatom során tapasztaltam a CT-vel történő képalkotás óriási jelentőségét, a dózis csökkentet eljárások fontosságát, és a benne rejlő lehetőségek kiaknázásának értékét. Ezért kutatásom témájának az alacsony dózisú CT-vel történő képalkotást vizsgálatát választottam a tüdő tumor keresésre vonatkoztatva. 1.2. Célkitűzés, kérdések Célom az előző évek mellkas tumor keresés céljából folytatott CT vizsgálatok során, a beteget ért sugárdózisok elemzése, kiértékelése és a dóziscsökkentés előnyeinek és hátrányainak a feltárása. Ezért megvizsgáltam a 2015-ben és 2016- ban a Borsod-Abaúj-Zemplén Megyei Kórház és Egyetemi Oktató Kórház CT centrumának osztályain mellkas tumor keresés céljából folytatott vizsgálatok dozimetriai adatait. A vizsgált időszak alatt a statisztikában felhasználható esetek száma 117 volt. Kutatásom során az alábbi kérdésekre kerestem választ: - A vizsgált időszak alatt mellkas tumor keresés során milyenek voltak a nemi illetve korosztálybeli eloszlások? - A vizsgált időszak alatt mennyi volt a páciensek átlagos sugárterhelése? - A vizsgálatok során használtak-e dóziscsökkentő eljárásokat vagy az alap protokollal készítették a vizsgálatokat? - Ha az alap protokoll helyett csökkentett dózisú eljárást használtak volna, akkor, az mennyivel csökkentette volna a páciens sugárterhelését? 3

- Ha az alap protokoll helyett csökkentett dózisú eljárást használtak volna, akkor mennyi lett volna a páciens átlagos sugárterhelése? - Ha az alap protokoll helyett csökkentett dózisú eljárást használtak volna, akkor az mennyire lett volna hatással a képminőségre? 4

II. Szakirodalmi áttekintés 2.1. A röntgensugárzás történelmi áttekintése A következőkben egy történelmi áttekintést mutatok be a röntgensugár felfedezéséről, az ellene való védekezés felismeréséről illetve annak módjairól. A kutatásom során a páciensek sugárvédelmével foglalkoztam, ugyanakkor a teljesebb kép ábrázolása végett nem hagyhattam ki a dolgozók sugárvédelmének fejlődését. 2.1.1. A röntgensugárzás felfedezése A XIX. század végefelé a fizikusok nagy érdeklődéssel vizsgálták az elektromos kisüléseket ritkított gázokban. A légritkított kisülési csőből a katódsugarakat először Lénárd Fülöpnek sikerült a szabad levegőre kihoznia. A kisülési cső üvegfalát Lénárd átfúrta a megfelelő helyen majd a nyílást olyan vékony alumíniumlemezzel fedte be, amelyen a nagy sebességű elektronok még át tudtak hatolni. Wilhelm Conrad Röntgennek a würzburgi egyetem professzorának szokása volt mások kísérleteit megismételni, ezért készített olyan kisülési csövet amilyet Lénárd használt. 1895.november 8.-án este, kísérletezés közben vette észre, hogy a sötét laboratóriumában a fekete kartonba burkolt kisülési cső közelében levő báriumplatincianür (BaPt(CN) 4 ) ernyő, akárhányszor bekapcsolta kisülési csövét, zöldes fényben fluoreszkálni kezdett. Ekkor a cső és az ernyő közé különféle tárgyakat helyezett, meglepetésére a zöldes fény nem szűnt meg, ami a katódsugárzás esetében várható lett volna, csak gyengült. Ezután Röntgen felfedezésének kivizsgálásához kezdett és megállapította, hogy a kisülési cső falában ott, ahová a katódsugarak ütköznek, újfajta, láthatatlan, nagy áthatolóképességű sugarak keletkeznek. Röntgen az új sugarakat elnevezte X-sugárnak. Kísérletei során rájött az új sugarak főbb jellemzőire: a térben egyenes irányban terjednek, minden irányban szóródnak, a fényképező lemezt megfeketítik, bizonyos anyagokat fluoreszkálásra gerjesztenek, a levegőt vezetővé teszik, papíron, fán az emberi testen, sőt fémen is áthatolnak, sem elektromos sem mágneses mezővel nem téríthetők el, áthatolóképességük az előállításukra szolgálókisülési cső légritkításának fokától is függ. Röntgen és számos más kiváló fizikus hiába próbálták megfejteni a röntgensugarak mibenlétét amit csak 1912-ben W. 5

Friedrichnek és P. Knipplingnek sikerült kísérletileg is igazolnia, Max von Laue számításai és megfontolásai alapján, hogy a röntgensugár is egyfajta fénysugár ami csak lényegesebben rövidebb hullámhosszában tér el a látható fénynél. [1] 2.1.2. A röntgensugár térnyerése 1896.január 23.-án Wilhelm Conrad Röntgen beszámolója az általa felfedezett X sugárról példátlan lázba hozta nemcsak az orvosokat és fizikusokat hanem az egész világot. Az egyre fokozódó igényeknek a kielégítésére az ipar, többek között hazánkban is, mind több klasszikus röntgencsövet, megszakítót, szikrainduktort, röntgencső tartót, báriumplatincianür világító ernyőt és különféle vizsgálószerkezetet állított elő. Az orvosok mai szemmel nézve igen kezdetleges röntgenberendezések használatával végezték betegeik átvilágítását és készítették röntgenfelvételeiket fényérzékeny emulziós üveglemezekre. Ennek ellenére a röngendiagnosztika alkalmazása folyamatosam elterjedt, főleg a fejlett országokban. Ebben az időben a betegségek és sérülések eredményes vizsgálata 70-80%-ban a röntgenátvilágosításoknak és felvételeknek volt köszönhető. A röntgensugár diagnosztikai alkalmazása mellet hamar felismerték bizonyos betegségeknek röntgensugárral történő kedvező befolyásolhatóságát is, és ezzel elkezdődött a röntgenterápia ma is egyre újabb eredményeket hozó, igen eredményes korszaka. Bár valamivel később és jóval lassúbb ütemben, de a technika is elkezdte alkalmazni a röntgensugarakat, főként az öntvények, hegesztési varratok és egyéb géprészek roncsolás mentes vizsgálatához,de használják még műtárgyak, olajfestmények, régészeti tárgyak és eszközök, csomagok és rejtett tárgyak vizsgálatához. Ezeket a vizsgálatokat amikor az átvilágított tárgy árnyképét ernyőn vagy fényérzékeny emulziós filmen nézik, röntgen-durvaszerkezet vizsgálatoknak nevezzük. A röntgen-finomszerkezet vizsgálatokhoz tartozik amikor tudományos kutatásokban az anyagok kémiai összetételének és kristályszerkezetének vizsgálatához használjuk a röntgensugarakat. [1] 2.1.3. A sugárforrások és a sugárvédelem fejlődése Már a röntgensugárzás felfedezése után tapasztalták a sugárzás károsító hatásaként fellépő bőrpírt illetve a hosszabb besugárzást követő bőrgyulladást. Már 1896-ban 6

W. Fuchs javasolta a bőrégés megelőzése céljából a besugárzási idő csökkentését valamint a minimum 30cm távolságtartást a röntgencsőtől. A röntgensugár hatalmas orvosi diagnosztikai jelentősége miatt hamar elterjedt az egész világon, így egyre több orvost és beteget ért több-kevesebb káros sugárzás. A korszakalkotó felismerést követő években a Curie házaspár felfedezte a polóniumot (1898), majd Becquerel (1900) az α- és a β-sugárzást, Villard (1900) pedig a γ-sugárzást. A radioaktív anyagokkal végzett kísérletek során azt tapasztalták, hogy a radioaktív anyagok sugárzása hasonló károsító hatást fejt ki mint a röntgen-sugárzás. A radioaktív sugárzás által keltett rákos folyamatról először Frieben számolt be 1902- ben. [3] Gockel 1909-ben kutatásai nyomán felfedezte a kozmikus sugárzást. 1911-ben a Curie házaspár kutatásuk folytatásaként egy új elemet, a rádiumot fedezték fel, melyet főként orvosi felhasználásra alkalmaztak. 1913-1915 Német és Angol Röntgen Társaság javaslatokat dolgoz ki a röntgensugár által okozott károsodások megelőzésének céljából. 1914-ben került sor a 226 Ra-ZnS világító festékes óraszámlapok gyártására, amely sok munkásnő halálát okozta,a csontban feldúsuló 226 Ra sugárzása miatt. A rádiumot és radont nem sokkal felfedezésük után a szükséges ismeretek hiányában különféle fogyasztási cikkekbe keverve használták, mint élénkítő, illetve erősítő. 1924-ben az amerikai orvos A. Mutscheller, volt az első, aki a sugárvédelmet tudományos alapra helyezve megállapította a toleranciadózist és a hozzá tartozó első konkrét számértékeket. Az első Nemzetközi Radiológiai Kongresszus 1925-ben ült össze, és ekkor létrejött a mai napig működő Radiológiai Egységek és Mérések Nemzetközi Bizottsága, ICRU. 1928-ban Stockholmban a II. Nemzetközi Radiológiai Kongresszuson került sor a Nemzetközi Sugárvédelmi Bizottság ( International Commisssion on Radiological Protection, röviden ICRP) megalakulására. Melynek feladata a második világháborúig főként sugárvédelmi előírások kidolgozására és megengedhető dózisszint meghatározására összpontosult. Van de Graaf 1931-ben feltalálja a később róla elnevezett egyenfeszültségű gyorsítót. 1932-ben a neutron felfedezése Chadwick nevéhez fűződik, ugyan ebben az évben helyezi Lawrence üzembe az 7

első ciklotront. Megkezdődtek a magreakció kutatása. A sugárzás elleni védelemben új kihívásként megjelenik a radioaktív izotópok és a magreakciókban keletkező sugárzások elleni védekezés. 1934-ben az ICRP a röntgen- és rádiumsugárzással dolgozó személyek számára 0,2 r/nap tolerancia dózis használatát javasolta. Ugyanebben az évben az első mesterséges radioaktív izotóp előállítása Joliot és Irene Curie nevéhez fűződik. 1936. április 4-én a sugárzás következtében meghalt tudósok, orvosok és radiológusok tiszteletére egy márványobeliszk emlékművet avattak a hamburgi Szent György Kórház udvarán. 1942-ben Szilárd Leó és Enrico Fermi vezetésével megépítik és üzembe helyezik az első atomreaktort Chicagoban. A sugárvédelem eme első, kis híján 5 évtizedet felölelő időszaka alatt a viszonylag kis sugárforrások helytelen alkalmazása sok száz áldozatot követelt. Az atomreaktorokban keletkező hasadási termékek aktivitása sok nagyságrenddel nagyobb, mint a világon addig előállított összes rádium készítmény aktivitása. A plutónium kinyerése, a hasadványok kezelése, a hulladékok elhelyezése új feladatokat jelentett. Az atomreaktorok sugárzása elleni védelem kialakítása, különös tekintettel a neutron sugárzásra szintén nagy kihívás volt. A plutónium veszélyességét csak sejteni lehetett, biztonságos kezelését és ellenőrzését meg kellett oldani. Félő volt, hogy a nagy és ismeretlen hatású sugárzási terek a korábbi korszaknál lényegesen több áldozatot követelnek. [3] Ezen események elkerülése végett létrehoztak egy úgynevezett Sugárvédelmi Osztályt (Health Division), amely Manhattan Project keretében működött. Feladata közé tartozott a Projectben közreműködők orvosi felügyelete, emellett biológiai kísérleteket végzet, illetve sugárvédelmi ellenőrzést gyakorolt. Az általuk meghatározott és használt 0,1r/nap tolerancia dózist a sugárveszélyes munkáknál a külső sugárzás esetében alkalmazták. A Sugárvédelmi Osztály ezen mérései, számításai alapjául szolgáltak a sugárvédelem háború utáni úgynevezett második korszakának, mivel a háború alatt sem az ICRP sem az ICRU nem tevékenykedett. 1945-ben Hiroshimára és Nagasakira atombombát dobtak. 1950-től 1963-ig a részleges atomcsend egyezmény megkötéséig a hidegháború során rengeteg légköri atomfegyver kísérlet zajlott.a világszerte légkörbe került radioaktív anyagok plusz 8

többlet sugárterhelést róttak a Föld teljes lakosságára. Az ICRP az eddig sugárveszélyes munkahelyen dolgozók részére ajánlott toleranciadózist 0,2r/nap-ról 0,3r/hét-re csökkentette. A Szovjetunió területén Obnyinszkban 1954-ben működésbe helyezték a világ első polgári célú, energiatermelő atomerőművét. 1955 az ENSZ megalakítja az UNSCEAR-t (Egyesült Nemzetek Tudományos Bizottsága a Sugárzás Hatásának a Tanulmányozására), majd Atom a békéért (Atom for Peace) elnevezéssel konferenciát szervez Genfben, melynek célja az atomenergia békés úton való felhasználása és annak népszerűsítése. 1956-ban első ízben végezetek méréseket a lakosság természetes sugárterhelését illetően. 1957-ben az Angliai Windscale-ben egy reaktorban keletkezett tűzeset során nagy mennyiségű 131 I kerül a légtérbe.1957. július 29.-én mint független szervezet létre jön a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség (IAEA). 1958-ban az IRCP megjelenteti az újabb sugárvédelmi ajánlásait, tartalmazó kiadványát, melyben először kerül szóba, a dózisküszöb és a küszöb nélküli lineáris dózis-hatás összefüggése. Az 1960-as évektől egyre több atomerőművet építenek, illetve helyeznek üzembe. 1964-ben létrejön a Nemzetközi Sugárvédelmi Társulat (IRPA) a szervezetnek K.Z.Morgan lesz az első elnöke. 1977-ben az IRCP által megfogalmazásra kerül a sugárvédelem három alapszabálya, illetve bevezetésre kerülnek új dozimetriai mértékegységek, mint a gray és a sievert. 1979-ben bekövetkezet az első atomerőműi baleset, az Amerikai Egyesült Államok területén található, Three Mile Island-i atomerőműben. Az IAEA által 1982-ben kiadásra kerül, az Alapvető Biztonsági Szabályok elnevezésű kiadványa, melynek fő célja a nemzeti szabályok elősegítése. A szovjetunióbeli Csernobilban 1986. április 26.-án súlyos atomerőműi baleset történt, melyet napjainkig a legnagyobb nukleáris katasztrófaként tartanak számon. 1991 Megjelent az ICRP 60 ajánlása, amely világszerte elvi alapját képezi a napjainkban érvényes sugárvédelmi szabályozásának. 1996 Az kiadta a Nemzetközi Biztonsági Alapszabályzat: Az ionizáló sugárzás elleni védelem és a sugárforrások biztonsága, Biztonsági sorozat No.115 ajánlását, IBSS,( International Basic Safety Standards for Protection Againts Ionizing Radiation and for Safety of Radiation Sources), amely világszerte gyakorlati alapját képezi a 9

napjainkban érvényes sugárvédelmi szabályozásnak. 2007. Megjelent az ICRP 103, amelynek az ajánlásai elvi alapját fogják képezni a jövőbeni szabályozásnak. [3] Ezen teljesség igénye nélküli áttekintésből kiderül, hogy a sugárforrások fejlődésével együtt fejlődött a sugárvédelem is. Az ICRP, az ICRU, az UNSCEAR és az IAEA számos ajánlást dolgozott ki melyek alapjaiként szolgálnak a manapság érvényben lévő rendszabályozásnak. [3, 4] 2.1.4. A röntgensugárzás elleni védekezés első korszaka hazánkban A hazai sugárvédelem fejlődéséről röviden a következőket mondhatjuk. A sugárvédelem első korszakában - mely hazánkban 1954-ig elnyúlt a második világháború miatt számos új technikai konstrukció és mérőberendezés született, létrejöttek az első sugárvédelmi szabályok és óvórendszabályok. Egyes helyeken időszakos illetve néhány helyen már rendszeres tudományos vizsgálatok és sugárvédelmi mérések is folytak, bár e korszakban hivatásszerűen röntgensugár védelmi kérdésekkel foglalkozó fizikusok, mérnökök hazánkban még nem működtek. A sugárvédelemmel kapcsolatban felmerülő kérdésekkel általában a röntgen szakorvosok foglalkoztak, akik közvetlenül is észlelhették ( főként a sugárterápiás tevékenységük során ) pl. a szűrő nélkül besugárzott betegek sugársérülését. [1] Röntgen felismerte felfedezésének főként az orvosi diagnosztika területén megnyilvánuló hatalmas jelentőségét, ezért azt nem szabadalmaztatta, hadd fejlődjék szabadon az új technika az egész emberiség javára. Ilyen körülmények között gyorsan terjedhetett el a röntgensugárzás orvosi felhasználása az egész világon. Példának okáért az Angolok nílusi hadserege a felfedezés után fél évvel már fel volt szerelve olyan tábori röntgenkészülékekkel amelyek repeszdarabok keresésére voltak alkalmasak. Másrészt viszont sok országban ezrek voltak naponta kitéve a károsító hatású röntgensugárzásnak, mivel akkoriban még a legtöbb helyen évtizedeken át minden védelem nélküli szabadvezetékes röntgencsövekkel dolgoztak és csak a nagy számban megjelenő sugársérülés észlelésének hatására kezdetek el a sugárvédelemről gondoskodni a gyártóművek. Ilyen megoldás volt hogy az üvegburán belülre az anód köré egy ólomkupakot készítettek melyből a 10

röntgensugár csak egy lyukon keresztül egy irányba tudott kilépni, avagy ólomburkolattal vették körül kívülről az egész csövet. Ezen megoldásoknak azonban a nagyfeszültségű pólusok egymástól való megfelelő elszigetelése volt az előfeltétele. Éppen a nagyfeszültség miatt a röntgenkészülékekkel dolgozók sugárzás elleni védekezési lehetőségei alapjában különböznek az izotópokkal dolgozók lehetőségeitől. Míg az izotópokkal dolgozók saját maguk a gyári konstrukciók igénybevétele nélkül ólomtéglák tetszés szerinti felhasználásával határozhatták meg az adott körülményeknek megfelelő védelmet nyújtó vastagságú védőfalakat, addig a röntgenszakorvosok és asszisztensek sugárvédelme főként a készüléket tervező és előállító gyárban dől el, amin dolgozók ezen csak keveset tudnak változtatni. Tehát a röntgensugárzás elleni védekezés és a röntgenkészülékek gyártása erős összefüggésben áll, fejlődésük, történetük elválaszthatatlan egymástól. A röntgenkészülékek sugárvédelmének lassú fejlődését tulajdoníthatjuk annak is, hogy a röntgen szakorvosok nem igényelték kellőképpen világszerte, a hatékonyabb sugárvédelmű készülékek gyártását a gyáraktól. [1, 2] 2.1.5. A sugárvédelem magyar úttörői A röntgensugarak korszakalkotó jelenségét különösen a gyógyászatban hazánkban is az elsők között ismerték fel. Már 1895-ben Röntgen első nyilvános előadása előtt Klupathy Jenő budapesti tudományegyetemi tanár végezte az első kísérleteket : jó röntgenfelvételt készített például Eötvös Loránd kezéről. Úttörő munkát végzett Károly Irén premontrei tanár is Nagyváradon. 1896 elején Kiss Károly egyetemi tanár a Műegyetemen állított fel egy röntgenkészüléket, majd tanműhelyét fokozatosan röntgenlaboratóriummá fejlesztette tovább. [1] 1897-ben Kiss Károly egyetemi üvegtechnikai műhelyében indult meg a magyar röntgenberendezés gyártás, kísérleti röntgencsövek készítésével. 1914-ben több kisebb cég faszerkezeteket, támaszfalakat és védőfalakat készített a röntgenberendezésekhez. Századunk első két évtizedében a klasszikus röntgencsöveket felváltották a könnyebben szabályozható és üzembiztosabb izzókatódos Coolidge-csövek. Az első sugárvédett Coolidge-röntencső, illetve 11

ólomgumiból, ólomüvegből készült burkolata a magyar Markó Dezső szabadalma volt, amelyet a hamburgi C.H. F.Müller cég gyártott. [1] A magyar Elischer professzor által feltalált tapogató kanálnak hála, a vizsgáló orvosnak nem kellett a direkt sugárzásnak kitennie a kezét, mivel az eszközzel a bonyolultabb tapintást és masszást is el lehetett végezni. A professzor által használt eszköz Elischer-féle disztinktor néven az egész világon elterjedt. Ratkóczy Nándor professzor hívta fel a figyelmet a szórt sugárzás rendkívül veszélyes ám eddig elhanyagolt voltára. 1924-ben ő készített először egy olyan sugárvédő ülést, amely megfelelő védelmet biztosított az orvos számára, az álló beteg átvizsgálás során, mivel az orvos egy ólommal, ólomgumival és ólomüveggel védett fal mögött ült. A Ratkóczy- védőülés használatát később az óvórendszabály is előírta. Hutás Imre egyetemi tanár használt először egy olyan sugárvédő pajzsot, ill. állást, mely a fekvő beteg átvilágítása közben a mögötte álló orvost, vagy asszisztenst kielégítően védte a beteg átsugárzott testrészéből kilépő szórt sugárzás és a röntgencső védőburkolatából kilépő ún. káros sugárzás ellen. [1] 1931-ben Ratkóczy Nándor tovább tökéletesítette a sugárvédelmet az álló betegek átvilágításához, azáltal, hogy egy külön kabint tervezett az orvos védelmére. A szabadalmat nyert Ratkóczy-kabin 3 részből állt: 1. a röntgencsőnek, a röntgentranszformátornak, a sugárrekesznek és egyéb szerkezeti egységeknek helyet adó gépházból; 2. a beteg részére kialakított sugárvédett kabin benne az átvilágító ernyővel, amely a röntgencsővel együtt minden irányba könnyen mozdítható volt; 3. az orvos és az asszisztensek részére tervezett teljesen sugárvédett térből állt. 1931-ben a Ratkóczy-kabint kiállították a párizsi radiológus kongresszuson ahol díjat is nyert. 1932-ben Hrabovszky Zoltán egyetemi magántanár tovább tökéletesítette a fekvőbeteg átvilágításhoz használt sugárvédelmet, az általa tervezett és kezdetben 12

Futó Dezső műszerész, majd később a Magyar Siemens Reininger Művek Rt. által kivitelezett Trochoszkóp sugárvédelemmel nevezetű szerkezettel. A szerkezet lényegében egy három oldalú, fel-le és hosszirányban is mozgatható 1,5mm vastagságú ólommal bélelt, sugárelnyelő fedél, ami 1 m szélességben felül és oldalt vette körül az asztalt. 1935-ben pedig egy Siemens Tele-Pantoskop egyetemes vizsgálószerkezetet sikerült úgy átalakítania, kiegészítenie sugárvédelmi szempontból, hogy a beteg körül elhelyezkedő sugárvédő lemezrendszer, az átvilágító ernyő és az Albrecht-féle célzottfelvételi szerkezet minden helyzetében hézagmentesen védte a vizsgáló orvost a sugárzástól. [1, 2] 2.1.6. A röntgensugárzás elleni védekezés második korszaka hazánkban A sugárvédelem második korszakáról elmondhatjuk, hogy míg az első korszak a dolgozók védelmét tartotta fontosnak, addig a második korszakban a beteget érő sugárzás elleni védekezésre tevődik át a hangsúly. 1956-ig a hazai röntgenipar továbbra is az előző években gyártott és jól bevált, a régebbi sugárvédelmi szabályoknak megfelelő röntgenkészülék típusokat gyártotta. 1963. július 1-én létrejött a Medicor Művek nevű, az összes hazai orvosi műszergyártó üzemeket magába tömörítő ipari nagyvállalat. A régi készülékek modernizálása mellett újabb és újabb típusok kifejlesztésére is sor került. A korábban Siemens tervrajzok alapján gyártott vizsgálóeszközöket sajnos nem mindig sugárvédelmi szempontból kedvező változtatással hozták forgalomba. A Tuto-Stabilivolt nevezetű terápiás készülék, melyet már évtizedek óta használtak, lecserélésre került a hazai tervezésű korszerűbbnek számító THX-250 nevezetű mélyterápiás készülékre, amely az NDK-ból importált röntgencsővel,sugárvédett és érintés biztos burkolattal és kábelekkel volt kiegészítve. A szintén évtizedeken át használtban lévő Chaoul közelbesugárzó készülék helyett a ugyancsak hazai tervezésű, két munkahelyes TFX-60/2 nevű gép került használatba.a két munkahelyes tervezésű gépnél az egyik munkahelyen berilliumablalos felületi terápiás, a másik munkahelyen Chaoul-féle közelbesugárzó csővel üzemelt. A TFX- 60/2-nek sugárvédelmi szempontból előnye, a hasonló célú Siemens Dermopan - nal szemben,hogy a külön kapcsolóasztalt, sugárvédett külön helyiségben lehet 13

elhelyezni. A Huszár László-féle Sphero-terix mélyterápiás célokra használt rotációs készüléket is gyártásba vették. A készülék nagy jelentőségű kezdeményezés volt a besugározandó beteg sugárvédelmét illetően, de csak pár darab készült belőle. Nagy számban készültek a Serix -tipusú ernyőképfelvételi berendezések is,stabil,telepíthető és hazai gyártású autóbuszba szerelhető kivitelben tüdőszűrések céljaira, sugárvédett pacienskabinnal, mely lehetővé teszi az ernyőfényképező berendezés körül tartózkodók kielégítő sugárvédelmét külön sugárvédő eszközök, pl. ólomgumikötény használata nélkül is. [1] Az ezt követő években gyártott terápiás és diagnosztikai röntgen alapkészülékek már nem a röntgensugárzást is kibocsátó izzókatódos szelepekkel, hanem szelén egyenirányítókkal készültek, ez lehetővé tette a röntgengenerátorok méretének és a káros sugárforrások számának csökkenését. A kor követelményeinek megfelelően bővült a gyártási program a képerősítők gyártása terén, és részben külföldi mintát figyelembe véve masszívabb vizsgálószerkezeteket terveztek. Ennek hatására a 1980-as években létre jöttek a motorikusan dönthető átvilágító UV típusú vizsgálószerkezetek, amelyek sugárvédelmi szempontból előnyösebbek voltak elődjeiktől, egykarú, ernyő, célzottfelvételi szerkezet és képerősítő használatára is alkalmasak voltak. [1, 2] 2.2. Az ionizáló sugárzás tulajdonságai 2.2.1. Az ionizáló sugárzás biológiai hatásai Az egyik legismertebb környezeti karcinogén az ionizáló sugárzás, ugyanakkor a daganatellenes terápiás beavatkozások legalapvetőbb eszköze is egyben. A sugárzás hatására az élő szervezetben kialakuló tünetek olyan reakciók következményei amelyek teljes mértékben a sejtek szintjén történnek. A sejtek a bekövetkező sugárhatásra alapjában véve kétféleképpen válaszolhatnak: vagy elpusztulnak, vagy túlélik. Azon sejteknél amelyek túlélték a sugárzást szintén két lehetőség áll fenn. Kedvező esetben a sejteknek sikerül teljes mértékben kijavítani a sérüléseket így 14

azok következmények nélkül tovább élnek. Kedvezőtlen esetben a sejtekben mutációk jelennek meg, amelyek az évek során daganatok és/vagy öröklödő megbetegedések kialakulásához vezethetnek. Az újabb kutatások szerint egy harmadik eset bekövetkeztére is lehetőség van. A sugárexpozíciót szenvedett sejtek és közvetlen utódaik teljesen egészségesnek látszanak, azonban generációkkal később az utódsejtekben megnő a spontán mutációk gyakorisága, kialakul a genom instabilitása. A genom instabilitás szintén daganatok kialakulásához vezethet. Az ionizáló sugárzás szervezeti szintű biológiai hatásait két csoportba oszthatjuk, a véletlenszerűen kialakuló sztochasztikus hatásokra, valamint az egy bizonyos dózis felett mindenképpen bekövetkező, ún. eleve elrendelt, determinisztikus hatásokra. A szervezeti szintű folyamatok minden esetben a sejtszintű változások következményei. A determinisztikus hatások a sejtpusztulás, a sztochasztikus hatások a sugárhatást túlélő sejtekben kialakuló mutációk következtében alakulnak ki. A sejtszintű, illetve a szervezeti szintű károsodások elsősorban a sugárzás dózisától függenek, amelyet bizonyos mértékig több hatásmódosító tényező,és a biológiai adottságok is befolyásolnak. [4] 2.2.2. Az ionizáló sugárzás fizikai folyamatai Az ionizálósugárzás kölcsönhatásba lép az anyaggal, ezáltal energiát ad át. Az átadott energia elegendő ahhoz, hogy a sugárzás ionizáljon,vagy gerjesztett állapotba hozzon egy atomot, és ezáltal megváltoztasson egy biológiai makromolekulát. Az ionizáló sugárzásnak az alábbi fő fajtáit ismerhetjük: 1. elektromágneses vagy foton sugárzás: ide tartozik a rötgen- és a gamma-sugárzás és a 2. részecske sugárzás, amely állhat töltés nélküli (pl. a neutronsugárzás) és töltéssel rendelkező részecskék sugárzásából. Az utóbbiak közé tartozik az elektron-, a pozitron-, a proton- és az alfa-sugárzás, illetve a nehézionok sugárzása. [ ] A fotonsugárzások és a töltéssel nem rendelkező részecskesugárzások közvetlenül nem tudják károsítani a biológiai molekulákat. Ezek a sugárfajták másodlagos töltött részecskéket szabadítanak fel, és a másodlagos töltött részecskék károsítják a biológiai makromolekulákat. A másodlagos töltött részecskék felszabadításához a nagy energiájú fotonsugárzások (gamma-sugárzás, röntgensugárzás), több módon is kölcsönhatásba léphetnek az anyaggal. Ilyen kölcsönhatás lehet az elasztikus 15

szórás, a fotoelektromos hatás, a párkeltés vagy a Compton-szórás. [ ] A Compton-szórás során a nagy energiával rendelkező foton ütközik egy elektronnal, és azt kilöki a helyéről. A foton megváltozott, csökkent energiával folytatja útját, és még további ütközésekben is részt vehet. A biológiai károsító hatásáért a továbbiakban a kilökött, másodlagos elektron felel. [4] 2.2.3. Az ionizáló sugárzás kémiai folyamatai A töltéssel rendelkező részecskék, a biológiai makromolekulákat két egymástól eltérő módon tudják károsítani. A károsodás történhet közvetlenül vagy közvetett módon. A közvetlen károsodás során a töltéssel rendelkező részecske közvetlenül károsítja a biológiai makromolekulákat. A kis energiájú fotonsugárzás által gerjesztett elektronok általában nem, vagy csak nagyon kismértékben képesek a makromolekulák közvetlen károsítására. Az elektronok elsősorban a makromolekulák környezetében előforduló molekulákkal, azon belül is a legnagyobb mennyiségben jelen lévő vízzel lépnek kölcsönhatásba, miközben szabadgyökök keletkeznek. Az elektronok hatására a vízmolekulában két folyamat játszódhat le: 1. Ionizáció( e aq = hidratált elektron) H 2 O e aq+ H 2 O + 2. Gerjesztett állapotot követő disszociáció H 2 O OH +H Az ionizáció során egy hidratált elektron és egy pozitív töltésű vízmolekula jön létre. Ebben az esetben a biológiai károsodásért a hidratált elektron lesz felelős. A második reakció során hidroxil szabadgyökök jönnek létre, és ezek a szabadgyökök okozzák a biológiai makromolekulák károsodását. A hidratált elektronok és a hidroxil szabadgyökökre egyaránt jellemző, hogy nagyon gyorsan elbomlanak, visszaalakulnak vízzé, és ezáltal hatásukat elvesztik. A közvetlenül károsító hatás esetén az energia közvetlenül a biológiai célpontban nyelődik el, ezért ezt befolyásolni nem tudjuk. A közvetett hatás folyamán keletkező szabadgyökök és a hidratált elektronok nem a célpontban, hanem a környező molekulákban képződnek ahonnan diffúzió útján jutnak el a biológiai célponthoz. Az ilyen módon károsító sugárzások (röntgen-, gamma-sugárzás) esetében a biológiai károsító sugárhatást befolyásolhatjuk, olyan szerek alkalmazásával amelyek a szabadgyökök 16

élettartamát megváltoztatják. Természetesen ezen szerek (sugárvédő csökkenti, sugárérzékenyítő növeli a szabadgyökök élettartamát) a szabadgyökök rövid élettartama miatt jelen kell lenniük a sugárhatás időpontjában, másképp hatástalanok. A szervezetünkben is találhatók természetes sugárvédőszerek (glutation, SH-csoport tartalmú aminosavak), melyek sejten belüli mennyisége befolyásolhatja a fotonsugárzások által kiváltott biológiai hatást.[4] 2.2.4. Az ionizáló sugárzás sejtszintű károsító hatásai A sejt számos biológiai makromolekulákból épül fel. Ezen sejtalkotók közül az ionizáló sugárzás elsődleges célpontja, a sejthalál és a mutációk kialakulása szempontjából a DNS. A sugárzás tehát roncsolja a DNS-t,létrejöhet egyláncú és kétláncú DNS törés, báziskárosodás és bázisvesztés vagy akár a kétláncú DNS lokálisan denaturálódhat kialakulhatnak DNS-DNS és DNS-fehérje keresztkötések is. 1.ábra: Sugárhatásra kialakuló DNS-károsodások[8] A károsodások kialakulásának hátterében kémiai, fizikai folyamatok állnak, ezért a DNS károsodások számát, mennyiségét, a sejtek típusa és sugárérzékenysége nem befolyásolja. Mai tudásunk szerint 1 Gy gamma-sugárzás a következő károsodásokat válthatja ki a sejtből: 1000 egyláncú DNS-törés, 1000 17

báziskárosodás, 150 DNS-fehérje keresztkötés vagy 40 kétláncú DNS-törés. A kétláncú DNS-törések létrejötte jellegzetes az ionizáló sugárzásra, mivel csak rendkívül kevés olyan ágens létezik amely képes létrehozni ezt az elváltozást. Tehát jelenléte egy sejtben nagy valószínűséggel arra utal,hogy a sejt sugársérülést szenvedett. A biodozimetriai eljárások alapját is a kétláncú DNS-törések következményeinek és a kromoszóma rendellenességeknek a kimutatása szolgáltatja. A sugársérülést szenvedett sejtek az egyláncú DNS-törést viszonylag könnyen kitudják javítani mivel rendelkezésre áll a másik ép lánc, de a kétláncú DNS-törések kijavítása már sokkal nehezebb feladat. A törésnél lévő gének működésképtelenek lesznek, osztódáskor a letört részek által hordozott genetikai információ elvész nem kerülnek bele az utódsejtbe. Ha a genetikai információhiány túl nagy a sejt az osztódást követően elpusztul. A besugárzás hatására az egészséges sejtek az esetek többségében mitotikus sejthalál útján pusztulnak el, tehát megpróbálják a sejtosztódást, de néhány osztódási ciklus után elhalnak. Az emberi szervezetben ugyanakkor van néhány nyugalmi állapotban lévő, nagyon sugár érzékeny sejttípus (pl.: limfociták, vérképzőszervi, gyomor-bélrenszeri őssejtek, petesejtek), amik apoptózis útján az osztódás megkísérlése nélkül pusztulnak el. [4] 2.2.5. Determinisztikus sugárhatások A determinisztikus hatások a sugárhatásra bekövetkező sejtpusztulás következményei. Alacsony sugárdózisoknak is van egy kismértékű sejtölő hatása, a klinikai tünetek azonban csak akkor nyilvánulnak meg, amikor a sejtpusztulás elér egy bizonyos mértéket. Ezért a determinisztikus hatások küszöbdózis függőek. A küszöbdózis alatt szervezeti szintű tünetek nem figyelhetők meg. A küszöbdózis felett a determinisztikus hatások súlyossága az elnyelt dózis függvénye. [ ] Említettük, hogy az osztódó sejtek jóval sugárérzékenyebbek, mint a nyugalmi állapotban lévők. A legtöbb szövetben pl. csontvelő, bél, jól kimutatható egy sejtdifferenciálódási, érési sor, amelynek elején az osztódásra képes őssejtek állnak. Az őssejtek osztódásukkal fenntartjáksaját létszámukat, emellett utánpótlással látják el az érési sor tagjait. A sor végén az osztódási képpességüket teljes mértékben elvesztett, terminálisan differenciálódott sejtek találhatóak. A determinisztikus hatások általában az őssejtek pusztulásának következményei. A tünetek megjelenési 18

ideje az érési sor hosszától, időtartamától függ. A tünetek akkor fejlődnek ki, amikor a természetes pusztulással elkopó, elhaló, terminálisan differenciálódott sejteket már nem képesek pótolni az őssejtek. Lokális besugárzás esetén a tünetek a dózistól és az érintettszövet típusától függenek. A bőrben korai determinisztikus hatás lehet pl. gyulladás, bőrhámlás és fekélyek létrejötte, késői determinisztikus hatás pedig fibrózis vagy telangiectasia kialakulása. [4] 2.2.6. Sztochasztikus sugárhatások A sztochasztikus hatások a sugárzást túlélő sejtekben kialakuló mutációk következményei. A testi sejtekben létrejött mutációk daganatos megbetegedésekhez vezethetnek, míg az ivarsejteket érő besugárzás öröklődő és daganatos megbetegedéseket okozhat az utódokban. A sztochasztikus hatásokra jellemző, hogy nincs küszöbdózisuk, gyakoriságuk pedig az elnyelt sugárdózis függvénye. A tünetek (pl. daganat) súlyosságát a dózis nem befolyásolja. [4] 2.3. A Computer Tomográfia bevezetés A Sir Godfrey Newbold Hounsfield és Allan McLeod Cormack által kifejlesztett computer tomográfia (CT) kétségkívül a kor egyik legjelentősebb felfedezése volt az orvostudomány területén. A röntgensugárzást alkalmazó eljárás mely első ízben tette lehetővé a betekintést az emberi testbe a röntgen vizsgálatokra jellemző rávetülés nélkül. A felfedezése óta eltelt évtizedek alatt sokat fejlődött, egyszerűsödtek az eljárások és csökkent a vizsgálati idő. Ezen tulajdonságok hatásara a CT az orvosi diagnosztika egyik leggyakoribb eszközévé vált. Ugyanakkor fontos megjegyezni, hogy a CT által használt röntgensugárzás jóval nagyobb sugárterhelést ró a betegre, mint egy hagyományos röntgen vizsgálat. Így megkezdődtek a kutatások, hogyan lehet csökkenteni a beteg sugárterhelését az ALARA elv jegyében, úgy, hogy közben még diagnosztikailag értelmezhető képeket kapjunk.[5] 19

2.3.1. A CT vizsgálatok dózisát befolyásoló tényezők A CT vizsgálatok során a beteg sugárterhelését, a vizsgálandó szerv sugárérzékenységén kívül számos technikai tényező befolyásolja. Ezen tényezők egy része a vizsgálatot végző személyzet által változtatható, míg a másik része fix, az adott berendezésre jellemző így nem változtatatható meg. 1. Csőfeszültség (kilovolt, kv) A CT cső feszültsége a kilépő röntgenfotonok mozgási energiáját és ezzel azok anyagon való áthatolási képességét befolyásolja. A készülékeken választható csúcsfeszültség általában 70 és 140 kvp között van. A valóságosan kibocsájtott röntgenspektrum ettől lágyabb, átlagos energiája a csúcsfeszültségnek kb. fele - kétharmada. A sugárdózis a csőfeszültség 2,4-ik hatványával emelkedik, vagyis a feszültség 80 kv-ról 120 kv-ra való (50%-os) emelése kb. 180%-os dózisemelkedést eredményez. [5] Az itt látható 4. ábra bemutatja az eltérő csőfeszültség értékek hatását a képminőségre. 4. ábra: 66 éves férfi 120 kv-tal (a), 44 éves férfi 100kV-tal (b), 64 éves nő 80 kvtal vizsgált tüdőembóliája [11] 20

2. Áramerősség-idő szorzat (milliampére-secundum, mas) Ez az érték az egy másodperc alatt a csövet elhagyó röntgenfotonok számát határozza meg. A dózis és mas-érték közötti kapcsolat lineáris: az áramerősség 100 mas-ről 150 mas-re való (50%-os) emelése 50%-os dózisnövekedést jelent. [5] Az 5. ábra szemlélteti az eltérő mas értékek hatását a képminőségre. 5. ábra: CT pulmonális angiográfia 100 kv, 100 mas (7a) és 40 mas (7b) értékekkel, illetve nagy felbontású mellkasi CT vizsgálat 100 mas (8a) és 40 mas értékkel [12] 3. A röntgensugár kollimációja A többszeletes CT készülékeken a detektorok fizikai konfigurációját változtatva egy 20 mm-es sugárkévét többféleképpen is el lehet érni, pl: 16x1,25 mm, 8x2,5 mm, 4x5mm. Minél kevesebb, széles detektorral lehet egy sugárkévét elérni, annál jobb lesz a kéve geometriája, ezáltal több röntgenfoton vesz részt a képalkotásban és így kisebb lesz a teljes sugárterhelés egy adott volumenre. A legkisebb és 21

legnagyobb szélességű detektorelem alkalmazása között akár 60%-os dózisnövekedés is lehet. A szélesebb detektorok használata vastagabb szeletekkel és így a helyi feloldóképesség csökkenésével jár a z-tengely mentén. 4. Pitch érték Ez az érték a betegasztal által a röntgencső egy teljes fordulata alatt megtett távolság és a röntgensugárkéve szélességének hányadosa, mértékegysége nincs. Minél nagyobb a pitch-érték, annál rövidebb ideig tart a vizsgálat és a beteg besugárzása, vagyis annál alacsonyabb a dózis. Sok CT gyártónál (pl. Siemens, Philips) a készülék által kalkulált sugárdózis a pitchtől független, mivel ezek a készülékek az mas-értéket automatikusan a pitch-hez igazítják, más gyártóknál (General Electric, Toshiba) azonban magas pitch választásával csökkenthető a CTDI vol és az effektív dózis. 5. Filterek, kollimátorok A készülékekbe épített speciális (bow tie) filterek csökkentik a scannelt régió szélén a felületi sugárdózist. Szintén minden modern berendezés részét képezik azok a kollimátorok, melyek a felesleges, a képalkotásban részt nem vevő röntgensugarakat szűrik ki a vizsgált régió kezdetén és végén (ún. overscanning csökkentése) [5] 6. Beteg specifikus faktorok A vizsgált beteg testalakja, illetve a vizsgálandó régió befolyásolja a sugárelnyelődést. Vékony, sovány betegben, vagy esetleg mellkas vizsgálatnál, a magas légtartalmú tüdők esetében kicsi, míg testesebb betegeknél, illetve a hasi régiókban ahol sok a lágyrész nagyobb a sugárelnyelődés.tehát ha túl nagy a sugárelnyelődés, kevés röntgenfoton jut el a detektorokhoz ami képminőség romlásához vezet. Ilyenkor általában növelni kell a sugárdózist. A röntgen sugárzás hatása függ a vizsgált régiókban található szervek sugárérzékenységétől. 7. A vizsgált szakasz hossza, a szériák száma 22

Minél nagyobb régiót vizsgálunk annál tovább tart a vizsgálat, tehát nő a beteg sugárterhelése. A sugárdózis megtöbbszöröződését okozza az is ha egy régióról több sorozatott készítünk. [5] 2.3.2. A CT vizsgálatok sugárterhelésének a csökkentése A CT vizsgálatok sugárterhelésének csökkentése legegyszerűbben az elvégezendő szériák számának a csökkentésével érhető el, mivel az olyan vizsgálatot, aminek nincs terápiás következménye felesleges volt elvégezni. Fontos megjegyezni, hogy a sugárcsökkentést az esetek többségében csak kompromisszumok árán a képminőség romlásával lehet megvalósítani. Az áramerősség és csőfeszültség értékének a csökkentése kisebb sugárterhelést eredményez, viszont növeli a képzajt. 6. ábra: 71 éves férfi alap protokollal (a), illetve később 0,8 (b), 0,4 (c), 0,2 (d) mgy szeletenkénti dózissal készült képeinek 50%, 70% és 90%-os képminőség romlása [13] 23

A zaj és a dózis összefüggéséről elmondható, hogy a zaj a dózis négyzetgyökével fordítottan arányos. Jellemző továbbá, hogy míg az alacsonyabb áramerősség alkalmazása a kép minőségén a magasabb zajon kívül nem változtat, addig az alacsonyabb csőfeszültségnél bizonyos anyagok sugárelnyelése és ezzel denzitása jelentősen megváltozik. Amíg a csőfeszültséget egy adott régió vizsgálata során jellemzően fix értéken tartanak, addig a fix áramerősség használata mára már elavultnak mondható. [5] A manapság használt gépek többsége már rendelkezik olyan algoritmussal, amely az áramerősséget automatikusan a vizsgálandó régió sugáráteresztő jellegzetességéhez és a beteg átmérőjéhez igazítja, így biztosítva a képalkotáshoz szükséges röntgenfoton detektorokhoz való eljutását. A sugárterhelést csökkentő eljárások közé érdemes még megemlíteni a vizsgált régió hosszának csökkentését, a beteg megfelelő elhelyezése a CT-izocentrumban, a beteg közvetlen sugárvédelme sugárvédelmi eszközök használatával, az alacsony dózisú scout/topogram készítését, a CT cső forgási sebességének megváltoztatását, illetve bizonyos gyártók esetében a pitch értékének növelését, valamint a filterek és kollimátorok használatát. [5] 2.3.3. CT vizsgálatok effektív dózisának becslése A manapság használt CT berendezések a számítógépes tomográfiás dózis index (CTDI) és a dózis hossz szorzat (DLP- dose length product) értékek alapján biztosítanak számunkra dozimetriai információt. A CTDI érték melynek jellemző mértékegysége a mgy (milligray), az elnyelt dózis szeletenkénti értékét mutatja meg a vizsgálat során. Az elnyelt dózis kalibrálásához egy henger alakú (32 és 16 cm-es) akrilátfantomot használnak, amelynek segítségével kerül meghatározásra az adott vizsgálat dozimetriai adatai (CTDI, DLP). A CT operátori felületen legtöbbször megjelenő CTDI-adat az úgynevezett térfogati komputertomográfiás dózis index (CTDI vol ), ami a fent említett fantomokban több ponton mérhető elnyelt dózisok speciális átlagát jelenti egy szeletre vonatkozóan. A DLP érték pedig vizsgálat során a 24

pácienst ért teljes elnyelt dózis mennyiségét jelenti, azaz a szeletenként mért CTDI vol - értékek egész leképezési hosszra vett integrálja. A DLP=CTDI vol scan hossz, ha a CTDI vol állandó a teljes leképezés alatt. A DLP érték leolvasható a CT vizsgálat utolsó képeként közölt Patient Protokol, vagy Dose Report, vagy Dose Info gyártótól függő elnevezésű képekből. Ha a gép által számolt DLP értéket a páciens sugárterhelésének biológiai mértékét is jellemző dózisértékké akarjuk alakítani akkor, az effektív dózist kell kiszámolnunk. Az effektív dózis a sugárvédelem alapvető dózisfogalma, amely figyelembe veszi a különböző típusú ionizáló sugárzások eltérő biológiai hatását és az egyes testszövetek ionizáló sugárzásokra adott különböző válaszát. A test különböző szervei, szövetei különbözőképpen reagálnak az ionizáló sugárzásokra.[ ] Szükséges tehát egy olyan dózisfogalom alkalmazása, amely nem egésztest-besugárzás esetén a különböző szervek, szövetek eltérő sugárérzékenységét is figyelembe veszi. [6] Ez az effektív dózis melynek mértékegysége a sievert (Sv). Ahhoz hogy a DLP érték alapján megbecsüljük, az effektív dózist szükséges azt megszorozni az IRCP 103-as ajánlásában szereplő dóziskonverziós faktorral. Effektív dózis (msv)=dlp (mgycm) f (msv/mgycm) A dóziskonverziós faktor értéke a páciens tömegétől függően változik, a változást az alábbi táblázat foglalja össze.[6] 25

2.ábra: Felnőtt páciensek dóziskonverziós együtthatói [9] 2.4. Tüdőkarcinómák A tüdőcarcinoma vagy ismertebb köznapi néven tüdőrák kétséget kizáróan első a daganatos halálokok között a fejlett országokban. A tüdőcarcinoma leggyakoribb az 50-60 évesek körében. A diagnózis időpontjában a betegek több mint 50%-ában már távoli metastasis alakult ki, míg 25%-ukban a regionális nyirokcsomók érintettek. A tüdőcarcinoma prognozisa igen rossz, az 5 éves túlélés a tüdőcarcinoma összes stádiumára vonatkoztatva megközelítőleg 15%, amnyiben a betegség csak a tüdőre lokalizált, az 5 eves túlélési arány megközelítőleg 45%. A tüdőcarcinomák négy fő szövettani típusa a laphámcarcinoma, az adenocarcinoma, a kissejtes carcinoma és a nagysejtes carcinoma.[ ] A tüdőcarcinomákat terápiás megfontolásokból két nagy csoportba, a kissejtes (small cell lung cancer, SCLC) és a nem kissejtes tüdőcarcinomák (non-small cell lung cancer, NSCLC) csoportjába sorolják. Ez utóbbi kategória a laphámcarcinomákat, az adenocarcinomákat és a nagysejtes carcinomákat foglalja magában. Ennek a felosztásnak az a fő oka, hogy gyakorlatilag minden kissejtes tüdőcarcinoma a diagnózis idejére már metastatizált, 26

ezért műtéttel nem gyógyítható. Ezekben az esetekben a kezelés leghatékonyabb módja a kemoterápia, esetleg sugárterápiával kiegészítve. Ezzel szemben a nem kissejtes tüdőcarcinomák általában kevésbé reagálnak a kemoterápiára, és jobban kezelhetők műtéti úton. [7] 27

III. Anyag és módszer Kutatásomat a Borsod-Abaúj-Zemplén Megyei Kórház és Egyetemi Oktató Kórház CT Centrumának osztályain végeztem. A 2015-ös és a 2016-os évi CT mellkas tumor keresés vizsgálatok páciens névsorát a kórház MedWorkS rendszerének segítségével kerestem meg BNO kódok alapján. A páciensek dózisterhelésének kiszámításához szükséges adatokat a MedWorkS rendszeren illetve a páciensek beleegyező nyilatkozatán található számadatok felhasználásával végeztem. 28

IV. Eredmények Kutatásom során a mellkas tumor kereséses CT vizsgálatok közül Borsod-Abaúj- Zemplén Megyei Kórház és Egyetemi Oktató Kórházban 2015-ös és 2016-os időszakban vizsgált esetek közül 117 páciens statisztikailag értékelhető adatait dolgoztam fel. 4.1. Nemek szerinti megoszlás A adott időszakban 117 pácienst vizsgáltam. Ebből 64 férfi ami a vizsgált esetek 55%-át, és 53 nő ami az esetek 45%-át adja. Nemek szerinti megoszlás nő; 53 fő 45% férfi; 64 fő 55% 1. diagram 4.2. Életkor szerinti eloszlás Az csoportosításnál figyelembe vettem, hogy a adott személy a vizsgálat napján hányadik életévét töltötte már be, így minden páciensnél kiszámoltam hogy a vizsgálat napjára nézve hány éves. Az életkor szerinti eloszlás viszonylag széles skálán változott. A legfiatalabb vizsgált páciens 38 a legidősebb 86 volt. A legnagyobb számban 61-70 év közötti korosztály volt jelen. Az 51-60 éves korcsoport is nagy létszámban volt jelen ami tüdőcarcinoma kialakulása 29

szempontjából a legérintettebb korosztály. A 50 éves és az attól fiatalabb korosztályok feltűnően alacsony számban képviselték magukat a vizsgált időszak statisztikájában. 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Életkor szerinti eloszlás fő 30-40 41-50 51-60 61-70 71-80 81-2. diagram 4.3. A páciensek átlagos sugárterhelése A becsült effektív dózisok kiszámításához a páciens vizsgálatok DLP értékeit és a 2. ábra adatait felhasználva a szakirodalmi részben már megemlített módszerrel számítottam ki. Továbbá mivel a DLP értékek effektív dózissá való átalakításához szükséges dóziskonverziós faktor értéke függ a páciens súlyától, az ehhez szükséges adatot a vizsgálatok beleegyező nyilatkozataiból gyűjtöttem ki. Ezen súlybeli adatok pontosságánál fontos megjegyezni, hogy a páciensek többsége általában egy körülbelüli értéket ad meg, amit én a kerekítés szabályainak megfelelően a 2. ábrában szereplő táblázat oszlopaiban szereplő súly értékekre kerekítettem. A 2015-ben vizsgált 51 páciens becsült effektív dózisainak átlaga 14,0818 msv volt. A 2015-ben vizsgált legkisebb érték 7,476 msv míg a legnagyobb 20,9163 30

msv. A 2016-ban vizsgált 66 páciens becsült effektív dózisainak átlaga 12,9958 msv, a legkisebb vizsgált érték 5,446 msv míg a legnagyobb 21,9446 msv. A két év becsült effektív dózisainak átlaga összegezve 13,4692 msv, ez az érték a könnyebb összehasonlítás kedvéért 5 és fél évi természetes háttérsugárzással vagy 67 db kétirányú mellkas röntgen vizsgálattal ér fel. 14,2 Az alap protokoll becsült effektív dózis átlagainak az összehasonlítása 14 13,8 13,6 13,4 13,2 13 Becsült effektív dózis átlaga (msv) 12,8 12,6 12,4 2015-ben 2016-ban összegezve 3. diagram 4.4. A használt illetve az ajánlott protokollok és azok hatásai a képminőségre A kutatásom során tapasztaltam, hogy a Borsod-Abaúj-Zemplén Megyei Kórház és Egyetemi Oktató Kórházban a mellkas tumor kereséses CT vizsgálatoknál nem használnak dóziscsökkentő eljárást, hanem a gép által javasolt alap protokollal végezték a vizsgálatokat. 31

3. ábra Csökkentett kv és magasabb mas érték hatása a képminőségre és a dózisra [10] A kutatásom további részét a fent található 3. ábra illetve a szakirodalomban szereplő 2. ábra elnevezésű táblázat adatait felhasználva becsültem meg, hogy milyen lett volna a pácienseket érő dózis mennyisége, ha az alap protokollban szereplő 120kV és 100mAs értékeket 80kV-ra és 150mAs-ra változtatjuk. A 3. ábrán található adatból láthatjuk, hogy az említet beállítások a dózist 39%-ra, a zajt 163%-ra és a kontraszt-zaj arány (CNR) 103%-ra változik az alap protokollban szereplő adatokhoz képest. 4.5. Az alap és a dózis csökkentet protokoll becsült effektív dózis átlagainak összehasonlítása 2015-ben a változtatott, dóziscsökkentett adatokkal számolva a becsült effektív dózis átlaga 5,4919 msv volt 2016-ban pedig 5,0683 msv, ami 8.5899 illetve 7,9275 msv-rel kevesebb az alaptól. Összegezve a két év dóziscsökkentet becsült effektív dózisa 5,253 msv ami nagyjából 2 évi természetes háttérsugárzást vagy 26 db kétirányú mellkas röntgen vizsgálatot jelent. Tehát összegezve, ha az alap protokoll helyett a 3. ábrában szereplő beállítást használták volna akkor a két év alatt végzet 117 vizsgálat során átlagosan mintegy 8,2162 msv alacsonyabb dózist adtunk volna meg ami 3 és fél évi természetes háttérsugárzással vagy 41 db kétirányú mellkas röntgen vizsgálattal ér fel. 32