Képi diagnosztikus szakmacsoport Nukleáris Medicina A sugárvédelem korszerűmódszerei Eljárások a Nukleáris Medicinában Porcs Makkay László, MH EK, Sugárvédelmi Szolgálat vezető +36 30 828 08 09, e-mail: pmlaszlo@gmail.com 16/2000 (VI.8) EüM. rendelet 33/2002. (V. 3.) HM rendelet MSZ 824/1999 MSZ 62-7/2011 OSSKI Módszertani Útmutató 11/2010. (III. 4.) KHEM rendelet Hazai jogszabályok Az atomenergiáról szoló 1996. évi CXVI. Tv. egyes rendelkezéseinek végrehajtásáról Az atomenergiáról szóló 1996. évi CXVI. törvény honvédségi alkalmazásáról. Sugárzás elleni védelem orvosi és állatorvosi röntgenmunkahelyeken Ionizáló sugárzás elleni védelem. Sugárvédelem nyitott radioaktív készítmények alkalmazásakor Izotópos Munkavédelmi Szabályzat (A helyes munkavégzés gyakorlata nyitott radioaktív készítményeket alkalmazó munkahelyeken) A radioaktív anyagok nyilvántartásának és ellenőrzésének rendjéről, valamint a kapcsolódó adatszolgáltatásról 2 A sugárterhelések formái A SZEMÉLYZET SUGÁRTERHEL RTERHELÉSE A NUKLE LEÁRIS MEDICINÁBAN Külső és belső sugárterhelések Belső Lenyelt és/vagy belélegzett radionuklidok Külső Ampulla, fecskendő, páciensek. 3 4 Sugárforrások Sugárforrás a radioaktív anyag és olyan készülék és berendezés, amely ionizáló sugárzás kibocsátására szolgál. A radioaktív anyaggal működő sugárforrások lehetnek: zártak (felépítése megakadályozza a radioaktív anyagok kijutását a környezetbe) nyitottak(nem teljesül a fenti meghatározás) Sugárterhelés A mesterséges sugárforrásoktól származó sugárterhelések lehetnek: professzionális - az ionizáló sugárzásokat hivatásszerűen alkalmazó személyzet sugárterhelése. Itt az alkalmazó személyzet viseli / viselheti el a sugárterhelést. lakossági - az alkalmazott sugárforrásokból származó összterhelés egy főre vonatkoztatott világátlaga. orvosi alkalmazásból származó - alatta a páciensek sugárterhelését értjük. Itt a hasznot és a károsodást ugyanaz a személy szenvedi el. 5 6
A külső sugárterhelés - A védelem formái Idővédelem Távolságvédelem Sugárelnyelő védőfalak, anyagok alkalmazása A védekezés általános lehetőségei külső sugárterhelés ellen Minimalizálni a sugárban eltöltött időt! Maximalizálni távolságunkat a sugárforrástól! Használjuk a sugárvédelmi eszközöket! 7 8 Az idővédelem Az ember sugárterhelése a sugártérben eltöltött idővel egyenesen arányos, ezért a dózisterhelés csökkentésének legegyszerűbb és legolcsóbb módja a sugártérben eltöltött idő csökkentése. Ez matematikailag azt jelenti, hogy sugártérben eltöltött idő ideálisan t=0 s. dd=0, ha dt=0. Az elnyelt dózis arányos a sugártérben eltöltött idővel dd D = dt dd = Ddt Az idővédelem Az előbbiekből következik: Sugaras munkahelyen csak sugaras tevékenységet szabad folytatni A sugaras munkában résztvevők számát mindig optimálni kell Sugaras munkahelyekre belépni olyanoknak (kíséret és felügyelet nélkül), akik nem ott dolgoznak szigorúan tilos Dózis = Dózisteljesítmény x Idő 9 10 Az idővédelem A sugártérben eltöltött idő csökkentése a következő feltételekhez kapcsolódik: Pontszerű sugárforrás terében a dózis a sugárforrástól mért távolság négyzetével fordítottan arányos. a munka előzetes tervezése a munka szervezése szakmai felkészültség (képzettség) szakmai gyakorlat (tapasztalat) a lehető legkevesebb számú munkavégző jelenléte az alkalmazottak rotációja adott esetben Ismétlések, téves orvosi alkalmazás elkerülése és ezzel a páciens / saját dózis csökkentése Ez az egyszerű tény kínálja fel a távolságvédelem alkalmazását a sugárvédelemben. 11 12
Alapvető szabály, hogy direkt (használati) sugárnyalábba nem szabad belenyúlni, belépni. Ezt az e célokra rendszeresített eszközökkel kell megtenni. Az orvosi izotóptechnikában: szabad, védelem nélküli kézzel tilos a radioaktív készítményt megfogni hosszúszárú csipeszt, távfogót, manipulátorokat kell alkalmazni nagy aktivitású sugárforrások esetén (például 60 Co) csak távirányítással szabad dolgozni a nagy aktivitású forrásoknál egyedi műveleteket, csak részletes előírás és hatósági engedélyezés alapján végezhetünk. 13 14 I-131-t kapott páciens p sugártere Sm-153 53-t t kapott páciens p sugártere 6µSv /h* GBq, 0 m 26 9 3µSv/h* GBq 0.5 0.1 0.06 0.03 msv/h 1000 MBq I-131 0 0.5 1 2 m 0 0,5 1 m 3µSv /h* GBq, 0 m Aktivítás koncentráció a vizeletben: 0.3 MBq/ml*GBq 15 16 Páciensek, mint két k t lábon l járój sugárforr rforrások Examination Dose rate ngy/h/mbq Következmények 0 h post inj 2 h post inj 0 m 0.3 m 1.0 m 0 m 0.3 m 1.0 m Bone (MDP) 27 13 4 13 7 2 Liver (colloid) 27 13 4 20 10 3 Heart (RBC) 27 13 4 20 10 3 Myocardium (Thallium) 36 18 6 36 10 6 17 igen hatékony lehetőség a sugárvédelemben Példák: Hosszú csipeszeket használjunk a sugárforrás kezelésére Nagyméretűvizsgálóhelységek a képalkotóberendezések számára 18
Sugárelnyelő anyagok alkalmazásának az elve Beeső sugárzás A sugárzást elnyelő anyag vastagsága Az anyagon áthatolt sugárzás A sugárelnyelő anyagok alkalmazása A hatékony sugárvédelem megtervezéséhez nagyon jól kell ismernünk a különféle típusú ionizáló sugárzások kölcsönhatását az anyaggal. Az alfa sugarakat már néhány cm levegő, vagy vékony papír réteg is elnyeli. Nekik főként a belső sugárterhelésnél van szerepük. A béta sugárzásnál figyelembe kell venni az elnyelődésnél keletkező fékezési sugárzást is. A béta sugárzás hatótávolságának megfelelő vastagságú anyag alkalmazása teljes védelmet nyújt. Lényeges szempont kis rendszámú anyag (például plexi) alkalmazása, hogy elkerülhető legyen a fékezési sugárzás keletkezése. A pozitron annihilációjánál a gamma fotonok elnyelettéséről kell gondoskodnunk. 19 20 A sugárelnyelő anyagok alkalmazása A neutron sugárzás elleni védelmet alapvetően a neutron energiája szabja meg. Általános elv, hogy a közepes és nagy energiájú neutronokat, termikus neutronokká kell átalakítani. A termikus neutronokat lehet elnyeletni hidrogén típusú anyaggal, amely nagyon jól elnyeli a neutront és nem hoz létre másodlagos sugárzást. A termikus neutronok befogására bórt és kadmiumot szoktak leginkább használni. A sugárelnyelő anyagok alkalmazása A röntgen és gammasugárzás kölcsönhatása az anyaggal láttuk, hogy hasonló. A kétfajta sugárzás alapvetően csupán hullámhosszban és energiában különbözik egymástól. A valóságban más típusú az energiaeloszlásuk is. A megfelelő anyag kiválasztásához ismernünk kell a sugárzás energiáját, mivel más-más fajta anyagot kell alkalmazni elnyelődés, szórás vagy párképződés esetén. Ismernünk kell a a sugárelnyelő anyagra jellemző d 1/2, d 1/10 -t valamint az ólomegyenértéket. Ismernünk kell a sugártér geometriáját és a szórt sugárzás eloszlását. A fenti ismeretek alapján a megfelelően kiválasztott anyagból, számítások útján készített és méretezett védőfalak, kabinok, védőrétegek, pajzsok teszik lehetővé, hogy a dózisterhelés szintje a dóziskorlátok alatt maradjon. Fenti tervezést csak sugárvédelmi szakértő végezheti, valamint Hatósági engedély. 21 22 Tartalomjegyzék A védekezés általános lehetőségei belső sugárterhelés ellen Mi a belső sugárterhelés? Hogyan jön létre a belső sugárterhelés? Mennyi ideig maradnak a szervezetbe a radionuklidok? A belső sugárterhelés elleni védelem Aspecifikus kezelések Specifikus kezelések 23 24
Mi a belső sugárterhelés? A belső sugárterhelés abból származik, hogy a radionuklidok bekerülnek a szervezetbe és ott radioizotóp sugárforrásként okoznak belülről sugárterhelést. 25 A belső sugárterhelés A belső sugárterhelés származhat: természetes radionuklidoktól kozmogén sugárzás földkérgi sugárzás mesterséges eredetű radionuklidoktól kontamináció(külső felületi szennyeződés) abszorpció, vagy ínkorporáció útján ínkorporáció révén belégzés táplálékfelvétel a bőrfelület sebzésekor téves orvosi alkalmazás (személy, vagy dózis tévesztés) 26 Hogyan jön létre a belső sugárterhelés? A szervezetben bekerült radionuklidok, in vivo mozgásának a következő szakaszai vannak: a bekerülési kapuban, raktározódnak átmenetileg, vagy hosszabb időtártamra a vér és nyirokkeringéssel elindulnak az ún. célszervek (kritikus szervek) irányában például a stroncium a csontszövetbe a jód a pajzsmirigybe rövidebb / hosszabb ideig a szervezetbe maradnak kiürülnek a szervezetből Mennyi ideig maradnak a szervezetbe a radionuklidok? Az inkorporált radionuklidok testen belüli aktivitását a radionuklidok felezési ideje szabja meg. A felezési idő lehet: fizikai (az az időtartam, amely alatt a kiindulási aktivitás a felére csökken T 1/2 = ln2/λ, λ = bomlási állandó) biológiai(anyagcserés kiürülés ) effektív (a fenti kettőből származtatható és mérhető). Az az időtartam, amely alatt valamely bomlékony anyag mennyisége, koncentrációja az élő szervezetben a fizikai bomlás (felezési idő) és az anyagcserés kiürülés (biológiai felezési idő) eredőjeként a felére csökken. 27 28 Mennyi ideig maradnak a szervezetbe a radionuklidok? Half-lives in days Isotope T Physical T biological T Effective 3 H 4.5 x 10 3 12 12 14 C 2.1 x 10 6 40 40 22 Na 850 11 11 32 P 14.3 1155 14.1 35 S 87.4 90 44.3 36 Cl 1.1 x 10 8 29 29 45 Ca 165 1.8 x 10 4 164 59 Fe 45 600 42 60 Co 1.93 x 10 3 10 10 65 Zn 244 933 193 86 Rb 18.8 45 13 90 Sr 1.1 x 10 4 1.8 x 10 4 6.8 x 10 3 99m Tc 0.25 1 0.20 123 I 0.54 138 0.54 131 I 8 138 7.6 137 Cs 1.1 x 10 4 70 70 140 Ba 12.8 65 10.7 198 Au 2.7 280 2.7 210 Po 138 60 42 226 Ra 5.8 x 10 5 1.6 x 10 4 1.5 x 10 4 235 U 2.6 x 10 11 15 15 239 Pu 8.8 x 10 6 7.3 x 10 4 7.2 x 10 4 29 A radionuklidok kiürülése a szervezetből Az izotópok szervezetből valókiürülésének a módja lehet: természetes kilélegzett levegő vizelet széklet verejték nyál kilépő sejtek (például hámsejtek) haj nem természetes spontán hányás terápiás céllal bekövetkezett hányás 30
A belső sugárterhelés elleni védelem A belső sugárterhelés elleni védelem Az inkorporált radioaktív anyagok aktivitását, tehát a három felezési időés a kiürülés leirt folyamatai csökkentik. A belső sugárterhelés elleni védelem során, tehát ismerni kell a radioaktív izotóp aktivitásán kívül, az ebből származó egyenérték dózisokat és az effektív dózist. Az ember dózisterhelése, ugyanis az áthaladó sugárenergia azon részéből származik, amely elnyelődik a szervezetben, illetve szervben. Az előbbiekből következik, hogy belső sugárterhelés esetén fő feladatunk a radionuklidok mihamarabbi eltávolítása a szervezetből. Ez történhet: aspecifikusés specifikus eljárásokkal. 31 32 Aspecifikus kezelések A primer lerakodási helyről, vagy a behatolási kapuból igyekszik eltávolítani a radionuklidokat. Ezek mechanikus tisztítási eljárások. Öblítés, kifújással, törléssel (orr, szájüregből) Gyomormosás, hánytatás, a bejutástól számított két órán belül (a gyomorba jutott anyagokat) A kiürítés gyorsítása (két óra után, a gyomorba jutott anyagokat) Dekontamináció (a külső szennyezés eltávolítása például bőr, haj esetén) Aspecifikus kezelések (dekontamináció) Úgy kell elvégezni, hogy a radioaktív anyagot ne kenjük szét. A kitisztítás mindig fokozatos erősségű tisztítóanyagokkal hajtsuk végre (langyos víz, szappanos víz, enyhe lúgos és savas hatású vegyszerek, durvább eszközök). Szőrzet esetén: többszöri lemosás szükség esetén borotválás Szem esetén: gyors öblítés, majd szakintézeti ellátás Nagy bőrfelületek szennyezésekor alapos zuhanyzás javasolt. Külön kérdés az aktív mosófolyadék kezelése. Ha a kontamináció sebzésen át jött létre, úgy a sebészeti kimetszés lehet sikeres. 33 34 Aspecifikus kezelések izotópdiagnosztika esetén Specifikus kezelések A beteg szervezetébe jutatott radiofarmakonok kiürítését, kell elősegíteni. Ez történhet jelentős mennyiségű folyadék megitatásával vizsgálat előtt és után. zsíros étel-ital alkalmazása. enyhe laxativumok adagolása. diurétikumok alkalmazása. Beer Therapy for Tritium Azok az eljárások, amelyeket a radionuklidok sejtekbe, szövetekbe való bejutása után kell alkalmaznunk. Pl. Radioaktív Jód ínkorporáció estén stabil jóddal akadályozzuk meg a pajzsmirigy jódizotóp felvételét. A Sr és Ra csontba való beépülését cselátképző (Caalginát, Ba-szulfát) anyagokkal gátoljuk meg. Cézium kiürülését Berlini-kék adagolásával lehet fokozni. Az alkalmazott eljárások sikerességét az ínkorporációt követő időtartam korlátozza 8-14 órán belül várhatunk tőle eredményt). 35 36
Ellenőrzött terület (Olyan terület, amelyre a sugárvédelem vagy radioaktív anyaggal való szennyeződés szempontjából külön rendszabályok vonatkoznak és ahova ellenőrzés mellett szabad belépni)* o Védőeszközök kötelező viselete o Szimbólumok jelzések kötelező alkalmazása o Érvényesek a sugárvédelmi jogszabályok o Az emberek mozgása ellenőrzött o Személyes dozimetria o Dózis és felületi szennyezettség mérők o A személyzet ruháinak a tárolása, szociális blokk, hulladéktárolás Felügyelt terület (Olyan terület, amely az ionizáló sugárzás elleni védelem céljából meghatározott felügyelet alatt áll)* *16/2000. (VI. 8.) EüM rendelet az atomenergiáról szóló 1996. évi CXVI. törvény egyes rendelkezéseinek végrehajtásáról 37 Ellenőrzött terület o vizsgáló, o meleg labor, o beadó, o aktív várók o izotóptároló o hulladéktároló Felügyelt terület o Az egész labor A bejáratot meg kell jelölni a sugárveszély tárcsajelével, a helységet azonosító és az engedély nélküli belépést tiltó feliratokkal. Az ajtó belülről reteszelt, vezérelt. Az aktív várok kivételével az ellenőrzött területek bejáratai olyanok legyenek, amik kizárják a páciensek véletlenszerű benyitását. o Ha CT-vel kombinált a vizsgáló, bejárati ajtaja fölé a CT berendezés működésével kényszerkapcsolatba levő, piros fényű lámpát kell szerelni. o A CT berendezés működését a helységen belül is (a gantryre szerelt) figyelmeztető lámpa kell, hogy jelezze. Rá érvényesek a röntgenmunkahelyekre előírtak. 38 A személyzet sugárterhelése A beérkező izotóp készítmények átvétele, kicsomagolása, aktivitás mérés, adminisztrálása, tárolása A radiofarmakonok elkészítése, dozírozása, jelzése, tárolása a felhasználásig A radiofarmakonok belső szállítása A radiofarmakonok pácienseknek való beadása A páciensek vizsgálata A páciensekkel való foglalkozás A páciensek tartózkodása a labor területén A radiofarmakonok kezelése A radioaktív hulladék tárolása Balesetek.. 39 40 Védőruházat Az izotópok megérkezése Példa a kicsomagolásra: Ellenőrizni, történt-e károsodás Ellenőrizni, történt-e kontamináció Ellenőrizni a tartalmat Ellenőrizni az aktivitást A sugárvédelem eszközei: védőruházat dózis és szenyezettségmérő személyi dózismérők védőanyagok, pajzsok csipeszek, fogók 41 42
A radiofarmakonok elkészítése Védőpajzsok Védőruházat A radioaktív anyag mozgatására szolgáló eszközök A radioaktív hulladék tárolására szolgáló konténerek Dózis-teljesítménymérők, automatikus hangjelzéssel Felületi szennyezettség mérők Dekontaminációs készlet Jelölő eszközök címkék A radiofarmakonok elkészítése Védelem Védőpajzsok használata Fiola védelem Fecskendő védelem Helyi védő szerkezetek 43 44 A radiofarmakonok elkészítése Csipeszek és s fogók A radioaktív v hulladék k tárolt rolására ra alkalmas konténerek nerek 45 Néhány hulladéktároló rendelkezésre kell, hogy álljon, hogy a hulladékokat, már a származási helyükön el tudjuk különíteni (szempontok: radioizotóp, aktivitás, felezési idő, kémiai sajátosság, halmazállapot, üveg, papír, fecskendő, stb ) 46 A radiofarmakonok beadása A radiofarmakonok beadása A fecskendő védelme Fecskendő védelem Kesztyűk Ólomgumi kötény? Védelem nélkül 0.4 msv/h 0.8 msv/h 4.2 msv/h 22 msv/h 8 msv/h 2mm W védelem 0.004 msv/h 0.01 msv/h 0.04 msv/h 0.16 msv/h 6 msv/h 400 MBq Tc-99m in 1 ml 47 48
A radiofarmakonok beadása A fiola védelmev A páciensek vizsgálata Tc-99m 10 GBq 10 ml 560 mgy/h Mozgatható védőpajzsok Ólomgumi kötények 1 mgy/h 2 mm Pb 49 50 A páciensek vizsgálata Ólomgumi köténnyel, vagy sem? A páciensek p vizsgálat latának az optimálása (a sugárv rvédelem második m alapelve) Vizsgálat Dózis (µsv) kötény nélkül köténnyel Bone (400 MBq, 99m Tc) 2.2 1.0 CBF (1000 MBq, 99m Tc) 12.0 5.0 Myocard (75 MBq, 201 Tl) 0.3 0.2 Blood pool (800 MBq, 99m Tc) 4.7 2.2 Others (100 MBq, 99m Tc) 0.4 0.2 51 Diagnosztikai cél / eredmény Orvosi sugárterhelés A páciens minimális sugárterhelése, a még kiértékelhető kép mellett, az optimális radiofarmakon / aktivitás alkalmazásával 52 GUIDANCE LEVELS OF DOSE, DOSE RATE AND ACTIVITY FOR MEDICAL EXPOSURE 53 A sugárvédelem korszerűmódszerei a N.M.-ban 54
A sugárvédelem korszerűmódszerei a N.M.-ban 55 A sugárvédelem korszerűmódszerei a N.M.-ban 56 III. GUIDANCE LEVELS FOR MEDICAL EXPOSURE GUIDANCE LEVELS FOR DIAGNOSTIC PROCEDURES IN NUCLEAR MEDICINE III. GUIDANCE LEVELS FOR MEDICAL EXPOSURE GUIDANCE LEVELS FOR DIAGNOSTIC PROCEDURES IN NUCLEAR MEDICINE 57 58 Páciensvédelem Hibás beadás Páciensvédelem Hibás beadás A hibás beadás a következőket jelenti: pácienstévesztés a beadásnál, nem megfelelő radiofarmakon beadása, rossz aktivitásértékű farmakon beadása (>±15% az előírt aktivitásnál terápia esetén és >±25% a diagnosztikai vizsgálatoknál) és végül rossz beadási eljárás/mód, vagy várandós, vagy szoptatós anyák indokolatlan vizsgálata. Hibás beadás esetén: 1. Azonnal minden eszközzel megpróbálja minimalizálni a kialakuló hatásokat. 2. Tájékoztatjuk a nukleáris medicina szakértőnket (szolgálatos orvost) 3. Tájékoztatjuk a pácienst 4. Tájékoztatjuk az orvos fizikust (telefonon?) (és a sugárvédelmi megbízottat), aki kiszámíthatja a páciens által elszenvedett dózist. 5. A szolgálatos asszisztens írásbeli jelentést ír a történtekről, amelyben megpróbálja az okokat is leírni. 6. És végül jelentik az esetet a Nukleáris Medicina Osztály vezetőjének és a Sugárvédelmi Szolgálat vezetőjének, akik döntenek afelől, hogy tovább kell-e értesíteni a Hatóságot is, vagy sem. 7. Legvégül az esetet ismertetik az Osztály összes dolgozójával, kiértékelik és megbeszélik a teendőket, hogy máskor megelőzzenek hasonló eseteket. 59 60
Kontamináció? Hogyan lehet csökkenteni a kontamináció kockázatát? Minden munkafázisban törekedjünk a maximális tisztaságra. Jól bevált laborgyakorlatot alkalmazzunk. Ne együnk, ne igyunk, ne cigarettázzunk izotópos munkahelyen stb. Használjunk védőruházatot és védőkesztyűt. 61 62 Hatás Örökletes hatások Végzetes rákos elváltozás Végzetes rákos elváltozás Egészség károsodás Egészség károsodás Kockázat becslés Kockázat = a sugárzás okozta hatás megjelenésének a valószínűsége Az érintettek csoportja Teljes népesség Teljes népesség Az aktív népesség Teljes népesség Az aktív népesség Az expozíció ideje Egész élet során Egész élet során A hatás valószínűsége 1 %/Sv (minden korosztály) 5 %/Sv 18-65 év 4 %/Sv Egész élet során 7,3 %/Sv 18-65 év 5,6 %/Sv ICRP becslés 63 A sugárhatás kockázata a nukleáris medicinában Vizsgálat típusa Radiofarmakon Effektív dózis Kockázat (msv) (%) Szívizom Tl-201 chloride 23,0 0,12 Csont Tc-99m MDP 3,6 0,018 Pajzsmirigy Tc-99m pertechnetate 1,1 0,006 Tüdő Tc-99m MAA 0,9 0,005 Vese Cr-51 EDTA 0,01 0,00005 64 Kösz szönöm m a figyelmet! Magas kockázat Beadó helyiség Vizsgáló helység Aktív váró Közepes kockázat Páciens váróterem Páciens WC Alacsony Recepció 65 66