Risker förknippade med strålning och hur kommunicerar man dessa He s grown a foot since I saw him last Håkan Pettersson 2015 12 09
Lärandemål Ha kännedom om vilka strålningsrisker som finns och hur de yttrar sig Ha förståelse för hur strålningsriskerna har uppskattats genom tiderna Känna till storleksordningen på strålriskerna och känna till begreppen stokastisk och deterministisk strålskada Få exempel på hur strålriskerna kommuniceras till remittenter och patienter
Varför strålskydd? Deterministisk Doströskel Ökad allvarlighetsgrad med ökad dos Stort antal celler påverkade Dos Sv Stokastisk Dos msv
Internationella dosgränser arbetare: i tidsperspektiv Dosgräns Effektiv dos msv/år 500 400 300 200 100 0 1931 1947 1977 1990 År Se IAEA: https://rpop.iaea.org/rpop/rpop/content/additionalresources/training/1_trainingmaterial/index.htm
Strålningsverkan på cellnivå
Strålskador Fotoner alfa Energi-överföring beta Energi-omvandling Kemisk instabilitet Fria radikaler (<sek) Kemiska förändringar (sek-timmar) Primär skada på: Fel-fri Reparation (timmar) Ingen effekt Cell-död (timmardagar) Funktionsstörningar (timmar-dagar) Fel-reparation DNA membran etc. Mutationer Transformationer Cancer (timmar-år)
Deterministiska [akuta] strålskador: dödsorsak och överlevnadstid LD 50/30 m=70 kg E=4 Gy= 4x70 J motsvarar ca 1 klunk varmt kaffe i energi LD 50/30 Från: MSB Räddningstjänst vid olyckor med radioaktiva ämnen
Strålningseffekter på trombocyter 100 Normal Trombocyter (% av normal) 80 60 40 20 >5-6 Gy 2-5 Gy Blödning < 1 Gy 1-2 Gy Blödning, död 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 180 Tid efter exponering (dygn) Data från SOS-Rapport 1998:13
Ex. determinsitiska strålskador antagonistiskt Alexander Litvinenko, förgiftning Po 210 1 Nov 2006: Litvinenko blir kontaminerad. 4 Nov : Litvinenko togs in på Barnet General Hospital. Illamående och magsmärtor. 17 Nov: Försämrat tillstånd, flyttad till Univ College Hospital. 19 Nov: Misstänkt tallium förgiftning. 20 Nov: Scotland Yard s counter terrorism enhet tar över, misstänker förgiftning. 22 Nov: Försämrat tillstånd. Tallium inte länge misstänkt. 23 Nov: Litvinenko dör. 24 Nov: Statement från sjukvården om misstänkt Po 210 förgiftning.
Ex. deterministiska strålskador Tjernobyl 1986 Svårighets Antal till sjukhus Doser Antal döda grad Kiev Moskva (Gy) 25 Aug. 86 --------------------------------------------------------- 4 2 20 6 16 21 3 2 21 4 6 7 2 10 43 2 4 1 1 74 31 1 2 29 400 arbetare fanns på platsen, 237 till sjukhus 116000 kringboende utrymdes de första dagarna 226000 likvidatorer arbetade i 30 km zonen 1986 87 med sarkofag och sanering (dosgräns 250 msv)
Ex. deterministisk strålskador Coronar angiografi och angioplastik Man 40 år, utförd 1990 6 8 veckor efter exp. 16 21 veckor efter exp. 18 21 månader efter exponering Resultat efter hud transplantation Se IAEA: https://rpop.iaea.org/rpop/rpop/content/additionalresources/training/1_trainingmaterial/index.htm
Strålkänslighet hud Hud-histologi EPIDERMIS DERMIS Basala stratum celler, hög mitosis, en del med melanin som sköter pigmenteringen. Enligt strålkänslighetsprinciperna (Bergonie and Tribondeau), mest känsliga celler finns i basala stratum av epidermis. Effekter: Erythem: 1 till 24 tim efter bestrålning av ca 2 5 Gy Alopecia: 5 Gy är reversibelt; 20 Gy är irreversibelt. Pigmentering: Reversibelt, uppträder ca 8 dagar efter bestrålning. Torr eller fuktig desquamation /fjällning: orsakat av epidermisk hypoplasi (dose >10 Gy). Fördröjda effekter: teleangiectasia, fibrosis. Se IAEA: https://rpop.iaea.org/rpop/rpop/content/additionalresources/training/1_trainingmaterial/index.htm
Strålkänslighet Hud Skada Tröskeldos hud (Sv) Tid till debut, veckor Hudskada från utdragen fluoroskopi Tidigt transient erythem 2 <<1 Temporär epilation 3 3 Erythem 6 1.5 Permanent epilation 7 3 Torr desquamation 10 4 Invasiv fibros 10 Dermal atrofi 11 >14 Telangiectasis 12 >52 Fuktig desquamation 15 4 Fördröjt erythem 15 6-10 Dermal nekros 18 >10 Sekundär ulcer 20 >6 Hudrodnad är det första tecknet på skada då dessa celler är ytliga och nybildas kontinuerligt Om cellen fått en dödlig dos dör den inte omedelbart utan efter ett tag. Om epitelceller i kärl dör repareras dessa inte och nybildandet av blodkärl avbrytes och blodflödet till huden begränsas. Ödem uppstår och kärlsystemet kollapsar. Slutstation är huddöd som uppstår efter några månader efter bestrålningen. Se IAEA: https://rpop.iaea.org/rpop/rpop/content/additionalresources/training/1_trainingmaterial/index.htm
Determinstisk skada katarakt Ex. Jämförelse ögonlinsdos med och utan blyglasögon Left eye 1400 Tröskeldoser för katarakt Engångsbestrålning: ca 0.5 Sv Hp(0.07)rate microsv/h 1200 1000 800 600 400 200 0 Facing patient Facing monitor Right eye Patient at 90 deg. No Pb-goggles Pb-goggles Vid årlig exponering under många år: >0.02 Sv/år Dosgräns vid radiologiskt arbete: idag 150 msv/år, på gång 20 msv/år Hp(0.07)rate microsv/h 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Facing patient Facing monitor Patient at 90 deg. No Pb-goggles Pb-goggles
Determinstisk skada: katarakt Re analys av Hiroshima/Nagasaki katarakt data Epithelium Capsule Posterior SubCapsular (PSC) Minamoto et al. Int.J.Radiat.Biol, 2004
Determinstisk skada: övrigt Effekt Organ/vävnad Tid för utveckling Absorberad dos, Gy för 1% incidens Temporär sterilitet Testis 3 9 veckor 0.1 Permanent sterilitet Testis 3 veckor 6 Permanent sterilitet Ovarier <1 vecka 3 Temporärt håravfall Hud 2 3 veckor 4 Cirkulatorisk sjukdom Hjärta, hjärna? 0.5? ICRP No. 103, 2007.
Erfarenheter Strålningsinducerad cancer Epidemiologi Hiroshima/Nagasaki Little Boy, 6 aug 1945 Hiroshima, 13-18 kt, 235U
1. Radium dial painters
2. Thorotrast Thorotrast patients 0.4 Cancer-incidence 0.3 0.2 0.1 adults children 0.0 0.1 1 10 100 Mean dose to skeleton (Gy) Använt 1929-1960
3. Radon
4. Tjernobyl: Thyroidea cancer Diagnostiserade thyroida-cancer-fall fram till 1998 bland barn 0-17 år vid exponering (Thernobylolyckan) Antal 300 250 200 150 100 50 0 Belarus Russian Federation Ukraine Total 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 År 15 dödliga fall t.o.m. 2005
Epidemiologisk Lärandemål detekterbarhet Se IAEA: https://rpop.iaea.org/rpop/rpop/content/additionalresources/training/1_trainingmaterial/index.htm
5. Hiroshima & Nagasaki Cancer i Hiroshima och Nagasaki 1950 2000 424 000 offer 75 % överlevde akuta skador Studerad population 86 611 (45% fortfarande i livet år 2000) varav döda i cancer 10 127 överfrekvens döda i cancer 572 stråldos i medeltal ca 0.2 Sv/individ Sammanfattning Risk för dödlig cancer för vuxna: 4% per Sv för barn 0 10 år: 10 15% per Sv
Epidemiologiska riskestimat Studie Excess relative risk per Sv Alla cancer Leukemi UK National Registry Radiation Workers 0.47 ( 0.12 1.20) 4.3 (0.4 13.6) 1,218,000 person år 34 msv medeldos US Workers 1.0 (<0 0.83 <0 (<0 3.4) 705,000 person år 32 msv medeldos Atomic Bomb Survivors 0.33 (0.11 0.6) 6.2 (2.7 13.8) 2,185,000 person år 251 msv medel dos Se IAEA: https://rpop.iaea.org/rpop/rpop/content/additionalresources/training/1_trainingmaterial/index.htm 24
ICRP riskestimat, vuxna
Dos risk (cancer) samband Risk (död i cancer) Hiroshima/Nagasaki 0.1-10 Sv Här är vi! ~ msv Risk för letal cancer: 4% per Sv Latenstider (medel) Hjärna 27 år Tarm 26 år Lunga 25 år Hud 24 år Bröst 22 år Thyroidea 5 20 år Mage 14 år Ben 10 15 år Leukemi 7 10 år Stråldos
Risker vid fosterbestrålning 0-10 dagar efter befruktning Hög strålkänslighet, men skador medför troligen spontan abort Dag 10-60 Period med dominerande organogenes. Måttlig risk för foster-skador (skelett-defekter). Kräver doser av minst 100-200 msv. Vecka 8-15 CNS-utveckling. Risk för allvarliga CNS-effekter, ex. mental retardation (risk ca 40%/Gy). Förhöjd risk kräver fosterdoser av minst 100 msv.
Sannolikhet att föda frisk barn efter strålningsexponering in utero Dos till foster (msv) utöver naturlig bakgrund Sannolikhet för ingen felfunktion Sannolikhet för ingen cancer (0-19 years) 0 97 99.7 1 97 99.7 5 97 99.7 10 97 99.6 50 97 99.4 100 97 99.1 ICRP Publication 84. Pregnancy and Medical Radiation (1999).
Genetiska skador 1a generation efter exponering Baseline frekvens per million födslar Risk per Gy per million födslar Risk coeff %/Gy Reprod. populationen Risk coeff %/Gy Hela population Mendelian diseases 16 500 750 1500 0.11 0.05 Chronic multifactorial diseases 650 000 250 1200 0.07 0.03 Congenital 60 000 2000 0.20 0.08 abnormalities Total: 738 000 3000 4700 0.38 0.16
Kommunicera risker Tankar om att kommunicera strålrisker till patienter/anhöriga: Påtala/bedöm nyttan med undersökning Undvik jämförelse med andra risker i samhället, förvirrar Undvik utrycka risk i absoluta mått, förvirrar Gör gärna jämförelse med vår bakgrundsstrålning Hänvisa till LiÖ s strålskyddsdokument om situationen kräver alt. hänvisa till strålskyddsfysiker/sjukhusfysiker
Kommunicera risker
Kommunicera risker: forskningsstudier Strålskyddskommittén Region Östergötland Dosnivå (msv) (Effektiv dos) Exempel på dosjämförelse Riskvärdering 0,01 Motsvarar ca 2 dagars naturlig bakgrundsstrålning 0,1 Motsvarar ca 1 månads naturlig bakgrundsstrålning. 1 Motsvarar ca ½ års naturlig bakgrundsstrålning 5 Motsvarar ca 2½ års naturlig bakgrundsstrålning Helt försumbar strålrisk Obetydlig strålrisk Begränsad strålrisk Icke försumbar strålrisk >10 Kan endast berättigas för studier med allvarliga sjukdomstillstånd. Formulering av typen i sammanhanget obetydlig strålrisk är då ofta adekvat.
Kommunicera risker: forskningsstudier Strålskyddskommittén Region Östergötland Typiska patientdoser vid rutinmässiga undersökningar av vuxna patienter Tabellen nedan visar riktvärden för patientstråldoser för vanliga undersökningar vid LiÖ. Ytterligare information kan fås av sjukhusfysiker, se kontaktuppgifter. Röntgenundersökning Effektiv dos [msv] Händer, fötter, knän (konventionell) <0,1 Lungor/thorax (konventionell) 0,05 Bäcken (konventionell) 0,5 Ländrygg (konventionell) 1 Urografi (konventionell) 2,5 Colon (konventionell) 5 Hjärna (CT) 2 Thorax (CT) 6,5 Buk/bäcken (CT) 10-15 Nuklearmedicinsk undersökning Effektiv dos [msv] Skelettscintigrafi 3 Renografi 0,5 Lungscintigrafi (perfusion) 1,5 Myokardscintigrafi 7,5 Cerebralt blodflöde 6 Thyroideascintigrafi 1,5 PET (FDG) 6
Kommunicera risker: fosterdoser http://lisa.lio.se/startsida/verksamheter/landstingsdirektor/rad-och-kommitteer- /Stralskyddskommitten-i-Ostergotland/Rontgenkommitten-i-Ostergotland/Riktlinjer-forrontgenstralskydd/