Risker förknippade med strålning och hur kommunicerar man dessa

(1)

Radiofysik

Linköping

Risker förknippade med strålning och hur kommunicerar man dessa

He’s grown a foot since I saw him last……

Håkan Pettersson

2015‐12‐09

(2)

Radiofysik

Linköping

• 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

Lärandemål

(3)

Radiofysik

Linköping

Varför strålskydd?

Dos Sv

Dos mSv

Stokastisk Deterministisk

• Doströskel

• Ökad allvarlighetsgrad med ökad dos

• Stort antal celler påverkade

(4)

Se IAEA:

https://rpop.iaea.org/RPOP/RPoP/Content/AdditionalResources/Training/1_TrainingMaterial/index.htm Radiofysik

Linköping

Internationella dosgränser arbetare:

i tidsperspektiv

0 100 200 300 400 500

1931 1947 1977 1990

Dosgräns

”Effektiv dos”

mSv/år

År

(5)

Strålningsverkan

på cellnivå

(6)

Radiofysik

Linköping

Strålskador

Primär skada på:

DNA

membran Reparation etc.

(timmar)

Fel-fri

Funktionsstörningar

(timmar-dagar)

Mutationer

Transformationer Cancer

(timmar-år)

Cell-död

(timmar- dagar)

Fel-reparation Ingen effekt

Energi-överföring

alfa beta

Energi-omvandling Fotoner

(<sek)

Kemiska förändringar (sek-timmar) Kemisk instabilitet Fria radikaler

(7)

Radiofysik

Linköping

Deterministiska [akuta] strålskador:

dödsorsak och överlevnadstid

LD

_50/30

Från: MSB ”Räddningstjänst vid olyckor med radioaktiva ämnen”

LD_50/30 m=70 kg E=4 Gy=

4x70 J motsvarar ca 1 klunk varmt kaffe i energi

(8)

Radiofysik

Linköping

Strålningseffekter på trombocyter

Tid efter exponering (d ygn)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

Trombocyter (% av normal)

0 20 40 60 80 100

>5-6 G y

2-5 G y < 1 G y

1-2 G y

B lö d n in g N o rm al

B lö d n in g , d ö d

D ata från S O S -R apport 1998:13 180

(9)

Radiofysik

Linköping

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 .

(10)

Radiofysik

Linköping

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 Ex. deterministiska strålskador Tjernobyl 1986

• 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)

(11)

Se IAEA:

https://rpop.iaea.org/RPOP/RPoP/Content/AdditionalResources/Training/1_TrainingMaterial/index.htm

Radiofysik

Linköping

16‐21 veckor efter exp.

6‐8 veckor efter exp. 18‐21 månader efter exponering

Resultat efter hud transplantation

Ex. deterministisk strålskador

Coronar angiografi och angioplastik

Man 40 år, utförd 1990

(12)

Se IAEA:

Radiofysik

Linköping

Strålkänslighet hud

• 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.

DERMIS EPIDERMIS Hud-histologi

Basala stratum‐celler, hög mitosis,

en del med melanin som sköter

pigmenteringen.

(13)

Se IAEA:

Radiofysik

Linköping

Strålkänslighet Hud

Skada

Tröskeldos hud (Sv )

Tid till debut, veckor

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

Hudskada från utdragen fluoroskopi

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.

(14)

Radiofysik

Linköping

Determinstisk skada katarakt

Tröskeldoser för katarakt Engångs‐

bestrålning: ca 0.5 Sv

Vid årlig exponering

under många år: >0.02 Sv/år

Dosgräns vid radiologiskt arbete:

idag 150 mSv/år, på gång 20 mSv/år

Left eye

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Facing patient Facing monitor

Patient at 90 deg.

Hp(0.07)rate microSv/h

No Pb-goggles Pb-goggles

Right eye

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Facing patient Facing monitor

Patient at 90 deg.

Hp(0.07)rate microSv/h

No Pb-goggles Pb-goggles

Ex. Jämförelse ögonlinsdos

med och utan blyglasögon

(15)

Determinstisk skada: katarakt

Minamoto et al. Int.J.Radiat.Biol, 2004

Radiofysik

Linköping

Posterior SubCapsular (PSC)

Epithelium Capsule

Re‐analys av Hiroshima/Nagasaki katarakt‐data

(16)

ICRP No. 103, 2007.

Radiofysik

Linköping

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?

(17)

Radiofysik

Linköping Little Boy, 6 aug 1945

Hiroshima, 13-18 kT, ²³⁵U

Erfarenheter

Strålningsinducerad cancer

Epidemiologi Hiroshima/Nagasaki

(18)

Radiofysik

Linköping

1. ”Radium dial painters”

(19)

Radiofysik

Linköping

2. Thorotrast

Mean dose to skeleton (Gy)

0.1 1 10 100

Cancer-incidence

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4

adults children

Thorotrast patients

Använt 1929-1960

(20)

3. Radon

Radiofysik

Linköping

(21)

Radiofysik

Linköping

4. Tjernobyl: Thyroidea‐cancer

Diagnostiserade thyroida-cancer-fall fram till 1998 bland barn 0-17 år vid exponering (Thernobyl-

olyckan)

0 50 100 150 200 250 300

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 År

An ta l

Belarus

Russian Federation Ukraine

Total

15 dödliga fall t.o.m. 2005

(22)

Se IAEA:

Radiofysik

Linköping

Lärandemål

Epidemiologisk detekterbarhet

(23)

Radiofysik

Linköping

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

(24)

Se IAEA:

Radiofysik

Linköping

Epidemiologiska riskestimat

24 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

(25)

ICRP riskestimat, vuxna

(26)

Hiroshima/Nagasaki 0.1 - 10 Sv

Dos‐risk (cancer)‐samband

Risk för letal cancer:

4% per Sv

Risk (död i cancer)

Stråldos

Här är vi!

~ mSv

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

(27)

Radiofysik

Linköping

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.

(28)

ICRP Publication 84. Pregnancy and Medical Radiation (1999).

Radiofysik

Linköping

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

(29)

Radiofysik

Linköping

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 abnormalities

60 000 2000 0.20 0.08

Total: 738 000 3000‐4700 0.38 0.16

(30)

Radiofysik

Linköping

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

(31)

Kommunicera risker

Radiofysik

Linköping

(32)

Radiofysik

Linköping

Dosnivå (mSv) (Effektiv dos)

Exempel på dosjämförelse Riskvärdering

0,01 Motsvarar ca 2 dagars naturlig bakgrundsstrålning

Helt försumbar strålrisk

0,1 Motsvarar ca 1 månads naturlig bakgrundsstrålning.

Obetydlig strålrisk

1 Motsvarar ca ½ års naturlig bakgrundsstrålning

Begränsad strålrisk

5 Motsvarar ca 2½ års naturlig bakgrundsstrålning

Icke försumbar strålrisk

>10 Kan endast berättigas för studier med

allvarliga sjukdomstillstånd. Formulering av typen ”i sammanhanget obetydlig strålrisk” är då ofta adekvat.

Strålskyddskommittén Region Östergötland

Kommunicera risker:

forskningsstudier

(33)

Radiofysik

Linköping

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

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.

Kommunicera risker:

forskningsstudier

Strålskyddskommittén Region Östergötland

(34)

http://lisa.lio.se/Startsida/Verksamheter/Landstingsdirektor/Rad-och-kommitteer- /Stralskyddskommitten-i-Ostergotland/Rontgenkommitten-i-Ostergotland/Riktlinjer-for-