Intervensjon, strålevern og pasientdoser Anders Widmark Seniorrådgiver, Statens strålevern Førstelektor, Høgskolen i Gjøvik anders.widmark@nrpa.no
Strålevirkninger Akutte strålevirkninger Nedsatt eller manglende funksjon av vev eller et organ på grunn av for stor stråledose (hudforbrenninger, medfødt misdannelse) Kan forhindres hvis ikke stråledosen overskrider terskeldosen for gitt organ eller vev Kalles deterministiske effekter fordi akutt strålevirkning bare forekommer over gitt terskeldose Senskader Kreftsykdom kan oppstå 5-50 år etter bestråling Arvelige sykdommer Risikoen for senere kreft stiger proposjonalt med størrelsen på mottat stråledose Ingen terskelverdi, alle stråledoser medfører en viss risiko Kalles stokastisk fordi senskader i en gitt gruppe bestrålte personer er tilfeldig fordelt NB! Ulik følsomhet
Hudeffekter etter singel-fraksjons bestråling (modifisert etter Wagner et.al. 1994) Gjennomlysningstid for å nå terskeldoser Singel-dose Lav doserate Høy doserate Effekt Latenstid terskeldose (Gy) 20 mgy/min 200 mgy/min Erytem (transitorisk) 2 1 t 42 min 10 min timer Epilasjon (temporært) 3 2 t 30 min 15 min 3 uker Erytem (permanent) 6 5 t 30 min 10 dager Epilasjon (permanent) 7 5 t 48 min 35 min 3 uker Tørr dermatit 10 8 t 18 min 50 min 4 uker Hudatrofi 11 9 t 9 min 55 min > 14 uker Teleangiektasi 12 10 t 1 t > 52 uker Sent opptredende erytem 15 12 t 30 min 1 t 15 min 6-10 uker Dermal nekrose 18 15 t 1 t 30 min > 10 uker Sekundær ulcerasjon 20 16 t 42 min 1 t 40 min > 6 uker NB! Ulik følsomhet
Monitorering av pasientdoser Dosen til hud kan måles med et ionisasjonskammer, termoluminesensdosimeter (TLD) eller en diode, men kan også beregnes ut fra generatorparametere som kv, mas og geometriske forhold. Dose-areal produktet kan måles med et transparent ionekammer (DAPmeter) som plasseres ved utgangen på røntgenrøret. Automatisk angivelse av dosen i et punkt Overgangsfaktorer mellom: huddose og organdoser huddose og effektiv dose DAP og effektiv dose Finnes i tabeller* og software Real-time målinger (Unfors, MOSFET, McMahon Medical,) Radiokromatisk film * Widmark A, Friberg EG. Guidance for diagnostic reference levels in medical X-ray. Guidance to Regulations for radiation protection and use of radiation. Guidance no. 5b, Østerås: Norwegian Radiation Protection Authority, 2007.
Dose-Areal Produkt ved PTCA 15 nordiske sykehus 281 prosedyrer 200 180 160 281 procedures Mean DAP=89,3 Gycm 2 Max. DAP=190,1 Gycm 2 Min. DAP=35,3 Gycm 2 Selected reference level=90 Gycm 2 140 DAP [Gycm 2 ] 120 100 80 60 40 20 0 Hospital Widmark A, Fosmark H, Einarsson G, Gundtoft P, Hjardemaal O, Leitz O, Pukkila O. Guidance levels in the Nordic countries: A preliminary report for selected interventional procedures. Radiation Protection Dosimetry Vol. 94, Nos 1-2, pp. 133-135 (2001).
Dose-Areal Produkt og gjennomlysningstid ved PTCA 15 nordiske sykehus 281 prosedyrer Hospital No. of procedures Mean values - PTCA Dose-area produkt [Gycm 2 ] Fluoroscopy time [min] Finland II 29 35,3 11,3 Island I 13 36,7 14,4 Denmark I 12 58,0 10,6 Denmark II 12 59,3 12,6 Sweden I 53 63,0 9,4 Finland III 10 64,8 14,7 Norway I 10 70,3 14,1 Finland IV 10 71,7 11,7 Norway I 15 73,4 14,9 Norway III 19 80,2 11,5 Denmark III 8 109,9 23,1 Sweden II 32 120,9 20,3 Sweden III 27 130,0 23,0 Finland I 7 175,4 10,5 Norway IV 24 190,1 24,7 Widmark A, Fosmark H, Einarsson G, Gundtoft P, Hjardemaal O, Leitz O, Pukkila O. Guidance levels in the Nordic countries: A preliminary report for selected interventional procedures. Radiation Protection Dosimetry Vol. 94, Nos 1-2, pp. 133-135 (2001).
Gjennomlysningstid Gjennomlysningstid er en dårlig doseindikator! Pasientens huddose vil kunne variere >10 ggr., ved samme gjennomlysningstid beroende på: Pasienttykkelse Antall bilder/eksponeringer Bruk av forstørrelse (BF) Projeksjon (vinkling, variasjon av projeksjoner) Fokus-hud avstand Valg av kontrastmode/doserate Andre tekniske forhold (filtrering, pulsing )
Dose-areal produkt (DAP) vrs. huddose (ESD) 150 cm (0,7%) Fokus-hud avst. 50 cm 100 cm 150 cm Strålefelt 10x10 (100 cm 2 ) 20x20 (400 cm 2 ) 30x30 (900 cm 2 ) DAP 10 Gycm 2 10 Gycm 2 10 Gycm 2 ESD 100 mgy 25 mgy 11 mgy 100 cm (1,6%) DAP er den totale dosen gitt til et areal eller en patient (Gycm 2 ). DAP er derfor et brukbart mål for den stokastiske risikoen for pasienten. Huddosen, målt i et punkt, vil avta med kvadraten på avstanden. 50 cm (6%) 25 cm (25%) 12 cm (100%) Dose-areal kammer
Bildeforsterker (BF) Prinsipper Multifield BF FOV Innkommende røntgen fotoner Display Utgangsskjerm Anode Fotokatod Inngangsskjerm Elektroniske fokuserings linser
Bildeforsterker (BF) BF inngang Monitor Rel. huddose til pasient 32 cm (12 ) dose 100 22 cm (9 ) dose 200 16 cm (6 ) dose 400 11 cm (4,5 ) dose 800
Dose-areal produkt (DAP) vrs. Huddose (ESD) BF inngangsskjerm: = 32 cm FOA = 70cm; FFA = 100 cm Areal= π x r 2 10 cm 20 cm a= 804 cm 2 a= 394 cm 2 Areal BF inngang 32-100cm = π x 32 2 = 804 cm 2 Areal pasient hud FOA-70cm = nytt avstand 2 2 BF avstand 2 x BF areal Areal pasient hud FOA-70cm = 70 2 x 804 = 394 cm 2 100 2 70 cm Dose-areal kammer Om DAP er 180 Gycm 2 vil huddosen bli: 180 Gycm 2 394 cm 2 = 0,457 Gy = 457 mgy I tillegg må man plusse på ca. 30% backscatter ~ 600 mgy
Endring fra 32 til 16 cm BF inngang Areal= π x r 2 35 cm 15 cm Areal BF inngang 16-100cm = π x 16 2 = 201 cm 2 Areal pasient hud FOA-50cm = nytt avstand 2 2 BF avstand 2 x BF areal Areal pasient hud FOA-50cm = 50 2 x 201 = 50 cm 2 100 2 50 cm Om DAP er 180 Gycm 2 vil ESD bli: 180 Gycm 2 50 cm2 = 3,6 Gy + 30% backscatter ~ 4500 mgy = 4,7 Gy
Pasientens størrelse samt projeksjon 100 cm Doserate: ~20-40 mgy/min Doserate: ~250 mgy/min 40 cm 100 cm 80 cm En cranial eller caudal vinkling vil ytterligere øke tykkelsen av pasienten! I tillegg til doseøkningen pga tykkelsen, vil en skråprojeksjon føre til kortere fokus-hudavstand.
Automatisk angivelse av dosen i et punkt Referansepunkt for angivelse av dose A B Moderne apparatur oppgir ofte dosen i et referansepunkt. Dette gir bedre informasjon om huddose enn DAP. Noen bakdeler er det dog: 1) Dosen blir overestimert (A) 2) Dosen blir underestimert (B) 3) Tar ikke hensyn til at ulike projeksjoner brukes A) Monitorverdi: 500 mgy reell dose 350 mgy B) Monitordose: 500 mgy Reell dose 930 mgy
Dosereduksjon med pulset fluoro Cont. Fluoro (30 p/s) 15 p/s 7,5 p/s 3 p/s 100% 75% 50% 20% Når man reduserer fra kontinuerlig gjennomlysing (30 p/s) til en redusert pulsfrekvens på 15 p/s betyr det at anne hver puls (frame) forsvinner. Øyet har en naturleg evne å integrere støy (averaging), men evnen reduseras pga. at antallet bilder blir mindre. Derfor må høyden per puls (ma) økas for at øyet ska oppnå samme visualisering som med kontinuerlig gjennomlysing. Dosereduksjonen ved pulset gjennomlysning er god, men muligens ikke så stor som forventet!
Recursiv filtrering (temporal filtrering) + 1 sek + + + +
Case: Biventrikulær pacemakerinnleggelse Pasient nr. Fluorotid [min.] Maks. Huddose [Gy] Gj.snitt [Gy] 1 27,0 3,64 2 77,3 4,42 3 18,1 3,03 4 60,4 2,03 5 24,2 3,03 6 22,4 9,12 7 101,0 13,14 8 52,2 4,23 5,33 Etter optimalisering 9 32,0 0,28 10 19,5 0,68 11 18,9 0,35 12 47,0 0,75 13 13,7 0,24 14 11,0 0,36 0,44 Høye pasientdoser ved intervensjonsradiologi. StrålevernInfo 10-04. Statens strålevern, 2004. www.stralevernet.no
Nyansatt røntgenlege på regionsykehus får en filmdose på 18 msv [H10] i løpet av 2 uker på gastrolab. Årsak: Sannsynligvis dårlig (elendig) arbeidsteknikk pga manglende opplæring Operasjonspersonale på mindre sykehus som gjennom 10 år har dekket pasientenes gonader på feil side. Årsak: De trudde strålingen kom fra bildeforsterkeren Radiograf bruker gjennomlysning ved innstilling av skulder på liten gutt. Dose fra gjennomlysningen er 90% av den totale dose Årsak: Manglende kompetanse - Bruker ABC med maksimal ma Medisinsk avdeling låner angiolab av rtg.avd. for innleggelse av pacemaker. Bruker eksponering istedenfor gjennomlysning. Apparat henger seg Pasientdose i Gy-området Årsak: Manglende kompetanse CT hypofyse: Feil bestilling av snitt 34 snitt uten bevegelse av bord. Dose i Gy-området til hypofyse Årsak: Manglende opplæring
«Typisk fall» Kraftig mann i 40-års alderen som gjennomgår en PTCA prosedyre Vanskelig kasus Hovedsaklig singelprojeksjon (LAO 50 o + CAUD 20 o ) 40 min. høykontrast mode 10 min. normal kontrast mode 34 sek. cine (50 bilder/s) 3 uker etterpå utvikler pasienten en betydelig brannskadeliknede sår i høyre scapularegion Søvik E, Kløw NE, Hellesnes J, Lykke J. Radiation indiced skin injury after Percutaneous Transluminal Coronary Angioplasty. Acta Radiol. 37, 305-06, 1996.
Huddose fra gjennomlysning PA Huddose fra Cine PA Sirklene indikerer området for inngangsfeltet for de forskjellige projeksjonene. Proj. 1: LAO 50º + CAUD 20º Proj. 4: LAO 50º Proj. 2: RAO 30º + CAUD 20º Proj. 5: RAO 50º Proj. 3: LAO 50º + CRAN 20º Proj. 6: RAO 0º + CRAN 0º
Dosimetri Alderson fantom Doserate ved inngang hud for hver kontrastmode ved LAO 50 o + CAUD20 o Dose til dx Scapula (dorsalt) Kontrast mode doserate gjennomlysn.tid tot. huddose Normal kontrast mode 103 mgy/min 10 minuter 1,03 Gy Medium kontrast mode 164 mgy/min - - Høykontrast mode 337 mgy/min 40 minuter 13,48 Gy Totalt fra gjennomlysning 14,51 Gy + Cine 1,45 Gy Totalt til hø. Scapula (dorsalt) 16 Gy ALARA?
Strålehygieniske poenger Bruk minst mulig felt Anpasse bildekvaliteten Bruk røntgenrøret under pasienten Bildeforsterkeren nærmest mulig pasient Ikke for kort fokus-hud avstand. NB! Skråprojeksjoner Variere projeksjonene ved lange gjennomlysninger Ta vekk rasteret hvis pasienten er liten Ikke bruk forstørrelse mer enn nødvendig (BF) OPPLÆRING HOLDNINGER!