116
NOTIUNI DE NOTIUNI DE RADIOPROTECTIE SI RADIOPROTECTIE SI RADIOBIOLOGIE RADIOBIOLOGIE Sef lucrari dr. Corina Ursulescu Sef lucrari dr. Corina Ursulescu Radiologie-Imagistica Medicala Radiologie-Imagistica Medicala UMF ”Gr.T.Popa” Iasi UMF ”Gr.T.Popa” Iasi

Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

NOTIUNI DE NOTIUNI DE RADIOPROTECTIE SI RADIOPROTECTIE SI

RADIOBIOLOGIERADIOBIOLOGIE

Sef lucrari dr. Corina UrsulescuSef lucrari dr. Corina Ursulescu

Radiologie-Imagistica MedicalaRadiologie-Imagistica Medicala

UMF ”Gr.T.Popa” IasiUMF ”Gr.T.Popa” Iasi

Page 2: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

ii

I. Interactiunea razelor X cu I. Interactiunea razelor X cu materia: efecte biologice, materia: efecte biologice,

accidente, incidente la accidente, incidente la utilizarea razelor X in scopuri utilizarea razelor X in scopuri

medicalemedicale

Page 3: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Primele observaţii privind efectele radiaţiilor

• 1895 Roentgen descoperă razele X

• 1896 Se raportează primele arsuri radiologice

• 1896 Se folosesc pentru prima oara radiaţiile X in tratamentul cancerului

• 1896 Becquerel descoperă radioactivitatea

• 1897 Se raportează primele cazuri de afecţiuni cutanate

• 1902 Prima raportare de cancer radio-indus

• 1911 Primele raportări de leucemie si cancer pulmonar prin expunere profesionala la radiaţii ionizante

• 1911 Se raportează in Germania 94 de cazuri cu tumori (50 fiind radiologi)

Page 4: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Obiective

• Intelegerea diferitelor efecte ale radiaţiilor ionizante la nivelul ţesuturilor umane;

• Aprecierea diferentelor dintre expunerea la doze mari si expunerea la doze mici; efectele deterministice si stocastice;

• Intelegerea ordinului de mărime al dozei si a efectului;

• Aprecierea riscului pe care îl implica folosirea radiaţiilor ionizante, ca punct de pornire pentru un sistem de radioprotecţie

Page 5: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Doua obiective:

• Radioterapia foloseşte in mod deliberat radiaţiile ionizante pentru a produce efecte deterministice (moartea celulelor tumorale) si in acest context sunt acceptate unele efecte deterministice sau stocastice ca si reacţii adverse

• Radioprotecţia are drept scop sa scadă riscul efectelor inacceptabile la nivelul pacientului (=complicaţiile), datorate greşelilor sau practicilor suboptimale, precum si sa reducă riscul de apariţie a efectelor la alte nivele .

Page 6: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Razele X

• Radiatie electromagnetica, 20000-150000eV;

• Proprietati similare undelor radio si luminii;

• Fotonii raze X au o energie de mii de ori mai mare decat fotonul de lumina (40000eV fata de 3eV pentru lumina albastra);

• Suficienta energie pentru a rupe legaturile chimice si a determina ionizarea moleculelor = radiatie ionizanta;

Page 7: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Razele X

• Iradierea = datorata unei surse de radiatii plasata langa persoana expusa; se opreste cand sursa este indepartata (tubul de raze X este inchis);

• Contaminare = dupa injectarea de material radioactiv in pacient; continua sa emita radiatii pana cand materialul este eliminat prin injumatatire/excretie;

Page 8: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Razele X

Expunere = cantitatea de radiatie prezenta la un moment dat intr-un punct al spatiului capabila sa produca iradiere;

Determinarea expunerii – masurarea ionizarii aerului de catre un fascicul de raze X (R);

Page 9: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

1. Efectele radiaţiilor

Radiatiile ionizante interactioneaza la nivel celular prin:

• ionizare

• modificari chimice

• efecte biologice

Page 10: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Razele X

• Doza = cantitatea de energie absorbita de un volum tisular (Gy);

• 1 gray = energie de 1 J/Kg corp;

• Efecte biologice substantiale se observa la doze ce depasesc 1 Gy;

• Radioterapia – doze de 50Gy pe volum tumoral pentru a determina moartea celulara;

• O radiografie – micro/mGy;• Dozele ocupationale mGy/an;

Page 11: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Razele X

Cantitatea totala de energie ce ajunge la pacient depinde de:

- Parametrii electrici de operare a tubului de raze X;

- Filtrarea si colimarea fascicolului;

- Distanta tub- pacient;

Page 12: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Razele X

Formarea unei imagini radiologice implica existenta:

• Unui fascicul incident;• Interactiunii intre acest fascicul si tesuturile

pacientului;• Un fascicul emergent, modulat, care este

detectat (film, ecran fluorescent, detectori);

Intensitatea fascicului incident este de 100 ori mai mare decat a celui emergent;

Page 13: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Razele X

Calcularea riscului de iradiere~ doza pe organ; radiosensibilitatea fiecarui tesut;

Nivelul radiatiei ambientale nu este un indicator direct al riscului biologic, deoarece un camp de iradiere uniform nu corespunde unei doze uniforme la nivelul persoanei expuse;

Pielea este cea mai expusa (absorbtie) – efecte

Page 14: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Razele X

• Risc initial – piele – cativa Gy;

• Fluoroscopie prelungita;

• Pentru a creste doza la nivelul receptorului este de preferat sa creasca kV tubului, care nu determina si cresterea dozei de intrare (aceeasi cantitate de raze X, dar cu penetrabilitate mai mare);

Page 15: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Razele XEfectele radiatiei ionizante:• deterministice (arsuri de piele, caderea parului); moarte celulara masiva; saptamani-luni de la expunere;• stocastice: ~doza, modificari ADN - cancer; perioada de latenta mare (ani);

Ruperea legaturilor chimice determina

Ruperea ADN Leziuni celulare letale Distructii tisulare macroscopice

Doze mici Doze mai mari Doze foarte mari

Page 16: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

EFECTELE RADIAŢIILOR IONIZANTE

INTERACŢIUNI ELECTRICE

APAR IONIZĂRI

MODIFICĂRI CHIMICE

EFECTE BIOLOGICE

PARTICULE ÎNCĂRCATE

INTERACŢIUNI ELECTRICE

APAR IONIZĂRI

MODIFICĂRI CHIMICE

EFECTE BIOLOGICE

Page 17: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Efecte deterministice

• Se datorează morţii celulelor• Au o doza-prag – de cativa Gray• Sunt specifice in funcţie de ţesutul

afectat• Severitatea efectului este

dependenta de doza

Page 18: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Efecte stocastice

• Se datorează modificărilor celulare (ADN) si proliferării spre boli maligne

• Severitatea este independenta de doza

• Nu exista doza-prag: efectele pot sa apară si la doze foarte mici

• Probabilitatea de apariţie a efectului creste cu doza

Page 19: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

… aspecte de interpretare in practica

• Unele complicaţii sunt evenimente ce nu pot fi prevăzute datorita variabilitatii individuale ale pacienţilor – acestea apar cu o frecventa scăzuta (Raportul ICRP 86)

• Radioprotecţia trebuie sa se preocupe de evitarea expunerii nedorite (cum ar fi doza greşita, pacientul ales greşit) si de optimizarea expunerii pentru a reduce riscul de apariţie a complicaţiilor.

Page 20: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

MECANISME DE ACŢIUNEMECANISME DE ACŢIUNE

ACŢIUNE DIRECTĂACŢIUNE DIRECTĂ

– – afectare directă a ADNafectare directă a ADN ACŢIUNE INDIRECTĂACŢIUNE INDIRECTĂ

– – afectarea moleculelor din afectarea moleculelor din

preajma AND şi producerea preajma AND şi producerea

de radicali liberide radicali liberi

Page 21: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

MECANISME GENERALE DE ACŢIUNE LA NIVEL MOLECULAR

• ACTIUNE PE

MACROMOLECULE

= Efect direct

        Responsabil ≈ 20% de producerea leziunilor

Page 22: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

MECANISME GENERALE DE ACŢIUNE LA NIVEL MOLECULAR

• ACTIUNE ASUPRA APEI

= Efect indirect 

• RADIOLIZA APEI • Radicali liberi 

• Macromolecule         Responsabil ≈ 80% de producerea

leziunilor       

Page 23: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Ţinta la nivelul celular: ADN

Page 24: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Principala ţintă - ADN

• Există evidenţe care sugerează că principala ţintă a radiaţiilor ionizante, responsabilă de afectarea celulei, este ADN-ul.

• Efectele prin expunere la doze mici şi moderate (moartea celulei, mutageneza şi transformarea malignă) apar ca rezultat al afectării ADN-ului celular.

• Se consideră că radiaţiile ionizante sunt agenţi genotoxici clasici.

Page 25: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Procese ce determina efectele …

Stadiu Proces Durata

Fizice Absorptie de energie, ionizare 10-15 s

Fizico-chimice Interacţiunea ionilor cu moleculele, 10-6 sformarea de radicali liberi

Chimice Interacţiunea radicalilor liberi cu secundemoleculele, celulele si ADN

Biologice Moarte celulara, modificări genetice,

zeci de minute pana la zeci de ani mutatii

Page 26: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Clasificarea efectelor se face dupa modul de evolutie

• 1. Non-letale = mentinerea capacitatii de reproducere, dar cu crestere incetinita

• 2. Sub-letale = supravietiurea celulei cu capacitate normala de reproducere, dupa un timp de reparare a modificarilor

• 3. Potential letale = posibilitatea de supravietuire, cu capacitate de reproducere dupa un timp de reparare a modificarilor

• 4. Letale = pierderea capacitatii reproductive.

Page 27: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

EFECTE LA NIVEL CELULAR

• MOARTE CELULARĂ RADIOINDUSĂ

• MODIFICĂRI FUNCTIONALE CELULARE

• MUTATII

• CANCERIZĂRI

Page 28: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

EFECTE SISTEMICE (ţesut, organ, aparat)

FACTORI CE DETERMINĂ SEVERITATEA AFECTĂRII

• CARACTERISTICILE RADIATIILOR     Calitatea şi energia;     Doza absorbită;     Rata dozei, fracţionarea;• CARACTERISTICILE TESUT/ORGAN   Structura; Radiosensibilitatea celulelor componente; Citocinetica; Condiţiile

metabolice.

Page 29: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

MANIFESTĂRI ALE EFECTELOR PE ŢESUT

- HIPOPLAZIA

- APLAZIA

- DISPLAZIA

- INSUFICENŢE FUNCŢIONALE

- FIBROZĂ

- NECROZĂ

Page 30: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Efecte deterministice• Se datorează

morţii celulelor• Au o doza prag• Sunt specifice pe

tipul de ţesut• Severitatea

efectului este dependenta de doza

Afectiune indusa de radiatii ionizante de la o sursa industriala

Page 31: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Exemple de efectedeterministice

• Modificări cutanate

• Cataracta

• Sterilitate

• Insuficienta renala

• Sindromul acut de iradiere (întreg corpul)

Page 32: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Reacţii la nivel cutanat

Tip de afectiune Doza prag

la piele(Sv)

Sapt. pana la aparitie

eritem tranzitor precoce 2 <<1epilare temporara 3 3

eritemul propriu-zis 6 1,5 epilare permanenta 7 3 descuamare uscata 10 4

fibroza invaziva 10atrofie dermica 11 >14Telangiectazii 12 >52

descuamare umeda 15 4 eritem tardiv 15 6-10

necroza dermica 18 >10 ulceratii secundare 20 >6

Afectare cutanata dupa un examen fluoroscopic prelungit

Page 33: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

TRĂSĂTURI CARACTERISTICE ALE AFECTĂRILOR LOCALE

- Lipsa / prezenţa în formă abortivă a S.A.I.;

-   Efecte deterministice caracteristice ţesuturilor / organelor afectate;

-   Afectare a pielii +/- a organelor subiacente;

-   Simptomatologie variată în funcţie de zona afectată;

Page 34: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

TRĂSĂTURI CARACTERISTICE ALE

AFECTĂRILOR LOCALE

- Linie de demarcaţie clară între zonele afectate în mod diferit;

- Evoluţie clinică stadializată (fază prodromală, perioadă de latenţă, fază

acută, subacută, cronică, tardivă);

Page 35: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

TRĂSĂTURI CARACTERISTICE ALE AFECTĂRILOR LOCALE

Efecte întârziate severe la doze mari:

-      insuficienţe funcţionale,

-      tulburări de sensibilitate,

-      radiodermită cu risc crescut de malignizare.

Page 36: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

EFECTELE TARDIVE

- Atrofie epidermică şi dermică (piele fragilă);

- Ocluzia vaselor mici cu perturbarea circulaţiei sanguine;

- Distrucţia reţelei limfatice cu limfostază (durere, edem tardiv);

- Ulceraţie şi necroză tardivă;

Page 37: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

EFECTELE TARDIVE

- Hiperplazie a epidermului (hiperkeratoză);

- Hiperplazie a dermului (fibroză, cicatrici);

- Scăderea reacţiei imune a pielii cu creşterea sensibilităţii la infecţii;

- Durere persistentă sau recurentă;

- Risc crescut de afectări maligne

Page 38: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Doza prag pentru efectele deterministice

• Cataracta 2-10 Gy

• Sterilitate permanenta

– Barbati 3.5-6 Gy – Femei 2.5-6 Gy

• Sterilitate temporara

– Barbati 0.15 Gy– Femei 0.6 Gy doza

Severitateaefectelor

prag

Page 39: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

EFECTE LA NIVELUL OCHIULUI

• Cristalinul are radiosensibilitate crescută

• Coagularea

proteinelor apare

la doze >2Gy

Page 40: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

CRISTALINUL

- La doze de 2-6 Gy apare afectarea cristalinului, determinând condiţiile de formare a cataractei.- Nu există mecanisme de refacere a celulelor de la acest nivel. Celulele afectate migrează la polul posterior producând opacităţi. - Perioada de latenţă este de 2 – 35 ani, cu o medie de 8 ani pentru expunerea la doză unică de 2.5-6.5 Gy.

Page 41: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Gonadele

• Celulele germinale ale aparatului reproducător sunt puternic radiosensibile. Media dozei-prag pentru sterilitate temporară cu durată de mai multe săptămâni este de 0,15 Gy pentru bărbaţi şi de aproximativ 5 ori mai înaltă pentru femei . Perioada de recuperare este dependentă de doză şi poate dura câţiva ani.

• Sterilitatea permanentă este provocată de doza minimă de respectiv 3,5 Gy pentru bărbat şi 2,5 Gy pentru femeie

Page 42: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

RĂSPUNSUL ÎNTREGULUI ORGANISM

SINDROMUL ACUT DE IRADIERE

- GRADE

- EVOLUŢIE

- TIPURI DE SINDROAME

Page 43: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

MANIFESTĂRILE SINDROMULUI ACUT DE IRADIERE

Sunt trei tipuri de manifestări:

• 1. sindromul hematologic

• 2. sindromul gastro-intestinal

• 3. sindromul neuro-vascular

Page 44: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

MĂSURAREA SEVERITĂŢII

• EFECTE PRODROMALE

- momentul apariţiei

- tipul de simptome, gravitatea lor

MODIFICĂRILE HEMATOLOGICE

- numărul de limfocite

- dozimetria biologică

DOZIMETRIA FIZICĂ

Page 45: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

SINDROMUL HEMATOLOGIC

• Măduva osoasă este principalul organ de interes, • Rezultatul depleţiei de celule stem din măduva

hematoformatoare • Numărul de limfocite scade în decursul primelor ore

după expunere, iar trombocitele şi granulocitele scad în primele zile sau săptămâni, în timp ce eritrocitele încep să scadă lent doar după câteva săptămâni.

• Panta curbei doză-răspuns este relativ abruptă, exprimând o creştere rapidă a probabilităţii de deces pentru creşteri mici ale dozei.

Page 46: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

SINDROMUL GASTRO-INTESTINAL

PERIOADA PRODROMALĂ

• Greaţă şi vomă severe

• Diaree apoasă şi crampe

• Manifestările apar la câteva ore după expunere

PERIOADA DE LATENŢĂ

- asimptomatic câteva ore sau zile

- astenie marcată, oboseală

Page 47: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

SINDROMUL GASTRO-INTESTINAL

• PERIOADA DE MANIFESTARE CLINICĂ

– reapar diareea severă, vărsăturile cu febră– evoluţie spre diaree sanguinolentă, şoc, – moarte dacă nu se intervine medical

foarte eficient

Page 48: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

SINDROMUL GASTRO-INTESTINAL

• EFECTE SISTEMICE- malabsorbţie prin malnutriţie- modificări hidro-electrolitice (deshidratare, insuficienţă renală acută, colaps cardio-vascular)- sângerări gastro-intestinale, anemie- stare septică- ileus paralitic

Page 49: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

SINDROMUL NEURO-VASCULAR

• Apare la doze mai mari de 20 Gy

• Cauza majoră este afectarea celulelor endoteliale vasculare

• SINDROM PRODROMAL– senzaţia de arsură în câteva minute după

expunere– greţuri şi vărsături din primele ore– stare de confuzie, prostraţie

Page 50: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

SINDROMUL NEURO-VASCULAR

• PERIOADA DE LATENŢĂ

- aparenta îmbunătăţire a stării generale pentru câteva ore

- devine lucid, fără dureri dar este astenic

Page 51: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

SINDROMUL NEURO-VASCULAR

• PERIOADA DE STARE

– instalare rapidă– diaree apoasă– tulburări respiartorii– semne de afectare a SNC– hipotensiune, puls accelerat

Page 52: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Inducerea cancerului

• Este cel mai important efect stocastic din punct de vedere al protecţiei radiologice

• Este un proces multistadial – tipic in trei etape: fiecare etapa necesita un eveniment

• Este un proces complicat care implica celulele, comunicarea intre celule si sistemul imun...

Page 53: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Probleme legate de datele despre expunerea la doze mici

• Datele privind culturile de celule si experienţele pe animale este dificil de a fi extrapolate la om

• Experienţa umana– Nu e controlata statistic

• Controlul ar fi lipsit de etica– Multe aproximări in studiile pe viata

• Informaţii reduse despre doze (parţial sau întreg corpul)

• Necunoaşterea condiţiilor co-existente• Statistici sărace (număr redus)

Page 54: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

DOZELE MICI

Definitii:• -  dozele totale sub 10 mSv primite la o

rata a dozei inalta in timpul unui eveniment

• -  doze mai mici de 20 mSv primite intr-un an, in mod continuu

Page 55: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

DOZELE MICI

• De regula vorbim de doza efectiva (Sv) care este mai relevanta pentru scopurile medicale. Doar ca Sv este o unitate de masura estimata. De aceea definitia se aplica doar pentru radiatiile de tip beta, gamma si X (pentru radiatia de tip alfa eficacitatea relativa biologica este incerta prin calcul).

Page 56: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Comentarii privind fătul/embrionul

• Fătul/embrionul sunt mult mai radiosensibili in comparaţie cu adultul

• Incidenţa crescuta de avort spontan in primele zile după concepţie

• Incidenţa crescuta a:– Retardării mentale– Microcefaliei, mai ales la 8-15 saptamani după concepţie– Malformaţiilor: scheletale, de creştere, genitale

• Risc mai mare de cancer (îndeosebi pentru leucemie)– Atât in copilărie cat si mai târziu

Page 57: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Comentarii privind fătul/embrionul

• Fătul/embrionul sunt mult mai radiosensibili in comparaţie cu adultul

• Creste incidenţa de avort spontan in primele zile după concepţie Efecte deterministice

• Creste incidenţa – Retardării mentale– Microcefaliei, mai ales la 8-15 saptamani după concepţie– Malformaţiilor: scheletale, de creştere, genitale

• Risc mai mare de cancer (leucemia)

– Atât in copilărie cat si mai târziu Efecte stocastice

Page 58: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

EFECTELE EXPUNERII ANTENATALE

• In sarcina avansată radiosensibilitatea este mai mică

• E greu de stabilit relaţia cauză/efect deoarece exista o multitudine de factori teratogeni

• Se descriu 3 tipuri de efecte: efecte letale, anomalii congenitale, efecte tardive (cancer, efecte ereditare)

Page 59: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

EFECTELE EXPUNERII ANTENATALE

EFECTE LETALE

- Pot sa apară la doze relativ mici (0,1 Gy) în timpul preimplantării sau implantării embrionului în peretele uterin

- Pot sa apară şi la doze mari în timpul celorlalte stadii de dezvoltare intra-uterină

Page 60: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

EFFECTELE RADIATIILOR IONIZANTE DEPENDENT DE STADIU GESTATIONAL

Preconcepţie

Nu s-au constatat efecte semnificative statistic.

Preimplantare

“Totul sau nimic” (eşec de nidaţie sau evoluţie normală)

Page 61: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

EFECTELE EXPUNERII ANTENATALE

• expunerea în săptămânile 8-15 de sarcină are risc de aproximativ 4 ori mai mare decât în săptămânile 16-25;

• riscul este neglijabil pentru embrionii si feţii expuşi înainte de 8 săptămâni sau după 25 săptămâni.

Page 62: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

EFECTELE EXPUNERII ANTENATALE

• Poate apare retard mental sever la expunerea în săptămânile 8-15;

• Grad mai mic de retardare pentru săptămânile 16-25;

• Doza prag - 0,1Gy în săpt. 8-15

0,4 –0,6Gy în săpt. 16-25.

Page 63: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

EFECTELE EXPUNERII ANTENATALE

RETARDARE MENTALĂ

= definită de IRCP ca apărând la un scor de inteligenţă <100

= pragul de doză 0,12 – 0,2 Gy în perioada 8-25 de sarcină

Page 64: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

EFECTELE TARDIVE ALE EXPUNERII LA RADIAŢII IONIZANTE

CLASIFICARE:

1. SOMATICE = afectează persoana direct expusă

= cancer

2. GENETICE = afectează descendenţii persoanelor direct expuse

= mutaţii diferite

Page 65: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Riscurile genetice

• Este cunoscut ca radiaţiile ionizante produc mutaţii la nivelul plantelor si a animalelor

DAR

• Studii intensive pe 70,000 de urmaşi si supravieţuitori ai bombelor atomice nu arata o creştere a anomaliilor congenitale, a cancerului, a aberaţiilor cromozomiale in limfocitele circulante sau modificări ale proteinelor sanguine.

Neel et al. Am. J. Hum. Genet. 1990, 46:1053-1072Neel et al. Am. J. Hum. Genet. 1990, 46:1053-1072

Page 66: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

ICRP (International Commision on Radiation Protection) – 1928; emite periodic recomandari in privinta radioprotectiei;

ICRU (International Commission on RAdiological Units and measurements)

CNCAN – legislatia nationala privind activitatile nucleare;

Page 67: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Expunerea ocupationala

Personalul care primeste o doza cu 25% mai mare decat doza limita a unei persoane expuse profesional necesita supraveghere;

Page 68: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

EXPUNEREA

PROFESIONALÃ

Supravegherea stării de sănătate

Page 69: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Supravegherea stării de sănătate

• Scopul este de a evalua aptitudinea în muncă a angajaţilor în conformitate cu sarcinile de muncă şi factorii condiţiei de muncă

• Supravegherea medicală (examinările medicale) ale angajaţilor în conformitate cu reglementarile în vigoare.

Page 70: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

• Trebuie să se ofere consultanţă pentru angajatele care sunt sau pot fi însărcinate

Aceasta în mod special în radiologia intervenţională.

Page 71: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

SUPRAVEGHEREA MEDICALĂ

• Ministrul Sănătăţii şi Familiei • Ordin nr. 944

• din 28 decembrie 2001• pentru aprobarea

Normelor privind supravegherea medicală a persoanelor expuse profesional la radiaţii

ionizante• Publicat în Monitorul Oficial, Partea I nr. 34 din

18 ianuarie 2002

Page 72: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

SUPRAVEGHEREA MEDICALĂ

• Ministrul Sănătăţii şi Familiei • Ordin nr. 1032

• din 20 decembrie 2002 • pentru aprobarea completărilor la Normele

privind supravegherea medicală a persoanelor expuse profesional la radiaţii

ionizante, aprobate prin Ordinul ministrului sănătăţii şi familiei nr. 944/2001

• Publicat în Monitorul Oficial, Partea I nr. 15 din 13 ianuarie 2003

Page 73: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

SUPRAVEGHEREA MEDICALĂ

• Supravegherea medicală - responsabilitatea medicului abilitat şi a serviciilor de medicina muncii recunoscute de Ministerul Sănătăţii şi Familiei;

• angajator - responsabilităţi generale în această problemă.

• Supravegherea medicală asigură evaluarea stării de sănătate a angajatului cu privire la aptitudinea sa pentru sarcinile descrise ale postului de muncă.

Page 74: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

SUPRAVEGHEREA MEDICALĂ

• Supravegherea medicală a expuşilor profesional la radiaţii - pe baza fişei de solicitare, a fişei de monitorizare personală la riscuri profesionale, a dosarului medical special şi a fişei de aptitudine.

Page 75: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

SUPRAVEGHEREA STÃRII DE SÃNÃTATE

• SE BAZEAZĂ PE PRINCIPIILE GENERALE DE MEDICINA MUNCII;

• ARE CA SCOP EVALUAREA STĂRII DE SĂNĂTATE A LUCRĂTORILOR:

la angajare şi periodic• examen clinic general • analize de laborator• comparare cu cerinţele postului, cu tendinţele de

evoluţie

Page 76: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

DOSARUL MEDICAL SPECIAL

• Un dosar medical - pentru fiecare persoană expusă profesional la radiaţii ionizante, completat pe toată durata cât lucrătorul rămâne în această categorie.

• Dosarul medical este păstrat până când lucrătorul atinge vârsta de 75 de ani şi pentru o perioadă de cel puţin 30 de ani, începând cu data încheierii activităţii profesionale care implică o expunere la radiaţii ionizante.

Page 77: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

DOSARUL MEDICAL SPECIALDOSARUL MEDICAL SPECIAL

Conţine informaţii privind:- factorii condiţiei de muncă, - rezultatele examinărilor medicale (la

angajare, periodice şi în situaţii de expunere specială),

- clasificarea în categoria locului de muncă- dozele rezultate din monitorizarea individuală

Page 78: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

CONCLUZIILE EXAMENULUI MEDICAL

• În vederea aprecierii aptitudinii în muncă pentru persoanele expuse profesional la radiaţii ionizante se adoptă următoarea clasificare medicală:a) apt;b) apt condiţionat;

c) inapt temporard) inapt.

Page 79: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

ATENŢIE !!!

• Nici o persoană nu este angajată sau acceptată într-un post de muncă cu expunere la radiaţii ionizante, pentru orice perioadă, dacă concluzia medicală stabileşte acest lucru

Page 80: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

• In condiţii normale de funcţionare dozele ce apar într-un departament radiologic sunt mai mici decât doza limită.

• Nu sunt necesare examinări medicale speciale pentru persoanele cu expunere profesională la radiaţii ionizante.

Supravegherea stării de sănătate

Page 81: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

• Rareori se întâmplă ca un angajat al departamentelor de radiologie să primească o recomandare de restricţionare faţă de condiţiile generale de lucru

• In caz de expunere accidentală la doze mari (0.2-0.5 Sv sau mai mari), sunt necesare investigaţii medicale specifice

Supravegherea stării de sănătate

Page 82: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Sistemul de protectie radiologicaSistemul de protectie radiologica

• Justificarea practicii

• Optimizarea protectiei

• Limite de doza

Page 83: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Justificarea practiciiJustificarea practicii

-expunerea medicala la radiatii ionizante trebuie sa prezinte un beneficiu net suficient in raport cu detrimentul individual pe care expunerea il poate cauza,

- Trebuie luate in considerare eficacitatea, beneficiile si riscurile tehnicilor alternative disponibile.

Daca o practica nu poate fi justificata, aceasta va fi Daca o practica nu poate fi justificata, aceasta va fi interzisa.interzisa.

Page 84: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Toate practicile noi implicand expunerea la radiatii ionizante trebuie justificate inainte de a fi adoptate;

Practicile existente trebuie revizuite ori de cate ori se dispune de informatii noi privind eficacitatea sau consecintele acestora;

Expunerile medicale individuale trebuie justificate in prealabil. tinand cont de obiectivele specifice ale expunerii si de caracteristicile persoanei implicate;

Trebuie facuta evaluarea de la caz la caz pentru practicile care nu sunt justificate in mod general;

Page 85: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Medicul ordonator si practicianul trebuie sa caute informatii anterioare de diagnostic sau medicale utile pentru expunerea prevazuta la radiatii ionizante, pentru a evita expunerea inutila a pacientului.

Medic ordonator - un medic sau alta persoana calificata medical care are dreptul sa trimita un pacient pentru expunere medicala la un practician.

Practician - un medic,un stomatolog sau alta persoana calificata medical care este abilitata sa-si asume responsabilitatea medicala pentru o expunere medicala individuala in scopuri medicale, conform cu reglementarile MSF.

Page 86: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Expunerile medicale la radiatii ionizante pentru cercetarea medicala trebuie sa fie examinate de un comitet de etica, stabilit in concordanta cu cu reglementarile MSF;

O atentie speciala trebuie acordata justificarii expunerii in scop medico-legal; in aceste situatii nu exista un avantaj direct asupra sanatatii persoanei supusa expunerii.

Page 87: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

OPTIMIZAREA PROTECTIEIOPTIMIZAREA PROTECTIEI

-toate dozele datorate expunerilor medicale in scopuri radiologice, cu exceptia procedurilor terapeutice, trebuie sa fie mentinute la un nivel cat mai redus, rezonabil posibil, pentru a permite obtinerea informatiei diagnostice urmarite, luand in considerare factorii sociali si economici.

Acesta este principiul ALARA - As Low As Reasonably Achievable.

Optimizarea = obtinerea de beneficii maxime cu riscuri minime si aplicarea continua, zi de zi, a principiului ALARA.

Page 88: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Pentru expunerile medicale in radiodiagnostic

se stabilesc niveluri de referinta in diagnostic - NRD.

NRD - set de niveluri pentru o procedura standard, pentru grupuri de pacienti cu dimensiuni standard sau pentru o fantoma standard si nu pentru expuneri individuale si pentru pacienti individuali.

NRD se stabilesc pentru fiecare procedura de examinare.

Daca NRD este de regula depasit, trebuie revizuite procedurile si/sau echipamentul si trebuie luate masuri corective, dupa caz.

Page 89: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

NRD in radiodiagnostic,pt.o singura expunereRadiografia Doza

Torace postero anterior 0,3

Torace lateral 1,5

Coloana vertebrala antero posterior 10

Coloana vertebrala lateral 30

Coloana vertebrala jonctiunea lombo sacrala 40

San mediu lateral oblic 10

San lateral 10

Craniu postero anterior 5

Craniu lateral 3

Doza la suprafata de intrare, pt. o singura expunere, pt.pacienti de dimensiuni standard este exprimata ca doza absorbita in aer (mGy) in punctul de intersectie al axei fasciculului cu suprafata pielii.

Page 90: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Optimizarea protectiei implica:

alegerea echipamentului;

alegerea procedurii optime pentru obtinerea unei informatii de diagnostic adecvate;

asigurarea calitatii, inclusiv controlul calitatii

stabilirea si evaluarea dozelor pacientului.

Page 91: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Optimizarea protectiei pentru expunerile medicale in scop diagnostic se realizeaza prin:

mentinerea expunerii pacientului la un minimum necesar pt. realizarea obiectivului de diagnostic cerut;

se folosesc constrangeri de doza in stadiul de planificare pentru fiecare generator de raze X; se tine cont ca personalul medical lucreaza frecvent la mai mult de o instalatie.

Page 92: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Tipuri de expuneri

• Expunerea profesionala

• Expunerea medicala

• Expunerea populatiei

Page 93: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Expunerea profesionala - expunerea aparuta datorita lucrului in cadrul unei practici aflata sub incidenta Normelor Fundamentale de Securitate Radiologica.

Expunerea medicala - expunerea pacientilor ca parte a propriului diagnostic sau tratament medical

-expunerea persoanelor in cadrul programelor de screening

-expunerea persoanelor care participa voluntar la programele de cercetare medicala sau biomedicala

Page 94: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

-expunerea in cadrul supravegherii medicale a personalului expus profesional

-expunerea persoanelor in cadrul procedurilor medico-legale

-expunerea persoanelor in cunostinta de cauza care doresc sa ajute(in afara profesiei acestora) la sprijinul si confortul persoanelor supuse expunerii medicale

Page 95: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Expunerea populatiei-reprezinta expunerea persoanelor din populatie datorata:

-surselor si practicilor autorizate

-interventiilor

sunt excluse expunerile profesionale si medicale precum si cele datorate fondului natural de radiatii.

Page 96: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Mijloace de radioprotectie

Page 97: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

- Colimarea – radiatia imprastiata este dependenta de parametrii razelor X si de dimensiunea campului de examinare;

- Reducerea campului de examinare reduce radiatia imprastiata si creste calitatea imaginii;

Page 98: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Distanta - intensitatea iradierii scade de 4 ori cand distanta se dubleaza;

= operatorul care sta la doi pasi distanta de masa de examinare reduce semnificativ riscul iradierii prin radiatia imprastiata;

- la 1 m de pacient doza de radiatie imprastiata este 0,1% din doza la piele;

- la expunerile cu aparate portabile, operatorul trebuie sa fie pozitionat la 2 m de pacient;

Page 99: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Timpul de operare – cu cat este mai scurt, cu atat se produce o cantitate mai mica de raze X;

LIH (last image hold) – necesar pentru minimizarea timpului de iradiere;

Page 100: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Materiale de protectie: - Sorturi plumbate;- Guler plumbat pentru protectia tiroidei;- Ochelari cu sticla din materiale cu numar atomic

mare;- Paravan de protectie mobil plasat langa pacient;- Manusi chirurgicale speciale, cu atenuarea

fasciculului de radiatii;

Page 101: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

DOZIMETRIE

Page 102: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Unitati de măsura

• Doza efectivaDoza efectiva este folosita pentru a descrie relevanta biologica in cazul unei expuneri la radiaţii atunci când diferite ţesuturi si organe primesc doze absorbite variate din surse diferite

• Conceptele de doza efectiva si factorii de ponderare pentru ţesuturi sunt aplicabile doar pentru efectele stocastice

• Doza efectiva este o cuantificare a riscului

Page 103: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Dozele

Doza absorbita (Gy “Gray”)

Energia depozitata in ţesuturi

Doza echivalenta (Sv “Sievert”)

Doza absorbita modificata prin factorii de ponderare ai radiaţiilor

Doza efectiva (Sv “Sievert”)

Doza de radiaţii pe întreg corpul – o măsura pentru risc

Page 104: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Dozimetru cu filmMonitorizare lunara;- Cele mai ieftine si mai utilizate

echipamente de monitorizare dozimetrica;- Caseta mica cu film si 3 filtre, ce permit

estimarea energiei fotonilor;- Filmul este developat si se masoara

densitatea pentru a estima doza;- Cantitatea minima detectata este de 0,2

mSv;- Au acuratete limitata datorita dependentei

lor de energia fotonilor emisi;

Page 105: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Dozimetru termoluminescent

-electronii dintr-o matrice de cristal sunt excitati la expunerea la radiatii; la revenirea la starea lor initiala emit radiatie luminoasa;

-cantitatea de lumina este utilizata pentru estimarea dozei;

Pot fi utilizate pentru depistarea unui spectru larg de surse de radiatii;

Page 106: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Camere de ionizare de buzunar

- Poate fi citit imediat;

- Spectrul de sensibilitate 0-200 mR;

Page 107: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Limite de doza

• Expunerea normala individuala a indivizilor trebuie restrictionata astfel incat doza efectiva totala sau echivalentul total de doza pentru un anumit tesut sau organ, cauzata de combinatia expunerilor generate de diferite practici autorizate, sa nu depaseasca limita de doza, cu exceptia situatiilor speciale.

• Limitele de doza nu se aplica expunerii medicale generate de practici autorizate.

Page 108: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

LIMITE DE DOZA PENTRU PERSONALUL EXPUS PROFESIONAL

Limita dozei efective: 20 mSv/an

Cu respectarea acestei limite sunt valabile si urmatoarele limite de doza echivalenta:

-150mSv/an pentru cristalin;

-500mSv/an pentru piele,pentru valoarea medie a dozei pe 1cm2 pe cea mai iradiata zona a pielii;

-500mSv/an pentru extremitatile mainilor si picioarelor.

Page 109: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Limite de doza pentru populatie

Limita dozei efective este de 1mSv/an.

In situatii speciale CNCAN poate autoriza o limita superioara de pana la 5 mSv/an, cu conditia ca valoarea medie pentru cinci ani consecutivi a dozei efective sa nu depaseasca 1 mSv/an.

Cu respectarea acestei limite sunt valabile si urmatoarele limite de doza echivalenta:

-15 mSv/an pentru cristalin;

-50 mSv/an pentru piele,pentru valoarea medie a dozei pe 1 cm2,pe cea mai puternic iradiata zona a pielii.

Page 110: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Protectia speciala in timpul perioadelor de graviditate si de alaptare

Conditiile de lucru ale femeii gravide (expusa profesional) trebuie sa asigure protectia fatului la nivelul de doza pentru populatie;

Femeile expuse profesional nu trebuie sa desfasoare pe perioada alaptarii actvitati implicand un risc semnificativ de contaminare radioactiva.

Page 111: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Limite de doza pentru persoane in curs de pregatire

Pentru persoane cu varsta sub 16 ani- limita de doza efectiva pentru populatie;

Pentru persoanele cu varsta intre 16-18 ani- limita dozei efective este de 6mSv/an;

Pentru persoanele cu varsta de peste 18 ani- limita de doza efectiva pentru personalul expus profesional.

Page 112: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Limitele de doza nu se aplica in urmatoarele situatii:

expunerilor datorate fondului natural de radiatii si radonului din locuinte (2-3 mSv/an);

expunerea persoanelor ca parte a propriului diagnostic sau tratament medical;

expunerea persoanelor care ajuta,in afara propriei activitati,la sprijinirea pacientilor aflati in curs de diagnostic sau tratament;

expunerea voluntarilor care participa la programele de cercetare medicala sau biomedicala

Page 113: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

CONSTRANGERI DE DOZA

• Suma dozelor anuale provenind de la toate practicile relevante trebuie sa nu depaseasca limitele de doza pentru personalul expus profesional,persoane in curs de pregatire si persoane din populatie;

• CNCAN stabileste constrangeri de doza pentru practici sau pentru surse de radiatii din cadrul unei anumite practici.

Page 114: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Constrangerile de doza nu reprezinta limite de doza;

Constangerile de doza nu se aplica pacientilor;

Constrangerile de doza sunt utilizate in procesul de optimizare a radioprotectiei.

Pentru expunerile medicale s-au stabilit:

–niveluri de referinta in radiodiagnostic(NRD);

–constrangeri de doza pentru persoanele care in cunostinta de cauza si voluntar asigura sprijinul persoanelor supuse diagnosticului sau tratamentului medical.

Page 115: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

Constrangerile de doza se bazeaza pe factorii de risc; riscul real este dependent de varsta persoanei la data expunerii la radiatii;

Constrangerile de doza recomandate:

pentru apartinatori sau insotitori legali:

adulti(18-60 ani),daca nu a existat deloc o alta sursa de expunere, 5mSv este o valoare acceptabila;

adulti peste 60 ani 15 mSv

Pentru alte persoane care ajuta voluntar pacienti se aplica limita de doza pentru populatie.

Page 116: Notiuni de Radioprotectie Si Radiobiologie(1)

• International Basic Safety Standards for Protection Against Ionizing Radiation and for the Safety of Radiation Sources. 115, Safety Standards. IAEA, February 1996.

• 1990 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP 60.

• Norme fundamentale de securitate radiologica (August 2000).

• Norme privind radioprotectia persoanelor in cazul expunerilor medicale la radiatii ionizante (Iunie 2002).

• Norme de securitate radiologica in practicile de radiologie de diagnostic si radiologie interventionala (Decembrie 2003).

Bibliografie: