ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ, ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ, ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Δοσιμετρία των Ακτίνων Χ & Τα Διαγνωστικά Επίπεδα Αναφοράς στην Επεμβατική Ακτινολογία Πτυχιακή Εργασία Ευανθία Παπάζογλου Επιβλέποντες καθηγητές Στούλος Στυλιανός(καθηγητής Φυσικής του ΑΠΘ) Σοϊδου Ελένη (ακτινοφυσικός Θεαγένειο) Ξυνού Κατερίνα(Ακτινολόγος Θεαγένειο) 1

2 Δοσιμετρία των Ακτίνων Χ & Τα Διαγνωστικά Επίπεδα Αναφοράς στην Επεμβατική Ακτινολογία Παπάζογλου Ευανθία Προπτυχιακή Φοιτήτρια του Α.Π.Θ της Σχολής Θετικών Επιστημών, Τμήμα Φυσικής Θεσσαλονίκη Φεβρουάριος

3 Πρόλογος Ακτινολογία ονομάζεται η ειδικότητα της Ιατρικής που έχει ως στόχο την γιάγνωση και την θεραπεία χρησιμοποιώντας τεχνολογίες απεικόνισης των εσωτερικών οργάνων ή άλλων μερών του σώματος. Από την ανακάλυψη των ακτίνων Χ το 1895 το φιλμ αποτελούσε το κύριο μέσο για τη σύλληψη, επισκόπηση και αποθήκευση των ακτινολογικών εικόνων. Με την αλματώδη πρόοδο της Ιατρικής και της Φυσικής εισήχθησαν στον τομέα της Ακτινολογίας νέες καινοτόμες τεχνολογίες με σκοπό την αύξηση της παραγωγικότητας, τη βελτίωση της εργασιακής ροής και της παρεχόμενης ιατρικής φροντίδας. Το αντικείμενο της παρούσας πτυχιακής εργασίας είναι η δοσιμετρία στις επεμβατικές εφαρμογές και συγκεκριμένα κατά την ακτινοσκόπιση και την ενδοσκοπική παλίνδρομη χολαγγειοπαγκρεατογραφία (ERCP). Στο πρώτο μέρος της εργασίας αναλύονται όλες οι έννοιες που έχουν άμεση σχέση με την Ιατρική Φυσική και τις τεχνολογίες που βασίζονται τα συστήματα της ιατρικής απεικόνισης. Επίσης αναλύουμε διάφορες διαγνωστικές και θεραπευτικές εφαρμογές της Ακτινολογίας και τέλος κάνουμε αναφορά στα θέματα δοσιμετρίας και ακτινοπροστασίας. Σε αυτό το μέρος παρέχουμε πληροφορίες για τα μέτρα ακτινοπροστασίας που επιβάλλεται να λαμβάνονται σε κάθε έκθεση σε ιοντίζουσες ακτινοβολίες (έτσι όπως θεσπίζονται από τους κανονισμούς της Ακτινοπροστασίας και τους ειδικούς φορείς) καθώς και για τα όρια των δόσεων (ακτινοβολίας) για κάθε πληθυσμιακή ομάδα. Στο δεύτερο μέρος αναλύουμε τις επεμβατικές διαδικασιες στις οποίες λάβαμε τα όρια δόσεων και υπολογίζουμε τη μέση δόση που λαμβάνει ο εξεταζόμενος κατά την διάρκεια της εξέτασηςκαι τις συγκρίνουμε με τις ισχύουσες της ΕΕΑΕ. 3

4 Περιεχόμενα Πρόλογος ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. Ακτινοβολίες 1.1 Πηγές ιοντιζουσών ακτινοβολιών 1.2 Φυσικές πηγές 1.3 Τεχνητές πηγές 2. Ιστοτική Αναδρομή 2.1 Ιστορία της Ιατρικής Απεικόνισης 3. Χαρακτηριστικά Ακτίνων Χ 3.1 Μηχανισμός Παραγωγής Ακτίνων Χ 3.2 Λυχνία Παραγωγής Ακτίνων Χ 3.3 Τρόποι Παραγωγής Ακτίνων Χ 3.4 Παραγωγή χαρακτηριστικής ακτινοβολίας (Ιονισμός) 3.5 Παραγωγή ακτινοβολίας Πεδήσεως 4. Αλληλεπίδραση ακτινοβολίας -υλης 4.1 Φωτοηλεκτρικό Φαινόμενο 4.2 Φαινόμενο Compton 4.3 Δίδυμη Γένεση 5. Ιατρική Απεικόνιση 5.1 Τεχνικές Ιατρικής απεικόνησης 6. Δοσιμετρικές Ποσότητες & Μονάδες 4

5 6.1 Δοσιμετρία 6.2 Δόση & Έκθεση 6.3 Δόση Ακτινοβολίας Απορροφούμενη Δόση 6.4 Ισοδύναμη Δόση 6.5 Ενεργός δόση 6.6 Δόση δέρματος 6.7 Το μέγεθος DAP 6.8 Δοσίμετρα 7. Ακτινοπροστασία 7.1 Η Διεθνής Επιτροπή Ραδιολογικής Προστασίας ή Ακτινοπροστασίας (IRCP) 7.2 Εθνικό σύστημα ακτινοπροστασίας - Βασικές αρχές 7.3 Διαγνωστικά Επίπεδα Αναφοράς (ΔΕΑ) 7.4 Βασικοί Κανόνες Ακτινοπροστασίας 7.5 Μερικά παραδείγματα μέτρων ακτινοπροστασίας 7.6 Δοσιμέτρηση Προσωπικου ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 8. Εισαγωγή 8.1 Ακτινολογία 8.2 Ακτινοσκόπηση 8.3 Διαδικάσία Εξέτασης και Μετρήσεις 8.4 Φορητό Ακτινοσκοπικό ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 5

6 Θεωρητικό Μέρος 1. Ακτινοβολίες Με τον όρο ακτινοβολίες αναφερόμαστε στα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ή στα σωματίδια, φορτισμένα ή ουδέτερα που διαδίδονται στο χώρο.σύμφωνα με την κβαντική θεωρία η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία αποτελείται από κβάντα (στοιχειώδεις ποσότητες ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας) που ονομάζονται φωτόνια. Ο άνθρωπος αντιλαμβάνεται μόνο μια πολύ μικρή περιοχής του φάσματος των ακτινοβολιών το ορατό φως. Οι υπόλοιπες ακτινοβολίες ήταν μέχρι πρότινος άγνωστες για τον άνθρωπο. Ο κόσμος τους άρχισε να γίνεται αντιληπτός τον τελευταίο αιώνα, λόγω της ανάπτυξης τεχνητών μέσων ανίχνευσής τους. Η ακτινοβολία αποτελείται από ένα μεγάλο σύνολο φυσικών και τεχνητών πηγών που βρίσκονται γύρω μας. Η ακτινοβολία επιδρά στον οργανισμό κατά τρόπο πολύπλοκο, άλλοτε ευεργετικά και άλλοτε βλαβερά, ανάλογα με το είδος, την έντασή της και την ενέργεια που μεταφέρει. Εικόνα 1:Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα 6

7 Την ακτινοβολία την διακρίνουμε σε δύο μεγάλες κατηγορίες ανάλογα με την ενέργεια και την επίδρασή της στην ύλη σε: α) μη ιοντίζουσα και β) ιοντίζουσα ακτινοβολία. Οι μη ιοντίζουσα ακτινοβολία αναφέρεται σε συχνότητες της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που μεταφέρουν σχετικά μικρή ενέργεια, μη ικανή να προκαλέσει ιοντισμό, ικανή όμως να προκαλέσει ηλεκτρικές, χημικές και θερμικές επιδράσεις στον οργανισμό, που μπορούν να αποβούν άλλοτε επιβλαβείς και άλλοτε ευεργετικές για τη λειτουργία του. Οι βιολογικές επιδράσεις των μη ιοντιζουσών ακτινοβολιών διαφέρουν από αυτές της ιοντίζουσας ακτινοβολίας και εξαρτώνται κυρίως από την ένταση και τη συχνότητά τους. Έτσι, τα χαμηλόσυχνα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία επιδρούν στο ανθρώπινο σώμα, επάγοντας πεδία και ρεύματα στο εσωτερικό του, ενώ τα ραδιοκύματα και τα μικροκύματα θερμαίνοντας τα κύτταρα και τους ιστούς. Οι ιοντίζουσες ακτινοβολίες μεταφέρουν ενέργεια ικανή να εισχωρήσει στην ύλη, να προκαλέσει ιοντισμό των ατόμων της, να διασπάσει βίαια χημικούς δεσμούς και να προκαλέσει βιολογικές βλάβες σε ζώντες οργανισμούς. Οι γνωστότερες ιοντίζουσες ακτινοβολίες είναι οι ακτίνες Χ που χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική, καθώς και οι ακτινοβολίες α, β, και γ που εκπέμπονται από τους ασταθείς πυρήνες ατόμων. Οι ιοντίζουσες ακτινοβολίες είναι διεισδυτικές και η διεισδυτικότητά τους στην ύλη εξαρτάται από το είδος τους και την ενέργεια που μεταφέρουν. Η ποσότητα ενέργειας που μεταφέρεται από την ακτινοβολία στην ύλη ανά χιλιόγραμμο μάζας καλείται δόση ακτινοβολίας. Η πιθανότητα βλάβης της υγείας σχετίζεται άμεσα με τη δόση και το είδος της ακτινοβολίας, καθώς και το είδος του ιστού. 7

8 Εικόνα 2:Διαφορετικές εφαρμογές χρησιμοποιούν διαφορετικά τμήματα του φάσματος των ακτίνων Χ. 1.1 Πηγές ιοντιζουσών ακτινοβολιών Ο άνθρωπος δέχεται ακτινοβολία από ένα μεγάλο σύνολο φυσικών και τεχνητών πηγών που βρίσκονται γύρω του. Οι ιοντίζουσες ακτινοβολίες ανάλογα με την πηγή εκπομπή τους διακρίνονται σε: Φυσικές ακτινοβολίες (γήινο και διαστημικό περιβάλλον) που συγκαταλέγονται τα συστατικά του φλοιού της γης και η κοσμική ακτινοβολία. Το έδαφος, το νερό και ο αέρας, περιλαμβάνουν μεταξύ άλλων και φυσικά ραδιενεργά στοιχεία, ενώ η επιφάνεια της γης προσβάλλεται συνεχώς και από την κοσμική ακτινοβολία με πηγές εκπομπής τον ήλιο και άλλες αστρικές περιοχές βυθισμένες στο διάστημα. Εικόνα 3:Φυσικές πηγές ιοντίζουσων ακτινοβολιών 8

9 Εικόνα 4: Τεχνητές πηγές ιοντίζουσων ακτινοβολιών Και τις τεχνητές ακτινοβολίες, τις οποίες εφηύρε και χρησιμοποιεί ο άνθρωπος στα τέλη του 19ου αιώνα και έκτοτε με τη συστηματική και συνεχή έρευνα οδηγήθηκε στην εκτεταμένη χρήση τους αλλά και στην λήψη μέτρων για την προστασία από τις ενδεχόμενες βλαβερές επιπτώσεις τους. Στις τεχνητές πηγές συμπεριελαμβάνονται τα μηχανάματα παραγωγής ακτινοβολιών, τα τεχνητά ραδιοϊσότοπα που τα εφηύυρε ο άνθρωπος για να τον ικανοποιεί σε διάφορες εφαρμογές. Οι ακτινοβολίες στην ιατρική χρησιμοποιούνται είτε στη διάγνωση είτε στη θεραπεία. Η έκθεση σε μεγάλες δόσεις ιοντίζουσας ακτινοβολίας μπορεί να έχει άμεσα ή μακροπρόθεσμα βλαπτικά αποτελέσματα για την υγεία. Εικόνα 5: Πηγές Ιοντίζουσων ακτινοβολιών 9

10 2. Ιστορική Αναδρομή Στην ιατρική πριν το 1800 η ικανότητα να λαμβάνουν πληροφορίες σχετικά με τις ασθένειες και τους τραυματισμούς των ασθενών ήταν ιδιαίτερα περιορισμένη.ο 20ος αιώνας όμως είδε αξιοσημείωτες αλλαγές στην ικανότητα του γιατρού να παρέμβει ενεργά για λογαριασμό του ασθενούς με αυτές τις αλλαγές βελτιώθηκε δραματικά η υγεία της ανθρωπότητας σε όλο τον κόσμο. Σήμερα η διαγνωστική ιατρική έχει βελτιωθεί δραματικά και οι θεραπείες έχουν εξελιχθεί για τη θεραπεία ποικίλων ασθενειών. Διαγνωστικοί ανιχνευτές για τον εντοπισμό και τον χαρακτηρισμό των προβλημάτων στην εσωτερική ανατομία και φυσιολογία των ασθενών που έχουν μια σημαντική συμβολή σε αυτές τις βελτιώσεις. Μέχρι στιγμής, ακτίνες Χ είναι το πιο σημαντικό από αυτούς τους διαγνωστικούς ανιχνευτές. Διαγνωστικές μελέτες ακτίνων Χ έχουν συμβάλει στην πρόγνωση για ανάρρωση και θεραπεία. 2.1 Ιστορία της Ιατρικής Απεικόνισης Τον Νοέμβριο του 1895 ένας Γερμανός φυσικός ο Wilhelm Roentgen ανακάλυψε τις ακτίνες Χ. Διαπύστωσε καθώς πειραματιζόταν με τους καθοδικούς σωλήνες κενού και μελετώντας τις ηλεκτρικές εκκενώσεις ανακάλυψε μία αγνωστη στην τότε εποχή ακτινοβολία την οποία και χαρακτήρισε ως ακτινοβολία Χ λόγω της άγνωστης φύσης της. Με αυτήν κατάφερε να φωτογραφίσει το χέρι της συζύγου του, δηλαδή ανακάληψε την ιδιότητά τους να απεικονίζουν τα οστά. Η ανακάλυψη του αυτή ήταν 10

11 επαναστατική στον τομέα της ιατρικής εφόσον ήταν πλέον δυνατό να δούμε μέσα το ανθρώπινο σώμα χωρίς χειρουργική επέμβαση. Εικόνα 6: Η ακτινογραφία ελήφθη στις 23 Ιανουαρίου 1896 και είναι μία από τις πρώτες. Απεικονίζει το χέρι της συζύγου τουβίλχελμ Ρέντγκεν. Αμέσως μετά από αυτήν την επιτυχία αρχισε μία εντατική έρευνα των ακτίνων Χ με αποτέλεσμα μέσα σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα εμφανίστηκαν τα πρώτα δυσμενή βιολογικά αποτελέσματα. Η ακτινοβολία αυτή ήταν μη ορατή ιοντίζουσα ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με ενέργεια που κυμαινόταν από μερικά kev εως πολλά MeV και είχε την ικανότητα να διαπερνά την ύλη. Εικόνα 7: Λαμβάνουν μια εικόνα ακτίνων Χ με την πρόωρη συσκευή σωλήνα Crookes, τέλη του Ο άνθρωπος που στέκεται βλέπει το χέρι του με μια οθόνη ακτινοσκόπιου. Παρατηρούμε ότι δεν λαμβάνονται προφυλάξεις κατά την έκθεση σε ακτινοβολία. 11

12 Οι ακτινογραφίες αρχικά είχαν γίνει πάνω σε γυάλινες φωτογραφικές πλάκες. Ο George Eastman εισήγαγε την ταινία το 1918 και περίπου μισό αιώνα αργότερα το 1972 ο Βρετανός Godfrey Hounsfield μαζί με τον Νοτιοαφρικανό Allan Cormack παρουσίασαν την αξονική τομογραφία. Ξεκίνησε από τις ΗΠΑ και το πρώτο όργανο που μελετήθηκε με αυτήν ήταν ο εγκέφαλος. Επιπρόσθετα η εφεύρεση του αξονικού τομογράφου στα μέσα της δεκαετίας του '60 επηρέασε θετικά την έρευνα για την εξέλιξη των εφαρμογών απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού και στις 3 Ιουλίου 1977 οι καθηγητές Damadian, Minkoff και Goldsmith, ολοκληρώνουν την κατασκευή του πρώτου υποτυπώδους μαγνητικού τομογράφου και μετά από μέτρηση 6 ωρών και ανακατασκευή 22 ωρών παρήγαγαν την πρώτη ιατρική εικόνα του ανθρώπινου σώματος. Αξίζει να γίνει και μία ιστορική αναδρομή στην εξέλιξη της πυρηνικής ιατρικής. Οι πρώτες παρατηρήσεις Antoine μυστηριώδων ακτινών που εκπέμπονταν από το Ουράνιο έγιναν από τον Antoine Henri Becquerel το 1896, ενώ η Marie και ο Pierre Curie την περίοδο ανακαλύ-πτουν το Πολώνιο και το Ράδιο και εισάγουν την έννοια της ραδιενέργειας. Εικόνα 8: Marie και ο Pierre Curie Εικόνα 7: Henri Becquerel, Γάλλος Φυσικός 12

13 Το 1950 εισάγεται το πρώτο εμπορικό ραδιοφάρμακο από τα Abbott Laboratories.Την επανάσταση στην επιστήμη της Πυρηνικής Ιατρικής έφερε ο Hal Anger με την κατασκευή της πρώτης γκάμερας. Εικόνα 9: χρονοδιάγραμμα εξέλιξης της ιατρικής απεικόνισης 13

14 3. Τα χαρακτηριστικά των Ακτίνων Χ Λέγοντας ακτίνες-χ εννοούμε φωτόνια υψηλής ενέργειας. Aποτελούν ένα κομμάτι της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με μήκος κύματος από 0,01nm-10nm. Λόγω της υψηλής ενέργειας και της ικανότητάς τους να διεισδύει στην ύλη μπορούν και απορροφώνται ή σκεδάζονται από τους ιστούς του ανθρώπινου σώματος. Ο βαθμός απορρόφησης ή σκέδασης εξαρτάται κυρίων από την ενέργεια της δέσμης, τον ατομικό αριθμό και την πυκνότητα των βιολογικών ιστών. 3.1 Μηχανισμός παραγωγής ακτίνων Χ Η παραγωγή ακτίνων Χ οφείλεται σε ηλεκτρόνια με υψηλή κινητική ενέργεια τα οποία αλληλεπιδρώντας με την ύλη μετατρέπουν την ενέργειά τους σε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Τα βασικά δομικά μέρη της λυχνίας παραγωγής ακτίνων Χ είναι τα εξής: 1. Η κάθοδος, όπου παράγεται η δέσμη των ηλεκτρονίων 2. Ο χώρος υψηλού κενού, στον οποίο επιταχύνονται τα ηλεκτρόνια 3. Η άνοδος, στην οποία παράγεται η δέσμη ακτίνων Χ, και η οποία είναι συνήθως περιστρεφόμενη για να μην υπερθερμαίνεται 4. Το γυάλινο κέλυφος που περιβάλλει τη λυχνία και είναι κατάλληλα θωρακισμένο με μολύβδινο περίβλημα και εξοπλισμένη με κατάλληλο σύστημα ψύξεως. 14

15 Εικόνα 10: Σχηματικές παραστάσεις σύγχρονων λυχνιών Εικόνα 11: Περιστρεφόμενη λυχνία 3.2 Λυχνία παραγωγής των ακτίνων Χ Η λυχνία είναι ουσιαστικά ένας αεροκενός σωλήνας ο οποίος στα άκρα του αποτελείται από δύο ηλεκτρόδια τα οποία δέχονται μια μεγάλη διαφορά δυναμικού (kv) για την επιτάχυνση των ηλεκτρονίων. Η κάθοδος είναι αρνητικά φορτισμένη και λειτουργεί ως πηγή ηλεκτρονίων. Η άνοδος είναι θετικά φορτισμένη και λειτουργεί ως κατάλληλος στόχος για τα επιταχυνόμενα ηλεκτρόνια, ώστε με τη σύγκρουση να παραχθούν ακτίνες Χ με την καλύτερη δυνατή απόδοση (στη μετατροπή της κινητικής ενέργειας των ηλεκτρονίων σε ηλεκτρομαγνητική ενέργεια). Η κινητική ενέργεια που αποκτούν τα ηλεκτρόνια είναι ανάλογη της διαφοράς δυναμικού που τα επιτάχυνε. 15

16 3.3 Τρόποι παραγωγής ακτίνων Χ Ο πιο κοινός τρόπος παραγωγής ακτίνων Χ είναι από την πρόσκρουση ταχέων ηλεκτρονίων σε υλικό υψηλού ατομικού αριθμού. Τα ηλεκτρόνια προσπίπτοντας στον στόχο επιβραδύνονται χάνοντας συνεχώς ενέργεια την οποία την αποδίδουν στα άτομα του στόχου και αυτά με την σειρά τους διεγείρουν τα ηλεκτρόνια των εσωτερικών τους στοιβάδων των ατόμων. Αποτέλεσμα αυτού του φαινομένου είναι η συμπλήρωση των στοιβάδων και η παραγωγή φωτονίων. Ο μηχανισμός παραγωγής ακτίνων Χ γίνεται με δύο τρόπους τον ιονισμό και την ακτινοβολία πέδησης. 3.4 Παραγωγή χαρακτηριστικής ακτινοβολίας (Ιονισμός) Όταν η ενέργεια που προσφέρεται στο άτομο του στόχου κατά την πρόσκρουση του με ηλεκτρόνιο είναι δυνατόν να το απομακρύνει τελείως από την εωτερική στιβάδα με αποτέλεσμα το άτομο να έχει ένα ηλεκτρόνιο λιγότερο και εμφανίσει θετικό φορτίο. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται ιονισμός. Αυτή η κενή θέση συμπληρώνεται με ηλεκτρόνιο υψηλότερης ενέργειας με αποτέλεσμα να υπάρχει και ταυτόχρονη εκπομπή φωτονίου. Η χαρακτηριστική ακτινοβολία οφείλεται από αυτά τα εκπεμπόμενα φωτόνια και η ενεργειές τους είναι διακτριτές και ίσες με την διαφορά των ενεργειακών στιβάδων. Λόγω αυτού του μηχανισμού παρατηρούμε ένα γραμμικό φάσμα το οποίο εμφανίζεται με την μορφή αιχμηρών κορυφών. 3.5 Παραγωγή ακτινοβολίας πέδησης (ή συνεχους φάσματος) H ακτινοβολία πέδης οφείλεται στην πέδηση («φρενάρισμα») που προκαλείται στα ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια λόγω άπωσης του ηλεκτρικού πεδίου των ατόμων με αποτέλεσμα εξαιτίας των απότομων μεταβολων της κινητικής του ενέργειας ένα μέρος της 16

17 εκπέμπεται ως ακτινοβολία Χ γνωστη και ως ακτινοβολία πέδησης. Η ενέργεια της κυμαίνεται από μηδέν μέχρι μία μέγιστη ενέργεια η οποία εξαρτάται από την κινητική ενέργεια του προσπίπτοντος ηλεκτρονίου.το φάσμα που παρουσιάζει είναι συνεχές το οποίο δίνεται από τα ηλεκτρόνια που επιταχύνονται από το ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο.στην ακτινοβολία αυτή στηρίζεται η λειτουργία του ακτινολογικού μηχανήματος. Εικόνα 12: Το Φασματικό Διάγραμμα των ακτίνων Χ Επειδή τα φωτόνια χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική θα ήταν αναγκαίο και επιθυμητό να υπήρχε ένας τρόπος παραγωγής να παράγουμε δέσμες φωτονίων με κατάλληλα χαρακτηριστικά (ενέργεια, ποσότητα, μέγεθος και σχήμα), ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν άμεσα για ιατρικούς σκοπούς. Στην Ακτινοδιαγνωστική η ενέργεις των φωτονίων ανέρχονται μέχρι και 150KeV,ενώ στην κλασική Ακτινοθεραπεία έως 500 kev. Στην Ακτινοθεραπεία με ακτίνες Χ υψηλής ενέργειας χρησιμοποιούνται δέσμες με ενέργεια φωτονίων έως MeV. Ανάλογα με την ενέργεια που θέλουμε να παράγουμε διακρίνουμε δύο περιπτώσεις: 17

18 4. ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΥΛΗΣ Όταν δέσμη ακτίνων Χ προσπίπτει σε κάποιο υλικό, η ένταση της δέσμης εξασθενεί και αυτό οφείλεται στο ότι κάποια φωτόνια της απορροφώνται από το ακτινοβολούμενο υλικό ενώ κάποια άλλα αποκλίνουν από την αρχική δέσμη (σκεδαζόμενη ακτινοβολία), υπάρχουν όμως και ορισμένα φωτόνια που δεν αλληλεπιδρούν με τα άτομα του υλικού και συνεχίζουν πορευόμενα κατά την αρχική τους κατεύθυνση.αυτή τους η αλληλεπίδραση με την ύλη μπορεί να παρουσιάσει εντελώς διαφορετικά φαινόμενα. Η παράμετρος που καθορίζει τον τρόπο της αλληλεπίδρασης τους είναι η ενέργεια του φωτονίου και το είδος του υλικού που διασχίζουν. Η ακτινοβολία που εκπέμπουν τα ραδιενεργα ισότοπα αποτελείται από φορτισμένα σωματίδια (ακτίνες α και ακτίνες β) ή φωτόνια (ακτίνες γ όπως έχουν επικρατήσει). Οι ακτίνες α είναι συνθετα σωματίδια αποτελούμενα από δύο πρωτόνια και 2 νετρόνια με μάζα ηρεμίας 4GeV/c2 ενώ οι ακτίνες β είναι ηλεκτρόνια ή ποζιτρόνια με μάζα ηρεμίας 511keV/ c2. Τέλος οι ακτίνες γ με τις οποίες και θα ασχοληθούμε είναι φωτόνια με ενέργεια περίπου από MeV, η μάζα ηρεμίας τους και ηλεκτρικό φορτίο είναι μηδενικα γι αυτό και είναι έμμεσα ιονιστικές. Η αλληλεπίδρασή τους με την ύλη γίνεται μέσω τριών φαινομένων: 1) φωτοηλεκτρικό φαινόμενο 2) φαινόμενο Compton 3) δίδυμη γένεση. Το φωτόνιο έχει ενέργεια ίση με E=h*f = p*c p=h*k/2π όπου h η σταθερά του Planck, f η συχνότητα του ηλεκτρομαγνητικού κύματος, c η ταχύτητα του φωτός στο κενό και k το κυματοδιάνυσμα (k= k =2π/λ). 18

19 Οι Ιοντίζουσες ακτινοβολίες όταν αλληλεπίδρούν με την ύλη προκαλούν ιονισμούς (δημιουργία ελεύθερου ηλεκτρονίου) και έτσι το χαρακτηριστικό των ιοντίζουσων ακτινοβολιών είναι ότι προκαλούν ηλεκτρονικές διεγέρσεις στα άτομα ή μόρια με τα οποία αλληλεπιδρούν. Φωτόνια με ενέργειες της τάξης των kev χρησιμοποιούνται στην ακτινοδιαγνωστική, ενώ στην ακτινοθεραπεία χρησιμοποιούνται ενέργειες της τάξης των MeV. Εικόνα 13: Αλληλεπίδραση της ακτινοβολίας με την ύλη γίνεται μέσω των τρριών φαινομένων και παράλληλα έχουμε και σκεδαζόμενη ακτινοβολία 4.1 Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο Στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο το φωτόνιο απορροφάται πλήρως από εσωτερικό ηλεκτρόνιο το οποίο ελευθερώνεται (φωτοηλεκτρόνιο). Το κενό που άφησε το φωτοηλεκτρόνιο καταλαμβάνεται από ηλεκτρόνιο εξωτερικής στοιβάδας με ταυτόχρονη εκπομπή χαρακτηριστικής ακτινοβολίας. Είναι η ολική απορρόφηση φωτονίου από δέσμιο ηλεκτρόνιο το οποίο ελευθερώνεται και κινείται με ενέργεια T e =h f b όπου Ε0=hf η ενέργια του φωτονίου και b η ενέργεια σύνδεσης του ηλεκτρονίου και η οποία είναι παράλληλα και η κατώτερη τιμή ενέργειας του φωτονίου. Αποτέλεσμα αυτού του φαινομένου είναι η 19

20 παραγωγή ενός ηλεκτρονίου. Αν η ενέργεια του φωτονίου είναι χαμηλή (μικρότερη των 50 kev για νερό ή μαλακό ιστό τότε η πιθανότερη αλληλεπίδρασή του φωτονίου με την ύλη είναι με φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Το φωτόνιο απορροφάται από ένα ηλεκτρόνιο που βρίσκεται στην εσωτερική στοιβάδα με αποτέλεσμα έχοντας απορροφήσει την ενέργεια του φωτονίου είναι σε θέση να εγκαταλείψει το άτομο και να απομακρυνθεί από αυτό (δηλαδή να ελευθερωθεί). Το ηλεκτρόνιο που ελευθερώνεται ονομάζεται φωτοηλεκτρόνιο, λόγω του μηχανισμού αύξησης της ενέργειας του. Αν ένα ατομικό ηλεκτρόνιο από την εσωτερική (χαμηλή) στοιβάδα εγκαταλείψει τη θέση του τότε ένα άλλο από την εξωτερική (υψηλή) στοιβάδα θα συμπληρώσει το κενό. Η διαδικασία αυτή συνοδεύεται από την εκπομπή χαρακτηριστικής ακτινοβολίας. Συνεπώς, στο τέλος του φωτοηλεκτρικού φαινομένου θα έχουμε 1 ελεύθερο ηλεκτρόνιο που θα αποδόσει την ενέργειά του στο υλικό και εκπομπή χαρακτηριστικής ακτινοβολίας. Επίσης, το άτομο του υλικού θα είναι πλέον φορτισμένο θετικά (+1) αφού έχασε 1 ηλεκτρόνιο (άρα έχουμε ιονισμό του ατόμου). Εικόνα 14: παρουσιάζεται η αλληλεπίδραση με φωτοηλεκτρικό φαινόμενο και η εκπομπή χαρακτηριστικής ακτινοβολίας από το άτομο. 4.2 Το φαινόμενο Compton (ή σκέδαση Compton) Είναι η σκέδαση ενός φωτονίου σε ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο.ένα 20

21 μέρος της αρχικής ενέργειας hf του φωτονίου δίνεται στο σκεδαζόμενο φωτόνια (φωτόνιο Compton) και το υπόλοιπο στο ανακρουόμενο ηλεκτρόνιο(ηλεκτρόνιο Compton). h f =h f ' T e Στο παρακάτω σχήμα παρουσιάζεται το Φαινόμενο Compton: το φωτόνιο έχοντας αρχική ενέργεια Εα αλληλεπιδρά με ηλεκτρόνιο της εξωτερικής στοιβάδας δίνοντας του μέρος της ενέργειας του και εγκαταλείπει το άτομο. Το φωτόνιο συνεχίζει με ενέργεια Ετ μικρότερη της αρχικής του Εα και με αλλαγή της διεύθυνσης του (σκέδαση).στο τέλος του φαινομένου Compton έχουμε ένα σκεδασμένο φωτόνιο με τελική ενέργεια μικρότερη της αρχικής του και ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο από την εξωτερική στοιβάδα. Το άτομο του υλικού θα είναι πλέον φορτισμένο θετικά (+1) αφού έχασε 1 ηλεκτρόνιο (άρα έχουμε ιονισμό του ατόμου). Εικόνα 15: Φαινόμενο Compton Από τις αρχές διατήρησης της ενέργειας και ορμής εύκολα προκύπτει οτι το μοιρασμα της αρχικής ενέργειας Ε0=hf στα δύο προϊόντα τις σκέδασης φωτόνιο και ηλεκτρόνιο εξαρτάται από τη γωνία σκέδασης θ του φωτονίου δηλαδή τη γωνία μεταξύ των διευθύνσεων του αρχικού και τελικού φωτονίου. 21

22 h f 1 a 1 cosθnewline h f h f όπου a= = kev 2 m0 c 511 h f ' = Όταν η γωνία θ είναι μέγιστη δηλαδή 180ο το σκεδαζόμενο φωτόνιο παίρνει την ελάχιστη δυνατή ενέργεια ενώ το ηλεκτρόνιο Compton παίρνει τη μέγιστη: h f 1 2a h f T e max=h f 1 2a h f ' min = Αν η ενέργεια του φωτονίου είναι σχετικά υψηλή (μεγαλύτερη των 50 kev για νερό ή μαλακό ιστό) τότε πιθανότερη αλληλεπίδραση αποτελεί το φαινόμενο Compton. Στις ακτινοδιαγνωστικές εξετάσεις, οι ενέργειες των φωτονίων είναι τέτοιες που εκτός από φωτοηλεκτρικά φαινόμενα σημειώνονται και αλληλεπιδράσεις με φαινόμενο Compton. Κάποια από τα φωτόνια θα αλληλεπιδράσουν με το ανθρώπινο σώμα και κάποια όχι. Τα φωτόνια που εκπέμπει μια ακτινολογική λυχνία αλληλεπιδρούν με το ανθρώπινο σώμα με φαινόμενο Compton και σκεδάζονται σε διάφορες κατευθύνσεις ανά- λογα με τη γωνία σκέδασης. Στην περίπτωση που το σκεδα- σμένο φωτόνιο ακολουθήσει πορεία προς τα εκεί από όπου ήρθε τότε έχουμε οπισθοσκέδαση. Κάποια φωτόνια δεν θα αλληλεπιδράσουν καθόλου με το σώμα και θα συνεχίσουν ανενόχλητα την πορεία τους. 4.3 Δίδυμη γένεση Είναι το φαινόμενο μετατροπής ενός φωτονίου σε δύο σωματίδια με μάζα ηρεμίας μη μηδενική.η δίδυμη γένεση συμβαίνει όταν η 22

23 ενέργεια του προσπίπτοντος φωτονίου είναι μεγαλύτερη από 1,022 MeV (2 m0c2) και αυτή η τιμή προκύπτει από το άθροισμα της μάζας ηρεμίας των δύο σωματιδίων (m0 μάζα του ηλεκτρονίου): 2 E min=2m0 c =2 511 kev =1.022 MeV Κατά τη δίδυμη γένεση το φωτόνιο αλληλεπιδρά με τον πυρήνα του ατόμου και εξαφανίζεται. Στη θέση του εμφανίζονται ένα ηλεκτρόνιο και ένα ποζιτρόνιο τα οποία κινούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις επομένως τα δημιουργούμενα σωματίδια είναι το ένα αντισωματίδιο του άλλου (ηλεκτρόνιο-ποζιτρόνιο). Στην περίπτωση αυτή έχουμε τη μετατροπή ενέργειας (φωτόνιο) σε μάζα (ηλεκτρόνιο και ποζιτρόνιο).στη συνέχεια το ηλεκτρόνιο και το ποζιτρόνιο θα αποδώσουν την ενέργειά τους στο υλικό με διεγέρσεις και ιονισμούς. Στο τέλος της τροχιάς του το ποζιτρόνιο θα αλληλεπιδράσει με ένα ηλεκτρόνιο του υλικού και θα εξαυλωθούν, δηλαδή θα εξαφανιστούν και στη θέση τους θα εμφανιστούν 2 φωτόνια.εδώ έχουμε τη μετατροπή της μάζας (ποζιτρόνιο και ηλεκτρόνιο) σε ενέργεια (φωτόνια). Εικόνα 16: Σχηματική αναπαράσταση δίδυμης γένεσης Το προσπίπτον φωτόνιο με ελάχιστη ενέργεια 1.02 MeV αλληλεπιδρά με το πεδίο του πυρήνα εκπέμποντας ένα ηλεκτρόνιο και ένα ποζιτρόνιο. 23

24 Η ολική ενέργεια του ζεύγους ηλεκτρονίου (e-) ποζιτρονίου (e+) είναι ίση με την ενέργεια του υλοποιούμενου φωτονίου : Εγ = hν = (m0c2+t+)+( m0c2+t-) => Εγ = 2 m0c2+ T++ Tόπου 2 m0c2: η ενέργεια που αντιστοιχεί στις μάζες ηρεμίας των δύο σωματιδίων και T+, T- οι κινητικές ενέργειες του ποζιτρονίου και του ηλεκτρονίου αντίστοιχα αμέσως μετά τη γένεση. Τέτοιες ενέργειες φωτονίων χρησιμοποιούνται στις ακτινοθεραπευτικές εφαρμογές. Επίσης, στο φαινόμενο αυτό βασίζεται η σχετικά νέα τεχνική διάγνωσης της Πυρηνικής Ιατρικής, η Τομογραφία Εκπομπής Ποζιτρονίων (PET). Η αλληλεπίδραση φωτονίων με την ύλη μπορεί να διέπεται από τα παραπάνω τρία φαινόμενα.ποιό απ' τα τρία θα συμβεί (αν συμβεί) δεν είναι βέβαιο, για το μόνο που μπορούμε να μιλήσουμε είναι για την πιθανότητα. Αυτό σημαίνει ότι για δεδομένη ενέργεια φωτονίων συνυπάρχουν περισσότεροι του ενός μηχανισμού αλληλεπίδρασης με την ύλη, ο καθένας με τη δική του πιθανότητα να λειτουργήσει. Έτσι για ενέργειες κάτω των 300keV πιθανότερο το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Για ενέργειες μεταξύ kev περίπου γίνεται πιθανότερο το φαινόμενο Compton, ενώ η δίδυμη γένεση δεν μπορεί να συμβεί κάτω από το όριο των 1022 MeV. Οι περιοχές αυτές των ενεργειών επηρεάζονται από το είδος του υλικού αλλά και από τον ατομικό αριθμό Ζ. Το μέτρο πιθανότητας να αλληλεπιδράσει το υλικό με το φωτόνιο περιγράφεται με ένα μέγεθος που ονομάζεται γραμμικός συντελεστής εξασθένισης και συμβολίζεται με μ. Ο συντελεστής αυτός εξαρτάται από την ενέργεια του φωτονίου και το είδος του υλικού. 24

25 5. Ιατρική απεικόνιση Όπως έχουμε επισημάνει και παραπάνω με την ανακάλυψη των ακτίνων Χ γεννάται ένας νέος κλάδος στην ιατρική επιστήμη ο οποίος βασίζεται στενά με τη Φυσική.Αυτή η αόρατη ακτινοβολία την οποία ο Röntgen την ονόμασε ακτίνες Χ έχει την ικανότητα να διεπερνά το ανθρώπινο σώμα και να απεικονείζει με λεπτομέρια την εσωτερική του δομή αποτελεί ένα τεράστιο εργαλείο στην ιατρική. Έτσι αμέσως μετά την ανακάλυψή τους ξεκίνησαν εντατικές μελέτες με αποτέλεσμα να εξελχθεί με αλματώδη βήματα κατασκευάζοντας μία ποικιλία απεικονιστικων συστημάτων τα οποία συμβάλλουν στις ανάγκες της έγκυρης και έγκαιρης πρόγνωσης και διάγνωσης αλλά παράλληλα και στην θεραπεία σοβαρών περιστατικών. Με τον όρο ιατρική απεικόνιση ονομάζουμε την in-vivo αναπαραγωγή ή απεικόνιση των εσωτερικών δομών του ανθρώπινου σώματος με σκοπό τη διάγνωση, το σχεδιασμό και την παρακολούθηση των θεραπευτικών αγωγών και τη συμβολη σε πειραματικές μελέτες. Κάθε είδος ιατρικής απεικόνισης πρέπει να χαρακτηρίζεται από την εγκυρότητα, να επιβαρύνει όσο το δυνατό λιγότερο τον οραγανισμό και να διεξάγεται σε σύντομο χρονικό διάστημα. Με την ευρύτερη έννοια η ιατρική απεικόνηση ενσωματώνει την Ακτινολογία, την Μαγνητική Τομογραφία, την Πυρηνική Ιατρική, τον Υπέρηχο, την Ενδοσκόπηση, την Ελαστογραφία και την θερμογραφία. Η ακτινολογία ως μία ιατρική ειδικότητα χωρίζεται σε δύο υποπεδία την διαγνωστική και την θεραπευτική. Στην Διαγνωστική απεικόνιση, χρησιμοποιείται ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία για τη διάγνωση και τη θεραπεία ασθενειών. Ακτίνες Χ περνούν μέσα από τους ιστούς του σώματος και έχουν την ιδιότητα να αμαυρώνουν το φωτογραφικό φιλμ, όταν το χτυπήσουν. Η απορρόφηση των ακτίνων Χ από τους ιστούς είναι διαφορετική, δηλαδή σε πυκνότερα αντικείμενα, όπως τα οστά απορροφούνται περισσότερο ενώ μαλακοι ιστοί από την άλλη πλευρά, απορροφούν λιγότερες ακτίνες. Το αποτέλεσμα είναι ότι σε μια φωτογραφία ακτίνων Χ του εσωτερικού 25

26 του σώματος, τα οστά εμφανίζονται ως φωτεινότερες περιοχές και των μαλακών ιστών εμφανίζονται ως σκοτεινότερες. Οπότε στόχος της διαγνωστικής Ακτινολογίας είναι ο σχηματισμός εικόνων της εσωτερικής ανατομικής δομής του ανθρώπινου σώματος το οποίο επτυγχάνεται με τη χρησιμοποίηση ακτίνων Χ. H Επεμβατική Ακτινολογία είναι ένας επιστημονικός τομέας της Ακτινολογίας, ο οποίος εξειδικεύεται στη διάγνωση ή/και θεραπεία παθήσεων με την εκτέλεση μικρών επεμβατικών πράξεων οι οποίες καθοδηγούνται από τις ακόλουθες απεικονιστικές τεχνικές: Ακτινοσκόπηση Υπερηχοτομογραφία Μαγνητική τομογραφία (MR) Αξονική τομογραφία (CT) 5.1 Τεχνικές απεικόνισης Κάποιες τεχνικές απεικόνισης που έχουν αναπτυχθεί χρησιμοποιώντας ακτίνες Χ είναι οι εξής: Η Ακτινογραφία : είναι η παλαιότερη και η συχνότερα χρησιμοποιούμενη μορφή της ιατρικής απεικόνισης που χρησιμοποιεί ακτίνες Χ και η οποία συμβάλει στη διάγνωση πολλών παθήσεων. Πρόκειται για μια ανώδυνη ιατρική εξέταση η οποία χρησιμοποιείται για την παραγωγή της εικόνων εσωτερικών περιοχών του σώματος, όπως του θώρακα, της κοιλιάς, των οστών. Η Ακτινοσκόπηση: είναι μια τεχνική απεικόνισης του σώματος σε πραγματικό χρόνο χρησιμοποιώντας ακτίνες Χ. 26

27 Εικόνα 17:Ακτινογραφικό Εικόνα 18: Φορητό ακτινοσκοπικό Εικόνα 19: ακτινοσκοπικό Η Αξονική/ Υπολογιστική Τομογραφία (CT): είναι μια τεχνική σάρωσης που χρησιμοποιεί ακτίνες Χ και μας δίνει εξαιρετικά ευκρινείς εικόνες του σώματος. Μια αξονική τομογραφία μπορεί να δώσει λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με πολλά μέρη του σώματος, συμπεριλαμβανομένων των πνευμόνων, των οστών, των μαλακών ιστών, της καρδιάς και των αιμοφόρων αγγείων. Μπορεί να 27

28 χρησιμοποιηθεί για τη διάγνωση και την παρακολούθηση πολλών περιπτώσεων. Εικόνα 20: Αξονικός τομογράφος Η Μαστογραφία: είναι η ακτινογραφία του μαστού η οποία πραγματοποιείται με τη βοήθεια ενός ειδικού μηχανήματος που ονομάζεται μαστογράφος. Με τη βοήθεια των ακτίνων Χ και τη χρήση χαμηλής δόσης ακτινοβολίας η μαστογραφία σήμερα χρησιμοποιείται για την εξέταση του ανθρώπινου μαστού με κύριο στόχο την έγκαιρη διάγνωση του καρκίνου του μαστού. Εικόνα 21: Μαστογράφος 28

29 6. Δοσιμετρικές Ποσότητες & Μονάδες Σύντομα μετά την ανακάλυψη των ακτίνων Χ από τον Roentgen το 1895 και της φυσικής ραδιενέργειας από τον Becquerel το 1896, κατέστη προφανές ότι η ιοντίζουσα ακτινοβολία ήταν χρήσιμη για τη διάγνωση και τη θεραπεία νόσου, αλλά και επιβλαβής για τους ανθρώπινους ιστούς. H έκθεση σε υψηλά επίπεδα ακτινοβολίας μπορεί να προκαλέσει δυσμενή βιολογικά αποτελέσματα στους ιστούς του ανθρώπινου σώματος αλλά παράλληλα μελέτες έδειξαν ότι η έκθεση σε ιοντίζουσα ακτινοβολία έχει επίσης τη δυνατότητα για μεταγενέστερες επιδράσεις, όπως η επαγωγή των κακοηθειών ή βλάβη γενετικό υλικό. Εικόνα 22: Βλαβερά αποτελέσματααπό την λανθασμένη χρήση των ακτίνων Χ Οι βλάβες που προκαλούνται είναι είτε σωματικές είτε γενετικές Οι σωματικές βλάβες μπορεί να είναι μακροπρόθεσμες και οφείλονται σε αυτές οι νεοπλάσεις ή βραχυπρόθεσμες σε αυτές οφείλονται τα διάφορα εγκαύματα που παρατηρούνται, αλλοιώσεις στο αίμα αλλά και ο θάνατος. Ενώ στις γενετικές συμπεριελαμβάνονται οι μεταλλάξεις των γεννετικών κυττάρων οι οποίες συνήθως παρουσιάζονται και στους απογόνους. 29

30 Εικόνα 23: Η μετάλλαξη του DNA που προήλθε από τη δράση της ακτινοβολίας οδηγεί σε 3 πιθανές περιπτώσεις Τα καθορισμένα αποτελέσματα εκδηλώνονται σε σύντομι χρονικό διάστημα και εμφανίζονται μόνο αν η δόση υπερβεί μια τιμή που ονομάζεται κατώφλι. Η πιθανότητα εμφάνισης βλάβης αυξάνεται ραγδαία μετά την υπέρβαση αυτής της τιμής. Πίνακας 1:Αποτελέσματα, συμπτώματα, δόση κατωφλίου και χρόνος εκδήλωσης. Παρατηρούμε ότι οι δόσεις κατωφλίου είναι πολύ μεγάλες.για να γίνει καλύτερα κατανοητό συγκρίνοντας τη δόση από μια τυπική 30

31 ακτινογραφία θώρακος η οποία είναι 0,0005 Gy και μιας ολόσωμη αξονική τομογραφία η οποία είναι 0,015 Gy παρατηρούμε ότι οι δόσειςείναι τουλάχιστον 1000 φορές μικρότερες από τις δόσεις κατωφλίου. Υψηλές τιμές δόσης οι οποίες προσεγγίζουν ή ξεπερνούν τις δόσεις κατωφλίου εμφανίζονται μόνο σε σοβαρά πυρηνικά ατυχήματα, σε απροσεξία κατά τον χειρισμό πολύ ισχυρών ραδιενεργών πηγών και στην ακτινοθεραπεία. Αντίθετα τα στοχαστικά εμφανίζονται μετά από μεγάλο χρονικό διάστημα και δεν εμφανίζουν κάποιο κατώτατο κατώφλι ενώ η πιθανότητα εκδήλωσης τους ξεκινά από μηδενική δόση και κάθε επιπλέον δόση που απορροφάται αυξάνει κατά τι την ήδη υπάρχουσα πιθανότητα εμφάνισής τους. Πίνακας 2: Στοχαστικά αποτελέσματα και αύξηση της πιθανότητας εμφάνισης. Σαν «φυσιολογική» πιθανότητα εννοείται η πιθανότητα εμφάνισης της βλάβης για λόγους άσχετους με την ακτινοβολία Η ιοντίζουσα ακτινοβολία και οι ραδιενεργές ουσίες είναι φυσικές και μόνιμα χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος, συνεπώς, οι κίνδυνοι που συνδέονται με την έκθεση σε ακτινοβολία μπορούν 31

32 μόνο να περιοριστούν και όχι να εξαλειφθούν τελείως. Επιπλέον,στις μέρες μας η χρήση τεχνητής ακτινοβολίας είναι πλέον ευρέως διαδεδομένη αφού πηγές της ιονίζουσας ακτινοβολίας είναι απαραίτητες στην ιατρική. Λόγω όμως των υψηλών κινδύνων των ιοντίζουσων ακτινοβολιών πρέπει να θέσουμε ορισμένα πρότυπα ασφαλείας και προστασίας από αυτή. Δηλαδή, είναι σημαντικό οι δραστηριότητες που συνεπάγονται έκθεση σε ακτινοβολία να υπόκειται σε ορισμένους κανόνες ασφαλείας για την προστασία των ατόμων που εκτίθενται σε αυτή, είτε επαγγελματικά, για ιατρικούς διαγνωστικούς ή θεραπευτικούς σκοπούς, είτε ως μέλη του κοινού. Με την αναγνώριση των δυσμενών αποτελεσμάτων των ιοντίζουσων ακτινοβολιών στην υγεία, άρχισε η οργάνωση της επιστημονικής κοινότητας για τη θέσπιση μηχανισμών ακτινοπροστασίας και ανάπτυξης ενός κλάδου της επιστήμης που θα ασχολούνταν με την μέτρηση της δόσης της ιοντίζουσας ακτινοβολίας. Το γεγονός αυτό, αφενός αποτελεί τη βάση των ακτινοθεραπευτικών εφαρμογών τους, και αφετέρου εγείρει την ανάγκη ακτινοπροστασίας κοινού, εργαζομένων και ασθενών στις ακτινοδιαγνωστικές εφαρμογές τους. 6.1 Δοσιμετρία Η Δοσιμετρία είναι ο κλάδος της επιστήμης, που ασχολείται με τις μετρήσεις των ιοντίζουσών ακτινοβολιών, και κυρίως, με τον προσδιορισμό της απορροφούμενης δόσης και συγγενών ποσοτήτων, ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης ιοντίζουσας ακτινοβολίας με αυτό. Η γνώση των δοσιμετρικών στοιχείων είναι απαραίτητη προυπόθεση στους τομείς, που σχετίζονται με τις ιοντίζουσες ακτινοβολίες, όπως π.χ. η ακτινοδιάγνωση, η ακτινοθεραπεία και η ακτινοπροστασία. Η δοσιμετρία αποτελεί ένα ξεχωριστό κλάδο της Φυσικής, ο οποίος συνεισφέρει σημαντικά σε όλες τις επιστήμες που κάνουν χρήση ιοντιζουσών ακτινοβολιών. Η ιεθνής Επιτροπή Μονάδων Ακτινοβολιών και Μετρήσεων (ICRU, International Commission on 32

33 Radiation Units and Measurements) πρόκειται για έναν όργανισμό ο οποίος ιδρύθηκε στο 1ο Παγκόσμιο Συνέδριο Ακτινολογίας το 1925 και έχει ως στόχο την ανάπτυξη εννοιών, ορισμών και συστάσεων για τη χρήση των ποσοτήτων και των μονάδων για την ιοντίζουσα ακτινοβολία και την αλληλεπίδρασή της με την ύλη, ιδίως όσον αφορά τις βιολογικές επιδράσεις που προκαλούνται από την ακτινοβολία. Η ατομική δοσιμέτρηση των επαγγελματικά εκτιθέμενων σε ιοντίζουσες ακτινοβολίες έχει σκοπό την εκτίμηση της ισοδύ-ναμης και ενεργού δόσης με αποτέλεσμα τον έλεγχο και τη μείωση της δόσης της ακτινοβολίας την βελτίωση των πρακτικών και μεθόδων την παρακολούθηση και έλεγχο των συστημάτων ακτινοπροστασίας. Αποτελεί μέσο πληροφόρησης πιθανού ατυχήματος. Η ατομική δοσιμέτρηση και η τήρηση του εθνικόυ Αρχείο Δόσεων πραγματοποιείται στα εργαστήρια της Ελληνικής Επιτροπής Ατομικής Ενέργειας και σύμφωνα με τον κανονισμό Ακτινοπροστασίας (Υπ. Απ.1014 (ΦΟΡ) 94, ΦΕΚ 216/Β, 6/3/01) είναι υποχρεωτική. Εικόνα 24: Πιστοποιητικό Διαπύστευσης εκδίδεται από το ΕΣΥΔ και αποτελεί τον επίσημο τεχνικό σύμβουλο του κράτους σε θέματα διαπίστευσης και εκπροσωπεί τη χώρα σε διεθνείς οργανισμούς αρμόδιους για τα θέματα αυτά. 33

34 6.2 Δόση & Έκθεση Η έκθεση, είναι χαρακτηριστικό της δέσμης της ακτινοβολίας και ισχύει μόνο για ακτινοβολία Χ και γ. Αντίθετα, η δόση αποτελεί χαρακτηριστικό του μέσου, και ισχύει για όλα τα είδη ακτινοβολίας. Ακόμη, η δόση είναι το αποτέλεσμα της έκθεσης, δηλαδή για να υπάρξει δόση, πρέπει απαραιτήτως να υπάρχει και μέσο, κάτι που δεν ισχύει για την έκθεση. 6.3 Δόση Ακτινοβολίας Απορροφουμενη Δόση Δόση είναι το φυσικό μέγεθος, που εκφράζει την ποσότητα της ενέργειας που απορροφάται ανά μονάδα μάζας. όση ακτινοβολίας (D),ορίζεται ο λόγος της ενέργειας που απορροφήθηκε από το υλικό προς τη μάζα του: D = E m Παλαιότερη μονάδα μέτρησης ήταν το rad (r, radiation absorbed dose), που ορίζεται ως η απορρόφηση ενέργειας 100 erg ανά g ακτινοβολούμενου υλικού, ενώ σήμερα χρησιμοποιείται το Gray (Gy), που είναι η επίσημη μονάδα του συστήματος S.I. και ορίζεται ως η απορρόφηση ενέργειας 1 Joule ανά kg ακτινοβολούμενου υλικού. Ισχύει: 1 Gy = 100 rads Οι παραπάνω μονάδες απορροφήσεως χρησιμοποιούνται τόσο για ακτινοβολίες Χ και γ οποιασδήποτε ενέργειας, όσο και για σωματιδιακές ακτινοβολίες. Για παράδειγμα, αν ακτινοβοληθεί ένα υλικό μάζας 2 kg με ακτίνες-χ και απορροφήσει ενέργεια 10 Joule, τότε η απορροφούμενη δόση είναι: D=E/m = 10 Joule/2 kg = 5 Gy. Την ίδια απορροφούμενη δόση (5 Gy) θα έχουμε αν το υλικό ακτινοβοληθεί με ηλεκτρόνια και απορροφήσει ενέργεια 10 Joule. Συνεπώς, η 34

35 απορροφούμενη δόση είναι ανεξάρτητη του είδους της ιοντίζουσας ακτινοβολίας που προσβάλλει ένα υλικό. 6.4 Ισοδυναμη Δόση Η ίδια δόση ακτινοβολίας στο ίδιο βιολογικό υλικό, είναι πιθανό να επιφέρει ποσοτικώς διαφορετικά αποτελέσματα, πράγμα που εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Για το συγκεκριμένο λόγο, έχει εισαχθεί ως βιολογική μονάδα δοσιμετρίας, η ισοδύναμη δόση. Ισοδύναμη δόση, λοιπόν, ονομάζεται η απορροφούμενη δόση σε έναν ιστό ή όργανο Τ, σταθμισμένη για το είδος και την ποιότητα της ακτινοβολίας R. ίνεται από τη σχέση: H T =D W R (4) όπου D : η δόση που απορροφάται στον ιστό ή στο όργανο Τ από την ακτινοβολία R, και WR : ο συντελεστής στάθμισης της ακτινοβολίας ή παράγοντας βαρύτητας (ή ποιότητας) της ακτινοβολίας, όπως ονομάζεται και εξαρτάται από την από το είδος της ακτινοβολίας. Μονάδα μέτρησης της ισοδύναμης δόσης είναι το Sv (σίβερτ). Σαν μονάδα είναι αρκετά μεγάλη και για τον λόγο αυτό χρησιμοποιούνται υποπολλαπλάσια της, όπως το msv (= 0,001 Sv, «μιλισίβερτ»). Πίνακα 3: δίνονται οι τιμές του συντελεστή στάθμισης WR. Για παράδειγμα, έστω ένας οφθαλμός απορρόφησε δόση 2 Gy από ακτινοβόληση με φωτόνια, ενώ ένας άλλος απορρόφησε την ίδια δόση από σωμάτια-α. 35

36 Στην περίπτωση των φωτονίων η ισοδύναμη δόση είναι : HT= 2 Gy. 1 = 2 Sv Στην περίπτωση των σωματίων-α: ΗT= 2 Gy. 20 = 40 Sv Όπως φαίνεται η βιολογική βλάβη από τα σωμάτια-α είναι 20πλάσια από αυτή που προκαλούν τα φωτόνια. 6.5 Ενεργός δόση Οι ανθρώπινοι ιστοί για δεδομένη ισοδύναμη δόση Ηt ακτινοβολίας επηρεάζονται με διαφορετική βαρύτητα στον συνολικό κίνδυνο που διατρέχει από την ακτινοβόλησή τους η υγεία του ανθρώπου. Για παράδειγμα, η ακτινοβόληση του αιμοποιητικού ιστού, ενέχει μεγαλύτερο κίνδυνο για την υγεία από ότι η ακτινοβόληση με ίση ισοδύναμη δόση Ηt του θυρεοειδούς και αυτή με τη σειρά της μεγαλύτερο κίνδυνο από ότι η ακτινοβόληση του δέρματος αντίστοιχα. Για να ληφθεί υπόψη η συνολική επιβάρυνση της υγείας από την ακτινοβόληση ενός ή περισσοτέρων οργάνων ή ιστών χρησιμοποιείται η έννοια της ενεργού δόσης. Η ενεργός δόση (Εeff) είναι το άθροισμα των γινομένων της ισοδύναμης δόσης που έλαβε κάθε ιστός (Τ) επί έναν συντελεστή WT ο οποίος εξαρτάται από το είδος του ιστού. E eff = H T W T T (5) ή πιο αναλυτικά: E eff = W T W R D (6) Τ R Η ενεργός δόση μετράται και αυτή σε Sv και αναφέρεται στην ολόσωμη δόση. 36

37 Πίνακα 4: δίνονται οι τιμές του συντελεστή WT για διάφορους ιστούς. Ας εξετάσουμε στο σημείο αυτό ένα παράδειγμα. Έστω ότι ένας ασθενής έκανε μια ακτινογραφία θώρακος και μια ουροδόχου κύστεως. Η απορροφούμενη δόση για την κάθε μια ήταν ίδια και ίση με 0,01 mgy (η τιμή αυτή δεν είναι πραγματική αλλά αυθαίρετη). Θα υπολογίσουμε την ενεργό δόση για την κάθε εξέταση και την συνολική ενεργό δόση που έλαβε αυτός ο ασθενής. Η ενεργός δόση από την ακτινογραφία θώρακος είναι (εξίσωση 6): θωρ θωρ E eff = DW R W T =0.01 mgy =0.012mSv Οι τιμές των W =1 και WTθωρ=0,12 (πνεύμονες) είναι από τους παραπάνω πίνακες. Με όμοιο τρόπο υπολογίζουμε την ενεργό δόση από την ακτινογραφία ουροδόχου κύστεως: κυστ κυστ E eff = D W R W T =0.01 mgy 10.04= msv Παρατηρούμε ότι αν και η δόση από τις δυο εξετάσεις είναι ίδια οι ενεργές δόσεις διαφέρουν σημαντικά (σχεδόν 10 φορές). Η ολική ενεργός δόση που μας δίνει το μέτρο της ακτινικής επιβάρυνσης είναι το άθροισμα των ενεργών δόσεων, δηλαδή 0,0016 msv. Εν κατακλείδι, η διαφορά μεταξύ ισοδύναμης και ενεργού δόσης είναι ότι η πρώτη λαμβάνει υπόψη το είδος της ακτινοβολίας, ενώ η δεύτερη λαμβάνει υπόψη τόσο το είδος της ακτινοβολίας όσο και το είδος του ιστού ή οργάνου που ακτινοβολείται. 37

38 6.6 Δόση δέρματος Δόση δέρματος ορίζουμε την ενεργό δόση που απορροφάται σε βάθος 0,07 mm από την επιφάνεια του δέρματος κατά τη διάρκεια της ακτινοβόλησης. Χρησιμοποιείται σαν δείκτης της επιβάρυνσης του δέρματος, αλλά και σαν εργαλείο για τον υπολογισμό, με μαθηματικές μεθόδους, της συνολικής δόσης που έλαβε ο εκτιθέμενος. Σε ακτινοσκοπικές κυρίως εξετάσεις, η διάρκεια της ακτινοβόλησης του ασθενή είναι ιδιαίτερα μεγάλη με αποτέλεσμα την πιθανή δημιουργία ερυθήματος (υπέρβαση του ορίου ακτινικής αντοχής). Για τον λόγο αυτό είναι απαραίτητη η συνεχής παρακολούθηση της δόσης δέρματος κατά τη διάρκεια των ακτινοσκοπικών εξετάσεων. Στη συνέχεια θα δούμε πως γίνεται η παρακολούθηση αυτή. 6.7 Το μέγεθος DAP Τα αρχικά DAP προέρχονται από την πρόταση Dose Area Product που σημαίνει «γινόμενο δόσης επί επιφάνεια». Σαν μέγεθος ορίζεται ως το γινόμενο της δόσης, D, που απορροφάται σε μια επιφάνεια εμβαδού A επί την επιφάνεια αυτή: DAP = D A Μονάδα μέτρησης του DAP είναι το Gy.cm 2. Εικόνα 25: Ανεξαρτησία του DAP από την απόσταση της επιφάνειας που ακτινοβολείται από την πηγή. 38

39 Λόγω του ορισμού του, η μέτρηση του μεγέθους DAP είναι ανεξάρτητη της απόστασης από την πηγή της ακτινοβολίας. Για το λόγο αυτό, οι συσκευές που μετρούν το DAP τοποθετούνται στην κεφαλή του ακτινοσκοπικού συστήματος και παρέχουν ανά πάσα στιγμή ενδείξεις της τιμής του. Οι τιμές του DAP μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό της δόσης δέρματος του ασθενή. Συνήθως η μετατροπή γίνεται με τον πολλαπλασιασμό ενός συντελεστή που υποδεικνύει ο Ακτινοφυσικός του ακτινολογικού εργαστηρίου. Με τον τρόπο αυτό, ο ακτινολόγος και το προσωπικό γνωρίζουν κάθε στιγμή τη δόση δέρματος κατά την εξέταση για την αποφυγή ακτινικής βλάβης. 6.8 Δοσίμετρα οσίμετρο ονομάζεται η διάταξη, το όργανο ή το σύστημα που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση ή την εκτίμηση οποιασδήποτε ποσότητας μπορεί να συσχετιστεί με τον καθορισμό της δόσης ακτινοβολίας ή εκθέσεως. Το είδος της ατομικής δοσιμέτρησης εξαρτάται αρχικά απ' το αν η ακτινοβόληση είναι εξωτερική ή εσωτερική. Το δοσίμετρο που χρησιμοποιείται για την εξωτερική ακτινοβόληση είναι δοσίμετρο θερμοφωταύγειας (TLD). Εικόνα 26 : Δοσίμετρα θερμοφωταύγειας (TLD) 39

40 Για την εσωτερική ακτινοβόληση οι τυπικές μέθοδοι ελέγχου περιελαμβάνουν τις άμεσες και έμμεσες μετρήσεις. Οι άμεσες γίνονται in-vivo (απευθείας στον ίδιο τον εξεταστή), ενώ οι έμμεσες γίνονται in-vitro οι οποιές ελέγχονται από διάφορα βιολογικά δείγματα που λαμβάνονται από τον εξεταζόμενο (π.χ ούρα, κόπρανα, εκκρίματα ρινικής κοιλότητας). Τα όργανα που χρησιμοποιούνται για τη δοσιμετρία είναι διάφορα είδη οργάνων και οι αρχές λειτουργίας τους στηρίζονται σε διάφορες επιδράσεις της ακτινοβολίας (π.χ. ιοντισμοί, διεγέρσεις, χημικές μεταβολές, βιολογικές επιδράσεις, αύξηση της θερμοκρασίας, κτλ.) Οπότε μπορούμε να διακρίνουμε πολλές μέθοδούς, όπως θερμιδομετρία, χημική δοσιμετρία, βιολογική δοσιμετρία, δοσιμετρία με ανιχνευτές ιχνών, και πολλές άλλες τεχνικές. 40

41 7. Ακτινοπροστασία Όπως αναφέραμε και στην αρχή η ακτινοβολία αποτελεί μορφή μεταφερόμενης ενέργειας και διακρίνεται σε σωματιδιακή (ηλεκτρόνια, πρωτόνια, νετρόνια ή α-σωμάτια) και ηλεκτρομαγνητική (φωτόνια) η οποία με τη σειρά της υποδιαιρείται περαιτέρω σε ιοντίζουσα και μη ιοντίζουσα, με κριτήριο εάν προκαλεί ή όχι ιοντισμό των ατόμων. Η ακτινοπροστασία αποσκοπέι στην προστασία των ανθρώπων και του περιβάλλοντος οι οποίοι εκτίθενται σε ιοντίζουσες ακτινοβολίες με την παροχή υψηλού συστήματος ασφαλείας και παράλληλη διατήρηση του οφέλους που προκύπτει από την ορθολογική χρήση τους στους τομείς της υγείας, της βιομηχανίας, της ενέργειας και της έρευνας. Ένα σύστημα Ακτινοπροστασίας θα πρέπει να έχει σαν στόχο ότι η χρήση των ιοντίζουσων ακτινοβολιών να κάνει περισσότερο καλό από ότι κακό.θα πρέπει να απαιτεί ρυθμήσεις που να μεγιστοποιούν το καθαρό όφελος. 7.1 Η Διεθνής Επιτροπή Ραδιολογικής Προστασίας ή Ακτινοπροστασίας (IRCP) Σημαντικός σταθμός στην εξέλιξη της Ακτινοπροστασίας υπήρξε η δημιουργία της Διεθνούς Επιτροπής Ραδιολογικής Προστασίας ICRP το Έκτοτε μέχρι και σήμερα καθορίζει την ακολουθητέα διεθνή πολιτική σε θέματα ακτινοπροστασίας.οι αρχές της ακτινοπροστασίας στη χώρα μας είναι υπό μορφή Νομοθεσίας σύμφωνα με τους Κανονισμούς Ακτινοπροστασίας.(ΦΕΚ 216, 6/3/2001, τ. Β, «Έγκριση Κανονισμών Ακτινοπροστασίας»). 41

42 7.2 Εθνικό συστημα ακτινοπροστασίας - Βασικές αρχές Το Εθνικό σύστημα ακτινοπροστασίας στηρίζεται στο αντίστοιχο σύστημα της ICRP και εφαρμόζονται σε όλες τις περιπτώσεις που έχουμε την έκθεση ανθρώπων σε ιοντίζουσες ακτινοβολίες.οι τρεις βασικές αρχές Ακτινοπροστασίας είναι οι εξής: 1. Αρχή της Αιτιολόγησης, 2. Αρχή της Βελτιστοποίησης και 3. Αρχή των Ορίων Δόσεων, 1) Αρχή της Αιτιολόγησης: Μία πρακτική ή δραστηριότητα που ενέχεται σε έκθεση ενός ατόμου σε ιοντίζουσα ακτινοβολία, μπορεί να εφαρμοστεί μόνον αν έχει αιτιολογηθεί επαρκώς.δηλαδή θα πρέπει να αποφέρει ικανοποιητικό όφελος στα εκτιθέμενα άτομα έτσι ώστε οι επιδιωκόμενη ωφέλεια να είναι μεγαλύτερη από τα δυσμενή βιολογικά αποτελέσματα.οι μη αιτιολογημένες εκθέσεις απαγορεύονται. 2) Αρχή της βελτιστοποίησης(a.l.a.r.a.(as Low As Reasonably Achievable): Τόσον οι πηγές όσο και τα μηχανήματα παραγωγής ακτινοβολιών στα πλαίσια μιας πρακτικής, πρέπει να προσφέρουν κάτω από τις επικρατούσες συνθήκες λειτουργίας τους την καλύτερη δυνατή προστασία και ασφάλεια, έτσι ώστε : (α) το μέτρο της ενεχόμενης έκθεσης, (β) η πιθανότητα μη αναμενόμενης έκθεσης και (γ)ο αριθμός των εκτιθεμένων ατόμων, να είναι τόσο μικρά όσον αυτό είναι λογικά εφικτό (γνωστή ως αρχή της ALARA As Low As Reasonably Achievable), λαμβανομένων υπόψη οικονομικών και κοινωνικών παραγόντων. Αρχή των ορίων δόσεων : εν επιτρέπεται υπέρβαση των ορίων δόσεων που καθορίζει ο κανονισμός ακτινοπροστασίας. Η 3) 42

43 αρχή αυτή δεν περιλαμβάνει τις ιατρικές εφαρμογές για τους ασθενείς. Οι ατομικές εκθέσεις σε ακτινοβολία, που οφείλονται στο σύνολο των πηγών ακτινοβόλησης στα πλαίσια των εγκεκριμένων πρακτικών, πρέπει να υπόκεινται σε όρια δόσεων ή όρια κινδύνων, η υπέρβαση των οποίων θεωρείται μη αποδεκτή (απαγορεύεται η υπέρβαση των ορίων δόσεων). 7.3 Διαγνωστικά Επίπεδα Αναφοράς (ΔΕΑ) Τα ΔΕΑ αποτελούν τον κύριο πυλώνα της ακτινοπροστασίας τόσο των εξεταζόμενων όσο και των ασθενών κατά την διάρκεια έκθεσης σε ιοντίζουσες ακτινοβολίες. Τα διαγνωστικά επίπεδα αναφοράς ορίζονται στην οδηγία MED (Euratom) ως εξής: Διαγνωστικά επίπεδα αναφοράς : επίπεδα δόσης στις ιατρικές ακτινοδιαγνωστικές πράξεις ή, στην περίπτωση των ραδιοφαρμακευτικων προιόντων, επίπεδα ραδιενέργειας για εξετάσεις ομάδων ασθενων τυπικου μεγέθους ή τυπικων ομοιωμάτων για ευρέως οριζόμενους τυπους εξοπλισμου. Τα επίπεδα αυτά δεν θα πρέπει να υπερβαίνονται κατά τις τυπικές διαδικασίες όταν εφαρμόζεται ορθή και κανονική πρακτική όσον αφορά τη διαγνωστική και τις τεχνικές επιδόσεις.οταν γίνεται υπέρβαση των διαγνωστικων επιπέδων αναφοράς, πρέπει να διεξάγονται τοπικές αναθεωρήσεις. Στο πλαίσιο της βελτιστοποίησης εισήγαγαν αυτά τα διαγνωστικά επίπεδα ύστερα από σύσταση της Διεθνούς Επιτροπής Ακτινοπροστασίας.Με τον όρο Βελτιστοποίηση εννοούμε τη διατήρηση της δόσης "στο κατώτερο εφικτό επίπεδο''. Επομένως στις εκθέσεις σε ακτινοβολία αυτό σημαίνει ότι η δόση θα είναι η χαμηλότερη δυνατή προκειμένου να εξασφαλιστεί η απαιτούμενη ποιότητα και να αποκτηθούν οι επιθυμητές διαγνωστικές πληροφορίες. 43

44 Σύμφωνα με τους Κανονισμούς Ακτινοπροστασίας και τις Ευρωπαϊκές Οδηγίες θεσπίζονται σε εθνικό επίπεδο και αναθεωρούνται σε τακτά χρονικά διαστήματα. Τα ΔΕΑ εκδίδονται υπό μορφή υπουργικής απόφασης μετά από τη σχετική εισήγηση της ΕΕΑΕ. Τα διαγνωστικά επίπεδα αναφοράς εφαρμόζονται στις ακτινοδιαγνωστικές εξετάσεις, τόσο στη διαγνωστική ακτινολογία όσο και στην πυρηνική ιατρική αλλά δεν εφαρμόζονται σε ατομικές εκθέσεις ασθενών. Τα όρια δόσεως για τους επαγγελματικά εκτιθεμένους και για μεμονωμένα άτομα του κοινού είναι διαφορετικά. Για τους επαγγελματικά εκτιθεμένους το ετήσιο όριο της ενεργού δόσεως είναι κατά μέσον όρο 20 msv με μέγιστο τα 50 msv, ενώ κατά τη διάρκεια περιόδου πέντε συνεχόμενων ετών δεν πρέπει να ξεπερνά τα 100 msv. Για μεμονωμένα άτομα του κοινού, το όριο της ενεργού δόσης καθορίζεται σε 1 msv κατά τη διάρκεια ενός έτους για το σύνολο των εφαρμοζομένων πρακτικών. Στα όρια αυτά δεν περιλαμβάνονται οι δόσεις που οφείλονται στην ακτινοβολία του υποστρώματος και στις ιατρικές εκθέσεις για διαγνωστικούς και θεραπευτικούς σκοπούς. Τα όρια δόσεως για τους επαγγελματικά εκτιθεμένους και για μεμονωμένα άτομα του κοινού δίδονται στην παρακάτω εικόνα. Εικόνα 27: Όρια δόσεως για τους επαγγελματικά εκτιθεμένους και για μεμονωμένα άτομα του κοινου 44

45 Σημαντικό χαρακτηριστικό της βελτιστοποίησης είναι η επιλογή των περιορισμών της δόσης.τα όρια που υπαγορεύτηκαν από κανονιστικές επιτροπές και οι περιορισμοί που εφαρμόζονται από τους υπεύθυνους σε κάθε λειτουργία σαν μέρος του καθημερινού ελέγχου των εκθέσεων, δεν είναι περιορισμοί αλλά καθιερώνονται στη βάση των αποτελεσμάτων της βελτιστοποίησης σαν εξειδικευμένα όρια εργασίας.συνήθως είναι απαραίτητο οι περιορισμοί της δόσης να καθοριστούν σε εθνικά ή τοπικά επίπεδα. H εφαρμογή των αρχών Ακτινοπροστασίας γίνεται από όλους τους εμπλεκόμενους φορείς: Γιατροί (παραπέμπουν / διαγνώσκουν) Χειριστές μηχανημάτων τεχνολόγοι κλπ. Ακτινοφυσικοί Ιατρικής, ως σύμβουλοι / υπεύθυνοι Ακτινοπροστασίας κλπ. Η υιοθέτηση των ΔΕΑ στην επεμβατική ακτινολογία αναπτύχθηκε έχοντας την ανάγκη για την βελτιστοποίηση της ακτινοπροστασίας.ο καθορισμός των ΔΕΑ γίνεται σε δύο επίπεδα: ΔΕΑ σχετικά με τις επεμβατικές διαδικασίες ΔΕΑ σχετικά με την απόδοση/χρήση των συστημάτων επεμβατικής ακτινολογίας. Για τον καθορισμό των πρώτων απαιτείται η συλλογή σημαντικού αριθμού στοιχείων των ασθενών για κάθε είδος εξέτασης, ενώ για τον καθορισμό των δεύτερων απαιτούνται μετρήσεις με τη χρήση καθορισμένων ομοιωμάτων από ένα σημαντικό αριθμό συστημάτων. Τα μεγέθη τα οποία χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό των ΔΕΑ επεμβατικών διαδικασιών είναι: α)ο χρόνος ακτινοσκόπησης, β)το γινόμενο Air kerma επιφάνειας (PKA ή KAP) γ)και ο αριθμός των ληφθέντων εικόνων (CINE ή DSA) Ο καθορισμός των ΔΕΑ γίνεται από το Υπουργείο Υγείας και Πρόνοιας μετά από εισηγήσεις της Ε.Ε.Α.Ε. Η εφαρμογή των ΔΕΑ 45

46 έχει ως αντικείμενικό σκοπό τη συνεχή διαδικασία βελτιστοποίησης των διαγνωστικών τεχνικών. Είναι επίπεδα διερεύνησης και όχι όρια δόσης. Στους παρακάτω πίνακες, δίδονται η μέση ενεργός δόση για κάποιες τυπικές ακτινολογικές εξετάσεις και εξετάσεις της πυρηνικής ιατρικής αντίστοιχα. Στην τελευταία στήλη των δύο πινάκων δίδονται παραδείγματα από αντίστοιχες ενδεικτικές τιμές ΔΕΑ, που χρησιμοποιούνται σήμερα στην Ευρωπαϊκή Ένωση και στην Ελλάδα. Τα ΔΕΑ εκδίδονται από την ΕΕΑΕ. Πίνακας 5: Τιμές ενεργών δόσεων [UNSCEAR Report 2000] και διαγνωστικά επίπεδα αναφοράς (ΔΕΑ) για τυπικές ακτινολογικές εξετάσεις, όπως έχουν εκδοθεί από το ΔΟΑΕ, την Ευρωπαϊκή Ένωση και την ΕΕΑΕ. 46

47 7.4 Βασικοί Κανόνες Ακτινοπροστασίας Οι βασικοί κανόνες ακτινοπροστασίας είναι τρεις i. η απόσταση ii. ο χρόνος και iii. η θωρακιση Ο χρόνος: η μείωση του χρόνου έκθεσης συνεπάγεται και στη μείωση της δόσης και αυτό οφείλεται στο ότι οι δόσεις της ακτινοβολίας που λαμβάνει ένα άτομο είναι ανάλογες με το χρόνο στον οποίο το άτομο είναι εκτεθειμένο στην πηγή ακτινοβολίας. (Παραδείγματος χάρη αν ο ρύθμος δόσης είναι 300μSv/h τότε για χρόνο 5 min η δόση θα είναι 25μSv ενώ για χρόνο 30 min η δόση θα είναι 150μSv). Η απόσταση: στην απόσταση ισχύει ο νόμος του Αντίστροφου Τετραγώνου, δηλαδή όσο αυξάνεται η απόσταση τόσο έχουμε μείωση της δόσης. (Παραδείγματος χάρη αν ο ρυθμός δόσης είναι 800μSv/h σε απόσταση 1 μέτρου, τότε για απόσταση 1 μέτρου η δόση θα είναι 800μSv ενώ για απόσταση 4 μέτρων η δόση θα είναι 50μSv/h και για απόσταση 20cm θα είναι 20000μSv/h). Η θωράκιση: με την παρεμβολή κατάλληλου προστατευτικού μέσου μπορεί να περιοριστεί ο κίνδυνος της ακτινοβολίας. Το είδος της θωράκισης εξερτάται από το είδος της ακτινοβολίας, την ενεργότητα της πηγής και τον ρυθμό δόσης.(παραδείγματος χάρη αν ο ρυθμός δόσης είναι 30μSv/h(ενέργεια:200keV) τότε χωρίς θωράκιση σε απόσταση 1 μέτρου η δόση θα είναι 300μSv/h ενώ με θαράκιση <35μSv/h). Τα πιο κοινά υλικά θωράκισης για τις ακτίνες Χ και γ είναι ο μόλυβδος, το μπετόν και ο σίδηρος. 47

48 7.5 Μερικά παραδείγματα μέτρων ακτινοπροστασίας Εικόνα 27: Η θωράκιση στους τοίχους του από φύλλα μολύβδου και ειδικό παράθυρο παρατήρησης κατασκευασμένο από μολυβδύαλο κατάλληλου πάχους. 7.6 Ακτινοπροστατευτικός Εξοπλισμός 48

49 Στην επεμβατική ακτινολογία λόγω του μεγάλου χρόνου έκθεσης αλλά και της φύσης των διαδικασιών απαιτούνται μεγαλύτερα μέτρα προστασίας. 7.8 Δοσιμέτρηση Προσωπικου 49

50 Πειραματικό Μέρος 8. Εισαγωγή Γενικά η ακτινολογία είναι ο κλάδος της ιατρικής ο οποίος ασχολείται με την ιατρική απεικόνιση χρησιμοποιώντας μηχανήματα παραγωγής και εκπομπής ακτινοβολίας όπως συσκευές ακτίνων Χ. Η ακτινολογία ως μία ιατρική ειδικότητα χωρίζεται σε δύο υποπεδία την διαγνωστική και την θεραπευτική ακτινολογία. Η διαγνωστική ασχολείται με μεθόδους απεικόνισης που βοηθούν στη διάγνωση της νόσου, ενώ η επεμβατική χρησιμοποιώντας απεικονιστηκές μεθόδους μπορεί να καθοδηγήσει επεμβατικές χειρουργικές επεμβάσεις. Η μελέτη μας γίνεται στα συστήματα ιατρικής απεικόνισης και συγκεκριμένα υπολογίζουμε την μέση δόση της ακτινοβολίας που λαμβάνει ο ασθενής κατά την ακτινοσκόπηση σε δύο διαφορετικές διαδικασίες. Η αλματώδης ανάπτυξη της ιατρικής απεικόνησης οδήγησε στην κατασκευή και την συνεχή εξέλιξη τεχνολογιικών συστημάτων στη διαγνωστική ακτινολογία καθώς και η εφαρμογή νέων απεικονιστικών τεχνικών και μεθόδων, με αποτέλεσμα η χρήση του Ακτινολογικού και Ακτινοσκοπικού να έχει καταταχθεί σε ένα από τα σημαντικότερα εργαλεία που διαθέτει η ακτινοδιαγνωστική επιστήμη. Λόγω αυτής της συνεχής χρήσης των συστημάτων και με την γνώση μας για τις βλάβες που μπορούν να προκαλέσουν οι ιοντίζουσες ακτινοβολίες επιβάλλεται η συστηματική δοσιμετρία σε κάθε επαγγελματική έκθεση σε τέτοιες ακτινοβολίες ώστε να μην υπάρχει υπέρβαση των ορίων δόσεων και επιπλέον να είναι εφικτή η διαρκής παρακολούθηση της λαμβανόμενης δόσης της ακτινοβολίας. 50

51 8.1 Ακτινολογία Το κλασικό ακτινολογικό αποτελείται από τα εξής μέρη: Η κεφαλή Η κεφαλή του συστήματος περιλαμβάνει τη λυχνία παραγωγής των ακτίνων-χ Διαφράγματα Κάτω από την θυρίδα εξόδου της δέσμης ακτίνων Χ βρίσκεται το σύστημα καθορισμού του επιθυμητού και αναγκαίου πεδίου ακτινοβόλησης (διαφραγματικό σύστημα). Εξεταστική τράπεζα Η εξεταστική τράπεζα είναι κατασκευασμένη από υλικά που προκαλούν όσο το δυνατό χαμηλότερη εξασθένιση της ακτινοβολίας. Η τράπεζα μπορεί να μετακινηθεί ώστε να εξασφαλίζεται η κατάλληλη τοποθέτηση του ασθενή για την εξέταση. Γεννήτρια υψηλής τάσης Για την παραγωγή ακτινοβολίας απαιτείται να αναπτυχθεί μεταξύ ανόδου και καθόδου τάση της τάξης των χιλιάδων Volt. Κονσόλα χειρισμού Με βάση το χειριστήριο γίνεται ο ποιοτικός και ποσοτικός έλεγχος της δέσμης ακτίνων Χ.Η ποιότητα και η ποσότητα της δέσμης των ακτίνων Χ ρυθμίζονται από τις εξής παραμέτρους: Ρύθμιση των kvp H ακτινολογική λυχνία εκπέμπει φωτόνια με συνεχές φάσμα ενεργειών. Με την επιλογή των kvp ουσιαστικά ορίζουμε τη μέγιστη τιμή της ενέργειας του φάσματος των φωτονίων. Η διεισδυτική ικανότητα της δέσμης των ακτίνων Χ εξαρτάται από τη διαφορά δυναμικού μεταξύ ανόδου και καθόδου της λυχνίας.αυτό έχει ως αποτέλεσμα όσο πιο παχύς είναι ο ασθενής τόσο πιο μεγάλη τιμή kvp επιλέγουμε ώστε να έχουν τα φωτόνια την ικανή ενέργεια για να διαπεράσουν τον ασθενή και να προσπέσουν στο ακτινολογικό φιλμ. 51

52 Ρύθμιση του χρόνου έκθεσης (sec) Η διάρκεια της ακτινοβόλησης καθορίζεται από το χρόνο έκθεσης. Στην ακτινολογία μας ενδιαφέρει ο χρόνος να είναι όσο το δυνατό μικρότερος ώστε να αποφευχθεί η ασάφεια που προκαλείται στην εικόνα λόγω της κίνησης του ασθενή ή της κίνησης των ανατομικών δομών που απεικονίζουμε (π.χ. καρδιά, πνεύμονες). Το γινόμενο mas Με mas συμβολίζουμε το γινόμενο του ρεύματος επί τον χρόνο ονομάζεται έκθεση και είναι ενδεικτικό του αριθμού των φωτονίων που παρήγαγε η λυχνία.επιπλέον καθορίζουν την αμαύρωση που θα προκληθεί στο ακτινολογικό φιλμ. Διάγραμμα 1:Κλάσμα διέλευσης ακτινοβολίας Αντιδιαχυτικό Διάφραγμα (Bucky) Κατά την ακτινοβόληση του ασθενή η δέσμη των ακτίνων Χ που διαπερνά και εξέ-ρχεται από τον ασθενή αποτελείται από την πρωτογενή και την σκεδαζόμενη ακτινοβολία. Η πρώτη συνιστώσα της δέσμης λόγω του ότι δεν αλληλεπιδρά με τον ασθενή είναι υπεύθυνη για την αποτύπωση της ακτινογραφικής εικόνας. Αντίθετα 52

53 η δεύτερη συνιστώσα δημιουργείται μέσα στο σώμα του ασθενή κατά την διάρκεια της αλληλεπίδρασης της πρωτογενούς με αυτόν και όταν αυτή με τη σειρά της φτάσει στο φιλμ δημιουργεί ομίχλωση η οποία υποβαθμίζει την ποιότητας της ακτινογραφίας. Επομένως είναι αναγκαία η απόρριψή της και αυτό πραγματοποιείται με την χρήση αντιδιαχυτικών διαφραγμάτων που καλούνται και Bucky από τον Gustave Bucky που τα πρότεινε το Ακτινολογικό φιλμ - ενισχυτική πινακίδα Το φιλμ είναι ένας μετατροπέας ο οποίος μετατρέπει τη ενέργεια των φωτονίων που πέφτουν πάνω του σε εικόνα.επειδή το φιλμ από μόνο του δεν είναι αρκετά ευαίσθητο στην ακτινοβολία-χ, ο σχηματισμός ικανής εικόνας θα απαιτούσε μεγάλο αριθμό φωτονίων και κατά συνέπεια μεγάλη δόση στον ασθενή. Το πρόβλημα αυτό παρακάμπτεται με τη χρήση ενισχυτικής πινακίδας η οποία μετατρέπει την ενέργεια των φωτονίων που προσπίπτουν σε αυτή σε ορατό φως με το φαινόμενο του φθορισμού. 8.2 Ακτινοσκόπηση Ακτινοσκόπηση είναι η απεικόνιση του εσωτερικού του σώματος σε πραγματικό χρόνο. Πρόκειται για μία συνεχή ακτινογράφηση με προβολή και καταγραφή των εικόνων σε σύστημα video (και φιλμ). Η παραγωγή των ακτίνων-χ γίνεται με ακτινογραφική λυχνία όπως και στην ακτινογράφηση και μπορεί να είναι είτε συνεχής είτε παλμική. Η παλμική λειτουργία μειώνει τη δόση που δέχεται ο ασθενής. Σύστημα ακτινοσκόπησης Το σύστημα ακτινοσκόπησης αποτελείται από τις εξής διαδοχικές μονάδες: Λυχνία ακτίνων Χ Φίλτρα Σύστημα κατευθυντή Τράπεζα και ασθενής 53

54 Αντιδιαχυτικό πλέγμα Ενισχυτής εικόνας Οπτικό σύστημα Σύστημα παρατήρησης και καταγραφής Από αυτές τις μονάδες, μερικές είναι ίδιες με τις αντίστοιχες της κλασικής ακτινοδιαγνωστικής. Ο ενισχυτής εικόνας Αποτελεί μία μονάδα του ακτινοσκοπικού συστήματος και το διαφοροποιεί σε σχέση με την κλασική ακτινογραφία.ο ενισχυτής εικόνας μπορεί με κατάλληλα ηλεκτρονικά συστήματα να μετατρέψει τις ακτίνες Χ που διέρχονται από το σώμα του εξεταζομένου σε εικόνα πραγματικού χρόνου, δηλαδή μπορεί να επιτευχθεί η λήψη εικόνων με όσο το δυνατόν λιγότερα φωτόνια ακτίνων Χ τα οποία έπειτα ενισχύονται αυξάνοντας την φωτεινότητά της τελικής εικόνας και κατ επέκταση και της τελικής πληροφορίας.οι δύο βασικές λειτουργίες του είναι η μετατροπή των ακτίνων Χ σε ορατά φωτόνια και η ενίσχυση του ορατού φωτός (αύξηση της φωτεινότητας της αρχικής εικόνας) στην έξοδό του. Ο ενισχυτή εικόνας αποτελείται από τέσσερα κύρια μέρη: α) το γυάλινο αερόκενο περίβλημα β) το στρώμα φωσφόρου εισόδου, που μετατρέπει τις ακτίνες Χ σε ηλεκτρόνια γ) ηλεκτρονικούς φακούς που εστιάζουν τα ηλεκτρόνια δ) το στρώμα φωσφόρου εξόδου, που μετατρέπει τα ηλεκτρόνια σε ορατό φως. Η διάμετρος του είναι μικρότερη από την διάμετρο του φωσφόρου εισόδου, ώστε να σχηματιστεί η αρχική ακτινολογική εικόνα σε σμίκρυνση. 54

55 Εικόνα 28: τα μέρη του ακτινοσκοπικού μηχανήματος 8.3 Διαδικάσία Εξέτασης και Μετρήσεις Κατά την ακτινοσκόπηση η εξέταση που μελετήσαμε και πήραμε τις μετρήσεις του DAP ήταν η κατάποση με βαριούχο γεύμα. Η κατάποση του βαρίου βοηθά στη σκιαγράφιση των εσωτερικών οργάνων του ασθενούς έτσι ώστε να μπορεί να αξιολογηθούν οι τυχόν αλλοιώσεις ή ανατομικές ανωμαλίες. Επιπλέον με την κίνηση 55

56 του βαρίου μέσα στον αυλό των οργάνων εκτιμάται επίσης και η κινητικότητα τους. Στην εξέταση αυτή δε χρειάζεται αναισθησία γίνεται σε ακτινολογικό χώρο και ο γιατρός χορηγεί στον ασθενή μικρές ποσότητες χρωματισμένων υγρών και τροφών με βάριο. Αρχικά ο ασθενής αφού ενημερωνόταν για όλη την διαδικασία που θα ακολουθούσε έμπαινε στην αίθουσα που βρισκόταν το ακτινοσκοπικό μηχάνημα και καθόταν σε ορθή θέση για να μπορεί να εκτελέσει την κατάπωση. Ο ακτινολόγος ετοίμαζε τις διάφορες ποσότητες των τροφών υγρών και στερεών που θα χορηγούσε στον ασθενή προσθέτοντας την απαραίτητη ποσότητα βαρίου ώστε να επιτευχθεί ο σχηματισμός της βέλτιστης εικόνας κατά την ακτινοσκόπηση. Αρχικά δίνονταν στον ασθενή ένα αραιό υγρό (όπως γάλα) και στη συνέχεια ο ακτινολόγος δίνοντας τις κατάλληλες οδηγίες για τον τρόπο με τον οποίο θα εκτελέσει την κατάποση, έθετε σε λειτουργία το ακτινοσκοπικό και παρακολουθώντας και επεξεργάζοντας το βίντεο της κατάποσης μπορούσε να βγάλει μία διάγνωση. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβανόταν μέχρι να δοκιμάσει ο ασθενής όλες τις τροφές(υγρά και στερεά). Τα υγρά που δίνονταν στους ασθενείς ήταν κλιμακωτά από το πιο αραιό που ήταν το γάλα μέχρι και πιο πυκνο όπως το αριάνι. Αντίστοιχα οι στερεές τροφές που του δίνονταν ήταν γιαούρτι και φρυγανιά.σε πολύ σοβαρά περιστατικα δεν μπορούσαν να πραγματοποιηθούν όλες οι δοκιμές με αποτέλεσμα να σταματάνε την εξέταση. Κατά την διάρκεια της κατάποσης ο ακτινολόγος θέτει σε λειτουργία το ακτινοσκοπικό και από την αίθουσα που υπάρχει το σύστημα καταγραφής και παρατήρησης στην οποία βρίσκεται ελέγχει την διαδικασία. Όπως φαίνεται και στην παρακάτω εικόνα ο γιατρός μπορεί με τα τηλεχειριστήρια να μετακινήσει την λυχνία προς οποιαδήποτε κατεύθυνση.τέλος είναι απαραίτητα να επισημάνουμε ότι κατά την διάρκεια της εξέτασης η τάση και το ρεύμα παρέμεναν σταθερά δηλαδή η τάση ανερχόταν στα 75kV ενώ το ρεύμα στα 109mA. Μετά το τέλος της εξέτασης καταγράφαμε το DAP. 56

57 Εικόνα 29: Κονσόλα χειρισμού του ακτινοσκοπικού 8.3 Μετρητής γινομένου δόσης επί επιφάνεια (DAP, dose-area product meter) Αποτελεί ένα θάλαμο ιοντισμού που είναι προσαρμοσμένος στην έξοδο της λυχνίας, αμέσως μετά το σύστημα του κατευθυντήρα. Η κατασκευή του είναι τέτοια ώστε να μην απορροφά (παρά ελάχιστα) τα φωτόνια Χ και έχει την ιδιότητα να μετρά τη δόση της ακτινοβολίας Χ που προσπίπτει στον εξεταζόμενο. Μετρά τα ιόντα που παράγει η δέσμη Χ καθώς διαπερνά το θάλαμο και εφόσον είναι γνωστός ο όγκος του αέρα που περιέχει, υπολογίζει τη δόση της ακτινοβολίας. Οι μονάδες μέτρησης είναι Gy cm2 και η τιμή τους αυξάνεται συσσωρευτικά, όσο λειτουργεί η λυχνία. Ο μετρητής DAP τοποθετείται κοντά στη λυχνία, ώστε ολόκληρη η κωνική δέσμη των Χ να περάσει από μέσα του (10 10 cm2). Η ίδια δέσμη θα φθάσει λίγο μετά στον ασθενή, θα έχει αποκτήσει μεγαλύτερη επιφάνεια-διατομή, αλλά θα του δώσει την ίδια δόση (εισόδου), όση μέτρησε ο DAP. Συνιστάται η τοποθέτηση του μετρητή DAP να τοποθετούνται στην κεφαλη των ακτινοσκοπικών μηχανημάτων, με αποτέλεσμα να μας δίνουν ανά πάσα στιγμή την ένδειξη της τιμής του, επειδή ο χρόνος εξέτασης (και ακτινοβόλησης) μπορεί να είναι σημαντικός. 57

58 Εικόνα 30: ο μετρητής DAP ο οποίος βρίσκεται μετά το σύστημα του κατευθυντήρα Οι μετρήσεις του DAP που πήραμε για τους 30 ασθενών στο τέλος κάθε εξέτασης είναι οι παρακάτω: ΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΑ ΕΠΙΠΕΔΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ΚΛΑΣΣΙΚΩΝ ΑΚΤΙΝΟΣΚΟΠΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΕΝΗΛΙΚΩΝ ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Επωνυμία Θεαγένειο εργαστηρίου/ιδρυματος: Κατηγορία: Αντικαρκινικό Νοσοκομείο Διευθυνση: Θεσσαλονίκη Υπευθυνος Ιατρός Παναγιωτοπούλου Δήμητρα Ακτινολόγος: Υπευθυνος/συμβουλος Σοϊδου Ελένη ακτινοπροστασίας: ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Τυπος συστήματος: Ακτινοσκόπηση 58

59 ΑΚΤΙΝΟΣΚΟΠΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ : ΔΟΚΙΜΑΣΙΑ ΚΑΤΑΠΟΣΗΣ ΑΚΤΙΝΟΛΟΓΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ : OPERA Α/α Βάρος (kg) DAP (Gy cm2) Χρόνος ακτινοσκόπησ ης # α/γ λήψεων AEC - ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON

60 ΔΟΣΙΜΕΤΡΙΑ Είδος εξέτασης: Κατάποση (VFSS) Μέσο βάρος (kg): Dose Area Product mgy cm2 (DAP)*: Χρόνος ακτινοσκόπησης*: min Αριθμός ακτινογραφικών λήψεων (σειριογράφος): 0 Εικόνα 31: Ελάχιστη, μέση και μέγιστη τιμή της δόσης σε εξετάσεις με βαριούχο γεύμα. Εικόνα 31:το πεδίο διασποράς κατα την εκτέλεση της ακτινοσκόπησης 60

61 8.4 Φορητό Ακτινοσκοπικό Επιπλέον μετρήσαμε το DAP και στο φορητό ακτινοσκοπικό (CArm). Είναι κι αυτό ένα ακτινοσκοπικό μηχάνημα αλλά κινητό με αποτέλεσμα να χρησιμοποιείται με ευελιξία σε διάφορες επεμβατικές ακτινοσκοπήσεις. Το όνομα οφείλεται στο σχήμα της συσκευής (Cσμήμα) που χρησιμοποιείται για να συνδέεται η πηγή ακτίνων Χ με τον ανιχνευτή και η λειτουργία του είναι παρόμοια με αυτή του ακτινοσκοπικού. Εικόνα 26: Φορητό Ακτινοσκοπικό(C-Arm) Σε αυτό το σύστημα απεικόνισης μετρήσαμε την δόση της ακτινοβολίας που λαμβάνει ο ασθενής κατά την εξέταση της ενδοσκοπικής παλίνδρομης χολαγγειοπαγκρεατογραφίας (ERCP). Η ERCP αποτελεί μία τεχνική που συνδιάζει την ταυτοχρονη χρήση της ακτινοσκόπησης και της ενδοσκόπησης για την διάγνωση και την θεραπεία παθήσεων των χοληφόρων και του παγκρέατος. Σε αυτή την επεμβατική τεχνική για να καταστεί δυνατή η απεικόνιση των εξωηπατικών και ενδοηπατικών χοληφόρων αλλά παράλληλα και του 61

62 παγκρεατικού πόρου γίνεται εγχυση σκιαγραφικού.σε αυτή την διαδικασία οι εξεταζόμενοι που υποβάλλονται σε ενδοσκοπική επέμβαση συνήθως λαμβάνουν καταστολή,ενώ σπανίως χρειάζεται να υποβληθούμ σε ολική αναισθησία. Οι Ακτινολόγοι που βρίσκονταν μέσα στην αίθουσα φορώντας τον κατάλληλο ακτινοπροστατευτικό εξοπλισμό ξεκινούσαν την επέμβαση. Χρησιμοποιούσαν ένα ειδικό πλάγιο δωδεκαδακτυλοσκόπιο ώστε να είναι ευχερής η επισκόπηση του φύματος. Από το στόμα εισαγόταν το ενδοσκόπιο και με την χρήση του τηλεχειριστηρίου και με την παράλληλη παρακολούθηση στην οθόνη το μετακινούσε στην επιθυμητη περιοχή που ήθελε. Η περιοχή ήταν ορατή λόγω της ύπαρξης του ενδοσκοπίου. Ένας πλαστικός καθετήρας εισάγεται μέσω του φύματος, και μετά από έγχυση σκιαστικού διαλύματος ελέγχεται ακτινοσκοπικά το χοληφόρο δέντρο ή/και ο παγκρεατικός πόρος. Με την ακτινοσκόπηση έχει την δυνατότητα να διερευνήσει στενώσεις, αποφράξεις των χοληφόρων πόρων και του παγκρεατικού πόρου. Εικόνα 27: Απεικόνιση της επεμβατικής διαδικασίας ERCP 62

63 Εικόνα : Το ενδοσκόπιο έτσι όπως φαίνεται στην οθόνη του ακτινοσκοπικού και το χειριστήριο καθοδηγησης που χρησιμοποιεί ο ακτινολόγος. Αντίστοιχα με την ίδια ακριβώς επεξεργασία των μετρήσεων που λάβαμε κατά την διάρκεια της ενδοσκοπικής παλίνδρομης χολαγγειοπαγκρεατογραφίας (ERCP) καταγράψαμε τον παρακάτω πίνακα.(λόγω του ότι δεν καταμετρήθηκαν τα βάρη των ασθενών οι μετρήσεις για να βγάλουμε το μέσο όρο ήταν 70 με σκοπό να μειώσουμε το σφάλμα που μπορεί να υπάρξει). ΔΟΣΙΜΕΤΡΙΑ Είδος εξέτασης: ERCP Μέσο βάρος (kg): mgy cm2 Dose Area Product (DAP)*: Χρόνος ακτινοσκόπησης*: min 63 -