Source: http://docplayer.fi/10379987-Sateilyturvallisuus-ja-laatu-rontgendiagnostiikassa-2005.html
Timestamp: 2019-02-19 11:52:50+00:00
Document Index: 18687501

Matched Legal Cases: ['kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ']

Download "SÄTEILYTURVALLISUUS JA LAATU RÖNTGENDIAGNOSTIIKASSA 2005"
1 / HUHTIKUU 2005 SÄTEILYTURVALLISUUS JA LAATU RÖNTGENDIAGNOSTIIKASSA 2005 H. Järvinen (toim.) STUK SÄTEILYTURVAKESKUS STRÅLSÄKERHETSCENTRALEN RADIATION AND NUCLEAR SAFETY AUTHORITY Osoite/Address Laippatie 4, Helsinki Postiosoite / Postal address PL / P.O.Box 14, FIN Helsinki, FINLAND Puh./Tel Fax
2 Tässä raporttisarjassa esitetyt johtopäätökset ovat tekijöiden johtopäätöksiä, eivätkä ne välttämättä edusta Säteilyturvakeskuksen virallista kantaa. ISBN (nid.) ISBN (pdf) ISSN Dark Oy, Vantaa, 2005 Myynti: STUK Säteilyturvakeskus PL14, Helsinki Puh. (09) Faksi (09)
3 JÄRVINEN Hannu (toim.). Säteilyturvallisuus ja laatu röntgendiagnostiikassa STUK-C4. Helsinki s. Avainsanat säteilyturvallisuus, röntgendiagnostiikka, laadunvarmistus, laadunvalvonta, potilaan säteilyaltistus, vertailutasot, optimointi, DAP-mittarit, digitaalinen kuvantaminen, säteilysuojelukoulutus, lääketieteellisen fysiikan asiantuntemus, kliininen auditointi Johdanto Säteilyturvakeskuksen järjestämässä seminaarissa, jonka luentolyhennelmät on koottu tähän julkaisuun, käsitellään potilaan säteilyturvallisuuden ja röntgendiagnostiikan laadun kannalta keskeisiä toimenpiteitä, vaatimuksia ja ohjeita. STM:n asetuksessa (423/2000) on säädetty vaatimukset potilaan säteilyaltistuksen seurannasta ja tulosten vertailusta vertailutasoihin. Nämä toimenpiteet kuuluvat osana potilaan säteilyaltistuksen optimointiin. Tähän tarkoitettu STUKin opas säteilyn käyttäjille julkaistiin vuonna 2004 (STUK tiedottaa 1/2004). Potilaan säteilyaltistusta voidaan optimoida myös monilla itse kuvaustoimintaan liittyvillä käytännön toimenpiteillä, joiden suorittamisessa röntgenhoitajat ovat avainasemassa. Vaikka vaatimukset ja perusohjeistus on olemassa, hyvät käytännöt potilaan säteilyaltistuksen seurannassa ovat vielä monessa röntgenkuvausyksikössä muokkautumassa. Käytännön menetelmät ja niiden kehittäminen ovat yhä ajankohtaisia seminaariaiheita. Siirtyminen digitaalisiin kuvareseptoreihin ja digitaaliseen kuvankäsittelyyn on voimakkaasti etenevä ajan trendi, joka tuo mukanaan uusia haasteita potilaan säteilyturvallisuuden kehittämiselle. Digitaalisessa kuvantamisessa dynaaminen toiminta-alue potilaan säteilyaltistuksen suhteen on huomattavan suuri, eikä säteilyannosta rajoita perinteisessä filmi-vahvistuslevy-kuvauksessa tuttu filmin ylivalottuminen. Käyttäjiltä edellytetään siten uudenlaista ymmärtämystä annoksen ja kuvanlaadun optimoinnissa samoin kuin menetelmien laadunvalvonnassa. Seminaarissa luodaan katsaus digitaalitekniikan laadunhallintaa koskeviin yleisiin suosituksiin ja joihinkin laadunvalvonnan käytännön menetelmiin. STUKissa on valmistumassa uusi ST-ohje (ohje ST 3.3), joka käsittelee terveydenhuollon röntgentutkimuksia. Ohje on tärkeä perusohje, joka korvaa kolme aikaisempaa ST-ohjetta (ohjeet ST 3.3, ST 3.4 ja ST 3.5). Siinä kuvataan terveydenhuollon röntgentutkimusten säteilysuojelua ja laadunvarmistusta koskevat vaatimukset, mutta se ei sisällä aikaisemmissa ohjeissa olleita yksityiskohtaisia kuvauksia laadunvarmistusmenetelmistä. Laadunvarmistusta 3
4 koskeva tekninen opas julkaistaan myöhemmin STUK tiedottaa -sarjan julkaisuna. Seminaarissa tarkastellaan uuden ST-ohjeluonnoksen sisältöä ja siihen lausuntokierroksen perusteella vielä harkittavana olevia muutoksia. Säteilyn käytön turvallisuudessa keskeisellä sijalla on säteilyä käyttävän henkilökunnan hyvä ammattitaito ja säteilysuojelun tuntemus. Säteilysuojelun täydennyskoulutuksesta STM:n asetuksessa säädetyt vaatimukset on täsmennetty ohjeessa ST 1.7. Säteilyn käyttöorganisaatioissa toimivien vastuuhenkilöiden tehtäviä, pätevyyttä ja koulutusta on lisäksi käsitelty uusissa ohjeissa ST 1.4 ja ST 1.8. Seminaarin paneelikeskustelussa asiantuntijat pohtivat ja pyrkivät antamaan esimerkkejä siitä, miten säteilysuojelun täydennyskoulutusta voidaan käytännössä järjestää. Keskustelun alustuksena esitetty yksi hyvä esimerkki sisältyy luentolyhennelmänä tähän julkaisuun. Seminaarin muina ajankohtaisina aiheina käsitellään mm. lääketieteellisen fysiikan asiantuntemusta, lasten röntgentutkimusten säteilyannoksia ja STM:n asettaman kliinisen auditoinnin asiantuntijaryhmän selvityksiä kliinisestä auditoinnista. 4
5 Sisällysluettelo Johdanto 3 POTILAAN SÄTEILYALTISTUS RÖNTGENTUTKIMUKSISSA Potilaan säteilyaltistuksen määrittäminen ja vertailutasot 7 Vilma Mannila Optimointi tavanomaisissa röntgentutkimuksissa 15 Ulla-Mari Aakula DAP-mittarin käyttö 17 Paula Pöyry Efektiiviset annokset sädediagnostiikassa 22 Erkki Svedström DIGITAALINEN KUVANTAMINEN ICRP:n suositus digitaalisesta kuvantamisesta ICRP Publication Timo Kiljunen Digitaalisen röntgenkuvantamisen laadunvarmistus 31 Riitta Junell Laadunvarmistuksen käytännön toteuttaminen (levykuvantamislaite) 36 Rauno Hämäläinen ST-OHJE RÖNTGENDIAGNOSTIIKAN LAADUNVARMISTUKSESTA Ohje ST 3.3, Röntgentutkimukset terveydenhuollossa 42 Hannu Järvinen SÄTEILYSUOJELUN TÄYDENNYSKOULUTUS TERVEYDENHUOLLOSSA Miten säteilysuojelun täydennyskoulutus voidaan toteuttaa terveydenhuollon yksikössä 49 Jarmo Toivanen 5
6 MUUTA AJANKOHTAISTA Lääketieteellisen fysiikan asiantuntemus Miksi vaaditaan, miten toteutetaan 52 Ormo Tervonen ICRP:n perussuositukset ja uusi luonnos Tuomo Komppa Uudet säädökset ja oppaat 65 Teuvo Parviainen Lasten röntgentutkimusten potilasannokset 70 Timo Kiljunen Kliininen auditointi: STM:n asiantuntijaryhmän selvitykset 77 Hannu Järvinen 6
7 POTILAAN SÄTEILYALTISTUS RÖNTGENTUTKIMUKSISSA Potilaan säteilyaltistuksen määrittäminen ja vertailutasot Vilma Mannila Säteilyturvakeskus Johdanto Sosiaali- ja terveysministeriön asetuksessa säteilyn lääketieteellisestä käytöstä (STM 423/2000) todetaan, että röntgentutkimuksista aiheutuvia säteilyannoksia on säännöllisesti mitattava tai arvioitava laskennallisesti. Annostiedot on tallennettava ja niitä on säännöllisesti vertailtava vertailutasoihin, joiden ylittyminen osoittaa tavanomaista suurempaa potilaan altistamista säteilylle. Jos vertailutason todetaan toistuvasti ylittyvän, on ylitysten syyt selvitettävä ja tarvittaessa ryhdyttävä toimiin säteilyaltistuksen pienentämiseksi. Säteilyaltistuksen keskiarvojen vertaamisella vertailutasoihin voidaan havaita röntgenlaitteet ja tutkimuskäytännöt, joista aiheutuu tavanomaisia suurempia säteilyaltistuksia. Näin vertailutasojen avulla voidaan varmistaa säteilysuojelun optimointiperiaatteen toteutuminen. Vaikka mitattavat annossuureet (ESD, DAP, MSAD w, DLP w ) eivät ilmaisekaan tarkasti potilaalle säteilystä aiheutuvaa riskiä, niiden avulla voidaan kuitenkin määrittää elinten annokset ja efektiivinen annos, jotka antavat paremman arvion tutkimuksen säteilyriskistä. Elinten annosten ja efektiivisen annoksen avulla taas voidaan verrata eri tutkimusmenetelmiä ja vertailla tutkimusten säteilyriskiä muihin elämän riskeihin. Tämän esitelmän tarkoituksena on kerrata potilaan säteilyaltistuksen määritysmenetelmät, niihin liittyvät suureet sekä säteilyaltistustietojen vertaaminen vertailutasoihin. Lopuksi esitetään muutamia käytännön kokemuksia ja näkemyksiä Säteilyturvakeskuksen (STUK) toteuttaman pilottiselvityksen tuloksena. 7
8 Säteilyaltistuksen seurannassa ja vertailutasojen asettamisessa käytettävät suureet Fysikaaliset annossuureet Säteilyaltistuksen mittaamisen käytettävä perussuure on absorboitunut annos. Absorboitunut annos on säteilystä aineeseen siirtynyt energia jaettuna tarkasteltavan ainemäärän massalla. Massa-alkioon absorboitunut säteilyenergia voi olla peräisin joko samassa alkiossa tai sen ulkopuolella tapahtuvista säteilyn ja aineen vuorovaikutuksista. Absorboituneen annoksen tunnus on D ja yksikkö gray, Gy. Toinen perussuure on kerma. Kerma soveltuu röntgensäteilyn, gammasäteilyn ja neutronisäteilyn mittaamiseen. Kerma on välillisesti ionisoivan säteilyn väliaineen massa-alkiossa tuottamien sähköisten hiukkasten syntyhetken liikeenergioiden summa jaettuna tämän alkion massalla. Kerman tunnus on K ja yksikkö gray, Gy. Jos suureiden määritelmässä tarkoitettu aine on ilma, suure on nimeltään ilmaan absorboitunut annos (D a ) tai ilmakerma (K a ). Röntgendiagnostiikan fotoenergioilla ilmaan absorboitunut annos on mittaustarkkuuden rajoissa yhtä suuri kuin ilmakerma. Pinta-annos (ESD) Pinta-annos (ESD, entrance surface dose) on ilmaan absorboitunut annos säteilykeilan keskiakselin ja potilaan etupinnan leikkauspisteessä ja sisältää myös potilaasta tähän pisteeseen siroavan säteilyn. Pinta-annoksen mittayksikkö on siis Gy ja sen yleisin kerrannainen mgy. Annoksen ja pinta-alan tulo (DAP) Annoksen ja pinta-alan tulo (DAP, dose-area product) määritellään säteilykeilan keskiakselia vastaan kohtisuorassa tasossa ilmaan absorboituneen annoksen pintaintegraalina. Jos säteilykenttä on tasainen ja tarkkareunainen, DAP on likimäärin yhtä suuri kuin tulo, jonka tekijät ovat säteilykentän keskellä mitattu ilmaan absorboitunut annos ja kentän poikkileikkauksen pinta-ala. Annoksen ja pinta-alan tuloon ei kuulu potilaasta sironnut säteily. Sen yksikkö on Gy m 2 (käytännössä usein Gy cm 2 tai mgy cm 2 ). Annoksen ja pituuden tulo (DLP), TT -annoksen tilavuuskeskiarvo (MSAD w ) Tietokonetomografiatutkimuksissa annossuureina käytetään painotettua annoksen ja pituuden tuloa (DLP w ) sekä annoksen tilavuuskeskiarvoa (MSAD w ). DLP (dose length product) on integraalinen annossuure, joka ottaa huomioon myös säteilytetyn alueen koon. DLP on likimain verrannollinen efektiiviseen 8
9 annokseen ja siten potilaalle aiheutuvaan biologiseen säteilyriskiin. Annoksen ja pituuden tuloon vaikuttaa kuvausprotokollan valinta eli kuvausalue ja leikkeiden lukumäärä. Säteilymittarissa käytetään niin pitkää puikkomaista ilmaisinta, että se lävistää kokonaan säteilytettävän alueen. Mittauksen tuloksena saadaan annoksen ja pituuden tulo DLP. Sen yksikkö on Gy m. Puikkomaisella kammiolla mitattuna DLP tarkoittaa tuloa, jonka tekijät ovat ilmaisimen pituus ja sen alueelta mitatun annoksen (D a ) keskiarvo. Mittauksessa käytetään lieriömäistä standardifantomia, johon ilmaisin voidaan sijoittaa vuoroin keskiakselille, vuoroin lähelle pintaa. Fantomin keskellä ja sen pinnalla mitatuista DLP-arvoista lasketaan painotettu annoksen ja pituuden tulo DLP w (DLP w = 1/3DLP c + 2/3DLP p ). DLP w -suureen voidaan ajatella kuvaavan tutkimuksesta potilaalle aiheutuvan altistuksen määrää hieman samoin kuin DAP kuvaa sitä tavanomaisissa röntgentutkimuksissa. Painotetussa annoksen ja pituuden tulossa tarkastellaan kuitenkin annoksen likimääräistä keskiarvoa koko fantomin syvyydellä. Kun koko tutkimuksen DLP w -arvo jaetaan tutkitun alueen pituudella (d), saadaan TT-annoksen tilavuuskeskiarvo (MSAD w, weighted multiple scan average dose), jonka yksikkö on gray, Gy. MSAD w voidaan laskea myös jakamalla yhtä röntgenputken pyörähdystä vastaava DLP 1,w -arvo pöydän siirroksella d, joka tapahtuu yhden pyrähdyksen aikana. MSAD w kuvaa potilaalle aiheutuvaa altistusta hieman samoin kuin ESD kuvaa sitä tavanomaisissa röntgentutkimuksissa, esimerkiksi eri alueiden kuvauksista saatavia suureen arvoja ei voi laskea yhteen. Käytännössä MSAD w on sama kuin painotettu TT-annosindeksi CTDI w tai CTDI vol (computed tomography dose index). MSAD w -arvoa käytetään lähinnä arvioitaessa yksittäisen leikesarjan aiheuttamaa altistusta. DLP w -arvon avulla arvioidaan koko tutkimuksesta aiheutuvaa altistusta. Vertailutasot Vertailutasolla tarkoitetaan sellaista röntgentutkimuksen säteilyannostasoa, jonka ei pitäisi ylittyä hyvän käytännön mukaisessa toiminnassa normaalikokoisilla potilailla keskimääräisesti. Vertailutasot eivät osoita röntgentutkimusten optimaalista annostasoa ja usein tutkimukset suoritetaankin niin, että potilaan säteilyaltistus on huomattavasti vertailutasoa pienempi. Ne eivät ole annosrajoja siinä mielessä, että niitä ei saisi ylittää yksittäisten potilaiden kohdalla, vaan ne koskevat nimenomaan keskimääräistä annosta normaalikokoisia potilaita tutkittaessa. Vertailutasot annetaan suoraan mitattavien annossuureiden arvoina (ESD, DAP, MSAD w, DLP w ), ja potilasannosmittausten tulosten keskiarvoja on tarkoitus vertailla niihin. Potilaiden säteilyaltistuksen seurannassa ei siis mitata vertailutasoja, vaan potilaiden säteilyannoksia, joita sitten verrataan vertailutasoihin. 9
10 STUK on antanut vertailutasot yleisimmille röntgentutkimuksille (www. stuk.fi). Potilaan säteilyaltistuksen määritysmenetelmät Tavanomaisissa röntgentutkimuksissa määritetään joko yhtä kuvaa vastaava pinta-annos (ESD) tai annoksen ja pinta-alan tulo (DAP) riippuen siitä, kumman suureen avulla vertailutasot tarkasteltavalle tutkimustyypille on asetettu. Jos vertailutaso on annettu sekä ESD- että DAP -arvona, riittää kumman tahansa suureen määrittäminen. Röntgenlaitteissa olevaa potilaan säteilyaltistusta osoittavaa näyttöä tai vastaavaa laitetta voidaan käyttää potilaan säteilyaltistuksen määrityksessä, kunhan on varmistuttu näyttämän lukeman oikeellisuudesta. Jos laitteessa ei ole säteilyaltistusta osoittavaa näyttöä, voidaan potilaan säteilyaltistus määrittää seuraavassa esitetyillä tavoilla. Pinta-annoksen (ESD) laskenta röntgenputken säteilytuoton perusteella ESD voidaan määrittää laskennallisesti, jos röntgenputken säteilytuotto on tiedossa ja potilastutkimuksesta on kirjattu riittävät tiedot. Menetelmä edellyttää, että röntgenputken säteilytuotto on määritetty potilaan kuvauksessa käytettävällä kuvausjännitteellä, laitteen kokonaissuodatuksella ja fokuksella. Lisäksi potilastutkimusten yhteydessä on tallennettava laskennassa tarvittavat iho-fokusetäisyys (FSD, focus skin distance) ja käytetty sähkömäärä Q (mas) sekä oikean säteilytuotto-arvon valintaa varten tarvittava kuvausjännite U (kv) ja kokonaissuodatus (kokonaissuodatus koostuu laitteen perussuodatuksesta ja tutkimuskohtaisesta lisäsuodatuksesta). Jos laite tulostaa vain käytetyn kuvausajan, lasketaan sähkömäärä Q kertomalla kuvausvirta I (ma) kuvausajalla t (s). Pinta-annos ESD lasketaan kaavalla: 2 ESD = Y(U, F) ( FDD FSD) Q BSF missä Y(U,F) on röntgenputken säteilytuotto (mgy/mas) potilastutkimuksessa käytetyllä kuvausjännitteellä ja fokuksella (sekä suodatuksella) FSD on etäisyys (cm) röntgenputken fokuksesta potilaan iholle säteilykeilan keskellä FDD on etäisyys (cm) fokuksesta säteilytuoton mittauskohtaan (yleensä 100 cm) 10
11 Q on potilastutkimuksessa käytetty sähkömäärä (mas) BSF on takaisinsirontakerroin. Pinta-annoksen mittaus potilaan iholta tai fantomin pinnalta Potilaalle aiheutuva pinta-annos voidaan mitata potilaan iholle asetetulla annosmittarilla, jonka pitäisi olla pienikokoinen ja vähäkontrastinen. Tarkoitukseen sopivia ovat yleensä termoloistedosimetrit (TL-dosimetrit), kunhan varmistutaan, että TL-materiaali on käytettävälle röntgensäteilyn energia-alueelle (kuvausjännitteille) ja annosalueille soveltuva. Potilaan pinta-annos voidaan mitata myös fantomin pinnalle asetetulla annosmittarilla. Käytetyn fantomin on oltava kyseiseen röntgentutkimukseen hyvin soveltuva ja keskimääräistä potilasta vastaava. Mittauksissa käytettävä säteilymittari voi olla esimerkiksi ionisaatiokammio. Annoksen ja pinta-alan tulon (DAP) määritys Koko röntgentutkimuksesta (useita röntgenkuvia ja mahdollisesti läpivalaisua) aiheutuva potilaan säteilyaltistus voidaan arvioida mittaamalla tutkimuksesta aiheutunut annoksen ja pinta-alan tulo DAP-mittarilla. Annoksen ja pintaalan tulo on lähes riippumaton fokuksen ja määrittelytason välisestä etäisyydestä ja näin ollen potilaan säteilyaltistusta kuvaava DAP-arvo voidaan mitata potilaaseen kohdistuvassa säteilykeilassa, kaukana potilaan iholta. Annoksen ja pinta-alan tulo mitataan röntgenputken kaihtimiin kiinnitetyllä litteällä, tasomaisella ionisaatiokammiolla. Se voi olla röntgenlaitteeseen kiinteästi asennettu tai tilapäisesti kiinnitetty. Joissakin röntgenlaitteissa DAP-arvo lasketaan kuvaus- ja läpivalaisuarvoista ja säteilykentän rajauksesta eikä ionisaatiokammiota käytetä. Pinta-annoksen laskenta annoksen ja pinta-alan tulon perusteella Pinta-annos voidaan myös laskea annoksen ja pinta-alan tulosta (DAP). Tällöin täytyy tietää säteilykeilan poikkileikkauksen pinta-ala potilaan ihon tasossa säteilyn tulosuunnassa. Säteilykeilan pinta-ala voidaan mitata joko kuvaustilanteessa potilaan ihon tasalta tai tukipinnalta (thorax-teline tai bucky-pöytä), tai kuvauksen jälkeen filmiltä tai kuvamonitorilta. Kenttäkoko mitataan säteilykeilaa vastaan kohtisuoralta tasolta eikä potilaan kaarevalta pinnalta. Kuvamonitorilta tai digitaalikuvauslaitteen tulosfilmiltä mitattaessa on tiedettävä myös kuvan suurennussuhde ja tehtävä sitä vastaava korjaus. Kun pinta-ala mitataan kuvasta tai tukipinnalta, täytyy se muuttaa vastaamaan säteilykeilan pinta-alaa fokus-ihoetäisyydellä. 11
12 Tietokonetomografiatutkimukset Kuten edellä jo mainittiin, TT-tutkimusten annokset mitataan helpoiten TTlaitteiden annosmittauksiin soveltuvalla, tavallisesti 10 cm:n pituisella puikkomaisella ionisaatiokammiolla. Mittaukset tehdään akryylimuovista (PMMA) valmistetuissa, sylinterinmuotoisissa standardisoiduissa fantomeissa. Jos TT-laitteessa on annosnäyttö, voidaan laitteen annosmääritykset tehdä sen avulla. Suureen MSAD w -arvo (käytännössä sama kuin CTDI w tai CTDI vol ) saadaan suoraan annosnäytöstä. Kunkin leikesarjan DLP w -arvo saadaan kertomalla sitä vastaava annosnäytön arvo potilaasta tutkitun alueen pituudella d: DLP w = d MSAD Joissakin uudemmissa laitteissa on suoraan ilmoitettu myös DLP w -arvo. w Säteilyaltistuksen keskiarvo ja vertaaminen vertailutasoihin Potilaiden keskimääräinen säteilyaltistus voidaan joko mitata tai arvioida laskennallisesti sopivalle potilasjoukolle. Säteilyannos voidaan myös määrittää käyttämällä keskimääräistä potilasta vastaavaa fantomia. Jos mittaus tai laskenta tehdään potilasjoukolle, määritetään säteilyaltistus vähintään kymmenen normaalikokoisen ja normaalirakenteisen potilaan keskiarvona. Aikuisten röntgentutkimuksissa keskiarvo lasketaan potilaista, joiden tutkimus on sujunut tavanomaisesti ja joiden paino on välillä kg ja painojen keskiarvo noin 70 kg. Säteilyaltistuksia kirjattaessa onkin syytä kirjata myös mm. potilaan paino, pituus ja sukupuoli. Potilaiden keskimääräistä säteilyaltistusta (ESD, DAP, DLP w tai MSAD w ) verrataan tarkasteltavan röntgentutkimuksen vertailutasoon. Jos vertailutason todetaan säännönmukaisesti ylittyvän ilman erityisiä lääketieteellisiä perusteita, ylityksen syy selvitetään ja tarvittaessa ryhdytään toimiin potilaiden säteilyaltistuksen pienentämiseksi. Miten usein ja mille tutkimuksille säteilyaltistus määritetään? Potilaiden säteilyaltistus on määritettävä kerran kolmessa vuodessa. Lisäksi se on määritettävä aina, kun tutkimuskäytäntöön tai laitteistoon tehdään säteilyaltistukseen oleellisesti vaikuttavia muutoksia tai korjauksia. Säteilyaltistus määritetään ainakin kullakin tutkimustelineellä tehtävissä yleisimmissä tutkimustyypeissä, joille vertailutaso on annettu. Määritys tehdään vähintään yhdessä kuvausprojektiossa. Jos kyseessä on läpivalaisututkimus, on kirjattava koko tutkimuksesta aiheutunut altistus (läpivalaisusta ja kuvauksista aiheutunut altistus yhteensä). 12
13 Kerran vuodessa on varmistettava, että säteilyaltistus ei ole muuttunut. Varmistus tehdään jokaisella tutkimustelineellä ainakin yhden tutkimustyypin yhdessä kuvausprojektiossa, jota kyseisellä telineellä tehdään ja jolle vertailutaso on annettu. Käytännön kokemuksia nykytilanteesta Säteilyturvakeskukseen ollaan perustamassa valtakunnallista potilasannosrekisteriä. Potilasannosrekisteriä tarvitaan mm. väestöannoksen arviointia, röntgentutkimusten potilasannosten vertailutasojen asettelua ja kansainvälisten tilastotietojen toimittamista varten. Rekisterin käytännön toteutusta varten on valittu joukko erikokoisia röntgentutkimusyksiköitä, joiden avulla on selvitetty kokeiluluonteisesti ( pilotti ) potilaan säteilyaltistuksen valtakunnalliseen seurantaan soveltuva menettely röntgentutkimuksissa. Pilotissa on mm. selvitetty miten potilaan säteilyaltistus nykyisin määritetään röntgentutkimusyksiköissä. Pienissä ja keskisuurissa terveyskeskuksissa potilaan säteilyaltistuksen pääasiallinen määritysmenetelmä pilottitutkimuksen mukaan on pinta-annoksen laskenta säteilytuoton perusteella. Ongelmana menetelmän käytössä näyttäisi olevan, että säteilytuoton mittaus ja laskennan suorittaminen näissä paikoissa ovat vaikeita tehtäviä paikallisille röntgenhoitajille. Pienet röntgenyksiköt tarvitsisivat esimerkiksi valmiin excel-taulukon, johon arvot olisi helppo syöttää. Valmis ESD-laskentaohjelma (maksullinen) on myös saatavilla STUKista. Säteilytuoton mittaaminen on myös hankalaa tarvittavien mittareiden puuttuessa. Paras ratkaisu tällaisissa paikoissa olisi antaa säteilytuoton mittaus huollon tehtäväksi, jolloin röntgenhoitajan tarvitsisi ainoastaan ilmoittaa käytettävät kuvausjännite-suodatus-yhdistelmät huollolle. Huollon tulisi tällöin tehdä mahdollisimman helposti luettavat säteilytuottotaulukot ja säteilytuottokäyrät. Tilanne näyttää hyvältä niiden paikkojen osalta, joilla on mahdollisuus saada ulkoista apua esimerkiksi samasta sairaanhoitopiiristä. Sairaanhoitopiireillä on fyysikoita ja laatuvastaavaröntgenhoitajia, joiden palveluita pienempien yksiköiden on mahdollista käyttää ilmaiseksi tai maksua vastaan. Joillakin sairaanhoitopiireillä on esimerkiksi röntgenhoitajia, jotka kiertävät pienemmissä yksiköissä. Heidän tehtävänään on yleensä opastaa laskennassa, mitata säteilytuotot ja tehdä valmiit excel-taulukkopohjat laskentaa varten. Suurempien terveyskeskusten pääasiallinen määritysmenetelmä on annoksen ja pinta-alan tulon määritys DAP-mittarilla. Laitekannan uusiutuessa DAP-mittareiden käyttö myös lisääntyy. Sairaanhoitopiirin fyysikko saattaa myös osallistua potilasannosmäärityksiin. Fyysikko tekee valmiit lomakkeet 13
14 tarvittavien potilastietojen ja kuvausarvojen kirjaamista varten. Lomakkeet lähetetään röntgenyksikköön annosmittauksia varten ja tarpeeksi suuren potilasotannan jälkeen toimitetaan takaisin fyysikolle, joka laskee tuloksista keskiarvot ja vertaa niitä vertailutasoihin. Aluesairaaloissa ja keskussairaaloissa usein röntgenhoitaja (laatuvastaava) vastaa potilasannosmittauksista. Keskussairaaloissa mittauksiin osallistuu usein myös fyysikko. Fyysikko tarkistaa laskentataulukot ja neuvoo tarvittaessa. Useimmissa paikoissa mittaukset suoritetaan DAP-mittarilla, joka voi olla laitteeseen kiinteästi asennettu tai kiertävä mittari. Röntgenyksiköissä, joissa ei ole jokaisessa laitteessa annosnäyttöä ja kiertävää DAP-mittaria ei ole hankittu, säteilyaltistus määritetään laskemalla pinta-annos säteilytuoton perusteella. DAP-arvosta pinta-annoksen laskeminen ei ole tarpeellista, jos vertailutasot on annettu myös DAP-arvona. Kun pinta-annoksen laskenta tehdään säteilytuoton perusteella, fokus-iho etäisyys voidaan mitata monella eri tavalla. Joissakin laitteissa on fokukseen kiinteästi asennettu mitta, jolloin on helppo mitata etäisyys potilaan iholle, tällöin myös mittauksen epätarkkuus on pieni. Fokuspiste on yleensä merkattu myös putkeen, joten jos kiinteätä mittaa ei ole, voidaan etäisyys mitata irrallisella mitalla fokuspisteestä. Voidaan myös sopia ennakkoon tietty kohta putkesta, johon mitta otetaan ja huomioida tämä myöhemmin laskuissa. Mahdollista on myös mitata potilaan paksuus, jolloin täytyy myös huomioida fokus-tukilevyetäisyys. Potilaan paksuuden mittaus onnistuu parhaiten suorakulmamitalla. Fantomilla tehtäviä tietokonetomografian annosmittauksia tehdään vain muutamissa paikoissa. Fyysikko tekee yleensä mittaukset ja laskee niistä tulokset. Yleensä mittausten tarkoituksena on varmistaa laitteen annosnäytön lukeman oikeellisuus. Usein annosnäytön kalibrointi hoidetaan huoltofirman toimesta. Laitteen annosnäytön arvoja kirjataan ja niistä lasketaan keskiarvoja, joita verrataan vertailutasoihin. Useimmissa paikoissa fyysikko laskee näytön MSAD w -arvosta DLP w -arvon, jos sitä ei saa suoraan laitteen näytöltä. Kirjallisuutta Röntgentutkimuksesta potilaalle aiheutuvan säteilyaltistuksen määrittäminen. STUK tiedottaa 1/2004. Helsinki: Säteilyturvakeskus;
15 POTILAAN SÄTEILYALTISTUS RÖNTGENTUTKIMUKSISSA Optimointi tavanomaisissa röntgentutkimuksissa Ulla-Mari Aakula Kanta-Hämeen keskussairaala Laadunhallinta-ajattelu röntgenosastolla on säteilynkäytön optimoinnin kannalta keskeinen asia. Nykyään, kun mm. kliininen auditointi on vauhdittanut laatujärjestelmien laatimista työyksiköihin, tiedostetaan se, että asioita pitää kerrata ja osata vaatia tietoja myös laitetoimittajilta. Pyrittäessä pitämään potilaan säteilyaltistus niin pienenä kuin tarvittavan diagnostisen tiedon saamiseksi voidaan kohtuudella toteuttaa, tulee toiminnan olla hyvin suunniteltua ja hallittua. Röntgenhoitajan ammattitaito ja harkinta on avainasemassa röntgentutkimusten optimoinnin käytännön toteuttamisessa. Tässä esityksessä käsitellään optimointiin liittyviä, röntgenhoitajan tehtäviin kuuluvia käytännön toimenpiteitä. Optimointiin kuuluu myös potilasannosten määrittäminen ja vertailu vertailutasoihin sekä muu laadunvarmistus, joita tässä ei käsitellä. Röntgentutkimuksissa säteilyaltistuksen optimointi lähtee jo työntekijän perehdyttämisestä työpisteeseen ja sen eri kuvantamislaitteisiin. Jokaisen vanhan työntekijänkin tulisi uudelleen perehtyä laitteisiin ja olemassa oleviin ohjeistuksiin aika ajoin. Valmistautuessaan suorittamaan kuvantamistutkimuksen potilaalle, röntgenhoitaja tutustuu röntgentutkimuksen lähetteeseen ja mahdollisiin aikaisempiin kuvauksiin. Optimoinnin kannalta kyseisten asiakirjojen huolellinen tarkastelu on keskeistä ja aikaisemmin mahdollisesti tehdyt kuvausvirheet voidaan välttää. Valitettavan usein lähettävät yksiköt eivät tiedosta, kuinka tärkeitä röntgenlehti ja tiedot aikaisemmista kuvista ovat tutkimuksen optimoinnille. Lisäksi röntgenhoitajalle on tärkeää lähetteessä oleva informaatio, joka koskee kuvaustavan ja -välineiden valintaa. Välineiden valintaan saattaa vaikuttaa esim. proteesin pituus, varsinkin jos se poikkeaa normaalista. Potilaan kunto ja tietyt sairaudet ovat kuvausarvoja valittaessa tärkeää tietoa. Potilaan identifiointi on oleellinen asia säteilyaltistuksen optimoinnissa. Ongelmallista potilaan henkilöllisyyden varmistaminen on silloin, jos potilas ei syystä tai toisesta pysty todistamaan henkilöllisyyttä. Huonokuntoisilla osastopotilailla onkin yleensä ranneke, josta henkilöllisyyden voi tarkistaa. Raskauden mahdollisuuden toteaminen potilaalta jää yleensä röntgenhoitajan vastuulle. Kysyttäessä potilaalta, onko lähettävä lääkäri asiaa tiedus- 15
16 tellut, on vastaus yleensä ei. Jos potilas on raskaana, tulee harkita uudelleen tutkimuksen oikeutus ja minimoida sikiölle aiheutuva säteilyannos. Kuvaustilanteessa voidaan potilaan säteilyaltistusta optimoida usealla eri tavalla. Huolellinen potilaan ohjaus varmistaa potilaan ja röntgenhoitajan hyvän yhteistyön tutkimuksen aikana. Erilaiset fixaatiot ja tuet varmistavat kuvausasentojen pysymisen ja kuvauskohteen liikkumattomuuden. Röntgenkuvaustilanteessa röntgenhoitaja voi optimoida potilaan saamaa säteilyannosta erilaisilla teknisillä keinoilla, joita ovat mm. sädesuojien käyttö sädekeilan oikea suuntaaminen kuvausjännitteen eli kilovoltin valinta lisäsuodatuksen käyttö hilan käyttö filmi-vahvistuslevy-yhdistelmät (perinteinen kuvantaminen) kuvausprotokollien laadinta (digitaalinen kuvantaminen) röntgenputken asettaminen kuvauksessa kuvausetäisyyden valinta kompression käyttö. 16
17 POTILAAN SÄTEILYALTISTUS RÖNTGENTUTKIMUKSISSA DAP-mittarin käyttö Paula Pöyry Säteilyturvakeskus Johdanto Annoksen ja pinta-alan tulon (DAP, dose-area product) mittareita käytetään röntgendiagnostiikassa potilaan säteilyaltistuksen määrittämiseen. Annoksen ja pinta-alan tulo voidaan mitata käyttämällä tasomaista, läpäisytyyppistä ionisaatiokammiota, joka voi olla kiinteästi asennettu laitteeseen tai erillinen mittari. DAP-kammio asetetaan kohtisuoraan säteilykeilan tasoa vastaan siten, että säteilykeila osuu kokonaan sen mittausalueelle. Annoksen ja pinta-alan tulo määritellään säteilykeilan akselia vastaan kohtisuorassa tasossa tulona, jonka tekijät ovat keskimääräinen ilmaan absorboitunut annos ja sellaisen mittausalueen pinta-ala, joka sisältää säteilykeilan kokonaisuudessaan, puolivarjoalueineen. Annoksen ja pinta-alan tulon etuna on, että se pysyy säteilykeilassa lähes vakiona etäisyydestä riippumatta ja voidaan siis mitata vapaassa säteilykeilassa, suhteellisen kaukana potilaan etupinnasta. Annoksen ja pinta-alan tulon avulla voidaan arvioida säteilystä potilaaseen siirtynyttä energiaa ja potilaan saamaa efektiivistä annosta. DAP-mittaus on käytännöllinen myös toimenpideradiologiassa ja läpivalaisututkimuksissa, vaikka näissä kenttäkoko ja kuvaussuunta usein muuttuvat tutkimuksen aikana ja säteilyannoksen määrittäminen muilla menetelmillä on hankalaa. Useita kuvausvaiheita sisältävässä tutkimuksessa DAP voidaan mitata joko vaiheittain tai yhtäjaksoisesti. DAP-mittarin peruskäyttöohjeet DAP-mittari koostuu yleensä DAP-kammiosta ja siihen liittyvästä kiinteästä tai erillisestä mittarista ja näyttöosasta, joka näyttää tuloksen suoraan DAP-arvona. DAP-kammio on ionisaatiokammio ja tarvitsee toimiakseen käyttöjännitteen (keräysjännite), joka saadaan laitteen mittariosasta tai erillisestä jännitelähteestä. Käyttöjännitteen kytkemisen jälkeen kammion annetaan lämmetä noin 15 minuuttia. Stabiloituminen mittaushuoneen lämpötilaan voi viedä kauemminkin, jos kammio tuodaan mittauspaikalle hyvin erilaisista olosuhteista (esim. 17
18 ulkoa). Jotta DAP-mittari toimisi mittaustilanteessa oikein, kammiolle annetaan alkusäteilytys. Samassa yhteydessä voidaan DAP-mittarin toimintakunnon tarkistamiseksi tehdä tarkistusmittaus valitulla kenttäkoolla, käyttöjännitteellä, suodatuksella ja sähkömäärällä. Vertaamalla tarkistusmittauksen tulosta aikaisempien vastaavien mittausten tuloksiin voidaan tarkistaa DAP-mittarin ja röntgenlaitteen toiminta ja seurata niiden stabiilisuutta. Yleensä mittareissa on myös testipainike, jonka avulla mittarin toimintakuntoa voidaan seurata. Ennen mittauksen alkua mittarin näyttö pitää muistaa nollata (reset). DAP-mittarin vasteen riippuvuus säteilylaadusta DAP-kammiot valmistetaan läpinäkyvästä materiaalista, jotta säteilykeilan kohdistus voidaan suorittaa valokentän avulla. Valmistusmateriaalina käytetään yleensä metallikalvolla pinnoitettua muovia, joka vaikuttaa säteilyn etenemiseen eri tavoin eri säteilylaaduilla. DAP-mittarin vaste muuttuu huomattavasti säteilylaadun funktiona: vaihtelu voi samankin röntgenlaitteen käyttöalueella olla jopa 30 %. Kammion käyttäytymiseen vaikuttavat seinämien ja keskielektrodin rakenne ja kammion paksuus. Mittauksissa on todettu, että säteilylaatua kuvaavana parametrina yleisesti käytetty puoliintumispaksuus (HVL, half-value layer) ei yksin riitä DAPmittarin säteilylaaturiippuvuuden esittämiseen. Röntgendiagnostiikassa käytettävillä säteilylaaduilla DAP-mittarin kalibrointikerroin saattaa vaihdella jopa 10 %, vaikka niillä olisi sama HVL-arvo. DAP-mittarin kalibrointi DAP-mittarit on yleensä säädetty siten, että jollain tietyllä säteilylaadulla mittarin näyttämä vastaa oikeaa DAP-arvoa. Se ei kuitenkaan tarkoita, että mittari näyttäisi oikein muillakin säteilylaaduilla. Jotta mittauksista saataisiin luotettavia ja vertailukelpoisia tuloksia, mittarit täytyy kalibroida kaikilla käytössä olevilla suodatuksilla ja niillä käytettäville putkijännitealueille. Kalibrointi pitäisi suorittaa yhdenmukaisesti ja kansainvälisiin mittanormaaleihin jäljitettävästi. Kalibroinnin tuloksena saadaan yksi tai useampia kalibrointikertoimia, ja oikea mittaustulos saadaan kertomalla mittarin näyttämä kalibrointikertoimella. Keilassa oleva DAP-kammio vaimentaa säteilyä. Mittari on kalibroitava siten, että mittaustulos vastaa mittarin läpäisseen ja potilaaseen kohdistuvan säteilykeilan DAP-arvoa. Myös muu säteilykeilassa fokuksen ja potilaan välissä oleva aine (esim. tutkimuspöytä) vaimentaa säteilyä ja pitää ottaa huomioon kalibroinnissa. Röntgenlaitteiden erilaiset rakenteet ja materiaalit sirottavat 18
19 säteilyä eri tavoin, ja siksi potilasmittauksissa käytettävät DAP-mittarit olisi kalibroitava käyttöpaikassaan siten, että mittausasetelmassa esiintyvä sironta olisi kalibroinnissa sama kuin potilastutkimuksen aikana. Sairaaloiden DAP-mittareiden (kenttämittareiden) kalibrointi on yleensä tehty käyttäen likimääräistä menetelmää, jossa ilmaan absorboitunut annos mitataan säteilykeilan keskellä ja kenttäkoko määritetään röntgenfilmin avulla. Helpompi ja tarkempi tapa on suorittaa kalibrointi toisen DAP-mittarin (vertailumittarin) avulla, jolloin ei tarvita erillistä annosmittausta ja epätarkkaa pintaalan määritystä. Vertailumittarin pitää olla kalibroitu mittariin kohdistuvan säteilyn suhteen. STUKissa valmistellaan ohjetta kenttämittareiden kalibroinnista vertailumittarin avulla. Mittausolosuhteiden vaikutus mittaustulokseen DAP-mittareita koskevan standardin IEC (IEC 2000) mukaan DAPkammiot ovat avoimia siten, että ilma pääsee kiertämään niissä vapaasti ja ulkopuolella tapahtuvat lämpötilan ja ilmanpaineen muutokset tapahtuvat myös niiden sisällä. Ilman tiheyden muuttuminen paineen ja lämpötilan funktiona muuttaa myös kammion sisältämän kaasun massaa. Tämä voidaan ottaa huomioon käyttämällä mittarin käyttöohjeen mukaista paine- ja lämpötilakorjauskerrointa k pt : k pt = 101,33 p kpa T 293,15 K (1) missä T on mitattu lämpötila kelvineinä ja p on ilmanpaine. Jossain mittareissa paine- ja lämpötilakorjaus tehdään automaattisesti ja mittari näyttää korjattua arvoa. Toimintatapa pitää selvittää mittarin käyttöohjeesta. Kertoimien käyttö ja DAP-arvo Potilastutkimustilanteessa DAP-mittarille mahdollisesti suoritettu kalibrointi tai mittausolosuhteet eivät vaikuta mitenkään. DAP-mittarin näyttämä (lukuarvo ja yksikkö) luetaan ja kirjataan sellaisenaan mittausolosuhteiden ja kuvausarvojen kanssa. Kalibrointikerrointa käytetään jälkeenpäin todellisten DAP-arvojen tarkkaan laskemiseen, esimerkiksi käsiteltäessä kerättyjä vertailutasoihin verrattavia mittaustuloksia. Samalle tutkimukselle käytetään yleensä suunnilleen samoja kuvausarvoja ja suodatuksia, jolloin myös DAP-mittarin kalibrointikerroin on vakio. Mittauslomakkeeseen pitää merkitä tämä kalibrointikerroin, jos se on tiedossa. Jos mittausajankohdan lämpötila ja ilmanpaine tiedetään, voidaan käyttää myös paine- ja lämpötilakorjauskerrointa (kaava 1). DAP-arvo 19
20 saadaan kertomalla mittarin näyttämä M DAP käytetyn säteilylaadun kalibrointikertoimella N KA ja paine- ja lämpötilakorjauskertoimella k pt. DAP = N KA kpt MDAP (2) Mittauslomakkeessa on kuitenkin aina esitettävä myös alkuperäiset, korjaamattomat mittaustulokset. Korjatut DAP-mittaustulosten keskiarvot kelpaavat suoraan verrattaviksi diagnostisiin vertailutasoihin. Mittaustarkkuus Standardin (IEC 2000) mukaan DAP-mittari on suunniteltava siten, että DAPmittauksen kokonaisepävarmuus ei ole suurempi kuin ± 25 % (kattavuuskertoimella k = 2). Myös Säteilyturvakeskuksen potilasannosmittausoppaan [5] mukaan annoksen ja pinta-alan tulon mittausepävarmuus saisi olla enintään 25 %. DAP-mittarin mittausepävarmuutta voidaan pienentää huomattavasti käyttämällä omaa kalibrointikerrointa eri säteilylaaduilla. Vertailumittarin avulla kalibroidulla kenttämittarilla saatavien potilasannosten epävarmuudet riippuvat mittausolosuhteista ja voidaan arvioida erikseen eri mittaustilanteille. Tavoitteena on, että potilasannosten epävarmuudet olisivat useimmissa tapauksissa alle 10 %. Käytännössä voi olla myös vaikeita mittaustilanteita, joissa tarkkuus jää paljon huonommaksi kuin tavanomaisissa perusmittauksissa. Tutkimuksissa, joissa säteilykeila kohdistuu potilaaseen tutkimuspöydän läpi, pöydän vaikutus potilaan säteilyaltistukseen voidaan ottaa huomioon kalibroinnissa. Tutkimuksissa, joissa säteilykeila kohdistuu potilaaseen tutkimuspöydän läpi vain osan ajasta tai säteilylaatu vaihtelee huomattavasti tutkimuksen aikana, kalibrointikertoimia täytyy arvioida ja mittauksen epävarmuus kasvaa. Mittaustulosten tulkinta DAP-mittarilla mitattu ja asianmukaisesti korjattu DAP-arvo on pääsääntöisesti verrannollinen potilaan säteilyaltistukseen, jota kuvaavia suureita ovat esim. siirtynyt energia, elinten samat annokset ja efektiivinen annos. Automaattisesti näin ei kuitenkaan ole kaikissa käytännön tilanteissa. Esim. kuvauksissa, joissa säteilykeilan reuna ohittaa potilaan, DAP-mittaustulos ei kerro potilaan todellista säteilyaltistusta, koska mitattu DAP-arvo koskee myös sitä osaa säteilykeilasta, joka ei osu potilaaseen. Keilassa oleva DAP-kammio vaimentaa potilaaseen kohdistuvaa säteilyä noin % säteilylaadusta riippuen. Tavanomaiseen käyttöön kalibroitu DAP- 20
21 mittari näyttää kammion läpäisseen säteilyn DAP-arvoa. Käytettäessä laitteelta toiselle kiertävää DAP-mittaria tämä vaimentava kerros (DAP-kammio) otetaan mittausten jälkeen pois keilasta. Tällöin samoja käsin säädettyjä kuvausarvoja käytettäessä potilaan kohdalle tulee suurempi annoksen ja pinta-alan tulo kuin kammion kanssa tehdyissä mittauksissa. Jos DAP-mittauksessa käytetään valotusautomatiikkaa tai kiinteää DAP-mittaria, tätä ongelmaa ei ole. Yhteenveto DAP-mittarin avulla on helppo mitata potilaan säteilyaltistusta. Kiinteän DAPmittarin käyttö ei vaadi erillistä mittarin asettelua eikä muita mittauksia. Jotta mittaustulokset olisivat luotettavia, pitää mittareiden olla oikein kalibroituja. Kenttämittarin kalibrointi voidaan suorittaa sen omalla käyttöpaikalla käyttötarpeen mukaan. DAP-mittarin vaste riippuu selvästi säteilylaadusta, ja lopullisia mittaustuloksia laskettaessa on syytä käyttää kalibroinnista saatuja kalibrointikertoimia. Kirjallisuutta 1. International Electrotechnical Commission (IEC). Medical electrical equipment Dose area product meters. IEC Second edition. Geneva: IEC; Larsson JP, Persliden J, Sandborg M, Carlsson GA.Transmission ionization chambers for measurements of air collision kerma integrated over beam area. Factors limiting the accuracy of calibration. Phys. Med, Biol.; 1996; 41: Larsson JP, Persliden J, Carlsson GA. Ionization chambers for measuring air kerma integrated over beam area. Deviations in calibration values using simplified calibration methods. Phys. Med. Biol.; 1998; 43: Pöyry PM. Annoksen ja pinta-alan tulon (DAP) mittaaminen röntgendiagnostiikassa ja DAP-mittareiden kalibrointi. Pro gradu -tutkielma, Helsingin yliopisto, Fysikaalisten tieteiden laitos, Röntgentutkimuksesta potilaalle aiheutuvan säteilyaltistuksen määrittäminen. STUK tiedottaa 1/2004. Helsinki; Säteilyturvakeskus:
22 POTILAAN SÄTEILYALTISTUS RÖNTGENTUTKIMUKSISSA Efektiiviset annokset sädediagnostiikassa Erkki Svedström Turun yliopistollinen keskussairaala Historiaa ICRP (the International Commission on Radiological Protection) määritteli efektiivisen annoksen käsitteen ensi kertaa vuonna Tätä ennen suositukset sisälsivät pääsääntöisesti ohjeita, joissa mainittiin suurin sallittu tai hyväksyttävä annos. Samana vuonna myös optimointiperiaate (ALARA) otettiin laajempaan käyttöön. Tällä hetkellä sädetutkimusten haittoja arvioitaessa efektiivinen annos on tunnetuin ja popularisoiduin suure, jolla vertaillaan eri tutkimusten aiheuttamaa säteilyannosta ja joskus myös terveyshaittaa. Määritelmä Efektiivisellä annoksella tarkoitetaan laskennallista annossuuretta, jolla kuvataan säteilyn aiheuttamaa terveydellistä kokonaishaittaa. Terveydellinen kokonaishaitta tarkoittaa, paitsi riskiä sairastua kuolemaan johtavaan syöpäkasvaimeen, myös muita syöpäsairauksia sekä geneettistä riskiä. Efektiivisen annoksen laskennassa tarvittavat perustekijät ovat: absorboitunut annos kullekin kudokselle tai elimelle, eri säteilylajeille määritellyt säteilyn painotuskertoimet (w R ) sekä kunkin kudoksen ja elimen säteilyherkkyyttä kuvaavat kudosten painotuskertoimet (w T ). Efektiivisen annoksen (E) yksikkö on sievert (Sv). Efektiivinen annos lasketaan seuraavasti: E = w T H T H =w D T R T,R jossa w T on kudoksen T painotuskerroin (taulukko I), H T sen ekvivalenttiannos ja D T,R kudokseen absorboitunut annos. Näin ollen laskennassa täytyy tuntea tutkimuksesta eri elimiin aiheutuneet absorboituneet annokset ja säteilyherkkyydestä riippuvat painotuskertoimet. 22
23 Taulukko I. Julkaisun ICRP 60 (1990) mukaiset kudosten painotuskertoimet. Elin/Kudos Kerroin (w T ) Gonadit 0,20 Luuydin 0,12 Paksusuoli 0,12 Keuhkot 0,12 Mahalaukku 0,12 Virtsarakko 0,05 Rintarauhanen 0,05 Maksa 0,05 Ruokatorvi 0,05 Kilpirauhanen 0,05 Iho 0,01 Luun pinta 0,01 Muut 0,05 Yhteensä 1,00 Laskeminen Laskentaa varten tarvittava annosjakauma voidaan arvioida mittausten avulla. Toisaalta mallien avulla on luotu laskentamenetelmiä, joiden avulla efektiivinen annos saadaan helposti laskentataulukosta tai tietokoneohjelmasta, kun tunnetaan kuvaustekniikka ja geometria. Esimerkkejä julkiseenkin käyttöön tarkoitetuista laskentasivuista on ohessa. Käyttöalueet Efektiivisen annoksen tärkein käyttötapa on eri tutkimusten tuottaman annoksen vertailuissa. Viime vuosina on tutkimuksesta aiheutuvan säteilyriskin suuruutta pyritty havainnollistamaan vertaamalla tutkimuksesta aiheutuvaa efektiivistä annosta tavanomaisesta PA-keuhkokuvasta ja luonnon taustasäteilystä aiheutuviin efektiivisiin annoksiin. Annosvastaavuus on annettu sellaisena PA-keuhkokuvien lukumääränä ja sellaisena altistumisaikana taustasäteilylle, joka aiheuttaa saman efektiivisen annoksen kuin tutkimus (taulukko II). Annosvastaavuudesta käytetään myös joskus lyhennettä BERT (Background Equivalent Radiation Time). 23
24 Esimerkkejä Esimerkkejä röntgentutkimusten aiheuttamista säteilyannoksista on annettu taulukossa II. (Taulukko on STUKin verkkosivuilta: ) Taulukko II. Röntgentutkimuksien säteilyannokset Tutkimus Efektiivinen annos (msv) Ongelmat Efektiivinen annos ottaa käsitteenä huomioon säteilyn jakautumisen (eri elinten ja kudosten saamat annokset) ja eri elinten ja kudosten riskitekijät. Julkaistuissa mittauksissa säteilyn jakautumista on selvitetty erilaisilla fantomeilla, joiden on arveltu vastaavan keskimääräistä ihmistä. Koska ihmisten koko kuitenkin vaihtelee ja etäisyydet kuvantamiskohteesta voivat vaihdella huomattavasti esimerkiksi puolenkilon keskosen ja yli satakiloisen potilaan välillä, kohde- Annosvastaavuus *) PAkeuhkokuvina (kpl) Annosvastaavuus altistumisaikana taustasäteilylle Raaja, esim. polvi 0,01 0,3 1 päivä Nenän sivuontelot 0, päivää Keuhko (PA- ja LATkuva) 0, päivää Keuhko (PA-kuva) 0, päivää Kallo 0, päivää Mammografia 0, päivää Kaularanka 0, päivää Rintaranka 1, kuukautta Lanneranka 2, kuukautta Lantio 1, kuukautta Vatsa (natiivi) 2, kuukautta Virtsatie (urografia) 4, ,5 vuotta Paksusuoli 9, vuotta Tietokonetomografiat Pää 1, kuukautta Lanneranka 5, ,5 vuotta Vatsa vuotta *) PA = selän puolelta otetut 24
25 elimen annos tulee myös erilaisilla potilailla laskea eri tavalla. Riskin arvioimisen efektiivisen annoksen perusteella tekee hankalaksi myös se, että todellisuudessa riskikertoimet vaihtelevat esim. iän ja sukupuolen mukaan. Jälleen kerran törmäämme sikiön ja lapsen kudosten erilaiseen herkkyyteen ja tällöin myös painotuskertoimet tulisi aina määritellä uudelleen. Myös kohde-elimen koko, määrä ja jakautuminen voi iän suhteen vaihdella hyvänä esimerkkinä tästä on luuytimen määrän jakautuminen eri ikäkausilla. Painotuskerrointen suhteen on myös tapahtunut vuosien kuluessa muutoksia. Tärkeimmät määrittelyt on tehty vuosina 1977, 1990 ja vasta aivan äskettäin. Suurimmat vaihtelut eri vuosien painotuskertoimissa ovat gonadien ja rintarauhasen kohdalla. Näin eri aikoina lasketut efektiiviset annokset eivät aina ole vertailukelpoisia keskenään. Lopuksi Efektiivinen annos on vertailukelpoinen mittari, jonka avulla eri menetelmillä tehtyjä tutkimuksia voidaan verrata keskenään. Efektiivinen annos soveltuu huonosti yksittäisen potilaan riskiarviointiin ja sädetutkimusten riskiarviointiinkin vain huomattavin rajoituksin. 25
26 DIGITAALINEN KUVANTAMINEN ICRP:n suositus digitaalisesta kuvantamisesta ICRP Publication 93 Timo Kiljunen Säteilyturvakeskus Johdanto Viimeisen vuosikymmenen aikana perinteinen röntgenkuvantaminen ja läpivalaisu ovat digitalisoituneet kiihtyvällä vauhdilla länsimaissa. Siirtyminen perinteisistä röntgenfilmeistä digitaaliseen kuvanmuodostukseen vaatii uudenlaista tekniikkaa. Digitaalisen kuvan prosessointi, luenta, tallentaminen ja jakaminen vaativat tietokoneita, digitaalisia tietoverkkoja sekä arkistointi- ja tietoliikenneyhteyksiä (PACS). Digitaalisten ilmaisinten laaja dynaaminen alue vähentää tarvetta yli- ja alivalottuneiden kuvien uusimiseen. Laaja dynaaminen alue ja kuvien jälkikäsittely kuitenkin vaikeuttavat yli- ja alivalottuneiden kuvien tunnistamista, sillä diagnostinen kuvanlaatu voi olla molemmissa tapauksissa sama. Flat panel -ilmaisinten avulla on mahdollista saavuttaa % pienempiä potilaan säteilyannoksia ilman kuvanlaadun huononemista. Laaja dynaaminen alue mahdollistaa myös potilasannoksen ja kuvanlaadun räätälöinnin erityisryhmiä, kuten esimerkiksi lapsipotilaita varten. Lisäksi digitaalitekniikka mahdollistaa nopean etädiagnosoinnin ja asiantuntijakonsultoinnin teleradiologiaa hyväksikäyttäen. ICRP:n suositus Kansainvälinen säteilysuojelutoimikunta (ICRP) julkaisee vuosittain ohjeita ja suosituksia luonnonsäteilyn, lääketieteellisen ja teollisen säteilyn käytön sekä ydinvoiman aiheuttaman säteilyriskin hallitsemiseksi. ICRP julkaisi vuonna 2004 suosituksen, joka käsittelee potilasannosten hallintaa digitaalisessa kuvantamisessa: Managing Patient Doses in Digital Radiography ICRP Publication 93. Julkaisu on tarkoitettu röntgenhoitajille, radiologeille, sairaalafyysikoille ja muille, joilla on perustiedot röntgenkuvantamisesta, ja se on kirjoitettu yleistajuisesti ja käytännönläheisesti. Julkaisu käsittelee potilasannoksen ja kuvanlaadun välistä yhteyttä digitaalisessa kuvantamisessa, sekä laadunvalvontaan ja säännöksiin liittyviä seikkoja. Lisäksi julkaisussa on liitteinä tietoa annos- 26
27 suureista ja digitaalisten järjestelmien teknisistä ominaisuuksista sekä ohjeita digitaalikuvantamiseen siirryttäessä tarvittavan lisäkoulutuksen sisällöstä. Tässä esitetään yhteenveto ICRP:n suosituksessa kuvatuista tärkeimmistä periaatteista digitaalisessa kuvantamisessa. Digitaalitekniikan perusteet Digitaalisista kuvareseptoreista tavallisin on 1980-luvulla kehitetty digitaalinen kuvalevy. Kuvalevylle syntyy röntgensäteilyn absorboinnin jälkeen metastabiileja viritystiloja, jotka voidaan purkaa stimuloimalla levyä valolla. Röntgenkuvauksen jälkeen kuvalevy skannataan lasersäteellä, jolloin viritykset purkautuvat sinisenä valona, jonka intensiteetti on verrannollinen alkuperäisen röntgensäteilyn määrään. Kuvanlukijalaite mittaa emittoituneen valon määrän jokaisessa kuva-alkiossa (pikselissä) erikseen ja määrä ilmaisee kyseisen kohdan kirkkauden. Koska haluttu kirkkaus voidaan valita vastaamaan kuvakohtaisesti tiettyä valomäärää, saadaan valotus periaatteessa aina säädetyksi oikeaksi, eikä yli- tai alivalottuneita kuvia tule. Digitaalisen kuvalevyn käyttöönotto ei vaadi generaattorin, röntgenputken tai bucky-järjestelmän vaihtoa. Läpivalaisututkimuksissa perinteisesti käytettyä kuvanvahvistin-monitoriketjua käytetään myös digitaalisen kuvan tuottamiseen. Kuvanvahvistimen sisällä on CsI:sta valmistettu sisäänmenovarjostin, jonka tuottama näkyvä valo irrottaa elektroneja fotokatodilta. Elektronit kiihdytetään kuvanvahvistimessa kv:n jännitteellä ja kohdistetaan ulostulovarjostimelle. Ulostulovarjostimelle syntyvää kuvaa digitoidaan (esim. CCD kamera) ja kuvaa tarkastellaan monitorilta kameran välityksellä. Nykyään ns. flat panel-detektorit (aktiivimatriisidetektorit, litteät kuvanilmaisimet) ovat yleistymässä digitaalisina kuvareseptoreina. Niissä röntgensäteily muunnetaan CsI-kerroksessa näkyväksi valoksi, joka tuottaa sähköisen signaalin amorfisesta piistä valmistetun fotodiodimatriisin avulla. Toinen tapa on muuntaa röntgensäteily suoraan sähköiseksi signaaliksi amorfisen seleenin avulla, jolloin röntgensäteilyn absorboituessa syntyvät elektroni-aukkoparit vedetään sähkökentän vaikutuksesta vastakkaisille puolille ja varaus luetaan mikroelektrometrillä. Digitaalista kuvaa voidaan tarkastella näyttöpäätteen avulla ja kuva voidaan kehittää myös filmille. Digitaalista kuvaa voidaan helposti käsitellä halutulla tavalla: sitä voidaan suurentaa ja pienentää, sen harmaaskaalaa voidaan muuttaa vapaasti ja kuvia voidaan yhdistellä. Digitaalinen kuvantaminen helpottaa arkistointia, kun kuvat tallennetaan sähköisesti ja kuvat on helppo hakea tietokannoista uudelleen käyttöön. 27
28 Potilasannos ja kuvanlaatu Digitaalisessa röntgenkuvantamisessa jotkut kuvanlaatua kuvaavat parametrit (esimerkiksi kohina) korreloivat hyvin potilaan saaman säteilyannoksen kanssa. Potilasannosta nostamalla kuvanlaatua voidaan parantaa huomattavasti signaali-kohinasuhteen (SNR) kasvaessa. Tämä on merkittävin ero perinteiseen filmikuvantamiseen verrattuna, jossa suhteellisen pieni annoksen korottaminen voi tuottaa ylivalottuneen kuvan. Koska digitaalinen kuvantaminen mahdollistaa entistä paremman diagnostisen kuvanlaadun, on vaarana, että käytetään suurempia potilasannoksia kuin diagnoosin kannalta on välttämätöntä. Eri tutkimukset vaativat erilaista kuvanlaatua ja kaikille tutkimuksille tulisikin vakiinnuttaa laatukriteerit, joiden tarkoituksena on ehkäistä annoksia, joiden avulla ei saavuteta kliinistä lisäinformaatiota. Digitaalisissa läpivalaisulaitteissa kuvien ottaminen (ja tuhoaminen) on hyvin helppoa, sillä kuvauskasettia ei tarvitse vaihtaa kuvien välillä. Lisäksi eksponointien suuri määrä mahdollistaa suuremman kuvavalikoiman ja helpottaa näin kliinisen diagnoosin tekemistä. Esimerkiksi perinteisestä läpivalaisusta digitaaliseen läpivalaisuun siirtyminen kasvatti eksponointien määrää keskimäärin nelinkertaiseksi ylemmän ruuansulatuskanavan tutkimuksissa (Axelsson ym. 2000). Samalla kuitenkin myös potilasannokset nelinkertaistuivat. On erityisen tärkeää, että tutkimusohjeissa ja koulutuksessa kiinnitetään huomiota myös eksponointien määrään. Koska digitaalisessa kuvantamisessa potilasannosten kasvua ei välttämättä huomata ilmaisinten laajan dynaamisen alueen takia, potilasannokset saattavat liukua hiljalleen ylöspäin. Siksi potilasannosten seuraaminen laadunvalvonnan ohessa on tehtävä säännöllisesti ja tiheämmin väliajoin kuin aiemmin filmikuvausten aikana. Röntgenlaitteissa tulisi olla potilasannosta osoittava näyttö annosseurannan helpottamiseksi. Vertailutasoista on hyötyä verrattaessa sairaalan keskimääräisiä potilasannoksia yleiseen annostasoon. Käytännön ohjeita potilasannoksen hallitsemiseksi digitaalisessa kuvantamisessa Otettaessa uusi digitaalinen tutkimuslaite käyttöön, potilasannosten ja riittävän kuvanlaadun välille on etsittävä tasapaino. Vältä hyödyttömien kuvien poistamista arkistosta ja suorita hylkäyskuvien analysointi määräajoin. Käytä hyväksi työaseman mahdollistamia kuvankäsittely- ja visualisointiominaisuuksia. Identifioi kuvat perusteellisesti, jotta ne löydetään arkistosta myöhemmin. 28