KOMPENDIUM I RÖNTGENTEKNOLOGI KAPITEL 8
Strålskydd
Reviderad: 20050816
Joniserande strålning
Övrig naturlig bakgrundsstrålning 20%
Medicinska strålkällor 15%
Radon i bostäder 64%
Övriga strålkällor 1%
Vi är ständigt utsatta för strålning från rymden och från radioaktiva ämnen runt omkring oss. Också vår egen kropp och födan vi äter innehåller radioaktiva ämnen. Den mängd strålningsenergi som tas upp av kroppen kallas stråldos och brukar anges i enheten millisievert som förkortas mSv. Den naturliga strålningens styrka på en ort beror bl a av höjden över havet och av hur berggrunden är sammansatt. Vissa yrkesgrupper får större stråldoser än andra, tex flygare, gruvarbetare, personal på sjukhusens röntgenavdelningar och kärnkraftverk. En svensk får i genomsnitt en stråldos på ca 5 mSv per år. Diagrammet visar ungefär varifrån strålningen kommer. Det radioaktiva nedfallet efter olyckan i Tjernobyl gav under det första året efter olyckan en genomsnittsvensk knappt 0,2 mSv. För de närmaste femtio åren efter olyckan väntas bidraget bli 0,8 mSv.
1(8)
Den naturliga bakgrundsstrålningen
Kosmisk strålning 0,3 mSv/år
Interna strålkällor 0,2 mSv/år (Kalium-40, radium-226)
Strålning från berggrunden 0,5 mSv/år (Kalium-40, radium, torium, uran). Alla människor bestrålas ständigt från världsrymden och från radioaktiva ämnen i berggrunden. Också i människokroppen och i födoämnen finns naturligt radioaktiva ämnen, tex. kol-14 och kalium 40. En svensk får i genomsnitt ca 1 mSv per år från dessa naturliga strålkällor. Den naturliga stråldosen är inte lika stor överallt. Olika berggrunder ger olika dos. Bor man högt över havet får man större dos från från rymden än nere vid marken. Vissa yrkesgrupper utsätts för ökad naturlig bakgrundsstrålning. Besättningen i trafikflygplan på långdistansrutter kan få upp till 7 mSv per år på grund av strålningen från rymden.
2(8)
Röntgenstrålningens växelverkan med materia
Röntgenstrålar
Karakteristisk strålning L K
Då röntgenstrålningen träffar en patient sker en växelverkan mellan röntgenfotonerna och atomerna i cellen. Tre växelverkansprocesser förkommer: - fotoelektrisk effekt, - compton effekten och - parbildning. Här kommer endast de två första att beröras, då parbildning bara sker för energier > 1 MeV
Fotoelektrisk effekt Vid den fotoelektriska effekten absorberas röntgenfotoner med tillräcklig hög energi med elektroner i atomens innersta skal i det bestrålade materialet. Elektronerna slits loss och atomen joniseras. De så skapade fria fotoelektronerna, får ett energitillskott som motsvarar fotonens energi minskat med bindningsenergin hos atomens elektroner. Den vakanta plats som bildas fylls ut av elektroner från de yttre skalen, och överskottsenergin som atomen avger sänds ut i form av karakteristisk röntgenstrålning. Energin hos denna strålning motsvarar skillnaden i bindningsenergi mellan elektronskalen.
Röntgenfoton
Fotoelektron
.
Rekylelektron
Röntgenfoton
Spridd foton
Compton effekt Inkommande fotoner växelverkar här med elektroner i atomens yttre skal varvid endast en del av fotonens energi avges till elektronerna. Fotonen fortsätter med mindre energi och med ändrad riktning. Ju större riktningsändring blir ju större energi överförs till elektronen. En spridd foton med lägre energi lämnar atomen som sekundärstrålning. Rekylelektronen kan i sin tur generera fotoelektrisk effekt i närliggande atom, eller alstra ytterligare en spridd foton.
Den fotoelektriska effekten dominerar för, fotonenergier < 100keV och comptoneffekten för energier > 100 keV <10 MeV
3(8)
Storheter och enheter inom radiofysiken Absorberad dos, Gray För att kunna uppskatta den biologiska effekt som strålningen orsakar, måste den absorberade dosen (D) bestämmas. Absorberad dos anges i enheten Gray, (Gy), och definieras som medelenergin d som strålningen överfört till ett volymelement med massan dm.
dE D = -------dm
1 Gy = 1 J/kg
Ekvivalent dos, Sievert
Den absorberade dosen är dock inte det enda som avgör den biologiska effekten. Det visar sig nämnligen att ju högre jonisationstäthet strålningen har, ju större blir den biologisk effekten. Olika slag av joniserande strålning ex. alfastrålning, och gammastrålning, uppvisar för samma absorberande dos olika biologiska effekter. För att i strålskyddssammanhang kunna jämföra risker vid olika typer av strålning och för att kunna addera strålningsbidragen från olika strålkällor har begreppet ekvivalent dos införts. Den ekvivalenta dosen (Ht), erhålles genom att multiplicera den absorberade medeldosen (D) med viktningsfaktorn wR. wR är en faktor som beror på strålningens biologiska verkan. Den ekvivalenta dosen (Ht) anges i enheten Sievert, (Sv).
Ht = D x wR
1Sv = 1 J/kg
För beta- och gamma-strålning är viktningsfaktorn wR = 1 men för alfa strålning är wR = 20. Detta säger att för samma absorberade dos ger alfastrålningen 20 gånger större biologiska effekt.
Effektiv dos, Sievert Den ur skadesynpunkt viktigaste biomolekylen i cellen är DNA, som är cellens mall vid syntes av RNA. Om antalet strålinducerade skador på DNA är tillräckligt stort kan detta orsaka cellens död. Många faktorer har betydelse för hur den slutliga skadan blir. Stråldosens fördelning i kroppen, som kan vara mycket ojämn, är en faktor. För att ändå kunna jämföra stråldoser ur risksynpunkt viktar man stråldoser i olika organ i förhållande till organets strålkänslighet. Summan för hela kroppen av dessa viktade doser kallas effektiv dos och anges i enheten sievert. Den effektiva dosen E definieras som:
E=summan av alla (Ht*wt)
1Sv = 1 J/kg
där wt är viktningsfaktorn som anger organets relativa strålkänslighet. Ex. Om organen A, B och C får en ekvivalent dos på Ha, Hb resp. Hc, blir den effektiva dosen E = Ha*wa+Hb*wb+Hc*wc där wa, wb ochwc anger organens relativa strålkänslighet
4(8)
Effekter av joniserande strålning på cellen Den minsta oberoende enheten i levande organismer är cellen. Skador som orsakas av strålning är:
1: Störning i mitosen (celldelning) 2 Celldöd. 3 Mutationer
Delande celler är strålningskänsligare än icke delande celler. Organ som har en kraftig cellproduktion är mer strålningskänsliga än andra organ ( röd benmärg, tunntarmsepitelet etc ). Enligt en bland forskare väl etablerad uppfattning är förändringar i arvsmassans jättemolekyl, DNA, orsak till de hälsoeffekter som joniserande strålning ger upphov till. En enkel modell får man om man antar att en given absorberad dos leder till ett visst antal förändringar i DNA. Om man dubblar dosen får man dubbelt så stor påverkan. Eventuella avvikelser från ett sådant linjärt samband mellan dos och effekt skulle ha sin grund i att celler reparerar strålningsskador på DNA olika effektivt vid olika dos. Vid en eventuell skada på cellen och då reparationen ej sker eller då reparationen sker felaktigt är det som cellen muterar. Mutationshändelser utgör första steget i omvandlingen av en frisk cell till en cancercell. När de inträffar i könsceller kan det leda till genetisk förändring hos avkomman. Kunskapen om strålningens effekter på människan är till stor del baserad på erfarenheter från bestrålning av människor under olika förhållanden enligt nedan. 1 Överlevande från atombombsexplosionerna i Hiroshima och Nagasaki. 2 Personer som i medicinsk behandling har strålbehandlats mot relativt ofarliga sjukdomar t.ex. ryggåkommor och ledbesvär. 3 Personer som på ett eller annat sätt fått radioaktiva isotoper i sig, RA-226. Kemister som arbetat med radium. Arbetare vid klockfabriker som målat lysfärg på visare och siffror. 4 Gruvarbetare som exponerats för den radioaktiva ädelgasen Rn-222, vilket ger en ökad frekvens av lungcancer. 5 Barn som bestrålats i fosterstadiet i samband med röntgenundersökning av bäckenområdet hos modern.
5(8)
Stråldosens effekt på människan När det gäller diskussion av strålningsrisker för människan kan stråldoser indelas i höga doser, mellandoser och låga doser
Höga doser >= 500 mSV mellandoser 50-500 mSV låga doser < 50 mSv.
(Sievert) 0-0,25
Inga synliga effekter Kromosonförändringar kan uppträda hos enstaka personer.
0,25-1,0
Övergående förändringar i blodbilden
1,0-2,0
Strålsjuka börjar uppträda med illamående, kräkningar och trötthet. Minskat antal vita blodkroppar. Som regel återhämtar personen sig efter några månader.
2,0-6,0
Symptom som ovan samt, efter några veckor, håravfall, feber, blödningar och infektioner. Vid en stråldos av ca 3 Sv brukar man räkna med att hälften av de bestrålade skall avlida inom en månad.
>6,0
Knappast någon person överlever en sådan bestrålning.
Akuta skador (deterministiska) Inträffar bara om dosen överskrider ett tröskelvärde. Arten och graden av en akut strålskada beror på många faktorer, bla. dosens storlek, dosens fördelning i tiden och hur stor del av kroppen som blivit bestrålad. Skadan blir större ju större del av kroppen som bestrålats och ökar också om bestrålningen skett under en kort tidsrymd.
Sena skador (stokastiska) Kan uppstå oavsett dosnivå. De skador som här avses är cancer och genetiska skador. Man vet att dessa skador kan uppkomma efter höga stråldoser och man kan också räkna fram riskfaktorer för skador från dessa stråldoser. Vid låga doser däremot går det inte att bevisa att sena skador uppstår. Å andra sidan kan man inte heller bevisa att skador inte skulle kuna uppkomma. 6(8)
Strålningsbiologiska fenomen i en levande cell 1 Fysikaliska-kemiska förändringar. Strålningsenergin överförs till atomer och molekyler i cellen vilket medför kemiska förändringar. Dessa förändringar sker inom bråkdelen av en sekund. 2 Biologiska förändringar Biologiskt material innehåller bl.a. organiska molekyler som delvis förstörs på grund av de kemiska förändringarna. Biologiska förändringar uppträder först efter några timmar, dagar eller t.o.m. år efter bestrålningstillfället. Då strålning från radioaktiva ämnen absorberas i vår kropp bildas starkt reaktiva kemiska produkter av vatten vid strålningens växelverkan i de levande cellerna. Det är främst dessa sk. vattenradikaler som i reaktion med arvsmassan orsakar cellförändringar. Antalet radikaler som bildas är vid de doser som här diskuteras proportionellt mot den absorberade dosen. Sannolikheten för kemiska skador på arvsmassan (strängbrott eller andra molekylförändringar i DNA-strängarna) beror på antalet producerade radikaler.
I vattenhaltiga system som levande celler är jonisation av vattenmolekyler den process som starkast bidrar till skadeverkan på DNA. Om vattenmolekylen tecknas som HOH, leder dess jonisation till bildning av positiva och negativa vattenjoner enligt formlerna HOH---->HOH+ och esamt HOH + e- ----->HOHDe två jonerna som bildas splittras spontant:
HOH+ ---->H+ och OH. HOH- ---->OH- och H.
De är de så bildade fria radikalerna H. och OH. vardera försedd med en oparad elektron (betecknad med en punkt), som kan attackera DNA och därmed åstadkomma kemiska förändringar. Också den fria elektronen e- kan bilda en fri radikal i form av en oparad elektron omgiven av ett vattenhölje. Det är framförallt hydroxylradikalen OH., och i mindre grad väteradikalen H. som ger skador på DNA, antingen direkt eller via sekundärt producerade radikaler.
7(8)
Sambandet dos- cancerrisk Modellen nedan förklarar det nästan linjära sambandet mellan absorberad dos och sannolikheten för uppkomsten av cancer. Med andra ord så skulle risken för att drabbas av strålinducerad cancer stå i ett direkt samband med dosen.
Låga doser Höga doser
Medeldoser
1000
2000 Ekvivalent dos, mSv
Hur stora stråldoser ger en röntgenundersökning? Stråldosens storlek beror på vilken typ av röntgenundersökning som patienten skall genomgå. Ju mer komplicerad en undersökning är desto större blir stråldosen. Stapeldiagrammet nedan visar genomsnittsdoser för några vanliga röntgenundetsökningar.
mSv 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Tand Arm Mammografi Ländrygg Magsäck Njurar Lungor CT-skalle Tjocktarm
8(8)
Elektronens växelverkan med materia Röntgenrör Elektroner
Anod (+) Katod (--)
Röntgenstrålar
Som vi vet alstras bromsstrålning och karakteristisk strålning i röntgenröret då fria elektroner snabbt bromsas upp när dessa bombardera anodenmaterialet.
Bromsstrålning Fria elektroner genereras genom att upphetta en glödtråd innesluten i en vakumbehållare. Dessa accelereras till stor rörelseenergi genom att en hög spänning påläggs mellan anod och katod. Energin blir lika med produkten av elektronens laddning och spänningen över röntgenröret. När elektronerna nu bombarderar anoden passerar dessa mer eller mindre nära anodmaterialets atomkärnor som ändrar elektronernas rörelseriktning. Vid varje sådan riktningsändring sker en uppbromsnng av elektronen som då avger energi vars storlek blir skillnaden mellan rörelseenergi före respektiver efter inbromsningen. Energi avges i form av fotoner, sk. bromsstrålningsfotoner, med ett spektrum som varierar från mycket låga energier till fotoner med maximal energi vilka genereras då elektroner avger hela sin energi vid en enda inbromsning.
elektron K
hv Röntgenfoton
9(8)
Karakteristisk strålning
Elektroner som infaller mot anoden eller bromsstrålningsfotoner som alstras i anoden, kan om dess energi är tillräckligt stor, avlägsna elektroner i de innersta elektronskalet i anodens atomer. De vakanser som då uppstår kommer att fyllas med elektroner från de yttre elektronskalen. När elektroner intar dessa vakanser avges fotonstrålning i form av karakteristisk strålning, med en energi som motsvaras av skillnaden i energi mellan elektronskalen. Vi vet ju från fysiken att elektroner i de yttre skalen representerar en högre energi hos elektronerna än de i de inre skalens elektroner. Hur stor skillnaden är beror på materielet ifråga. Den karakteristiska strålningen uppträder tillsammans med bromsstrålning i strålknippet från röntgenröret. Den karakteristiska strålningen ökar med ökad röntgenrörspänning.
elektron
K
1 elektron/
2
alt. foton
3 4 hv Röntgenfoton
Figuren visar förloppet då karakteristisk strålning genereras. 1) elektroner eller fotoner slår ut elektroner 2) från innersta banan i anodens atomer. 3) elektroner från atomens yttre banor fyller upp de vakanta platserna. 4) överskottsenergi avges som karakteristisk strålning.
10(8)
Röntgenspektrats förändring från anod till bildmottagare. Den röntgenstrålning som produceras i röntgenrörets anod innehåller en stor andel lågenergetisk strålning. På sin väg från anoden till primärbländaren passerar röntgenspektrat en rad material där den mest lågenergetiska strålningen filtreras bort.
Raster Primärbländare
Tilläggsfilter Röntgenrör placerad i en oljefylld kåpa
Patient
Kassett
Uppstår i anoden Lämnar anoden Utgår från röret
Före patienten Efter patienten
10
20
40
60
80
100
keV
I figuren ovan visas de material och den filterverkan som strålningen utsetts för på sin väg genom röntgenröret. Den strålning som genereras i anodens översta atomlager innehåller en ansenlig del lågenergetisk strålning. En första filtrering sker i anodmaterialet självt, för att sedan ytterligare filtreras i glaskåpan som utgör själva röntgenröret. Vidare sker filtrering i den olja som fyller ut utrymmet mellan glasväggen och röntgenrörets kåpa, och i eventuella tilläggsfilter mellan kåpan och primärbländaren. Till sist sker en filtrering i bländaren. Väl ute ur röntgenröret passerar strålningen patientbordsskivan, patienten, rastret för att slutligen växelverka med de aktiva komponenterna i bildmottagaren. Vid varje passage sker en filtrering där medelenergin hos strålningen förskjuts mot högre värden. I bildmottagaren absorberas ca. 50% av strålningen. 11(8)
Röntgenrörspektra vid olika röntgenrörspänningar
50
70
90
135
keV
Röntgenstrålningen innehåller fotoner med energier inom ett kontinuerligt intervall upp till en maximal energi som bestäms av röntgenrörspänningen. Som framgår av figuren ovan, växer det totala antalet bromsstrålningsfotoner med ökad röntgenrörspänning. Medelenergin hos fotonerna är dock mindre än hälften av den maximala energin. Andelen karakteristisk strålning, topparna på kurvorna, utgör jämförelsevis en liten andel av det totala spektrat. Vid en given rörspänning är mängden fotoner som genereras i röntgenröret proportionell mot strömmen genom röret. HVL Den filtrering som sker i röntgenrörets glashölje, oljan runt röret, fönstret i kåpan och spegeln i bländaren anges som tjockleken av ett aluminiumfilter som skulle ge samma filtrering. Vanliga värden är 1,5-3 mm Al. Denna filtrering, vanligen kallad egenfiltrering, måste adderas till den extra filtrering som placeras mellan röret och bländaren för att ge rätt värde på röntgenrörets totalfiltrering. Ett praktiskt sätt att mäta totalfiltreringen är genom det sk. halvvärdesskiktet, HVL. (Half Value Layer). Mätningen går till så att strålningen från röntgenröret mäts med en jonkammare vid en bestämd röntgenrörspänning. Mätutslaget noteras, säg som ett exempel att vi får 96 mGy. En aluminumskiva placeras nu i strålgången mellan röntgenröret och jonkammaren. HVL värdet anges som den tjocklek hos aluminiumskivan som reducerar initialdosen 96 mGy till hälften. Antag i vårt fall att vi får lägga till en 4,5 mm tjock aluminiumskiva för att nå 48 mGy. Vi har nu mätt upp vår första HVL-tjocklek. Om vi fortsätter att öka på aluminiumtjockleken når vi så småningom den tjocklek som reducerar strålningen till en fjärdedel. Det andra HVL-värdet minskar strålningen till en fjärdedel, där ett tredje HVL-skikt minskar strålningen till en åttondel, osv. Från HVL- värderna kan röntgenrörets totalfiltrering beräknas. Egenfiltreringen hos röntgenrör och bländare skall uppgå till minst 3,0 mm Aluminium-ekvivalens.
12(8)
Mammografi
Mammografi är den enda teknik som kan visualisera ickepalpabla brösttumörer (mikroförkalkningar) på ett tidiga stadier av cancer. Mammografi kan inte användas på unga kvinnor under 25 års ålder, då mycket körtelvävnad ger dålig bildkvalitet och höga stråldoser. Den låga röntgenrörspänning som krävs vid mammografi är nödvändig för att få tillräcklig objektskontrast. Objektskontrasten beror på skillnader i attenuering mellan objektet och den omgivande vävnaden. Objektskontrasten påverkas av strålkvaliteten som beror på kV, filtrering, anodmatieral, och röntgenrörspänningens kurvform. Två avgörande faktorer som påverkar bildkvaliteten är: 1) den spridda strålningen, 2) kompression av bröstet. Hård kompression är absolut nödvändig för att få en bild med hög diagnostisk bildkvalitet. Dosen till bröstet minskar också drastiskt vid en sådan kompression.
Spektrum från röntgenrör med molybdenanod för mammografi
Röntgenrörspänning = 35 kV
Röntgenrörspänning = 30 kV
10
20
30
40
keV
Vid mammografiundersökningar används ofta speciella röntgenrör med molybdenanod som matas med låg röntgenrörspänning (23-35 kV). För att den lågenergetiska strålningen skall kunna penetrera röntgenrörets kåpfönster, är detta av beryllium eller av molybden. Hos dessa röntgenrör dominerar den karaktäristiska strålningen vars maximum med en molybdenanod är ca 18 keV. I röntgenrör för mammografi där den karakteristiska strålningen dominerar kommer en ändring av spänningen främst att påverka intensiteten hos den karakteristiska strålningen. Se figuren ovan.
13(8)
Villkor för landstingets tillstånd att bedriva verksamhet med strålning avseende medicinsk röntgendiagnostik. Organisation 1 För verksamheten skall finnas en strålskyddsorganisation med fastställd ansvarsfördelning. Direktionen UAS
Figuren visar organisationen på UAS.
SJUKHUSFYSIK
STRÅLSKYDDSVERKSAMHET
DIAGNOSTIK
NUKLEARMEDICIN
TERAPI
2 Sjukhusfysiker, eller någon som har med sjukhusfysiker likvärdig kompetens skall samordna strålskyddsversamheten. Denne skall ha befogenhet att vidta de strålskyddsåtgärder som verksamhetens art och omfattning kräver. Utbildning 3 Röntgenutrustning får användas endast av den som är förtrogen med dess riktiga handhavande och som är medveten om strålriskerna. Rutiner för erforderlig utbildning av personal skall finnas skriftligt dokumenterade. Av dokumentet skall framgå vilka utbildningsmoment de olika personalkategorierna måste ha gått igenom för att få utföra ett visst arbete. Personalen skall genom kvittning bekräfta att säkerhetsrutiner och andra utbildningsmoment genomgåtts. Kvittningen skall bevaras.
Arbete 4 Undersökning av patient får utföras endast under ledning av läkare med specialistkompetens inom området röntgendiagnostik. 5 Journalbok över genomlysningstider skall föras för sådan röntgenutrustning som används utanför röntgenavdelningen. 6 Screeningverksamhet får utföras endast efter särskilt medgivande från Statens strålskyddsinstitut. Kvalitetssäkring 7 Tillståndshavaren skall upprätta och genomföra kvalitetssäkringsprogram som innefattar kontroll av både utrustning och arbetsmetoder.
14(8)
Tillbud 8 Inträffade missöden och tillbud som kan ha betydelse från strålskyddssynpunkt skall så snart som möjligt rapporteras till kontaktperson som utreder och senast inom en vecka anmäler det inträffade till Statens strålskyddsinstitut. Utrustning 9 Tillståndshavaren skall årligen under januari-mars tillställa Statens strålskyddsinstitut en aktuell förteckning över de röntgenutrustningar som omfattas av tillståndet. Information När mobil utrustning används i lokaler som saknar strålskärmning skall, enligt förskriften, mobila avskärmningar användas om primärstrålningen kan träffa antingen någon annan än den som undersöks eller vägg mot närliggande rum där någon kan uppehålla sig. Enligt Statens strålskyddsinstituts föreskrifter om kontroll av utrustning för röntgendiagnostik skall utrustningen kontrolleras minst en gång per år och framkallningsprocessen minst en gång per vecka.
Principer för strålskydd vid röntgenapparatur.
Nedanstående figur visar den spridda strålningens utbredning där ett objekt bestrålas med ett överbordsrör. Notera hur snabbt dosraten avtar med avståndet.
0
0,2
0,4
2
1
0.6
0,8
80kV 1mA
Strålfält 120*120 mm
3
0,5
0,1
1
meter
Doshastighet i luft mGy/h
Bestrålat objekt
15(8)
Röntgenrör omges av strålskydd som tillåter röntgenstrålningen att passera ut genom en bländaröppning, där möjligheter finns att med primärbländaren reglera strålknippets storlek. Övrig strålning från röret avskärmas med en blyklädd metallkåpa. Allmänt gäller att vid utformning av ett strålskydd, måste hänsyn tas både till primärstrålningen, och till de fotoner som kan spridas från det bestrålade objektet den sk. sekundärstrålning. Mängden spridd strålning är proportionell mot: -strålfältets storlek -den bestrålade volymen -fotonenergin hos primärstrålfältet. Sekundärstrålningen har mindre intensitet än primärstrålningen och i allmänhet lägre fotonenergi. Vid en given fotonenergi växer dämpningen snabbt med tilltagande atomnummer i absorbatormaterialet på grund av att den fotoelektrisk absorptionen ökar. Det innebär att spridd strålning från avskärmningar av järn, mässing eller bly blir mindre omfattande än om man använder lätta material tex. trä,vatten eller d.y.
ABSORBTION
100 90 80
Andelen ren absorbtion och sekundärstrålning varierar med primärstrålningens energi och objektets atomnummer.
70 60
Vatten
50 40 30 20 10
50
80
100
150
kV
SEKUNDÄRSTRÅLNING % 100
fett
90
vatten
Vatten
80 70
ben
60 50 40 30 20 10
50
80
100
150
kV
16(8)
Några regler att tänka på i strålskyddssammanhang.
- Tänk på att strålningen avtar med kvadraten på avståndet. - Vistas inte onödigtvis i undersökningsrummet. - Måste någon vara hos patienten under själva röntgenundersökningen kan en anhörig vara bästa hjälpen. Använd alltid skyddsförkläde! - Ha aldrig handen i det direkta strålknippet. - Var vaksam på att blyförkläderna och handskar är hela. - Blända in primärstrålknippet. - Placera om möjligt patienten så nära bildmottagaren som möjligt. - Om möjligt komprimera patienten - Använd övriga befintliga strålskydd, tex. blyglasögon, mobila strålskärmar etc. Röntgenrör
Personer utan förkläde ska gå ut
Blyförkläde
Kassett
Primärstrålning Sekundärstrålning.
17(8)
Exempel på åtgärder för att minska stråldosen till personalen. 1) Användning av blyglasskärm vid angiografiundersökning.
blyglasskärm
Patient
A B
Uppmätta stråldoser framför (A) resp. bakom (B) en blyglasskärm
Mätningen har skett vid genomlysning. (A) framför skärmen 43 µGy/h (B) bakom skärmen 1 µGy/h
2) Dosbesparing med resp. utan bildminne vid användning av mobil röntgenapparat på en operationsavdelning. Höftledsspikning, med genomlysning, 85 kV, 0,9 mA, 17 cm bildförstärkarformat. Utan bildminne
Med bildminne
Operatörens kropp 10 µGy/min 0,2 µGy/min Operatörens händer 155 µGy/min 3,3 µGy/min Patientens hud 11 mGy/min 0,23 mGy/min
1 Bildförstärkare
2 TV-monitor Bildminne !! Dosreduktion ca 45 ggr!! röntgenrör
18(8)
Diagram över den procentuella transmissionen genom blyförkläden
Transmission
20%
0,25 mm Pb 0,35 mm Pb
10%
0,5 mm Pb
1%
60
80
100
kV
120
- Förklädet skyddar mot den sekundära strålningen. - Skyddsfaktorn beror på strålningens energi (högre spänning = sämre skydd) - Välj ett acceptabelt strålskydd för den arbetssituation där skyddet avses att användas. - Blyekvivalensen skall finnas tydligt och varaktigt angiven på skyddets utsida. - Till blygummiskydden skall finnas lämpliga upphängningsanordningar. Uppmätt transmission Förkläde
81 kV 5 mm Al 0.5 mm Pb 2 Xenolite 0.5 2 0.3 mm Pb 5 No lead 0.35 7 Light lead 0.25 10 No lead 0.25 12
102 kV 5 mm Al 5 5 11 12 16 19
125 kV 81 kV 5 mm Al 5 mm Al + 3 mm Cu 6 14 7 13 14 29 17 29 22 39 24 40
102 kV 5 mm Al + 3 mm Cu 20 21 36 37 49 48
125 kV 5 mm Al + 3 mm Cu 19 27 35 46 55 57
Kommentar: Light lead 0.25 var utmärkt med 0.25 mm Pb ekvivalens vid 100 kV, nom. transmmision: 80 kV = 4 %, 100 kV = 15 %, 120 kV = 18 %. Xenolite 0.5 var utmärkt med 0.5 mm Pb ekvivalens vid 100 kV. Slutsats: No lead ger likvärdigt skydd jämfört med vanliga blyförkläden vid arbete med genomlysning och konventionell röntgen.
19(8)
Idag finns alternativ till vanliga blyförkläden genom de sk. lättviktsförkläderna. En jämförelse av skyddsförmågan mellan ett sådant sk. Xenolite lättviktsförkläde, och ett 0,5 mm blyförkläde redovisas i diagrammet nedan.
Andel transmitterad strålning % 100
Xenolite
90 80
Blyförkläde 70 60 50 40 30 20 10
50
80
100
150
kV
Som framgår ovan har lättviktsförklädet ett lika bra skydd som det konventionella blyförklädet eller är till och med något bättre upp till 110 kV. Vid spänningar över 110 kV ger det "vanliga" 0,5 mm blyförklädet en högre absorbtion. Vid genomlysning används vanligtvis aldrig högre rörspänningar än 110 kV varför lättviktsförkläden då kan användas. Här ges några riktlinjer till personalen för blyförklädets blyekvivalenstjocklek (mm Pb). Arbetsmetod Genomlysning >0,5 tim Genomlysning <0,5 tim Intervention/angiografi CT Konv. röntgen Pediatri Operation Nuklearmedicin
Rekommenderad blyekvivalens i mm Pb 0,5 0,35 0,5 inget förkläde 0,25 0,25 0,25-0,35 0,5
20(8)
SAMMANFATTNING Elektronens växelverkan med materia Atomkärna Bromsstrålning
e L K
Karakteristisk strålning e
elektronen i L-skalet intar den vakanta platsen och avger karakteristisk strålning
e e Atomen joniseras genom att elektronen i K-skalet förs bort.
Elektroner
Katod (-)
Anod (+)
RÖNTGENSTRÅLAR
Fotonstrålningens växelverkan med materia
Compton effekt Rekylelektron Inkommande foton Röntgenkvanta
Fotoelektrisk effekt
L K
Spridd foton Atomen joniseras genom att elektroner (fotoelektroner) i K-skalet förs bort. Elektroner i L-skalet intar den vakanta platsen och avger karakteristisk strålning
21(8)
22(8)
