Neues zur Augenlinsendosimetrie - SUM

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Neues zur Augenlinsendosimetrie
Julia Strohmaier (Sicherheit und Umwelt – Dosimetrielabore)
KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und
nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft
www.kit.edu
Gliederung
Einleitung
Empfehlungen der ICRP
aktuelle Rechtslage
Untersuchung zur Strahlenexposition der Augenlinse
kritische Arbeitsfelder
geeignete Dosimeter
repräsentativer Messort
Kalibrierung
1
1
19. Sommerschule für Strahlenschutz
-
1
International commission on
radiological protection - ICRP
ICRP-Grundsätze:
Rechtfertigung
Optimierung
Anwendung von Dosisgrenzwerten
Das Schutzsystem für den Menschen basiert auf:
Studien auf molekularer und zellulärer Ebene
Tierversuche
anatomischen und physiologischen Referenzmodellen
epidemiologischen Studien
2
2
-
Mathematisches Phantom
ICRP/ICRU Referenz Phantom
für ADAM und EVA
Aktuelles ICRP/ICRU Referenz Phantom
eines erwachsenen Mannes (links) und einer
erwachsenen Frau (rechts)
Quelle: ICRP Publikation 89 (2002)
Quelle: Adult Reference Computational Phantoms, ICRP Publication 110 (2009)
3
3
-
2
Epidemiologische Studien
Radiation exposure to medical staff in
interventional and cardiac radiology.
[Vano, E., et al, Br J Radiol. 1998 Sep;71(849):954-60.]
Diagnostic X-ray Exposure and Lens
Opacities: The Beaver Dam Eye Study.
[Klein, B., et al, Am J Public Health 1993;83:588-590]
Cataracts among Chernobyl clean-up workers:
implications regarding permissible eye exposures.
[Worgul, B., et al, Radiat Res. 2007 Feb;167(2):233-43.]
Risk of Cataract after Exposure to Low Doses of
Ionizing Radiation: A 20-Year Prospective Cohort
Study among US Radiologic Technologists.
[Chodick, G., et al, Am J Epidemiol 2008;168:620–631]
4
4
-
Empfehlung der ICRP
neue biologische und physikalische Erkenntnisse
Konsolidierung und Weiterentwicklung der bisherigen Empfehlungen
ICRP-Publication 103: Die Empfehlungen der Internationalen
Strahlenschutzkommission (ICRP) von 2007
ICRP Publication 118: ICRP Statement on Tissue Reactions / Early and Late
Effects of Radiation in Normal Tissues and Organs – Threshold Doses for
Tissue Reactions in a Radiation Protection Context, 2012.
Die Schwellendosis für das deterministische Strahlenrisiko der Augenlinse wird
sowohl für akute als auch für Langzeitexposition auf 0,5 Gy herabgesetzt.
5
5
-
3
Die Augenlinse
Die Augenlinse
Kristallklarer, konvex gekrümmter, elastischer Körper
Lage 2 – 4 mm hinter der Hornhaut des Auges und der Vorderen Augenkammer
Aufgabe: Fokussierung des Lichtes
Katarakt, „grauer Star“
Trübung der Augenlinse
Verlust von Sehschärfe
und Farbwahrnehmung
Doppelbilder
Quelle: http://www.apotheken-umschau.de/Grauer-Star/Grauer-StarLinsentruebung-Katarakt-Anatomie-des-Auges-11434_3.html#bildlupe/0/,
17.04.2015
6
6
-
Grenzwerte der OrganÄquivalentdosis der Augenlinse
Primär
deterministischer
Effekt mit
Schwellendosis
~5 Gy
ICRP-Hypothese
Von Schwellendosis kann nicht
mehr sicher ausgegangen
werden. Katarakte können
nach 0,5 Gy auftreten
Grenzwerte der Organ-Äquivalentdosis
7
7
20 mSv/a
Berufliche
Exposition
150 mSv/a
100 mSv/5a wobei 50 mSv/a nicht
überschritten werden dürfen
Personen unter 18
Jahren
15 mSv/a
15 mSv/a
Bevölkerung
15 mSv/a
15 mSv/a
-
4
aktuelle Rechtslage im
Strahlenschutz
ICRP 103, 2007 und
ICRP 118, 2012:
fachliche Empfehlung für
den Grenzwert der OrganÄquivalentdosis für die
Augenlinse
8
8
RICHTLINIE 2013/59/EURATOM
DES RATES
vom 5. Dezember 2013
(Rechtsakte ohne Gesetzcharakter)
-
Die Richtlinie ist von den
EU-Mitgliedsstaaten bis
zum
6. Februar 2018
durch innerstaatliche
Rechts- und
Verwaltungsvorschriften
umzusetzen
Grenzwerte der OrganÄquivalentdosis der Augenlinse
ICRP-Hypothese
Berufliche
Exposition
9
9
Von Schwellendosis kann nicht
mehr sicher ausgegangen
werden. Katarakte können nach
0,5 Gy auftreten
Derzeit
Ab 2018
20 mSv/a
150 mSv/a
Personen unter 18
Jahren
Bevölkerung
Primär
deterministischer
Effekt mit
Schwellendosis
~5 Gy
100 mSv/5a wobei 50 mSv/a nicht
überschritten werden dürfen
15 mSv/a
15 mSv/a
15 mSv/a
15 mSv/a
-
5
Untersuchungen zur Strahlenexposition
der Augenlinse von beruflich
strahlenexponiertem Personal
Zum Schutz von beruflich strahlenexponiertem Personal und um adäquat auf die
beabsichtigte Absenkung des Grenzwertes für die Schutzgröße der Augenlinse reagieren
zu können, ist es notwendig, über genügend Kenntnisse und fundierte Daten über die
Höhe der Strahlenexposition der Augenlinse zu verfügen.
derzeit nur vereinzelte Daten vorhanden
Ziel ist es, eine verbesserte Datenlage zu
schaffen
kritische Arbeitsfelder zu identifizieren
Bearbeitungszeitraum: Januar 2014 bis Juni 2015
10
10
-
Untersuchungen zur Strahlenexposition
der Augenlinse von beruflich
strahlenexponiertem Personal
fliegendes Personal
Rechnerische Ermittlung der effektiven Dosis mit zugelassenen Computerprogrammen
Korrelation zur effektive Dosis möglich
Berufsgruppe wird als unkritisch für die Untersuchung angesehen
Dekontamination und Rückbau
Abhängig von den Arbeitsbedingungen
Gute Korrelation zur amtlich ermittelten Tiefen-Personendosis ist zu erwarten
Experimentelle Ermittlung der Augen-Äquivalentdosis für diese Tätigkeit
medizinischer Bereich
Korrelation zur amtlich ermittelten Tiefen-Personendosis ist unwahrscheinlich
Fokus der experimentellen Ermittlung liegt bei strahlenexponiertem Personal in der
Medizin
11
11
-
6
Literaturstudie
12
12
-
-
Literaturstudie
13
13
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Literaturstudie
14
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-
Experimentelle Ermittlung der
Augenlinsendosis in drei Stufen
• Persönlicher Einfluss
Stufe I
• Art der Tätigkeit
Stufe II
• Einrichtung am Arbeitsplatz
Stufe III
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-
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Kritische Tätigkeiten
Interventionelle Radiologie / Kardiologie
Implantation von Herzschrittmacher, Defibrillatoren (PM/ICD)
Radiofrequenzablation (RFA)
Embolisation (EMB)
Perkutane transluminale Angioplastie (PTA)
Perkutane transluminale koronare Angioplastie (PTCA)
Angiographie (ANG)
Koronarangiographie (CA)
Notfall-/Unfallradiologie
Nuklearmedizin
Selektive Interne Radiotherapie (SIRT)
Radiosynoviorthese (RSO)
Präparation Positronen-Emissions-Tomographie (PET)
Kerntechnische Anlagen
Reinigungs- und Dekontaminationsarbeiten
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-
Einrichtung am Arbeitsplatz
Quelle:
http://www.radiologieforum.de/marktplatz/marktplatz_anzei
ge,255,Philips-Allura-Centron.htm,17.04.2015
baulicher Strahlenschutz
mobile Abschirmungen
Typ der Röntgenröhre
Position der Röntgenröhre
Alter des CTs
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Experimentelle Ermittlung der
Augenlinsendosis
Welches Dosimeter / welche Messgröße ist geeignet ?
Wie werden die Dosimeter kalibriert ?
Wo ist der repräsentative Messort ?
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-
Empfohlene Messgröße
Als Messgröße wird Hp(3) vorgeschlagen,
jedoch kann Hp(0,07) zur Ermittlung der Augen-Personendosis genutzt werden.
(ICRP 103, 2007)
In Betastrahlungsfeldern kann die Dosis der Augenlinse um Faktor 100 mit der
Messgröße Hp(0,07) überschätzt werden.
(R. Behrens und G. Dietze: Monitoring the eye lens, 2011)
Entsprechende Schutzmaßnahmen müssen Anwendung finden
(SSK: Strahleninduzierte Katarakte, 234. Sitzung, 2009)
Optimierungsgrundsatz im Vordergrund
Bisher gibt es keine zugelassenen amtlichen Hp(3)-Dosimeter, da es keinen
gesetzlichen Rahmen für die Bauartprüfung gibt.
19
19
-
10
Das Augenlinsendosimeters
Messgröße: Hp(0,07)
Quelle: J. Engelhardt, E. Martini, im Tagungsband zur FS e.V. Jahrestagung 2013
Messgröße: Hp(3)
Modifikation der FingerringDosimeter
Ärzte hatten Einfluss auf das
Design der Dosimeter
Kleiner, unauffälliger und
flexibler
Quelle: www.radcard.pl
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20
-
Energieabhängigkeit
TLD
LiF:Mg,Ti
Quelle: www.radcard.pl
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Repräsentativer Messort
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Das Teilkörperdosimeter ist dort zu
tragen, wo die höchste Exposition zu
erwarten ist.
Augenlinsendosimeter sind an der
Stirn auf der, zur Röntgenanlage
gerichteten Seite zu tragen.
Richtlinie für die physikalische Strahlenschutzkontrolle
zur Ermittlung der Körperdosen –Teil 1 (2013)
Radiation Protection Dosimetry (2011), Vol. 144
No. 1-4, pp 257-261
-
Akzeptanz des Augenlinsendosimeters
Bewusstsein für das Strahlenrisiko der Augenlinse
schaffen
Schutzmaßnahmen, insbesondere Schutz- und
Bleiglasbrillen sollten genutzt werden
In der Schutzbrille integrierte Augenlinsendosimeter
wären wünschenswert
Quelle: http://www.mavig.de/strahlenschutz/augenschutz/brv500501/, 17.04.2015
Quelle: http://www.drgoossuprema.de/html/anwender_brillen.html, 17.04.2015
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-
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Kalibrierung
(Hp(3))R = (Ka)R· hpK(3;R,α)
(Hp(3))R:
(Ka)R:
hpK(3;R,α):
Personen-Äquivalentdosis in 3mm Tiefe für die Strahlenqualität R
Kerma in Luft bei der Strahlenqualität R
Konversionskoeffizient von Kerma zur Personenäquivalentdosis in
3 mm Tiefe für die Strahlenqualität R und den Winkel α
Air Kerma To Dose Equivalent conversion coefficients Not
Included In ISO 4037-3
(R. Behrens, Radiat. Prot. Dosim. Vol. 147 No. 3, 373-379, 2011)
Aus Behrens et al., Phys Med Biol, 54, 4069-4087, 2009
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24
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Kalibrierphantom
ORAMED Kopfphantom
Zylinder 20cm Ø x 20cm
Bordy, J., et al: Principles for the design and calibration of radiation protection
dosemeters for operational and protection quantities for eye lens dosimetry. Radiat.
Prot. Dosim. 144, 257–261,2011
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-
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Kalibrierung
Das ISO-Quader-Phantom und das Zylinder-Phantom eignen sich beide zur Kalibrierung in
der Messgröße Hp(3). Bei Winkeln >75° zeigt die Kalibrierung am Zylinder-Phantom
bessere Übereinstimmung.
Behrens et. al., RPD 148,139-42. 2012
Kalibrierbestrahlung bei 0°
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26
-
Kalibrierung
Kalibrierungen erfolgen nach ISO 4037-3.
In der Praxis erwies sich das ISO-Quaderphantom als praktischer. Es bietet eine größere
Bestrahlfläche und somit lassen sich mehr Dosimeter gleichzeitig kalibrieren.
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Zusammenfassung / Ausblick
Im medizinischen Bereich können Grenzwertüberschreitungen auftreten
Schutzmaßnahmen müssen verstärkt angewendet werden
Schutzbrillen / Visiere mit integrierten Dosimetern wären wünschenswert
Als Messgröße wird Hp(3) empfohlen. In reinen Photonenstrahlungsfeldern
liefert Hp(0,07) eine gute Abschätzung.
Für die Routinekalibrierung eignet sich das ISO-Quaderphantom
Strahlenexposition der Augenlinse für den Patienten ???
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-
Karlsruher Institut für Technologie
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit.
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Neues zur Augenlinsendosimetrie - SUM

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