עקרונות ברפואת קרינה

1. עקרונות ברפואת קרינה ד"ר יואב יחזקאלי

2. עקרונות ברפואת קרינה • דרכי החשיפה לקרינה • הנזקים הביולוגים מקרינה מייננת- אפקטים מידיים ומאוחרים • זיהום פנימי ומשמעויותיו • תחלואה ממארת מקרינה

3. מדידת קרינה חומר בכמות של Xבקרל שבקליטתו בגוף גורם לנזק ביולוגי במידה של 1 REM כתלות בסוג הקרינה ובאיבר הפגוע מייצר תפוקה של Yרנטגן RAD – Radiation Absorbed Dose REM - Radiation Equivalent in Men 1 Gy (Gray) = 100 RAD 1 Sv (Sievert) = 100 REM *

4. מדידת קרינה • אקטיביות (בקרל (Becquerel, Bq – כמות חומר רדיואקטיבי בה מתרחשת התפרקות 1 בשניה. • חשיפה (רנטגן) - היא מדידה ישירה של כמות היינון שהייתה נגרמת על ידי הקרן אילו היא הייתה עוברת באוויר. • מנת הקרינה הנבלעת (Absorbed Dose )- כמות האנרגיה הנבלעת בחומר. נמדדת בGray או RAD. 1 Gray: ספיגה של ג’אול אחד בק"ג חומר.

5. מדידת קרינה והשפעה ביולוגית LET: Linear Energy Transfer . מדד לעוצמת השפעתה של קרינה ומידת הנזק הביולוגי ברקמה. גבוה עבור קרינות אלפא ונויטרונים , נמוך עבור בתא וגמא. (סייורט/רם –Radiation Equivalent in Men Sievert / REM) – הנזק הביולוגי שנגרם על ידי חשיפת הגוף לקרינה מייננת.

6. מדידת קרינה והשפעה ביולוגית Tissue Weighting factor (Wt ) או מקדם השקלול לאיבר:מבטא את הרגישות השונה של כל איבר לקרינה מייננת. מודד את הסיכון לסרטן באיבר מסוים מהקרנתו לעומת הסיכון לסרטן באותו איבר כתוצאה מקרינה כל גופית.

7. זמן מחצית חיים זמן מחצית חיים פיזיקלי- דעיכת החומר הרדיואקטיבי. זמן מחצית חיים ביולוגי - כל חומר מופרש מהגוף על ידי מערכות ביולוגיות שונות ( שתן, צואה, מרה, זיעה ). זמן מחצית חיים אפקטיבי- פיזיקלי + ביולוגי

8. סוגי חשיפה לקרינה סביבתית: לאוכלוסיה הכללית. תעסוקתית: עובדי קרינה. רפואית: מטופלים.

9. חשיפה יומיומית לקרינה קרינת הרקע הנובעת מהחלל החיצון, הקרקע ויסודות בגופנו ובסביבה הקרובה ~ 300 mREM / year צילום חזה טיסה בדיקת CT 0.5 mREM/hr 1 - 2 REM 10 mREM מחלת קרינה חריפה מופיעה לאחר חשיפה כל גופית בפרק זמן קצר ל: 100 REM = 1Sv

10. סוגי חשיפה לקרינה זיהום חיצוני שדה קרינה זיהום פנימי • קרינת גאמא,בטא • ואלפא • הנזק ממשיך • הפרשות הנפגע • מסכנות את הצוות • קרינת גאמא • הנזק נפסק עם • היציאה מהשדה • הנפגע אינו מסכן • את הצוות • קרינת גאמא ובטא • הנזק נפסק עם • הסרת הזיהום • הנפגע מסכן • את הצוות

11. זיהום פנימי זיהום הוא נוכחות של חומר במקום בו הוא לא אמור להיות. דרכי חדירה של חומר רדיואקטיבי לגוף: בדרכי הנשימה, בבליעה או דרך עור בלתי שלם. איבר מטרה ( Target organ): האיבר או הרקמה בעלת הזיקה הגבוהה ביותר לחומר המזהם הספציפי. החשיפה לרוב אינה הומוגנית ותלויה במאפייני החומר (מסיסות, גודל החלקיקים שחדרו, זמן מחצית חיים אפקטיבי, דרך החשיפה ואיבר המטרה ועוד ).

12. קרינה מייננת – האפקט הביולוגי • נזק ישיר לקשרי ה-DNA • יצירת רדיקלים חופשיים • במינון גבוה – נזק לממברנות וחלבוני התא • הפגיעה העיקרית בתאים מתחלקים

13. קרינה נזק סטוכסטי נזק דטרמיניסטי • מופגן לאחר שנים • עולה בשכיחותו הסטטיסטית • כתוצאה מהקרינה • ללא סף להופעתו • מופגן תוך זמן קצר • נגרם ישירות מהקרינה • יש סף להופעתו מומים גנטיים ממאירות מחלת קרינה כוויות

14. אפקטים דטרמיניסטים

15. חשיפה עורית לקרינה ~1 week post exp ~4 weeks post exp ~2 weeks post exp ~12 weeks post exp ~8 weeks post exp ~17 weeks post exp

16. מחלת קרינה חריפהARS – Acute Radiation Sickness • מופיעה לאחר חשיפה כל גופית ל-100 REM (1 Gray) לפחות בפרק זמן קצר • LD50/60 = 3.5 Gray • מעל 10 Gray התמותה מגיעה למאה אחוז • נגרמת מפגיעה בתאים מתחלקים: מח העצם, רירית המעי • חומרתה וקצב התפתחותה תלויים במנת הקרינה

17. מחלת קרינה חריפה 4 שלבים: פרודרום שלב לטנטי מחלת קרינה חריפה התאוששות/מוות

18. מחלת קרינה חריפהתסמונות • המטופויטית • פגיעה בעיקר בשורה הלבנה, התאים הרגישים ביותר הם הלימפוציטים • הסימנים הקליניים : זיהומים, אנמיה ונטייה לדמם • גסטרואינטסטינלית • שלשולים, דימומים, נמק של הרירית • צרברו-וסקולרית • שוק, שינויים במצב ההכרה, פסיכוזה

19. Thresholds to injury in various systems 19

20. Acute Radiation Sickness Biological dosimetry Documenting time to prodrom Lymphocyte count Cytogenetics

21. ALARAAs Low As Reasonably Achievable זמן חשיפה קצר ככל האפשר - Time מרחק מקסימאלי מהמקור - Distance מיגון מתאים – Shielding לגבי עובדי קרינה – נהלי בטיחות קפדניים, ענידת תגים, קביעת ספים לחשיפה מצטברת

22. טיפול יעודי בזיהום פנימי • מטרת הטיפול הפחתת הנזק הנוצר מהחומר המזהם. קשירה של החומר וניטרול פעולתו הביולוגית מניעת קליטת החומר באיברי המטרה הרגישים מניעת ספיגת והאצת הפרשת החומר מהגוף אוראניום יוד רדיואקטיבי צזיום

23. אפקטים סטוכסטים

24. ממאירויות ומומים גנטיים ממאירות הסיכון לתמותה מסרטן עולה בכ-0.05% הסיכון לתחלואה מסרטן עולה בכ-0.1%לאחר חשיפה לכל 1 REM . הסיכון הכללי באוכלוסיה ללקות בסרטן – כ-35%! נזקים לדורות הבאים לא הוכחו מעולם (לא כולל הריונות בזמן החשיפה...)

25. השפעות ארוכות טווח של קרינה מיינת ברמה נמוכה • אפקטים סומטים א. ירוד ( קטרקט ) ב. עקרות ג. Carcinogenesis 2. אפקטים גנטים

26. קטרקט נזק לתאי האפיתל של עדשת העין לעדשה אין אספקת דם ולכן אי יכולת לתקן קשר ישר בין מנת הקרינה לעוצמת האפקט והפוך לתקופת החביון תקופת חביון בין חצי שנה- 35 שנה סף חשיפה 2 Gy

27. עקרות ( infertility ) Germ cells רגישים לקרינה עמידות עולה ככל שדרגת ההתמיינות עולה עקרות זמנית בת חודשים עד שנים כתלות במנת החשיפה ומשכה סף לעקרות קבועה בגברים 2 Gy כל גופי או מקומי נשים עמידות מגברים להשראת עקרות זמנית אך רגישות יותר לעקרות קבועה

28. השראת ממאירות ( Carcinogenesis ) כל איבר פגיע מהלך מחלה דומה לממאירות מסיבות אחרות, לרבות גיל גורמים משפיעים: מנת חשיפה קצב מנה ( Dose rate ) – פרק הזמן במהלכו היתה חשיפה. משפיע על יכולת התיקון של הגוף והסיבה למתן הקרנה בפרקציות. סוג הקרינה ( High-LET > Low-LET ) היעדר סף תחתון ?

29. השראת ממאירות

30. יחס מנה- אפקט המודל הלינארי: יחס ישר. גידולים סולידים. Linear non threshold מודל Linear-quadratic : יחס ישר במנות נמוכות ואקספוננציאלי במנות גבוהות. לויקמיה. מודל הסף: גורס שיש סף תחתון.

31. הערכת הסיכון 500-800 מקרים לשנה למיליון למנה כל גופית של 1 REM, נוסף על התחלואה הטבעית ( ICRP ). לאנשים שונים רגישות שונה לקרינה- מוטציות, מצב הורמונלי, מחלות שונות. רוב הנתונים האפידמיולוגים מקורם בחשיפות מעל 10 RAD ואף יותר, וקיים קושי רב להעריך קשר לחשיפה נמוכה. תקופת חביון מינימלית 2-3 שנים ללויקמיה, 10 שנים לגידולים סולידים.

32. רגישות איברים לקרינה

33. תקופת חביון ממוצעת לממאירויות שונות

34. ממאירות עודפת ( Excess cancers ) הערכת הסיכון עשויה להיות חסרה אם המעקב קצר מתקופת החביון או אם החשיפה בגיל מבוגר. עבודה יחידה שהראתה עליה בסיכון לגידולים סולידים לאחר 5- 10 שנים בניצולי פצצת האטום. אי ודאות כתוצאה ממהילה בשיעור הסרטן הגבוה בכל אוכלוסיה. אי ודאות כתוצאה מהערכה לא ודאית של מנת החשיפה. אי ודאות כתוצאה ממשך החיים.

35. עודף ממאירות % 5-4 לכל Sv במנת קרינה נמוכה ( > 0.2 Gy ) בקצב מנה נמוך ( פחות מ- 0.1 Gy/Hr ). % 10-8 לכל Sv במנה גבוהה בקצב גבוה.

36. Life span study

37. מחקרים על אוכלוסיות נוספות אוכלוסיות בגובה וסביב כורים: לא נמצא קשר ללויקמיה. חשיפה תעסוקתית: עובדי כורים בארה"ב ובבריטניה עם חשיפות נמוכות- ללא הבדל מהאוכלוסיה הכללית. Chelyabinsk 1800 עובדים בחשיפות מעל 25 RAD לשנה: 197 גידולים סולידים ו- 25 לויקמיה לעומת צפי של 153 ו- 7. רדיולוגים בבריטניה בראשית המאה הראו עודף תמותה מסרטן אך בקבוצה דומה בעת המודרנית לא נראה הבדל.

38. חשיפה רפואית עליה בשכיחות סרטן השד בחולי שחפת שעברו פלואורוסקופיה. עליה בשיעור סרטן עור, מוח ובלוטות הרוק בחולי גזזת שעברו הקרנות בישראל. עליה בשיעור לויקמיה וגידולים סולידים בחולי עקמת שעברו הקרנות. עליה בשיעור גידולים באזור שדה הקרינה בחולי סרטן שעברו הקרנות.

39. מחקרים על זיהום פנימי בחולים שטופלו ביוד רדיואקטיבי למחלות בלוטת התריס לא הודגמה עליה בשיעור הממאירויות. עליה בשיעור סרטן בלוטת התריס בנחשפים לנשורת רדיואקטיבית בניסויים גרעיניים ובצ’רנוביל. תוריום- 232 ורדיום-224 העלו שכיחות סרטן הכבד ואוסטיאוסרקומה. פלוטוניום: סיכון לממאירות ריאתית בחשיפה לאירוסולים הודגמה בחיות מעבדה.מעקב אחרי 224 עובדים בלוס אלמוס לא הראה עודף תחלואה ותמותה. ב- 26 עובדים מפרויקט מנהטן שנחשפו למנות גבוהות- עודף תחלואה. אורניום: שכיחות גבוהה של סרטן ריאות בקרב כורים מיוחסת לראדון.

40. חשיפה תוך רחמית בעבודות cohort לא הודגמה עליה בשיעור ממאירויות בילדים לאחר הקרנה רחמית. במספר עבודות מסוג Case-control הראו קשר לסיכון הן ללויקמיה והן לגידולים סולידים. אפקטים גנטים- לא נמצאו