Neues zur Augenlinsendosimetrie

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1 Neues zur Augenlinsendosimetrie Julia Strohmaier (Sicherheit und Umwelt Dosimetrielabore) KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft Gliederung Einleitung Empfehlungen der ICRP aktuelle Rechtslage Untersuchung zur Strahlenexposition der Augenlinse kritische Arbeitsfelder geeignete Dosimeter repräsentativer Messort Kalibrierung Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 1

2 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 Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie Mathematisches Phantom ICRP/ICRU Referenz Phantom für ADAM und EVA Quelle: ICRP Publikation 89 (2002) Aktuelles ICRP/ICRU Referenz Phantom eines erwachsenen Mannes (links) und einer erwachsenen Frau (rechts) Quelle: Adult Reference Computational Phantoms, ICRP Publication110 (2009) Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 2

3 Epidemiologische Studien Radiation exposure to medical staff in interventional and cardiac radiology. [Vano, E., et al, Br J Radiol Sep;71(849): ] Diagnostic X-ray Exposure and Lens Opacities: The Beaver Dam Eye Study. [Klein, B., et al, Am J Public Health 1993;83: ] Cataracts among Chernobyl clean-up workers: implications regarding permissible eye exposures. [Worgul, B., et al, Radiat Res Feb;167(2): ] 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: ] Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 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, Die Schwellendosis für das deterministische Strahlenrisiko der Augenlinse wird sowohl für akute als auch für Langzeitexposition auf 0,5 Gy herabgesetzt Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 3

4 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: Linsentruebung-Katarakt-Anatomie-des-Auges-11434_3.html#bildlupe/0/, Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie Grenzwerte der Organ- Äquivalentdosis der Augenlinse ICRP-Hypothese Primär deterministischer Effekt mit Schwellendosis ~5 Gy Von Schwellendosis kann nicht mehr sicher ausgegangen werden. Katarakte können nach 0,5 Gy auftreten Berufliche Exposition Personen unter 18 Jahren Grenzwerte der Organ-Äquivalentdosis 150 msv/a 20 msv/a 100 msv/5a wobei 50 msv/a nicht überschritten werden dürfen 15 msv/a 15 msv/a Bevölkerung 15 msv/a 15 msv/a Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 4

5 aktuelle Rechtslage im Strahlenschutz ICRP 103, 2007 und ICRP 118, 2012: fachliche Empfehlung für den Grenzwert der Organ- Äquivalentdosis für die Augenlinse 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 Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie Grenzwerte der Organ- Äquivalentdosis der Augenlinse ICRP-Hypothese Primär deterministischer Effekt mit Schwellendosis ~5 Gy Von Schwellendosis kann nicht mehr sicher ausgegangen werden. Katarakte können nach 0,5 Gy auftreten Berufliche Exposition Personen unter 18 Jahren Bevölkerung Derzeit Ab msv/a 20 msv/a 100 msv/5a wobei 50 msv/a nicht überschritten werden dürfen 15 msv/a 15 msv/a 15 msv/a 15 msv/a Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 5

6 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 Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 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 Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 6

7 Literaturstudie Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie Literaturstudie Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 7

8 Literaturstudie Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie Experimentelle Ermittlung der Augenlinsendosis in drei Stufen Stufe I Persönlicher Einfluss Stufe II Art der Tätigkeit Stufe III Einrichtung am Arbeitsplatz Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 8

9 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 Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie Einrichtung am Arbeitsplatz Quelle: ge,255,philips-allura-centron.htm, baulicher Strahlenschutz mobile Abschirmungen Typ der Röntgenröhre Position der Röntgenröhre Alter des CTs Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 9

10 Experimentelle Ermittlung der Augenlinsendosis Welches Dosimeter / welche Messgröße ist geeignet? Wie werden die Dosimeter kalibriert? Wo ist der repräsentative Messort? Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie Empfohlene Messgröße Als Messgröße wird H p (3) vorgeschlagen, jedoch kann H p (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 H p (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 H p (3)-Dosimeter, da es keinen gesetzlichen Rahmen für die Bauartprüfung gibt Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 10

11 Das Augenlinsendosimeters Messgröße: H p (0,07) Quelle: J. Engelhardt, E. Martini, im Tagungsband zur FS e.v. Jahrestagung 2013 Messgröße: H p (3) Modifikation der Fingerring- Dosimeter Ärzte hatten Einfluss auf das Design der Dosimeter Kleiner, unauffälliger und flexibler Quelle: Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie Energieabhängigkeit TLD LiF:Mg,Ti Quelle: Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 11

12 Repräsentativer Messort Das Teilkörperdosimeter ist dort zu tragen, wo die höchste Exposition zu erwarten ist. Richtlinie für die physikalische Strahlenschutzkontrolle zur Ermittlung der Körperdosen Teil 1 (2013) Augenlinsendosimeter sind an der Stirn auf der, zur Röntgenanlage gerichteten Seite zu tragen. Radiation Protection Dosimetry (2011), Vol. 144 No. 1-4, pp Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 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: Quelle: Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 12

13 Kalibrierung (H p (3)) R = (K a ) R h pk (3;R,α) (H p (3)) R : Personen-Äquivalentdosis in 3mm Tiefe für die Strahlenqualität R (K a ) R : Kerma in Luft bei der Strahlenqualität R h pk (3;R,α): 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 (R. Behrens, Radiat. Prot. Dosim. Vol. 147 No. 3, , 2011) Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie Aus Behrens et al., Phys Med Biol, 54, , 2009 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, , Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 13

14 Kalibrierung Das ISO-Quader-Phantom und das Zylinder-Phantom eignen sich beide zur Kalibrierung in der Messgröße H p (3). Bei Winkeln >75 zeigt die Kalibrierung am Zylinder-Phantom bessere Übereinstimmung. Behrens et. al., RPD 148, Kalibrierbestrahlung bei 0 Kalibrierbestrahlung bei Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie Kalibrierung Kalibrierungen erfolgen nach ISO In der Praxis erwies sich das ISO-Quaderphantom als praktischer. Es bietet eine größere Bestrahlfläche und somit lassen sich mehr Dosimeter gleichzeitig kalibrieren. Kalibrierbestrahlung bei 0 Kalibrierbestrahlung bei Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 14

15 Zusammenfassung / Ausblick Im medizinischen Bereich können Grenzwertüberschreitungen auftreten Schutzmaßnahmen müssen verstärkt angewendet werden Schutzbrillen / Visiere mit integrierten Dosimetern wären wünschenswert Als Messgröße wird H p (3) empfohlen. In reinen Photonenstrahlungsfeldern liefert H p (0,07) eine gute Abschätzung. Für die Routinekalibrierung eignet sich das ISO-Quaderphantom Strahlenexposition der Augenlinse für den Patienten??? Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie Karlsruher Institut für Technologie Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Sommerschule für Strahlenschutz - Neues zur Augenlinsendosimetrie 15