Risker med joniserande
strålning och barn
María Marteinsdóttir, sjukhusfysiker
2014-10-16
Introduktion
2
Cancer Incidens och Mortalitet
För USA
(oberoende av strålning)
3
Bushberg, J. T. The Essential Physics of Medical Imaging. 2011
Cancer Incidens och Mortalitet
• Etiologi för de flesta cancerformer är inte väldefinierade
• En av de viktigaste faktorerna som påverkar cancerrisken:
• Kost
• Livsstil
• Ärftliga tillstånd
• Miljö
• Den totala cancerincidensen bland befolkningar i världen varierar endast
med en faktor 2 eller så, men incidens av vissa cancerformer kan variera
med en faktor 200 eller mer!
4
Bushberg, J. T. The Essential Physics of Medical Imaging. 2011
Cancer Incidens och Mortalitet
5
Bushberg, J. T. The Essential Physics of Medical Imaging. 2011
6
Strålgrafik – SSM, Grafik Solveig Hellmark
Medicinska undersökningar
NM: 6%
DT genererar det enskilt högsta bidraget till
kollektivdosen från medicinska undersökningar
DT: 58%
RTG: 36%
SSM 2008:03
Dramatisk ökning av undersökningar,
framförallt pga. teknisk utveckling
(hastighet, nya undersökningstekniker,
ekonomi etc.)
7
UNSCEAR Report 2008, Annex A
Medicinska undersökningar - barn
Faktorer att ta hänsyn till vid röntgenundersökningar av barn:
• Utökad strålkänslighet
• Ålder vid bestrålning
• Fler levnadsår kvar Större sannolikhet
att utveckla cancer
• Storleksberoende
• Minskad geometri Utökad stråldos om
exponeringsinställningar inte optimeras
8
Medicinska undersökningar - barn
Trenden visar på
minskad frekvens av
DT undersökningar
på barn!
9
Miglioretti DL et al. The use of Computed Tomography. The in Pediatrics and the Associated Radiation
Exposure and Estimated Cancer Risk. JAMA Pediatrics 2013
Cancerrisk
10
Effektiv dos E
Weighting
factor wT
∑ wT
Bone-marrow (red), Colon, Lung, Stomach, Breast,
Remainder Tissues**(nominal weighting factor
applied to the average dose to 14 tissues)
0.12
0.72
Gonads
0.08
0.08
Bladder, Esophagus, Liver, Thyroid
0.04
0.16
Bone surface, Brain, Salivary glands, Skin
0.01
0.04
Tissue
Effektiv dos är en viktad summa av:
• Organens strålkänslighet
• Organdos (ekvivalent dos) HT
11
Effektiv dos E
Hlunga ,wLunga
Hlever ,wLever
E
wT H T
T
HColon ,wColon
Effektiv dos är ett riskmått att drabbas av:
• Cancer
• Ärftliga effekter
12
Effektiv dos E - Hur ska den användas?
E är en risk relaterad kvantitet och skall ENDAST användas i lågdosregionen
Huvudsakligt användningsområde:
•
För att demonstrera överensstämmelse med satta dosgränser
•
Prospektiv planering av strålskydd
•
Jämföra olika undersökningstyper och modaliteter (inom sjukhuset och mellan olika
sjukhus)
Skall EJ användas för:
13
•
Retrospektiv och detaljerad dos- och riskuppskattning för INDIVIDUELL patienter
•
Epidemiologiska studier eller vid olyckor
•
Organdoser är i stället den korrekta kvantiteten att använda i de två ovan nämnda
punkterna
Cancerrisk
Vad har vi för data till förfogande för att uppskatta risker?
14
ICRP 103
Effektiv dos
BEIR VII Phase 2 – Health Risks from Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation
Data från atombomberna i Japan (mest vikt)
Epidemiologiska studier:
Saknas data i dagsläget ( flertalet initierade )
Några krav för ”bra studie”:
Stort antal individer (män och kvinnor över stort åldersspann)
Lång uppföljningstid ( latenta effekter )
Studiepopulation får ej vara ”biased”
Tagit hänsyn till andra effekter ( rökning vid lungcancer etc.)
Adekvata dosuppskattningar och statistiska metoder
Cancerrisk
Linear No Threshold – LNT Hypotesen
Osäkert vad händer
15
Riskuppskattning - ICRP
Riskuppskattningar - % per Sv
Exponerad
population
Cancer
Ärftliga effekter
Total
ICRP 60
ICRP 103
ICRP 60
ICRP 103
ICRP 60
ICRP 103
Hela
6,0
5,5
1,3
0,2
7,3
5,7
Vuxen
4,8
4,1
0,8
0,1
5,6
4,2
“It is therefore recommendation of the Commission that the approximated overall risk
coefficient of 5% Sv-1 on which current international radiation safety standards are based
continues to be appropriate and should be retained for the purposes of radiological protection”
16
1990: ICRP Report 60
2007: ICRP Report 103
Riskuppskattning – BEIR VII
Beir VII Table 12 D-1
17
Bushberg, J. T. The Essential Physics of Medical Imaging. 2011
Riskuppskattning – BEIR VII
Beir VII Table 12 D-1
18
Bushberg, J. T. The Essential Physics of Medical Imaging. 2011
Riskuppskattning - Karolinska
Klinik
Undersökning
Ålder
E (mSv)
Datortomografiska undersökningar - Karolinska Universitetssjukhuset
Barnröntgen
Skalle
0
3,2
1
3,2
5
2,3
Röntgenkliniken
Vuxen
1,7
Barnröntgen
Buk
0
2,3
1
1,8
5
2,4
Röntgenkliniken
Vuxen
7
Barnröntgen
Thorax
0
0,8
1
0,6
5
0,6
Röntgenkliniken
Vuxen
4
Konventionella röntgenundersökningar - Karolinska Universitetssjukhuset
Barnröntgen
Lungröntgen
0
0,04
1
0,04
5
0,03
Röntgenkliniken
Vuxen
0,1
Röntgenkliniken
Bäcken
Vuxen
0,6
Röntgenkliniken
Vuxen
Ländrygg
2,0
Röntgenkliniken
Urografi
Vuxen
3,2
Röntgenkliniken
Koronarangio
Vuxen
6,0
Naturlig bakgrundsstrålning
Vuxen
4,0
Risk per
undersökning
(%)
Antal fall per
10'000
0,0160%
0,0160%
0,0115%
0,0085%
0,0115%
0,0090%
0,0120%
0,0350%
0,0040%
0,0030%
0,0030%
0,0200%
1,6
1,6
1,15
0,85
1,15
0,9
1,2
3,5
0,4
0,3
0,3
2
0,0002%
0,0002%
0,0002%
0,0007%
0,0030%
0,0100%
0,0160%
0,0300%
0,0200%
0,02
0,02
0,02
0,07
0,3
1
1,6
3
2
Viktigt att veta vilken metod som använts för att uppskatta effektiva doser om jämförelser ska göras
19
Risker
Hur kommuniceras risker?
Hur kommuniceras riskbegreppen inom medicinsk röntgendiagnostik?
• Exempel
• Sannolikhet att drabbas av cancer
• Någon gång under sin livstid: ~30%
• DT skalle på nyfödd: ~30,016%
• Olika metoder för jämförelse
• DT thorax vs. Lungröntgen på nyfödd: 18 ggr högre risk ( ”löpsedelmetoden” )
• DT thorax vs. Lungröntgen på nyfödd: 0,004% vs. 0,0002%
20
Risker
Hur kommuniceras risker?
• Risk i form av absoluta värden rekommenderas inte
• Individer tolkar riskbegrepp på olika sätt
• Uttrycka risker i för allmänheten ”begripliga” former är att föredra
• Exempelvis, jämför med antal flygresor över atlanten
21
Risker
Hur kommuniceras risker?
Justification of diagnostic medical exposures: some practical issues. Report of an IAEA consultation. J Malone et al. BJR, 85 (2012)
22
Cancerrisk – Låg dos
Problem vid låga doser:
• Cell- och djurdata svårt att översätta till människor
• Observationer av människor:
• Osäkerheten ökar kraftigt med lägre doser!
Antal objekt som behövs för
att skapa statistiskt
signifikant resultat
23
National Research Council (1995)
Radiation Dose Reconstruction for Epidemiologic Uses
Cancerrisk – Låg dos
BEIR VII citerade 1386 “peer review” publikationer
French Academie des Sciences citerade 306 publikationer
Överlappning i publikationer = 68
24
AAMP 2014: Morgan, W. F. Issues in Understanding Exposures to Low
Doses of Ionizing Radiation
Är det inte bättre att överskatta
risken än att underskatta den?
25
26
A 2009 study from the National Cancer Institute estimates that CT scans
conducted in 2007 will cause a projected 29,000 excess cancer cases and
14,500 excess deaths over the lifetime of those exposed
According to our calculations, unless we change our current practices, 3
percent to 5 percent of all future cancers may result from exposure to medical
imaging
Neither doctors nor patients want to return to the days before CT scans.
But we need to find ways to use them without killing people in the process.
27
Cancerrisk – Mobil App!
CT Gently: A Mobile Tool for CT/CBCT Dose and Cancer Risk Estimation
28
Epidemiologiska studier
29
Sammanfattning av pediatriska DT studier
# exponerade
personer (ej
exponerade)
Årtal
(senaste
uppföljning)
Ålder vid
exponering
Exponerade:
# Leukemi //
# Hjärntumör
Pearce*
178.600
(UK cancer
registry data)
1985-2002
(2008)
0-21
65 // 135
Mathews+
680.000
(10.260.000)
1985-2005
(2007)
0-19
211 // 283
*Pearce,
Lancet, 380:499-505, 2012
Br Med J, DOI:10.1136/bmj.f2360, 2013
+Mathews,
30
AAPM 2014: Shore R, et al. How much risk from CT exams of
Children
Dosinformation av pediatriska DT studier
(Pearce, 2012 och Mathews, 2013)
• Specifika DT inställningar (t.ex. mAs, kV, etc) ej tillgängliga
• Ingen strålrelaterad information utanför den tid- och åldersgräns som användes i
studierna
• t.ex. ingen information om DT undersökning före 1985, eller efter 21 års (Pearce)
eller 19 års ålder (Mathews), men cancerincidens inkluderades för upp till 40 års
ålder
• Långa exponeringstider på 1980-talet och 1990- talet (>10 minuter)
→ ibland suddiga bilder pga. rörelse
→ ingen information om omtagning
• Överexponering? Kvalitetssäkrat?
*Pearce,
Lancet, 380:499-505, 2012
Br Med J, DOI:10.1136/bmj.f2360, 2013
+Mathews,
31
AAPM 2014: Shore R, et al. How much risk from CT exams of
Children
Relativ Risk av Leukemi och Hjärntumör
(Pearce, 2012)
*Pearce,
32
Lancet, 380:499-505, 2012
Uppskattade organdoser efter 2001
Relativ Risk av all cancer
(Mathews, 2013)
+Mathews,
33
Br Med J, DOI:10.1136/bmj.f2360, 2013
AAPM 2014: Shore R, et al. How much risk from CT exams of
Children
Möjliga systematiska fel?
(Mathews, 2013)
Cancertyp
Relativ Risk
(exponerade v
ej exponerade)
95% CI
Hjärntumör efter DTHjärna
2,44
(2,12 ; 2,81)
Leukemi, exkludera
MDS
1,19
(1,03 ; 1,37)
Hjärntumör efter icke
DT-Hjärna
1,51
(1,19 ; 1,91)
Melanom
1,12
(1,04 ; 1,20)
Hodgkin lymfom
1,15
(1,01 ; 1,32)
+Mathews,
34
Br Med J, DOI:10.1136/bmj.f2360, 2013
AAPM 2014: Shore R, et al. How much risk from CT exams of
Children
Reverse Causation?
(Mathews, 2013)
“Reverse Causation”: Orsaken till DT-undersökningen var cancerrelaterade
symtom
• t.ex tidiga symtom för cancersjukdom låg till grund för DTundersökningen, och det är dessa cancerfall, snarare än stråldosen per
se, som kan ha orsakat den ökade observerade cancerincidensen
• Om detta stämmer, så är sannolikheten större att cancerdiagnos ställs
inom ett par år från undersökningstillfället, snarare än >10 år senare,
med andra ord så är “reverse causation bias” som störst direkt efter DTundersökningen
+Mathews,
35
Br Med J, DOI:10.1136/bmj.f2360, 2013
AAPM 2014: Shore R, et al. How much risk from CT exams of
Children
Reverse Causation?
(Mathews, 2013)
+Mathews,
36
Br Med J, DOI:10.1136/bmj.f2360, 2013
AAPM 2014: Shore R, et al. How much risk from CT exams of
Children
Beyond the bombs: cancer risks of low-dose medical radiation
37
Cancerrisk
38
Risker
Hur minimerar vi risker?
• Bildtagning med joniserande strålning endast när det är medicinskt berättigat
• Berättigandeansvaret börjar redan hos remittenten
• Optimerade arbetsmetoder
• Stråldos – Bildkvalitet
• Strålskärmning ( ex. Vismut skydd )
• Metod och handhavande
• Bildtagning endast över relevanta anatomiskt område
• Undvik/minimera risk för multipla exponeringar
• Icke joniserande metoder där så möjligt
• Väl fungerande arbetsmetoder för kvalitetssäkring för hela undersökningskedjan
Justification of diagnostic medical exposures: some practical issues. Report of an IAEA consultation. J Malone et al. BJR, 85 (2012)
39
Berättigande och Optimering
Vilka lagenliga skyldigheter har vi?
Utdrag ur Strålsäkerhetsmyndighetens författning, SSMFS 2008:35
Berättigande
Bedömning enligt vilken en medicinsk bestrålning ska ge en nytta, med hänsyn tagen
till den diagnostiska information, som är större än den skada som bestrålningen
förorsakar. Hänsyn tagen till……
……Effektiviteten, fördelarna och riskerna med befintliga alternativa metoder som
innebär mindre stråldos eller inte alls utnyttjar joniserande strålning.
40
Berättigande och Optimering
Utdrag ur Strålsäkerhetsmyndighetens författning, SSMFS 2008:35
Optimering
Processen att utifrån givna ekonomiska och samhälleliga förutsättningar:
……….Vid diagnostik vilket innefattar joniserande strålning, anpassa stråldosen så att
den blir så liten som rimligt möjlig, men samtidigt säkerställa att den önskade
diagnostiska informationen erhålls……..
……….Samtidigt iaktta sådana procedurer som medför att stråldoser till personalen
och allmänheten blir så små som rimligt möjliga.
41
Berättigande och Optimering
Exempel på frågeställningar:
• Vilka risker utsätter vi patienten för genom att inte använda datortomografi som
kontrollmetod?
• Ekonomiska aspekter?
• Bildkvalitetsrelaterade aspekter – MR vs. DT osv.
• Övriga risker förankrade med alternativa metoder vs DT ?
42
Berättigande och Optimering
Nytta vs RISK för varje undersökning!
ALARA - As Low As Reasonably Achievable
43
