Transcript מצגת - דר` יואב יחזקאלי

‫עקרונות ברפואת קרינה‬
‫ד"ר יואב יחזקאלי‬
‫עקרונות ברפואת קרינה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫דרכי החשיפה לקרינה‬
‫הנזקים הביולוגים מקרינה מייננת‪ -‬אפקטים מידיים‬
‫ומאוחרים‬
‫זיהום פנימי ומשמעויותיו‬
‫תחלואה ממארת מקרינה‬
‫מדידת קרינה‬
‫חומר‬
‫בכמות‬
‫של‬
‫ בקרל‬X
‫ רנטגן‬Y ‫מייצר תפוקה של‬
RAD – Radiation Absorbed Dose
REM - Radiation Equivalent in Men
1 Gy (Gray) = 100 RAD
* = 100 REM
1 Sv (Sievert)
‫מדידת קרינה‬
‫• אקטיביות (בקרל ‪ – (Becquerel, Bq‬כמות חומר רדיואקטיבי בה‬
‫מתרחשת התפרקות ‪ 1‬בשניה‪.‬‬
‫• חשיפה (רנטגן) ‪ -‬היא מדידה ישירה של כמות היינון שהייתה‬
‫נגרמת על ידי הקרן אילו היא הייתה עוברת באוויר‪.‬‬
‫• מנת הקרינה הנבלעת (‪ -) Absorbed Dose‬כמות האנרגיה‬
‫הנבלעת בחומר‪ .‬נמדדת ב ‪ Gray‬או ‪ :1 Gray .RAD‬ספיגה של‬
‫ג’אול אחד בק"ג חומר‪.‬‬
‫מדידת קרינה והשפעה ביולוגית‬
‫• ‪ . Linear Energy Transfer :LET‬מדד לעוצמת‬
‫השפעתה של קרינה ומידת הנזק הביולוגי ברקמה‪.‬‬
‫גבוה עבור קרינות אלפא ונויטרונים ‪ ,‬נמוך עבור‬
‫בתא וגמא‪.‬‬
‫• (סייורט‪/‬רם – ‪Radiation Equivalent in Men‬‬
‫‪ – )Sievert / REM‬הנזק הביולוגי שנגרם על ידי‬
‫חשיפת הגוף לקרינה מייננת‪.‬‬
‫מדידת קרינה והשפעה ביולוגית‬
‫• ‪ ) Wt( Tissue Weighting factor‬או 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.‬‬
‫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
‫סוגי חשיפה לקרינה‬
‫• סביבתית‪ :‬לאוכלוסיה הכללית‪.‬‬
‫• תעסוקתית‪ :‬עובדי קרינה‪.‬‬
‫• רפואית‪ :‬מטופלים‪.‬‬
‫חשיפה יומיומית לקרינה‬
‫קרינת הרקע הנובעת מהחלל‬
‫החיצון‪ ,‬הקרקע ויסודות בגופנו‬
‫ובסביבה הקרובה‬
‫‪~ 300 mREM / year‬‬
‫צילום חזה‬
‫‪10 mREM‬‬
‫בדיקת ‪CT‬‬
‫‪1 - 2 REM‬‬
‫טיסה‬
‫‪0.5 mREM/hr‬‬
‫מחלת קרינה חריפה מופיעה לאחר חשיפה כל גופית בפרק זמן קצר ל‪:‬‬
‫‪100 REM = 1Sv‬‬
‫סוגי חשיפה לקרינה‬
‫שדה קרינה‬
‫•קרינת גאמא‬
‫•הנזק נפסק עם‬
‫היציאה מהשדה‬
‫•הנפגע אינו מסכן‬
‫את הצוות‬
‫זיהום חיצוני‬
‫זיהום פנימי‬
‫•קרינת גאמא ובטא‬
‫•הנזק נפסק עם‬
‫הסרת הזיהום‬
‫•הנפגע מסכן‬
‫את הצוות‬
‫•קרינת גאמא‪,‬בטא‬
‫ואלפא‬
‫•הנזק ממשיך‬
‫•הפרשות הנפגע‬
‫מסכנות את הצוות‬
‫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 organ‬האיבר או‬
‫הרקמה בעלת הזיקה הגבוהה ביותר לחומר‬
‫המזהם הספציפי‪.‬‬
‫החשיפה לרוב אינה הומוגנית ותלויה במאפייני‬
‫(מסיסות‪ ,‬גודל החלקיקים שחדרו‪,‬‬
‫החומר‬
‫זמן מחצית חיים אפקטיבי‪ ,‬דרך החשיפה ואיבר‬
‫המטרה ועוד )‪.‬‬
‫קרינה מייננת – האפקט הביולוגי‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫נזק ישיר לקשרי ה‪DNA-‬‬
‫יצירת רדיקלים חופשיים‬
‫במינון גבוה – נזק‬
‫לממברנות וחלבוני התא‬
‫הפגיעה העיקרית בתאים‬
‫מתחלקים‬
‫‪Source: AFRRI‬‬
‫‪Source: AFRRI‬‬
‫קרינה‬
‫נזק דטרמיניסטי‬
‫•מופגן תוך זמן קצר‬
‫•נגרם ישירות מהקרינה‬
‫•יש סף להופעתו‬
‫כוויות‬
‫מחלת קרינה‬
‫נזק סטוכסטי‬
‫•מופגן לאחר שנים‬
‫•עולה בשכיחותו הסטטיסטית‬
‫כתוצאה מהקרינה‬
‫•ללא סף להופעתו‬
‫ממאירות‬
‫מומים גנטיים‬
‫אפקטים דטרמיניסטים‬
‫חשיפה עורית לקרינה‬
~1 week post exp
~2 weeks post exp
~4 weeks post exp
~8 weeks post exp
~12 weeks post exp
~17 weeks post exp
‫מחלת קרינה חריפה‬
‫‪ARS – Acute Radiation Sickness‬‬
‫מופיעה לאחר חשיפה כל גופית ל‪)1 Gray( REM 100-‬‬
‫לפחות בפרק זמן קצר‬
‫‪LD50/60 = 3.5 Gray‬‬
‫מעל ‪ 10 Gray‬התמותה מגיעה למאה אחוז‬
‫נגרמת מפגיעה בתאים מתחלקים‪ :‬מח העצם‪ ,‬רירית‬
‫המעי‬
‫חומרתה וקצב התפתחותה תלויים במנת הקרינה‬
‫מחלת קרינה חריפה‬
‫‪ 4‬שלבים‪:‬‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫פרודרום‬
‫שלב לטנטי‬
‫מחלת קרינה חריפה‬
‫התאוששות‪/‬מוות‬
‫מחלת קרינה חריפה‬
‫תסמונות‬
‫• 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
Thresholds to injury in various
systems
19
Acute Radiation Sickness
• Biological dosimetry
• Documenting time to
prodrom
• Lymphocyte count
• Cytogenetics
‫‪ALARA‬‬
‫‪As 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
‫טיפול יעודי בזיהום פנימי‬
‫מטרת הטיפול הפחתת הנזק הנוצר מהחומר‬
‫המזהם‪.‬‬
‫מניעת ספיגת והאצת‬
‫הפרשת החומר מהגוף‬
‫צזיום‬
‫מניעת קליטת החומר‬
‫באיברי המטרה הרגישים‬
‫יוד רדיואקטיבי‬
‫קשירה של החומר‬
‫וניטרול פעולתו הביולוגית‬
‫אוראניום‬
‫אפקטים סטוכסטים‬
‫ממאירויות ומומים גנטיים‬
‫ממאירות‬
‫הסיכון לתמותה מסרטן עולה בכ‪0.05%-‬‬
‫הסיכון לתחלואה מסרטן עולה בכ‪0.1%-‬‬
‫לאחר חשיפה לכל ‪. 1 REM‬‬
‫הסיכון הכללי באוכלוסיה‬
‫ללקות בסרטן – כ‪!35%-‬‬
‫נזקים לדורות הבאים‬
‫לא הוכחו מעולם‬
‫(לא כולל הריונות בזמן החשיפה‪)...‬‬
‫השפעות ארוכות טווח של קרינה מיינת‬
‫ברמה נמוכה‬
‫‪ .1‬אפקטים סומטים‬
‫א‪ .‬ירוד ( קטרקט )‬
‫ב‪ .‬עקרות‬
‫ג‪Carcinogenesis .‬‬
‫‪ .2‬אפקטים גנטים‬
‫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 ‪Gy 2‬‬
‫עקרות ( ‪) infertility‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫‪ Germ cells‬רגישים לקרינה‬
‫עמידות עולה ככל שדרגת ההתמיינות עולה‬
‫עקרות זמנית בת חודשים עד שנים כתלות במנת‬
‫החשיפה ומשכה‬
‫סף לעקרות קבועה בגברים ‪ Gy 2‬כל גופי או‬
‫מקומי‬
‫נשים עמידות מגברים להשראת עקרות זמנית אך‬
‫רגישות יותר לעקרות קבועה‬
‫השראת ממאירות (‬
‫‪) Carcinogenesis‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫כל איבר פגיע‬
‫מהלך מחלה דומה לממאירות מסיבות אחרות‪ ,‬לרבות גיל‬
‫גורמים משפיעים‪:‬‬
‫מנת חשיפה‬
‫קצב מנה ( ‪ – ) Dose rate‬פרק הזמן במהלכו היתה‬
‫חשיפה‪ .‬משפיע על יכולת התיקון של הגוף והסיבה למתן‬
‫הקרנה בפרקציות‪.‬‬
‫סוג הקרינה ( ‪) Low-LET > High-LET‬‬
‫היעדר סף תחתון ?‬
‫השראת ממאירות‬
‫יחס מנה‪ -‬אפקט‬
‫• המודל הלינארי‪ :‬יחס ישר‪ .‬גידולים סולידים‪.‬‬
‫‪Linear non threshold‬‬
‫• מודל ‪ : Linear-quadratic‬יחס ישר במנות נמוכות‬
‫ואקספוננציאלי במנות גבוהות‪ .‬לויקמיה‪.‬‬
‫• מודל הסף‪ :‬גורס שיש סף תחתון‪.‬‬
‫הערכת הסיכון‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫‪ 500-800‬מקרים לשנה למיליון למנה כל גופית של‬
‫‪ ,REM 1‬נוסף על התחלואה הטבעית ( ‪.) ICRP‬‬
‫לאנשים שונים רגישות שונה לקרינה‪ -‬מוטציות‪,‬‬
‫מצב הורמונלי‪ ,‬מחלות שונות‪.‬‬
‫רוב הנתונים האפידמיולוגים מקורם בחשיפות מעל‬
‫‪ RAD 10‬ואף יותר‪ ,‬וקיים קושי רב להעריך קשר‬
‫לחשיפה נמוכה‪.‬‬
‫תקופת חביון מינימלית ‪ 2-3‬שנים ללויקמיה‪10 ,‬‬
‫שנים לגידולים סולידים‪.‬‬
‫רגישות איברים לקרינה‬
‫גבוהה‬
‫בינונית‬
‫מח עצם‬
‫שד‬
‫בלוטות רוק‬
‫בלוטת‬
‫התריס‬
‫כיס השתן‬
‫מעי‬
‫קיבה‬
‫כבד‬
‫ריאות‬
‫שחלות‬
‫עור‬
‫נמוכה‪/‬‬
‫נמוכה‬
‫אפסית‬
‫קליפת העצם ‪CLL‬‬
‫פה‬
‫מוח‬
‫וושט‬
‫כליות‬
‫פרוסטטה‬
‫גרון‬
‫סינוסים‬
‫מלנומה‬
‫מיאלומה‬
‫אשכים‬
‫תקופת חביון ממוצעת לממאירויות‬
‫שונות‬
‫סוג הגידול‬
‫מוח‬
‫בלוטות רוק‬
‫מעי‬
‫בלוטת התריס‬
‫שד‬
‫ריאות‬
‫סרקומה‬
‫לויקמיה‬
‫תקופת חביון ( שנים )‬
‫‪27‬‬
‫‪20‬‬
‫‪26‬‬
‫‪20‬‬
‫‪22‬‬
‫‪25‬‬
‫‪12‬‬
‫‪7-10‬‬
‫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 ‪ 10 -5‬שנים 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.‬‬
‫עודף ממאירות‬
‫• ‪ 5-4 %‬לכל ‪ Sv‬במנת קרינה נמוכה ( > ‪) Gy 0.2‬‬
‫בקצב מנה נמוך ( פחות מ‪.) Gy/Hr 0.1 -‬‬
‫• ‪ 10-8 %‬לכל ‪ Sv‬במנה גבוהה בקצב גבוה‪.‬‬
‫סוג‬
‫מח עצם‬
‫עובדים‬
‫‪0.4‬‬
‫אוכלוסיה‬
‫‪0.5‬‬
‫מעי גס‬
‫‪0.68‬‬
‫‪0.85‬‬
‫ריאות‬
‫‪0.68‬‬
‫‪0.85‬‬
‫שד‬
‫‪0.16‬‬
‫‪0.2‬‬
‫ושט‬
‫‪0.24‬‬
‫‪0.3‬‬
‫‪Life span study‬‬
‫רקמה‬
‫צפי‬
‫לויקמיה‬
‫לימפומה‬
‫שד‬
‫תריס‬
‫ריאות‬
‫קיבה‬
‫מעי‬
‫כבד‬
‫‪67‬‬
‫‪72‬‬
‫‪200‬‬
‫‪94‬‬
‫‪365‬‬
‫‪1222‬‬
‫‪194‬‬
‫‪95‬‬
‫מקרים‬
‫בפועל‬
‫‪141‬‬
‫‪76‬‬
‫‪295‬‬
‫‪132‬‬
‫‪456‬‬
‫‪1307‬‬
‫‪223‬‬
‫‪109‬‬
‫מקרים‬
‫בעודף‬
‫‪74‬‬
‫‪4‬‬
‫‪95‬‬
‫‪38‬‬
‫‪91‬‬
‫‪85‬‬
‫‪29‬‬
‫‪14‬‬
‫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.‬‬
‫‪ 1800 Chelyabinsk‬עובדים בחשיפות מעל ‪25‬‬
‫‪ RAD‬לשנה‪ 197 :‬גידולים סולידים ו‪ 25 -‬לויקמיה‬
‫לעומת צפי של ‪ 153‬ו‪.7 -‬‬
‫רדיולוגים בבריטניה בראשית המאה הראו עודף‬
‫תמותה מסרטן אך בקבוצה דומה בעת המודרנית‬
‫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.‬‬
‫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 ‪ 224‬עובדים 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.‬‬
‫חשיפה תוך רחמית‬
‫• בעבודות ‪ cohort‬לא הודגמה עליה בשיעור‬
‫ממאירויות בילדים לאחר הקרנה רחמית‪.‬‬
‫• במספר עבודות מסוג ‪ Case-control‬הראו קשר‬
‫לסיכון הן ללויקמיה והן לגידולים סולידים‪.‬‬
‫• אפקטים גנטים‪ -‬לא נמצאו‬