V jednom z minulých článků byly popsány veličiny používané k vyjádření absolutního a relativního rizika plynoucího z ozáření. V tomto článku si řekneme něco více o tom, jaký průběh mohou vykazovat závislosti rizika (odezvy) na dávce (dose-response curve).

Popisuje-li se riziko v závislosti na dávce, určuje se obvykle vztah mezi rizikem – odezvou a dávkou. Nejdůležitější dvě otázky spojené s popisem závislosti rizika na dávce jsou následující: 1) V jakém bodě křivka začíná?
2) Je možné vyjádřit závislost rizika na dávce přímkou nebo se jedná o křivku jiného trendu?

Nejčastější typy křivek jsou uvedeny na obr. 1.

Obr 1: Závislost rizika na dávce (A – lineární bezprahová, B – lineární prahová, C – lineárně-kvadratická bezprahová, D – sigmoidální, E – supralineární)

Obecně se předpokládá, že riziko je úměrné dávce. Nejjednodušší verzí takové závislosti je křivka označená A, která vyjadřuje lineární vztah, závislost je bezprahová. To znamená, že při jakékoliv dávce existuje určité riziko, např. riziko vzniku rakoviny. Pro lineární bezprahovou závislost platí, že riziko při dávce 2 Gy je dvakrát větší než při dávce 1 Gy. Současně platí, že riziko spojené s dávkou 0,1 Gy je desetinové vzhledem k dávce 1 Gy. Tento trend byl potvrzen studiemi jako platný v oblasti malých dávek.

V některých případech může být závislost prahová, tj. pod určitou prahovou hodnotou dávky se riziko neočekává, je nulové. Od určité prahové dávky pak dochází k nárůstu rizika. Typ lineární prahové závislosti je na obr. 1 znázorněn křivkou B. Riziko je pro dávky větší než prahová hodnota úměrné dávce.

Pro vyšší dávky může dojít k tomu, že závislost rizika na dávce již není lineární, ale je od určitých dávek např. kvadratická, tj. riziko narůstá rychleji než dávka samotná. Často je riziko popsáno kombinací obou těchto závislostí, pak se jedná o závislost lineárně-kvadratickou. To znamená, že při nízkých dávkách dominuje lineární závislost rizika na dávce, od vyšších dávek dominuje kvadratická závislost. Ukázka lineárně-kvadratické závislosti je znázorněna na obr. 1 křivkou označenou C. Takováto závislost byla zjištěna pro některé typy rakoviny, např. pro leukémii u přeživších z Hiroshimy a Nagasaki. Lineárně-kvadratický model odpovídá velmi dobře skutečnosti pro nízké dávky, ale hůře pro větší dávky.

V jiném případě může být závislost rizika na dávce sigmoidální. Závislost má konvexní tvar pro nízké dávky a konkávní tvar pro vyšší dávky. Na obr. 1 je označen písmenem D. Tento typ závislosti není příliš běžný, ale lze ho použít např. k popisu rizika při vyšších dávkách, kde se významně projevuje efekt usmrcení buněk.

Dalším typem závislosti je závislost supralineární. Pro nízké dávky je křivka strmější než je lineární křivka. Supralineární závislost se používá pro popis jevů zejména při nízkých dávkách. Na obr. 1 je supralineární závislost označena písmenem E.

Nejčastěji používaným modelem pro popis stochastických účinků v rámci radiační ochrany je lineární bezprahový model (křivka A), který předpokládá, že riziko lineárně narůstá s dávkou.

Použitá literatura:
Russ A, Burns C, Tuler S, Taylor O. Health risks of ionizing radiation: An overview of epidemiological studies. A report by the Community-Based Hazards Management Program. George Perkins Marsh Institute. Clark University, 2006, USA

5. kvĕtna 1986
Měření radioaktivity

Průběžná měření, která se dvakrát denně vyhodnocují, ukázala v některých oblastech ČSSR na mírné zvýšení radioaktivity, jež se pohybuje mezi 0,20 až 0,50 mikroGy/hod. To je více než 200krát nižší hodnota záření, než které poškozuje lidské zdraví. Souhrnně jsou sledovány a hodnoceny všechny složky životního prostředí a potravin. Celkově má hladina radioaktivity, jak potvrzuje většina tiskových agentur evrospkých zemí, klesající tendenci.

5. května 1986
K havárii v jaderné elektrárně
Zpráva agentury TASS

Moskva: Agentura TASS včera vydala tuto zprávu: V souvislosti s havárií v černobylské jaderné elektrárně dostává sovětská vláda od jiných států i od různých organizací, soukromých společností a jednotlivců projevy účasti nabídky na poskytnutí pomoci. Agentura TASS je zplnomocněna sdělit, že sovětská vláda je upřímně vděčná všem, kdo vyjádřili svou účast a upřímné pochopení pro to, co se stalo a kdo nabídli svou pomoc. V současné době SSSR uspokojuje hlavní vznikající potřeby spojené s likvidací následků havárie vlastními prostředky. Ukáže-li se být pomoc, navrhovaná s dobrými úmysly, užitečná, bude samozřejmě s vděčností přijata. Do SSSR již například přijel na konzultace přední americký odborník na radiologii dr. Robert Gale. Na pozvání sovětské vlády přijíždí do Moskvy také generální ředitel Mezinárodní agentury pro atomovou energii Hans Blix. Je však politováníhodné, že vedle těchto mnoha projevů účasti a porozumění se určité kruhy snaží zneužít toho, co se stalo, k nečestným politickým cílům. Do propagandistického oběhu byly dány pověsti a výmysly, které jsou v rozporu se základními mravními normami. Šíří se například výmysly o tisících obětí, o panice mezi obyvatelstvem apod. Mají to na svědomí především ti, komu je cizí sám duch důvěry a uvolňování a pro koho je rozdmychavání nepřátelství mezi národy běžnou věcí. Každý normální člověk ví, že škodolibě se těšit z neštěstí druhého je naprosto nepřijatelné. Pokud jde o černobylskou havárii, v elektrárně i jejím okolí se nadále pracuje na odstranění důsledků a postiženým je poskytována náležitá pomoc. Provozní personál elektrárny spolehlivě kontroluje stav tří zbývajících zastavených reaktorů a jejich chladících systémů.

6. května 1986
Likvidace havárie pokračuje

Moskva: Agentura TASS včera uveřejnila tuto zprávu rady ministrů SSSR: 4. května v černobylské jaderné elektrárně pokračovalo uskutečňování komplexu opatření k likvidaci důsledků havárie. Provádí se odmořování prostoru 4. bloku elektrárny. Únik radioaktivních látek se dále snižuje. Bylo zahájeno přehrazování řeky Pripjať v oblasti elektrárny, aby se předešlo možnému znečištění. Úroveň radiace na území Ukrajiny a Běloruska se stabilizuje a vykazuje tendenci ke zlepšení. V těchto oblastech se podnikají nezbytná sanitární, hygienická, lékařská a preventivní opatření. Obyvatelstvo, jež bylo evakuováno z 30kilometrové zóny jaderné elektrárny, dočasně pracuje v jiných podnicích, kolchozech, sovchozech a na jiných stavbách. • Sovětská televize včera vysílala reportáž z několika okresů ukrajinské a běloruské SSR vzdálených několik desítek kilometrů od elektrárny. V okresech na jihu Gomelské oblasti se blíží ke konci jarní zemědělské práce a pokračuje výsadba brambor. Běžný pracovní den skončil včera odpoledne i v Kyjevě.

4. května 1986
Pokračující práce na likvidace havárie
N. Ryžkov navštívil oblast černobylské jaderné elektrárny

Moskva: V pátek 2. května navštívili oblast černobylské jaderné elektrárny člen politického byra ÚV KSSS, předseda rady ministrů SSSR N. Ryžkov a člen politického byra a tajemník ÚV KSSS J. Ligačov. Seznámili se se situací v okolí jaderné elektrárny a za účasti vládní komise, vedoucích představitelů ÚV KS Ukrajiny a vlády ukrajinské SSR, stranických orgánů a sovětů Kyjevské oblasti a města Černobylu projednali opatření, která jsou podnikána k likvidaci ohniska havárie ve čtvrtém energobloku jaderné elektrárny, k normalizaci situace v jejím okolí a k poskytování pomoci místnímu obyvatelstvu.

Bylo konstatováno, že práce na likvidaci havárie a odstraňování jejích následků pokračují organizovaně a s využitím nezbytných prostředků. Bylo rozhodnuto o dodatečných opatřeních k urychlení těchto prací.

N. Ryžkov a J. Ligačov se setkali s pracujícími, kteří byli dočasně evakuováni z oblasti jaderné elektrárny. Zajímali se o zajištění jejich životních podmínek, obchodu a zdravotní péče, o jejich pracovní zařazení, o činnosti škol a předškolních zařízení pro děti.

Rada ministrů SSSR 1. května vydala tuto zprávu: Na černobylské jaderné elektrárně ve středu pokračovaly práce spojené s realizací celého komplexu technických opatření. Radioaktivita v areálu jaderné elektrárny a v místě, kde závod stojí, se o 25 až 50 procent snížila. Pracuje se také na dezaktivaci zasažených míst v okolí areálu jaderné elektrárny.

Postiženým, mezi nimiž je 18 osob ve vážném zdravotním stavu, se poskytuje náležitá pomoc. Mezi postiženými nejsou žádní zahraniční občané.

Ve dnech 30. dubna a 1. května byli na sovětském ministerstvu zahraničních věcí v Moskvě přijati velvyslanci Británie, Finska a Nizozemska a také chargé d’affaires Francie a Rakouska.

Z pověření sovětské vlády je první náměstek ministra zahraničních věcí SSSR A. Kovaljov informoval o situaci při odstraňování následků havárie na černobylské jaderné elektrárně.

Západní hromadné sdělovací prostředky rozšiřují v souvislosti s havárií v černobylské jaderné elektrárně pomlouvačné výmysly. Konstatovala to sovětská televize v reportáži z letiště Šeremeťjevo. Poukázala rovněž na to, že některé země demonstrativně své občany ze SSSR odvolávají. To, že příkaz, aby okamžitě opustili SSSR, není v žádném případě diktován péčí o jejich zdraví, pochopili i mnozí ze zahraničních turistů, studentů, aspirantů, kteří byli urychleně dopraveni na letiště Šeremeťjevo. Byly však podnikány pokusy přesvědčit je. Při vstupu do britského letadla byla demonstrativně kontrolována radioaktivita jejich oděvů, které jim byly vyměněny za jakési jednotné úbory, aby pak v Londýně budili svým vzhledem senzaci.

Britský občan A. Taylor uvedl, že studoval slovanské jazyky v Minsku. Na tom, aby odjel, trvalo, a to velmi kategoricky, velvyslanectví Velké Británie. Francouzka S. Artoisová, která studovala v Kyjevě, vyslovila názor, že západní tisk využívá havárii k nepřístojným cílům. Kanaďanka A. Courtová, která se v Kyjevě věnuje vědecké práci, prohlásila, že sovětští lidé by nepřipustili, aby bylo ohroženo zdraví zahraničních občanů a současně také zdraví vlastních dětí. Při sebemenším nebezpečí by byly děti z Kyjeva odvezeny, řekla. Člen skupiny amerických turistů uvedl, že jim bylo sděleno, že jejich život je v nebezpečí a musejí opustit Moskvu. Označil tento rozruch za „provokační kampaň“.

New York: Generální tajemník OSN J. Peréz de Cuellar po setkání se stálým představitelem SSSR v OSN vyjádřil uspokojení nad tím, že je situace v černobylské jaderné elektrárně pod kontrolou.

Jak oznámil oficiální představitel generálního tajemníka, J. Peréz de Cuellar konstatoval, že sovětská vláda informovala řadu evropských států o havárii a o krocích, které byly podniknuty k likvidaci jejích následků, aby představitelé zemí, které mohou být zasaženy, mohli podniknout nezbytná opatření k zajištění zdraví obyvatelstva a ochrany životního prostředí. Generální tajemník OSN je ve styku se stálým zástupcem SSSR v OSN J. Dubininem a se stálým zástupcem ukrajinské SSR v OSN G. Udovenkem a vyjádřil tím svou účast a rovněž připravenost poskytnout v nezbytném případě pomoc. J. Peréz de Cuellar je rovněž neustále ve styku s generálním ředitelem Mezinárodní agentury pro atomovou energii H. Blixem.

Zajímá Vás, co konkrétního uveřejnil tisk po výbuchu jaderné elektrárny Černobyl? Jeden můj kolega si tenkrát dal tu práci, vystřihoval si příspěvky z denního tisku a taktéž si k článkům zapisoval datum, který den se uvedený článek objevil v tisku. Tyto články mi zapůjčil (díky Víte :)), dala bych si tenkrát tu práci taky, ale byla jsem na světě teprve krátce, takže postupně uvádím opis článků (někdy ve zkrácené verzi) v několika následujícíh příspěvcích.

Pro upřesnění: K výbuchu jaderné elektrárny došlo 26. dubna 1986 krátce po jedné hodině v noci.

První zmínka v denním tisku se objevila tři dny po havárii, následující dva dny se pak v denním tisku objevovaly další informace. Příspěvky zněly následovně:

29. dubna 1986
Havárie v jaderné elektrárně
Moskva: Rada ministrů SSSR včera oznámila, že na černobylské jaderné elektrárně došlo k havárii, při níž byl poškozen jeden z reaktorů. Jsou podnikány kroky k odstranění následků a postiženým je poskytována pomoc. Byla vytvořena vládní komise. Havárie v černobylské jaderné elektrárně je první havárií tohoto druhu v SSSR. V jiných zemích došlo k podobným incidentům nejednou. Podle údajů společenské organizace Kritická masa bylo např. v USA jen v roce 1979 zaznamenáno 2 300 havárií, poruch a jiných závad.

30. dubna 1986
K havárii v elektrárně
Moskva: Rada ministrů SSSR včera vydala tuto zprávu: Jak už bylo oznámeno v tisku, v černobylské jaderné elektrárně, ležící 130 km severně od Kyjeva, došlo k havárii. Na místě pracuje vládní komise pod vedením náměstka předsedy rady ministrů SSSR B. Ščerbiny. Jejími členy jsou vedoucí pracovníci ministerstev a úřadů, přední vědci a odborníci. Podle předběžných údajů nastala havárie v jednom objektu čtvrtého energobloku a byla při ní zničena část stavebních konstrukcí obklopujících reaktor, reaktor sám byl poškozen a došlo k určitému úniku radioaktivních látek. Tři zbývajíci energobloky jsou v pořádku, byly zastaveny a ponechány v provozní rezervě. Při havárii dva lidé zahynuli. Byla přijata maximální opatření, jejichž cílem je odstranit následky havárie. Radiační situace v elektrárně a okolí se nyní stabilizovala a postiženým se dostává potřebné lékařské pomoci. Obyvatelé místa, v němž je jaderná elektrárna, a tří okolních obcí byli evakuováni. V elektrárně a v jejím okolí se nepřetržitě sleduje radiační situace.

1. května 1986
Odstraňování následků havárie
Moskva: Rada ministrů SSSR včera vydala tuto zprávu: V černobylské jaderné elektrárně pokračují práce při odstraňování následků havárie. Díky podniknutým opatřením se za uplynulý den únik radioaktivnách látek snížil a úroveň záření v areálu jaderné elektrárny a v místě, kde stojí, klesla. Měření, které provádějí odborníci kontrolními přístroji, ukazuje, že nedochází k řetězové reakci štěpení jaderného paliva a reaktor je v utlumeném stavu. Byla zahájena očista zasažených míst v okolí. Do těchto prací se zapojily zvláštní útvary, vybavené potřebnou moderní technikou a účinnými prostředky. Některé západní agentury šíří pověsti, že prý při havárii v jaderné elektrárně zahynuly tisíce lidí. Jak už bylo oznámeno, zahynuli ve skutečnosti dva lidé a dalších 197 bylo hospitalizováno. 49 z nich po vyšetření opustilo nemocnici. Podniky, kolchozy, sovchozy a úřady pokračují v normální práci.
Rada ministrů Ukrajiny oznámila, že podle údajů vládní komise se nyní radiační situace v černobylské jaderné elektrárně a v okolí zlepšuje. Stav ovzduší na ostatním území kyjevské oblasti a v Kyjevě nevyvolává obavy. Kvalita pitné vody i vody v řekách a nádržích odpovídá normám. Stav životního prostředí je nepřetržitě sledován.

Vídeň: V současné době není důvod k obavám, že by havárie v černobylské jaderné elektrárně představovala pro ostatní země bezprostřední nebezpečí. Uvedla to včera Mezinárodní agentura pro atomovou energii se sídlem ve Vídni na základě zpráv ze skandinávských a dalších zemí, kde se provádělo měření radioaktivity uvolněné při havárii reaktoru v Černobylu.

Zjistí-li žena pracující v kontrolovaném pásmu, že je těhotná, vyvolá to v ní občas pochybnosti, jestli by neměla práci v kontrolovaném pásmu omezit nebo případně po zbytek těhotenství ukončit. Týká se to zejména těhotných žen (lékařky, radiologické asistentky, zdravotní sestry) pracujících u skiaskopicky vedených výkonů, u intervenčních výkonů v radiologii/kardiologii, v nukleární medicíně a v brachyterapii.

Vyhláška Státního úřadu pro jadernou bezpečnost č. 307/2002, ve znění aktuální vyhlášky č. 499/2005, § 23, odst. 2) [1] uvádí následující: „Ozáření plodu u těhotných žen pracujících na pracovištích I. až IV. kategorie se neprodleně poté, co žena těhotenství oznámí zaměstnavateli, omezí úpravou podmínek práce tak, aby bylo nepravděpodobné, že součet efektivních dávek ze zevního ozáření a úvazků efektivních dávek z vnitřního ozáření plodu alespoň po zbývající dobu těhotenství překročí 1 mSv.“

To znamená, že sám zaměstnavatel by měl práci těhotné ženy omezit tak, aby bylo nepravděpodobné, že dávka na plod překročí hodnotu 1 mSv. To je limitní hodnota dávky pro ozáření z umělých zdrojů pro každého jedince z obecné populace, tj. pro plod by měly být zajištěny stejné podmínky jako pro ozáření kohokoliv jiného z populace.

Pracovníci pracující v kontrolovaném pásmu obdrží celosvětově v průměru velmi malé efektivní dávky záření, případné dávky na plod těhotných žen jsou pak ještě podstatně menší. Těhotné ženy mohou i v průběhu těhotenství pracovat na odděleních, kde jsou prováděny skiaskopicky vedené výkony, ale měly by znát a porozumět rizikům spojeným s ozářením plodu, protože je možné tím zmenšit jejich psychické obavy. Požadavek na vyloučení nebo přeložení těhotné pracovnice ze skiaskopicky vedených výkonů k výkonům, kde je expozice personálu menší, není podle dosud známých věděckých podkladů zdůvodněný. Avšak může tak být učiněno pro psychickou pohodu těchto žen. [2]

Použitá literatura:
[1] Státní úřad pro jadernou bezpečnost. Vyhláška č. 307/2002
[2] Dauer LT, Miller DL, Schueler B, Silberzweig J, Balter S, et al. Occupational radiation protection of pregnant or potentially pregnant workers in IR: A joint guideline of the Society of Interventional Radiology and the Cardiovascular and Interventional Radiological Society of Europe. J Vasc Interv Radiol 2015; 26: 171-181

Anglický ekvivalent profese „radiologický fyzik“ je medical physicist, příp. medical physics expert (v ČR prozatím tyto dva pojmy nerozlišujeme). A co je vlastně náplní práce radiologického fyzika podle poslední platné evropské Směrnice 2013/59/EURATOM? Zde je souhrn informací, které jsou obsahem Směrnice 2013/59/EURATOM, Čl. 83.

1. V otázkách týkajících se radiační fyziky členské státy (myšleno členské státy EU) uloží radiologickým fyzikům povinnost jednat nebo případně poskytovat odborné poradenství pro účely provádění požadavků uvedených v kapitole VII* a v čl. 22 odst. 4 písm. c)** této směrnice.

2. Členské státy zajistí, že v závislosti na lékařské radiologické činnosti radiologický fyzik odpovídá za dozimetrii, včetně fyzikálních měření pro hodnocení dávky podané pacientovi a dalším osobám vystaveným lékařskému ozáření, poskytuje poradenství o lékařském radiologickém vybavení a přispívá zejména k:

• a) optimalizaci radiační ochrany pacientů a jiných osob vystavených lékařskému ozáření, včetně uplatňování a používání diagnostických referenčních úrovní;
• b) vymezení a provádění zabezpečování jakosti lékařského radiologického vybavení;
• c) přejímacím zkouškám lékařského radiologického vybavení;
• d) zpracování technických specifikací pro lékařské radiologické vybavení a návrh zařízení;
• e) dohledu nad lékařskými radiologickými zařízeními;
• f) analýze událostí spojených nebo potenciálně spojených s havarijními nebo nezáměrnými ozářeními;
• g) výběru vybavení potřebného k provádění měření radiační ochrany;
• h) odborné přípravě aplikujících odborníků a dalších pracovníků v příslušných aspektech radiační ochrany.

3. Radiologický fyzik spolupracuje s odborníkem na radiační ochranu.

*Kapitola VII: Kapitola se týká lékařského ozáření, je rozdělena na čl. 55 – Odůvodnění, čl. 56 – Optimalizace, čl. 57 – Odpovědnosti, čl. 58 – Postupy, čl. 59 – Odborná příprava a uznávání.

**Čl. 22 odst. 4 písm. c): Tato část se týká nelékařského ozáření pro účely zobrazování, při nichž se používá lékařské radiologické vybavení.

Dostupnost Směrnice 2013/59/EURATOM:
V anglickém jazyce
V českém jazyce

Každý atom je definovaný počtem svých protonů v jádře, vyjádřeným protonovým číslem Z, někdy nazývaným atomovým číslem. V elektricky neutrálním atomu odpovídá počet protonů v jádře počtu elektronů v elektronovém obalu. Neboli protonové číslo Z udává současně počet elektronů.

Mimo protonové číslo je atom definovaný celkovým počtem nukleonů v jádře. Mezi nukleony se počítají protony a neutrony. Počet nukleonů je vyjádřen nukleonovým číslem A. Standardní zápis protonového a nukleonového čísla u atomu X je následující:

Nukleonové číslo A se uvádí jako horní index, protonové číslo Z jako dolní index. Protonové číslo někdy není nutné uvádět, protože prvek je jednoznačně definovaný již chemickou značkou.

Obecně se však vyskytují atomy daného prvku s různým počtem nukleonů, počet protonů je u těchto atomů stejný (jedná se o atomy stejného prvku), liší se počtem neutronů. Takové atomy označujeme jako izotopy. Izotopy jsou atomy se stejným počtem protonů, ale s různým počtem neutronů (~nukleonů).

Dále existují tzv. izotony, což jsou atomy s různým protonovým číslem (nejedná se tedy o atomy stejného prvku), ale se stejným počtem neutronů.

Izobary jsou atomy různých prvků, které mají stejné nukleonové číslo, tj. atomy se liší počtem protonů, i počtem neutronů, ale součet počtu protonů a neutronů mají shodný.

Mimo izotopy, izotony a izobary existují ještě izomery. Izomery jsou atomy jednoho prvku se stejným protonovým a nukleonovým číslem, liší se pouze energetickým stavem.

Příklady:

Den 7. listopad 2014 bude již druhým mezinárodním dnem medicínské fyziky. V tento den, ale již v roce 1867, se v Polsku narodila slavná Marie Sklodowska-Curie, která zasvětila svůj život výzkumu radioaktivity.

Medicínská fyzika představuje aplikaci fyzikálních konceptů, teorií a metod v lékařství. Medicínský fyzik je profese, která úzce souvisí s lékařstvím, proto se fyzici většinou vyskytují v nemocnicích, ale mimo to i na univerzitách a v různých ústavech. Stejně jako lékaři mají různé specializace, tak i fyzici se specializují v různých oborech – v radioterapii, radiodiagnostice a nukleární medicíně.

Nejčastěji se fyzici ve své práci setkávají s řešením různých problémů ohledně optimálního použití ionizujícího záření, dále pak provádějí dozimetrická měření (dozimetrie – měření dávek ionizujícího záření) a zabývají se taktéž bezpečností pacientů a částečně i personálu z hlediska ozáření, tj. zabývají se radiační ochranou. Fyzici pomáhají i se zaváděním nových metod do praxe, v nedávné době se jednalo např. o zavádění protonové terapie. Dále fyzici fungují jako konzultanti pro lékaře, podílejí se na různých národních i mezinárodních projektech, částečně i na vzdělávání personálu.

Medicínští fyzici mají vysokoškolské vzdělání se silným fyzikálně-matematickým základem a taktéž se základy medicíny, absolvují během studia předměty jako anatomie, fyziologie, patofyziologie, farmakologie a jiné.

Použitá literatura
[1] http://www.iomp.org/idmp/
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Medical_physics

Stochastické účinky záření jsou náhodné účinky vznikající v důsledku ozáření ionizujícím záření. Tím, že jsou účinky náhodné, není možné předpovědět, bez ohledu na to, zda je nebo není známa celková dávka záření, zda dojde ke vzniku poškození v důsledku ozáření či nikoliv, tj. indukce rakoviny nebo vznik genetických změn nemůže být předpovězen s jistotou. Jediné, co může být určeno, je pravděpodobnost výskytu.

Závažnost stochastických účinků nezávisí na dávce, s rostoucí dávkou se zvyšuje pravděpodobnost výskytu.

Jak bylo řečeno v jednom z předešlých článků, stochastické účinky se mohou projevit jako mutace somatické (v tkáních mimo gonády) nebo jako mutace genetické (v zárodečných buňkách).

Genetické změny vznikají v důsledku poškození genetického materiálu v reprodukčních buňkách a vedou k mutacím, které se pak přenáší z generace na generaci. To bylo prokázáno u octomilek a poté také u myší. To vedlo k předpokladu, že tomu tak bude také u lidí. Avšak sledování potomků přeživších z Hiroshimy a Nagasaki při dávkách do 400 mSv neprokázalo statisticky významně vznik genetických poškození u těchto jedinců v důsledku ozáření.

Indukce rakoviny v důsledku poškození DNA šroubovice je jedním z nejobávanějších následků ozáření ionizujícím zářením. Indukce rakoviny byla potvrzena studiemi, které zkoumaly pracovníky ozářené velkými dávkami nebo lidi, kteří byli ozářeni velkou dávkou z důvodu neznalosti nebezpečí plynoucího z ozáření. Vyšší výskyt nádorových poškození se prokázal také u přeživších z Hiroshimy a Nagasaki.

Všechna radiačně-indukovaná poškození mají určitou dobu latence, tj. dobu mezi ozářením a projevem poškození. Pro indukci rakoviny obecně je doba latence v řádu let až desítek let, přičemž pro leukémii je doba latence nejkratší, jedná se o dobu 5-15 let. Pro solidní tumory je doba latence 10-60 let. Kvůli těmto dlouhým dobám latence je velmi obtížné prokázat, zda rakovina vznikla v důsledku určitého ozáření, protože v období latence může zapůsobit podstatně více jiných faktorů, které mohou vyústit ve vznik rakoviny. Prokázání souvislosti mezi ozářením a vznikem rakoviny je pak ještě obtížnější při ozáření malými dávkami, jaké obdrží pacienti při radiodiagnostických a kardiologických vyšetřeních.

Pro nízké dávky záření nebylo studiemi dosud přesvědčivě prokázáno, že ozáření může vést ke vzniku stochastických účinků. Proto se odhady rizika vzniku rakoviny v důsledku ozáření malými dávkami pouze odvozují extrapolací z velkých dávek. Kvůli těmto odhadům je oblast malých dávek velmi kontroverzním tématem. Nejkonzervativnější odhady odvozují riziko při ozáření malými dávkami právě extrapolací z velkých dávek, jedná se o lineární model. Většina skupin, které se zabývají monitorováním a analýzou ozáření nízkými dávkami, využívá tento lineární model.

Pro odhad rizika vzniku stochastických účinků se využívá model absolutního a relativního rizika, ale o tom zase někdy jindy…

Použitá literatura:
http://www.imagewisely.org/Imaging-Modalities/Computed-Tomography/Medical-Physicists/Articles/How-to-Understand-and-Communicate-Radiation-Risk

Dojde-li k odtržení elektronu od atomu, zůstane atom v ionizovaném stavu. Energie, která byla potřebná k odtržení elektronu, se nazývá ionizační energie (více o ionizace zde).

Elektricky nabitá částice ztrácí podél své dráhy kinetickou energii, která je předávána okolním atomům, které mohou být ionizovány. Elektricky nabitá (ionizovaná) hmotná částice tak může prostřednictvím Coulombovským sil ionizovat jiné atomy, má-li dostatek energie na tuto ionizaci. Nemá-li dostatek energie na odtržení elektronu, tedy na ionizaci, pak může dojít k přechodu elektronu na vyšší energetickou slupku, dochází k excitaci atomu (více o excitaci zde).

Elektricky nabitá částice interaguje prostřednictvím Coulombovských sil, jedná se o přímo ionizující záření. Mezi přímo ionizující částice patří např. elektron, proton.

V případě nepřímo ionizujících částic, ke kterým řadíme fotony (nehmotné částice) a neutrony (hmotné částice), dochází k předání energie fotonu (neutronu) prostřednictvím příslušné interakce nějakému elektronu v elektronovém obalu atomu. Má-li elektron dostatek energie, pak je odtržen od elektricky neutrálního atomu, který je tím ionizován. Nemá-li elektron dostatek energie k odtržení, dochází stejně jako v případě interakce nabitých částic pouze k excitaci atomu. V případě nenabitých částic (fotony, neutrony), mluvíme o nepřímo ionizujícím záření.

Rozdíl mezi energií ionizující částice (např. elektronu, fotonu) a vazebnou energií elektronu je vynaložen na kinetickou energii uvolněného elektronu.

Použitá literatura:
http://en.wikipedia.org/wiki/Ionizing_radiation
Hendee WR. Medical Imaging Physics. Fourth Edition. Wiley-Liss, 2002; New York

Dle Světové zdravotnické organizace WHO bude celosvětově do roku 2030 každoročně nově odhaleno 21,6 milionů nových případů rakoviny. To znamená nárůst o 53 % ve srovnání se stavem v roce 2012.

V roce 2012 byla přibližně u 14 milionů lidí nově diagnostikována rakovina a 8,2 milionu lidí v roce 2012 zemřelo v důsledku rakoviny. To znamená, že u každého pátého muže a u každé šesté ženy bude do věku 75 let diagnostikována rakovina, každý osmý muž a každá dvanáctá žena pak v důsledku této nemoci zemře.

Přibližně 57 % nově diagnostikovaných případů a 65 % z celkového počtu úmrtí připadá na vyspělé státy světa. Vědci odhadují, že do roku 2025 bude připadat na vyspělé státy o něco méně než 80 % všech úmrtí v důsledku rakoviny.

Mezi nejčastěji se vyskytující druhy rakoviny patří rakovina plic, prsu a tlustého střeva, které společně představují 35 % všech nově diagnostikovaných případů. Současně report WHO uvádí, že rakovina plic, žaludku, konečníku a prsu jsou každoročně odpovědné za nejvíce úmrtí v důsledku rakoviny. V důsledku rakoviny plic zemřelo 1,5 milionu lidí, což je dvakrát více než v důsledku rakoviny žaludku.

Autoři v reportu WHO mimo to uvádějí, že odhadem asi 30 % úmrtí v důsledku rakoviny mohlo být zabráněno a jsou spojeny s některým z těchto 5 faktorů: vysoké BMI, nízký příjem ovoce a zeleniny, nedostatek fyzické činnosti, kouření a alkohol.

Kouření představuje jeden z nejvážnějších rizikových faktorů. Rakovina vzniklá v důsledku kouření představuje 20 % všech úmrtí a 70 % úmrtí v důsledku rakoviny plic.

Počet případů rakoviny se zdvojnásobil za posledních 20 let a bude tomu tak i v následujících 20 letech. Právě proto je velmi důležité dbát na prevenci.

Mezi další hlavní přičiny úmrtí patří hepatitida typu B a C a lidský papilomavirus (HPV).

Nejšokujícím poznatkem reportu WHO však zůstává fakt, že počet nově indikovaných případů rakoviny se za 20 let zvýší ze 14 milionů/rok na  22 milionů/rok.

Použitá literatura:
http://www.cbsnews.com/news/global-cancer-rates-expected-to-hit-22-million-per-year-in-by-2025-who/

Ionizující záření může být tvořeno fotony rentgenového záření, gama zářením, beta částicemi, alfa částicemi, neutrony, protony nebo těžkými ionty. Rentgenové a gama záření jsou elektromagnetickým vlněním, stejně jako světlo, ale mají podstatně vyšší energii, a tedy i kratší vlnovou délku. Ultrafialové světlo je také záření, ale pouze o střední energii, avšak poškodit živé buňky dokáže taktéž. Rozdíl mezi ultrafialovým zářením a ionizujícím zářením je v tom, že ultrafialové záření nedokáže ionizovat atomy nebo molekuly, způsobuje pouze excitaci [1].

Energie přenášená částicemi může poškodit vazby mezi molekulami, čímž dochází k vytvoření radikálů nebo k ionizaci. Rozdíl ve srovnání s normálními chemickými reakcemi je v tom, že dodá-li záření dostatečnou energii atomu nebo molekule, může se uvolnit elektron i na jiné než pouze vnější slupce. Tím se atom stává velmi nestabilním, nazýváme ho radikálem, který je velmi reaktivní. Některé radikály jsou tak reaktivní, že existují pouze po dobu několika mikrosekund [1].

Ionizující záření je schopné přímo nebo nepřímo poškodit vazby mezi molekulami. Může se jednat o molekuly vody nebo také molekuly DNA. Zjednodušeně lze říci, že při interakci ionizujícího záření s molekulou dochází k odtržení elektronu z elektricky neutrální molekuly. Vzniká tak volný elektron a kladně nabitý iont.

Jak bylo výše zmíněno, k poškození DNA může dojít přímo, kdy je ionizována přímo samotná DNA, nebo nepřímo, kdy z molekuly vody vznikne radikál, který pak interaguje s DNA.

Při poškození DNA vznikají jednoduché, ale i dvojné zlomy DNA šroubovice (jednoduchý zlom – pouze jedna vlákno DNA je poškozeno, dvojný zlom – obě vlákna DNA jsou poškozena). Jednoduché zlomy jsou snáze opravitelné, protože díky druhému vláknu (slouží jako „vzor“) je zřejmé, jakým způsobem se má opravit poškozené vlákno. Reparace dvojných zlomů je komplikovanější, a tedy zatížena i větší chybovostí, protože neexistuje „vzor“ podle kterého se má oprava provést. V některých případech také může dojít ke spojení nevhodných konců zlomených vláken DNA, čímž vzniká v DNA šroubovici chyba. Tato chyba se může propagovat v buňce ve formě mutace, chromozomové aberace nebo vyústí v buněčnou smrt. Zmutovaná DNA pak může zapříčinit neregulované dělení buněk, které může vést ke vzniku tumoru. [1].

V případě ozáření buněk velkou dávkou je poškození buněk příliš velké na to, aby buňky přežily, např. ve zmutované formě, častější je buněčná smrt.

Účinky ionizujícího záření na živý organismus se liší v závislosti dávce, kterou částice předají objemu látky, ale také na typu a energii částic. Částice, které uvolňují velké množství své energie při průchodu látkou, ionizují látku hustěji než částice, které uvolňují pouze malé množství energie. Hustěji ionizující částice však ionizují objem podél své dráhy pohybu nerovnoměrně, zatímco řídce ionizující částice ionizují objem podél své dráhy pohybu částice více homogenně. Tento efekt se popisuje pomocí veličiny „linear energy transfer“, zkratka LET. Částice s vyšším LET (neutrony, alfa částice) ionizují hustěji, jsou tedy více nebezpečné než částice s nízkým LET (fotony, elektrony). Částice s vyšší hodnotou LET způsobují více poškození v určitém objemu látky než částice s nízkým LET. Právě hustěji koncentrovaná poškození je obtížnější reparovat. Proto je např. více nebezpečné ozáření (stejnou dávkou) protony než fotony, protože protony mají větší hodnotu LET. LET je samozřejmě i funkcí energie, ale o tom někdy příště…

Použitá literatura:
[1] http://www.rerf.jp/radefx/basickno_e/radcell.htm

Nabitá částice ztrácí svou energii při průchodu látkou pomocí Coulombovské interakce s elektrony látky. Je-li energie předaná nabitou částicí látce relativně malá, dojde k přeskoku elektronu z nižší energetické hladiny na vyšší energetickou hladinu, dochází tím k excitaci atomu. Excitovaný stav není stabilní, vzápětí dochází k přeskoku elektronu zpět na původní hladinu, dochází k deexcitaci. Při deexcitaci se vyzáří foton o energii rovné rozdílu energie elektronových hladin (slupek), jedná se o foton charakteristického záření (více o charakteristickém záření zde). Kromě vyzáření fotonů charakteristického záření může nastat i alternativní jev, uvolnění Augerova elektronu. Ten vzniká tak, že energie uvolněná při deexcitaci se nevyzáří ve formě fotonu charakteristického záření, ale předá se elektronu na vyšší slupce, který se tím uvolní (=Augerův elektron). Při excitaci a následné deexcitaci elektronů vnějších slupek jsou místo fotonů charakteristického záření vyzářeny fotony ve viditelné oblasti světla. U středních slupek jsou to UV fotony. A u vnitřních slupek se pak jedná o výše zmíněné fotony charakteristického záření [1].

Získá-li elektron určitého atomu energii dostatečnou nejen k přeskoku na vyšší energetickou hladinu, ale dostatečnou dokonce pro uvolnění elektronu z elektronové slupky (a odtržení se od atomu), dochází k primární ionizaci atomu. Vzniká záporně nabitý elektron a kladně nabitý iont. Někdy může mít nově vzniklý elektron i nadále energii dostatečnou pro další ionizaci, a ionizuje tedy dále, dochází k sekundární ionizaci [1].

Shrnutí:
Excitace atomu – energie předaná elektronu v atomovém obalu je relativně malá a postačuje pouze na „vyzdvižení“ elektronu na vyšší energetickou hladinu.
Ionizace atomu – energie předaná elektronu je dostatečná na jeho úplné uvolnění z vazby, dochází k oddělení elektronu od atomu neboli k ionizaci atomu.

Použitá literatura:
[1] http://astronuklfyzika.cz/JadRadFyzika6.htm#InterakceAlfaBeta

Díky neustálým pokrokům v zobrazovacích technologiích se významně rozšiřuje spektrum výkonů, které jsou prováděny použitím ionizujícího záření. Je tedy možné provést výkony, které by dříve nebyly reálné, např. transkatetrová náhrada aortální chlopně, nebo při těchto výkonech pacienti obdrželi významné dávky, např. při CT (výpočetní tomografie) vyšetřeních na přístrojích rané generace. I přes významné snižování dávek při CT zobrazování však stále platí, že dávka z CT vyšetření velmi významně přispívá k ozáření populace. V reportu IAEA (International Atomic Energy Agency) z roku 2011 [1] se uvádí, že kolektivní efektivní dávka ze všech CT vyšetření, která celosvětově zaujímají pouze 12 % z celkového počtu radiodiagnostických vyšetření, představuje dokonce 42 % z celkové kolektivní efektivní dávky [1], kterou obdrží populace.

Dle dostupných zdrojů [2] je na světě každoročně provedeno více než tři miliardy radiodiagnostických vyšetření, z toho 480 miliónů tvoří vyšetření dentální (16 %). Ve státech s úrovní zdravotnictví I [2], kam patří i Česká republika, je provedeno průměrně 275 dentálních radiodiagnostických výkonů na 1 tisíc obyvatel. I přes vysoký počet dentálních vyšetření přispívají tato vyšetření k roční kolektivní efektivní dávce pouze 1 % [2].

S každoročně narůstajícím počtem radiodiagnostických vyšetření narůsta i kolektivní efektivní dávka plynoucí z těchto vyšetření. Narůstající trend v počtu vyšetření byl zjištěn i pro dentální výkony, kde byl zaznamenán nárůst počtu vyšetření z 340 miliónů v roce 1988 na 520 miliónů v roce 2000 a poté došlo k poklesu na již zmiňovaných 480 miliónů dentálních vyšetření provedených v roce 2008 [2]. Hlavním důvodem nárůstu počtu vyšetření je rozrůstající se populace, průměrný počet vyšetření na 1 tisíc obyvatel zůstává přibližně stejný. Celosvětový průměr je 74 radiodiagnostických dentálních vyšetření na 1 tisíc obyvatel.

V radiologii platí, že většina vyšetření je provedena u starší populace, ale dentální radiologie představuje výjimku. Byl zjištěn trend, podle kterého je nejvíce dentálních vyšetření provedeno u mladší populace (ve věku 16-40 let), kdy se zuby a zubní dutina ještě vyvíjejí. Obecně však platí, že díky lepším hygienickým návykům používáme své zuby déle, a tudíž se očekávají změny v rozložení počtu dentálních vyšetření v populaci [2].

V České republice je každoročně provedeno přibližně 5,8 miliónu radiodiagnostických vyšetření (mimo dentální) a dalších 2,5 miliónu dentálních radiodiagnostických vyšetření, přičemž počet dentálních intraorálních vyšetření je roven 2,1 miliónu, počet dentálních panoramatických vyšetření je roven 0,4 miliónu (ve studii nebyly uvedeny počty dentálních CT výkonů). V České republice je každoročne provedeno průměrně 239 dentálních vyšetření na 1 tisíc obyvatel [2].

Počet dentálních rentgenových zařízení se v průměru pohybuje okolo 350 přístrojů na 1 milión obyvatel pro země s úrovní zdravotvnictví I. V České republice je průměrný počet dentálních rentgenových zařízení roven 454/1 milión obyvatel. Avšak ve vyspělých zemích Evropy jsou počty dentálních rentgenových zařízení vztažené na 1 milión obyvatel podstatně vyšší, např. v Rakousku 1 220 zařízení/1 milión obyvatel, v Něměcku 880 zařízení/1 milión obyvatel, ve Švédsku 1 250 zařízení/1 milión obyvatel [2].

Z celkového počtu dentálních rentgenových zařízení do roku 2007 tvořily dentální rentgenové systémy s digitálním receptorem pouze 1,1 %, zbývajících téměř 99 % tvořily systémy analogové.

Průměrná efektivní dávka, kterou obdrží každý z nás za jeden rok, je rovna přibližně 3 mSv. Z toho 79 % získáme z přírodního pozadí, 20 % získáme z radiodiagnostiky, 1,1 % z nukleární medicíny. Méně než 0,2 % získáme z jaderného spadu a méně než 0,1 % představuje efektivní dávka z dentálních vyšetření [2].

Stejně jako další radiologické výkony, patří i dentální radiodiagnostické výkony mezi lékařské ozáření. Lékařské ozáření je jediným případem, kdy je člověk záměrně vystaven ionizujícímu záření, protože se předpokládá, že újma plynoucí z tohoto ozáření je vyvážena benefitem vyšetření. Benefitem je zde myšleno zvýšení kvality života nebo dokonce záchrana života. Lékařské ozáření nepodléhá žádným limitům, čímž se výrazně odlišuje od ozáření pracovníků se zdroji ionizujícího záření.

V radiační ochraně se uplatňují čtyři základní principy: princip zdůvodnění, princip optimalizace a limitace ozáření, jako čtvrtý princip se uvádí bezpečnost zdrojů.

Princip zdůvodnění, původně doporučován organizací International Commission on Radiological Protection (ICRP) a poté převzat dalšími organizacemi, např. IAEA, je jedním ze základních pilířů uplatňovaných v radiační ochraně při lékařském ozáření. Tento princip říká, že vyšetření osoby s použitím ionizujícího záření může být provedeno pouze tehdy, plyne-li z vyšetření přínos pro vyšetřovanou osobu. Tento přínos však musí vyvážit poškození, které plyne z provedeného ozáření, tzn. že vyšetřovaná osoba není vystavena zbytečnému ozáření. S prudce narůstajícím počtem vyšetření každoročně provedených na světě nabývá tento princip na důležitosti. Z řad expertů se ozývá, že uplatňování tohoto principu v praxi je nedostatečné. Na meetingu zaměřeném na zdůvodnění expozic, který se konal v roce 2012 ve Vídni, dokonce zaznělo, že dříve používané “klasické” vyšetřování pacientů je dnes nahrazeno zobrazovacími metodami [1].

Základem pro uplatňování principu zdůvodnění v praxi je dodržování příslušných doporučení (guidelines), která obsahují indikační kritéria pro různé druhy onemocnění. Doporučení by mělo být pro lékaře pomocníkem v tom ohledu, že mu pomůže při rozhodování, zda je uvažované vyšetření zdůvodněné pro pacienta s daným onemocněním. Při rozhodování o indikaci vyšetření s použitím ionizujícího záření může lékař postupovat po krocích. V prvním kroku rozhodování je nutné uvážit vhodnost vyšetřovací metody, a tedy zda není možné provést vyšetření metodou, která nevyužívá ionizující záření. V radiologii se často nabízí ultrazvukové vyšetření nebo vyšetření magnetickou rezonancí. Ve druhém kroku by měl lékař uvážit, je-li zvolená metoda vhodná pro daného pacienta, zda-li mu pomůže výsledek vyšetření při rozhodování o další léčbě [1]. Při rozhodování by měl lékař uvážit vyšetření, která byla u pacienta provedena v minulosti, zda-li má pacient sklon k onemocněním, jaká je progrese onemocnění a další faktory, které lékaři pomohou správně zdůvodnit rozhodnutí. Rutinní provádění rentgenových vyšetření se zdůvodněním “dělá se to tak již dlouhou dobu” je nedodržením principu zdůvodnění, taková praxe je neakceptovatelná [3]. Příklad neakceptovatelné praxe byl popsán i v reportu organizace American Dental Association [4], kde se uvádí, že 42 % panoramatických snímků je provedeno jako rutinní vyšetření bez potřebného klinického zdůvodnění. Na obranu zubních lékařů je však nutné dodat, že nezdůvodněná dentální rentgenová vyšetření jsou nejčastěji prováděna z obav z lékařsko-právních důsledků v případě neprovedení tohoto vyšetření a taktéž z důvodu nátlaku některých pacientů [5]. V Národních radiologických standardech [6] pro Českou republiku je uvedeno, že intraorální rentgenové vyšetření a panoramatické rentgenové vyšetření se řadí mezi obecně zdůvodněná vyšetření, při indikaci tedy není potřeba hledat žádné konkrétní zdůvodnění.

Princip optimalizace byl vytvořen společně s principem zdůvodnění organizací ICRP. Základem je tzv. ALARA, což je akronym pro “As Low As Reasonably Achievable, economic and social factors being taken into account”. Tento princip říká, že indikované radiodiagnostické vyšetření má být provedeno tak, aby co nejvíce benefit převážil riziko poškození plynoucí z tohoto výkonu, při uvážení sociálních a ekonomických aspektů. Princip optimalizace tedy jednoduše říká, že výkon má být proveden s nejnižší možnou dávkou současně při zachování dostatečné diagnostické informace, popř. dostatečného terapeutického efektu [7]. K provádění optimalizovaných vyšetření je velmi důležité, aby u daných rentgenových zařízení byla kontrolována kvalita celého zobrazovacího procesu na různých úrovních v pravidelných intervalech. Pro zajištění kvality zobrazovacího procesu slouží systém zkoušek, mezi které patří přejímací zkouška, zkouška dlouhodobé stability a zkouška provozní stálosti.

Principem limitování dávek je regulováno ozáření všech pracovníků s ionizujícím zářením, mezi které patří i odborníci provádějící radiologické výkony (lékaři) nebo se na nich podílející (radiologičtí asistenti). Pro pacienty podstupující radiologické výkony není stanoven dávkový limit, při jehož překročení musí být výkon ukončen. A to z jednoduchého důvodu, aby nedošlo k předčasnému ukončení radiologického výkonu z důvodu překročení dávky. V lékařském ozáření je limitování dávek nahrazeno diagnostickými referenčními úrovněmi (DRÚ). DRÚ je speciální případ vyšetřovací úrovně, není to limit. Dle definice ve Vyhlášce č. 307/2002 Sb. Státního úřadu pro jadernou bezpečnost o radiační ochraně ve znění pozdějších předpisů jsou diagnostické referenční úrovně úrovněmi dávek, jejichž překročení se při vyšetření dospělého pacienta o hmotnosti 70 kg při použití standardních postupů a správné praxe neočekává. DRÚ není limitem, proto je možné, že u některých vyšetření je zjištěna vyšší dávka než je stanovená hodnota DRÚ. Při významném překročení DRÚ je nutné prošetřit, proč tomu tak je a sjednat nápravu. DRÚ se používají pro hodnocení dávek reprezentativnímu vzorku pacientů [3], nikoliv pro hodnocení dávek individuálním pacientům [6]. Časté překračování DRÚ znamená, že prováděná praxe není optimalizovaná, avšak dodržování DRÚ nemusí nutně znamenat, že prováděná praxe je optimalizovaná.

U pacientů tak dochází k prolínání principu optimalizace a limitování dávek, z čehož plyne, že lékařské ozáření by mělo být optimalizováno, ale není limitováno.

Shrnutí

Každoročně je v České republice provedeno přibližně 2,5 miliónu dentálních radiodiagnostických vyšetření na 4 672 dentálních rentgenových zařízeních. Dávka z dentálních radiodiagnostických výkonů představuje přibližně 1 % z kolektivní efektivní dávky, kterou je každoročně ozářen člověk v populaci. Tyto výkony se řadí mezi lékařské ozáření, je proto nutné dodržovat základní principy radiační ochrany, zejména princip zdůvodnění a princip optimalizace. Rutinní provádění radiodiagnostických výkonů bez správné klinické indikace je považováno za neakceptovatelné, ačkoliv v České re publice patří intraorální a panoramatický rentgenový snímek mezi obecně zdůvodněná vyšetření. Lékařské ozáření by mělo být optimalizováno, ale není limitováno.

Použitá literatura
[1] International Atomic Energy Agency. Justification of medical exposure in diagnostic imaging. Proceedings series, IAEA, 2011; Vienna
[2] United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Sources and effects of ionizing radiation. Report to the general assembly with scientific annexes. UNSCEAR, 2008; Vol. 1
[3] Okano T, Sur J. Radiation dose and protection in dentistry. Japanese Dental Science Review 2010; 46: 112-121
[4] American Dental Association Council on Scientific Affairs. The use of dental radiographs. Update and recommendations. J Am Dent Assoc 2006; 137: 1304-1312
[5] Rushton VE, Horner K, Worthington HV. Factors influencing the frequency of bitewing radiography in general dental practice. Community  Dent Oral Epidemiol 1996; 24(4): 272-276
[6] Ministerstvo zdravotnictví České republiky. Věstník MZ ČR. MZ ČR, 2011; částka 9
[7] International Atomic Energy Agency. Radiological protection for medical exposure to ionizing radiation. IAEA Safety Standard Series. Safety guide. No. RS-G-1.5, IAEA, 2002; Vienna
[8] Hendee WR. Medical Imaging Physics. Fourth Edition. Wiley-Liss, 2002; New York

Protonová terapie je považována za metodu ozařování, která umožňuje ozáření požadovaného místa s velkou přesností a současně je okolní tkáň chráněna více než v případě radioterapie fotony a elektrony. Je to umožněno díky využití Braggova píku (průběh brzdné schopnosti protonového svazku v závislosti na hloubce: nízká vstupní dávka, pomalý nárůst, velko-dávkový pík = Braggův pík, opětovný pokles až na 20 % původní dávky na vzdálenosti několika mm). Použití Braggova píku má však i své nevýhody. Při nepřesném nastavení ozařovaného místa do svazku může dojít k poškození zdravé okolní tkáně. To se může stát i v případě radioterapie fotony a elektrony. Ale u protonové terapie by bylo poškození zdravých tkání při nesprávném nastavení větší kvůli velkému dávkovému gradientu. Ačkoliv se o protonové terapii mluví jako o metodě přesnější než v případě radioterapie fotony a elektrony, je i s ní stále spojeno velké množství nejistot.

Plánování ozáření u pasivní protonové terapie (pasivní skenování) je založeno na datech z CT vyšetření, na základě nichž je vypočteno umístění Braggova píku do požadované vzdálenosti (simulace je provedena pro vodu, která se používá pro simulaci lidského těla, protože má podobné vlastnosti jako měkká tkáň, co se týká absorpce a rozptylu). Tato vzdálenost se postupně mění, čímž svazek protononů postupně ozáří všechna místa nádoru. Díky použití Braggova píku je dávka, která je dodána orgánům před a za nádorem velmi malá. CT se používá jak při plánování radioterapie, tak i při verifikaci plánu.

Při plánování ozáření jsou CT čísla (Hounsfieldova čísla) převedena na brzdnou schopnost protonů. To je však velkým zdrojem nejistot, které dosahují 3-5 % v případě měkkých tkání. V případě přítomnosti kostí a plic v ozařovaném objemu jsou nejistoty ještě větší [1].

Řešením problému s plánováním protonové terapie pomocí CT dat by bylo použití protonového CT, pomocí kterého by nejistoty při plánování ozáření nádoru mohly být sníženy až pod 1 %. Protonové CT by bylo použito k získánů obrázků skenovaného objemu, tak jak je dosud používáno klasické CT (fotonový svazek – rtg fotony). Pro skenování by byl použit protonový svazek o malé intenzitě, který by prošel pacientem a dokázal by získat údaje o pozici, směru a ztrátě energie protonového svazku v daném objemu. Na základě toho by byla nasimulována distribuce relativní brzdné schopnosti pro celý nádor, což by bylo využito při plánování [1].

Na vývoji protonového CT se již nějakou dobu pracuje, zatím bylo použití protonového svazku testováno na fantomech hlavy. Velký potenciál protonového CT je mimo zmenšení nejistot při plánování i v tom, že CT rekonstrukce jsou bez artefaktů i v případě kovových materiálů v objemu, zatímco u klasického CT jsou v obraze artefakty. Použití protonového CT v praxi bude nejdříve za cca 10 let [1]. V ČR určitě později :).

Použitá literatura:
[1] http://medicalphysicsweb.org/cws/article/research/53211

V nedávné době se nástrojem používaným pro kontrolu zavazadel ale i cestujících na letišti stalo zařízení využívající rentgenové (rtg) záření, jinak nazývané letištní skener. Taktéž se tato zařízení používají pro kontrolu návštěvníků při vstupu do významných památek a některých státních institucí. Ne všechna zařízení však využívají rtg záření, některá zařízení detekují kovové předměty pomocí magnetického pole.

Jak velkou dávku však člověk obdrží při průchodu kontrolním rtg zařízením např. na letišti?

Rtg zařízení používaná pro kontrolu na letištích využívají nízkoenergetické rtg záření k detekci kovů, které by cestující mohli u sebe skrývat, aby je pronesli na palubu letadla. Cestující vejde do kontrolní „brány“, zastaví se na chvíli, provede se expozice, pak se otočí o 180°, provede se další expozice a poté pokračuje dále, ven z kontrolní brány. Dvě expozice se dělají z toho důvodu, že použité nízkoenergetické rtg záření neprojde člověkem, ale odráží se od něho, částečně se rozptýlí a letí zpět, kde je detekováno. Detekcí odraženého rtg záření však lze zjistit pouze uložení kovových předmětů na jedné straně těla, pro druhou stranu těla je provedena druhá expozice. Některé skenery umožňují expozici obou stran člověka najednou.

Odraz rtg záření se liší v závislosti na materiálu, od kterého se záření odráží. Na kontrolním displeji letištní kontroly se pak objeví mapa rtg záření odraženého od cestujícího, ze kterého je možné zjistit přítomnost kovů.

Rtg snímek na letišti však zdaleka není tak detailní, jako je rtg snímek v nemocnici. Je použito podstatně méně záření, detaily snímku jsou horší, ale přesto jsou dostatečné pro získání přehledu o přítomnosti kovů. Neplatí to však o kovech uvnitř těla, tyto kovy nedojdou do styku s rtg zářením, takže nemohou být detekovány.

Efektivní dávka na jednu rtg expozici na letištním kontrolním zařízení je rovna přibližně 0,000 1 mSv. Od přírodního pozadí obdrží obyvatel ČR každoročně efektivní dávku přibližně 3 mSv, přičemž tomuto záření jsme vystaveni celoživotně. Pak tedy efektivní dávka na jednu expozici na kontrolním rtg zařízení na letišti je přibližně stejná, jako je dávka, kterou obdržíme za třetinu hodiny, tj. za 20 minut od přírodního pozadí.

Závěrem lze říci, že efektivní dávky z expozice provedené na kontrolním rtg zařízení na letišti jsou zanedbatelné ve srovnání s přírodním pozadím. Současně i riziko plynoucí z této expozice je zanedbatelné. Cestování letadlem však s sebou přináší další ozáření, které je více popsáno zde. Přehled dávek, které může pacient obdržet při radiodiagnostických výkonech, je zde.

Použitá literatura:
[1] http://www.radiationanswers.org/radiation-blog/Airport_xray_scanners.html

Při ozáření určité části těla vyšší dávkou může dojít ke vzniku lokálních poškození, jejichž podstatou je smrt buněčné populace dané tkáně. V případě celotělového ozáření, nejčastěji v případě radiační nehody, reaguje lidské tělo jako celek komplexním poškozením, např. poškozením buněčného parenchymu, cév, ale i dalších podpůrných tkání. Reakce na ozáření se může u člověka objevit již dvě hodiny po ozáření [1].

Nedávné studie založené na pozorování účinků ozáření na populaci v Japonsku po atomových útocích uvádějí, že letální dávka pro celotělové ozáření, v důsledku níž zemře polovina ozářené populace v průběhu 60 dní po ozáření, je cca 3-4 Gy v případě, že není pacient léčen, a 6-7 Gy, je-li pacient léčen antibiotiky a dostane-li krevní transfuzi [1].

K časnému úmrtí v důsledku ozáření může dojít v důsledku syndromů na několika úrovních, konkrétně se jedná o hematopoetický, gastrointestinální, cerebrovaskulární a pulmonární syndrom, v případě ozáření velké plochy kůže je nutné uvážit také kožní syndrom [1].

Akutní radiační syndrom vzniká u lidí po celotělovém ozáření, popř. po ozáření významné části těla dávkou 1 Gy a více. V závislosti na velikosti dávky se mohou symptomy ozáření projevit v průběhu hodin až týdnů. Mezi symptomy patří zvracení, malátnost, únava. Poté se může projevit latentní fáze, kdy člověk může pociťovat zlepšení po dobu až několika týdnů. Poté může dojít k projevu onemocnění, kdy dochází k selhání imunity. Přežije-li člověk tuto fázi, dojde pravděpodobně k celkovému zotavení [1].

Hematopoetický syndrom vzniká v důsledku poškození kostní dřeně, nejčastěji po celotělovém ozáření dávkami 2-10 Gy. Úbytek buněk kostní dřeně se projeví již v průběhu 24 hodin po ozáření, maximálního úbytku je dosaženo v období 3-5 dnů po ozáření. V průběhu následujících týdnů se vyvíjí krize kvůli nedostatku kostní dřeně, dochází k úbytku neutrofilů i krevních destiček, což vede k infekci a krvácení, které může dokonce končit smrtí [1].

Gastrointestinální syndrom vzniká v důsledku ozáření dávkami 10-50 Gy. Není mnoho údajů o takto velkých dávkách u lidí, data pocházejí z ozáření zvířat v rámci výzkumu. V případě ozáření dávkou větší než 20 Gy dochází ke smrti jedince mezi čvrtým a desátým dnem po ozáření v důsledku gastrointestinálního syndromu, který se vyskytne dříve než syndrom hematopoetický.
U gastrointestinálního syndromu dochází k úbytku střevního epitelu a k porušení sliznice. Tyto změny se projevují bolestí v břiše, průjmem, zvracením a jedinec je náchylnější k infekci. Po těchto prvotních příznacích nastupuje doba latence, kdy mohou symptomy polevit. Poté však dochází k návratu symptomů, dochází k dehydrataci, k neprůchodnosti střev, které vyústí v poškození střev s následným krvácením, což vede k sepsi, renálnímu selhání a smrti jedince [1].
Při léčbě leukémie je provedeno celotělové ozáření dávkami 10 Gy a výše, ale dávka je dodána s menším dávkovým příkonem, což je bezpečnější.

Cerebrováskulární syndrom se může ve formě přechodných příznaků projevit ihned po ozáření, ale trvalé změny v nervové soustavě se mohou projevit v průběhu měsíců až let po ozáření.
Akutní cerebrovaskulární syndrom vzniká pouze v případech celotělového ozáření dávkou vyšší než 50 Gy a ke smrti jedince dochází do 48 hodin. Mezi symptomy patří horečka, nízky krevní tlak a problémy s rozpoznáním okolí. V další fázi je jedinec dezorientovaný, zmatený, může se projevit také ztráta rovnováhy a mohou vznikat záchvaty. Poté následuje latentní fáze, kdy může dojít k mírnému zlepšení stavu jedince, avšak poté dochází k dalším symptomům, jako je průjem, problémy s dýcháním, vysoká horečka a kardiovaskulární šok. V důsledku toho vznikají oběhové komplikace, otok mozku, tím se zvyšuje intrakraniální tlak a v průběhu dvou dnů dochází ke smrti jedince [1].

Pulmonární syndrom se objevuje u dávek okolo 10 Gy a má dvě fáze. Ranou fází je pneumonitida a otok plic objevující se v průběhu několika týdnů po ozáření a trvající až několik měsíců, v pozdní fází dochází ke změnám v plicní tkáni, která je nahrazena jizevnatou (fibrózní) tkání tvořenou kolagenem. Mezi symptomy pulmonárního syndromu patří dechová nedostatečnost, horečka a kašel. Standardně není pneumonitida příčinou smrti, k té dochází v důsledku časněji se projevujícího hematopoetického syndromu [1].

Použitá literatura:
[1] Health Protection Agency. High dose radiation effects and tissue injury. Elsevier, 2009

http://www.ceskatelevize.cz/specialy/hydepark-civilizace/5.1.2013/

http://www.ceskatelevize.cz/specialy/hydepark-civilizace/29.9.2012/

V tomto dílu odpovídá Prof. Koukolík na otázky týkající se neuropatologie. Sama jsem četla dvě jeho knížky a přijde mi skvělé, jak dokáže všechno popsat a vysvětlit.

V čase 29:13 začíná krátká ukázka měření mozkové aktivity na magnetické rezonanci v IKEMu a komentuje to můj kolega Jarda Tintěra, velký odborník na MR zobrazování.