עקרונות ברפואת קרינה

ד"ר יואב יחזקאלי

עקרונות ברפואת קרינה

דרכי החשיפה לקרינה•הנזקים הביולוגים מקרינה מייננת- אפקטים •

מידיים ומאוחריםזיהום פנימי ומשמעויותיו•תחלואה ממארת מקרינה•

חומרבכמות

של X בקרל

רנטגן Yמייצר תפוקה של

שבקליטתו בגוף גורם לנזק

ביולוגי במידה של

1

REM

כתלות בסוג הקרינה ובאיבר הפגוע

**RAD – Radiation Absorbed Dose

REMRadiation Equivalent in Men -

RAD – Radiation Absorbed Dose

REM - Radiation Equivalent in Men 1 Gy (Gray) = 100 RAD1 Sv (Sievert) = 100 REM

1 Gy (Gray) = 100 RAD1 Sv (Sievert) = 100 REM

מדידת קרינה

מדידת קרינה

– כמות חומר רדיואקטיבי Becquerel, Bq) )בקרל אקטיביות• בשניה.1בה מתרחשת התפרקות

- היא מדידה ישירה של כמות היינון שהייתה חשיפה )רנטגן( •נגרמת על ידי הקרן אילו היא הייתה עוברת באוויר.

כמות האנרגיה (- Absorbed Doseמנת הקרינה הנבלעת )•: ספיגה של RAD. 1 Gray או Grayהנבלעת בחומר. נמדדת ב

אול אחד בק"ג חומר.’ג

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.

Radiation Equivalent in)סייורט/רם –•Men Sievert / REM) – הנזק הביולוגי

שנגרם על ידי חשיפת הגוף לקרינה מייננת.

מדידת קרינה והשפעה ביולוגית

•Tissue Weighting factor (Wt ( או מקדם מבטא את הרגישות השונה השקלול לאיבר:

של כל איבר לקרינה מייננת. מודד את הסיכון לסרטן באיבר מסוים מהקרנתו לעומת הסיכון

לסרטן באותו איבר כתוצאה מקרינה כל גופית.

זמן מחצית חיים

- דעיכת החומר זמן מחצית חיים פיזיקלי•הרדיואקטיבי.

- כל חומר מופרש זמן מחצית חיים ביולוגי•מהגוף על ידי מערכות ביולוגיות שונות ) שתן,

צואה, מרה, זיעה ).

פיזיקלי + ביולוגי זמן מחצית חיים אפקטיבי- •

סוגי חשיפה לקרינה

לאוכלוסיה הכללית.סביבתית:•

עובדי קרינה.תעסוקתית:•

מטופלים. רפואית:•

קרינת הרקע הנובעת קרינת הרקע הנובעת מהחלל החיצון, הקרקע מהחלל החיצון, הקרקע ויסודות בגופנו ובסביבה ויסודות בגופנו ובסביבה

mREM / yearmREM / year 300 ~ 300 ~הקרובההקרובה

צילום חזהצילום חזה 1010 mREMmREM

CTCTבדיקת בדיקת 11 - - 22 REMREM

מחלת קרינה חריפה מופיעה לאחר חשיפה כל גופית בפרק זמן מחלת קרינה חריפה מופיעה לאחר חשיפה כל גופית בפרק זמן ::קצר לקצר ל 100100 REM = 1SvREM = 1Sv

חשיפה יומיומית לקרינה

טיסהטיסה0.50.5 mREM/hrmREM/hr

סוגי חשיפה לקרינה

זיהום פנימי זיהום חיצוני שדה קרינה

קרינת גאמא•הנזק נפסק עם•

היציאה מהשדההנפגע אינו מסכן•

את הצוות

קרינת גאמא,בטא• ואלפא

הנזק ממשיך•הפרשות הנפגע•

מסכנות את הצוות

קרינת גאמא ובטא•הנזק נפסק עם •

הסרת הזיהוםהנפגע מסכן•

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.

האיבר או הרקמה (: Target organאיבר מטרה ) •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 ).

קרינה מייננת – האפקט הביולוגי

Source: AFRRISource: AFRRI

Source: AFRRISource: AFRRI

DNAנזק ישיר לקשרי ה-•יצירת רדיקלים חופשיים•במינון גבוה – נזק •

לממברנות וחלבוני התאהפגיעה העיקרית •

בתאים מתחלקים

קרינה

נזק סטוכסטי נזק דטרמיניסטי

מופגן תוך זמן קצר•נגרם ישירות מהקרינה•יש סף להופעתו•

מופגן לאחר שנים•עולה בשכיחותו הסטטיסטית•

כתוצאה מהקרינהללא סף להופעתו•

מומים גנטייםמחלת קרינהכוויות ממאירות

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 חריפהARS – Acute Radiation Sickness

REM (1 100מופיעה לאחר חשיפה כל גופית ל-

Gray)לפחות בפרק זמן קצר

LD50/60 = 3.5 Gray

התמותה מגיעה למאה אחוזGray 10מעל

נגרמת מפגיעה בתאים מתחלקים: מח העצם, רירית

המעי

חומרתה וקצב התפתחותה תלויים במנת הקרינה

מחלת קרינה חריפה

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

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–

Thresholds to injury in various systems

19

Acute Radiation Sickness

• Biological dosimetry• Documenting time to

prodrom• Lymphocyte count• Cytogenetics

ALARAAs Low As Reasonably Achievable

Timeזמן חשיפה קצר ככל האפשר - • Distanceמרחק מקסימאלי מהמקור - •Shieldingמיגון מתאים – •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 מניעת ספיגת והאצת הפרשת החומר הפרשת החומר

מהגוףמהגוף

מניעת קליטת החומר מניעת קליטת החומר באיברי המטרה הרגישיםבאיברי המטרה הרגישים

קשירה של החומר קשירה של החומר וניטרול פעולתו הביולוגיתוניטרול פעולתו הביולוגית

אוראניוםאוראניוםיוד רדיואקטיבייוד רדיואקטיביצזיוםצזיום

אפקטים סטוכסטים

ממאירויות ומומים גנטייםממאירות

0.05%הסיכון לתמותה מסרטן עולה בכ-0.1%הסיכון לתחלואה מסרטן עולה בכ-

.REM 1לאחר חשיפה לכל

הסיכון הכללי באוכלוסיה !35%ללקות בסרטן – כ-

נזקים לדורות הבאיםלא הוכחו מעולם

)לא כולל הריונות בזמן החשיפה...(

השפעות ארוכות טווח של קרינה מיינת ברמה נמוכה

אפקטים סומטים1.

א. ירוד ) קטרקט )

ב. עקרות

Carcinogenesis ג.

. אפקטים גנטים2

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

שנה35תקופת חביון בין חצי שנה- •

Gy 2סף חשיפה •

) infertilityעקרות )

•Germ cellsרגישים לקרינה

עמידות עולה ככל שדרגת ההתמיינות עולה•

עקרות זמנית בת חודשים עד שנים כתלות •במנת החשיפה ומשכה

כל גופי או Gy 2סף לעקרות קבועה בגברים •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• ) – פרק הזמן במהלכו היתה Dose rateקצב מנה ) •

חשיפה. משפיע על יכולת התיקון של הגוף והסיבה למתן הקרנה בפרקציות.

)High-LET > Low-LETסוג הקרינה ) •היעדר סף תחתון ? •

השראת ממאירות

יחס מנה- אפקט

: יחס ישר. גידולים סולידים. המודל הלינארי•Linear non threshold

: יחס ישר במנות Linear-quadraticמודל •נמוכות ואקספוננציאלי במנות גבוהות.

לויקמיה.

גורס שיש סף תחתון. מודל הסף:•

הערכת הסיכון

מקרים לשנה למיליון למנה כל גופית 500-800•, נוסף על התחלואה הטבעית REM 1של

(ICRP.( לאנשים שונים רגישות שונה לקרינה- מוטציות, •

מצב הורמונלי, מחלות שונות.רוב הנתונים האפידמיולוגים מקורם בחשיפות •

ואף יותר, וקיים קושי רב להעריך RAD 10מעל קשר לחשיפה נמוכה.

10 שנים ללויקמיה, 2-3תקופת חביון מינימלית •שנים לגידולים סולידים.

רגישות איברים לקרינה

/נמוכהאפסית

נמוכה בינונית גבוהה

CLL קליפת העצם

כיס השתן מח עצם

פה מוח מעי שד

וושט כליות קיבה בלוטות רוק

פרוסטטה גרון כבד בלוטת התריס

מלנומה סינוסים ריאות

מיאלומה שחלות

אשכים עור

תקופת חביון ממוצעת לממאירויות שונות

תקופת חביון ) שנים ( סוג הגידול

27 מוח

20 בלוטות רוק

26 מעי

20 בלוטת התריס

22 שד

25 ריאות

12 סרקומה

7-10 לויקמיה

Excessממאירות עודפת ) cancers(

הערכת הסיכון עשויה להיות חסרה אם המעקב •קצר מתקופת החביון או אם החשיפה בגיל מבוגר.

עבודה יחידה שהראתה עליה בסיכון לגידולים • שנים בניצולי פצצת האטום.10- 5סולידים לאחר

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 0.2 < במנת קרינה נמוכה ) Sv לכל %5-4 •

Gy -0.1 ) בקצב מנה נמוך ) פחות מ Gy/Hr.(

במנה גבוהה בקצב גבוה.Sv לכל %10-8 •

אוכלוסיה עובדים סוג

0.5 0.4 מח עצם

0.85 0.68 מעי גס

0.85 0.68 ריאות

0.2 0.16 שד

0.3 0.24 ושט

Life span studyמקרים בעודף

מקרים בפועל

צפי רקמה

74 141 67 לויקמיה

4 76 72 לימפומה

95 295 200 שד

38 132 94 תריס

91 456 365 ריאות

85 1307 1222 קיבה

29 223 194 מעי

14 109 95 כבד

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 25 עובדים בחשיפות מעל RAD לויקמיה לעומת צפי 25 גידולים סולידים ו- 197לשנה:

.7 ו- 153של

רדיולוגים בבריטניה בראשית המאה הראו עודף תמותה •מסרטן אך בקבוצה דומה בעת המודרנית לא נראה

הבדל.

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 •רנוביל.’רדיואקטיבית בניסויים גרעיניים ובצ

העלו שכיחות סרטן הכבד 224 ורדיום-232תוריום- •ואוסטיאוסרקומה.

פלוטוניום: סיכון לממאירות ריאתית בחשיפה לאירוסולים • עובדים בלוס 224הודגמה בחיות מעבדה.מעקב אחרי

עובדים 26אלמוס לא הראה עודף תחלואה ותמותה. ב- מפרויקט מנהטן שנחשפו למנות גבוהות- עודף תחלואה.

אורניום: שכיחות גבוהה של סרטן ריאות בקרב כורים •מיוחסת לראדון.

חשיפה תוך רחמית

לא הודגמה עליה בשיעור cohortבעבודות •ממאירויות בילדים לאחר הקרנה רחמית.

הראו Case-controlבמספר עבודות מסוג •קשר לסיכון הן ללויקמיה והן לגידולים סולידים.

אפקטים גנטים- לא נמצאו•