Säteilylähteet terveydenhuollossa

Valtakunnalliset Lääkäripäivät – 12.01.2006, Messukeskus, Helsinki

Säteilyn käyttö terveydenhuollossa kattaa röntgentutkimukset, isotooppitutkimukset ja sädehoidon sekä erityisalueina mm. tutkimus- ja sterilointisäteilytykset. Sädehoidoissa tavoitteena on tautikontrolli, jolloin potilaalle annettavat annokset ovat tyypillisesti ainakin tuhatkertaisia diagnostiseen säteilyn käyttöön verrattuna. Sädehoidossa pyritään ylittämään sairaan kudoksen deterministisen säteilyvaurion kynnysraja, tervettä kudosta säästäen. Diagnostiikassa puolestaan pyritään indikaation mukaiseen tutkimukseen ja riittävän hyvään kuvanlaatuun annostasoa ja stokastista säteilyriskiä minimoiden.

Ionisoivan säteilyn lajit voidaan jakaa karkeasti kahteen osaan: sähkömagneettinen fotonisäteily sekä hiukkassäteily. Sähkömagneettiseen säteilyyn kuuluvat röntgen- ja gammasäteily. Sähkömagneettisen säteilyn energia ja läpitunkevuus lisääntyvät säteilyn aallonpituuden pienentyessä (so. taajuuden kasvaessa).

Röntgensäteily tuotetaan röntgenputkella, jonka rakenne on säilynyt pääosin samantyyppisenä viime vuosiin saakka. Röntgentutkimuksiin kuuluvat perinteinen natiivi röntgenkuvaus, varjoainetutkimukset, läpivalaisu, tietokonetomografia, luuntiheysmittaukset, mammografiatutkimukset ja hammasröntgenkuvaus. Röntgensäteilyä käytettäessä suurin annos kohdistuu potilaassa säteilykeilan tulopinnalle, mutta kuvaustekniikka vaikuttaa merkittävästi lopulliseen annosjakaumaan. Esimerkiksi tietokonetomografiassa röntgenputken pyörähdys potilaan ympäri tuottaa paljon perinteistä projektiokuvausta tasaisemman annosjakauman. Kohteessa osa säteilystä siroaa ympäristöön, jolloin potilaasta itsestään tulee sekundaarinen säteilynlähde. Siroava säteily onkin huomioitava etenkin angio- ja läpivalaisun yhteydessä työntekijän säteilysuojauksessa. Myös syvemmällä potilaassa merkittävä osa säteilyannoksesta kertyy sironnan kautta.

Gammasäteilyä saadaan radioaktiivisten isotooppien hajoamisen yhteydessä ja sitä hyödynnetään isotooppitutkimuksissa sekä -hoidoissa. Suurienergistä sähkömagneettista säteilyä saadaan myös sädehoitoon käytettävillä lineaarikiihdyttimillä. Hiukkassäteily pitää sisällään varsin suuren joukon erilaisia ionisoivia hiukkasia, usein puhutaan alfa-, beeta-, protoni- ja neutronisäteilystä. Hiukkassäteilyä synnytetään mm. hiukkaskiihdyttimissä, radioaktiivisilla isotoopeilla ja ydinreaktoreissa.

Ionisoivan säteilyn ja aineen väliset primaarit fysikaaliset vuorovaikutukset saavat kudoksissa aikaan kemiallisia muutoksia, jotka voivat ilmentyä lopulta biologisina haittavaikutuksina. Myös säteilyn havaitseminen ja vaimeneminen väliaineessa sekä säteilyn hyötykäyttö perustuvat vuorovaikutuksiin. Säteilyn läpäisykyky riippuu kohteen ominaisuuksien lisäksi säteilylajista. Alfasäteily pysähtyy yhteen paperiarkkiin, mutta on erittäin haitallista elimistöön saatuna sisäisenä kontaminaationa. Sen sijaan gammasäteily kulkee aineessa pidempiä matkoja läpäisten paksujakin kerroksia ja siltä suojautumiseen tarvitaan järeämpiä lyijysuojia. Kullekin säteilylajille ominaista energia luovutusta aineeseen kuvaa lineaarinen energiansiirtokerroin LET (linear energy transfer). Tiheään ionisoivalla hiukkassäteilyllä on tyypillisesti korkea LET, sähkömagneettisella säteilyllä LET on puolestaan alhaisempi. Primaarisäteily aiheuttaa kudoksissa sekundaarista säteilyä, jolloin lopullinen säteilyenergian absoptio muodostuu hyvinkin monimutkaisen ja pitkän vuorovaikutusketjun tuloksena.

Lähdekirjallisuutena suositellaan STUK:n julkaisemaa Säteily- ja ydinturvallisuus –kirjasarjaa ja erityisesti sen osia 1 (Säteily ja sen havaitseminen) ja 3 (Säteilyn käyttö). Lisätietoa löytyy myös STUK:n internetsivuilta: www.stuk.fi

MIKA KORTESNIEMI
Dosentti, sairaalafyysikko