Universität Bielefeld - Epidemiologische Studien bei Flugpersonal in Deutschland und Europa Maria Blettner Ingo Langner, Gael Hammer,Thomas Schafft, Hajo

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Bielefeld-

Epidemiologische Studien bei Flugpersonal in Deutschland und Europa

Maria Blettner

Ingo Langner, Gael Hammer,Thomas Schafft,

Hajo Zebb

München, März 2004 ESCAPE 2

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Gliederung

• Einleitung• Methoden

– Expositionserfassung– Kohortenzusammenstellung

• Ergebnisse– Deutschland– EU (ESCAPE)

• Schlussfolgerungen/Diskussion


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Einleitung ICRP empfiehlt, fliegendes Personal als beruflich

Strahlenexponierte zu behandeln (1991)

EURATOM Grundnormen verlangen Berücksichtigung des fliegenden Personal als beruflich Strahlenexponierte

Deutsche Strahlenschutzverordnung setzt EURATOM-Richtlinien um (2000)

Fragen/Besorgnis der Beschäftigten in Kabine und Cockpit

Strahlenabhängige Tumoren (niedrige Dosisraten)

Neutronenkomponente in Flughöhen


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Ausgangsdaten Jährliche Dosis:

Größenordnung: zwischen 2 und 8 mSv / Jahr

British Airways London-Tokio: 6 mSv / Jahr

Maximalwert bis 15 mSv/Jahr Concorde-Personal (UNSCEAR-eher unrealistisch)

Vergleichbar mit Kernkraftwerksarbeitern

Dosis für individuelle Flüge kann berechnet werden aus:

Flug(Block-)Stunden

Flugroute, Flughöhenprofil

Datum (heliozentrisches Potential)


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Berufliche Expositionen des Flugpersonals

ionisierende Strahlen (bis zu 60 % Neutronen)

Düsentriebwerksabgase

Passivrauchen (Kabinenpersonal/Piloten)

elektromagnetische Felder (Piloten)

unregelmäßiger Tagesrhythmus

besonderer Lebenswandel


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Cosmic Radiation Influence of the terrestrial magnet field and of heliocentric potentials


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Niedrigdosis-das Problem

LSS-Daten

geben wenig Auskunft über Verlauf der Dosis-Wirkungs-kurve im Niedrigdosisbereich


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Gliederung• Einleitung

• Methoden:

– Kohortenstudie

– Expositionserfassung

• Ergebnisse

– Deutschland

– EU (ESCAPE)



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Kohortenstudie

Exposition Krankheit

Exponiert Ja-------->

NeinNicht- Jaexponiert

--------> Nein


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ESCAPEStudiendesign

• Historische Kohortenstudie in 9 Ländern(Dänemark, Finnland, Deutschland, Griechenland, Island, Italien, Norwegen, Schweden, Großbritannien)

• Piloten und Kabinenpersonal

• Follow-up Zeitraum: Beginn: 1960 (variabel)Ende: 1997 (variabel)

• Follow-up je nach nationalen Gegebenheiten

• Koordination gefördert von der EU (BIOMED 2)


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Kohortendefinition - und Zusammenstellung (Deutschland)

• Ziel: alle Cockpit und Kabinenpersonal der DLH und LTU (Kabine: >= 6 Mon. Beschäftigung)

– Ausführliche Datenquellenrecherche• Identifikation anhand Job-Kürzel• Ausscheiderbücher DLH: manueller Auszug• LTU (Condor): Personalakten• neuere Personaldaten: EDV


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Follow-up

• Alle Ausgeschiedenen wurden über Einwohnermeldeämter

nachverfolgt

• Vitalstatus zum 31.12.1997

• falls verstorben: Todesursachenkopie von

Gesundheitsämtern (Ärzte, Angehörige)


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Analyse Berechnung SMR

• SMR = Standardisierte Mortalitätsratio• vergleicht

– Anzahl beobachteter Fälle in der Studie O

mit– Anzahl erwarteter Fälle E bei gleicher

Sterblichkeit wie in der Allgemeinbevölkerung• Korrektur der beobachteten Anzahl (wegen

fehlender Todesursachenbescheinigungen)


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Expositionserfassung in der Kohortenstudie Ziel:

– Individuelle Exposition pro Jahr ermitteln

– Aber: Retrospektive Erfassung - teilweise unvollständig, keine Messungen

– Bekannt sind: Flugstunden und Flugzeugmuster, nicht Einzelrouten

Zusatzuntersuchung:

– Fehler der Expositionserfassung

– Auswirkung auf Risikokoeffizienten

Datenbasis:

– individuelle jährliche Blockstunden per Flugzeugmuster, Routen aus Flugplan

– Computerprogramm CARI


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Expositionserfassung

Für einen Flug • Computerprogramm CARI (Federal Aviation Administration)

• Input: Abflughafen/Zielflughafenairport, Datum, Flugdauer, Flughöhe

• Output: effektive Dosis

Job-Exposure-Matrix

• Flugpläne (1960-1997)

• Berechnung der Dosis für jeden Flug

• Berechnung des Mittelwertes für jedes Jahr je Flugzeugtyp


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ValidierungsstudieDatabase I

• Job-Historie für alle Piloten

• Job-Exposure-Matrix

Database II (Validierungsdaten) „individelle Logbücher”

• 4000 Piloten

• Zeitraum: 1 Jahr

• Alle Flüge aller Piloten über einen Zeitraum von einem Jahr


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Validierungsstudie

1. Dosis für jeden Flug

2. Dosis für jeden Piloten aus Logbuchdaten

3. Vergleich JEM mit Logbuch:Fehlerschätzung

4. Bewertung der Qualität der JEM


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Job-Exposure-Matrix (JEM)

CV40 B707 A340

1960

1970 h Std.

1997

× r µSv/h = Dose

”job history (licence)” × Job-Exposure-Matrix = estimated radiation exposure Job-History x Job-Exposure Matrix = geschätzte Strahlendosis


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Job-Exposure-MatrixJob Exposure Matrix for Lufthansa cohort

computed from flight schedules w ith CARI-5E

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

Date

Eff

ecti

veR

adia

tio

nD

ose

Ra

te(µ

Sv/

h) B 707

B 727B 737B 747B 757A 300A 310A 320

A 340D C 10C onvair 440

Super-GV ik ingF-27

Job-Expositionsmatrix für Lufthansa, mittels CARI 5E


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Angaben zur Exposition• Grundsätzlich:

– Blockstunden und mSv nur für Cockpit– für Kabine: nur Beschäftigungsdauer

• für 1220 Cockpitcrew keine Angaben zu Flugstunden

– besonders: frühe Jahre

• Datenlücken wurden mit Mittelwerten aufgefüllt– bei <25% Daten vorhanden : Extrapolation eigener Daten

– bei < 25% Daten vorhanden: Daten von vergleichbarem Cockpitpersonal


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me

an

do

se p

er

blo

ck h

ou

r [µ

Sv/

blo

ck h

ou

r]

calendar year

Development of radiation exposure in time (data from 8 countries, pilots)


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Gliederung

• Einleitung• Methoden:

– Expositionserfassung– Kohortenzusammenstellung

• Ergebnisse– Deutschland– EU (ESCAPE)



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Cockpit - Beschäftigungsdauer -Beschäftigungsdauer Cockpit (m), in Jahren

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0-<2 2-<4 4<-6 6-<8 8-<10 10-<12

12-<14

14-<16

16-<18

18-<20

20-<22

22-<24

24-<26

26-<28

28-<30

30-<32

32-<34

34-<36

36-<38

38+

Beschäftigungsdauer (Jahre)

An

zah

l

Cockpitpersonal


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Cockpit - Blockstunden pro Jahr -

0

100

200

300

400

500

600

0- 4

950

- 99

100

- 149

150

- 199

200

- 249

250

- 299

300

- 349

350

- 399

400

- 449

450

- 499

500

- 549

550

- 599

600

- 649

650

- 699

700

- 749

750

- 799

800

- 849

850

- 899

900

- 949

950

- 999

jährliche Blockstunden

An

zah

lP

ilo

ten

Langstrecken-P ilo ten

Kurz- und M itte lstrecken-P ilo ten


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Cockpit kumulative berufliche Strahlendosis

Anzahl Median Mittelwert Std. Abw.

Aktive 3775 19,52 22,82 14,61

Ausscheider 757 41,36 38,19 15,98


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0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500[0

-3)

[3-6

)

[6-9

)

[9-1

2)

[12-

15)

[15-

18)

[18-

21)

[21-

24)

[24-

27)

[27-

30)

[30-

33)

[33-

36)

[36-

39)

[39-

42)

[42-

45)

[45-

48)

[48-

51)

[51-

54)

[54-

57)

[57-

60)

[60-

63)

[63-

66)

[66-

69)

[69-

72)

[72-

75)

kumulative Strahlendosis (mSv)

An

zah

lP

ilo

tIn

nen

un

dF

lug

ing

enie

ure

AktiveAusscheider

Cockpit - berufliche Strahlendosis -


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Auswertung Personenjahre 1960 -1997

• Cockpit männlich: 105 037

weiblich: 625

• Kabine weiblich: 188 218

männlich: 60665


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SMR Cockpit (1)

Todesursache Beob.Fälle

SMR 95% KI

Alle Ursachen 255 0,48 0,42 -0,54Krebs insgesamt 76 0,56 0,43 -0,74 Krebslokalisationen:- Lunge 10 0,29 0,14 -0,56- malignes Melanom 1 0,47 0,01 -2,72

- Hirn/ZNS 7 1,68 0,66 -3,62

- alle Leukämien 3 0,69 0,14 -2,107 0,61 0,24 -1,31

Gutartige Tumoren 1 0,27 0,01 -1,55


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SMR weibliches Kabinenpersonal (1)Todesursachen Beob.

FälleSMR 95% KI

Alle Ursachen 141 0,79 0,67 0,94Alle infektiösenErkrankungen (nicht AIDS)

2 1,30 0,15 5,16

Krebs insgesamt 44 0,79 0,54 1,17

-Brust 19 1,28 0,72 2,20

-alle Leukämien 2 0,79 0,09 3,13-Lunge/Bronchialsystem 2 0,57 0,06 2,28


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SMR männliches Kabinenpersonal (1)

Todesursachen Fälle SMR 95% KIAlle Ursachen 170 1,10 0,94 1,28Alle infektiösen Erkrankungen(nicht AIDS)

4 3,31 0,85 9,21

Krebs insgesamt 21 0,71 0,41 1,18-Lunge/Bronchialsystem 5 0,77 0,24 1,97


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ESCAPE cockpit crewCountry Data sources for cohort

enumerationCohort

inclusion periodCockpit crew (males

only)Number

Denmark National Clinic for AviationMedicine, Aviation Authority

1946 - 1996 3,814

Finland Finish Airline PilotsAssociation, Finair

1921 – 1997 782

Germany Deutsche Lufthansa, LTU 1953 - 1997 6,061

Greece Olympic Airways 1946 - 1997 843

Iceland National Aviation Authority,

Airline Pilots Association

1935 - 1997 438

Italy Alitalia 1965 - 1995 3,020

Norway Civil Aviation Administration 1947 - 1996 3,664

Sweden SAS Sweden 1957 - 1994 1,405

UnitedKingdom

British Airways 1950 - 1997 7,770

Total 27,797 547,564


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ESCAPE cabin crew

Denmark 1947 - 1996 1264 4739

Germany 1953 - 1997 4537 16014

1921 - 1997 187 1556

(cabin: 1947 - )

Greece 1946 - 1997 620 1215

1935 - 1997 143 1313

(cabin: 1955 - ) )

Italy 1965 - 1996 3162 3015

Norway 1947 - 1996 573 3066

Sweden 1957 - 1994 593 2145

Uk 1950 - 1997 - -

ESCAPE 11,079 33,063

No. Cabin Crew

femalemale

Iceland

Finland

Cohort inclusion periodCountry


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Total deaths per country and cohort

Number of deaths

Country Cockpit male Cockpit female Cabin male Cabin female

Total 2251 2 571 442


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Overall mortality of aircrewESCAPE results

• Cockpit crew: SMR = 0.6 (0.6-0.7)

• Cabin crew:– women: SMR = 0.8 (0.7-0.9)– men: SMR = 1.1 (1.0-1.2)


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Results ESCAPE cockpit

-0.50

-0.40

-0.30

-0.20

-0.10

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40ES

CAP

E

DE

DK FI

GR

IS

IT

NO

SE

UK

log

SMR

line

ar s

cale

all causes (SM R , 95% C I)


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Figu re 1b

-0 .60

-0 .50

-0 .40

-0 .30

-0 .20

-0 .10

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40E

SC

AP

E

DE

DK

FI

GR

IS

IT

NO

SE

UK

log

SM

R li

near

sca

le

a ll cancer (S M R , 95% C I)


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F i g u r e 1 d

- 1 .5 0

- 1 .0 0

- 0 .5 0

0 .0 0

0 .5 0

1 .0 0ES

CAPE DE

DK FI

GR IS IT

NO

SE

UK

log S

MR

linea

r sca

le

lu n g c a n c e r ( S M R , 9 5 % C I )

fo r G r e e c e lo w e r l im it o f C I = 0


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Leukämie Inzidenz

Denmark 1.6 (0.7 – 3.4) - - -

Iceland 2.5 (0.0 – 13.9) 1.0 (0.0 – 5.8) -

Norway 0.5 (0.1 – 1.7) 0.6 (0.0 – 3.4) 1.4 (0.0 – 7.8)

Sweden 0.7 (0.3 – 1.6) -

Finnland - 3.6 (0.4 – 12.9) -

Country SIR Cockpit crewSIR Cabin crew

Female Male


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Melanom und Nicht-Melanom-Hautkrebs

• Inzidenz: – konsistent 2-3 fache Erhöhung in Nordischen Ländern

• Mortalität:– ESCAPE Studie (cockpit crew):

SMR (Melanom) = 1.8 (1.2 - 2.7)

SMR (Haut) = 1.3 (0.3 - 3.8)


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F ig u re 1 e

-2 .5 0

-2 .0 0

-1 .5 0

-1 .0 0

-0 .5 0

0 .0 0

0 .5 0

1 .0 0

1 .5 0

2 .0 0ES

CAP

E DE

DK FI

GR

IS

IT

NO

SE

UK

log

SMR

line

ar s

cale

M a lig n a n t m e la n o m a (S M R , 9 5 % C I)


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Spezifische Ergebnisse - Schilddrüsenkrebs

• Seltene Erkrankung– Einzelstudien zu klein

• ESCAPE Ergebnisse (Schildd./endokrine Org):– 5 Fälle beobachtet versus 3,6 erwartet

– SMR = 1.4 (0.4-3.5)


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Schlussfolgerungen (1)

• Cockpit: – insgesamt niedrige (Krebs-) Mortalität – Ausnahme: Flugzeugunfälle– kein Hinweis auf erhöhte Leukämierisiken– Lungenkrebs sehr selten– Hirntumoren leicht erhöht (nicht signif.)– niedrige kardiovaskuläre Mortalität


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• Expositionsbezogene Auswertungen: – SMR: ähnliche Ergebnisse für Stunden/mSv– Regressionsmodell: inkonsistente Ergebnisse – ansonsten keine deutlichen Hinweise auf

expositionsabhängige Risikosteigerungen


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• Männlich Kabinenpersonal, – SMR gesamt leicht erhöht (AIDS)

– Krebsrisiko insgesamt eher niedrig (n.s.)

• weibliches Kabinenpersonal

– SMR gesamt und Krebs (n.s.) erniedrigt

– Brustkrebsmortalität leicht (n.s.) erhöht (28%)


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Vergleich mit bisherigen Studien

• Gesamt-SMR und Krebs-SMR niedrig

• Keine erhöhten Melanomrisiken in D, aber in EU

• Brustkrebsrisiko weniger deutlich erhöht als in

Inzidenzstudien (nordische Länder)


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DANK

• Berufsgenossenschaft f. Fahrzeughaltungen• DLH, LTU• Vereinigung Cockpit, UFO, ÖTV • Wissenschaftlicher Beirat• EU


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DANK

• .... Und Ihnen fürs Zuhören.........

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