Zapomenuté jaderné průšvihy - smrtící radioterapie

Asi nenajdeme závažnější nukleární incident, který by byl způsobený neúmyslnou chybou softwaru. O život přišlo 6 lidí

Cesta pokroku je lemována nehodami, leckdy smrtelnými. To platí i o jaderné energetice. Zatímco v podstatě tři velké havárie, nehody na Three Mile Island, v Černobylu nebo poslední ve Fukušimě, jsou ve všeobecné známosti, existují co do velikosti srovnatelné průšvihy, o nichž se dnes nemluví. A nejedná se jenom o bývalý Sovětský svaz, o kterém jsem psal jako první, nebo Německo nebo posledně Japonská Tokaimura. Smrtící zvědavost zlodějů kovů pro změnu zabíjela v Brazílii. Dneska to bude o softwarové chybě, která zabila několik lidí smrtící dávkou ionizujícího záření.

Radioterapie

Radioterapie, nebo též léčba ozařováním je tak trošku vyhánění čerta ďáblem. Jedná se o snahu lékařů pomocí tvrdého záření odstranit nádorové buňky v místech, kde není možné, nebo není chtěné odstranění operační. Tvrdé záření se snaží směřovat tak, aby dokázalo pozabíjet co nejvíce rakovinných buněk a co nejméně těch ostatních. Tato léčebná metoda se používá velice dlouho a párkrát jsme se už se zářiči pro radioterapii setkali i v těchto článcích o zapomenutých jaderných průšvizích. Dovolím si malou odbočku, protože ne každému je jasné, odkud se bere to ionizující záření. I v současnosti se používají vysoce radioaktivní zářiče, kromě toho se používají lineární urychlovače, které produkují vysokoenergetické elektrony nebo fotony gama, ale samy o sobě radioaktivní nejsou. Jedno mají společné - největší intenzita záření je hned u zdroje a s postupující vzdáleností klesá. Tím pádem mají pacienti ošklivé popáleniny na kůži. Ale rozvoj moderních metod, hlavně hadronové radioterapie to obchází. Při této terapii se využívají kvantové vlastnosti třeba protonů a ty umožňují „zaostřit“ do hloubky tkáně. Odborně se tomu říká Braggův vrchol a je to vzdálenost od zářiče, ve které částice odevzdají maximum své energie. Takže je jenom velmi mírně postižena tkáň nad a skoro vůbec tkáň pod cílovým prostorem a díky malému bočnímu rozptylu tak můžeme velice přesně zacílit na nádor. Tato metoda samozřejmě vyžaduje pokročilý nástroj ovládaný počítačem a proto se používá hlavně tam, kde hrozí riziko poškození okolních tkání, třeba míchy, oka a podobně. U nás máme jenom jedno specializované pracoviště, kterým je Protonové centrum Praha.

Therac-25

Ale pojďme z přítomnosti do 80. let. Už v roce 1970 uvedla kanadská společnost Atomic Energy of Canada Limited (AECL) přístroj pro radioterapii označený jako Therac-6 a později Therac-20, kde číslovka označuje energii 6 resp 20 MeV. Tento přístroj byl ovládaný minipočítačem DEC PDP-11, minipočítač to byl jenom v kontextu té doby, dneska bychom z toho měli celkem velkou ledničku. Běhalo to na Unixu a programovalo se to v jazyce C. Ale zpátky k přístrojům na ozařování. Na těch kromě AECL spolupracovala i francouzská firma CGR, která mimo jiné dodávala software.V roce 1981 ale AECL tuto spolupráci ukončila a sama se pustila do vývoje Therac-25. To byl přistroj pro dvojí užití, umožňoval klasické ozařování gama paprsky a také vysokoenergetickými elektrony. Srdcem stroje byl magnetronu a pokud se výstup z něj pustil přes wolframovou anodu, produkovala gama paprsky, jinak elektronový paprsek. Pro nemocnice to bylo výhodné, místo dvou různých přístrojů jim stačil jenom jeden. A jak napovídá číslovka na konci, výstupní energie byla 25 MeV.První prototyp tohoto zařízení byl postaven v roce 1976, na trh přišel v roce 1982. Celkově bylo nainstalováno 5 přístrojů v USA a 6 v Kanadě. I nadále byl pro řízení použit počítač DEC PDP-11 s tím, že nový software byl „evolucí“ toho původního z CGR. A to byla pověstná Achillova pata zařízení, která v důsledku vedla k úmrtí šesti lidí. Později se ukázalo, že programátor to dělal spíše jako svůj koníček a vedly se složité právní spory, jestli byl vůbec způsobilý ten software vytvořit. Celé to vedlo ke konci firmy v roce 1988.

Voyne Ray Cox, 21.3.1986, Tyler, Texas, USA

Z těch šesti lidí, které zabil Therac-25 je tento případ nejznámější. A nejspíše i nejděsivější. Pacientem byl mladý, třicet tři let starý muž, který byl na dobré cestě uzdravit se z rakoviny blízko páteře. V daný den to pro něj bylo už deváté sezení, celkem rutina.Vše se změnilo po zapojení přístroje. Ten den měl dostat dávku 180 rad. Položil se tedy na lůžko a obsluha z vedlejší, zabezpečené místnosti, přes počítač spustila přístroj a zahájila terapii. Ale ten den to bylo jinak. Voyne nečekaně pocítil silné pálení, jako by ho někdo polil horkou kávou, sám uvedl, že měl pocit, jako by se mu ruka oddělovala od těla. Bohužel v místnosti nefungovala kamera a v ten den ani interkom, tak Voyne v obavě o svůj život bouchal zoufale na dveře. Poté, co mu otevřela překvapená obsluha, absolvoval Voyne celou řadu vyšetření s tím, že se to celé svedlo na zásah elektrickým proudem. Pacient byl odeslán domů s tím, že se má ozvat, kdyby mu nebylo dobře. A to se také stalo. Pan Cox trpěl opakovanými návaly nevolnosti a palčivou bolestí v krku a rameni kolem zasaženého místa. Později se objevil zánět míchy, způsobený radiací a také ochrnutí většiny těla. Voyne přežil kritický zásah o pět měsíců, než zemřel na následky poškození plic. Teprve později se zjistilo, že dostal dávku mezi 16 a 25 000 rad, což je mnohem více, než schytali vojáci, kteří likvidovali trosky Černobylského reaktoru. Je jasné, že hlavní podezřelý byl právě Therac-25. Byl odstaven a AECL vyslala svého zaměstnance, který provedl velice podrobnou kontrolu, ale nenašel nic, co by mohlo být příčinou problému, co mohlo způsobit to abnormální ozáření pacienta. Proto bylo zařízení opětovně 7. dubna uvedeno do provozu. Ale už o pár dnů později přišla další nehoda, v jejímž důsledku později zemřel další pacient.

Porucha 54

V té době, kdy byl internet ještě v plenkách, se nevědělo o podobných nehodách, které se udály předtím, Zřejmě první obětí Therac-25 byla v Kennestone Regional Oncology Center Katie Yarbrough, která obdržel smrtící dávku při své terapii 3.6.1985. Před osudnou léčbou pana Coxe to byly celkem tři další nehody, o kterých se nevědělo. Po druhém incidentu v Tyleru se do vyšetřování vložil jeden z lékařů, Fritz Hager. Ten zjistil, že před osudnými poruchami se na monitoru počítače objevilo hlášení:„Porucha 54“Bohužel, i když se to zdá nemožné, nemocnice neměly k dispozici žádné podrobné manuály k danému zařízení a vzhledem k tomu, že podobných hlášení tam denně bylo spousta, obsluha si navykla to ignorovat a odkliknout. Jenomže chyba 54 v důsledku znamenala deseti tisíckrát větší dávku záření. Výrobce se pokusil provést revizi software, ale i poté došlo v roce 1987 k další podobné nehodě a to vedlo ke stažení zařízení z provozu a v důsledku i ke krachu společnosti AECL.

Kritická kombinace kláves

Vyšetřovací komise zjistila závažné pochybení společnosti AECL při vývoji software. Jak už bylo výše řečeno, programátor byl samouk a dělal to jako koníček a společnost neprovedla žádnou kontrolu programu nebo code review. Ve výsledku vyšlo najevo, že když obsluha na terminálu stiskla „X“ pro maximální dávku 25 MeV, potom dala „kurzor nahoru“, zmáčkla „E“ a dala „Enter“, to vše v rámci 8 sekund, o osudu pacienta bylo rozhodnuto. A systém neměl žádnou kontrolu pro podobné případy, zatímco předchozí verze zařízení (Therac-6 a Therac-20) měla v sobě přímo hardwarový obvod, který zabraňoval podobným excesům. Tím, že nebylo převzato hardwarové řešení, ale jenom softwarové, bylo zaděláno na katastrofu.

V kostce šlo o to, že v případě použití eletronové terapie byla energie svazku velmi nízká. V případě gamma ozařování se do cesty urchleným elektronům postavila wolframová anoda a vysokoenergetické částice z ná vyrážely gamma fotony. Ale když nastala chyba 54, pustil se vysokoenergetický svazek elektronů rovnou do pacienta, wolframová anoda neby spuštěna.

Ve svém důsledku tato softwarová chyba způsobila více úmrtí na ozáření, než leckterý jiný atomový průšvih, proto si vysloužila zařazení do tohoto seriálu. Zdroj: Elektron Volt jednotka, Wikipedia Therac-25, Hadronová terapie