Dosimetri

Størrelser af doser til ekstern strålebeskyttelse i SI-enheder

Grafik, der viser forholdet mellem SI-strålingsdosis-enheder

For at gøre det muligt at tage hensyn til stokastiske sundhedsrisici, foretages der beregninger for at omregne den fysiske mængde absorberet dosis til ækvivalente og effektive doser, hvis detaljer afhænger af strålingstypen og den biologiske kontekst. For anvendelser inden for strålingsbeskyttelse og dosimetrivurdering har (ICRP) og International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) offentliggjort anbefalinger og data, som anvendes til at beregne disse.

MåleenhederRediger

Der findes en række forskellige mål for strålingsdosis, herunder absorberet dosis (D) målt i:

• grays (Gy) absorberet energi pr. masseenhed (J-kg-1)
• Ækvivalent dosis (H) målt i sievert (Sv)
• Effektiv dosis (E) målt i sievert
• Kerma (K) målt i grays
• dosisarealprodukt (DAP) målt i grå centimeter2
• dosislængdeprodukt (DLP) målt i grå centimeter
• rads en forældet enhed for absorberet stråledosis, defineret som 1 rad = 0.01 Gy = 0,01 J/kg
• Røntgen en ældre måleenhed for eksponering for røntgenstråler

Hver måleenhed beskrives ofte blot som “dosis”, hvilket kan føre til forvirring. Der anvendes stadig ikke-SI-enheder, især i USA, hvor dosis ofte angives i rads og dosisækvivalenter i rems. Pr. definition er 1 Gy = 100 rad og 1 Sv = 100 rem.

Den grundlæggende størrelse er den absorberede dosis (D), som er defineret som den gennemsnitlige energi, der gives (dE) pr. masseenhed (dm) af materiale (D = dE/dm) SI-enheden for absorberet dosis er gray (Gy) defineret som en joule pr. kg. Absorberet dosis er som en punktmåling velegnet til at beskrive lokaliserede eksponeringer (dvs. delorganer) som f.eks. tumordosis ved strålebehandling. Den kan anvendes til at estimere stokastisk risiko, forudsat at mængden og typen af det involverede væv er angivet. Lokaliserede diagnostiske dosisniveauer ligger typisk i intervallet 0-50 mGy. Ved en dosis på 1 milligray (mGy) fotonstråling krydses hver cellekerne af gennemsnitligt 1 frigjort elektronspor.

Ækvivalent dosisRediger

Den absorberede dosis, der kræves for at frembringe en bestemt biologisk effekt, varierer mellem forskellige typer stråling, såsom fotoner, neutroner eller alfapartikler. Dette tages i betragtning ved den ækvivalente dosis (H), som er defineret som den gennemsnitlige dosis til organ T ved strålingstype R (DT,R), multipliceret med en vægtningsfaktor WR . Denne er udformet for at tage hensyn til strålingstypens biologiske effektivitet (RBE). For den samme absorberede dosis i Gy er alfapartikler f.eks. 20 gange så biologisk virksomme som røntgen- eller gammastråler for den samme absorberede dosis i Gy. Målingen af “dosisækvivalent” er ikke et organisk gennemsnit og anvendes nu kun for “operationelle mængder”. Ækvivalent dosis er beregnet til vurdering af stokastiske risici ved stråleeksponering. Stokastisk effekt defineres i forbindelse med vurdering af strålingsdosis som sandsynligheden for kræftinduktion og genetisk skade.

Da dosis er et gennemsnit over hele organet, er ækvivalent dosis sjældent egnet til vurdering af akutte strålevirkninger eller tumordosis i forbindelse med strålebehandling. I tilfælde af vurdering af stokastiske virkninger, hvor man antager en lineær dosisrespons, bør denne midling ikke gøre nogen forskel, da den samlede energi, der tilføres, forbliver den samme.

Effektiv dosisRediger

Effektiv dosis er den centrale dosismængde for strålebeskyttelse, der anvendes til at specificere eksponeringsgrænser for at sikre, at forekomsten af stokastiske sundhedsvirkninger holdes under uacceptable niveauer, og at vævsreaktioner undgås.

Det er vanskeligt at sammenligne den stokastiske risiko fra lokaliserede eksponeringer af forskellige dele af kroppen (f.eks. en røntgenundersøgelse af brystet sammenlignet med en CT-scanning af hovedet), eller at sammenligne eksponeringer af den samme kropsdel, men med forskellige eksponeringsmønstre (f.eks. en CT-scanning af hjertet med en nuklearmedicinsk scanning af hjertet). En måde at undgå dette problem på er simpelthen at beregne gennemsnittet af en lokaliseret dosis over hele kroppen. Problemet ved denne fremgangsmåde er, at den stokastiske risiko for kræftinduktion varierer fra væv til væv.

Den effektive dosis E er udformet til at tage højde for denne variation ved at anvende specifikke vægtningsfaktorer for hvert væv (WT). Den effektive dosis giver den ækvivalente helkropsdosis, der giver den samme risiko som den lokale eksponering. Den er defineret som summen af ækvivalente doser til hvert organ (HT), hver gang multipliceret med deres respektive vævsvægtningsfaktor (WT).

Vægtningsfaktorerne beregnes af Den Internationale Kommission for Strålingsbeskyttelse (ICRP) på grundlag af risikoen for kræftinduktion for hvert organ og justeret for den tilknyttede dødelighed, livskvalitet og tabte leveår. Organer, der ligger langt fra bestrålingsstedet, vil kun modtage en lille ækvivalent dosis (hovedsagelig på grund af spredning) og bidrager derfor kun i ringe grad til den effektive dosis, selv om vægtningsfaktoren for det pågældende organ er høj.

Den effektive dosis anvendes til at estimere stokastiske risici for en “referenceperson”, som er et gennemsnit af befolkningen. Den er ikke egnet til at estimere stokastiske risici for individuelle medicinske eksponeringer og anvendes ikke til at vurdere akutte strålevirkninger.