Dozimetria

Külső sugárvédelmi dózismennyiségek SI mértékegységekben

Az SI sugárzási dózisegységek viszonyát bemutató grafikon

A sztochasztikus egészségügyi kockázat figyelembevételének lehetővé tétele, számításokat kell végezni az elnyelt dózis fizikai mennyiségének ekvivalens és effektív dózisokká történő átalakítására, amelyek részletei a sugárzás típusától és a biológiai kontextustól függenek. A sugárvédelem és a dozimetriai értékelés alkalmazásaihoz az (ICRP) és a Nemzetközi Sugárzási Egységek és Mérések Bizottsága (ICRU) ajánlásokat és adatokat tett közzé, amelyeket ezek kiszámításához használnak.

MértékegységekSzerkesztés

A sugárdózisnak számos különböző mértékegysége van, többek között az elnyelt dózis (D) mérése:

• gray (Gy) elnyelt energia tömegegységenként (J-kg-1)
• egyenértékdózis (H) szievertben (Sv)
• effektív dózis (E) szievertben mérve
• kerma (K). szürkében mérve
• szürkecentiméterben mért dózisfelület-termék (DAP)2
• szürkecentiméterben mért dózishossz-termék (DLP)
• rads az elnyelt sugárdózis elavult mértékegysége, meghatározása: 1 rad = 0.01 Gy = 0,01 J/kg
• Röntgen a röntgensugárzás expozíciójának régebbi mértékegysége

Az egyes mértékegységeket gyakran egyszerűen “dózis”-ként írják le, ami zavarhoz vezethet. A nem SI-egységeket még mindig használják, különösen az USA-ban, ahol a dózist gyakran radban, a dózisegyenértéket pedig rems-ben jelentik. Definíció szerint 1 Gy = 100 rad és 1 Sv = 100 rem.

Az alapvető mennyiség az elnyelt dózis (D), amelyet az anyag egységnyi tömegére (dm) jutó átlagos átadott energiaként (dE) határoznak meg (D = dE/dm) Az elnyelt dózis SI-egysége a szürke (Gy), amelyet egy joule/kilogrammban határoznak meg. Az elnyelt dózis, mint pontmérés, alkalmas a lokalizált (azaz részleges szervi) sugárterhelés leírására, mint például a tumordózis a sugárterápiában. Használható a sztochasztikus kockázat becslésére, feltéve, hogy az érintett szövetek mennyisége és típusa meg van adva. A lokalizált diagnosztikai dózisszintek jellemzően a 0-50 mGy tartományba esnek. 1 miligray (mGy) fotonsugárzás dózisa esetén minden sejtmagon átlagosan 1 felszabaduló elektronpálya halad át.

Ekvivalens dózisSzerkesztés

A bizonyos biológiai hatás kiváltásához szükséges elnyelt dózis a különböző típusú sugárzások, például fotonok, neutronok vagy alfa-részecskék esetében eltérő. Ezt veszi figyelembe az egyenértékdózis (H), amelyet úgy határoznak meg, mint a T szervet R sugárzástípus által érő átlagos dózis (DT,R), megszorozva egy súlyozási tényezővel WR . Ennek célja, hogy figyelembe vegye a sugárzás típusának biológiai hatékonyságát (RBE), Például azonos Gy-ben kifejezett elnyelt dózis esetén az alfa-részecskék biológiailag 20-szor olyan hatásosak, mint a röntgen- vagy gammasugarak. A “dózisegyenérték” mértékét nem szervátlagolják, és jelenleg csak az “üzemi mennyiségek” esetében használják. Az egyenértékdózis a sugárterhelésből származó sztochasztikus kockázatok becslésére szolgál. A sztochasztikus hatást a sugárdózis értékelésénél a rákindukció és a genetikai károsodás valószínűségeként határozzák meg.

Mivel a dózist az egész szervre átlagolják; az egyenértékdózis ritkán alkalmas az akut sugárhatások vagy a sugárterápiában a tumordózis értékelésére. A sztochasztikus hatások becslése esetén, lineáris dózisválaszt feltételezve, ennek az átlagolásnak nem szabadna különbséget tennie, mivel a teljes átadott energia ugyanaz marad.

effektív dózisSzerkesztés

Az effektív dózis a radiológiai védelem központi dózismennyisége, amelyet az expozíciós határértékek meghatározására használnak annak biztosítására, hogy a sztochasztikus egészségügyi hatások előfordulása az elfogadhatatlan szint alatt maradjon, és a szöveti reakciók elkerülhetők legyenek.

Nehéz összehasonlítani a különböző testrészek lokalizált expozíciójából származó sztochasztikus kockázatot (pl. egy mellkasröntgen a fej CT-vizsgálatával összehasonlítva), vagy ugyanazon testrész, de eltérő expozíciós mintázatú expozíciókat (pl. egy szív CT-vizsgálat a szív nukleáris medicinás vizsgálatával). E probléma elkerülésének egyik módja, hogy egyszerűen átlagoljuk a helyi dózist az egész testre. Ezzel a megközelítéssel az a probléma, hogy a rákindukció sztochasztikus kockázata szövetenként változik.

Az effektív dózis E úgy van kialakítva, hogy az egyes szövetekre (WT) vonatkozó speciális súlyozási faktorok alkalmazásával figyelembe vegye ezt a változást. Az effektív dózis adja meg azt az egyenértékű egész test dózist, amely ugyanazt a kockázatot adja, mint a helyi expozíció. Az effektív dózist az egyes szerveket (HT) érő egyenértékdózisok összegeként határozzák meg, amelyek mindegyikét megszorozzák a megfelelő szöveti súlyozási tényezővel (WT).

A súlyozási tényezőket a Nemzetközi Sugárvédelmi Bizottság (ICRP) számítja ki, az egyes szervekre vonatkozó rákindukciós kockázat alapján, és a kapcsolódó halálozás, az életminőség és az elvesztett életévek figyelembevételével kiigazítva. A besugárzás helyétől távol eső szervek csak kis ekvivalens dózist kapnak (főként a szórás miatt), és ezért kevéssé járulnak hozzá az effektív dózishoz, még akkor is, ha az adott szervre vonatkozó súlyozási tényező magas.

Az effektív dózist egy “referencia” személyre vonatkozó sztochasztikus kockázatok becslésére használják, amely a lakosság átlaga. Nem alkalmas az egyéni orvosi expozíciók sztochasztikus kockázatának becslésére, és nem használják akut sugárhatások értékelésére.