Dosimetrie

Cantități de doză de radioprotecție externă în unități SI

Grafic care arată relația dintre unitățile SI de doză de radiații

Pentru a permite luarea în considerare a riscului stocastic pentru sănătate, se efectuează calcule pentru a converti cantitatea fizică doză absorbită în doze echivalente și efective, ale căror detalii depind de tipul de radiație și de contextul biologic. Pentru aplicațiile în domeniul radioprotecției și al evaluării dozimetrice, (ICRP) și Comisia Internațională pentru Unități și Măsurători de Radiație (ICRU) au publicat recomandări și date care sunt utilizate pentru calcularea acestora.

Unități de măsurăEdit

Există o serie de măsuri diferite ale dozei de radiații, inclusiv doza absorbită (D) măsurată în:

• grays (Gy) energia absorbită pe unitate de masă (J-kg-1)
• Doza echivalentă (H) măsurată în sieverts (Sv)
• Doza efectivă (E) măsurată în sieverts
• Kerma (K). măsurată în grays
• produsul doză-suprafață (DAP) măsurat în centimetri gri2
• produsul doză-lungime (DLP) măsurat în centimetri gri
• rads o unitate de măsură depreciată a dozei de radiații absorbite, definită ca 1 rad = 0.01 Gy = 0,01 J/kg
• Roentgen o unitate de măsură moștenită pentru expunerea la raze X

Care măsură este adesea descrisă pur și simplu ca „doză”, ceea ce poate duce la confuzie. Unitățile non-SI sunt încă utilizate, în special în SUA, unde doza este adesea raportată în rads și echivalentul de doză în rems. Prin definiție, 1 Gy = 100 rad și 1 Sv = 100 rem.

Mărimea fundamentală este doza absorbită (D), care este definită ca fiind energia medie transmisă (dE) pe unitatea de masă (dm) de material (D = dE/dm) Unitatea SI a dozei absorbite este gray-ul (Gy) definit ca un joule pe kilogram. Doza absorbită, ca măsură punctuală, este adecvată pentru a descrie expunerile localizate (de exemplu, expunerea parțială a unui organ), cum ar fi doza tumorală în radioterapie. Ea poate fi utilizată pentru a estima riscul stocastic, cu condiția să se precizeze cantitatea și tipul de țesut implicat. Nivelurile de doză de diagnosticare localizată se situează de obicei în intervalul 0-50 mGy. La o doză de 1 miligray (mGy) de radiație fotonică, fiecare nucleu celular este străbătut în medie de o pistă de electroni eliberați.

Doza echivalentăEdit

Doza absorbită necesară pentru a produce un anumit efect biologic variază între diferite tipuri de radiații, cum ar fi fotonii, neutronii sau particulele alfa. Acest lucru este luat în considerare prin doza echivalentă (H), care este definită ca fiind doza medie la organul T prin tipul de radiație R (DT,R), înmulțită cu un factor de ponderare WR . De exemplu, pentru aceeași doză absorbită în Gy, particulele alfa sunt de 20 de ori mai puternice din punct de vedere biologic decât razele X sau gama. Măsura „echivalentului de doză” nu face obiectul unei medii organice și este utilizată în prezent doar pentru „cantități operaționale”. Doza echivalentă este concepută pentru estimarea riscurilor stocastice generate de expunerile la radiații. Efectul stocastic este definit pentru evaluarea dozei de radiații ca fiind probabilitatea de inducere a cancerului și a daunelor genetice.

Deoarece doza este mediată pe întregul organ; doza echivalentă este rareori potrivită pentru evaluarea efectelor acute ale radiațiilor sau a dozei tumorale în radioterapie. În cazul estimării efectelor stocastice, presupunând un răspuns linear la doză, această mediere nu ar trebui să facă nicio diferență, deoarece energia totală transmisă rămâne aceeași.

Doza efectivăEdit

Doza efectivă este cantitatea centrală de doză pentru radioprotecție utilizată pentru a specifica limitele de expunere pentru a se asigura că apariția efectelor stocastice asupra sănătății este menținută sub niveluri inacceptabile și că sunt evitate reacțiile tisulare.

Este dificil de comparat riscul stocastic al expunerilor localizate la diferite părți ale corpului (de exemplu, o radiografie toracică în comparație cu o tomografie computerizată a capului) sau de comparat expunerile la aceeași parte a corpului, dar cu modele de expunere diferite (de exemplu, o tomografie computerizată cardiacă cu o tomografie cardiacă de medicină nucleară). O modalitate de a evita această problemă este de a calcula pur și simplu media unei doze localizate pe întregul corp. Problema acestei abordări este că riscul stocastic de inducere a cancerului variază de la un țesut la altul.

Doza efectivă E este concepută pentru a ține cont de această variație prin aplicarea unor factori de ponderare specifici pentru fiecare țesut (WT). Doza efectivă furnizează doza echivalentă pentru întregul corp care dă același risc ca și expunerea localizată. Ea este definită ca fiind suma dozelor echivalente pentru fiecare organ (HT), fiecare înmulțită cu factorul de ponderare al țesutului respectiv (WT).

Factorii de ponderare sunt calculați de Comisia Internațională pentru Protecție Radiologică (ICRP), pe baza riscului de inducere a cancerului pentru fiecare organ și ajustați pentru letalitatea asociată, calitatea vieții și anii de viață pierduți. Organele care se află la distanță de locul de iradiere vor primi doar o doză echivalentă mică (în principal din cauza împrăștierii) și, prin urmare, vor contribui puțin la doza efectivă, chiar dacă factorul de ponderare pentru acel organ este ridicat.

Dosarul efectiv este utilizat pentru a estima riscurile stocastice pentru o persoană „de referință”, care este o medie a populației. Ea nu este adecvată pentru estimarea riscului stocastic pentru expunerile medicale individuale și nu este utilizată pentru a evalua efectele acute ale radiațiilor.

.

.