A KURSUS 2014 Diagnostisk Radiologi : Fysik og Radiobiologi GRUNDLÆGGENDE DOSIMETRI

Transkript

1 A KURSUS 2014 Diagnostisk Radiologi : Fysik og Radiobiologi GRUNDLÆGGENDE DOSIMETRI Erik Andersen, ansvarlig fysiker CIMT Medico, Herlev, Gentofte, Glostrup Hospital

2 Fysiske størrelser og enheder : Fysisk størrelse Symbol Enhed Navn Fluence Φ 1/m 2 - Exposure X R Røntgen Kerma K Gy Gray Absorberet dosis D Gy Gray Ækvivalent dosis H Sv Sievert Effektiv dosis E Sv Sievert Fluence Φ : N A Fotonenergi E antal fotoner areal Energi fluence Ψ = N E / A Ψ = energi / areal [ J/m 2 ] N E A

3 Exposure X : X dq ladning, dm masse Røntgen R Coulomb kg Exposure X udtrykker røntgenstrålingens evne til at ionisere atmosfærisk luft. 1 R = den mængde stråling der skal til for at ionisere atmosfærisk luft ( STP ), således at der i et standard ionkammer opsamles en ladning på 2, C/kg. Standard ionkammer : Exposure X = dq/dm [ X ] = R

4 Kerma K : Kerma = Kinetic energy released in matter detr K, dm J Gy kg Gy = Gray de tr = hv 1 hv 2 = E kin K = overført kinetisk energi pr. kg Energi tilført Energi afsat Energi transmitteret Absorberet dosis D : hv 3 deabs D, dm Gy J kg hv 1 e - E kin de abs = hv 1 hv 2 hv 3 = E kin hv 3 D = afsat energi pr. kg dm hv 2 Under CPE ( Charged Particle Equilibrium ) gælder : D = K ( 1 g ) g = % - bremsestråling

5 Ækvivalent dosis H : H = w R D, H måles i Sv ( Sievert ) w R = radiation weighting factor ( ~ RBE ) Generelt : H T = Σ w R D T,R X-ray α dm e - p ICRP 103 : w R Strålingstype : Røntgen Elektroner Protoner α -partikler w R Effektiv dosis E : E = Σ w T H T = Σ w T Σ w R D T,R w T = tissue weighting factor H T = ækvivalent dosis til organ/væv D T = absorberet dosis til organ/væv Effektiv dosis E måles i Sv ( Sievert ) Rolf Sievert ICRP 103 : W T faktorer Organ / væv : Rød knoglemarv Colon Lunger Mavesæk Brystvæv Gonader Urinblære Lever Spiserør Thyreoidea Hud Hjerne Spytkirtler Knogleoverflade Resten af kroppen 0,05 0,20 0,05 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,05 0,08 0,04 0,04 0,04 0,04 0,01 0,01 0,01 0,01

6 Effektiv dosis : Røntgenbillede af abdomen Parametre : Generatorspænding kvp Røntgenrørets output mgy/mas Filtrering Fokus-hud-afstand Feltstørrelse Projektion Patientens tykkelse og BMI Rastertype, raster ratio R Detektortype: Flat panel, CR, film/folie.. Speedklasse: 400, 200, E = Σ w T H T = w colon H colon + w mave H mave +. Effektiv dosis ca. 0,5 msv Eks.: Risiko for stråleinduceret cancer - ca. 5% pr. Sv patienter, 0,5 msv pr. patient Stokastisk : 5 personer

7 Dosisprogram : PCXMC

8 CT dosisberegning : ImPACT CT

9 Exposure og afsat energi / dosis : En strålingsexposition ( exposure ) på 1 R genererer en ladning på 2, C i 1 kg atmosfærisk luft ( STP ). 2,5810 1, Derved dannes 1,6110 ionpar ( pr. kg ) 19 C C At danne ét ionpar i luft kræver i energien 33,94 ev Absorberet strålingsenergi pr. kg er absorberet dosis D : D = 1, ionpar/kg 33,94 ev/ionpar 1, J/eV = 0,00876 J/kg = 0,00876 Gy = 8,76 mgy Dvs.: 1 mr ~ 8,76 μgy Ældre enheder : 1 rad = 0,01 Gy, 1 rem = 0,01 Sv Eks.: Dødelig helkropsdosis 10 Gy = 10 J/kg. E mct E 10J T mc kj 1kg4,186 o kg C 0,0024 o C H 2 O Specifik varmekapacitet for H 2 O : c = 4,186 kj/kg oc

10 Dosis Areal Produkt : DAP meter Dosis Areal 1 D( r) D o R A( r) 4 R DAP D( r) A( r) D konst. 2 2 o 1 4 R 2 R 2 D 4 o D o Dosis Areal Produktet DAP måles i mgy cm 2, Gy cm 2, µgy m 2 Samme rørstrøm ma Samme FPA Samme kv DAP1 DAP2 Radius 1 Radius 2 Hvis Radius2 = 2 x Radius1 : DAP 2 = 4 x DAP 1

11 Patientdoser & Referencedoser DRL : Konventionel røntgen : SIS 2012 Undersøgelse Referencedosis DAP Effektiv dosis Thorax 0,3 Gycm2 0,05 msv Bækken 1,5 Gycm2 0,45 msv Intravenøs urografi 20 Gycm2 4 msv Columna lumbalis 5,5 Gycm2 1,2 msv Colon 25 Gycm2 7 msv Computed Tomography CT : SIS 2001 Undersøgelse CT Referencedosis DLP Effektiv dosis Hoved 1100 mgycm 3 msv Thorax 700 mgycm 12 msv Abdomen 800 mgycm 12 msv Lever og milt 900 mgycm 14 msv Bækken 600 mgycm 11 msv

12 Detektorer til måling af dosis : a) Ionkammer b) Halvleder detektor c) Termo Luminescence Dosimeter - TLD

13 Ionkammer : Måling af dosis i væv: x air væv µ en /ρ = masse-energi absorptions koefficient Air - equivalent kappe materiale Kavitet med luft ( volumen cm 3 ) Måling R korrigeres for P og T RT R 0 P P 0 T T P 0, T 0 = tryk & temperatur ved STP 0 Dvæv Dair en en væv air

14 Beregning / vurdering af organdosis : ICRP Publication 74

15 Persondosimeter : Film dosimetre, TLD dosimetre TLD dosimeter SIS : Årsstatistik for persondosimetri 2010 Røntgen afd. Anden røntgen Stråleterapi Nuklear Medicin Antal brugersteder Antal personer Dosisinterval ( msv ) : < 0,1 0,1-0,5 0, SIS dosisgrænse : 20 msv Baggrundsstråling : 4 msv Total dosis ( msv ) Middeldosis pr. person msv 168,6 0,04 289,8 0,08 47,0 0,03 725,7 0,69

16 EDD 30 Educational Direct Dosimeter Måling af spredt stråling ved gennemlysningsundersøgelser EDD 30 : Kun relative dosismålinger ingen absolutte værdier Kalibrering af dosimetre

17 .. what you see is what you get The End!