a kursus 2014drs-uddannelse.dk/onewebmedia/fysik og radiobiologi 2014... · 2014-09-23 · erik...
TRANSCRIPT
Erik Andersen, ansvarlig fysiker
CIMT Medico, Herlev, Gentofte, Glostrup Hospital
A KURSUS 2014Diagnostisk Radiologi : ” Fysik og Radiobiologi ”
GRUNDLÆGGENDE DOSIMETRI
Fysiske størrelser og enheder :
Fysisk størrelse Symbol Enhed Navn
Fluence Φ 1/m2 -
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 :
arealfotonerantal
AN
Fotonenergi E
Energi fluence Ψ = N ·E / A
Ψ = energi / areal [ J/m2 ]
N
A
E
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 2,58 · 10-4 C/kg.
kgCoulombRRøntgen
masseladning
dmdQX ,
Exposure X :
Standard ionkammer :
Exposure X = dQ/dm
[ X ] = R
Kerma K :
kgJGy
dmdEK tr
,
dEtr = hv1 – hv2 = Ekin
hv1
Ekin
hv3
e-
hv2dm
Kerma = Kinetic energy released in matter
Absorberet dosis D :
kgJGy
dmdED abs
,
dEabs = hv1 – hv2 – hv3 = Ekin – hv3
Under CPE ( Charged Particle Equilibrium ) gælder :D = K · ( 1 – g ) g = ” % - bremsestråling ”
D = afsat energi pr. kg
K = overført kinetisk energi pr. kg
Gy = GrayEnergi tilført
Energi afsat
Energi transmitteret
Generelt : HT = Σ wR · DT,R
ICRP 103 : wR
dm
X-raye-
α p
Ækvivalent dosis H :
H = wR · D , H måles i Sv ( Sievert )
wR = radiation weighting factor ( ~ RBE ) Strålingstype : wR
RøntgenElektronerProtonerα - partikler
11520
Organ / væv : 1990 2007
Rød knoglemarvColonLungerMavesækBrystvævGonaderUrinblæreLeverSpiserørThyreoideaHudHjerneSpytkirtlerKnogleoverfladeResten af kroppen
0,120,120,120,12 0,050,200,050,050,050,050,01
0,010,05
0,120,120,120,12 0,120,080,040,040,040,040,010,010,010,010,12
wT = tissue weighting factorHT = ækvivalent dosis til organ/vævDT = absorberet dosis til organ/væv
Effektiv dosis E :E = Σ wT · HT = Σ wT Σ wR · DT,R
Effektiv dosis E måles i Sv ( Sievert )
Rolf Sievert
ICRP 103 : WT faktorer
Parametre :Generatorspænding kVpRøntgenrørets output mGy/mAsFiltreringFokus-hud-afstand Feltstørrelse ProjektionPatientens tykkelse og BMIRastertype , raster ratio RDetektortype: Flat panel , CR , film/folie..Speedklasse: 400 , 200, 100 ..
Effektiv dosis : Røntgenbillede af abdomen
E = Σ wT · HT= wcolon· Hcolon + wmave· Hmave + ….
Effektiv dosis ca. 0,5 mSv
Eks.: Risiko for stråleinduceret cancer - ca. 5% pr. Sv200.000 patienter, 0,5 mSv pr. patientStokastisk : 5 personer
Dosisprogram : PCXMC
CT dosisberegning : ImPACT CT
Dvs.: 1 mR ~ 8,76 μGy
Exposure og afsat energi / dosis :
Ældre enheder : 1 rad = 0,01 Gy, 1 rem = 0,01 Sv
En strålingsexposition ( exposure ) på 1 R genererer en ladning på 2,58 · 10-4 C i 1 kg atmosfærisk luft ( STP ).
Derved dannes ionpar ( pr. kg )
At danne ét ionpar i luft kræver i energien 33,94 eV
Absorberet strålingsenergi pr. kg er absorberet dosis D :
1519
4
1061,110602,11058,2
CC
D = 1,61·1015 ionpar/kg · 33,94 eV/ionpar · 1,602 ·10-19 J/eV= 0,00876 J/kg = 0,00876 Gy = 8,76 mGy
H2O
Eks.: Dødelig helkropsdosis 10 Gy = 10 J/kg .
C
CkgkJkg
Jcm
ET
TcmE
o
o
0024,0186,41
10
Specifik varmekapacitet for H2O : c = 4,186 kJ/kg·oC
Dosis Areal Produkt : DAP – meter
.
441)()(
4)(
1)(
22
2
2
konst
DRR
DrArDDAP
RrAArealR
DrDDosis
oo
o
Do
Radius 1 Radius 2
Samme rørstrøm mASamme FPASamme kV
DAP1 DAP2
Hvis Radius2 = 2 x Radius1 : DAP2 = 4 x DAP1
Dosis Areal Produktet DAP måles i mGy·cm2 , Gy·cm2 , µGy·m2
Patientdoser & Referencedoser DRL :
Undersøgelse ReferencedosisDAP
Effektivdosis
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
Konventionel røntgen : SIS 2012 UndersøgelseCT
ReferencedosisDLP
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
Computed Tomography CT : SIS 2001
Detektorer til måling af dosis :
a) Ionkammer
b) Halvleder detektor c) Termo Luminescence Dosimeter - TLD
Ionkammer :
0
00
TT
PPRRT
Air - equivalent kappe materiale Kavitet med luft ( volumen cm3 )Måling R korrigeres for P og T
P0, T0 = tryk & temperatur ved STP
air
en
væv
en
airvæv DD
Måling af dosis i væv:
µen/ρ = masse-energi absorptions koefficient
væv
xair
Beregning / vurdering af organdosis :
ICRP Publication 74
Persondosimeter :Film dosimetre , TLD dosimetre
TLD dosimeter
2010 Røntgen afd.
Anden røntgen
Stråle-terapi
Nuklear Medicin
Antal brugerstederAntal personerDosisinterval ( mSv ) :
< 0,10,1 - 0,50,5 - 1
1 - 55 - 20
1433747
32404404125
3543741
310048293633
401674
152512412121
401046
35028596
3114
Total dosis ( mSv )Middeldosis pr. person mSv
168,60,04
289,80,08
47,00,03
725,70,69
SIS : Årsstatistik for persondosimetri
SIS dosisgrænse : 20 mSv
Baggrundsstråling : 4 mSv
EDD 30 – Educational Direct Dosimeter
Måling af spredt stråling ved gennemlysnings-undersøgelser
EDD 30 :Kun relative dosismålinger –ingen absolutte værdier
Kalibrering af dosimetre ……
.. what you
see is what
you get …
The End !