Storheter och enheter inom strålskyddsdosimetrin Vad är Gy cm 2 för nåt??

Transkript

1 Storheter och enheter inom strålskyddsdosimetrin Vad är Gy cm 2 för nåt?? Jan Persliden professor, sjukhusfysiker Universitetssjukhuset Örebro

2

3 Storheter och enheter Vem var Sievert?

4 Rolf Maximillian Sievert ( ) Den svenska radiofysikens fader Professor i Radiofysik i Stockholm Grundare av SSI och Inst radiofysik, KI. Internationellt verksam ssk ICRP. Fått en stråldosenhet uppkallad efter sig

5 Dos = absorberad energi per massenhet Sort Joule/kg eller Gray (Gy) Egentligen en punktegenskap för Dos = limes energi/massenhet massenhet -> 0

6 Dosmätning Enhet: Gy

7 Gray är en mycket stor enhet. 6 Gy i helkroppsdos dödar en människa (LD 50,30 = 5 Gy) men får en 6,0 W glödlampa att lysa 1 sekund, OBS inte 60 W utan 6 W. Det är bara i strålterapi vi använder Gy, exvis. tumördos 60 Gy. Inom Röntgen jobbar vi med millisivert

8 Ekvivalent dos (H T ) Då tittar man på biologisk effekt av strålningen Alfa, neutroner har större biologisk effekt än elektroner och röntgen/gamma Olika viktsfaktorer används För röntgen och gamma, elektroner är viktfaktorn = 1 Sort = Sievert (S) eller millisievert, msv

9 Ekvivalent dos (H T ) Den ekvivalenta dosen H T till organet T är, summerat över samtliga strålslag R, medelvärdet av den absorberade dosen D T,R i organet T för varje strålslag R, multiplicerat med respektive strålslags viktningsfaktor w R. H T = Σ w R D T,R

10 Vaddå??

11 Viktningsfaktorer (wr) för olika strålslag och energiområden Strålslag och energiområde wr Fotoner, alla energiområden 1 Elektroner och myoner, alla energiområden 1 Neutroner vid energi E (MeV):» exp(- 1/6(ln (2E))**2) Protoner, utom rekylprotoner, energi > 2 MeV 5 Alfapartiklar, Klyvningsfragment och Tunga kärnor 20

12 Effektiv dos (E) Då tittar man på olika kroppsorgans cancerkänslighet, de får olika vikter Sort = Sievert eller millisievert

13 Effektiv dos (E) Olika organs känslighet för cancer har viktats. Data från Japanmaterialet (Atombomberna över Hiroshima och Nagasaki 1945). Pågående forskning och viktsfaktorerna har ändrats 1990 och ändring på gång igen.

14 Effektiv dos (E) E beräknas genom uttrycket E = Σ w T Σ w R D T,R = Σ w T H T w T är viktningsfaktorn för vävnaden eller organet T.

15 Vaddå??

16 Viktningsfaktorer (w ) för olika T vävnader och organ Könskörtlar 0,20 Lever 0,05 Benmärg (röd) 0,12 Matstrupe 0,05 Tjocktarm 0,12 Sköldkörtel 0,05 Lunga 0,12 Hud 0,01 Magsäck 0,12 Benvävnad (ytan) 0,01 Urinblåsa 0,05 Resten av kroppen 0,05 Bröst 0,05

17 Effektiv dos (E) Mätning Monte Carlo- simulering Tabellvärden Enhet: Sv

18 Effektiv dos (E) Vi mäter infallande strålning. Vi räknar ut ekvivalenta dosen till olika organ (Monte Carlo simulering i dator). Vi multiplicerar med viktsfaktorn för organet. Vi summerar bidraget från alla organ = Effektiv dos

19 Exempel på effektiva doser inom röntgendiagnostiken i Sverige (SSI) En CT ger 5-10 msv En magundersökning ca 1 msv En urografi ca 4 msv Colon ca 10 msv Ländrygg ca 1,8 msv Lungor ca 0,1 msv

20 Gy cm 2???? KAP-mätning, (Kerma Area Produktmätning) Dos i centrum av ett strålfält * fältstorlek Alltså en kombination av hur mycket vi strålar på en patient i en punkt men också hur dåligt du bländar in!!! Eller bra!!!! Sort = Gy cm 2

21 KAP (kerma( area-produkt) Enhet: Gy cm 2

22 Referensdos-nivåer (SSI) Organ Nivå Medel i Sverige Colon 50 Gy cm 2 39 Gy cm 2 Lungor 1 0,6 Ländrygg 10 8 Urografi 20 22

23 Entrance Surface Dose (ESD) Ingångs-yt-dos, mgy eller msv Med eller utan bakåtspridning. Med: huddos eller ekvivalent huddos, Sv Utan: Dos fritt i luft, Gy

24 Entrance Surface Dose (ESD ) Enhet: Gy

25 Dosgränser Situation Period Storhet Högsta effektiva dos eller ekvivalent dos (msv) Arbetstagare År Effektiv dos 50 Ekvivalent dos till ögats lins 150 Ekvivalent dos till hud 500 Ekvivalent dos till extremiteter 500 Samtidigt gäller under fem på varandra följande år Effektiv dos 100 ÖREBRO LÄNS LANDS TING Regionsjukhuset Avd. för sjukhusfysik Universitetssjukhuset K-W Beckman 13-sep sep-99 Sjukhusfysiker

26 Exempel på personal-dos-nivåer -USÖ, 2006, årsdos Röntgen Gastro: 0,2 2,1 msv Akut: 0,1-1,4 Thoraxradiol: 0,2-7,5 Fys-lab: 0,1-3,5

27

28 Datortomografi CTDI = Computed Tomography Dose Index Mäts i enheten: Gy Mäts med penn-jonkammare i plexiglas fantom.

29 Leitz W, Axelsson B and Szendrö G. Computed tomography dose assessment - a practical approach. Radiation Protection Dosimetry, 57 (1-4), (1995)

30

31

32 The principal dosimetric quantity used in CT is the computed tomography dose index (CTDI). This is defined (6) as the integral along a line parallel to the axis of rotation (z) of the dose profile (D(z)) for a single slice, divided by the nominal slice thickness T: (m In practice, a convenient assessment of CTDI can be made using a pencil ionisation chamber with an active length of 100 mm so as to provide a measurement of CTDI 100 expressed in terms of absorbed dose to air (mgy). Such measurements may be carried out free-inair on or parallel with the axis of rotation of the scanner (CTDI 100, air ), or at the centre (CTDI 100, c ) and 10 mm below the surface (CTDI 100, p ) of standard CT dosimetry phantoms. The subscript `n' ( n CTDI) is used to denote when these measurements have been normalised

33

34

35 Vaddå??

36

37 Jassååå!!

38

39

40 the normalised average dose to the slice (7) is approximated by the (normalised) weighted CTDI (CTDI w ): (mgy(mas) -1 ) (2) where C is the radiographic exposure (mas) and CTDI 100,p represents an average of measurements at four different locations around the periphery of the phantom.

41

42 In the case of helical (spiral) scanning: (mgy cm) (5) where, for each of i helical sequences forming part of an examination, T is the nominal irradiated slice thickness (cm), A is the tube current (ma) and t is the total acquisition time (s) for the sequence. n CTDI w is determined for a single slice as in serial scanning

43 Dose-length product for a complete examination: (mgy where i represents each serial scan sequence forming part of an examination and N is the number of slices, each of thickness T (cm) and radiographic exposure C (mas), in a particular sequence.

44

45

46