Emilen doz - Absorbed dose

Emilen iyonlaştırıcı radyasyon dozu
Ortak semboller
D
SI birimiGri
Diğer birimler
Rad, Erg
İçinde SI temel birimleriJ ⋅kilogram−1

Emilen doz depolanmış enerjinin ölçüsü olan bir doz miktarıdır. Önemli olmak tarafından iyonlaştırıcı radyasyon birim kütle başına. Her ikisinde de canlı dokudaki doz alımının hesaplanmasında emilen doz kullanılır. radyasyon koruması (zararlı etkilerin azaltılması) ve radyoloji (örneğin kanser tedavisinde potansiyel faydalı etkiler). Ayrıca radyasyonun cansız maddeler üzerindeki etkisini doğrudan karşılaştırmak için de kullanılır. radyasyon sertleşmesi.

Sİ ölçü birimi gri (Gy), bir kilogram madde için emilen bir Joule enerji olarak tanımlanır.[1] Daha eski, SI olmayan CGS birim rad, bazen ağırlıklı olarak ABD'de de kullanılmaktadır.

Deterministik etkiler

Geleneksel olarak, radyasyondan korunmada, modifiye edilmemiş absorbe edilmiş doz, sadece yüksek seviyelerde akut doz nedeniyle sağlık üzerindeki anlık etkileri belirtmek için kullanılır. Bunlar doku etkileridir, örneğin akut radyasyon sendromu belirleyici etkiler olarak da bilinir. Kısa sürede gerçekleşmesi kesin olan etkilerdir.

Akut radyasyona maruz kalmanın etkileri

EvreSemptomTüm vücut emilen doz (Gy )
1–2 Gy2–6 Gy6–8 Gy8–30 Gy> 30 Gy
HemenMide bulantısı ve kusma5–50%50–100%75–100%90–100%100%
Başlangıç ​​zamanı2–6 saat1-2 saat10-60 dk<10 dkDakika
Süresi<24 saat24–48 saat<48 saat<48 saatYok (hastalar 48 saatten kısa sürede ölür)
İshalYokHiçbiri ile hafif arası (<% 10)Ağır (>% 10)Ağır (>% 95)Ağır (% 100)
Başlangıç ​​zamanı—3–8 saat1-3 saat<1 saat<1 saat
Baş ağrısıHafifHafif ila orta (% 50)Orta (% 80)Şiddetli (% 80–90)Şiddetli (% 100)
Başlangıç ​​zamanı—4–24 s3-4 saat1-2 saat<1 saat
AteşYokOrta düzeyde artış (% 10-100)Orta ila şiddetli (% 100)Şiddetli (% 100)Şiddetli (% 100)
Başlangıç ​​zamanı—1-3 saat<1 saat<1 saat<1 saat
CNS işleviBozulma yokBilişsel bozukluk 6–20 saatBilişsel bozukluk> 24 saatHızlı yetersizlikNöbetler, titreme, ataksi, letarji
Gizli dönem28–31 gün7-28 gün<7 günYokYok
HastalıkHafif ila orta Lökopeni
Yorgunluk
Zayıflık		Orta ila şiddetli Lökopeni
Purpura
Kanama
Enfeksiyonlar
Alopesi 3'ten sonraGy		Şiddetli lökopeni
Yüksek ateş
İshal
Kusma
Baş dönmesi ve yönelim bozukluğu
Hipotansiyon
Elektrolit bozukluğu		Mide bulantısı
Kusma
Şiddetli ishal
Yüksek ateş
Elektrolit bozukluğu
Şok		Yok (hastalar 48 saatten kısa sürede ölür)
Ölüm oranıUmursamadan0–5%5–95%95–100%100%100%
Dikkatle0–5%5–50%50–100%99–100%100%
Ölüm6-8 hafta4-6 hafta2-4 hafta2 gün - 2 hafta1-2 gün
Tablo kaynağı[2]

Radyasyon tedavisi

Ana makale: radyasyon tedavisi

Gelen radyasyonun hedef dokuya verdiği enerji miktarının ölçüsü olduğu için dokudaki emilen dozun ölçümü radyobiyolojide temel bir öneme sahiptir.

Doz hesaplama

Emilen doz, maruz kalınan radyasyona eşittir (iyonlar veya C / kg) iyonize edilecek ortamın iyonlaşma enerjisi ile çarpılan radyasyon ışını.

Örneğin, kuru havanın 20 ° C ve 101.325'deki iyonizasyon enerjisikPa baskı 33.97±0,05 J / C.[3] (İyon çifti başına 33,97 eV) Bu nedenle, 2.58×10−4 C / kg (1 röntgen ) emilen bir dozu bırakır. 8.76×10−3 J / kg (0,00876 Gy veya 0,876 rad) bu koşullarda kuru havada.

Emilen doz muntazam olmadığında veya yalnızca bir vücut veya nesnenin bir kısmına uygulandığında, emilen dozların her noktada kütle ağırlıklı ortalaması alınarak tüm eşyanın emilen bir doz temsilcisi hesaplanabilir.

Daha kesin,[4]

Nerede

T maddesinin tamamının kütle ortalamalı absorbe dozudur
ilgi konusu
lokasyonun bir fonksiyonu olarak absorbe edilen doz
konumun bir fonksiyonu olarak yoğunluk
hacim

Tıbbi hususlar

Tek tip olmayan emilen doz, düşük enerjili x-ışınları veya beta radyasyonu gibi yumuşak radyasyonlar için yaygındır. Kendini koruma, emilen dozun, kaynağa bakan dokularda vücudun daha derinlerine göre daha yüksek olacağı anlamına gelir.

Radyoterapi tedavilerinin risklerinin değerlendirilmesinde kütle ortalaması önemli olabilir, çünkü bunlar vücuttaki çok özel hacimleri, tipik olarak bir tümörü hedef alacak şekilde tasarlanmıştır. Örneğin, bir hastanın kemik iliği kütlesinin% 10'u lokal olarak 10 Gy radyasyonla ışınlanırsa, kemik iliğinde emilen doz genel olarak 1 Gy olacaktır. Kemik iliği vücut kütlesinin% 4'ünü oluşturur, bu nedenle tüm vücut tarafından emilen doz 0.04 Gy olacaktır. İlk rakam (10 Gy) tümör üzerindeki lokal etkilerin göstergesidir, ikinci ve üçüncü rakam (1 Gy ve 0.04 Gy) ise tüm organizma üzerindeki genel sağlık etkilerinin daha iyi göstergeleridir. Kanser riskinin veya diğer stokastik etkilerin tahmin edilmesi için gerekli olan anlamlı bir etkin doza ulaşmak için bu rakamlar üzerinde ek dozimetri hesaplamalarının yapılması gerekecektir.

İyonlaştırıcı radyasyon kanseri tedavi etmek için kullanıldığında, doktor genellikle radyoterapi gri birimler halinde işlem. Tıbbi Görüntüleme dozlar birimleri cinsinden tanımlanabilir Coulomb başına kilogram, ama ne zaman radyofarmasötikler kullanılırsa, genellikle şu birimlerde uygulanırlar: Becquerel.

Stokastik risk - eşdeğer doza dönüştürme

Radyasyondan korunma ve dozimetride kullanılan harici doz miktarları
"Koruma dozu" miktarlarının ilişkisini gösteren grafik Sİ birimleri

İçin stokastik radyasyon riski olarak tanımlanan olasılık Kanser indüksiyonu ve uzun bir zaman ölçeğinde ortaya çıkan genetik etkiler, radyasyon tipi ve ışınlanmış dokuların hassasiyeti dikkate alınmalıdır, bu da bir risk faktörü oluşturmak için modifiye edici faktörlerin kullanılmasını gerektirir. Sieverts. Bir sievert, beraberinde% 5.5'lik bir şansı taşır. doğrusal eşiksiz model.[5][6] Bu hesaplama absorbe edilen doz ile başlar.

Stokastik riski temsil etmek için doz miktarları eşdeğer doz H T ve etkili doz E kullanılır ve bunları absorbe edilen dozdan hesaplamak için uygun doz faktörleri ve katsayıları kullanılır.[7] Eşdeğer ve etkili doz miktarları, Sievert veya rem bu biyolojik etkilerin hesaba katıldığı anlamına gelir. Stokastik riskin türetilmesi, Uluslararası Radyasyondan Korunma Komitesi (ICRP) ve Uluslararası Radyasyon Birimleri ve Ölçümleri Komisyonu (ICRU). Onlar tarafından geliştirilen tutarlı radyolojik koruma miktarları sistemi ekteki diyagramda gösterilmektedir.

Tüm vücut radyasyonu için Gama ışınları veya röntgen değiştirici faktörler sayısal olarak 1'e eşittir, bu, bu durumda gri renkteki dozun sievertlerdeki doza eşit olduğu anlamına gelir.

Absorbe edilen doz konseptinin geliştirilmesi ve gri

Erken kullanma Crookes tüp 1896'da X-Ray cihazı. Bir adam elini bir floroskop tüp emisyonlarını optimize etmek için diğerinin kafası tüpe yakın. Önlem alınmıyor.
1936'da Hamburg'daki St.Georg hastanesinde dikilen Radyoloji Şehitleri anıtı, 1959'da daha fazla isim eklendi.

Wilhelm Röntgen ilk keşfedildi X ışınları 8 Kasım 1895'te tıbbi teşhisler için, özellikle kırık kemikler ve önceki tekniklere göre devrim niteliğinde bir gelişme olan gömülü yabancı nesneler için kullanımı çok hızlı bir şekilde yayıldı.

X-ışınlarının yaygın kullanımı ve iyonlaştırıcı radyasyonun tehlikelerinin giderek daha fazla farkına varılması nedeniyle, radyasyon yoğunluğu için ölçüm standartları gerekli hale geldi ve çeşitli ülkeler farklı tanım ve yöntemler kullanarak kendi geliştirdiler. Sonunda, uluslararası standardizasyonu teşvik etmek için, 1925'te Londra'daki ilk Uluslararası Radyoloji Kongresi (ICR) toplantısı, ölçü birimlerini dikkate alacak ayrı bir organ önerdi. Bu, Uluslararası Radyasyon Birimleri ve Ölçümleri Komisyonu veya ICRU,[a] 1928'de Stockholm'deki Second ICR'de, başkanlığında kuruldu. Manne Siegbahn.[8][9][b]

X ışınlarının yoğunluğunu ölçmenin en eski tekniklerinden biri, havadaki iyonlaştırıcı etkisini hava dolu bir iyon odası. İlk ICRU toplantısında, bir birim X-ışını dozunun, bir tane üretecek X-ışınlarının miktarı olarak tanımlanması önerildi. esu birinde şarj santimetre küp 0'da kuru hava° C ve 1 standart atmosfer basınç. Bu radyasyona maruz kalma birimi, röntgen Beş yıl önce ölen Wilhelm Röntgen onuruna. ICRU'nun 1937 toplantısında, bu tanım aşağıdakilere uygulanacak şekilde genişletildi: gama radyasyonu.[10] Bu yaklaşım, standardizasyonda büyük bir adım olsa da, insan dokusu dahil çeşitli madde türlerinde radyasyon emiliminin ve dolayısıyla iyonizasyon etkisinin doğrudan bir ölçüsü olmama dezavantajına sahipti ve yalnızca belirli bir durumda X ışınları; kuru havada iyonizasyon etkisi.[11]

1940 yılında Louis Harold Gray nötron hasarının insan dokusu üzerindeki etkisini araştıran, William Valentine Mayneord ve radyobiyolog John Read, yeni bir ölçü biriminin adı verilen bir makale yayınladı. "gram röntgen" (sembol: gr) önerildi ve "bir radyasyon röntgeni ile birim hacim su içinde üretilen enerji artışına eşit doku birim hacminde enerji artışı üreten nötron radyasyonu miktarı" olarak tanımlandı.[12] Bu birim havada 88 erg'e eşdeğer bulundu ve emilen dozu, daha sonra bilindiği üzere, radyasyonun sadece radyasyona maruz kalma veya yoğunluğun bir ifadesine değil, radyasyonun ışınlanmış malzeme ile etkileşimine bağlı yaptı. temsil edildi. 1953'te ICRU, rad, emilen radyasyonun yeni ölçü birimi olarak 100 erg / g'ye eşittir. Rad tutarlı olarak ifade edildi cgs birimleri.[10]

1950'lerin sonlarında, CGPM, ICRU'yu diğer bilimsel organlara katılmaya davet etti. Uluslararası Birimler Sistemi veya SI.[13] Soğurulan radyasyonun SI biriminin, birim kütle başına biriken enerji olarak tanımlanmasına karar verildi; bu, rad nasıl tanımlandı, ancak MKS birimleri J / kg olacaktır. Bu, 1975'te 15. CGPM tarafından onaylandı ve birim, 1965'te ölen Louis Harold Gray'in onuruna "gri" olarak adlandırıldı. Gri, cgs birimi olan 100 rad'a eşitti.

Diğer kullanımlar

Absorbe edilen doz, ışınlamayı yönetmek ve iyonlaştırıcı radyasyonun cansız maddeler üzerindeki etkilerini çeşitli alanlarda ölçmek için de kullanılır.

Bileşen beka kabiliyeti

Emilen doz, iyonlaştırıcı radyasyon ortamlarında elektronik bileşenler gibi cihazların beka kabiliyetini derecelendirmek için kullanılır.

Radyasyonla sertleştirme

Cansız madde tarafından emilen emilen dozun ölçümü, süreçte hayati önem taşır. radyasyon sertleşmesi Bu, elektronik cihazların radyasyon etkilerine karşı direncini artırır.

Gıda ışınlaması

Absorbe edilen doz, sağlamak için kullanılan fiziksel doz miktarıdır. ışınlanmış yiyecek etkinliği sağlamak için doğru dozu almıştır. Uygulamaya bağlı olarak değişken dozlar kullanılır ve 70 kGy'ye kadar çıkabilir.

Radyasyonla ilgili miktarlar

Aşağıdaki tablo SI ve SI olmayan birimlerdeki radyasyon miktarlarını göstermektedir:

İyonlaştırıcı radyasyonla ilgili miktarlar görünüm ‧ konuşmak ‧ Düzenle
MiktarBirimSembolTüretmeYılSİ denklik
Aktivite (Bir)BecquerelBqs−11974SI birimi
merakCi3.7 × 1010 s−119533.7×1010 Bq
RutherfordRd106 s−119461.000.000 Bq
Poz (X)Coulomb başına kilogramC / kgC⋅kg−1 kapalı hava1974SI birimi
röntgenResu / 0,001293 g hava19282.58 × 10−4 C / kg
Emilen doz (D)griGyJ ⋅kg−11974SI birimi
erg gram başınaerg / gerg⋅g−119501.0 × 10−4 Gy
radrad100 erg⋅g−119530,010 Gy
Eşdeğer doz (H)SievertSvJ⋅kg−1 × WR1977SI birimi
röntgen eşdeğeri adamrem100 erg⋅g−1 x WR19710.010 Sv
Etkili doz (E)SievertSvJ⋅kg−1 × WR x WT1977SI birimi
röntgen eşdeğeri adamrem100 erg⋅g−1 x WR x WT19710.010 Sv

Amerika Birleşik Devletleri Nükleer Düzenleme Komisyonu birimlerin kullanımına izin vermesine rağmen merak, rad, ve rem SI birimlerinin yanında,[14] Avrupa Birliği Avrupa ölçü birimleri direktifleri "halk sağlığı ... amaçları" için kullanımlarının 31 Aralık 1985'e kadar aşamalı olarak kaldırılmasını gerektirmiştir.[15]

Ayrıca bakınız

Notlar

  1. ^ Başlangıçta Uluslararası X-ray Ünite Komitesi olarak bilinir
  2. ^ Ev sahibi ülke ICRU erken toplantılarının başkanını aday gösterdi.

Referanslar

  1. ^ ICRP 2007, sözlük.
  2. ^ "Radyasyona Maruz Kalma ve Kontaminasyon - Yaralanmalar; Zehirlenme - Merck Kılavuzları Profesyonel Sürümü". Merck Kılavuzları Profesyonel Sürümü. Alındı 2017-09-06.
  3. ^ Boutillon, M; Perroche-Roux, A M (1987-02-01). "Kuru havadaki elektronlar için W değerinin yeniden değerlendirilmesi". Tıp ve Biyolojide Fizik. 32 (2): 213–219. doi:10.1088/0031-9155/32/2/005. ISSN  0031-9155.
  4. ^ ICRP 2007, s. 1.
  5. ^ "Uluslararası Radyolojik Korunma Komisyonu'nun 2007 Tavsiyeleri". ICRP Yıllıkları. ICRP yayını 103. 37 (2–4). 2007. ISBN  978-0-7020-3048-2. Alındı 17 Mayıs 2012.
  6. ^ ICRP, "Yaklaşık 100 mSv'nin altındaki düşük doz aralığında, kanser insidansının veya kalıtsal etkilerin, ilgili organ ve dokulardaki eşdeğer dozdaki bir artışla doğru orantılı olarak artacağını varsaymak bilimsel olarak makuldür" diyor. ICRP yayını 103 paragraf 64
  7. ^ ICRP 2007 104 ve 105. paragraflar.
  8. ^ Siegbahn, Manne; et al. (Ekim 1929). "Uluslararası X-ray Ünitesi Komitesinin Tavsiyeleri" (PDF). Radyoloji. 13 (4): 372–3. doi:10.1148/13.4.372. Alındı 2012-05-20.
  9. ^ "ICRU Hakkında - Geçmiş". Uluslararası Radyasyon Birimleri ve Ölçüleri Komisyonu. Alındı 2012-05-20.
  10. ^ a b Guill, JH; Moteff, John (Haziran 1960). "Avrupa'da ve SSCB'de dozimetri". Üçüncü Pasifik Bölgesi Toplantı Bildirileri - Nükleer Uygulamalarda Malzemeler. Radyasyon Etkileri ve Dozimetri Sempozyumu - Üçüncü Pasifik Bölgesi Toplantısı American Society for Testing Materials, Ekim 1959, San Francisco, 12–16 Ekim 1959. American Society Teknik Yayını. 276. ASTM Uluslararası. s. 64. LCCN  60014734. Alındı 2012-05-15.
  11. ^ Lovell, S (1979). "4: Dozimetrik miktarlar ve birimler". Radyasyon Dozimetresine Giriş. Cambridge University Press. s. 52–64. ISBN  0-521-22436-5. Alındı 2012-05-15.
  12. ^ Gupta, S.V. (2009-11-19). "Louis Harold Gray". Ölçü Birimleri: Geçmiş, Bugün ve Gelecek: Uluslararası Birimler Sistemi. Springer. s. 144. ISBN  978-3-642-00737-8. Alındı 2012-05-14.
  13. ^ "CCU: Birimler Danışma Komitesi". Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Bürosu (BIPM). Alındı 2012-05-18.
  14. ^ 10 CFR 20.1004. ABD Nükleer Düzenleme Komisyonu. 2009.
  15. ^ Avrupa Toplulukları Konseyi (1979-12-21). "Ölçü birimi ile ilgili Üye Devletlerin kanunlarının yakınlaştırılmasına ve 71/354 / EEC Direktifinin yürürlükten kaldırılmasına ilişkin 20 Aralık 1979 tarih ve 80/181 / EEC Konsey Direktifi". Alındı 19 Mayıs 2012.

Edebiyat

Dış bağlantılar