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 !