Advertisement
1 / 75

Zagrożenia radiologiczne CT PowerPoint PPT Presentation


  • 33 Views
  • Uploaded on 14-03-2014
  • Presentation posted in: General

Zagrożenia radiologiczne CT. Przypomnienie zasad dozymetrii Zagrożenia radiologiczne Zasady postępowania dla CT. Podstawowe miary dla dozymetrii. X – źródło promieniowania X m – masa objętości V powietrza lub badanego obiektu Q – ładunek elektryczny wytworzony w masie m powietrza - PowerPoint PPT Presentation

Download Presentation

Zagrożenia radiologiczne CT

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Zagro enia radiologiczne ct

Zagrożenia radiologiczne CT

  • Przypomnienie zasad dozymetrii

  • Zagrożenia radiologiczne

  • Zasady postępowania dla CT


Podstawowe miary dla dozymetrii

Podstawowe miary dla dozymetrii

X – źródło promieniowania X

m – masa objętości V powietrza lub badanego obiektu

Q – ładunek elektryczny wytworzony w masie m powietrza

E – energia absorbowana przez masę m obiektu (Ep – energia wyzwolona, Ew – energia wyemitowana z masy m )


Definicje jednostek

Definicje jednostek

  • Jednostki promieniowania mogą określać:

    • źródło promieniowania, wówczas mówimy o aktywnościźródła;

    • działanie promieniowania na otoczenie, wówczas mówimy o dawce promieniowania.


Aktywno

Aktywność

Aktywność (A), (ang. Activity)  -  liczba spontanicznych przemian jądrowych zachodzących w źródle w jednostce czasu.

Aktywność A pewnej ilości nuklidu promieniotwórczego w określonym stanie energetycznym w danej chwili czasu, zdefiniowana jest jako iloraz dN i dt, gdzie dN oznacza wartość oczekiwaną liczby spontanicznych przemian jądrowych z tego stanu energetycznego, zachodzącego w ciągu czasu dt:

W układzie SI podstawową jednostką aktywności jest bekerel (Bq). Źródło ma aktywność jednego bekerela, jeżeli w ciągu jednej sekundy następuje w nim jeden rozpad promieniotwórczy.

1 Bq = 1 s-1


Dawki promieniowania

Dawki promieniowania

  • Dawki promieniowania jonizującego podzielono na 3 rodzaje:

    • dawkę ekspozycyjną,

    • dawkę pochłoniętą,

    • równoważnik dawki.

Dwa pierwsze pojęcia wiążą się z fizycznym oddziaływaniem promieniowania z materią, trzecie uwzględnia również oddziaływanie na organizmy żywe

Skutki działania promieniowania zależą nie tylko od dawki pochłoniętej, czy ekspozycyjnej, ale również i od czasu, w którym ta dawka została dostarczona, dlatego też ważne jest również pojęcie mocy dawki, które określa dawkę przypadającą na jednostkę czasu.


Dawka ekspozycyjna

Dawka ekspozycyjna

(ang. Exposure dose) - suma ładunków elektrycznych jonów jednego znaku wytworzonych w jednostce masy suchego powietrza w warunkach normalnych wskutek jonizacji wywołanej promieniowaniem X lub γ (przenikliwe promieniowanie elektromagnetyczne).

Zatem jeżeli pod wpływem promieniowania X lub γ w elemencie objętości powietrza o masie dm powstał ładunek dQ jonów jednego znaku, to dawką ekspozycyjną X nazywamy stosunek:

Jednostką dawki ekspozycyjnej jest w układzie SI

kulomb na kilogram (C/kg).


Dawka poch oni ta

Dawka pochłonięta

ang. Absorbed dose) - energia promieniowania przenikliwego pochłonięta przez określoną, jednostkową masę materii:

gdzie:dE jest średnią energią promieniowania jonizującego przekazaną materii w elemencie objętości o masie dm, czyli jest to energia, jaką traci promieniowanie a pochłania ośrodek, przez który promieniowanie przechodzi, która przypada na jednostkę masy tego ośrodka. Dawka pochłonięta jest miarą pochłaniania promieniowania przez różne materiały

Jednostką dawki pochłoniętej w układzie SI jest grej (Gy).

1 Gy = 1 J/kg = dżul/kilogram

Przekazana energia promieniowania jonizującego jest zużywana na jonizację, wzbudzenie, wzrost energii chemicznej lub energii sieci krystalicznej, która ostatecznie daje efekt cieplny: wzrost energii wewnętrznej.


R wnowa nik dawki h

Równoważnik dawki H

ICRP = International Commission on Radiological Protection

Równoważnik dawki (nazwa zalecana od 1991 r. wg ICRP 60), lub dawka równoważna (pojęcie z 1977 r. wg publikacji ICRP 26), > całkowity równoważnik dawki (HT),

(ang. equivalent dose (ICRP 60), dose equivalent (ICRP 26))

Równoważnik dawki H TR jest to dawka pochłonięta w danej tkance lub narządzie T z uwzględnieniem skutków biologicznych wywołanych przez różne rodzaje promieniowania R.

HT,R = wRDT,R

gdzie: DT,R oznacza średnią dawkę pochłoniętą promieniowania R w tkance lub narządzie T a wR oznacza współczynnik wagowy promieniowania R

Dla promieni X i gamma wR = 1


R wnowa nik dawki h t ca kowity

Równoważnik dawki HT (całkowity)

Całkowity równoważnik dawkiHT jest dana jako suma HTR po różnych rodzajach promieniowaniaR:

Jednostką równoważnika dawki w układzie SI jest siwert (Sv).

Jeden siwert odpowiada energii jednego dżula na kilogram:

1 Sv = 1 J/kg


Moc dawki

Moc dawki

Dawkę pochłoniętą w jednostce czasu nazywa się mocą dawki ( D’  ), czyli jest to energia promieniowania jonizującego pochłonięta przez określoną, jednostkową masę materii w jednostce czasu:

Jednostką mocy dawki pochłonietej jest:

Gy/s = grej/sekunda, 1 Gy/s= W/kg = wat/kilogram

W starych jednostkach moc dawki pochłoniętej była wyrażana zazwyczaj w radach na godzinę.


Jednostki dozymetrii zestawienie

Jednostki dozymetrii - zestawienie


Dawka skuteczna e h

Dawka skuteczna EH

Przy napromienieniu całego ciała lub kilku narządów posługujemy się pojęciem dawki skutecznej.

(EH), (ang. Effective dose), suma wszystkich dawek równoważnych od napromieniowania zewnętrznego i wewnętrznego we wszystkich tkankach i narządach z uwzględnieniem odpowiednich współczynników wagowych wT narządów lub tkanek, obrazująca narażenie całego ciała, zdefiniowana  wyrażeniem:

Sumowanie przeprowadza się po rodzajach pochłoniętego promieniowania i po rodzajach napromienionych tkanek


Wsp czynniki wagowe w t

Współczynniki wagowe wT

Wartości współczynnika wagowego wT dla tkanek człowieka zalecana w ICRP 60


Mechanizmy strat energii poch onietej

Mechanizmy strat energii pochłonietej

  • Przekazana energia promieniowania jonizującego jest zużywana na:

  • - jonizację,

  • wzbudzenie,

  • wzrost energii chemicznej lub energii sieci krystalicznej, wzrost energii wewnętrznej.

Wzrost temperatury


Skutki biologiczne promieniowania

Skutki biologiczne promieniowania

U podstaw szkodliwego oddziaływania promieniowania jądrowego na organizm ludzki leżą procesy jonizacji zachodzące w komórkach organizmu. Promieniowanie rentgenowskie i gamma powodują głównie jonizację ( kwanty gamma powodują powstanie cząstek naładowanych (p, e), które następnie wywołują jonizację). Jonizacja może naruszać istotną strukturę komórki lub może oddziaływać pośrednio poprzez reakcje chemiczne, które zapoczątkowuje. W drugim przypadku podstawowe znaczenie ma zjawisko radiolizy wody  prowadzące do pojawienia się wysoce aktywnych chemicznych rodników. Ich obecność może spowodować zaburzenia przemian metabolicznych organizmu (czynności enzymatycznych, syntezy białek itp.). Komórka reaguje na promieniowanie różnie w różnych okresach swego rozwoju, najłatwiej ulegając uszkodzeniu we wczesnych fazach."


Moce dawek w radioterapii

Moce dawek w radioterapii

Moc dawki na poziomie 2 mGy/rok (0,2 rad/rok) jest typowa dla tła naturalnego.

W terapii nowotworowej chora tkanka zabijana jest dawką (aplikowaną miejscowo) 0,1 kGy (10 krad ),

dawki pochłonięte niszczące strukturę materiałów są rzędu od dziesiątek MGy (Grad ) do dziesiątek GGy (Trad).


Efekty dzia ania promieniowania 2

Efekty działania promieniowania (2)

  •   Trzy rodzaje efektów biologicznego działania promieniowania:

    • Efekty somatyczne - polegają na uszkadzaniu radiacyjnym komórek podtrzymujących procesy życiowe; mogą one przejawiać się wprost w ciele napromieniowanego osobnika po kilku minutach lub tygodniach, a nawet później - po latach. Związane są one z pewną progową liczbą aktów jonizacji, powyżej której komórka nie jest już zdolna do regeneracji. Największą rolę odgrywają tutaj ciężkie cząstki naładowane.

    • Efekty genetyczne - występują przy uszkodzeniach komórek odpowiedzialnych za przekazywanie cech dziedzicznych; przejawiają się one statystycznie w całej populacji.

    • Efekty spowodowane uszkodzeniami radiacyjnymi płodu - uszkadzają embrion we wczesnym stadium rozwoju; wskutek takich uszkodzeń mogą pojawiać się różne zwyrodnienia organizmów."


Skutki napromieniowania ilo ciowo

Skutki napromieniowania - ilościowo


Nasze napromieniowanie dawka rok

Nasze napromieniowanie (dawka/rok)


Dopuszczalne napromieniowanie

Dopuszczalne napromieniowanie

Całkowita dawka zakumulowana w okresie pracy przez pracownika mającego N lat narażonego na wpływ promieniowania jonizującego nie powinna przekroczyć w całym ciele wartości równej:

HT [rem] = 5 ( N - 18 )

Odpowiada to rocznemu przyrostowi dawki 50 m Sv/rok.


Efektywne dawki w diagnostyce 1990

Efektywne dawki w diagnostyce (1990)

http://europa.eu.int/comm/environment/radprot/118/rp-118-en.pdf

Tło UK: 2,2 mSv/rok


Dozymetria w ct

Dozymetria w CT

http://www.impactscan.org/slides/impactcourse/1_5_ctdosimetry/index.htm


Zagrozenia radiologiczne ct

Computed Tomography Dose Index


Dane o ctdi inne dane z us

Dane o CTDI - inne dane z US

http://www.fda.gov/ohrms/dockets/ac/02/briefing/3866b1_06_CT-Amends-Slides.ppt

DLP = CTDIvol× Length of irradiated volume

  • sensitive to particular exam protocols

  • valid for spiral as well as axial CT

  • DLP is practicable indicator of risk

  • comports with European guidelines57


Zagrozenia radiologiczne ct

x-ray output rate

z-axis

  • Automatic Exposure Control

  • (AEC) via Anatomically Adapted

  • X-Ray-Output Modulation58,59

  • CT system would automatically adjust x-ray emissions to

  • amounts needed to image particular patient anatomy

  • Pediatric, thinner adult patients: lower doses than thicker patients

  • Feasible: several different technologies already available on newer models60

  • E.g. emissions vary as x-ray tube rotates around (x,y) & table moves patient along (z)

x

y

cross section, torso

thicker arrows: more radiation needed to penetrate cross section

thinner arrows: less radiation need to penetrate cross section

  • Potential impact: reduce patient CT dose ~ 30%61,62


Zagrozenia radiologiczne ct

Concern:Inefficient Use of Radiation

“Over-beaming” in Multi-slice CT4,63,64

Single-slice CT

1 image, 5-mm section

Multi-slice CT

4 images, 1.25-mm sections

z-collimation

5 mm

z-collimation

15 mm

patient-incident

exposure profiles:

umbra regions

penumbra regions

single detector

four detectors

  • Multi-slice CT imaging requires that radiation incidenton patient be

  • consistently distributed across each area subtended by each

  • z-collimation of the source radiation is broadened to achieve umbra-region incidence;

  • multi-slice models broaden the umbra even moreto compensate for x-ray source excursions

  • Multi-slice: much radiationnot used by is incident on the patient65

detector

detectors


Zagrozenia radiologiczne ct

  • X-Ray-Field Size Limitation

  • to Reduce Inefficient Use of Radiation in Multi-slice CT

  • CT system would automatically limit x-ray-field sizesto

  • no larger than needed to construct multi-slice images

  • Feasible: several approaches patented, one implemented on newer models64

  • E.g., tracking of itinerant x-ray source with

  • continuously updated, real-time collimation adjustment:

  • maintains the narrowest neededumbra region incident on 64

detectors

x-ray source

wanders

collimator cams

readjust

four detectors

  • Potential impact: reduce patient multi-slice CT dose ~ 30% 64,66


Zagrozenia radiologiczne ct

  • Current Annual CT Dose in U.S.

  • Preliminary Estimates: 2000-01 NEXT Survey14

  • Total number of CT exams: ~ 58 million (standard error: ± 9 million)

  • 79% of all CT exams are comprised of scanning in 6 regions

  • brain, abdomen-pelvis, chest, abdomen, chest-abdomen-pelvis, pelvis

  • 29% of all CT units in U.S. can do multi-slice spiral scanning

  • Effective doseaverage for 6 exam regions: ~ 6.2 millisievert (mSv) (0.62 rem = 620 mrem)

  • Collective dose: ~ 360,000 person-sievert


Zagrozenia radiologiczne ct

"Do I really want that CT scan?"

Study shows increased radiation exposure, cancer risks, tests often unnecessary

By WcP.Life.Coach - Posted on 19 September 2008

CT scans can be better medicine for doctors than for patients - they provide detailed views of internal organs, but the price is increased doses of radiation.

A chest CT scan is equivalent to about 100 X-rays.

Generating tens of billions of dollars in billing each year, CT scanning has become an economic engine for hospitals and doctors, and the once-exotic million-dollar devices are starting to be found in private practices.

A controversial study published last November in the New England Journal of Medicine estimated that CT scans administered today could cause up to 2% of cancer deaths in two or three decades.

http://www.worldculturepictorial.com/blog/content/ct-scan-study-shows-increased-radiation-exposure-cancer-risks-tests-often-unnecessary


Wnioski

WNIOSKI

  • CT jest najbardziej ‘zaawansowanym’ technicznie układem służącym do ‘szybkiego’ obrazowania 3D

  • Im dokładniej ‘widać’ szczegóły – tym większą dawkę otrzymuje pacjent !!!

  • CT nie jest OBOJETNE dla zdrowia