ODDZIAŁYWANIE PROMIENIOWANIA JĄDROWEGO Z MATERIĄ

Prezentacja na temat: "ODDZIAŁYWANIE PROMIENIOWANIA JĄDROWEGO Z MATERIĄ"— Zapis prezentacji:

1 ODDZIAŁYWANIE PROMIENIOWANIA JĄDROWEGO Z MATERIĄ
TADEUSZ HILCZER

2 Plan wykładu Wprowadzenie Podstawowe pojęcia Zderzenie i rozproszenie
Przewodnictwo materii Naturalne źródła promieniowania jonizującego Oddziaływanie promieniowania jonizującego bezpośrednio Oddziaływanie promieniowania jonizującego pośrednio Źródła promieniowania jonizującego Pole promieniowania jonizującego Detekcja promieniowania Skutki napromieniowania materii żywej Dozymetria medyczna Ochrona przed promieniowaniem Osłony przed promieniowaniem Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

3 DOZYMETRIA MEDYCZNA

4 Biologiczny czas połowicznego zaniku
Dokładny opis matematyczny czasowych zmian aktywności całego układu (wszystkich organów) jest niemożliwy Stosowane proste modele pozwalają w przybliżeniu opisać czasowe zmiany aktywności promieniotwórczych jąder atomowych znajdujących się w organizmie Cały układ tworzy zbiór n stabilnych podukładów, które pochłaniają wprowadzone promieniotwórcze jądra Pomiędzy podukładami zachodzi wymiana jąder promieniotwórczych Przekazywana przez t-ty podukład aktywność jest proporcjonalna do jego aktywności całkowitej Do układu wprowadza się jądra promieniotwórcze o stałej rozpadu l Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

5 Zmiany aktywności w czasie dt każdego podukładu:
Model n-podukładów Zmiany aktywności w czasie dt każdego podukładu: Ai - całkowita aktywność i-tego podukładu, ki0- część aktywności i-tego podukładu wydalana na zewnątrz w czasie dt (tracona przez cały układ), kji - część aktywności i-tego podukładu pochodząca w czasie dt z podukładu j-tego, kij - część aktywności i-tego podukładu przekazywaną w czasie dt podukładowi j-temu Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

6 Zmiany aktywności w czasie dt każdego podukładu:
Model n-podukładów Zmiany aktywności w czasie dt każdego podukładu: zmniejszenie aktywności na skutek rozpadu jąder promieniotwórczych (wydalanie fizyczne) zmniejszenie aktywności na skutek wydalenia części jąder promieniotwórczych przez układ (wydalanie biologiczne) wkład pozostałych (n -1) podukładów do aktywności i-tego podukładu aktywność przekazana przez i -ty podukład pozostałym (n -1) podukładom Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

7 å Model n-podukładów aktywność właściwa Ci(t) w chwili t
aktywność Ai przypadającą na całkowitą masę i-tego podukładu: ξi - dodatnia stała mającą charakter stałej rozpadu Bij- stała dodatnia, ujemna lub równa zeru pi - stała ) exp( ( 1 t F B m j n ij i x l - = å A C Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

8 w momencie t = 0 wprowadzamy do układu radioizotop o aktywności A0
Model n-podukładów w momencie t = 0 wprowadzamy do układu radioizotop o aktywności A0 aktywność właściwa dla 1-go podukładu: aktywność właściwa sumy pozostałych ( n) podukładów Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

9 wyrazy z ujemnymi współczynnikami Bij są do zaniedbania
Model n-podukładów po dostatecznie długim czasie proces wydalania promieniotwórczych jąder powinien być zakończony wyrazy z ujemnymi współczynnikami Bij są do zaniedbania praktycznie pozostaje albo jeden wyraz z dodatnią wartością Bij i jednocześnie z małą wartością współczynnika x albo wiele wyrazów z bardzo bliskimi, praktycznie nierozróżnialnymi wartościami x dla jednego wyrazu funkcja Fj(t) jest tożsamościowo równa jedności (składowa periodyczna, o ile istnieje, zanika i pozostaje jedynie wyraz wykładniczy) współczynnik x ma charakter stałej zaniku, związanej z wydzielaniem biologicznym Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

10 dla dostatecznie długiego czasu t aktywność właściwa
Model n-podukładów dla dostatecznie długiego czasu t aktywność właściwa λf - fizyczna stała rozpadu λb- biologiczna stała rozpadu λef- efektywna stała rozpadu biologiczny czasu połowicznego zaniku i efektywny czas połowicznego zaniku Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

11 „Własności biologiczne”
„Własności biologiczne” promieniotwórczych jąder atomowych jądro atomowe Tf [dni] Tb organ waga [g] % aktywności 3H 4400,0 19,0 całe ciało 70000 100 14C ,0 35,0 180,0 tłuszcz kości 10000 7000 50 5 24Na 0,6 95 32P 14,3 14,0 20 35S 87,1 18,0 skóra 2000 8 42K 0,5 mięśnie 30000 70 45Ca 164,0 151,0 25 59Fe 46,3 27,0 krew 5400 80 60Co 1900,0 8,4 9,0 wątroba śledziona 1700 150 0,4 0,005 65Zn 250,0 21,0 2 76As 1,1 nerki 300 0,03 86Rb 18,6 7,8 42 89Sr 53,0 52,0 131J 8,0 7,5 tarczyca 198Au 2,7 2,6 2,4 1 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

12 albo n podukładów, w których n jest liczbą niewielką
Proste modele model dzielący cały rozpatrywany układ biologiczny na n podukładów można w wielu zagadnieniach zastąpić przez modele proste można rozpatrywać albo tylko jeden układ promieniotwórcze jądra atomowe są absorbowane jedynie w określonej części układu biologicznego albo n podukładów, w których n jest liczbą niewielką . Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

13 Model jednego układu Model jednego układu można zastosować w przypadku np. wprowadzenia izotopu promieniotwórczego do krwi, a który następnie dzięki metabolizmowi osadza się w określonym organie Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

14 Zmiana aktywności układu 1 zachodzi z szybkością k1:
Model jednego układu Do podstawowego układu 1 o masie m1 wprowadzone są radioizotopy o aktywności A0 i aktywności właściwej C1 Zmiana aktywności układu 1 zachodzi z szybkością k1: na skutek wydalania z szybkością awk1 na skutek trwałego przyswojenia w określonej części układu z o masie mz z szybkością azk1 . Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

15 Prędkość zmiany aktywności układu
Model jednego układu Prędkość zmiany aktywności układu Prędkość zmian aktywności wydzielonej Prędkość zmian aktywności trwale przyswojonej . Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

16 czasowe zmiany aktywności właściwej układu 1
Model jednego układu warunki początkowe czasowe zmiany aktywności właściwej układu 1 czasowe zmiany aktywności właściwej trwale przyswojonej czasowe zmiany aktywności wydalonej Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

17 aktywności właściwej C1 i Cz aktywności wydalonej Aw
Model jednego układu Czasowe zmiany aktywności właściwej C1 i Cz aktywności wydalonej Aw (az = 0,4;  aw = 0,6; k1 = 0,69; l = 0,35; m1 = 2,5; mz=1) . szybkość zanikania aktywności przyswojonej zależy głównie od stałej k1, czyli od wielkości stałej rozpadu biologicznego Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

18 Model dwu układów model dwu układów można zastosować gdy wprowadzony promieniotwórcze jądra atomowe w jednych organach rozprzestrzeniają się szybko a w innych odkładają wolno np. w przypadku wprowadzenia izotopu promieniotwórczego do krwi, który następnie dzięki metabolizmowi osadza się szybko np. w tkance miękkiej i wolno np. w kościach . Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

19 Zmiana aktywności układu 1, zachodzi z szybkością k1
Model dwu układów do układu 1 o masie m1 wprowadzony jest radioizotop o aktywności A0 i aktywności właściwej C1. Zmiana aktywności układu 1, zachodzi z szybkością k1 na skutek wydalania z szybkością awk1, na skutek trwałego przyswojenia przez część układu o masie mz z szybkością azk1 na skutek przekazania z szybkością a1k1 pewnej aktywności do układu 2 o masie m2 na skutek przekazania przez układ 2 pewnej aktywności z szybkością b1k2. Układ 2 zmienia swoją aktywność na skutek wydalania z szybkością b2k2 . Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

20 Model dwu układów Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

21 prędkość zmiany aktywności układu 1 i układu 2
Model dwu układów prędkość zmiany aktywności układu 1 i układu 2 warunki początkowe Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

22 czasowe zmiany aktywności właściwej układu 1 i układu 2
Model dwu układów czasowe zmiany aktywności właściwej układu 1 i układu 2 czasowe zmiany aktywności właściwej trwale przyswojonej Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

23 zajmuje się zastosowaniem w medycynie promieniowania jonizującego
Radiologia radiologia - interdyscyplinarny dział fizyki medycznej zaliczany do fizyki stosowanej zajmuje się zastosowaniem w medycynie promieniowania jonizującego związek fizyki i medycyny datuje się czasów Odrodzenia istotnym postępem było odkrycie promieni X oraz pierwiastków promieniotwórczych do celów diagnostycznych, terapeutycznych i w badaniach naukowych medycyna wykorzystuje również wiele innych zjawisk fizycznych Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

24 Radiologia do celów diagnostycznych promieniowanie jonizujące można wykorzystać do prześwietlania albo do badań atomami znaczonymi prześwietlanie promieniami X wykorzystuje różną jego absorpcję różne organy, czasem z dodaniem tzw. kontrastów badanie atomami znaczonymi polega na wprowadzaniu do ustroju określonego preparatu promieniotwórczego i śledzenie jego losów w organizmie Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

25 stosowanie specjalnie opracowanych metod pomiarowych
Radiologia w radiodiologii stosuje się pewne określenia, które są wynikiem kompromisu pomiędzy opisem fizycznym a biologiczno-medycznym energia promieniowania jonizującego pochłonięta w tkankach ustroju, wywołuje szereg przemian fizykochemicznych, które prowadzą do powstania określonego efektu biologicznego efekty te, nie do końca zbadane, mogą stanowić potencjalne zagrożenie dla życia konieczne jest uwzględnienie specyficznych cech napromieniowanych tkanek określenie maksymalnie dopuszczalnych dawek promieniowania dla różnych organów stosowanie specjalnie opracowanych metod pomiarowych realizacja procedury stosowania promieniowania jonizującego Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

26 Radiologia w leczniczym stosowaniu promieniowania jonizującego napromieniowywany ośrodek stanowią tkanki ciała pacjenta teleradioterapia - źródło promieniowania jest w pewnej odległości od obiektu napromieniowywanego brachyradioterapia – źródło promieniowania jest w bliskim kontakcie z terenem leczonym radioterapia śródtkankowa - źródło promieniowania jest umieszczone wewnątrz napromieniowywanej tkanki Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

27 wykorzystuje się głównie promieniowanie X
Diagnostyka w diagnostyce dawki uzyskiwane przez pacjenta muszą być z założenia minimalne wykorzystuje się głównie promieniowanie X metody pomiarowe - stosowane w laboratoriach ze zamkniętymi źródłami promieniowania przy stosowaniu metody atomów znaczonych – wymagania jak dla laboratoriów izotopowych stosujących źródła otwarte o określonej aktywności Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

28 Diagnostyka w badaniach diagnostycznych wiązka promieniowania przechodzi przez ciało a detektor znajduje się na zewnątrz teoretyczna możliwość dokładnego wyznaczenia dawki pochłoniętej przez pacjenta źródło Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

29 W radioterapii stosowane dawki są z założenia większe
Radioterapia W radioterapii stosowane dawki są z założenia większe Do wyznaczenia dawki w punkcie napromieniowania wykorzystuje się głównie badania modelowe Dozymetria w radioterapii posługuje się szeregiem empirycznych określeń stosowanych przy planowaniu leczenia Istnieją zalecane normy międzynarodowe Niektóre normy są ogólne, niektóre dotyczą jedynie konkretnego urządzenia czy stosowanej metody W planowaniu leczenia wykorzystuje się specjalistyczne programy komputerowe, które mogą sterować samym procesem napromieniowania Dopuszczalne dawki dla różnych organów są przedmiotem licznych dyskusji. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

30 wiązka musi być odpowiednio skolimowana – zawsze istnieje półcień
Radioterapia w zastosowań terapeutycznych napromieniowany obszar znajduje się w ciele pacjenta wiązka musi być odpowiednio skolimowana – zawsze istnieje półcień określenie dawki w punkcie napromieniowania nie jest możliwe do wyznaczenia dawki wykorzystuje się pomiary wykonywane na modelach (fantomach) źródło Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

31 Dopuszczalne dawki (Gy) w terapii
10 50 20 60 30 20 40 8 100 8 szpik Wg. Agencji Atomowej, Wiedeń 1990 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

32 Zagrożenie promieniowaiem zewnetrznym (%)
0,03 0,12 0,15 0,25 0,03 kości 0,12 czerwone ciałka krwi reszta inne Wg. Agencji Atomowej, Wiedeń 1990 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

33 fantom – model do badań wpływu promieniowania
materiał tkankopodobny o wymiarach zapewniających warunki pełnego rozproszenia wiązki promieniowania fantom anatomiczny - fantom przypominający kształtem ciało ludzkie materiał fantomowy – materiał w którym podobnie jak w określonej tkance ciała promieniowanie jest pochłaniane i rozpraszane efektywna liczba atomowa materiału w przybliżeniu taka sama ma podobną gęstość Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

34 materiałem fantomowym równoważnym tkance miękkiej jest woda
gęstość i efektywna liczba atomowa wody oraz tkanki miękkiej są prawie jednakowe Woda jest też równoważnik dla całego ciała w dozymetrii takie założenie jest bezpieczne Inne materiały fantomowe drewno prasowane perspeks - odpowiednio spreparowaną parafinę Mix – mieszanina 60,8 % wosku, 30,4 % polietylenu, 6,4 % tlenku magnezu i 2,4 % dwutlenku tytanu Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

35 Fantom Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

36 odpowiednik kości (efektywna liczba atomowa 13,8) szkło gips aluminium
Fantom odpowiednik kości (efektywna liczba atomowa 13,8) szkło gips aluminium konieczność korekcji w stosunku do gęstości kości odpowiednik tkanki płucnej (ma dużo pęcherzyków powietrza, ma mniejszą gęstością od tkanki miękkiej i absorbuje promieniowanie X lub  w mniejszym stopniu) korek Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

37 dla efektu fotoelektrycznego
Fantom Średnie liczby atomowe dla promieniowania g dla materiałów biologicznych ciało gęstość [g/cm3] liczba elektronów [1023/g] dla efektu fotoelektrycznego dla efektu Comptona powietrze 0,00129 3,03 7,64 7,36 woda 1,00 3,34 7,42 6,60 mięśnie kości 1,85 3,00 13,8 10,0 tłuszcz podskórny 0,91 3,38 5,92 5,2 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

38 Metoda atomów znaczonych
dla danego pierwiastka izotopy promieniotwórcze nie różnią się w sposób istotny pod względem chemicznym od izotopów stabilnych izotopy promieniotwórcze są łatwo wykrywalne dzięki emitowanemu przez nie promieniowaniu tworzą takie same rodzaje wiązań jak izotopy stabilne kinetyka reakcji chemicznych jest na ogół jednakowa zamiana w biocząsteczce izotopu stabilnego izotopem promieniotwórczym pozwala śledzić jej przemiany metaboliczne Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

39 Metoda atomów znaczonych
współczesne metody detekcji pozwalają wykrywać promieniowanie emitowane przez pojedyncze atomy promieniotwórcze znikoma ilość cząsteczek znakowanych nie zakłóca normalnego przebiegu np. procesów fizjologicznych znikome natężenie promieniowania nie powinno wpływać ujemnie na strukturę i funkcje komórek Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

40 Metoda rozcieńczenia izotopowego
pozwala na wyznaczenie objętości lub stężenia składnika mieszaniny stosowana gdy bezpośredni pomiar nieznanej objętości jest niemożliwy, np. objętości krwinek czerwonych objętości krwi całkowitej zawartości niektórych biologicznie ważnych pierwiastków, np. potasu Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

41 wykrywanie izotopów promieniotwórczych w cienkich warstwach tkanek
Autoradiografia wykorzystuje zaczernienie emulsji fotograficznej pod wpływem promieniowania emitowanego przez pierwiastki promieniotwórcze wykrywanie izotopów promieniotwórczych w cienkich warstwach tkanek pozwala to na lokalizację izotopu w tkance lub komórce umożliwia wyznaczenie ilości izotopu w próbce Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

42 metoda klirensowa - szybkie, dynamiczne badania izotopowe
Metody klirensowe metoda klirensowa - szybkie, dynamiczne badania izotopowe umożliwia pomiar ważnych procesów fizjologicznyc głównie przepływ krwi i ukrwienia narządów przepływ mózgowy przepływ sercowy badania klirensowe za pomocą kamery scyntylacyjnej o dużym polu widzenia współpracującej z komputerem Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

43 Żródła promieniowania
Źródła izotopowe - najczęściej urządzenia typu „Gammacell” mała pojemność komór radiacyjnych duża przestrzeń pola napromieniania promieniowanie  z promieniotwórczego izotopu 60Co stosunkowo długi czas zaniku (T1/2 = 5,27 lat) wysoka energia kwantów g (średnio 1,25 MeV) promieniowania g z promieniotwórczego izotopu 137Cs długi czasie zaniku (T1/2 = 30 lat) mniejsza energia kwantów g (0,661 MeV) aktywności stosowane w źródłach izotopowych sięgają setek terabekereli (TBq). Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

44 Gammacel (Aparat ALSYON)
Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

45 Żródła promieniowania
Reaktor jądrowy jako źródło promieniowania  prawdopodobieństwo aktywacji napromieniowanego materiału neutronami z reaktora Stosuje się pętle radiacyjne źródłem promieniowania g jest radioizotop aktywowany w reaktorze po aktywacji kierowany do pomieszczenia napromieniowania po napromieniowaniu wraca do reaktora źródło reaktor poczta pneumatyczna Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

46 Żródła promieniowania
przyspieszacze liniowe wielkiej częstości zaleta - możliwość pracy ciągłej bądź impulsowej - zmiany energii i natężenia strumienia cząstek zakres energii elektronów od 4 MeV do 50 MeV do wytwarzania promieniowania X stosuje się przyspieszacze niskoenergetyczne (od 4 MeV do 6 MeV) przyspieszacze o większym zakresie energii - można wprowadzić zarówno wiązkę promieniowania X jak i wiązkę elektronów Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

47 Przyspieszacz liniowy VARIAN
Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

48 Przestrzenny rozkład promieniowania
Wiązka promieniowania (X, , elektrony) w urządzeniach terapeutycznych jest rozciągła do jej ograniczenia stosuje się układy kolimatorów pole wiązki przekrój wiązki prostopadły do osi wiązki określa dwuwymiarowe parametry wiązki ma zwykle kształt prostokątny o wymiarach zależnych od odległości od źródła promieniowania napromieniowany obiekt jest trójwymiarowy konieczna znajomość przestrzennego rozkładu dawki w wiązce Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

49 bezpośredni pomiar dawki w miejscu napromieniowania nie jest możliwy
wszelkie pomiary wykonuje się na fantomie trzeba uwzględnić szereg dodatkowych zjawisk rozproszenie promieniowania wynikające z istnienia kolimacji rozproszenie na granicy powietrze ciało niejednorodność napromieniowywanego ciała stosowane określenia uwzględniają parametry fizyczne (rozciągłość źródła promieniowania, rozproszenie, możliwości pomiaru,...) oraz złożony proces oddziaływania promieniowania z materią biologiczną Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

50 Rozproszenie wsteczne
współczynnik rozproszenia wstecznego WRW (BSF- back scatter factor) promieniowania X lub promieniowania g - stosunek mocy dawki dla określonego pola promieniowania zmierzonej na powierzchni fantomu i mocy dawki zmierzonej w tym samym miejscu w powietrzu po usunięciu fantomu dla promieniowania  ze źródła 60Co pomiar mocy dawki wykonuje się standardowo na głębokości 0,5 cm WRW zależy zarówno od energii kwantów jak i od wielkości powierzchni pola promieniowania, która maleje w miarę wzrostu energii kwantów g Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

51 Rozproszenie wsteczne
Zależność WRW od powierzchni S kwadratowego pola wiązki dla promieniowania X o warstwie połówkowej mmCu Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

52 Procentowa dawka na głębokości
w wyniku oddziaływania kwantu promieniowania z materią (niezależnie od rodzaju procesu) powstaje elektron o energii zależnej od energii kwantu i procesu, w którym powstał jonizacja wywołana przez elektron jest największa na końcu zasięgu W napromieniowanej materii istnieje maksimum jonizacji na pewnej głębokości maksimum jonizacji jest rozmyte powstające elektrony mają różne energie nawet dla promieniowania monoenergetycznego Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

53 Procentowa dawka na głębokości
dawka promieniowania jest największa na pewnej głębokości głębokość maksymalnej wartości dawki zależy od energii kwantów promieniowania od wielkości napromieniowywanego pola na jego powierzchni procentowa dawka na głębokości PDD (procentage depth dose) - stosunek mocy dawki w osi wiązki w fantomie na danej głębokości do mocy dawki w osi wiązki na głębokości maksymalnej mocy dawki ze wzrostem energii promieniowania rośnie procentowa dawka na danej głębokości większa jest głębokość maksymalnej mocy dawki większy jest udział promieniowania rozproszonego Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

54 Metody napromieniowania
izocentrum - zlokalizowanie wiązki z określonym miejscu napromieniowywanego ciała metoda SSD (source surface distance) napromieniowanie izocentrum wiązką promieniowania z nieruchomego źródła metoda SAD (source axis distance) źródło porusza się ruchem wahadłowym po luku dokoła izocentrum Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

55 Metody napromieniowania
źródło wiązka napromieniowane ciało SSD SAD Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

56 rozkład promieniowania w obszarze półcienia jest trudny do określenia
odpowiednie pole wiązki promieniowania uzyskuje się przy użyciu kolimatorów na brzegach wyciętej przez kolimator wiązki występuje bardziej lub mniej ostry spadek mocy dawki – półcień rozkład promieniowania w obszarze półcienia jest trudny do określenia obszar półcienia wiązki powinien być jak najmniejszy całkowite wyeliminowanie półcienia nie jest możliwe Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

57 na wielkość półcienia wpływa geometria wymiar źródła promieniowania
położenie przesłon) rozproszenie promieniowania na przesłonach przenikanie promieniowania przez materiał przesłony rozproszenie w napromieniowanej materii … Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

58 Półcień Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

59 pomiary - w fantomie wodnym
Izodozy izodozy – linie wyznaczające przestrzenny rozkład mocy dawki poza osią wiązki izodozy dla celów terapeutycznych określają stosunek mocy dawki w całej wiązce promieniowania do mocy dawki w ustalonym punkcie na osi wiązki za 100 % przyjmuje się (najczęściej) maksymalną wartość mocy dawki w osi wiązki pomiary - w fantomie wodnym Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

60 Fantom wodny Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

61 Izodozy promieniowanie X (filtr 1,5 mm Cu), b) promieniowanie  60Co, c) promieniowania X z liniowego przyspieszacza elektronów 23 MeV Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

62 stosuje się dla wiązek promieniowania o energiach większych od 1 MeV
Filtr klinowy filtry klinowe stosuje się dla wiązek promieniowania o energiach większych od 1 MeV dla małych energii promieniowania nie jest celowe duże boczne i wsteczne rozproszenie promieniowania są ciężkie i mają ograniczone możliwości doboru kątów oraz rozmiarów napromieniowanych pól powodują powstanie wtórnych elektronów oraz rozproszonego promieniowania X przez pochłanianie części promieniowania procentowa dawka na głębokości może różnić się od procentowej dawki dla pola nie objętego filtrem Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

63 Filtr klinowy Kąt filtra klinowego dobiera się aby określona izodoza (np. izodoza 50 %) miała żądane nachylenie w stosunku do normalnej do osi wiązki Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

64 możliwe jest stosowanie dynamicznych filtrów klinowych
Filtr klinowy w nowszej generacji liniowych przyspieszaczy elektronów ruch pojedynczych części przesłon sterowany jest za pomocą komputera możliwe jest stosowanie dynamicznych filtrów klinowych odpowiedni program może zmieniać w sposób kontrolowany pole podczas napromieniowywania Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

65 Pomiar dawki ekspozycyjnej
pomiar dawki ekspozycyjnej wewnątrz napromieniowywanego ciała za pomocą bezpośredniego pomiaru jest praktycznie niemożliwe dawkę określa się pośrednio na podstawie pomiaru mocy dawki w fantomie wodnym lub stałym pomiar mocy dawki w fantomie dla promieniowania X i g w ściśle określonych warunkach określa tzw. wydajność aparatu terapeutycznego standardowe wymiary fantomu do pomiaru wydajności powinny wynosić (303020) cm3 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

66 Standardowy fantom Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

67 Pomiar dawki ekspozycyjnej
dla metody SSD odległość źródło – powierzchnia fantomu 80 lub 100 cm pole napromieniowania 1010 cm2 określone na powierzchni fantomu głębokość kanału sondy 5 cm (dla 60Co i fotonów MeV) czas pomiaru jm (jednostek monitorowych) lub 1 min (w zależności od aparatu) Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

68 Pomiar dawki ekspozycyjnej
dla metody SAD odległość źródło – izocentrum 80cm lub 100 cm pole napromieniowania 1010 cm2 określonego w izocentrum głębokość kanału sondy 5 cm (dla 60Co i fotonów MeV) czas pomiaru jm lub 1 min (w zależność od aparatu) Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

69 Moc dawki pochłoniętej
D – zmierzona wartość dawki ekspozycyjnej, t – czas, f – współczynnik konwersji dawki ekspozycyjnej na pochłoniętą, kx – współczynnik kalibracji użytego detektora, CpT – współczynnik uwzględniający wpływ temperatury i ciśnienia atmosferycznego, p - ciśnienie atmosferyczne, T – temperatura moc dawki pochłoniętej jest dawką standardową DST podstawa do obliczania czasu napromieniowania dawki w dowolnym punkcie obszaru napromieniowanego Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

70 Moc dawki w fantomie moc dawki w fantomie w osi wiązki na głębokości g dla pola napromieniowania S na powierzchni fantomu q(S) - współczynnik pola promieniowania S na powierzchni fantomu wyznaczony dla kwadratu równoważnego, D(g,S) i D(S) - odpowiednio procentową dawkę na głębokości g oraz na głębokości d = 5 cm dla wiązki o przekroju S na powierzchni fantomu przy ustalonej odległości źródła od napromienianej powierzchni, moc dawki na głębokości maksymalnej dawki (100%) Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

71 Czas napromieniowania
określoną dawkę otrzymuje się po określonym czasie napromieniowania czas podawany jest zwykle w jednostkach mnitorowych czas napromieniowania zależy od wielu czynników, głównie od konstrukcji źródła promieniowania istotne parametry urządzenia podawane są przez producenta w postaci odpowiednich współczynników lub programów komputerowych Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny