Efektivní dávka (záření) - Effective dose (radiation)

Efektivní dávka je množství dávky v Mezinárodní komise pro radiační ochranu (ICRP) systém radiační ochrana.^[1]

Je to tkáňově vážený součet ekvivalentní dávky ve všech určených tkáních a orgánech lidského těla a představuje stochastický zdravotní riziko pro celé tělo, což je pravděpodobnost z indukce rakoviny a genetické účinky, nízké úrovně ionizující záření.^[2][3] Bere v úvahu typ záření a povahu každého orgánu nebo tkáně, která je ozářena, a umožňuje shrnutí dávek orgánů v důsledku různých úrovní a typů záření, jak vnitřního, tak vnějšího, k vytvoření celkové vypočtené účinné dávky.

Jednotkou SI pro efektivní dávku je sievert (Sv), což představuje 5,5% pravděpodobnost vzniku rakoviny.^[4] Účinná dávka není míněna jako deterministický účinky na zdraví, což je vážnost akutního poškození tkáně, které se jistě stane, měřeno množstvím absorbovaná dávka.^[5]

Koncept efektivní dávky vyvinul Wolfgang Jacobi a byl publikován v roce 1975 a byl tak přesvědčivý, že jej ICRP začlenil do svých obecných doporučení z roku 1977 (publikace 26) jako „ekvivalent efektivní dávky“.^[6] Název „efektivní dávka“ nahradil v roce 1991 název „efektivní dávkový ekvivalent“.^[7] Od roku 1977 je centrální veličinou pro omezení dávky v mezinárodním systému ICRP radiační ochrana.^[1]

Použití

Externí dávková množství použitá v radiační ochraně a dozimetrii

Podle ICRP je hlavním použitím účinné dávky prospektivní posouzení dávky pro plánování a optimalizaci radiační ochrany a prokázání souladu s limity dávky pro regulační účely. Efektivní dávka je tedy centrální regulační množství.^[8]

ICRP také říká, že účinná dávka významně přispěla k radiační ochraně, protože umožnila sčítání dávek z celé a částečné expozice těla vnějšímu záření různých typů a z příjmu radionuklidů.^[9]

Použití pro externí dávku

Výpočet účinné dávky je nutný pro částečné nebo nejednotné ozáření lidského těla, protože ekvivalentní dávka nezohledňuje ozářenou tkáň, ale pouze radiační typ. Různé tělesné tkáně reagují na ionizující záření různými způsoby, takže ICRP přiřadil faktory citlivosti konkrétním tkáním a orgánům, takže je možné vypočítat účinek částečného ozáření, pokud jsou známy ozařované oblasti.^[10] Radiační pole ozařující pouze část těla bude mít menší riziko, než kdyby stejné pole ozářilo celé tělo. Za tímto účelem se vypočítají a sečtou účinné dávky ozářených částí těla. To se stává efektivní dávkou pro celé tělo, dávkovým množstvím E. Jedná se o „ochranné“ množství dávky, které lze vypočítat, ale v praxi jej nelze změřit.

Účinná dávka bude nést stejné účinné riziko pro celé tělo bez ohledu na to, kde byla aplikována, a bude nést stejné účinné riziko jako stejné množství ekvivalentní dávky aplikované jednotně na celé tělo.

Použití pro vnitřní dávku

Efektivní dávku lze vypočítat pro odevzdaná dávka což je vnitřní dávka vyplývající z vdechování, požití nebo vstřikování radioaktivních materiálů.

Použité množství dávky je:

Zavázaná účinná dávka, E(t) je součet produktů dávek ekvivalentního orgánu nebo tkáně a příslušných váhových faktorů Ž_T, kde t je doba integrace v letech následujících po přijetí. Závazkové období se považuje za 50 let pro dospělé a pro věk 70 let pro děti.^[11]

Výpočet účinné dávky

Grafické znázornění vztahů množství ochranných dávek v SI Jednotky

Ionizující záření ukládá energii do ozařované hmoty. Množství použité k vyjádření tohoto je absorbovaná dávka, množství fyzické dávky, které závisí na úrovni dopadajícího záření a absorpčních vlastnostech ozářeného předmětu. Absorbovaná dávka je fyzikální veličina a není uspokojivým indikátorem biologického účinku, aby bylo možné vzít v úvahu stochastické radiologické riziko, byly ekvivalentní dávky a efektivní dávky navrženy Mezinárodní komise pro radiační jednotky a měření (ICRU) a ICRP pro výpočet biologického účinku absorbované dávky.

Pro získání účinné dávky je vypočtená dávka absorbovaného orgánu D_T je nejprve opraven pro typ záření pomocí faktoru Ž_R poskytnout vážený průměr ekvivalentního množství dávky H_T přijatý v ozářených tělesných tkáních a výsledek je dále korigován pro tkáně nebo orgány ozařované pomocí faktoru Ž_Tk výrobě účinného množství dávky E.

Součet účinných dávek pro všechny orgány a tkáně těla představuje efektivní dávku pro celé tělo. Pokud je ozářena pouze část těla, pak se k výpočtu účinné dávky použijí pouze tyto oblasti. Faktory vážení tkání součet 1,0, takže pokud je celé tělo vyzařováno rovnoměrně pronikajícím vnějším zářením, efektivní dávka pro celé tělo se rovná ekvivalentní dávce pro celé tělo.

Použití váhového faktoru tkáně Ž_T

ICRP tkáňové váhové faktory jsou uvedeny v doprovodné tabulce a jsou uvedeny rovnice použité pro výpočet buď z absorbované dávky nebo ekvivalentní dávky.

Některé tkáně, jako je kostní dřeň, jsou obzvláště citlivé na záření, proto jim je přidělen váhový faktor, který je nepřiměřeně velký vzhledem k podílu tělesné hmotnosti, který představují. Ostatní tkáně, jako je povrch tvrdé kosti, jsou obzvláště necitlivé na záření a je jim přiřazen nepoměrně nízký váhový faktor.

Výpočet z ekvivalentní dávky:

${ displaystyle E = sum _ {T} W_ {T} cdot H_ {T} = sum _ {T} W_ {T} sum _ {R} W_ {R} cdot { bar {D} } _ {T, R}}$.

Výpočet z absorbované dávky:

${ displaystyle E = součet _ {T} W_ {T} součet _ {R} W_ {R} cdot { frac { int _ {T} D_ {R} (x, y, z) rho (x, y, z) dV} { int _ {T} rho (x, y, z) dV}}}$

Kde

${ displaystyle E}$ je účinná dávka pro celý organismus

${ displaystyle H_ {T}}$ je ekvivalentní dávka absorbovaná tkání T

${ displaystyle W_ {T}}$ je váhový faktor tkáně definovaný regulací

${ displaystyle W_ {R}}$ je radiační váhový faktor definovaný regulací

${ displaystyle { bar {D}} _ {T, R}}$ je hmotnostně zprůměrovaná absorbovaná dávka v tkáni T radiací typu R

${ displaystyle D_ {R} (x, y, z)}$ je absorbovaná dávka z záření typu R jako funkce umístění

${ displaystyle rho (x, y, z)}$ je hustota jako funkce polohy

${ displaystyle V}$ je objem

${ displaystyle T}$ je zájmová tkáň nebo orgán

Faktory vážení tkání ICRP jsou vybrány tak, aby představovaly zlomek zdravotního rizika nebo biologického účinku, který lze připsat konkrétní pojmenované tkáni. Tyto váhové faktory byly dvakrát revidovány, jak ukazuje výše uvedená tabulka.

Spojené státy Komise pro jadernou regulaci navzdory pozdějším revidovaným doporučením ICRP stále podporuje faktory ICRP z roku 1977 týkající se váhových faktorů tkání.^[15]

Podle lékařského zobrazovacího typu

Zdravé efekty

Ionizující záření je obecně škodlivé a potenciálně smrtelné pro živé věci, ale může mít zdravotní přínosy radiační terapie pro léčbu rakoviny a tyreotoxikóza. Jeho nejběžnějším dopadem je indukce rakoviny s latentní období let nebo desetiletí po expozici. Vysoké dávky mohou vizuálně působit dramaticky radiační popáleniny a / nebo rychlá fatalita prostřednictvím syndrom akutního záření. Používají se kontrolované dávky lékařské zobrazování a radioterapie.

Regulační nomenklatura

Předpisy Spojeného království

Spojené království Předpisy o ionizujícím záření z roku 1999 definuje jeho použití termínu efektivní dávka; „Jakýkoli odkaz na účinnou dávku znamená součet účinné dávky pro celé tělo z vnějšího záření a přijaté účinné dávky z vnitřního záření.“^[19]

Efektivní dávkový ekvivalent v USA

Spojené státy Komise pro jadernou regulaci zachovala v americkém regulačním systému starší termín efektivní dávkový ekvivalent odkazovat na podobné množství jako účinná dávka ICRP. NRC ekvivalent celkové účinné dávky (TEDE) je součet vnější efektivní dávky s vnitřní odevzdanou dávkou; jinými slovy všechny zdroje dávky.

V USA je kumulativní ekvivalentní dávka způsobená vnější expozicí celého těla normálně hlášena pracovníkům jaderné energie v pravidelných dozimetrických zprávách.

• ekvivalent hluboké dávky, (DDE), což je správná celotělová ekvivalentní dávka
• mělký dávkový ekvivalent, (SDE), což je ve skutečnosti účinná dávka pro pokožku

Dějiny

Koncept efektivní dávky představil v roce 1975 Wolfgang Jacobi (1928–2015) ve své publikaci „Koncept efektivní dávky: návrh kombinace orgánových dávek“.^[6][20] To bylo rychle zahrnuto v roce 1977 jako „efektivní dávkový ekvivalent“ do publikace 26 ICRP. V roce 1991 publikace ICRP 60 zkrátila název na „efektivní dávka“.^[21] Toto množství se kvůli nesprávnému názvu někdy nesprávně označuje jako „dávkový ekvivalent“ a toto nesprávné pojmenování zase způsobuje záměnu s ekvivalentní dávka. Faktory vážení tkání byly revidovány v letech 1990 a 2007 na základě nových údajů.

Budoucí použití účinné dávky

Na 3. mezinárodním sympoziu ICRP o systému radiační ochrany v říjnu 2015 ICRP Task Group 79 referovala o „Použití účinné dávky jako množství radiologické ochrany související s rizikem“.

To zahrnovalo návrh na přerušení používání ekvivalentní dávky jako samostatného ochranného množství. Tím by se zabránilo záměně mezi ekvivalentní dávkou, efektivní dávkou a dávkovým ekvivalentem a použití absorbované dávky v Gy jako vhodnějšího množství pro omezení deterministických účinků na oční čočku, pokožku, ruce a nohy.^[22]

Rovněž bylo navrženo, aby efektivní dávka mohla být použita jako hrubý indikátor možného rizika z lékařských prohlídek. Tyto návrhy budou muset projít následujícími fázemi:

• Diskuse ve výborech ICRP
• Revize zprávy podle pracovní skupiny
• Opětovné posouzení výbory a hlavní komisí
• Veřejná konzultace

Viz také

• Radioaktivita
• Hromadná dávka
• Ekvivalent celkové účinné dávky
• Ekvivalent hluboké dávky
• Kumulativní dávka
• Oddaný ekvivalent dávky
• Zavázaný efektivní dávkový ekvivalent

Reference

externí odkazy

Boyd. „Matoucí svět radiační dozimetrie - 9444“ (PDF). Americká agentura na ochranu životního prostředí. Archivovány od originál (PDF) dne 2016-12-21. Citováno 2014-05-26. - popis chronologických rozdílů mezi dozimetrickými systémy USA a ICRP