Медична радіологія

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 29 Ноября 2012 в 17:34, реферат

Краткое описание

Історія розвитку радіології. Радіоактивність і доза. Дозиметрія іонізуючого випромінювання: одиниці й методи визначення радіоактивності та дози опромінення. Будова радіометрів і дозиметрів. НРБУ-97.

Прикрепленные файлы: 1 файл

1 и 2.docx

— 142.49 Кб (Скачать документ)

Глава І

1. Історія розвитку радіології. Радіоактивність і доза. Дозиметрія іонізуючого випромінювання: одиниці й методи визначення радіоактивності та дози опромінення. Будова радіометрів і дозиметрів. НРБУ-97.

Радіологія (radius - промінь, logos – наука) - розділ медицини, який розробляє теорію і практику використання іонізуючого випромінювання з діагностичною (променева діагностика) та лікувальною метою (променева терапія).

Історія розвитку медичної радіології.

Медична радіологія бере свій початок з часу відкриття В.К.Рентгеном 8 листопада 1895 р. нового роду променів, які він назвав Х-променями.. Проте видатний український фізик Іван Пулюй (Відень) дещо раніше досліджував властивості Х-променів  Другою визначною подією було відкриття в 1896 р. французьким вченим  Анрі Беккерелем явища природної радіоактивності.

Радіоактивність - це  властивість ядер атомів деяких хімічних елементів до мимовільного поділу з виникненням іонізуючих випромінювань, наприклад:

Речовини, яким властивий  мимовільний поділ ядер атомів та супроводжується виникненням іонізуючого  випромінювання, називають радіоактивними.

Радіоактивність, зумовлена  природними радіоактивними речовинами називається природною, а радіоактивність зумовлена штучними радіоактивними речовинами називається штучною.

Ядра атомів тяжких елементів  нестійкі і, починаючи з 84 елемента перетворюються в інші нукліди.

Види радіоактивних  перетворень.

1. Альфа-розпад - викид з ядра природних радіоактивних  елементів альфа-частинок ( ) - ядра атому гелію:

2. Електронний бета-розпад - викид  з природних або штучних радіоактивних  елементів електрона:

3. Позитронний бета-розпад - викид  з ядра деяких штучних радіонуклідів  позитрона:

4. К-захват (захват  орбітального електрона ядром) - ядерний протон захоплює електрон  з найближчого до ядра К-шару  і перетворюється в нейтрон.  Порядковий номер елемента зменшується  на одиницю. На звільнене в  К-шарі місце переходить електрон  з іншого шару, що супроводжується  виникненням кванта характеристичного  випромінювання:

5. Мимовільне  ділення ядер 

6. Термоядерні реакції (синтез  ядер) виникають при температурах, що досягають декількох мільйонів  градусів.

Закон постійності радіоактивного розпаду: в рівні проміжки часу відбувається ядерне перетворення рівних частин активних атомів радіоактивної речовини:

Активність  радіоактивної речовини - число ядерних перетворень за одиницю часу. Одиниця активності - беккерель (Бк) - одне перетворення в секунду; МБК=106 Бк, ГБК=109 Бк, ТБК=1012 Бк).

Позасистемна  одиниця активності - кюрі (Кі). 1 Кі = 3,7·1010Бк, похідні Кі: мілікюрі (мКі) = 3,7·107Бк; мікрокюрі (мкКі) = 3,7·104Бк;

Іонізуюче випромінювання — це випромінювання, яке при взаємодії з речовиною призводить до збудження атомів і молекул речовини та виникнення протилежно заряджених іонів.

Види іонізуючих випромінювань:

  • корпускулярні: альфа-випромінювання (потік ядер атомів гелію), бета-випромінювання (потік електронів або позитронів), протонне випромінювання (потік протонів), нейтронне випромінювання (потік нейтронів),
  • квантові або фотонні: гамма-випромінювання (електромагнітне випромінювання виникає під час перетворення радіоактивних ядер або під час взаємодії швидких заряджених частинок із речовиною), рентгенівське (гальмівне випромінювання) і космічне випромінювання.

Властивості випромінювань:

1) проникаюча — властивість проникати крізь різні матеріали (проникаюча властивість обернено пропорційна щільності середовища);

2) іонізуюча — властивість розкладати молекули на позитивно і негативно зарядженні іони, наприклад: H2O= H+ + OH-;

3) фотохімічна — властивість викликати фотоліз AgBr = Ag+ + Br (засвічування фотографічних матеріалів);

4) сцинтиляційна, люмінесцентна — властивість викликати сцинтиляції, свічення деяких хімічних речовин;

5) біологічна — властивість спричиняти функціональні, анатомічні та метаболічні зміни на молекулярному, клітинному, органному рівнях та на рівні цілісного організму;

6) кумулятивна — властивість акумулювати в організмі негативні ефекти опромінень, що в подальшому може викликати небажані віддалені наслідки (злоякісні пухлини, природжені вади розвитку, генні мутації, скорочення тривалості життя);

7) радіоактивні випромінювання не сприймаються органами чуття - вони невидимі, не мають запаху і смаку, тому в момент опромінення організм не відчуває дії радіації.

8) теплова - ядерні перетворення супроводжуються виділенням теплової енергії.

Взаємодія іонізуючих випромінювань  з речовиною

В залежності від величини лінійної передачі енергії (ЛПЕ) всі іонізуючі випромінювання ділять на рідко - і щільноіонізуючі. До рідкоіонізуючих випромінювань відносять всі види випромінювань з ЛПЕ меншою 10 кеВ/мкм — β- та квантові випромінювання, а до щільноіонізуючих — з ЛПЕ вищою 10 кеВ/мкм — нейтрони, протони, ядра важких хімічних елементів.

Взаємодія квантового випромінювання з речовиною.

При взаємодії квантового випромінювання з речовиною виникають наступні ефекти:

1. Фотоелектричний ефект (фотоефект) настає внаслідок передачі всієї енергії кванта орбітальному електрону, який вибивається з орбіталі атома речовини і називається фотоелектроном. Фотоефект виникає при енергії кванта 0,1 - 0,3 МеВ.

2. Комптон-ефект (комптонівське розсіювання) полягає в передачі частини енергії γ-кванта електрону середовища і зміні свого попереднього напрямку, а електрон рухається в напрямку, зміненому впливом енергії γ-кванта. Такий електрон називається електроном віддачі і може іонізувати середовище. Комптон-ефект виникає при енергії γ-квантів близькій до 1 МеВ.

3. Утворення електронно-позитронних пар виникає внаслідок зіткнення фотона (з енергією більшою 1 МеВ) з полем ядра речовини, при цьому утворюється пара електрон-позитрон, яка викликає іонізацію середовища.

Крива Брегга. При проникненні заряджених частинок углиб речовини наростає кількість взаємодій випромінювання з атомами і молекулами. При цьому швидкість частинок зменшується, відповідно підвищується ймовірність нових взаємодій, і частота іонізацій збільшується

Взаємодія нейтронів з речовиною.

Особливості взаємодії нейтронів з речовиною  залежать від їх енергії. За енергією розрізняють:

1. Повільні нейтрони: а) ультрахолодні — 10 -7 еВ; б) холодні — до 5 •10 -3 еВ;

в) теплові — до 0,5 еВ; г) надтеплові — до 10 еВ.

2. Резонансні нейтрони — 0,5 кеВ.

3. Проміжні нейтрони — 0,2 МеВ.

4. Швидкі нейтрони — до 20 МеВ.

5. Дуже швидкі нейтрони - до 300 МеВ.

6. Надшвидкі (релятивістські) нейтрони — понад 300 МеВ.

 

ДОЗИМЕТРІЯ  ІОНИЗУЮЧИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ.

Дозиметрія — це визначення кількості і якості іонізуючих випромінювань.

Задачі  клінічної дозиметрії: 1) виявлення джерела випромінювань, визначення виду, активності і енергії випромінювання;

2) визначення  ступеня впливу випромінювання на опромінюваний об'єкт.

Дозою іонізуючих випромінювань називається енергія, передана випромінюванням елементарному об’єму або масі опромінюваної речовини.

Експозиційна  доза (фотонного рентгенівського і гама-випромінювань)/ДО/- це кількісна характеристика випромінювань, основана на їх здатності іонізувати повітря

Потужність  експозиційної дози фотонного випромінювання (Ро) - експозиційна доза в одиницю часу — 1 Кл/кг·с =1 А/кг. Позасистемна одиниця — Р/год, мР/сек. та ін.

Поглинута доза випромінювання (Д) — енергія випромінювання, поглинута одиницею маси опромінюваного середовища. В системі СІ одиницею поглинутої дози є Грей1 (Гр), що дорівнює 1 Дж/кг. Позасистемна одиниця поглинутої дози — рад (від „радіаційна адсорбована доза”). Її величина дорівнює 100 ерг енергії на 1 г речовини. 1 Гр = 100 рад, 1 рад = 0,01 Гр.

Потужність  поглинутої дози іонізуючого випромінювання (Р) - поглинута доза в одиницю часу Грей/с, рад/с.

Інтегральна поглинута доза - середня енергія іонізуючого випромінювання, поглинута певною масою тканин патологічного осередку, опроміненого органу, частини або всього тіла - Грей·кг (кг·рад).

Еквівалентна  доза опромінення (Н) — Зіверт2 (Зв) — це така поглинута доза будь-якого виду іонізуючого випромінювання, яка викликає такий же біологічний ефект, як 1 Гр поглинутої дози рентгенівського або гамма-випромінювань (Дж/кг); 0.01 Зв = 1 бер (біологічний еквівалент рентгена).

Індивідуальна доза опромінення – це сума еквівалентних доз опромінення, яку людина отримує за певний період її життя.

Доза  еквівалентна (НТ) в органі чи в тканині Т — величина, яка визначається як добуток поглинутої дози ДТ в окремому органі або тканині Т на радіаційний зважувальний фактор WR.:  НT = ДТ ∙ WR

Радіаційний зважувальний фактор — коефіцієнт, який враховує біологічну ефективність різних видів іонізуючих випромінювань у зв’язку з різною величиною лінійної передачі енергії (ЛПЕ). ЛПЕ (L) — це відношення повної енергії dЕ, що передана речовині зарядженою частинкою внаслідок зіткнень на шляху dL, до довжини цього шляху: L=dE/dL.

Значення  радіаційних зважувальних факторів (WR) (див. табл. 1.1.).

Таблиця 1.1. Значення радіаційних зважувальних факторів (WR)

Види випромінювань

WR

Фотони — рентгенівські та гама-промені, всі енергії

1

Бета-промені, мюони, всі енергії

1

Протони (<10 МеВ)

10

Нейтрони (2 – 10 МеВ)

10

Альфа-промені, важкі ядра віддачі

20


Розподіл  доз в окремих органах і  тканинах залежить від величин еквівалентних доз та значення тканинних зважувальних факторів для окремих тканин чи органів.

Тканинний зважувальний фактор (Wt) — коефіцієнт, який відображає відносний стохастичний (імовірний) ризик опромінення окремої тканини чи органа до загального ризику при нерівномірному опроміненні тіла (див. табл. 1.2.)

Таблиця 1.2. Значення тканинних зважувальних факторів

 Тканина або орган

Wt

Тканина або орган

Wt

1

Гонади

0,20

8

Печінка

0,05

2

Кістковий мозок (червоний)

0,12

9

Стравохід

0,05

3

Товста кишка

0,12

10

Щитовидна залоза

0,05

4

Легені

0,12

11

Шкіра

0,01

5

Шлунок

0,12

12

Поверхня кістки

0,01

6

Сечовий міхур

0,05

13

Інші органи

0,05

7

Молочна залоза

0,05

 

Ефективна доза опромінення (Е) — сума добутків еквівалентних доз (НТ) в окремих органах і тканинах на відповідні тканинні зважувальні фактори (Wt). Одиниця вимірювання зіверт (Зв).

Ефективна доза дозволяє визначити імовірний сумарний ризик від опромінення різних ділянок тіла в різних поглинутих дозах. Значення ефективних доз підсумовується для кожної людини на протязі життя  і ця сумарна величина приймається  показником накопиченого ризику опромінення.

Колективна  ефективна доза (S) — сума індивідуальних ефективних доз опромінення певної групи населення за певний проміжок часу або сума добутків середньогрупових ефективних доз на число осіб у відповідних групах, що утворюють колектив, для якого вона розраховується. Одиниця вимірювання — людино-зіверт (люд.-Зв).

Популяційна доза – сумарна ефективна доза опромінення населення країни від усіх джерел опромінення (одиниця вимірювання – Зіверт, Зв)

Потужність  ефективної дози опромінення — ефективна доза в одиницю часу - 1 Зв/с; 0.01 Зв/с=1 бер/с.

Информация о работе Медична радіологія