ΟΜΟΙΩΜΑΤΑ - ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΤΙΚΩΝ ΣΧΕΣΕΩΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΟΣΗΣ ΟΜΟΙΩΜΑΤΑ - ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΤΙΚΩΝ ΣΧΕΣΕΩΝ 18/12/2015 νερό plexiglas ανθρώπινο σώμα

ΔΟΣΙΜΕΤΡΙΑ εσωτερική εξωτερική έμμεση άμεση D, Χ εσωτερική εξωτερική έμμεση άμεση ραδιενεργή μεταβολικά Φ , Ε D, Χ πρόσληψη μοντέλα ή/και υπολογισμοί μετρήσεις WBC, PBC στον αέρα σε ομοίωμα απλής ανθρωπόμορφο γεωμετρίας υπολογισμοί υπολογισμοί υπολογισμοί υπολογισμοί D, Χ

ΣΥΣΧΕΤΙΣΜΟΣ ΕΚΘΕΣΗΣ, Χ ΚΑΙ ΑΠΟΡΡΟΦΟΥΜΕΝΗΣ ΔΟΣΗΣ ΣΤΟΝ ΑΕΡΑ ΣΥΣΧΕΤΙΣΜΟΣ ΕΚΘΕΣΗΣ, Χ ΚΑΙ ΑΠΟΡΡΟΦΟΥΜΕΝΗΣ ΔΟΣΗΣ ΣΤΟΝ ΑΕΡΑ Με θάλαμο ιονισμού μετρήθηκε έκθεση Χ (C/kg) πόση είναι η απορροφούμενη δόση στον αέρα; Dair = X Wair / e Θάλαμος ιονισμού, ενεργού όγκου 6 cm3, που χρησιμοποιείται ευρύτατα σε μετρήσεις παροχής ακτινολογικών μονάδων

ΑΝΙΧΝΕΥΤΕΣ ΙΟΝΙΣΜΩΝ ΜΕΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΝΑ ΖΕΥΓΟΣ ΦΟΡΕΩΝ ΑΝΙΧΝΕΥΤΕΣ ΙΟΝΙΣΜΩΝ ΜΕΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΝΑ ΖΕΥΓΟΣ ΦΟΡΕΩΝ αέριο We (eV) στερεό ε (eV) _ H2 36.5+0.3 Sie (300ο K) 3.68+0.02 N2 30.8+0.4 Siα (300ο K) 3.62+0.02 O2 30.8+0.3 Gee (77ο K) 2.97+0.02 H2O 29.6+0.3 Geα (77ο K) 2.97+0.02 CO2 33.0+0.7 CH4 27.3+0.3 C2H2 25.8+0.3 air 33.85+0.15 31 +1.5 για nf 1 - 14 MeV ICRU: Average energy required to produce an ion pair. ICRU Report 31, Washington DC, 1979

ΣΥΣΧΕΤΙΣΜΟΣ ΕΚΘΕΣΗΣ, Χ ΚΑΙ ΑΠΟΡΡΟΦΟΥΜΕΝΗΣ ΔΟΣΗΣ ΣΤΟΝ ΑΕΡΑ ΣΥΣΧΕΤΙΣΜΟΣ ΕΚΘΕΣΗΣ, Χ ΚΑΙ ΑΠΟΡΡΟΦΟΥΜΕΝΗΣ ΔΟΣΗΣ ΣΤΟΝ ΑΕΡΑ Dair = X Wair / e Με θάλαμο ιονισμού μετρήθηκε απορροφούμενη δόση στον αέρα 1.0 Gy από ακτινοβολία-γ. Πόση είναι η έκθεση; Wair = 33.85 eV 1 Gy = Χ 33.85 eV 1.6 10-19 J/eV / 1.6 10-19 C Χ (1 Gy) = 0.0295 C/kg Dair (1 C/kg) = 33.85 Gy αι η έκθεση; Dair (1 R) = 8.73 mGy (1 R=2.58 10-4 C/kg) θάλαμος ιονισμού ενεργού όγκου 6 cm3, που χρησιμοποιείται ευρύτατα για τη μέτρηση της παροχής ακτινολογικών μονάδων

Μέσος παράγοντας W πρωτονίων στον αέρα σε συνάρτηση με την κινητική τους ενέργεια

Dm’ =Dm [(μ/ρ) en,m’ / (μ/ρ) en,m] ΜΕΤΡΗΣΗ ΑΠΟΡΡΟΦΟΥΜΕΝΗΣ ΔΟΣΗΣ ΣE ENA ΥΛΙΚΟ m ΚΑΙ ΣΥΣΧΕΤΙΣΜΟΣ ΜΕ ΤΗΝ ΑΠΟΡΡΟΦΟΥΜΕΝΗ ΔΟΣΗ ΣΕ ΑΛΛΟ ΥΛΙΚΟ, m’ Dm’ =Dm [(μ/ρ) en,m’ / (μ/ρ) en,m] περιορισμοί 7

Dm = X (Wair/e) [(μ/ρ) en,m / (μ/ρ) en,air] Dm = Dair [(μ/ρ) en,m / (μ/ρ) en,air] Dm = X (Wair/e) [(μ/ρ) en,m / (μ/ρ) en,air] Dm = X 33.85 [(μ/ρ) en, m/ (μ/ρ) en, air]

νερού προς αέρα είναι μεταξύ 1.00 και 1.12 Ο λόγος των μαζικών συντελεστών απορρόφησης νερού προς αέρα είναι μεταξύ 1.00 και 1.12

YΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΠΟΡΡΟΦΟΥΜΕΝΗΣ ΔΟΣΗΣ ΜΕΣΩ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΚΘΕΣΗΣ (C/kg) Dm =X (Wair/e) [(μ/ρ) en,m / (μ/ρ) en,air] Dm = X 33.85 [(μ/ρ)en, m/ (μ/ρ) en, air] Προσεγγιστική σχέση στην περιοχή 0.15–2 MeV [(μ/ρ)en, m/ (μ/ρ) en, air] = ~ 1.1 Dwater ~ 37 X (Gy , C / kg) (f= 33.85 Χ 1.1= 37) Υπολογισμός δόσης στο νερό από την ακτινοβολία -Χ, που διαρρέει το κέλυφος μιας ακτινολογική λυχνία μετρώντας την έκθεση με θάλαμο ιονισμού

Dm= f X Dm= W [ (μen/ρ)m / (μen/ρ)air)] Χ f νερού = 1.00 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Dm= f X f = 0.873 (μen/ρ)m / (μen/ρ)air 0.869 cGy/R αντιστοιχεί στη δόση στον αέρα ανά μονάδα έκθεση (προφανώς μόνο για φωτόνια και αέρα) f: παράγοντας μετατροπής από Roentgen to rad ή cGy Ο λόγος των μαζικών συντελεστών απορρόφησης του νερού προς τον αέρα είναι ~1.1 στην περιοχή ~0.15 ως 3 MeV , με συνέπεια συχνά να θεωρούμε στην ακτινοπροστασία: f νερού = 1.00 This table is given in units of cm2/gm. Dwater ~ 0.01 X (Gy, R) 11

Dm= W X [ (μen/ρ)m / (μen/ρ)air)] ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΕΣ ΔΟΣΙΜΕΤΡΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ Dm= W X [ (μen/ρ)m / (μen/ρ)air)] ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- f: παράγοντας μετατροπής από Roentgen to rad or cGy f = 0.873 (μen/ρ)m / (μen/ρ)air _____________________________________________________ energy water muscle compact energy water muscle compact (keV) bone (MeV) bone__ 10 0.903 0.918 3.62 0.1 0.950 0.951 1.400 20 0.871 0.903 4.18 0.3 0.966 0.958 0.939 30 0.874 0.904 4.23 1.0 0.967 0.957 0.922 50 0.895 0.922 3.45 3.0 0.962 0.951 0.928 _80 0.937 0.944 1.92 10 0.945 0.929 0.956 H σταθερά 0.869 cGy/R αντιστοιχεί στη δόση στον αέρα ανά μονάδα έκθεση (προφανώς μόνο για φωτόνια και αέρα). Οι παράγοντες f- values είναι το γινόμενο του 0.869 cGy/R με το πηλίκο του μen/ρ του υλικού ως προς αυτό στο νερό. This table is given in units of cm2/gm. 12

N = No e -μ d ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ μ< μen Μαζικός συντελεστής εξασθένισης, μ/ρ (cm2/g) This is a table of mass attenuation coefficients for different materials as a function of photon energy.

ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ –γ ή –Χ :

ΑΝΘΡΩΠΟΜΟΡΦΑ ΟΜΟΙΩΜΑΤΑ φυσικά μαθηματικά ΑΝΘΡΩΠΟΜΟΡΦΑ ΟΜΟΙΩΜΑΤΑ φυσικά μαθηματικά

Τα ομοιώματα από στερεά υλικά είναι πιο εύχρηστα ΟΜΟΙΩΜΑΤΑ (phantom) Για την κατασκευή ομοιωμάτων, π.χ. ενός αντικειμένου, ενός έμβιου, ενός οργάνου του ανθρώπινου σώματος, κλπ, μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιοδήποτε υλικό που αλληλεπιδρά με το είδος ιοντίζουσας ακτινοβολίας που μας ενδιαφέρει, όπως το προς εξέταση «υλικό». Τα ομοιώματα από στερεά υλικά είναι πιο εύχρηστα από ότι τα υγρά, όμως η προσομοίωση της ατομικής σύστασης στα υγρά είναι ποιο εύκολη (διαλύματα) Ένα υλικό που είναι ικανοποιητικό υποκατάστατο ενός υλικού ή ενός ιστού για ένα είδος ακτινοβολίας πιθανώς να μην είναι ικανοποιητικό υποκατάστατο για κάποιο άλλο είδος ακτινοβολίας (π.χ., Ενώ το νερό θεωρείται συνήθως ικανοποιητικό υποκατάστατο «του μαλακού ιστού» σε πεδία φωτονίων, δεν είναι καλό υποκατάστατο σε πεδία θερμικών νετρονίων (διαφορές στη συγκέντρωση Η και Ν, άτομα που συλλαμβάνουν νετρόνια).

ΔΟΣΙΜΕΤΡΙΚΑ ΟΜΟΙΩΜΑΤΑ ΑΠΛΗΣ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑΣ ΣΤΗΝ ΤΗΛΕΘΕΡΑΠΕΙΑ ΔΟΣΙΜΕΤΡΙΚΑ ΟΜΟΙΩΜΑΤΑ ΑΠΛΗΣ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑΣ ΣΤΗΝ ΤΗΛΕΘΕΡΑΠΕΙΑ plexiglas νερό μηχανισμός κίνησης Θ.Ι.

ΟΜΟΙΩΜΑΤΑ ΔΟΣΙΜΕΤΡΙΚΑ ομοίωμα Θ.Ι. ομοίωμα θάλαμος ηλεκτρόμετρο Θ.Ι . για χρήση ηλεκτρόμετρο στην Υ .Τ. για χρήση στην ακτινοθεραπεία

BIBΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Cember H.: Introduction to Health Physics, 3rd Edition, McGraw-Hill, New York (2000) Hine G., Brownel G.: Radiation Dosimetry, Academic Press, 1956 International Atomic Energy Agency, The Safe Use of Radiation Sources, Training Course Series No. 6, IAEA, Vienna (1995) International Commsision on Radiation Units and Measurements Average energy required to produce an ion pair. ICRU report 31. Washington DC, USA (1979) ICRU: Tissue substitutes in radiation dosimetry and measurement ICRU report 44, ICRU, Bethesda, MD, USA (1989) Kase K., Nelson W.: Concepts of radiation dosimetry. Pergamon Press, New York (1978) Shapiro J.: Radiation Protection, Harvard Univ. Press (1990) Shlein B., Slaback LA, Birky B.: Handbook of Health Physics and Radiological Health, 3rd edition, Williams & Wilkins, Baltimore