Внутренняя дозиметрия
Внутренняя дозиметрия — это наука и искусство оценки дозы внутреннего ионизирующего излучения , вызванного радионуклидами, содержащимися в организме человека. [1]
Радионуклиды, отложившиеся в организме, будут облучать ткани и органы и вызывать ожидаемую дозу до тех пор, пока они не будут выведены из организма или радионуклид полностью не распадется.
Внутренние дозы для рабочих или представителей населения, подвергшихся воздействию радиоактивных частиц, можно оценить с использованием данных биоанализа , таких как измерения счетчиков легких и тела, концентрация радиоизотопов в моче или фекалиях и т. д. Международной комиссии по радиологической защите Биокинетические модели (МКРЗ). применяются для установления связи между индивидуальным приемом и измерениями биоанализа, а затем для определения внутренней дозы.
Ожидаемая доза
[ редактировать ]Доза внутреннего облучения в результате инъекции, проглатывания или вдыхания радиоактивных веществ называется ожидаемой дозой .
МКРЗ определяет ожидаемую эффективную дозу E( , где t t) как сумму произведений ожидаемых эквивалентных доз в органах или тканях и соответствующих весовых коэффициентов тканей WT — время интегрирования в годах после поступления. Срок действия обязательств принят равным 50 годам для взрослых и 70 годам для детей. [2]
МКРЗ далее заявляет: «Для внутреннего облучения ожидаемые эффективные дозы обычно определяются на основе оценки поступления радионуклидов на основе биоанализа или других величин (например, активности, сохраняемой в организме или в ежедневных выделениях). Доза радиации определяется на основе прием с использованием рекомендуемых дозовых коэффициентов». [3]
Пути поступления
[ редактировать ]Существует несколько путей поступления (радионуклидов), а именно:
- Вдыхание
- Проглатывание
- Инъекция
- Поглощение
В радиоактивной зоне частицы радионуклидов могут находиться во взвешенном состоянии в воздухе и проникать в организм при вдыхании. Эти частицы могут откладываться в различных частях дыхательных путей в зависимости от их аэродинамического диаметра . [4]
Методы мониторинга
[ редактировать ]Мониторинг in-vivo
Внутренний дозовый контроль радионуклидов, испускающих радиацию, способную проникнуть из организма. Например рентгеновские лучи, гамма-лучи достаточной энергии. Его можно измерить с помощью таких устройств, как счетчик всего тела.
Счетчик всего тела [5] имеет низкофоновое расположение с системами подсчета
- Детекторы NaI(Tl) для обнаружения фотонов высокой энергии
- Фосвич-детекторы с окном Be и тонким кристаллом NaI(Tl) и толстым CsI(Tl) или CsI(Na) для обнаружения фотонов низкой энергии (<100 кэВ).
Детекторы HPGe заменяют детекторы для измерения фотонов низкой и высокой энергии соответствующими электронными системами.
Калибровка этих систем осуществляется с использованием различных типов физических и математических фантомов. Физические фантомы включают BOMAB , LLNL, JAERI, фантомы щитовидной железы и колена. Некоторые из известных математических фантомов — это MIRD, CRISTY и в настоящее время воксельные фантомы, также известные как вычислительные человеческие фантомы .
Ин-витро мониторинг
Мониторинг содержания радионуклидов в организме с использованием биопробы, взятой из организма; сюда входят образцы мочи, пота, кала и т. д.
Биокинетическое моделирование
[ редактировать ]Модели МКРЗ используются для моделирования распределения изотопов внутри человека. Все текущие модели ICRP, скомпилированные в программе просмотра данных OIR (ICRP134/137), [6] могут быть представлены компартментными системами с постоянными коэффициентами. Концептуальную модель, используемую МКРЗ, можно резюмировать следующим образом.
Организм человека можно разделить на три системы:
а) Модель дыхательных путей человека (HRTM). Эта модель применяется для моделирования поступления радиоактивных аэрозолей при вдыхании. Подробное описание дано в ICRP 130 (2016 г.), дополняющем ICRP 66 (1994 г.). Если человек мгновенно вдыхает некоторое количество I, оно откладывается непосредственно в некоторых отсеках HRTM. Фракция, отложившаяся в каждом отсеке, называется фракцией первоначального осаждения или IDF. Это функция медианного аэродинамического диаметра активности (AMAD), который включает в себя размер, форму, плотность, анатомические и физиологические параметры, а также различные условия воздействия. Значения IDF можно рассчитать либо следуя процедуре, описанной в ICRP 130/66, либо получив ее из Приложения. Общая модель HRTM является общей для любого элемента, за исключением скоростей поглощения {fr, ss, sr}, которые связаны с химической формой элемента. МКРЗ дает значения скорости абсорбции по умолчанию в соответствии с типами F, M или S, но конкретные значения для некоторых соединений доступны в ICRP 134 и ICRP 137.
б) Модель пищеварительного тракта человека (HATM). Это применяется для моделирования поступления частиц в желудочно-кишечный тракт в соответствии с моделью ICRP 105 (ICRP 2005). Частицы могут попадать в желудочно-кишечный тракт непосредственно при приеме внутрь или из РТ. Отложение происходит в желудке (ST). Часть или весь поток переносится через SI в кровь (B). Перенос скорости из SI в B определяется как fA. Значение fA связано с элементом и его химической формой.
в) Системные отсеки. Это специальные отсеки, которые применяются к элементу. Текущие модели описаны в ICRP 134 и ICRP 137. Было разработано несколько компьютерных программ для оценки поступления и расчета внутренней дозы с использованием данных систематической ошибки. [7]
Оценка биоанализа
[ редактировать ]Биокинетическое моделирование широко используется во внутренней дозиметрии и для оценки биоанализа данных . Компьютерные программы можно использовать для оценки биоанализа. [8] Значения измерений биоанализа можно использовать для оценки неизвестного поступления. [9]
См. также
[ редактировать ]- Ожидаемая доза
- Зиверт – мера воздействия на здоровье малых доз радиации. Также содержит описание различных количеств доз.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ [1] Документ IRPA 54302 - Внутренняя дозиметрия: наука и искусство оценки внутренней дозы.
- ^ Публикация МКРЗ 103 - Глоссарий.
- ^ Публикация МКРЗ 103 - Параграф 144.
- ^ Аэродинамический диаметр
- ^ Мониторинг всего тела [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Международная комиссия по радиологической защите. Средство просмотра данных OIR; 15 июля 2018 г.
- ^ Г. Санчес Health Phys. 92(1):64–72 (2007)
- ^ Оценки биоанализа с помощью Biokmod
- ^ Оптимальный дизайн и математическая модель, применяемые для создания программ биоанализа.