Transcript Dosimetri Pasien Radiologi Diagnostik

Dasar Dosimetri Pasien
Radiologi Diagnostik
Pelatihan Inspektur/Calon Inspektur
Bapeten, 22-26 April, 2013
IAEA
International Atomic Energy Agency
PEMBAGIAN KUANTITAS DOSIMETRI
•
•
•
•
Kuantitas Dasar
Kuantitas Operasional
Kuantitas terkait Efek Biologi
Koefisien Konversi utk Estimasi Dosis Organ
IAEA
2
Kuantitas Dasar Dosimetri
• Medan Radiasi: Fluks Partikel dan Fluks Energi
• Kerma
• Dosis Serap
•
Ref: ICRU Report 60
IAEA
3
Medan Radiasi
• Medan Radiasi: secara umum mengkuantifikasi radiasi
dalam suatu ruang berisi partikel radiasi.
Kuantifikasi dalam 2 besaran:
 Jumlah total partikel radiasi: fluks partikel
 Jumlah total energi yang dibawa oleh partikel radiasi:
fluks energi
IAEA
Medan Radiasi
•
Definisi ICRU untuk jumlah partikel (N):
Jumlah partikel yang dilepaskan, ditransfer atau diterima,
Unit: 1
•
Definisi ICRU untuk energi radian (R):
Jumlah energi (tidak termasuk energi potensial/diam) dari
seluruh partikel yang dilepaskan, ditransfer atau diterima,
Unit: J
Untuk setiap partikel dengan energi, E, maka:
•
R
IAEA
=
E N
Fluks paralel: dasar pengukuran berkas primer
Bagaimana menentukan jumlah partikel yang melewati titik P yang
ada di sebuah ruang (sphere)?
Untuk berkas radiasi paralel:
 Dengan membuat sebuah area kecil, dA, mengelilingi titik P pada
satu bidang sedemikian sehingga tegak-lurus dengan arah berkas.
 Tentukan (ukur) jumlah partikel yang melewati area dA.
dA
P
Fluks Partikel :
IAEA
dN

da
Fluks Energi :   dR
da
Unit: J m-2.
Fluks non-paralel: dasar pengukuran berkas hamburan
Untuk berkas radiasi non-paralel (acak):
 Satu bidang area, dA, tidak cukup karena hanya tegak-lurus dengan
satu arah partikel radiasi.
 Perlu membuat sebuah volume kecil, dV, dengan merotasi bidang
area, dA, mengelilingi titik P ke semua arah.
 Tentukan (ukur) jumlah partikel yang masuk volume, dV.
dA
P
 Fluks untuk tiap arah hanya dapat ditentukan bila arah partikel
radiasi diketahui/dikendalikan.
IAEA
Perbandingan fluks partikel dan energi:
dasar kualitas berkas radiasi (kVp dan filter)
3.5
Fluks energi
3.0
Fluks partikel
relative units
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
Photon energy (keV)
IAEA
8
KERMA (Kinetic Energy Released in MAtter)
Kerma, K, dalah pelepasan (imparted) sejumlah energi kinetik
insiden (mula-mula), dEtr , pada sebagian massa, dm, dalam
suatu volume medium, oleh partikel bermuatan (e) yang
terlepas dalam volume tersebut akibat berinteraksi dengan
partikel netral (foton, gamma, netron).
dE tr
K
dm
Unit: J kg-1 atau gray (Gy).
Laju Kerma:
dK

K
dt
IAEA
Unit: J kg-1s-1 atau (Gy s-1).
9
Ilustrasi Kerma
elektron
Ek,3
Ek,2
foton
non-kerma
kerma
Ek,1
V
Pemindahan energi tumbukan dalam volume, V: Etr  Ek ,2  Ek ,3
dimana Ek adalah kinetik energi awal dari elektron yang berasal dari sebagian energi
kinetik foton. Catt: Ek,1 berasal dari luar volume, sehingga tidak termasuk dalam definisi
Kerma dalam volume, V.
IAEA
Dosis Serap
Dosis serap, D, adalah pembagian sejumlah energi, d, pada sejumlah massa dari
suatu volume medium, dm, oleh elektron tanpa memperhatikan posisi asal elektron
tsb (bisa dari luar volume).
d
D
dm
Unit: J kg-1. gray (Gy).
dosis serap, non-kerma
V
Pada spektrum energi radiologi diagnostik, energi elektron hasil interaksi dengan foton terlalu
lemah untuk mendekati inti atom, sehingga dosis serap akibat proses bremsstrahlung elektron di
dekat inti atom medium dapat dianggap nol.
Untuk mendapatkan nilai dosis serap sama dengan kerma harus ada keseimbangan elektronik
sekunder (secondary electron equilibrium) dalam volume.
Dengan adanya keseimbangan elektronik sekunder maka hasil pengukuran kerma dapat
menjadi dosis serap (khusus radiologi diagnostik)  dasar disain dosimeter QC radiologi
IAEA
11
KUANTITAS OPERASIONAL:
• Output Tabung Sinar-X
• Kerma Udara Insiden (incident air kerma)
• Kerma Udara di Permukaan Kulit (entrance
surface air kerma)
Ref: ICRU Report 74
IAEA
12
APLIKASI DOSIMETRI
Output sinar-X, Y(d), adalah Kerma Udara per-beban tabung (P) pada jarak
tertentu, d, dari fokus tabung. Y(d) = K(d)/P, unit: Gray/mAs
IAEA
13
Kuantitas dosis terkait efek biologi:
stokastik dan deterministik
• Dosis (serap) jaringan/organ (tissue/organ
dose)
• Dosis ekivalen (equivalent dose)
• Dosis efektif (effective dose)
IAEA
14
Dosis Jaringan/Organ
Dosis rata-rata dalam suatu jaringan/organ tertentu,
DT ,adalah perbandingan antara energi yang
dilepaskan pada jaringan/organ,  T ,dengan massa
tissue/organ tsb, mT.
T
DT 
mT
Catt:
Nilai dosis jaringan/organ akan menentukan besarnya resiko riil yg diterima
oleh jaringan/organ tsb, ttp dosis jaringan/organ tidak dapat diukur secara
langsung, hanya dapat didekati dengan perhitungan/simulasi, atau dengan
pengukuran langsung dalam fantom ekivalen jaringan/organ tsb.
IAEA
15
Dosis Ekivalen
Dosis ekivalen, HT, dari suatu jaringan/organ, T, adalah
hasil kali antara faktor pemberat untuk jenis radiasi,
wR, dengan dosis jaringan/organ tsb, DT .
HT = wR DT
Unit: sievert (Sv)
Catt:
Faktor wR, diambil berdasarkan perbedaan sensitifitas jaringan/organ thd
jenis radiasi tertentu (RBE, Relative Biological Effectiveness) dalam
menyebabkan efek stokastik pada dosis jaringan/organ rendah. Untuk
energi sinar-X dalam radiologi diagnostik, nilai wR adalah 1 (satu).
IAEA
16
Dosis Efektif
Dosis efektif, E, adalah jumlah untuk seluruh organ
dan jaringan tubuh, dari hasil kali masing-masing
dosis ekivalen, HT, dengan faktor pemberat
organ/jaringan, wT.
E   wT H T
Unit: sievert (Sv)
T
Faktor wT, untuk organ T mewakili kontribusi relatif organ thd
kerusakan (detriment) total akibat efek stokastik, untuk
seluruh tubuh.
IAEA
17
Koefisien konversi untuk estimasi dosis
organ /jaringan
Koeff. konversi, c, menghubungkan dosis organ/jaringan
dengan dosis operasional (terukur).
organor tissue dose
c
measuredor calculatedquantity
c
D ,K
T i
 DT Ki
Koeff. konversi untuk organ T, menghubungkan dosis organ, DT, dengan
kerma udara insiden/mula-mula (incident air kerma), Ki . Sehingga estimasi
dosis organ, DT , adalah hasil kali hasil pengukuran dengan faktor
konversi, c. Nilai koeff. konversi untuk spektrum energi foton radiologi
diagnostik dapat dilihat pada tabel ICRP.
IAEA
18
Thank you for
your attention
IAEA
19