Istraživanje prostorno vremenske raspodjele raspršenog rendgenskog zračenja vrlo niskih doza pri dijagnostičkoj, terapijskoj i intervencijskoj radiologiji

doctoral thesis

• Title (english): Investigation of space and time dependent distribution of very low-level scattered x-ray radiation in diagnostic, therapeutic and interventional radiology
• Author: Ivica Prlić
• Mentor: Dinko Babić (mentor)
• Committee member: Mirko Planinić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Miroslav Furić (član povjerenstva)
• Committee member: Dinko Babić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Science; (Department of Physics); Zagreb
• Defense date and country: 2013-02-28, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Physics
• Universal decimal classification (UDC): 53 - Physics

Abstract

Autor opisuje razloge koji su ga potaknuli da sa suradnicima razvije i proizvede novu vrstu Ahivnog Elekronskog Dozimetra (AED) tipa ALARA OD x za mjerenje ionizirajućeg zračenja. Predstavljeno je tehnološko oblikovanje ovog dozimetra radi poboljšanja mjerne pouzdanosti u usporedbi s postojećim pasivnim i komercijalnim elektronskim dozimetarima ionizirajućeg zračenja u području mjerenja niskih i vrlo niskih doza (te brzina doza). Postignuta je mjerna pouzdanost sumjerljiva s kolebanjem prirodnog pozadinskog ionizirajućeg. Prikazan je presudan doprinos autora razvoju AED-a, koji se najizravnije očituje kroz jedinstvenu mjernu osobinu da se pomoću dva načina rada i mjerenja realnog vremena omogućuje razlučivanje izmjerenih podataka o brzini doze od prirodnog pozadinskog ionizirajućeg zračenja. Takva mjerenja omogućuju vremensko razlučivanje primanja doze( tj. brzine doze) i oblikovanje tipičnih vremenskih obrazaca za pojedinu intervencijski postupak na bolesniku. Istraživanje tih doza, a osobito meduđelovanja rendgenskog zračenja s ljudskim organizmom, od velike je važnosti za epidemiološka istraživanja učinaka zračenja na ljude. Kako je ukupna izloženost ljudi rendgenskom zračenju u rasponu niskih fotonskih energija (manjih od 300 keV) u posljednjih 30 godina značajno porasla, važno je prikupiti što više podataka o svim mogućim učincima niskih doza rendgenskog zračenja na živu materiju, radi provedbe daljnjih bioloških, genetskih i sličnih istraživanja te, oblikovanja primjerenije zaštite od zračenja. U radu je postavljen model prostorne raspodjele na bolesniku raspršenog rendgenskog zračenja unutar dvorana za intervencijsku radiologiju i kardiologiju, a koji je utemeljen na stvarnim radnim uvjetima pri intervencijskim postupcima. Prikazuju se modelom oblikovane izodozne krivulje i plohe dobivene iz eksperimentalnih rezultata mjerenja s dvadesetak AED-a ALARA OD 3 koji su postavljeni na prikladna mjesta u intervencijskoj dvorani. Poznavanje raspodjele raspršenog rendgenskog zračenja ima za krajnji cilj omogučiti procjenu maksimalne izloženosti medicinskih djelatnika i bolesnika te oblikovanje prikladne zaštite od tog zračenja.Daje se primjer kako se uz pomoć predstavljenog modela raspršenja, oblikovanih izodoznih krivulja i jednostavnog geometrijskog modela djelatnika može procijeniti maksimalni osobni dozni ekvivalent (i/ili efektivna doza za cijelo tijelo), što je novi originalan pristup. Ovaj doktorski rad proširuje pojam dinamičke dozimetrije na intervencijsku radiologiju i kardiologiju, što je omogućeno vremenskom razlučivošću AED-a. Prikazuje se i napor da se AED tipa ALARA OD 4 potvrdi i kao osobni dozimetar u regulatornom smislu provedbe zaštite od zračenja.

Abstract (english)

This doctoral thesis explains the reasons that have encouraged the author and his associates to develop a new Active Electronic Dosemeter( AED) of ALARA OD type x for measurement of ionising radiation. The aim was to enhance and improve measurement reliability in comparison with existing passive and commercially available electronic dosemeters in the region of low and very low doses and dose rates.T he achieved reliability lies inside variation range of ionizing background radiation. The thesis also describes the author's contribution in the AED development; AED has unique measuring characteristic. Software supporting two operating modes, in addition to real-time measurement, provides resolution of measured dose rate data from natural background radiation (BG). These measurements enable temporal distinction between dose receipt (i.e. dose rate) and creation of typical temporal templates for each interventional procedure performed on a patient. Investigation of low and very low doses of radiation, and in particular interaction of x-ray radiation with human body is of great importance for epidemiological research on the health effects of radiation to humans. Over the past 30 years overall human exposure to x-rays in the range of low photon energies (less than 300 keV) has significantly increased and it is therefore of great importance to detect as many as possible potential effects of low dose radiation on living matter. Collecting sufficient amount of dose measurement data would enable further biological, genetic and related researchesa nd developmento f more suitable radiation protection methods. The thesis introduces a model of the spatial distribution of scattered x-ray radiation produced within a patient's body and propagated within the interventional radiology and cardiology rooms, based on real diagnostic and interventional x-ray procedures. Modeled isodose curves and surfaces presented, represent results obtained from experimental measurements performed using twenty active electronic dosemeters ALARA OD 3 properly placed in interventional room. Model validity is checked becauset he final goal of understanding the distribution of scattered x -ray radiation is to enable a prompt and easy estimation of maximum exposure for both medical workers and patients and to provide an appropriate level of protection. The example is given to demonstrate how the model of scattered radiation, isodose curves and simple geometry model for worker could be used to estimate maximum personal dose equivalent (or/and total body effective dose) which is a new and original approach. This doctoral thesis extends the concept of dynamic dosimetry to the interventional radiology and cardiology which is made possible owing to temporal distinction capability of AED. The efforts were described that have been invested to acknowledge / recognize the use of AED of ALARA PD 4 type in regulatory sense as a personal dosimeter in radiation protection.

• Keywords: elektronski dozimetar; AED; AEPD; niske doze; vrlo niske doze; brzino doze; osobni dozni ekvivalent; efektivna doza; osobni dozimetar; dinamička dozimetrija; prostorna razlučivost; vremenski razlučiva dozimetrija; osobna dozimetrija; zaštita od zračenja; prirodno pozadinsko zračenje; intervencijska radiologija; LNT; ALARA; rendgensko zračenje; Comptonovo raspršenje; raspršeno zračenje; model raspršenja; rendgenski uređaj; izodoze u IR; pulsno zračenje
• Keywords (english): electronic dosemeters; AED; AEPD; low doses; very low doses; dose rates; personal dose equivalent; total body effective dose; personal dosimeter; dynamic dosimetry; model of scattered radiation
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:171873
• Study programme: Title: Physics; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje fizika (doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje fizika)
• Type of resource: Text
• Extent: 192 str.
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2017-08-24 12:47:44