प्रभावी खुराक (विकिरण)

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प्रभावी खुराक विकिरण संरक्षण की प्रणाली रेडियोलॉजिकल प्रोटेक्शन (ICRP) पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग में एक खुराक मात्रा है।[1] यह मानव शरीर के सभी निर्दिष्ट ऊतकों और अंगों में समतुल्य खुराक का ऊतक-भारित योग है और पूरे शरीर के लिए स्टोकेस्टिक स्वास्थ्य जोखिम का प्रतिनिधित्व करता है, जो विकिरण-प्रेरित कैंसर और आनुवंशिक प्रभावों की संभावना है, आयनीकरण के निम्न स्तर विकिरण।[2][3] यह विकिरण के प्रकार और विकिरणित होने वाले प्रत्येक अंग या ऊतक की प्रकृति को ध्यान में रखता है, और एक समग्र गणना की गई प्रभावी खुराक का उत्पादन करने के लिए आंतरिक और बाहरी दोनों प्रकार के विकिरण के विभिन्न स्तरों और प्रकारों के कारण अंग खुराक के योग को सक्षम बनाता है।

प्रभावी खुराक के लिए SI इकाई सीवर्ट (Sv) है जो कैंसर के विकास की 5.5% संभावना का प्रतिनिधित्व करती है।[4] प्रभावी खुराक नियतात्मक स्वास्थ्य प्रभावों के एक उपाय के रूप में अभिप्रेत नहीं है, जो कि तीव्र ऊतक क्षति की गंभीरता है जो निश्चित रूप से घटित होती है, जिसे अवशोषित खुराक की मात्रा से मापा जाता है।[5] प्रभावी खुराक की अवधारणा को वोल्फगैंग जैकोबी द्वारा विकसित किया गया था और 1975 में प्रकाशित किया गया था, और यह इतना आश्वस्त था कि ICRP ने इसे अपनी 1977 की सामान्य सिफारिशों (प्रकाशन 26) में प्रभावी खुराक के समकक्ष के रूप में शामिल किया।[6]नाम प्रभावी खुराक ने 1991 में नाम प्रभावी खुराक को बदल दिया।[7] 1977 से यह विकिरण सुरक्षा की ICRP अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में खुराक की सीमा के लिए केंद्रीय मात्रा रही है।[1]


उपयोग करता है

विकिरण सुरक्षा और डोसिमेट्री में उपयोग की जाने वाली बाहरी खुराक मात्रा

ICRP के अनुसार, प्रभावी खुराक का मुख्य उपयोग रेडियोलॉजिकल सुरक्षा में योजना और अनुकूलन के लिए संभावित खुराक मूल्यांकन और नियामक उद्देश्यों के लिए खुराक सीमा के अनुपालन का प्रदर्शन है। प्रभावी खुराक इस प्रकार विनियामक उद्देश्यों के लिए एक केंद्रीय खुराक मात्रा है।[8]

ICRP यह भी कहता है कि प्रभावी खुराक ने रेडियोलॉजिकल सुरक्षा में महत्वपूर्ण योगदान दिया है क्योंकि इसने खुराक को विभिन्न प्रकार के बाहरी विकिरण और रेडियोन्यूक्लाइड्स के सेवन से पूरे और आंशिक शरीर के जोखिम से अभिव्यक्त करने में सक्षम बनाया है।[9]


बाहरी खुराक के लिए उपयोग

मानव शरीर के आंशिक या गैर-समान विकिरण के लिए प्रभावी खुराक की गणना आवश्यक है क्योंकि समतुल्य खुराक विकिरणित ऊतक पर विचार नहीं करता है, बल्कि केवल विकिरण प्रकार पर विचार करता है। विभिन्न शरीर के ऊतक विभिन्न तरीकों से आयनकारी विकिरण पर प्रतिक्रिया करते हैं, इसलिए ICRP ने विशिष्ट ऊतकों और अंगों को संवेदनशीलता कारक सौंपे हैं ताकि विकिरणित क्षेत्रों के ज्ञात होने पर आंशिक विकिरण के प्रभाव की गणना की जा सके।[10] शरीर के केवल एक हिस्से को विकिरणित करने वाला विकिरण क्षेत्र पूरे शरीर को विकिरणित करने की तुलना में कम जोखिम रखता है। इसे ध्यान में रखते हुए, शरीर के उन हिस्सों की प्रभावी खुराक की गणना की जाती है, जिन्हें विकिरणित किया गया है। यह पूरे शरीर के लिए प्रभावी खुराक, खुराक की मात्रा बन जाती है E. यह एक सुरक्षा खुराक की मात्रा है जिसकी गणना की जा सकती है, लेकिन व्यवहार में इसे मापा नहीं जा सकता है।

एक प्रभावी खुराक पूरे शरीर के लिए समान प्रभावी जोखिम उठाएगी, भले ही इसे कहीं भी लागू किया गया हो, और यह समान प्रभावी जोखिम को समान मात्रा में समान मात्रा में पूरे शरीर पर समान रूप से लागू करेगा।

आंतरिक खुराक के लिए उपयोग

प्रभावी खुराक की गणना प्रतिबद्ध खुराक के लिए की जा सकती है जो आंतरिक खुराक है जो रेडियोधर्मी सामग्री को अंदर लेने, अंतर्ग्रहण करने या इंजेक्शन लगाने से उत्पन्न होती है।

उपयोग की जाने वाली खुराक मात्रा है:

प्रतिबद्ध प्रभावी खुराक, E(t) प्रतिबद्ध अंग या ऊतक समकक्ष खुराक के उत्पादों और उपयुक्त ऊतक भार कारकों का योग है WT, कहाँ t सेवन के बाद के वर्षों में एकीकरण का समय है। प्रतिबद्धता की अवधि वयस्कों के लिए 50 वर्ष और बच्चों के लिए 70 वर्ष की आयु तक ली जाती है।[11]


प्रभावी खुराक की गणना

एसआई इकाइयों में सुरक्षा खुराक की मात्रा के संबंधों को दर्शाने वाला ग्राफिक

आयनीकरण विकिरण विकिरणित होने वाले पदार्थ में ऊर्जा जमा करता है। इसे व्यक्त करने के लिए उपयोग की जाने वाली मात्रा अवशोषित खुराक है, एक भौतिक खुराक मात्रा जो घटना विकिरण के स्तर और विकिरणित वस्तु के अवशोषण गुणों पर निर्भर है। अवशोषित खुराक एक भौतिक मात्रा है, और जैविक प्रभाव का एक संतोषजनक संकेतक नहीं है, इसलिए स्टोकेस्टिक रेडियोलॉजिकल जोखिम पर विचार करने की अनुमति देने के लिए, खुराक की मात्रा समकक्ष खुराक और प्रभावी खुराक विकिरण इकाइयों और माप (आईसीआरयू) पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग द्वारा तैयार की गई थी और ICRP एक अवशोषित खुराक के जैविक प्रभाव की गणना करने के लिए।

एक प्रभावी खुराक प्राप्त करने के लिए, परिकलित अवशोषित अंग खुराक DT को पहले फ़ैक्टर का उपयोग करके विकिरण प्रकार के लिए ठीक किया जाता है WR समतुल्य खुराक मात्रा का भारित औसत देने के लिए HT विकिरणित शरीर के ऊतकों में प्राप्त होता है, और परिणाम कारक का उपयोग करके विकिरणित होने वाले ऊतकों या अंगों के लिए आगे सुधार किया जाता है WT, प्रभावी खुराक मात्रा का उत्पादन करने के लिए E.

शरीर के सभी अंगों और ऊतकों के लिए प्रभावी खुराक का योग पूरे शरीर के लिए प्रभावी खुराक का प्रतिनिधित्व करता है। यदि शरीर का केवल एक हिस्सा विकिरणित है, तो प्रभावी खुराक की गणना के लिए केवल उन क्षेत्रों का उपयोग किया जाता है। टिश्यू वेटिंग कारक 1.0 के बराबर होते हैं, ताकि यदि एक पूरे शरीर को समान रूप से मर्मज्ञ बाहरी विकिरण से विकीर्ण किया जाता है, तो पूरे शरीर के लिए प्रभावी खुराक पूरे शरीर के बराबर खुराक के बराबर होती है।

टिश्यू वेटिंग फैक्टर का उपयोग WT

ICRP ऊतक भार कारक साथ की तालिका में दिए गए हैं, और अवशोषित खुराक या समकक्ष खुराक से गणना करने के लिए उपयोग किए जाने वाले समीकरण भी दिए गए हैं।

अस्थि मज्जा जैसे कुछ ऊतक विशेष रूप से विकिरण के प्रति संवेदनशील होते हैं, इसलिए उन्हें एक भार कारक दिया जाता है जो उनके द्वारा प्रतिनिधित्व किए जाने वाले शरीर द्रव्यमान के अंश के अनुपात में बहुत बड़ा होता है। कठोर हड्डी की सतह जैसे अन्य ऊतक विशेष रूप से विकिरण के प्रति असंवेदनशील होते हैं और उन्हें एक अनुपातहीन रूप से कम भार कारक सौंपा जाता है।

Weighting factors for different tissues[12]
Organs Tissue weighting factors
ICRP26
1977
ICRP60
1990[13]
ICRP103
2007[14]
Gonads 0.25 0.20 0.08
Red Bone Marrow 0.12 0.12 0.12
Colon 0.12 0.12
Lung 0.12 0.12 0.12
Stomach 0.12 0.12
Breasts 0.15 0.05 0.12
Bladder 0.05 0.04
Liver 0.05 0.04
Oesophagus 0.05 0.04
Thyroid 0.03 0.05 0.04
Skin 0.01 0.01
Bone surface 0.03 0.01 0.01
Salivary glands 0.01
Brain 0.01
Remainder of body 0.30 0.05 0.12
Total 1.00 1.00 1.00

समतुल्य खुराक से गणना:

.

अवशोषित खुराक से गणना:

कहाँ

पूरे जीव के लिए प्रभावी खुराक है
ऊतक द्वारा अवशोषित समतुल्य खुराक है T
विनियमन द्वारा परिभाषित ऊतक भार कारक है
विनियमन द्वारा परिभाषित विकिरण भार कारक है
ऊतक में द्रव्यमान-औसत अवशोषित खुराक है T विकिरण प्रकार से R
विकिरण प्रकार से अवशोषित खुराक है R स्थान के कार्य के रूप में
स्थान के कार्य के रूप में घनत्व है
मात्रा है
रुचि का ऊतक या अंग है

ICRP टिश्यू वेटिंग कारकों को स्वास्थ्य जोखिम, या जैविक प्रभाव के अंश का प्रतिनिधित्व करने के लिए चुना जाता है, जो कि नामित विशिष्ट टिश्यू के कारण होता है। जैसा कि ऊपर चार्ट में दिखाया गया है, इन महत्व कारकों को दो बार संशोधित किया गया है।

ICRP की बाद में संशोधित सिफारिशों के बावजूद, संयुक्त राज्य परमाणु नियामक आयोग अभी भी ICRP के 1977 के ऊतक भार कारकों का उपयोग अपने नियमों में करता है।[15]


चिकित्सा इमेजिंग प्रकार द्वारा

Target organs Exam type Effective dose in adults[16] Equivalent time of background radiation[16]
CT of the head Single series 2 mSv 8 months
With + without radiocontrast 4 mSv 16 months
Chest CT of the chest 7 mSv 2 years
CT of the chest, lung cancer screening protocol 1.5 mSv 6 months
Chest X-ray 0.1 mSv 10 days
Heart Coronary CT angiography 12 mSv 4 years
Coronary CT calcium scan 3 mSv 1 year
Abdominal CT of abdomen and pelvis 10 mSv 3 years
CT of abdomen and pelvis, low dose protocol 3 mSv[17] 1 year
CT of abdomen and pelvis, with + without radiocontrast 20 mSv 7 years
CT Colonography 6 mSv 2 years
Intravenous pyelogram 3 mSv 1 year
Upper gastrointestinal series 6 mSv 2 years
Lower gastrointestinal series 8 mSv 3 years
Spine Spine X-ray 1.5 mSv 6 months
CT of the spine 6 mSv 2 years
Extremities X-ray of extremity 0.001 mSv 3 hours
Lower extremity CT angiography 0.3 - 1.6 mSv[18] 5 weeks - 6 months
Dental X-ray 0.005 mSv 1 day
DEXA (bone density) 0.001 mSv 3 hours
PET-CT combination 25 mSv 8 years
Mammography 0.4 mSv 7 weeks

स्वास्थ्य प्रभाव

आयनीकरण विकिरण आम तौर पर हानिकारक और संभावित रूप से जीवित चीजों के लिए घातक होता है लेकिन कैंसर और थायरोटोक्सीकोसिस के उपचार के लिए विकिरण चिकित्सा में स्वास्थ्य लाभ हो सकता है। इसका सबसे आम प्रभाव जोखिम के बाद वर्षों या दशकों की ऊष्मायन अवधि के साथ विकिरण-प्रेरित कैंसर है। उच्च खुराक नेत्रहीन नाटकीय विकिरण जलन, और / या तीव्र विकिरण सिंड्रोम के माध्यम से तेजी से मृत्यु का कारण बन सकती है। नियंत्रित खुराक का उपयोग चिकित्सा इमेजिंग और रेडियोथेरेपी के लिए किया जाता है।

विनियामक नामकरण

यूके के नियम

यूके आयनीकरण विकिरण विनियम 1999 प्रभावी खुराक शब्द के उपयोग को परिभाषित करता है; एक प्रभावी खुराक के किसी भी संदर्भ का मतलब बाहरी विकिरण से पूरे शरीर के लिए प्रभावी खुराक और आंतरिक विकिरण से प्रभावी प्रभावी खुराक का योग है।[19]


यूएस प्रभावी खुराक समकक्ष

यूएस न्यूक्लियर रेगुलेटरी कमीशन ने यूएस रेगुलेशन सिस्टम में ICRP प्रभावी खुराक के समान मात्रा को संदर्भित करने के लिए पुराने शब्द प्रभावी खुराक को बरकरार रखा है। एनआरसी की कुल प्रभावी खुराक समतुल्य (टीईडीई) आंतरिक प्रतिबद्ध खुराक के साथ बाहरी प्रभावी खुराक का योग है; दूसरे शब्दों में खुराक के सभी स्रोत।

अमेरिका में, बाहरी पूरे शरीर के जोखिम के कारण संचयी समतुल्य खुराक सामान्य रूप से परमाणु ऊर्जा श्रमिकों को नियमित डॉसिमेट्री रिपोर्ट में दी जाती है।

  • डीप-डोज़ समतुल्य, (DDE) जो उचित रूप से पूरे शरीर के समतुल्य खुराक है
  • उथली खुराक समतुल्य, (SDE) जो वास्तव में त्वचा के लिए प्रभावी खुराक है

इतिहास

प्रभावी खुराक की अवधारणा 1975 में वोल्फगैंग जैकोबी (1928-2015) द्वारा अपने प्रकाशन द कॉन्सेप्ट ऑफ ए इफेक्टिव डोज: ए प्रपोजल फॉर कॉम्बिनेशन ऑफ ऑर्गन डोज में पेश की गई थी।[6][20] इसे 1977 में ICRP द्वारा प्रकाशन 26 में "प्रभावी खुराक समतुल्य" के रूप में शामिल किया गया था। 1991 में, ICRP प्रकाशन 60 ने नाम को प्रभावी खुराक तक छोटा कर दिया।[21] पहले नाम के कारण इस मात्रा को कभी-कभी गलत तरीके से खुराक समतुल्य के रूप में संदर्भित किया जाता है, और यह मिथ्या नाम समतुल्य मात्रा के साथ भ्रम पैदा करता है। नए डेटा के कारण 1990 और 2007 में टिश्यू वेटिंग कारकों को संशोधित किया गया था।

भविष्य में प्रभावी खुराक का उपयोग

अक्टूबर 2015 में रेडियोलॉजिकल प्रोटेक्शन की प्रणाली पर ICRP 3rd अंतर्राष्ट्रीय संगोष्ठी में, ICRP टास्क ग्रुप 79 ने जोखिम से संबंधित रेडियोलॉजिकल प्रोटेक्शन क्वांटिटी के रूप में प्रभावी खुराक के उपयोग पर रिपोर्ट दी।

इसमें एक अलग सुरक्षा मात्रा के रूप में समतुल्य खुराक के उपयोग को बंद करने का प्रस्ताव शामिल था। यह समकक्ष खुराक, प्रभावी खुराक और खुराक के बराबर के बीच भ्रम से बचता है, और आंखों के लेंस, त्वचा, हाथों और पैरों पर निर्धारित प्रभावों को सीमित करने के लिए Gy में अवशोषित खुराक का उपयोग अधिक उपयुक्त मात्रा के रूप में करता है।[22] यह भी प्रस्तावित किया गया था कि प्रभावी खुराक का उपयोग चिकित्सा परीक्षाओं से संभावित जोखिम के मोटे संकेतक के रूप में किया जा सकता है। इन प्रस्तावों को निम्नलिखित चरणों से गुजरना होगा:

  • ICRP समितियों के भीतर चर्चा
  • टास्क ग्रुप द्वारा रिपोर्ट का पुनरीक्षण
  • समितियों और मुख्य आयोग द्वारा पुनर्विचार
  • सार्वजनिक परामर्श

यह भी देखें

संदर्भ

  1. 1.0 1.1 ICRP publication, 103 para 103
  2. ICRP publication 103, glossary
  3. ICRP publication 103, para 104 and 105
  4. ICRP publication 103
  5. ICRP report 103 para 104 and 105
  6. 6.0 6.1 Journal of Radiological protection Vol.35 No.3 2015. "Obituary - Wolfgang Jacobi 1928 - 2015."
  7. ICRP publication 103 executive summary para 101
  8. ICRP publication 103 executive summary para j
  9. ICRP publication 103 para 101
  10. ICRP publication 103, para 22 & glossary
  11. ICRP publication 103 - Glossary.
  12. UNSCEAR-2008 Annex A page 40, table A1, retrieved 2011-7-20
  13. Vennart, J. (1991). "1990 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection". Annals of the ICRP. ICRP publication 60. 21 (1–3): 8. Bibcode:1991JRP....11..199V. doi:10.1016/0146-6453(91)90066-P. ISBN 978-0-08-041144-6.
  14. "The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection". Annals of the ICRP. ICRP publication 103. 37 (2–4). 2007. ISBN 978-0-7020-3048-2. Archived from the original on 16 November 2012. Retrieved 17 May 2012.
  15. 10 CFR 20.1003. US Nuclear Regulatory Commission. 2009. Retrieved 25 November 2012.
  16. 16.0 16.1 Unless otherwise specified in boxes, reference is:
    - "Radiation Dose in X-Ray and CT Exams". RadiologyInfo.org by Radiological Society of North America. Retrieved 2017-10-23.
  17. Brisbane, Wayne; Bailey, Michael R.; Sorensen, Mathew D. (2016). "An overview of kidney stone imaging techniques". Nature Reviews Urology (Review article). Springer Nature. 13 (11): 654–662. doi:10.1038/nrurol.2016.154. ISSN 1759-4812. PMC 5443345. PMID 27578040.
  18. Zhang, Zhuoli; Qi, Li; Meinel, Felix G.; Zhou, Chang Sheng; Zhao, Yan E.; Schoepf, U. Joseph; Zhang, Long Jiang; Lu, Guang Ming (2014). "Image Quality and Radiation Dose of Lower Extremity CT Angiography Using 70 kVp, High Pitch Acquisition and Sinogram-Affirmed Iterative Reconstruction". PLOS ONE. 9 (6): e99112. Bibcode:2014PLoSO...999112Q. doi:10.1371/journal.pone.0099112. ISSN 1932-6203. PMC 4051648. PMID 24915439.
  19. The UK Ionising Radiations Regulations 1999
  20. Jacobi W (1975). "प्रभावी खुराक की अवधारणा - अंग खुराक के संयोजन के लिए एक प्रस्ताव". Radiat. Environ. Biophys. 12 (2): 101–109. doi:10.1007/BF01328971. PMID 1178826. S2CID 44791936.
  21. ICRP publication 103 paragraph 101
  22. "Use of Effective Dose", John Harrison. 3rd International Symposium on the System of Radiological Protection, October 2015, Seoul.


बाहरी संबंध

M.A. Boyd. "The Confusing World of Radiation Dosimetry - 9444" (PDF). US Environmental Protection Agency. Archived from the original (PDF) on 2016-12-21. Retrieved 2014-05-26. – an account of chronological differences between USA and ICRP dosimetry systems