Dose efetiva (radiação) - Effective dose (radiation)

A dose efetiva é uma quantidade de dose no sistema de proteção radiológica da Comissão Internacional de Proteção Radiológica (ICRP) .

É a soma ponderada do tecido das doses equivalentes em todos os tecidos e órgãos especificados do corpo humano e representa o risco estocástico à saúde de todo o corpo, que é a probabilidade de indução de câncer e efeitos genéticos, de baixos níveis de radiação ionizante . Ele leva em consideração o tipo de radiação e a natureza de cada órgão ou tecido sendo irradiado, e permite a soma das doses dos órgãos devido a vários níveis e tipos de radiação, tanto interna quanto externa, para produzir uma dose efetiva global calculada.

A unidade SI de dose efetiva é o sievert (Sv), que representa 5,5% de chance de desenvolver câncer. A dose efetiva não se destina a ser uma medida de efeitos determinísticos na saúde, que é a gravidade do dano tecidual agudo que certamente ocorrerá, que é medida pela quantidade de dose absorvida .

O conceito de dose efetiva foi desenvolvido por Wolfgang Jacobi e publicado em 1975, e era tão convincente que o ICRP o incorporou em suas recomendações gerais de 1977 (publicação 26) como "equivalente de dose efetiva". O nome "dose efetiva" substituiu o nome "equivalente de dose efetiva" em 1991. Desde 1977, tem sido a quantidade central para limitação de dose no sistema internacional de proteção radiológica ICRP .

Usos

Quantidades de dose externa usadas em proteção contra radiação e dosimetria

De acordo com a ICRP, os principais usos da dose efetiva são a avaliação prospectiva da dose para planejamento e otimização da proteção radiológica e a demonstração do cumprimento dos limites de dose para fins regulatórios. A dose eficaz é, portanto, uma quantidade de dose central para fins regulatórios.

O ICRP também afirma que a dose efetiva contribuiu significativamente para a proteção radiológica, pois permitiu que as doses fossem somadas a partir da exposição total e parcial do corpo à radiação externa de vários tipos e à ingestão de radionuclídeos.

Uso para dose externa

O cálculo da dose efetiva é necessário para a irradiação parcial ou não uniforme do corpo humano, pois a dose equivalente não considera o tecido irradiado, mas apenas o tipo de radiação. Vários tecidos corporais reagem à radiação ionizante de maneiras diferentes, de modo que o ICRP atribuiu fatores de sensibilidade a tecidos e órgãos específicos para que o efeito da irradiação parcial possa ser calculado se as regiões irradiadas forem conhecidas. Um campo de radiação irradiando apenas uma parte do corpo terá um risco menor do que se o mesmo campo irradiasse todo o corpo. Para levar isso em consideração, as doses eficazes para as partes componentes do corpo que foram irradiadas são calculadas e somadas. Isto torna-se a dose eficaz para o corpo inteiro, a dose de quantidade de E . É uma quantidade de dose de "proteção" que pode ser calculada, mas não pode ser medida na prática.

Uma dose efetiva carregará o mesmo risco efetivo para todo o corpo, independentemente de onde foi aplicada, e carregará o mesmo risco efetivo que a mesma quantidade de dose equivalente aplicada uniformemente em todo o corpo.

Uso para dose interna

A dose efetiva pode ser calculada para a dose comprometida, que é a dose interna resultante da inalação, ingestão ou injeção de materiais radioativos.

A quantidade de dose usada é:

Dose efetiva comprometida, E ( t ) é a soma dos produtos das doses equivalentes de órgão ou tecido comprometido e os fatores de peso de tecido apropriados W T , onde t é o tempo de integração em anos após a ingestão. O período de compromisso é de 50 anos para adultos e de 70 anos para crianças.

Cálculo da dose efetiva

Gráfico mostrando as relações das quantidades de dose de proteção em unidades SI

A radiação ionizante deposita energia na matéria que está sendo irradiada. A quantidade usada para expressar isso é a dose absorvida , uma quantidade de dose física que depende do nível de radiação incidente e das propriedades de absorção do objeto irradiado. A dose absorvida é uma quantidade física e não é um indicador satisfatório de efeito biológico, portanto, para permitir a consideração do risco radiológico estocástico, as quantidades de dose dose equivalente e dose efetiva foram elaboradas pela Comissão Internacional de Unidades e Medidas de Radiação (ICRU) e o ICRP para calcular o efeito biológico de uma dose absorvida.

Para obter uma dose eficaz, a dose de órgão absorvida calculada D T é primeiro corrigida para o tipo de radiação usando o fator W R para dar uma média ponderada da quantidade de dose equivalente H T recebida em tecidos corporais irradiados, e o resultado é posteriormente corrigido para o tecidos ou órgãos sendo irradiado utilizando factor W T , para produzir a quantidade de dose eficaz de E .

A soma das doses eficazes para todos os órgãos e tecidos do corpo representa a dose eficaz para todo o corpo. Se apenas uma parte do corpo é irradiada, então apenas essas regiões são usadas para calcular a dose efetiva. Os fatores de peso do tecido somam 1,0, de modo que se um corpo inteiro é irradiado com radiação externa de penetração uniforme, a dose efetiva para todo o corpo é igual à dose equivalente para todo o corpo.

Uso do fator de ponderação de tecido W T

Os fatores de peso do tecido da ICRP são fornecidos na tabela a seguir, e as equações usadas para calcular a partir da dose absorvida ou da dose equivalente também são fornecidas.

Alguns tecidos, como a medula óssea, são particularmente sensíveis à radiação, por isso recebem um fator de ponderação desproporcionalmente grande em relação à fração da massa corporal que representam. Outros tecidos, como a superfície do osso duro, são particularmente insensíveis à radiação e recebem um fator de peso desproporcionalmente baixo.

Fatores de ponderação para diferentes tecidos
Órgãos Fatores de ponderação de tecido
ICRP26
1977
ICRP60
1990
ICRP103
2007
Gônadas 0,25 0,20 0,08
Medula Óssea Vermelha 0,12 0,12 0,12
Cólon - 0,12 0,12
Pulmão 0,12 0,12 0,12
Estômago - 0,12 0,12
Seios 0,15 0,05 0,12
Bexiga - 0,05 0,04
Fígado - 0,05 0,04
Esôfago - 0,05 0,04
Tireoide 0,03 0,05 0,04
Pele - 0,01 0,01
Superfície óssea 0,03 0,01 0,01
Glândulas salivares - - 0,01
Cérebro - - 0,01
Resto do corpo 0,30 0,05 0,12
Total 1,00 1,00 1,00

Calculando a partir da dose equivalente:

.

Calculando a partir da dose absorvida:

Onde

é a dose eficaz para todo o organismo
é a dose equivalente absorvida pelo tecido T
é o fator de peso do tecido definido pela regulação
é o fator de ponderação de radiação definido pela regulamentação
é a dose média de massa absorvida no tecido T por radiação tipo R
é a dose absorvida da radiação tipo R em função da localização
é a densidade em função da localização
é o volume
é o tecido ou órgão de interesse

Os fatores de peso do tecido ICRP são escolhidos para representar a fração do risco à saúde, ou efeito biológico, que é atribuível ao tecido específico nomeado. Esses fatores de ponderação foram revisados ​​duas vezes, conforme demonstrado no gráfico acima.

A Comissão Reguladora Nuclear dos Estados Unidos ainda usa os fatores de peso de tecido do ICRP de 1977 em seus regulamentos, apesar das recomendações revisadas posteriormente do ICRP.

Por tipo de imagem médica

Dose efetiva por tipo de imagem médica
Órgãos alvo Tipo de exame Dose efetiva em adultos Tempo equivalente de radiação de fundo
TC da cabeça Série única 2 mSv 8 meses
Com + sem radiocontraste 4 mSv 16 meses
Peito TC do tórax 7 mSv 2 anos
TC de tórax, protocolo de rastreamento de câncer de pulmão 1,5 mSv 6 meses
Raio-x do tórax 0,1 mSv 10 dias
Coração Angiotomografia coronária 12 mSv 4 anos
Tomografia computadorizada de cálcio coronariana 3 mSv 1 ano
Abdominal TC de abdômen e pelve 10 mSv 3 anos
TC de abdômen e pelve, protocolo de baixa dose 3 mSv 1 ano
TC de abdômen e pelve, com + sem radiocontraste 20 mSv 7 anos
Colonografia CT 6 mSv 2 anos
Pielograma intravenoso 3 mSv 1 ano
Série gastrointestinal superior 6 mSv 2 anos
Série gastrointestinal inferior 8 mSv 3 anos
Coluna Raio-X da coluna 1,5 mSv 6 meses
TC da coluna 6 mSv 2 anos
Extremidades Radiografia de extremidade 0,001 mSv 3 horas
Extremidade inferior CT angiografia 0,3 - 1,6 mSv 5 semanas - 6 meses
Raio-X odontológico 0,005 mSv 1 dia
DEXA (densidade óssea) 0,001 mSv 3 horas
Combinação PET-CT 25 mSv 8 anos
Mamografia 0,4 mSv 7 semanas

Efeitos na saúde

A radiação ionizante é geralmente prejudicial e potencialmente letal para os seres vivos, mas pode ter benefícios para a saúde na radioterapia para o tratamento de câncer e tireotoxicose . Seu impacto mais comum é a indução de câncer com um período latente de anos ou décadas após a exposição. Doses altas podem causar queimaduras de radiação visualmente dramáticas e / ou fatalidade rápida por síndrome de radiação aguda . Doses controladas são usadas para imagens médicas e radioterapia .

Nomenclatura regulatória

Regulamentos do Reino Unido

Os Regulamentos de Radiações Ionizantes do Reino Unido de 1999 definem o uso do termo dose efetiva; "Qualquer referência a uma dose efetiva significa a soma da dose efetiva para todo o corpo da radiação externa e a dose efetiva comprometida da radiação interna."

Equivalente de dose efetiva nos EUA

A Comissão Reguladora Nuclear dos Estados Unidos manteve no sistema de regulamentação dos Estados Unidos o termo mais antigo equivalente de dose efetiva para se referir a uma quantidade semelhante à dose efetiva de ICRP. O equivalente de dose efetiva total do NRC (TEDE) é a soma da dose efetiva externa com a dose interna comprometida; em outras palavras, todas as fontes de dose.

Nos EUA, a dose equivalente cumulativa devido à exposição externa de corpo inteiro é normalmente relatada aos trabalhadores da energia nuclear em relatórios regulares de dosimetria.

  • equivalente de dose profunda (DDE), que é propriamente uma dose equivalente de corpo inteiro
  • equivalente de dose superficial (SDE), que é realmente a dose eficaz para a pele

História

O conceito de dose efetiva foi introduzido em 1975 por Wolfgang Jacobi (1928–2015) em sua publicação "O conceito de uma dose efetiva: uma proposta para a combinação de doses em órgãos". Foi rapidamente incluído em 1977 como “equivalente de dose efetiva” na Publicação 26 do ICRP. Em 1991, a publicação 60 do ICRP encurtou o nome para "dose efetiva". Essa quantidade às vezes é incorretamente referida como "dose equivalente" devido ao nome anterior, e esse nome incorreto, por sua vez, causa confusão com a dose equivalente . Os fatores de peso do tecido foram revisados ​​em 1990 e 2007 devido a novos dados.

Uso futuro de dose eficaz

No 3º Simpósio Internacional do ICRP sobre o Sistema de Proteção Radiológica em outubro de 2015, o Grupo de Tarefa 79 do ICRP relatou o "Uso de Dose Efetiva como Quantidade de Proteção Radiológica Relacionada ao Risco".

Isso incluiu uma proposta para descontinuar o uso de dose equivalente como uma quantidade de proteção separada. Isso evitaria confusão entre dose equivalente, dose efetiva e dose equivalente, e usar a dose absorvida em Gy como uma quantidade mais apropriada para limitar os efeitos determinísticos para o cristalino, pele, mãos e pés.

Também foi proposto que a dose eficaz poderia ser usada como um indicador aproximado de possível risco de exames médicos. Essas propostas deverão passar pelos seguintes estágios:

  • Discussão dentro dos Comitês ICRP
  • Revisão do relatório por Grupo de Tarefa
  • Reconsideração por Comitês e Comissão Principal
  • Consulta pública

Veja também

Referências

links externos

MA Boyd. "The Confusing World of Radiation Dosimetry - 9444" (PDF) . Agência de Proteção Ambiental dos EUA . Arquivado do original (PDF) em 21/12/2016 . Página visitada em 26/05/2014 . - uma descrição das diferenças cronológicas entre os sistemas de dosimetria dos EUA e ICRP