به نام خدا فیزیک پرتوها (2) رادیوبیولوژی به نام خدا فیزیک پرتوها (2) رادیوبیولوژی مهندس علی شمس - رشا خواجوئی فرد فیزیسیت بخش پرتودرمانی

مقدمه بیومولکول های مهم : پروتئین ها چربی ها قندها اسیدهای نوکلئیک یونیزاسیون و انگیزش اتم ها و مولکول ها(دادن انرژی) تغییرات مولکولی در بافت پرتوهای یونساز → → بیومولکول های مهم : پروتئین ها چربی ها قندها اسیدهای نوکلئیک فراوان ترین مولکول :آب حساس ترین مولکول: DNA اسید های نوکلئیک: DNA و RNA: tRNAو mRNA

اجزای سلول هسته : بسیار حساس به پرتو سیتوپلاسم: مقاوم به پرتو مهمترین و حیاتی ترین کار سلول : ساخت پروتئین اختلال در هر قسمت از مسیر پروتئین سازی می تواند مضر باشد ( بویژه اختلال در DNA)

DNA حساس ترین قسمت سلول در برابر پرتوهای یونساز هسته آن می باشد. شامل پیوندهای قند وفسفات و چهار بازآلی A,G,C,T بازهای آلی با پیوندهای هیدروژنی بهم اتصال دارند.

تقسیم سلول انواع سلولهای بدن: 1-سلول های جسمی (سوماتیکی) 2-سلول های جنسی (زاینده)

سیکل زندگی سلول میتوز G1 سنتز(S) G2 بیشترین حساسیت به پرتو

بافتها و حساسیت نسبی به پرتو لنفوسیت ها- اسپرماتوگونی ها اریتروبلاست ها- پوشش داخلی روده حساسیت بسیار سلولهای اندوتلیال- استئوبلاست ها اسپرماتید ها- فیبروبلاست ها حساسیت متوسط سلولهای ماهیچه ای- سلولهای عصبی- سلولهای غضروفی حساسیت اندک

قانون برگونیه وتریباندو حساسیت پرتویی بافت های زنده به عوامل زیر بستگی دارد: 1)سلول های نابالغ از سلول های بالغ تر حساس ترند. 2)بافت ها و عضوهای جوان به پرتوها حساس ترند. 3)هرچه آهنگ متابولیسم بیشترباشد، حساسیت بیشتر است. 4)هرچه آهنگ تولید مثل سلول وآهنگ رشد بافت بیشتر باشد ،حساسیت بیشتر است.

فاکتورهای فیزیکی موثربرحساسیت پرتویی 1- نوع پرتو و مقدار دوز، فاکتور کیفیت ،LET α X-RAYS

فاکتورهای فیزیکی موثربرحساسیت پرتویی 2- زمان، Dose rate،fractionation منحنی بقای سلول

فاکتورهای فیزیکی موثربرحساسیت پرتویی 3- فاکتورهای زیستی: اکسیژن: افزایش حساسیت سن: پیش از تولد بیشترین حساسیت ، با افزایش سن کاهش حساسیت جنس: جنس ماده حساسیت کمتر ، تا 10 درصد مواد شیمیائی: حساس کننده ها (تشدید اثر پرتو): اکتینومایسینD، ویتامینK، اکسیژن محافظت کننده ها: ترکیبات آلی گوگرد دارمثل سیستئین و سیستامین و برخی داروها

تاثیر پرتو بر سلول تابش پرتو به DNA: مرگ سلول سرطان آسیب ژنتیکی مولکول آب مولکول DNA تابش پرتو به DNA: مرگ سلول سرطان آسیب ژنتیکی شکستگی زنجیره اصلی ،شکستگی هردوزنجیره، ایجاد پیوند جانبی، شکستگی بخش پلکانی، تغییر یا ازبین رفتن بازآلی

تاثیر پرتو بر سلول رادیولیز مولکول آب H2O→H2O+ + e H2O+→H+ +OH° H2O+e→H2O- H2O-→H° +OH-

H° + O2 →HO2°رادیکال پراکسید رادیکالهای آزاد رادیکال های OH° وH° بدلیل داشتن الکترون آزاد بسیار فعال وخطرناک هستند. به راحتی با هر مولکول آلی واکنش داده و آن را تغییر می دهند . OH°+ OH°→H2O2آب اکسیژنه H° + O2 →HO2°رادیکال پراکسید

تاثیر پرتو بر سلول آسیب مستقیم: آسیب ناشی از پرتوهای یونساز از طریق رادیکال های آزاد آسیب غیرمستقیم: آسیب ناشی از برهمکنش مستقیم پرتو با بیومولکول های مهم(مثلاDNA) آسیب غیر مستقیم بسیارمهم تر از مستقیم است.

اثرات پرتوهای یونساز روی بدن آثار زودرس: (پس از چندساعت،روز یا هفته) دوز زیاد در فاصله کوتاه قرمزی پوست- اختلال کار گنادها آثاردیررس: دوز پایین در زمان طولانی سرطان- اثرات ژنتیکی- کاهش طول عمر- کاتاراکت (آب مروارید)

پرتوهای یونساز و جنین مراحل بارداری قانون همه یا هیچ کم خطرترین مرحله یک سیستم در حال رشد سریع، دارای حساسیت شدید نسبت به پرتوهای یونساز بارشد جنین از میزان حساسیت آن کاسته می شود. مراحل بارداری پیش از لانه گزینی (دو هفته پس ازلقاح) :تابش گیری در این مرحله می تواند منجر به مرگ جنین یا ادامه حیات او شود. قانون همه یا هیچ کم خطرترین مرحله توده سلولی دیواره رحم

مرحله اندام زایی (هفته دوم تا هشتم پس از لقاح): تابش گیری می تواند منجر به ناهنجاری های اسکلتی یا اندامی شود. مرحله رشد جنین (هفته هشتم به بعد): میکروسفالی و عقب ماندگی ذهنی از عوارض تابش گیری در این دوره است. اثر بر عروق،استخوان ها ، دستگاه تنفس ، دستگاه عصبی ،ادراری و غدد ترشحی درون ریز از دیگر عوارض تابش دهی است.

اثرات بیولوژیکی پرتوهای یونیزان 1- اثرات قطعی جسمی 2- اثرات آماری جسمی (احتمالی) 3- اثرات ژنتیکی - اثرات جسمی: بر روی فرد مورد تابش قرار گرفته ایجاد می شود. - اثرات ژنتیکی: در نسل بعدی یا چند نسل بعد ظاهر می شود.

اثرات قطعی بدون شک در یک فرد تابش دیده اتفاق می افتد. رابطه غیرخطی بین مقدار دوز و وقوع بیماری - دارای حدآستانه - افزایش شدت بیماری با افزایش دوز - وابسته بودن وقوع اثرات به دوز ریت مثل فیبروز ششها یا اریتمای پوست حفاظت و ایمنی در برابر اثرات قطعی با پایین نگه داشتن دوز در زیر سطح آستانه تضمین می گردد.

اثرات آماری (احتمالی) - بدون حد آستانه (اتفاق در تمام سطوح دوز) - افزایش احتمال وقوع این اثرات با افزایش دوز - رابطه خطی بین مقدار دوز و وقوع بیماری مثل لوسمی یا سرطانها

متعلق به دوره پهلوی

کمیتهای دوزیمتری پرتودهی دوز جذبی یکا:C/kg یا R رونتگن D=E/m Gy یا rad سنجش میزان کل بارهای تولید شده توسط فوتونهای ایکس یا گاما در واحد جرم هوا. برای تعیین خروجی شتابدهنده ها. یکا:C/kg یا R رونتگن دوز جذبی انرژی جذب شده از کلیه پرتوها در واحد جرم ماده D=E/m Gy یا rad

کمیتهای دوزیمتری دوز معادل یکا: Sv یا rem H = WR . D حاصلضرب دوز جذب شده از پرتو در بافت در وزنی پرتو. ضریب وزنی پرتو، ضریبی است که کیفیت پرتو (نوع و انرژی پرتو) را جهت محاسبه دوز معادل منظور می دارد. یکا: Sv یا rem H = WR . D اثرات بیولوژیکی ناشی از پرتوها در بافت را در نظر می گیرد.

کمیتهای دوزیمتری دوز موثر مجموع حاصلضرب دوز معادل در ضریب وزنی بافت. ضریب وزنی بافت ضریبی است که نوع بافت تابش دیده را در نظر می گیرد. علاوه بر نقش پرتوهای مختلف در بروز اثرات بیولوژیکی، نقش بافتهای مختلف بدن را در نظر می گیرد. E = ∑WT . HT -یکا : Sv یا rem

ضریب وزنی بافتها Organ or tissue Tissue weighting factor (WT) Gonads Red bone marrow Colon Lung Stomach Bladder Breast Liver Oesophagus Thyroid Skin Bone surface Remainder Total 0.2 0.12 0.05 0.01 1.0

بیشینه دز مجازMPD دز تجمعی مجاز برای پرتوکاران D=5(N-18) عموم جامعه : 0.5 rem/year پرتوکاران : 5 rem/year = 50 mSv در هرهفته دوز پرتوکارنباید از 1mSvتجاوز کند. دز تجمعی مجاز برای پرتوکاران D=5(N-18) )Nسن، 5 بیشینه مجاز در یک سال،18حداقل سن(

آشکارساز گایگر- مولر آشکار ساز گازی شامل هوا یا کلر آشکار ساز گازی شامل هوا یا کلر برای تمام ذرات باردار و فوتونها و سنجش میزان آلودگی رادیواکتیو برای دوزیمتری محیطی به کار می رود.( (nSv/h خروجی این آشکارساز برای تمام انرژیها یکسان است، پس مقدار انرژی و نوع ذره را نشان نمی دهد.

آشکارساز گایگر- مولر ورود ذره باردار یا فوتون به حجم گاز یونیزه کردن هوای محفظه گازی ایجاد بهمنی از یونها به دلیل اختلاف پتانسیل بالا حرکت یونهای مثبت به سمت الکترود منفی و یونهای منفی به سمت الکترود مثبت تولید جریان الکتریکی در اثر حرکت یونها اندازه گیری جریان با الکترومتر

فیلم بج (دوزیمتر فردی) محل نصب: تونایی سنجش پرتوگیری بین 0.10   تا 1500 میلی سیورت شامل یک فیلم 3*4 مشابه فیلم دندانپزشکی تابش اشعه به فیلم باعث سیاهی آن می گردد. از روی میزان سیاهی فیلم میزان پرتوگیری قابل تعیین است. محل نصب: روی سینه یا یقه لباس (تعیین دوز تیروئید) روی لبه جیب نزدیک کمر (تعیین دوز گنادها)

فیلم بج (دوزیمتر فردی) یک شماره هشت رقمی روی هر فیلم ثبت شده است. 2 رقم آخر سمت راست شماره پرسنلی هر پرتوکار است.

فیلم بج (دوزیمتر فردی) پنجره : تمام پرتوها می توانند از این پنجره عبور کرده و به فیلم برسند. فیلتر پلاستیک نازک: فقط مانع  عبور پرتوهای کم انرژی بتا می شود.    فیلتر پلاستیک ضخیم : مانع عبور پرتوهای ایکس با انرژی کمتر از 20keV و تمام پرتوهای بتا می شود. فیلتر آلومینیم : تمام پرتوهای بتا و پرتو های ایکس با انرژی کمتر از 65keV را جذب می کند. فیلتر قلع و سرب: فقط پرتوهای ایکس با انرژی بیشتر از 65keV را عبور می دهد.

فیلم بج (دوزیمتر فردی) هنگام استفاده از فیلم بج: هرگز نباید از فیلم بدون بج هنگام کار با پرتو استفاده کرد. فیلم بج در معرض مستقیم تابش آفتاب قرار نگیرد. در طول استفاده ، فیلم داخل بج جابجا نشود. لفاف کاغذی فیلم پاره نشده باشد. شرایط نگهداری هنگام عدم استفاده: دور از تابش پرتو (پرتوهای زمینه محیطی حداقل ) رطوب کمتر از 60% باشد. تحت فشار نباشد. دور از مواد شیمیائی.

با تشکر از توجه شما پایان