RADYOBİYOLOJİ-2

RADYASYON ÖLÇÜM BİRİMLERİ

Aktivite birimi

Curi (Ci): Bir radyoaktif maddede saniyede parçalanan çekirdek sayısını belirtir. Becquerel (Bq)

Ekspojur birimi (Işınlama birimi, İyonlaştırma dozu )

Ekspojur terimi X ışınları tarafından havada oluşturulan iyonizasyonun ölçümünü ifade eder.

Röntgen (R): Normal hava şartlarında (0 C ve 760 mm Hg basıncında) duvar etkilerinden kurtarılmış 1 kg kuru havada bir miktar elektrik yükü değerinde (+) ve (-) iyonlar oluşturan X veya gama ışını miktarı olarak tanımlanır.

Röntgen esas olarak havadaki iyonların ölçümleriyle sınırlıdır. Tanım itibariyle sadece X ışınları ve gama ışınları için kullanılır ve diğer radyasyon tiplerini içermez.

Coulomb / kg: Normal hava şartlarında duvar etkilerinden kurtarılmış 1 kg kuru havada 1 Coulomb’luk elektrik yüklü iyon oluşturan X veya gama ışını miktarı olarak tanımlanır.

Radyasyon absorbsiyon dozu (RAD)

Rad: Işınlanan objenin 1 kilogramının absorbe ettiği enerji ile bağlantılıdır. Gray (Gy)

Tanımdan da anlaşıldığı gibi Rad, hasta yada diğer biyolojik sistemler tarafından alınan radyasyon miktarı tanımlandığı zaman kullanılır. Belirli miktar dokuda absorbe edilen iyonize radyasyon enerjisini ölçer ve tüm radyasyon tiplerine uygulanabilir.

Eşdeğer doz birimi

Farklı radyasyon tipleri dokularda farklı etkiler oluştururlar. Doz eşdeğer ölçümü farklı radyasyonların biyolojik etkilerinin karşılaştırılması için kullanılır.

Rem(roentgen equivalent in man): 1 Röntgenlik X ışını veya gama ışını ile aynı biyolojik etkiyi oluşturan radyasyon miktarıdır.

Rad ile Rem arasındaki fark, Rem’in daha çok radyasyondan korunmada kullanılan bir birim olmasıdır. Diagnostik radyolojide kalite faktörü 1 olarak kabul edilir. Bunun için “Rad = Rem” şeklinde ifade edilebilir. Rad x Kalite Faktörü = Rem

Sievert (Sv): Bir graylık X ışını veya gama ışını ile aynı biyolojik etkiyi meydana getiren herhangi bir radyasyon miktarıdır. Sievert oldukça büyük bir birimdir, hastane uygulamaları için doz miliSievert (mSv) ve Mikrosievert (µSv) olarak ölçülür.

RADYASYONUN MADDE TARAFINDAN ABSORBSİYONU

İyonizasyon özelliğine sahip radyasyon madde ile etkileşime girdiğinde, enerjiisinin bir bölümü veya tamamı geçtiği madde tarafından soğurulur. Bu olaya absorbsiyon denir. Fotonlarla madde etkileştiğinde X ışını fotonları ya saçılır (scatter) ya da kaybolur.

X ışınları ile madde arasındaki etkileşim sonucunda önemli olan olaylar;

• 1.Foton saçılması ve
• 2.Foton kaybolması şeklindedir.

Foton saçılması

1.Etkileşim yok: X ışını ve madde arasında etkileşim olmaz.

2.Koherent saçılma: Düşük enerjili X ışını ile dış yörünge etkileşir. Atomda değişiklik olmaz, ancak fotonun yönü değişir. Skater(saçılmış) terimi bu tip radyasyonu ifade eder.

*3. Kompton saçılma:* Biyolojik yönden en önemli etkileşim kompton olayıdır. Sökülen elektron negatif yüke sahiptir geride kalan atom pozitif olarak yüklenir. Diş hekimliğinde kullanılan X ışınları ile madde arasında oluşan etkileşimlerin %62’si bu saçılma şeklindedir. Bu etkileşimde X ışını fotonu etkileşime girdiği maddenin atomunun dış yörüngesindeki zayıf bağ enerjisine sahip olan bir elektrona çarpar ve elektronu yörüngeden koparır. Bu sırada iyonizasyon oluşur.

Foton enerjisinin büyük bir kısmını bu elektronu koparmak için harcar ve düşük enerji ile farklı bir yönde(saçılmış) ilerler. Eğer enerjisi yeterli ise ikinci bir etkileşime girer ve enerjisinin tümünü kaybedene kadar bu olaya devam eder. Kompton olayı orta enerjili fotonların atom numarası düşük maddeyle karşılaşması sonucu oluşur.

Foton kaybolması

Farklı olaylar şeklinde foton kaybolması söz konusudur. Fotoelektrik olayı ve çift oluşum olayları görülür.

Fotoelektrik olayı: Gerçek bir absorbsiyondur. Fotonun enerjisinin tamamı geçtiği maddenin atomlarına transfer olur. Foton, atomun iç yörüngesinden bir elektrona çarpar, tüm enerjisini vererek elektronu yerinden söker. Diş hekimliğindeki etkileşimin %30'unu oluşturur.

Çift oluşum olayı: Ender görülen bir olaydır. Çok yüksek enerjili bir fotonun, yüksek atom numaralı bir maddeyle karşılaşması sonucunda meydana gelir. Dental diagnostik radyolojide kullanılan X ışınlarında bu olay meydana gelmez.

Einstein’in kütle ve enerji eşitliği (E=Mc 2) teorisine göre oluşur. Bu olayda atom çekirdeğinin çevresindeki güçlü alana giren yüksek enerjili bir foton kaybolarak bir elektron ve bir pozitron haline dönüşür. Burada enerji kütleye dönüşmüştür.

RADYASYON HASARININ MEKANİZMASI

Radyografi alınırken tüm X ışınları hastayı geçerek filme ulaşmaz, bir kısmı hasta dokusu tarafından absorbe edilir. Bu absorbsiyon sonucu dokuda kimyasal değişiklik ve devamında biyolojik hasar oluşur.

Bu hasar iki özel mekanizma ile mümkündür:

1.İyonizasyon:

Fotoelektrik etki veya compton saçılma ile pozitif atom ve negatif iyon oluşumu gerçekleşerek iyonizasyon oluşturur. Yerinden çıkan yüksek enerjili elektronlar başka atom ve moleküllerle etkileşerek, daha fazla iyonizasyona veya molekül bağlarının kopmasına neden olurlar ve hücrede kimyasal değişiklikle biyolojik hasar oluştururlar. İyonizasyon, oluşturduğu kimyasal değişiklikle hücrenin fonksiyonlarını temelden etkileyecek yapılarda(DNA vb.) değişlik yapmadığı sürece, radyasyon hasarında çok az etkili olur.

2.Serbest Radikal Formasyonu:

Başlıca serbest radikal oluşumu ile X ışını hücre hasarına neden olur. Serbest radikaller, X ışını fotonu hücrenin temel bileşimi olan suyla etkileştiğinde oluşur. Su H + ve OH-(hidroksil) serbest radikallerine dönüşür. Bu radikaller son derece kararsızdır ve hemen yeni moleküller oluştururlar. Bunlardan bir tanesi de son derece toksik ve hücresel hasara neden olan hidrojen peroksit H2 02 oluşumudur.

Radyasyon nükleusun bulunduğu duyarlı bölgeyi değil de su moleküllerinden çok zengin olan sitoplazmayı serbest radikal oluşumu ile etkilemesi, radyasyonun indirek etkisidir. Radyasyonun biyolojik hasarından en fazla sorumlu olan etki indirek etkidir.

Radyasyonun direk etkisinde X ışını fotonları direk olarak hücre DNA’sına çarpar ve hücresel hasara neden olur, ancak bu çeşit etkileşim oldukça nadirdir, pek çok X ışını hücreyi geçerek çok az veya hiç hasar yapmazlar.

KABUL EDİLEBİLİR RADYASYON DOZU

Radyasyon dozu ve bıraktığı hasar grafik olarak gösterildiğinde, doğrusal ve eşik dozsuz bir ilişki ortaya çıkar. Doğrusal ilişki dozla cevabın doğru orantılı olduğunu gösterir. Eşik dozsuz ilişki de radyasyon hasarı için herhangi bir eşik dozun bulunmadığına ve alınacak doz miktarı ne olursa olsun(az veya çok) bazı biyolojik hasarların oluşacağına işaret eder.

Sonuç olarak güvenli radyasyon dozu yoktur ve diş hekimliği uygulamalarında alınan her bir radyografi biyolojik hasar oluşturur.