Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Εμφιετζόγλου Δημήτριος, Καθηγητής, Τμήμα Ιατρικής, Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων
Αστρακάς Λουκάς, Αναπληρωματικός Καθηγητής, Τμήμα Ιατρικής, Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων
Κυριακού Ιωάννα, Επίκουρη Καθηγήτρια, Τμήμα Ιατρικής, Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων
Περίληψη:
Background: Ιστορικά, με τον όρο ποιότητα ακτινοβολίας αναφερόμαστε στον τύπο και την ενέργεια μιας ακτινοβολίας. Ακτινοβολίες διαφορετικής ποιότητας επιφέρουν διαφορετικά βιολογικά αποτελέσματα και για αυτό το λόγο ορίστηκε η σχετική βιολογική αποτελεσματικότητα, RBE. Για να περιγράψουμε τα ακτινοπροκλητά στοχαστικά αποτελέσματα, όπως η καρκινογένεση, στις χαμηλές δόσεις, το RBE συνήθως αντικαθίσταται από τον παράγοντα ποιότητας Q. Ωστόσο, λόγω της έντονης διασποράς των πειραματικών τιμών του RBE, μέχρι στιγμής δεν είναι εφικτός ο ακριβής προσδιορισμός του Q. Έτσι, οι διάφοροι οργανισμοί ακτινοπροστασίας, συνιστούν διαφορετικές τιμές για το Q ανάλογα με τις μεθοδολογίες τους. Στόχος της συγκεκριμένης εργασίας είναι να μελετηθεί η ενεργειακή εξάρτηση του Q για διαφορετικά αδρόνια κάνοντας χρήση διαφορετικών αναλυτικών μοντέλων στο ενεργειακό εύρος 1-1000MeV/u.
Materials and Methods: Οι τιμές του παράγοντα ποιότητας Q υπολογίστηκαν για πρωτόνια, πυρήνες ηλίου και ιόντα άνθρακα και οξυγόνου χρησιμοποιώντας τη καθορισμένη σχέση Q(LET) που προτείνεται στη δημοσίευση 60 της ICRP, το μοντέλο δομής-τροχιάς z2/β2 της NASA και δύο μικροδοσιμετρικές μεθοδολογίες που αφορούν τη θεωρία της διπλής δράσης της ακτινοβολίας (TDRA) και τη σχέση Q(y) που συνίσταται από την ICRU στη δημοσίευση 40. Για τις δύο μεθοδολογίες, TDRA και ICRU, η στοχαστική κατανομή της μικροδοσιμετρικής γραμμιώδης ενέργειας (y) υπολογίστηκε μέσω του γενικευμένου αναλυτικού μοντέλου Xapsos με χρήση διαφορετικών κατανομών για το energy-loss straggling (Lognormal, Logistic, Erlang). Όλοι οι υπολογισμοί αναφέρονται στο νερό.
Results: Όλα τα μοντέλα προβλέπουν τις υψηλότερες τιμές του παράγοντα ποιότητας Q, κοντά στο τέλος της τροχιάς του ιόντος. Για τα πρωτόνια, το Q γίνεται μέγιστο περίπου στο 1MeV/u ενώ στα υπόλοιπα ιόντα οι μέγιστες τιμές εμφανίζονται στο εύρος 5-40 MeV/u ανάλογα με το ιόν και τη μεθοδολογία. Σε όλα τα ιόντα, η μεθοδολογία της ICRU προβλέπει τις υψηλότερες τιμές του Q. Οι διαφορές στις τιμές του Q μεταξύ των μοντέλων, γίνονται έντονες για τα πρωτόνια στις χαμηλές ενέργειες, ενώ στα υπόλοιπα ιόντα οι διαφορές ενισχύονται σε ενέργειες μεγαλύτερες των 100MeV/u.
Conclusions: Ο παράγοντας ποιότητας Q εξαρτάται από την ενέργεια και τον τύπο του ιόντος, αλλά η ακριβής εξάρτηση βασίζεται στην μεθοδολογία που επιλέγει κανείς για τον υπολογισμό του Q. Επιπλέον, όλα τα μοντέλα αποκλίνουν σημαντικά από τις βασισμένες στο LET συστάσεις της ICRP, ιδίως η μεθοδολογία της ICRU που αποκλίνει στο εύρος ~100-200% ανάλογα με το ιόν. Τέλος, τα μικροδοσιμετρικά μοντέλα (TDRA, ICRU) φαίνεται να συμπεριφέρονται με παρόμοιο τρόπο και να προβλέπουν τις μεγαλύτερες τιμές για το Q σε σχέση με την ICRP και τη NASA.
Λέξεις-κλειδιά:
Παράγοντας ποιότητας, Q, Αδρόνια, Ακτινοπροστασία
