10. Оценка дозы облучения пациента
advertisement
Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в диагностике и интервенционной радиологии Радиационная защита в диагностике и интервенционной радиологии Л10: Оценка дозы облучения пациента IAEA International Atomic Energy Agency Введение • Параметры, влияющие на дозу облучения пациента • Проблемы, относящиеся к калибровке приборов • Дозиметрические методы, применяемые в рентгенодиагностике IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 2 Темы • Параметры, влияющие на дозу облучения пациента • Методы дозиметрии • Калибровка приборов • Измерения доз IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 3 Обзор • Ознакомление с оценкой дозы облучения пациента и характеристиками дозиметрических приборов IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 4 Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в диагностике и интервенционной радиологии Часть 10: Оценка дозы облучения пациента Тема 1: Параметры, влияющие на дозу облучения пациента IAEA International Atomic Energy Agency Параметры, влияющие на дозу облучения пациента } Напряжение Мощность на трубке Дозы, Ток трубки мГр/мин Эффективная фильтрация Время экспозиции мин Размер поля IAEA } КЕРМА, мкГр м2 } Произведение дозы на Площадь, мГр м2 10: Оценка дозы облучения пациента 6 Особенности обычной радиографии: пучок лучей, коллимация • Энергия пучка • Зависит от пикового значения кВ и фильтрации • Правила требуют минимальной суммарной фильтрации для поглощения фотонов с низкой энегрией • Дополнительная фильтрация уменьшает дозу • Целью является использование наибольшего напряжения при приемлемой контрастности изображения • Коллимация • Облучаемая область должна быть ограничена областью КЛИНИЧЕСКОГО интереса • Дополнительное преимущество - меньшее рассеяние и лучшая контрастность IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 7 Особенности обычной радиографии: решётка, размер пациента • Отсеивающие решётки • Уменьшают рассеяние, улучшая качество изображения • Увеличивают дозу облучения пациента • Букки фактор или отношение решётки равно от 2 до 5 • Размер тела пациента • Доза и облучаемый объём возрастают с увеличением толщины и размера тела пациента • Размеры могут быть уменьшены только при компрессии грудной железы • Таблицы с оценочными дозами для различных исследований и толщины пациентов помогают избежать повторных снимков IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 8 Факторы, влияющие на дозу при флюороскопии • Энергия лучей и фильтрация • Коллимация • Кожно-фокусное расстояние • Закон обратных квадратов: максимальное расстояние от пациента • Расстояние от пациента до входного экрана УРИ • Уменьшение расстояния снижает дозу, но слегка ухудшает качество изображения, т.к. рассеяние увеличивается Увеличение изображений • Геометрическое и электронное увеличение повышает дозу • Решётка • При малых размерах пациента решётку можно не применять • Время «под лучом»! IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 9 Факторы, влияющие на дозу при КТ • Энергия лучей и фильтрация • 120-140 кВ; фильтры определённой формы • Коллимация или толщина среза • Коллиматор за пациентом уменьшает толщину среза изображения, но не влияет на облучаемый объём • Число срезов и расстояние между ними • Качество изображения и шум • Общий закон: доза увеличивается=>шум снижается IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 10 Факторы, влияющие на дозу при спиральной КТ • Факторы, влияющие на дозу при обычной КТ, имеют то же влияние и при спиральной КТ • Питч сканирования • Отношение расстояния, прошедшего столом за 1 оборот гантри, к толщине среза • Если питч=1, то дозы облучения сравнимы с обычной КТ • Доза облучения пациента обратно-пропорциональна питчу IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 11 Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в диагностике и интервенционной радиологии Часть 10: Оценка дозы облучения пациента Тема 2: Методы дозиметрии пациентов IAEA International Atomic Energy Agency Методы измерения доз Калориметрия Абсолютные методы Химический (дозиметр Фрике) Ионометрия (Ионизационная камера Должны быть известны специальные параметры Фотография Относительные методы Сцинтиляции Термолюминесценция Ионометрия IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 13 Дозиметрия пациентов • Радиография: входная поверхностная доза (ВПД) • Измеряется с помощью термолюминесцентных дозиметров (ТЛД) • Флюороскопия: произведение дозы на площадь (ПДП) • КТ: • Дозовый индекс (CTDI) IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 14 Определение доз облучения органов, на основе ВПД • Дозы облучения органов измеряются только • • • • • инвазивными методами В радиографии измеряется входная поверхностная доза (ВПД) Использование математических моделей для оценки доз внутри тела Математические модели, основанные на методе Монте Карло: вычисление траекторий тысяч фотонов Дозы облучения органов определяются как фракции входной дозы для разных проекций Размер и ориентация поля играют роль из-за фильтрации излучения. Перечень таблиц можно найти в NRPB R262 и NRPB SR262) IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 15 Определение доз облучения органов, зная ПДП • При флюороскопии: движущиеся объекты, изме• • • • рение произведения дозы на площадь (ПДП) Дозы на органы могут вычисляться методом Монте Карло или на основе математических моделей Коэффициенты преобразования определяются как доза на единицу произведения дозы на площадь При вычислениях принимаются во внимание многие факторы: проекции, фильтрация и т.д. По значениям доз на органы вычисляются эффективные дозы в соответствии с ICRP60 IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 16 Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в диагностике и интервенционной радиологии Часть 10: Оценка дозы облучения пациента Тема 3: Калибровка приборов IAEA International Atomic Energy Agency Калибровка приборов • Установите заданные условия для калибровки: тип и энергию излучения, расстояния, мощность дозы и т.д. • Сравните показания ваших приборов с показаниями эталонных приборов • Определите коэффициент калибровки F = Показание эталонного прибора Показание калибруемого прибора IAEA [соотв. единицы] 10: Оценка дозы облучения пациента 18 Диапазон измерений Гипотеза: показания прибора являются монотонной функцией от измеряемого значения (обычно линейной в заданном диапазоне) Показания прибора 1/F = tg Показание при калибровке Калибруемая величина IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента Измеренное значение 19 Использование калиброванных приборов • При тех же условиях, которые были использованы при калибровке • В пределах заданного диапазона измерений Q (дозиметрическая величина) = F x R (показание прибора) IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 20 Коэффициенты калибровки для различных условий A. Корректирующий фактор для энергии Корректирующий Фактор 1,06 1,04 1,02 1 0,98 0,96 0,94 0,92 1 IAEA 2 3 10: Оценка дозы облучения пациента 4 СПО (мм Al) 21 Коэффициенты калибровки для различных условий B. Корректирующий фактор направления IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 22 Коэффициенты калибровки для различных условий C. Корректирующий фактор плотности воздуха (для ионизационных камер) p0 (t + 273) KD = p(t 0 + 273) p0 , t0 значения калибровки IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 23 Точность и воспроизводимость измерений калиброванными приборами (1) A C B Истинное значение величины Кривая A: хорошие точность и воспроизводимость Кривая B: хорошая точность, плохая воспроизводимость Кривая C: хорошая воспроизводимость, плохая точность IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 24 Точность и воспроизводимость измерений калиброванными приборами (2) Верификация Точность Калибровка Калибровка Первичный стандарт Вторичный стандарт Рабочий инструмент (абсолютные измерения) уменьшается Относительная неопределенность дозиметрии Q: rQ2 ≥ rC2 + rR2 Где: rC относительная неточность показаний калиброванного прибора rR относительная неточность показаний измеряющего прибора IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 25 Требования к дозиметрам для диагностики Верификация Не имеется хорошо определенных эталонных рентгеновских спектров Точность По крайней мере 10 - 30 % IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 26 Пределы погрешности показаний дозиметров диагностического излучения Параметр Диапазон значений Рекомендуемые условия Качество излучения В соотв. с документацией 70 кВ 5-8 Мощность дозы В соотв. с документацией -- 4 ±5° Преимущ. направление 3 Атмосферное давление 80-106 гПа 101,3 гПа 3 Окружающая температура 15-30° 20° C 3 Направление излучения IAEA Отклонение (%) 10: Оценка дозы облучения пациента 27 Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в диагностике и интервенционной радиологии Часть 10: Оценка дозы облучения пациента Тема 4: Измерение дозы: ВПД, ПДП,CTDI… IAEA International Atomic Energy Agency Что мы хотим измерить • Радиационный выход рентгеновской трубки • Произведение дозы на площадь (ПДП) • Дозовый индекс компьютерной томографии (CTDI) • Входную поверхностную дозу IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 29 Измерения радиационного выхода Рентгеновская трубка Фильтр Расст. фокусдетектор Ион. камера Вершина стола Свинцовая пластина IAEA Фантом 10: Оценка дозы облучения пациента 30 Измерения радиационного выхода • • • • • Условия работы Проверка постоянства Радиационный выход как функция от kVp Радиационный выход как функция от мA Радиационный выход как функция от времени экспозиции IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 31 Произведение дозы на площадь (ПДП) Ионизационная камера IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 32 Произведение дозы на площадь (ПДП) 0,5 м 1м 2м Возд. КЕРМА: 40*103 мкГр 10*103 мкГр Площадь: 2,5*10-3 м2 10*10-3 м2 Произведение 100 мкГр м2 100 мкГр м2 дозы на площадь: IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 2,5*103 мкГр 40*10-3 м2 100 мкГр м2 33 Калибровка дозы на площадь (ПДП) Ионизационная камера Кассета с плёнкой 10 см IAEA 10 см 10: Оценка дозы облучения пациента 34 Дозовый индекс компьютерной томографии (CTDI) 50 ТЛД доза, мГр) Номинальная ширина среза 3 мм CTDI= (ei di) 40 En En: ном. ширина среза CTDI = 41.4 ei : Толщина ТЛД 30 20 10 Нормализ. CTDI: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 CTDIn= IAEA CTDI мАс 10: Оценка дозы облучения пациента 35 Дозовый индекс компьютерной томографии (CTDI) CTDI Профиль дозы Номинальная толщина среза IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 36 Измерение CTDI с помощью ТЛД Поддерживающее приспособление Ось вращения Гантри Рентгеновские лучи Капсула Ренгеновский луч Ось вращения Капсула Стол Гантри LiF -ТЛД IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 37 Измерение входной поверхностной дозы ТЛД IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 38 Резюме • В этой лекции объяснены факторы, влияющие на дозу облучения пациента и способы оценки вредного воздействия излучения посредством измерений входной дозы, произведения дозы на площадь или специфических методов дозиметрии, применяемых в КТ IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 39 Где найти информацию • Equipment for diagnostic radiology, E. Forster, MTP Press, 1993 • The Essential Physics of Medical Imaging, Williams and Wilkins. Baltimore:1994 • Leitz, W., Axiesson, B., Szendro, G. Computed tomography dose assessment - a practical approach. Nuclear Technology 37 1-4 (1993) 377-80 IAEA 10: Оценка дозы облучения пациента 40
