02 Поговорим о радиации

МАГАТЭ
Международное агентство по атомной энергии
Общие сведения о дозе
излучения
Лекция 2
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
1
Правильно или нет?
1. Дозу излучения, которую получает пациент в ходе
интервенционной процедуры, можно измерить.
2. Одинаковые дозы излучения, входящие в тело
человека на уровне груди, головы или гонад дают
одинаковый биологический эффект.
3. 2 мЗв/год от естественного радиационного фона
являются эффективной дозой.
4. 1 Гр, упомянутый в связи с интервенционным
исследованием сердца, являются эффективной
дозой.
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
2
МАГАТЭ
Цели обучения
1. Какими величинами измеряется доза
излучения; преимущества и недостатки
каждой величины для кардиологической
практики
2. Подходят ли такие величины как время
скопии и время рентгеносъемки для
оценки доз у пациента и персонала?
3. Наглядное представление дозовых
величин
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
3
МАГАТЭ
• 20 мг бета-блокатора
• Доза вне пациента (в лекарстве) равна дозе в теле пациента
• Все не так в случае радиации
• Доза зависит от степени поглощения излучения
• Различные величины для обозначения интенсивности
излучения вне тела (и единицы измерения излучения),
поглощенная доза в воздухе и в ткани
y
X-ra
Доза в воздухе
• Трудно измерить
дозы внутри тела
• Измеряем дозу в воздухе, затем
пересчитываем в дозу в ткани
Поглощенная
доза в ткани
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
4
МАГАТЭ
Дозиметрические величины
и единицы их измерения
• Дозиметрические величины вне тела пациента
• Дозиметрические величины для оценки
•
риска возникновения пороговых эффектов
(поражений кожи)
Дозиметрические величины для оценки рисков
возникновения стохастических эффектов
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
5
МАГАТЭ
Зачем так много величин?
• 1000 Вт нагреватель (ИК-излучение) - единица
мощности, связанная с интенсивностью
излучения
• Восприятие тепла человеком меняется в
зависимости от многих факторов: расстояние,
одежда, температура в комнате ...
• Если нужно перейти от простого ощущения
тепла к количеству поглощенного тепла, вопрос
становится очень сложным
• Особенность рентгеновского излучения –мы не
можем его почувствовать
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
6
МАГАТЭ
Величины и единицы измерения
• Экспозиционная доза и мощность экспозиционной
дозы (Р и Р/с)
• Поглощенная доза и керма (Гр)
• Средняя поглощенная доза в ткани (Гр)
• Эквивалентная доза Н (Зв)
• Эффективная доза (Зв)
• Дополнительные величины (поверхностная
и глубинная дозы, фактор обратного рассеяния...)
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
7
МАГАТЭ
Радиационные величины
• Для описания пучка
используются:
• Величины для
описания общего
количества излучения
• Величины для
описания параметров
излучения в точке
Радиационая защита в кардиологии
Суммарное излучение
В точке:
•Общее количество
фотонов
•Флюенс фотонов
•Поглощенная доза
•Интегральная доза
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
•Керма
•Эквивалент дозы
8
МАГАТЭ
Экспозиционная доза: X
• Экспозиционная доза– это дозиметрическая
величина характеризующая ионизирующее
электромагнитное излучение, основанная на
способности излучения ионизировать воздух.
• Эта величина определена только для
электромагнитного излучения,
взаимодействующего с воздухом.
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
9
МАГАТЭ
Экспозиционная доза: X
• Перед тем как облучить пациента
(прямой пучок) или персонал
(рассеянное излучение), рентгеновские
лучи взаимодействуют с воздухом
• “Экспозиционная доза” является
индикатором возможности излучения
произвести определённый эффект в
воздухе
• Эффект для ткани, как правило
пропорционален эффекту в
воздухе
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
10
МАГАТЭ
Экспозиционная доза: X
• Экспозиционная доза равна абсолютной
величине суммарного заряда ионов одного
знака, образованных в воздухе под
действием излучения, после того как все
освобожденные фотонами электроны в
единице массы воздуха полностью
остановлены.
X = dQ/dm
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
11
МАГАТЭ
Экспозиционная доза: X
• Единица СИ экспозиционной дозы – это Кулон
на килограмм [Кл/кг]
• Прежняя специальная единица измерения
экспозиционной дозы называется Рентген [Р]
• 1 Р = 2,58 x 10-4 Кл/кг
• 1 Кл/кг = 3876 Р
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
12
МАГАТЭ
Мощность экспозиционной дозы: X/t
• Мощность экспозиционной дозы (мощность
дозы) – это экспозиционная доза в единицу
времени.
• Единица СИ мощности экспозиционной дозы это [Кл/кг] в сек или (в старых единицах) [Р/с]
• В радиационной защите мощность
дозы часто указывается “в час”
(т.е. Р/час).
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
13
МАГАТЭ
Радиационные величины
•
Поле от точечного источника
рентгеновского излучения:
• постоянно расходится по мере
удаления от источника
• все фотоны, которые проходят
через Площадь = 1, пройдут и
через Площадь = 4)  общее
количество излучения то же самое
• Доза (концентрация) излучения
обратно пропорциональна квадрату
расстояния от источника (закон
обратных квадратов)
D2 = D1 * (d1/d2) 2
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
d1=1
Площадь = 1
Доза = 1
d2=2
Площад- = 4
Дпза = 1/4
14
МАГАТЭ
Дозиметрические величины
и единицы их измерения
Поглощенная доза
Поглощенная доза D –это
энергия, поглощенная в
единице массы
D = dE/dm
Единица СИ для D: Грей [Гр]
Входная поверхностная доза
включает в себя рассеянное
излучение от пациента
ESD  D * 1.4
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
15
МАГАТЭ
Поглощенная доза D и КЕРМА
• КЕРМА (kinetic energy released in a material)
- кинетическая энергия высвобожденная в
веществе:
K = dEtrans/dm
• где dEtrans - это сумма начальных кинетических
энергий всех заряженных частиц, освобожденных
незаряженными частицами в веществе массой dm
• Единица СИ для кермы - это Джоуль на
килограмм (Дж/кг) называемая Грей (Гр).
•
В рентгенодиагностике керма и D равны.
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
16
МАГАТЭ
Поглощенная доза
в мягких тканях и в воздухе
• Значения поглощённой дозы в ткани
варьируются в пределах нескольких процентов в
зависимости от точного состава среды,
призванной воспроизвести структуру мягких
тканей
• Значение, которое обычно используется при 80
кВ и фильтрации 2,5 мм Al:
Доза в мягкой ткани = 1,06 дозы в воздухе
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
17
МАГАТЭ
Дозиметрические величины для
оценки стохастического риска
•
•
Радиационное облучение разных органов и
тканей организма характеризуется различиями
в вероятностях возникновения вредных
последствий и степенью их тяжести
Сочетание вероятности и тяжести вредных
последствий называется «Риском».
Облучение пациентов в молодом возрасте может
значительно увеличить риск возникновения
радиационно-индуцированного рака в предстоящей
жизни
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
19
МАГАТЭ
Дозиметрические величины для
оценки стохастического риска
Эквивалентная доза (H)
Это поглощённая доза, умноженная на безразмерный
взвешивающий коэффициент качества излучения wR,
который отражает биологическую эффективность
излучения данного типа:
H = D * wR
Единица СИ эквивалентной дозы: Зиверт [Зв]
Для рентгеновского излучения WR=1
Для рентгеновского излучения H =D !!
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
20
МАГАТЭ
Дозиметрические величины для
оценки стохастического риска
Средняя эквивалентная доза
в ткани или органе
Средняя эквивалентная
доза в ткани или органе HT – это
энергия, переданная органу,
делённая на массу этого органа
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
21
МАГАТЭ
Взвешивающие коэффициенты
для органов и тканей
 Для того, чтобы оценить
суммарный риск
возникновения
стохастических эффектов
на основании значений
эквивалентных доз органов
и тканей тела пациента,
эквивалентная доза
облучения каждого органа
и ткани умножается на
соответствующий
взвешивающий
коэффициент для органов и
тканей, wT
Радиационая защита в кардиологии
Орган/Ткань
WT
Орган/Ткань
WT
Костный
мозг
0,12
Лёгкие
0,12
Мочевой
пузырь
0,05
Пищевод
0,05
Поверхность
кости
0,01
Кожа
0,01
Грудь
0,05
Желудок
0,12
Толстая
кишка
0,12
Щитовидная
железа
0,05
Гонады
0,20
Остальное
0,05
Печень
0,05
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
22
МАГАТЭ
Дозиметрические величины для
оценки стохастического риска
Эффективная доза , E
Эффективная доза, E, получается, если
эквивалентные дозы каждого органа и ткани
умножить на соответствующие взвешивающие
коэффициенты WТ и просуммировать все
произведения:
E = T wT.HT
wT: взвешивающий коэффициент органа или
ткани T
HT: эквивалентная доза органа или ткани T
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
23
МАГАТЭ
Измерение дозы (I)
Поглощенная доза (воздушная керма)
в рентгеновском поле может быть измерена с
помощью:
•Ионизационной камеры;
•Полупроводникового дозиметра
•Термолюминесцентного дозиметра (ТЛД)
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
24
МАГАТЭ
Измерение дозы (II)
Поглощенная
доза рассеянного
излучения на рабочем
месте оператора может
быть измерена
портативной
ионизационной камерой
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
25
МАГАТЭ
Величины и единицы (отображаемые
рентгеновскими аппаратами)
• Произведение дозы на площадь
(или произведение кермы на
площадь) (Гр•см2).
• Суммарная доза в коже (или суммарная
входная воздушная керма ) (мГр)
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
26
МАГАТЭ
Произведение дозы на площадь (I)
• ПДП = Доза х Площадь
единицa измерения в
системе СИ для
ПДП [Гр•см2]
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
d1=1
Площадь = 1
Доза = 1
d2=2
Площад- = 4
Дпза = 1/4
27
МАГАТЭ
Произведение дозы на площадь (II)
ПДП не зависит от расстояния
до источника:
 Доза уменьшается согласно
закону обратных квадратов
 Площадь увеличивается
с квадратом расстояния

d1=1
Площадь = 1
Доза = 1
d2=2
Площад- = 4
Дпза = 1/4
Как правило ПДП измеряется
на уровне диафрагмы
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
28
МАГАТЭ
Дозиметрические показатели в
процедурном помещении
(во время работы трубки
высвечивается мощность дозы)
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
29
МАГАТЭ
Суммарная доза
• Суммарная доза (или суммарная
воздушная керма) - это доза
(воздушная керма), накопленная в
интервенционной референтной точке
от всех фаз интервенционной
процедуры. Как правило,
она измеряется в мГр.
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
30
МАГАТЭ
Интервенционная
референтная точка
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
31
МАГАТЭ
Интервенционные процедуры:
доза в коже
• При некоторых процедурах
доза в коже пациента близка к
дозам в коже при фракциях
лучевой терапии
• При сложных процедурах доза
в коже рапределяется крайне
неравномерно
• Максимальная доза в
коже (МДК) – это доза,
полученная максимально
облученным участком кожи
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
32
МАГАТЭ
Методы измерения МДК*
•
•
Точечные измерения:
термолюминесцентные
дозиметры (ТЛД)
Пространственные измерения:
радиотерапевтические входные
плёнки, радиохромные
плёнки, сетки TЛД
•
Детекторы большой площади,
используются непосредственно
во время кардиологической
процедуры: они располагаются
между столом и спиной пациента
и фиксируют входную дозу
облучения
Пример распределения входной дозы
при кардиологической процедуре на
примере радиохромной пленки,
уровень облучения определяется
степенью почернения
* Максимальная доза в коже (МДК)
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
33
МАГАТЭ
Методы измерения МДК
• Использование плёнок:
• Распределение дозы получают с
помощью калибровочной кривой
зависимости оптической
плотности от поглощенной дозы
•
•
Низкочувствительные плёнки:
• требуют химической
обработки
• максимальная доза 0.5-1 Гр
Радиохромные плёнки :
• не требуют обработки
пленки
• немедленная визуализация
распределения дозы
• дозы до 15 Гр
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
34
МАГАТЭ
Другие параметры, связанные с дозой
•
•
Время рентгеноскопии:
• Имеет слабую корреляцию с ПДП
• Но в программе обеспечения качества может быть принято в
качестве отправной величины для
• сравнения между собой разных процедур, клиник, персонала;
• оценки качества протокола оптимизации;
• оценки квалификации персонала
Число полученных снимков и число серий:
• Доза пациента может быть функцией от общего числа полученных
•
•
снимков
Но доза за снимок очень непостоянная величина
Существуют большие различия в протоколах проведения
процедур, принятых в разных клиниках
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
35
МАГАТЭ
Контрольные уровни
Контрольные уровни (отражают уровень медицинской практики):
инструмент, помогающий проводить процедуры по оптимизации
уровней облучения пациентов
Регламентируются международным (МАГАТЭ) и национальными
законодательствами
Для сложных процедур
контрольные уровни должны
включать:
•больше параметров
•принимать во внимание
комплексность процедур.
(рекомендации Европейского
консорциума DIMOND)
Радиационая защита в кардиологии
3-й уровень
“Риски для
пациента"
Уровень 2 + ПДП
+ Максимальная доза в коже (МДК)
2-ой уровень
“Протокол
проведения
процедуры"
Уровень 1 +
число снимков + время
рентгеноскопии
1-й уровень
“Режимы работы
оборудования"
Мощность дозы и доза за снимок
(BSS, CDRH, AAPM)
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
36
МАГАТЭ
Контрольные уровни в
интервенционной кардиологии
(Европейское положение 2003)
Процедура :
КАГ*
КАП**
ПДП (Гр*см2)
57
94
Время рентгеноскопии (мин)
6
16
1270
1355
Число снимков
*КАГ – Коронарная ангиография
**КАП – Коронарная ангиопластика
DIMOND EU project. E.Neofotistou, et al, Preliminary reference levels in interventional
cardiology, J.Eur.Radiol, 2003
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
37
МАГАТЭ
Величины и единицы измерения
доз облучения персонала
• Службы радиационной безопасности обычно
предоставляют ежемесячные оценки величины
HP(10) (мЗв) – это эквивалентная доза в мягкой
ткани на глубине 10 мм. В большинстве случаев
именно эта величина используется для оценки
величины эффективной дозы.
• Иногда также определяется HP(0.07) (мЗв):
эквивалентная доза в мягкой ткани на глубине
0.07 мм.
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
38
МАГАТЭ
Методы дозиметрии персонала
• Облучение не является равномерным:
• относительно высокие дозы облучения головы, шеи
и конечностей
• значительно ниже в частях тела, экранированных защитой
• Пределы доз (согласно нормативам) устанавливаются в
терминах эффективной дозы (E):
• нет необходимости в определении пределов доз для каждых
видов тканей в отдельности
• за исключением хрусталика глаза, кожи, рук и ног
• Использование 1 или 2 дозиметров дает
достаточно информации для оценки значения
величины E у персонала
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
39
МАГАТЭ
E = 0.5 HW + 0.025 HN
E = Эффективная доза
HW = Индивидуальная эквивалентная
доза на уровне талии или груди, под
фартуком
HN = Индивидуальная эквивалентная
доза на уровне шеи, над фартуком.
Если доза под фартуком 0,5 мЗв/месяц, а доза
над фартуком 20 мЗв/месяц,
Е = 0,75 мЗв/месяц
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
40
МАГАТЭ
Методы дозиметрии персонала
Меры
•
•
Один дозиметр
•
защиты
Над фартуком на уровне
шеи (рекомендуется)
или под фартуком на
уровне талии
Два дозиметра
(рекомендуется)
•
•
Доза на хрусталик глаза,
необязательно
радиационной
Доза на пальцы,
Второй дозиметр
Усилитель
Над фартуком
изображения
На уровне шеи, необязательно
Пациент
Индивидуальная доза
Дозиметр под фартуком
Пределы доз
один над фартуком на
уровне шеи
другой под фартуком на
уровне талии
Профессионального облучения
МКРЗ 60)
Эффективная доза
20 мЗв за год
усредненная за 5 лет
Эквивалентная доза за год
Рентгеновская трубка
Радиационая защита в кардиологии
необязательно
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
41
Хрусталик глаза
150 мЗв
Кожа
500 мЗв
Руки и ноги
500 мЗв
МАГАТЭ
Резюме
• Различные дозиметрические
величины используются:
• персоналом для оптимизации облучения пациента;
• для оценки рисков стохастических и
детерминированных эффектов облучения
• Контрольные уровни используются в
•
интервенционной радиологии для оптимизации
процедур
Мониторинг доз облучения персонала достигается
путем ежедневного корректного использования
соответствующих дозиметров
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
42
МАГАТЭ
Правильно или нет?
1. Времени рентгеноскопии и числа снимков
достаточно для оценки доз облучения пациентов
2. Дозы в органах, измеренные в мЗв, - то же самое,
что входные дозы на коже пациента в мГр.
3. Эффективная доза может быть непосредственно
измерена внешним дозиметром.
4. Значение произведения дозы на площадь
уменьшается с увеличением расстояния от
фокуса рентгеновской трубки.
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
43
МАГАТЭ
Правильно или нет?
6. Контрольные уровни в кардиологии следует
понимать как предел дозы для пациента.
7. Суммарная доза (отображаемая рентгеновским
аппаратом) характеризует максимальную дозу
в коже
8. Службы радиационной безопаснсти обычно
делают ежемесячные оценки доз наиболее
облучаемых органов персонала.
9. Входная доза, измеренная в присутствии
пациента, примерно на 30-40% выше дозы,
измеренной в воздухе без пациента, за счет
фактора обратного рассеяния
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
44
МАГАТЭ
МАГАТЭ
Международное агентство по атомной энергии
Дополнительная информация
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
45
Разброс доз облучения пациентов
в общей радиологии
1950-ые ‘Adrian survey’, Великобритания
Измеряли дозы на гонады и красный костный мозг, с помощью ионизационной камеры;
Первые свидетельства о широком разбросе доз пациентов в диагностической радиологии
(коэффициент вариации: 10,000)
1980-ые, Европейские страны
Измеряли входную дозу, данные ТЛД и ПДП для простых и комбинированных процедур
(коэффициент вариации : 30 между пациентами, 5 между больницами)
1990-ые, Европа
Измерения доз облучения пациентов для разработки Европейских указаний о критериях
качества изображений, а также для оценки референтных уровней
(коэффициент вариации : 10 между больницами)
2000-ые, NRPB, Великобритания
Национальная база данных Великобритании о дозах облучения пациентов из 400 больниц
(коэффициент вариации : 5 между больницами)
60
Lumbosacral joint
50
Распределение значений доз пациентов в
исследовании ЕС в 1992 году.
РГ поясничного отдела позвоночника в
боковой проекции
40
30
20
10
0
0
25
50
75
100
125
ESD (mGy)
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
46
МАГАТЭ
Дозы облучения пациентов при
интервенционных процедурах
• При
кардиологических
процедурах дозы
облучения
пациентов также
сильно
различаются между
лечебными
учреждениями
• Необходимо
конролировать
дозы пациентов!
Радиационая защита в кардиологии
www.dimond3.org
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
47
МАГАТЭ
Дозы облучения персонала
в интервенционной кардиологии
• Большой разброс значений доз персонала
• Необходимо контролировать дозы персонала!
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
48
МАГАТЭ
Пример 1: Мощность дозы в
зависимости от расстояния
Постоянные: диаметр поля на УРИ 17 см,
толщина пациента 24 см,
Импульсная скопия в режиме LOW 15имп/с
95 кВ, 47 мА
РИД = расстояние источник-детектор
РИП = расстояние источник-пациент
Усилитель
рентгеновского
изображения
 измеренная мощность дозы
(мощность воздушной кермы)
на РИП = 70 см : 18 мГр/мин
РИД
 мощность дозы на d = 50 см:
используя закон обратных квадратов
=18*(70/50)2 = 18*1,96 = 35.3 мГр/мин
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
РИП
d
49
МАГАТЭ
Пример 2: Мощность дозы в
зависимости от качества изображения (мA)
Постоянные: диаметр поля на УРИ 17 см,
толщина пациента 24 см
15 имп/с, РИП = 70 см, 95 кВ
РИД = расстояние источник-детектор
РИП = расстояние источник-пациент
Усилитель
рентгеновского
изображения
1. импульсная скопия LOW 47 мА,
 мощность дозы = 18 мГр/мин
Мощность дозы на коже пациента, включая обратное
рассеяние (ESD = входная поверхностная доза):
ESD = 18 * 1,4 = 25,2 мГр /мин
2. импульсная скопия NORMAL 130 мА,
 мощность дозы = 52 мГр/мин
Мощность дозы на коже пациента, включая обратное
рассеяние (ESD = входная поверхностная доза):
ESD = 18 * 1,4 = 73 мГр /мин
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
РИД
РИП
d
50
МАГАТЭ
Пример 3: Мощность дозы в
зависимости от толщины пациента
Постоянные: диаметр поля на УРИ 17 см,
Импульсная скопия в режиме LOW 15имп/с
1.
Пациент толщиной 20 см,
 Мощность дозы на коже пациента,
включая обратное рассеяние:
ESD = 10 мГр/мин
2.
Пациент толщиной 24 см,
 Мощность дозы на коже пациента,
включая обратное рассеяние:
ESD = 25,2 мГр/мин
3.
Пациент толщиной 28 см,
 Мощность дозы на коже пациента,
включая обратное рассеяние:
ESD = 33,3 мГр/мин
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
РИД = расстояние источник-детектор
РИП = расстояние источник-пациент
Усилитель
рентгеновского
изображения
РИД
РИП
d
51
МАГАТЭ
Пример 3: Толщина пациента (продолж.)
Рентгеноскопия, входная доза в коже
диа м етр п ол я н а У Р И
18 см
( а п п а р а т : P h ilip s I n t e g r is 3 0 0 0 )
120
Fluoro low
Мощность дозы на поверхности
кожи пациента (мГр/мин)
100
Fluoro Normal
Fluoro high
80
60
40
20
0
16
20
24
толщина пациента (см)
28
Мощность дозы увеличивается пропорционально:
 качеству изображения (мА) и толщине пациента
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
52
МАГАТЭ
Пример 4: Тип аппарата
Мощность входной
дозы(мГр/мин)
Мощность входной дозы,
диаметр поля на УРИ 17 cм,
толщина пациента 20 см
70
60
50
40
30
20
10
0
Аппарат А
Аппарат В
Низкое
С р е д н е е
В ы с о к о е
Качество изображения
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
53
МАГАТЭ
Пример 1: ПДП
Толщина пациента 24 см, диаметр поля на УРИ 17 см
РИД 100 см, Импульсная скопия в режиме LOW 15 имп/с
95 кВ, 47 мА
РИД = расстояние источник-детектор
РИП = расстояние источник-пациент
Усилитель
рентгеновского
изображения
Доза в 1 мин при РИП = 70см: 18 мГр
 Площадь поля на расстоянии 70 см: 11,9*11,9=141,6 см2
ПДП = 18*141,6=2549 мГр.см2 = 2,55 Гр.см2
17
Доза в 1 мин при РИП = 50см:
(Закон обратных квадратов: 18*(70/50)2= 18*1,96=35,3 мГр)
РИД
 Площадь на50 см: 8,5*8,5=72,2 см2
ПДП = 35,3*72,2=2549 мГр.см2 = 2,55 Гр.см2
ПДП не зависит от расстояния от источника!
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
11.9
8.5
РИП
d=50
54
МАГАТЭ
Пример 2: ПДП
Толщина пациента 24 см, диаметр поля на УРИ 17 см,
Импульсная скопия в режиме LOW 15 имп/с;
РИД =100 см; 95 кВ, 47мА
РИД = расстояние источник-детектор
РИП = расстояние источник-пациент
Усилитель
рентгеновского
изображения
17
Доза в 1 мин при РИП = 70см: 18 мГр
 Площадь на расстоянии 70 см: 11,9*11,9=141,6 см2
ПДП = 18*141,6=2549 мГр.см2 = 2,55 Гр.см2
11.9
РИД
 Площадь на расстоянии 70 см: 15*15=225 см2
ПДП = 18*225=4050 мГр.см2 = 4,50 Гр.см2 (+76%)
Если увеличивать сечение пучка, то ПДП тоже
пропорционально увеличится
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
8.5
РИП
d=50
55
МАГАТЭ
Референтные уровни
DIMOND исследование: 75 % квартиль значений из набора данных разных
стран (1 центр в каждой стране; 100 пациентов/центр)
Коронарная ангиография
Коронарная ангиопластика
70
120
60
100
50
80
40
60
30
40
20
20
10
0
0
GR
SP
IT
DAP (Gycm2)
Радиационая защита в кардиологии
IRL
FT (min)
FIN
ENG
Frames X100
GR
SP
DAP (Gycm2)
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
IT
IRL FIN ENG
FT (min)
56
FR x 100
МАГАТЭ
2 - Методы оценки
максимальной дозы в коже (МДК)
• Методы оценки в реальном времени (on-line):
• Детекторы малых размеров
(ионизационные камеры, диодные и Mosfet детекторы)
• Доза в референтной интервенционной точке, измеряемая
ионизационной камерой или расчетным путем
• Построение дозового распределения
• Нахождение корреляции между МДК и ПДП
• Методы оценки после процедуры (off-line):
• Точечные измерения (термолюминесцентные дозиметры)
• Пространственные детекторы (входные радиотерапевтические плёнки, радиохромные плёнки, сетки ТЛД )
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
57
МАГАТЭ
On-line датчик дозы в коже
•
•
•
•
Датчик на основе сплава
цинка и кадмия
Напрямую связан с
откалиброванным
цифровым счетчиком
Детектор располагается
на теле пациента, в поле
облучения
Прибор работает в режиме
реального времени,
отображая дозу в коже в мГр
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
58
МАГАТЭ
2 - Методы оценки МДК (продолжение)
on-line методы (I)
• Детекторы малых размеров
(ионизационные камеры,
диодные и Mosfet детекторы)
• Доза в интервенционной
радиологической точке
(IRP - Interventional Radiology Point)
по измерениям ионизационной
камеры или расчетным путем
15 cm
15 cm
IRP
IRP
Изоцентр
Радиационая защита в кардиологии
Изоцентр
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
59
МАГАТЭ
2 - Методы оценки МДК (продолжение):
on-line методы (II)
• Распределение дозы рассчитывается
специальной программой с
использованием всех геометрических и
физико-технических параметров
процедуры (углов наклона С-дуги,
коллимации, кВ, мА, расстояния от
источника до УРИ, ...)
• Корреляция величин МДК и ПДП:
Зависимость МДК от ПДП для процедур КАП
4.0
• Значения максимальной дозы в коже плохо
МДК= 0.0141*ПДП
3.0
МДК (Гр)
•
коррелируют с величиной ПДП
В случаях конкретных процедур (известны
данные о протоколе проведения процедуры,
аппарате и мед. персонале) можно получить
лучшую корреляцию и найти факторы
перехода от ПДП к МДК
для приближенной оценки МДК
3.5
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0
50
100
150
200
250
ПДП (Гр*см2)
Пример корреляции между МДК и ПДП для процедуры коронарной
ангиопластики (КАП) в Кардиологическом центре в Удине
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
60
МАГАТЭ
2 - Методы оценки МДК (продолжение):
off-line методы (III)
•Детекторы большой площади: сетка ТЛД
• Расспределение дозы получается путем интерполяции дозовых
значений в определенных точках (местах размещения ТЛД)
Diagnostic
Top
4 cm
8 cm
40.0-45.0
35.0-40.0
30.0-35.0
12 cm
25.0-30.0
20.0-25.0
15.0-20.0
16 cm
10.0-15.0
5.0-10.0
0.0-5.0
20 cm
24 cm
dose (cGy)
Pt Left
Радиационая защита в кардиологии
B
C
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
D
E
F
belt width (cm)
G
H
61
J
28 cm
Pt Right
МАГАТЭ
2 - Методы оценки MДК (продолжение):
off-line методы (III)
Детекторы большой площади:
сетка ТЛД
Примеры распределения доз
• Распределение дозы для
коронарной ангиопластики
PTCA
• Распределения дозы коронарной ангиографии
Top
Diagnostic
4 cm
Top
400.0-450.0
8 cm
350.0-400.0
300.0-350.0
4 cm
250.0-300.0
12 cm
200.0-250.0
150.0-200.0
100.0-150.0
8 cm
50.0-100.0
40.0-45.0
16 cm
35.0-40.0
0.0-50.0
30.0-35.0
12 cm
25.0-30.0
20 cm
20.0-25.0
15.0-20.0
16 cm
10.0-15.0
24 cm
5.0-10.0
0.0-5.0
20 cm
dose (cGy)
Pt Left
B
C
D
G
F
E
belt width (cm)
H
J
28 cm
Pt Right
24 cm
dose (cGy)
Pt Left
B
C
D
Радиационая защита в кардиологии
E
F
belt width (cm)
G
H
J
28 cm
Pt Right
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
62
МАГАТЭ
Упражнение 1: Оценка МДК
Процедура Коронарной ангиопластики (КАП) для пациента толщиной 28 см;
2000 снимков, 30 мин. скопии:
•
Система А:
2000 * 0,4 мГр/изображение = 0,8 Гр
30 мин * 33 мГр/мин = 0,99 Гр
Суммарная доза за исследование = 1,79 Гр
•
Система В:
2000 * 0,6 мГр/изображение = 1,2Гр
30 мин * 50 мГр /мин = 1,5 Гр
Суммарная доза за исследование = 2,7 Гр
 Суммарная доза в коже зависит от эксплуатационных
характеристик ангиографического аппарата
и/или выбранного качества изображения
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
63
МАГАТЭ
Упражнение 2: Оценка МДК
Грубая оценка МДК во время процедуры может быть сделана
путем нахождения корреляции между МДК и ПДП:
Пример:
процедура КАП
ПДП = 125 Гр.см2
Зависимость МДК от ПДП для процедур КАП
4.0
МДК = 0,0141 * ПДП =
= 0,0141 * 125 = 1,8 Гр
МДК= 0.0141*ПДП
3.0
МДК (Гр)
(с линейным коэффициентом
регрессии для данной процедуры,
аппарата и мед. персонала)
3.5
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0
50
100
150
200
250
ПДП (Гр*см2)
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
64
МАГАТЭ
Оценка эффективной дозы при
кардиологических процедурах
• Эффективную дозу Е и дозы в отдельных органах можно
рассчитать с использованием коэффициентов перехода
FDA (FDA 95-8289; Rosenstein), когда известен вклад в дозу
каждого рентгеновского пучка, использованного во время
процедуры
• Компьютерная программа, разработанная в университете
Комплутенсе (Мадрид)
позволяет легко рассчитать дозы
в органах и E с использованием
коэффициентов Розенштейна)
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
65
МАГАТЭ
Эффе ктивная доза (мЗа)
Пример 1
0
2
4
6
8
10
Компьютерная томография
Голова
Грудная клетка
Брюшная полость
 Эффективная
доза позволяет
сравнивать различные
виды облучения:
 Различные диагностические исследования
 Ежегодное облучение
от естественного
радиационного фона
Печень
Почки
ПОП
Р ентгеноскопия
Бариевая клизма
Бариевая взвесь
Внутривенная урография
Р ентгенография
Поясничный отдел позвоночника
Брюшная полость
Таз
Грудная клетка
Голова
Позвоночник (весь)
Интервенционная радиология
Диагностика
Терапия
Годовая доза от естественного
радиационного фона
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
66
МАГАТЭ
Пример 2: Оценка эффективных доз при
кардиологических процедурах
•
Для грубой оценки, значения E могут быть оценены через ПДП с
использованием коэффициентов перехода от 0,17 до 0,23 мЗв/Гр*cм2
(оценены из коэффициентов NRPB для исследований сердца в
проекциях PA, RАО и LAO)
Пример:
50-летнему пациенту сделана коронарная ангиография (КАГ)
суммарное значение ПДП за процедуру = 50 Гр*см2
Эффективная доза Е = 50 * 0,2 = 10 мЗв
Стохастический риск: R=0,01 Зв*0,05 смертей/Зв =
= 0,0005 (5/10000 процедур)
 Сравнение с другими источниками:
Кардиологический центр в Удине:
КАГ: среднее значение ПДП= 30 Гр.см2
 E = 6 мЗв
КАП: среднее значение ПДП = 70 Гр.см2
 Е = 14 мЗв
МКТ* коронарных артерий
 Е  10 мЗв
* Мультиспиральная Компьютерная Томография (МКТ)
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
67
МАГАТЭ
Дозы персонала за процедуру
• Большой разброс значений доз персонала за процедуру в
сообщениях разных авторов
• Грамотный дозиметрический контроль персонала и
правильное ношение индивидуальных дозиметров
необходимы для выявления недостатков в обеспечении
радиационной защиты рабочих мест
Wu et al., 1991
Renaud, 1992
Li et al., 1995
Steffenino et al., 1996
Folkerts et al., 1997
Watson et al., 1997
Zorzetto et al., 1997
Vañó et al., 1998
Padovani et al., 1998
DIMOND – 1999 Spain
DIMOND – 1999 Italy
DIMOND – 1999 Greece
Effective dose/procedure
(uSv/proc)
20
15
10
Радиационая защита в кардиологии
5
0
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
68
МАГАТЭ
Методы дозиметрии
персонала (комментарии)
• Оценка E является достаточно проблематичной
из-за неравномерного облучения различных частей тела
• Рассположение дозиметра поверх защитного фартука
приводит к значительной переоценке Е.
• С другой стороны, ношение дозиметра под защитным
фартуком значительно недооценивает эффективную
дозу в тканях вне фартука.
• Использовать нескольких дозиметров
(более 2) слишком дорого и неудобно
Радиационая защита в кардиологии
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
69
МАГАТЭ
Влияние защитных
приспособлений
Защитные приспособления:
Меры
•
защиты
Свинцовые экраны:
подвесные экраны, ширмы
• Просвинцованные очки
• Просвинцованные фартуки
• Защитные воротники
влияют на поле излучения.
Только правильное ношение
индивидуальных
дозиметров позволяет
правильно оценивать
индивидуальные дозы
Радиационая защита в кардиологии
Доза на глаза,
необязательно
радиационной
Доза на пальцы,
необязательно
Второй дозиметр
Усилитель
Над фартуком
изображения
На шеи, необязательно
Пациент
Индивидуальная доза
Дозиметр под фартуком
Пределы доз
Профессионального облучения
МКРЗ 60)
Эффективная доза
20 мЗв за год
В среднем за 5 лет
Эквивалентная доза за год
Рентг.
трубка
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
70
Хрусталик глаза
150 мЗв
Кожа
500 мЗв
Руки и ноги
500 мЗв
МАГАТЭ
Упражнение 1:
Годовая доза персонала
• Оператор 1: 1000 процедур в год
• 20 мкЗв/процедуру
• E= 0.02*1000 = 20 мЗв/ год = годовой предел
эффективной дозы
• Оператор 2: 1000 процедур в год
• 2 мкЗв/процедуру
• E= 0.002*1000=2 мЗв/ год = 1/10 годового лимита
Effective dose/procedure
(uSv/proc)
20
15
10
Радиационая защита в кардиологии
Wu et al., 1991
Renaud, 1992
Li et al., 1995
Steffenino et al., 1996
Folkerts et al., 1997
Watson et al., 1997
Zorzetto et al., 1997
Vañó et al., 1998
Padovani et al., 1998
DIMOND – 1999 Spain
DIMOND – 1999 Italy
DIMOND – 1999 Greece
5
0
Лекция 2: Общие сведения о дозе излучения
71
МАГАТЭ