09. Оптимизация радиационной защиты в кардиологии

МАГАТЭ
Международное агентство по атомной энергии
Оптимизация радиационной
защиты в кардиологии
Лекция 9
Цели обучения
1. Оптимизация в интервенционной
кардиологии
2. Пути совершенствования радиационной
безопасности процедуры (баланс между
диагностической информацией и дозой
облучения пациента)
3. Опыт одного центра (Удине, Италия) в
оптимизации системы с плоско-панельным
детектором
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
2
МАГАТЭ
Правильно или нет?
1. Переход от старого ангиографического
аппарата с усилителем рентгеновского
изображения на новый аппарат с плоскопанельным детектором, несомненно
снизит дозу облучения пациента.
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
3
МАГАТЭ
Обращали ли Вы
внимание на это?
Дозиметрические индикаторы в процедурном помещении
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
4
МАГАТЭ
Знаете ли вы как интерпретировать
эти данные?
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
5
МАГАТЭ
Практическая проверка ...
Дозиметрические данные и Дозовые отчеты
• Разбираетесь ли вы в дозиметрической
информации, имеющейся в рентгеноперационной?
• Следите ли вы за отчетами о дозах облучения
пациентов (и архивируете ли вы их)?
• Понимаете ли вы величины полученых вами
индивидуальных доз облучения?
• Можете ли вы отличить, когда доза облучения,
показываемая на мониторе, является
"нормальной“, а когда "слишком высокой"?
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
6
МАГАТЭ
Практическая проверка ...
Знание вашего рентгеновского аппарата
• Какую “цену” в единицах дозы облучения вы
“платите” за желаемое качество изображения?
• Оценивали ли вы, приемлемо ли для вас меньшее
число изображений с более низким качеством?
• Знаете ли вы, какие значения мощности дозы и дозы
за кадр соответствуют разным режимам работы?
• Знаете ли вы, в какой степени отличаются дозы
облучения при различных размерах поля на
приемнике изображения (при использовании
цифрового увеличения)?
• Знаете ли вы, как использовать новые особенности
рентгеновского аппарата для снижения облучения?
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
7
МАГАТЭ
Siemens Axiom Artis,
низкодозовый режим скопии
20 см орг. стекла
13 мкГр/кадр (на входе)
Радиационная защита в кардиологии
Siemens Axiom Artis
нормальный режим съемки
20 см орг. стекла
177 мкГр/кадр (на входе)
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
8
МАГАТЭ
Средства оптимизации...
• Чтобы избежать записи большего числа
изображений, чем нужно:
• Контролируйте время рентгеноскопии.
• Контролируйте число серий.
• Контролируйте количество кадров в серии.
• Во избежание получения изображений с
ненужно высоким качеством (полученных
с большей дозой облучения):
• Иногда допустимы скопические и
рентгенографические изображения низкого
качества (большой уровень шума)
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
9
МАГАТЭ
Оптимизация радиационной защиты
• Минимизация дозы облучения пациентов и
персонала не должна быть основной целью
• Надо оптимизировать дозы облучения пациентов
и минимизировать дозы облучения персонала
• Оптимальная мощность дозы пациента,
соответствует мощности дозы, достаточной для
получения изображений нужного качества
Если качество изображений недостаточно,
любая доза облучения является излишней!
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
10
МАГАТЭ
МАГАТЭ
Международное агентство по атомной энергии
Опыт одного центра с новым
ангиографическим аппаратом с
плоско-панельным детектором
Видеосигнал
Видео
камера
Моторизованная
диафрагма
Электроника преобразующая
Электроны
2,400
ПЗС или PUT
Свет
400,000
Цифровые
данные
Экран выходной
Электроны
400
Свет
3,000
Йодид цезия (CsI)
1
ФОТОНЫ
Частицы #
ДЕТЕКТОР
УРИ
Электроника
Фото-катод
Электроны
Слой аморфного кремния
(Фотодиоды/Транзисторы)
Свет
Йодид цезия (CsI)
Фотоны
Усилитель
рентгеновского
изображения (УРИ)
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии 12
Плоская панель
МАГАТЭ
МАГАТЭ
Международное агентство по атомной энергии
Ожидается, что внедрение
цифровой плоско-панельной
технологии позволит снизить
дозы за кадр на 30%
Коронарная ангиография и ангиопластика
Удине, 1990-2002 г.г.
Philips Integris 3000 (1995)
Philips OM 200 (1983)
ангиография
ангиопластика
2000
1500
Выполнено
3 сосудистыми
хирургами,
за исключением
1998 г
1000
500
0
'90
'91
'92
'93
Радиационная защита в кардиологии
'94
'95
'96
'97
'98
'99
'00
'01
'02
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
'03
14
МАГАТЭ
GE Innova 2000 (ангиографический аппарат с
цифровым плоско-панельным детектором), Удине
• Работа началась
04/12/2002
• Январь - октябрь 2003
1421 процедур (79% от общего числа)
• 1019 диагностических коронарных ангиографий
• 402 перкутанные коронарные ангиопластики
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
15
МАГАТЭ
Сравнение Philips H 3000 и Innova 2000
для перкутанных коронарных интервенций -
Характеристики пациентов
H 3000: 588 пациентов, 90% от
всех леченых в 2002 году
Innova: 274 пациентов, 67% oт
всех леченых с января по октябрь 2003
Больные сосуды (%)
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
16
МАГАТЭ
Сравнение Philips H 3000 и Innova 2000
для перкутанных коронарных интервенций -
Характеристики процедур и поражений (1)
70
65.9
60
H 3000
56.5
Innova
50
%
40
30
22.9
25.5
20
15.3
14.8
11.3
10.2
10
6.1
6.6
3.6
2.6
2.9
3.2
0
on
e si
l
1
mu
ss
e
1v
n
sio
e
l
i
lt
Радиационная защита в кардиологии
2-3
ls
s se
e
v
++
Ca
+
++
a
C
ion
s
u
cl
oc
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
0d
>3
d
n
sio
u
l
c
oc
17
d
un
et.
МАГАТЭ
Сравнение Philips H 3000 и Innova 2000
для перкутанных коронарных интервенций -
Характеристики процедур и поражений (2)
40
37.2
H 3000
Innova
35
30
29
25
22.2 22.3
%
20
18.1
16.1
15
12.8
10
6.2
5
4.8
4.7
3.6
3.3
Радиационная защита в кардиологии
ab
l.
Ar
DC
uo
s
or
t
vt
se
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
ot
ity
m
)
2m
bi
fu
rc
.(
>
os
ti a
l
C
B2
0
18
МАГАТЭ
Сравнение Philips H 3000 и Innova 2000
для перкутанных коронарных интервенций –
Индекс режима и сложности процедуры
H 3000
2
70
84
1,8
59
60
Innova
1,6
1,4
48
50
1,47
1,37
1,2
40
1
1
40
0,93
0,8
30
24,1
0,6
21,6
20
11,6
0,4
0,2
11,5
0.30
0.29
0.34
0.26
r (with fluoro time)
0
10
0
Fluoro T
proced. T
Радиационная защита в кардиологии
(m’)
room occ.
contrast (dl)
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
19
МАГАТЭ
Сравнение Philips H 3000 и Innova 2000
для диагностических процедур
- Характеристики пациентoв и процедур
120
H 3000: 1401 пациент, 92% от
99 98
100
80
всех исследованных в 2002 году
Innova: 702 пациентов, 69% oт
72 74
всех исследованных с января по
октябрь 2003
71 69
67 67
60
40
24
20 20
19
18
20
12
9
9
1.9 1.9
AB
G
C
ot
he
r
r.
rt
og
ao
ca
t.
R
LV
co
ro
es
ex
m
al
m
)
(s
q
A
BS
ag
e(
y)
0
(%)
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
20
МАГАТЭ
Сравнение Philips H 3000 и Innova 2000 для
диагностических процедур
60
- Индексы режимов работы и эксплуат. измерено
параметры
H 3000
50
рассчитано
54 54
Innova
45.88
40
35.32
31.06
30
28
27.05
24
20.39
20
1,3
18.83
15.6 15.8
10.67
10
4.2 4.4
0
Радиационная защита в кардиологии
m’
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
Gy *
cm2
21
МАГАТЭ
Входная поверхностная доза: H 3000 и Innova 2000
Мощности входной поверхностной дозы, поле на УРИ
17 с м , ф а н т ом и з 20 cм ор г . с т ек л а
70
60
50
Мощность
в х одн ой
дозы
(м Г р /м и н )
40
30
H 3000
20
Innova 2000
10
0
Low
Normal
High
Качество изображения
Мощность входной поверхностной дозы в режиме
рентгеноскоии LOW для Innova на 30% ниже
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
22
МАГАТЭ
Почему ожидаемое 30% снижение дозы
облучения за кадр при введении
цифровой плоско-панельной
технологии не приводит к
эффективному снижению дозы
облучения пациентов
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
23
МАГАТЭ
Различия в эксплуатационных
характеристиках двух систем
Innova
H 3000
• поле на приемнике (см) • поле на приемнике (см)
20/17/15/12
23/18/14
• режим съемки
12,5 / 25 кадров
• режим скопии
низкий/средний/высокий
15/30 кадров
ур 1/ур 2 (низкая доза)
• режим скопии
низкий/нормальный
• фильтр
• фильтр
автоматический
Радиационная защита в кардиологии
• режим съемки
вручную
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
24
МАГАТЭ
Площади детекторов сходные
20 cm
400 cm2
375 cm2
H3000
Радиационная защита в кардиологии
Innova 2000
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
25
МАГАТЭ
Использование сходных размеров номинальных полей
(размер поля на приемнике) соответствует сильно
различающимся площадям двух рентгеновских пучков
17 cm
290 cm2
230 cm2
H3000
Innova 2000
площадь + 26%  ПДП + 26% !!!!
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
26
МАГАТЭ
Другие вероятности ……
пациенты могут различаться
процедуры могут различаться
 действия операторов
фильтры / коллимация
использование "трудных" проекций
(рентгеноскопия/снимки)
средние расстояния от фокуса до детектора
...............
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
27
МАГАТЭ
Использование коллиматоров в INNOVA для
снижения облучения
15см
снижение
дозы
25%
Радиационная защита в кардиологии
[still]
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
28
МАГАТЭ
Использование коллиматоров в INNOVA для
снижения облучения
20 см
Радиационная защита в кардиологии
[still]
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
29
МАГАТЭ
H 3000
Ухудшение изображения из-за
ненадлежащей фильтрации
надлежащая фильтрация
Фильтрация предотвращает
появление обеднения изображения
в областях с низкой степенью
поглощения излучения
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
30
МАГАТЭ
INNOVA
Радиационная защита в кардиологии
ненадлежащая фильтрация не
приводит к ухудшению изображения
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
31
МАГАТЭ
Изменения мощности дозы облучения кожи в
зависимости от проекции (мощность ПДП)
измерения с антропоморфным фантомом среднего размера
Проекция
Входная мощность
дозы при скопии
(мГр/мин)
Входная мощность
дозы при графии
(мГр/мин)
AP
31
388
RAO 30°
19
203
LAO 40°
20
216
LAO 40°, Cran 30°
80
991
LAO 40°, Cran 40°
99
1236
LAO 40°, Caud 20°
29
341
Cusma JACC 1999
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
32
МАГАТЭ
Расстояние между пациентом и детектором
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
33
МАГАТЭ
Закон обратных квадратов
Source
При увеличении
расстояния в 2 раза, от “d”
до "2d“, через в 4 раза
большую площадь пройдет
то же количество энергии, и
в результате, тот же самый
объект получит только
четверть дозы облучения
d
2d
Удвоение расстояния
от источника снижает
дозу в 4 раза
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
34
МАГАТЭ
Закон обратных квадратов
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
35
МАГАТЭ
Коллимация
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
36
МАГАТЭ
Отсеивающая решётка
Увеличивает ПДП и кожную дозу в 2 раза
Улучшает качество изображения
Должна быть удалена для педиатрических пациентов!!
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
37
МАГАТЭ
Критерии качества DIMOND для оптимизации
коронарной ангиографии
Аспекты оптимизации ангиографических методов
1) Использование клиновидного фильтра в светлых
периферийных областях
2) 2-3 серии снимков (за исключением
трудных анатомических деталей)
3) 12.5-15 кадров/сек (25-30 только тогда, когда
пульс превышает 90-100 ударов/мин или у детей)
4) 60 снимков в серии в среднем (12.5-15 кадров/сек),
за исключением случаев изображения
коллатералей или медленного кровотока
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
38
МАГАТЭ
Innova 2000. Изменение экспозиционных
параметров с течением времени -диагностические процедуры июль 2003 - февраль 2004
Время скопии,
мин
5
4
ПДП
34
( Г р * cм 2 )
33
32
31
3
30
29
2
28
27
1
26
0
Июль- С е н т А вг
Окт
Н оя б Де к
Радиационная защита в кардиологии
Я н вФ е вр
25
Июль-
С ент -
Н оя б -
Я н в-
А вг
Окт
Де к
Ф е вр
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
39
МАГАТЭ
МАГАТЭ
Международное агентство по атомной энергии
Процесс оптимизации
Оптимизация требует ……….
• Знания факторов, влияющиех на дозу облучения
пациентов и персонала
Характеристики пациента
Характеристики процедуры
Характеристики оборудования (аппарата)
• Знания возможностей рентгеновского аппарата
для снижения доз облучения
• Периодического обновления клинических
и технических рабочих протоколов
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
41
МАГАТЭ
Процесс оптимизации включает в себя ...........
• Сбор данных
• процедуры, ПДП, время рентгеноскопии
• Анализ данных
• достоверность данных
• Обсуждение и обзор
• использование коллиматоров/фильтров, проекции, размер поля
• Внедрение изменений
• более точный сбор данных, использование
коллиматоров /фильтров, размер поля 17 всегда когда возможно,
избегать проекций LAO (косых лево-передних)
• Проверка данных
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
42
МАГАТЭ
Контрольные уровни
Контрольные уровни: инструмент, помогающий проводить процедуры по
оптимизации уровней облучения пациентов
Регламентируются международным (МАГАТЭ) и национальными
законодательствами
Для сложных (комплексных)
процедур контрольные уровни
должны включать:
•больше параметров
•принимать во внимание
комплексность процедур.
(рекомендации Европейского
консорциума DIMOND)
Радиационная защита в кардиологии
3-й уровень
“Риски для
пациента"
Уровень 2 + DAP
+ Максимальная доза в коже (МДК)
2-ой уровень
“Протокол
проведения
процедуры"
Уровень 1 +
число снимков + время
рентгеноскопии
1-й уровень
“Характеристика
оборудования"
Мощность дозы и доза за снимок
(BSS, CDRH, AAPM)
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
43
МАГАТЭ
•Современные рентгеновские установки
отображают дозиметрические показатели
непосредственно на мониторах в пультовой и
в операционной, позволяя кардиологам знать
уровень радиационного риска во время
процедуры.
•Обычно отображаются величины произведения
дозы на площадь (ПДП) и суммарная доза (*) .
(*) Суммарная доза (СД) - это керма в воздухе, полученная
за процедуру в конкретной точке относительно рентгеновской
С-дуги (она не включает обратного рассеяния от пациента).
Может служить индикатором дозы в коже.
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
44
МАГАТЭ
Пример данных, включенных в исследовательский отчет
(Siemens)
FIXED Coro ND 1k
1 CARD
A 81kV 744mA 6.0ms 200CL small 0.3Cu 17cm
7s 15F/s 15-Jan-03 09:16:21
211.4µGym² 36.2mGy 0LAO 0CRA 105F
FIXED Coro ND 1k
2 CARD
A 86kV 734mA 6.0ms 600CL small 0.2Cu 17cm
6s 15F/s 15-Jan-03 09:17:01
376.9µGym² 63.8mGy 29RAO 0CRA 94F
FIXED Coro ND 1k
3 CARD
A 124kV 553mA 8.0ms ****** small 0.2Cu 17cm
5s 15F/s 15-Jan-03 09:17:43
490.3µGym² 94.1mGy 48RAO 22CRA 75F
FIXED Coro ND 1k
4 CARD
A 115kV 591mA 8.0ms ****** small 0.2Cu 17cm
6s 15F/s 15-Jan-03 09:18:16
460.4µGym² 97.8mGy 48RAO 22CRA 84F
FIXED Coro ND 1k
5 CARD
A 96kV 714mA 8.0ms ****** small 0.2Cu 17cm
***** 15F/s 15-Jan-03 09:19:05
9.3µGym² 1.9mGy 15RAO 30CRA 2F
FIXED Coro ND 1k
6 CARD
A 102kV 666mA 8.0ms ****** small 0.2Cu 17cm
***** 15F/s 15-Jan-03 09:19:07
17.2µGym² 3.5mGy 15RAO 30CRA 3F
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
45
МАГАТЭ
Предлагаемые контрольные уровни для
коронарной ангиографии и ангиопластики:
ПДП 45 Гр·см2 и 75 Гр·см2;
время рентгеноскопии 7,5 мин и 17 мин
и число кадров 1250 и 1300, соответственно.
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
46
МАГАТЭ
Оптимизация процедур в интервенционном
(ангиографическом) кабинете
много общего для пациента и персонала ……
• правильные показания приборов
• сокращение времени скопии
• сокращение частоты кадров
(25 12,5 кадр/сек)
• коллимация / фильтрация
• oграничение косой лево-передней
краниальной проекции (LAO CRA)
• расстояние от рентгеновского источника
• просвинцованные фартуки и воротнички
• защитные очки и экраны
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
(пациент)
(персонал)
47
МАГАТЭ
• Оптимизация особенно важна в более
сложных процедурах ангиопластики
хронические окклюзии
бифуркации
дегенеративные
повреждения подкожных
вен
повреждения в сильно
извилистом сосуде
Повреждение устья сосуда
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
48
МАГАТЭ
Оптимизация процедур
годовая доза облучения рук (кардиолог)
Cardiologia & Fisica Sanitaria - Udine
1994-1998
- 71%
60
мЗв
50
40
30
Nпроцедур*10
доза, мЗв
+ 2%
- 27%
20
- 49%
10
- 23%
0
1994
Радиационная защита в кардиологии
1995
1996
1997
1998
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
49
МАГАТЭ
Оптимизация процедур
Измерения ПДП в больнице в Удине (все процедуры)
70
60
Гр*cм2
50
ПДП графия
ПДП скопия
ПДП общее
40
30
20
10
0
1998
Радиационная защита в кардиологии
1999
2000
2001
2002
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
50
МАГАТЭ
Рассеяное
излучение
Меры по снижению уровней
Рентгеновское облучения пациентов помогают
излучение
ограничить и облучение персонала
Радиационная защита в кардиологии
Лекция 9: Оптимизация радиационной защиты в кардиологии
51
МАГАТЭ