луч 1. Учебника Лучевая диагностика
 Скачать 25.89 Kb.
|
|
Вступление в медицинскую радиологию. Клиническая дозиметрия ионизирующих излучений. По материалам учебника «Лучевая диагностика» (2019 год) авторы: М.С.Каменецкий, М.Б.Первак, Л.И.Косарева, О.В.Губенко, Е.В.Котлубей, А.Л.Оборнев КЛИНИЧЕСКАЯ ДОЗИМЕТРИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ. Актуальность темы: В современной медицинской практике с лечебной и диагностической целью достаточно широко используются ионизирующие излучения. Это вызывает необходимость в каждом конкретном случае оценивать возможности и последствия их применения. Однако это невозможно сделать без понимания основ клинической дозиметрии. Этим и объясняется важность изучения данного раздела. Цель (общая) - уметь выбирать наиболее рациональные способы защиты медицинского персонала и пациентов во время проведения диагностических и лечебных процедур, связанных с использованием ионизирующих излучений. Конкретные цели: 1) Интерпретировать предельно=допустимую дозу облучения для медицинского персонала и пациентов 2) Использовать различные факторы защиты и оценивать надежность защиты медперсонала и пациентов от ионизирующего излучения. Проверьте свои базисные знания-умения Вступление в медицинскую радиологию. Клиническая дозиметрия ионизирующих излучений. Информацию, необходимую для пополнения базовых знаний-умений, можно найти в учебниках по медицинской и биологической физики. Далее переходите к изучению следующего материала. Медицинская радиология Медицинская радиология —область медицины, разрабатывающая теорию и практику применения излучения в медицинских целях. Медицинская радиология включает в себя две основные медицинские дисциплины: лучевую диагностику и лучевую терапию. Лучевая диагностика — наука о применении излучений для исследования строения и функций нормальных и патологически измененных органов и систем человека с целью профилактики и распознавания заболеваний. В состав лучевой диагностики входят рентгенодиагностика, радионуклидная диагностика, ультразвуковая диагностика и магнитно-резонансная визуализация. К ней также относят такие нечасто применяемые методы исследования, как термография и магнитно- резонансная спектрометрия. Лучевая терапия — это наука о применении ионизирующих излучений для лечения болезней. Лучевая терапия располагает большим набором источников квантового и корпускулярного излучений, обеспечивающих облучение нужного объема тканей в оптимальной лечебной дозе. В связи с этим лучевая терапия стала важнейшей составной частью комплексного лечения злокачественных заболеваний. Радиобиология - наука изучающая влияние ионизирующего излучения (ИИ) на биологические объекты. Радиационная гигиена - занимается изучением закономерностей формирования радиационных объектов и доз ИИ, их влияния на здоровье людей и разрабатывающая санитарные правила и нормы. Дозиметрия - наука об идентификации, регистрации и измерении ионизирующих излучений. В медицинской радиологии дозиметрия используется для определения количества излучения и степени его воздействия на организм; расчета необходимой защиты от излучений больных, медицинского персонала, населения и окружающей среды при диагностическом и лечебном применении источников проникающих излучений. Для начала вспомним информацию из курса физики Методы регистрации ионизирующих излучений. Физические: - ионизационный (счетчик Гейгера-Мюллера) - сцинтилляционный (сцинтилляционная камера) - использование полупроводников - радиолюминесцентный - калориметрический Химические: - фотохимический - химический - нейтронно-активационный Биологические: - выживаемость живыхобъектов - изменение химизма тканей - изменение морфологии тканей Математический (расчетный) В индивидуальных дозиметрах используются физические методы дозиметрии Дозиметрические приборы. Детекторы ионизирующего излучения Дозиметры - устройства для измерения доз ионизирующего излучения или величин, связанных с дозами. Дозиметр содержит в себе детектор излучения и измерительное устройство, которое градуировано в единицах дозы или мощности. Детекторы - устройства, регистрирующие различные виды ионизирующего излучения. Работа детекторов основана на использовании тех процессов, которые вызывают в них регистрируемые частицы. Различают 3 группы детекторов: 1) интегральные детекторы, 2) счетчики, 3) трековые детекторы. Интегральные детекторы Эти устройства дают информацию о полном потоке ионизирующего излучения. 1. Фотодозиметр. Простейшим интегральным детектором является светонепроницаемая кассета с рентгеновской пленкой. Пленка проявляется через определенный промежуток времени. По степени ее почернения можно определить дозу облучения. 2. Ионизационная камера. Это прибор для регистрации ионизирующих частиц методом измерения величины ионизации (числа пар ионов), производимой этими частицами в газе. Простейшая ионизационная камера представляет собой два электрода, помещенных в заполненный газом объем. К электродам приложено постоянное напряжение. Частицы, попадающие в пространство между электродами, ионизуют газ, и в цепи возникает ток. Счетчики Эти устройства предназначены для подсчета количества частиц ионизирующего излучения, проходящих через рабочий объем или попадающих на рабочую поверхность. 1. газоразрядный счетчик Гейгера-Мюллера, принцип действия которого основан на образовании электрического импульсного разряда в газонаполненной камере при попадании отдельной ионизирующей частицы. 2. Усовершенствованным вариантом счетчика Гейгера-Мюллера является пропорциональный счетчик, в котором амплитуда импульса тока пропорциональна энергии, выделенной в его объеме регистрируемой частицей. Такой счетчик определяет поглощенную дозу излучения. 3. На другом физическом принципе основано действие сцинтилляционных счетчиков. Под действием ионизирующего излучения в некоторых веществах происходят сцинтилляции, т.е. вспышки, число которых подсчитывается с помощью фотоэлектронного умножителя. Трековые детекторы используются в научных исследованиях (например, камера Вильсона). Используются для наблюдения траектории движения частицы ионизирующего излучения Теперь переходите к изучению нового материала Доза Для измерения количества поглощенной энергии введено такое понятие, как доза излучения. Это величина энергии, поглощенной в единице объема (массы) облучаемого вещества. Экспозиционная доза (Х). Измерить ионизацию непосредственно в глубине тканей живого организма трудно. В связи с этим определяют так называемую экспозиционную дозу. экспозиционная доза - количество излучения, измеренное в воздухе и оцененное по степени ионизации воздуха. За единицу экспозиционной дозы в Международной системе единиц (СИ) принят кулон на килограмм [Кл/кг], т.е. такая интенсивность рентгеновских и гамма-лучей, при которой в 1 кг сухого воздуха образуются ионы, несущие заряд в один кулон электричества каждого знака. Внесистемная единица-рентген (Р). Поглощенная доза (D). Под поглощенной дозой понимают отношение средней энергии, переданной ионизирующим излучением веществу в единице объема, к массе этого вещества в том же объеме. За единицу поглощенной дозы в Международной системе единиц (СИ) принят джоуль на килограмм [Дж/кг], т.е. такая поглощенная доза, при которой в 1 кг массы облученного вещества поглощается 1Дж энергии излучения. Этой единице присвоено собственное наименование грей [Гр], 1Гр=1Дж/кг=100рад. Внесистемной единицей поглощенной дозы является рад. 1Гр= 100 рад. Эквивалентная доза (Н). Установлено, что биологическое действие одинаковых доз различного вида излучения на организм неодинаково. Это связано с удельной ионизацией излучения. Чем выше удельная ионизация, тем больше коэффициент относительной биологической эффективности. Коэффициент показывает, во сколько раз эффективность биологического действия данного вида излучения больше, чем рентгеновского или гамма-излучения при одинаковой поглощенной дозе в тканях. В системе СИ за единицу измерения эквивалентной дозы принят зиверт [Зв]; Внесистемная единица эквивалентной дозы - биологический эквивалент рентгена - бэр (1 Зв = 100 бэр). Эффективная доза (Е) - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты: Единица измерения эффективной дозы - зиверт [Зв]. Значение тканевых взвешивающих факторов (ωТ)
Из таблицы видно, что наиболее чувствительны к радиации гонады, костный мозг, легкие и желудочно-кишечный тракт. Это означает, что при облучении именно этих органов существует наибольшая вероятность наступления каких-либо последствий для организма - например, бесплодия, лейкоза, всевозможных злокачественных опухолей и т.д. Рассмотренные выше понятия дозы описывают только индивидуально получаемые дозы. При необходимости изучения эффектов действия радиации набольшую группу людей вводится понятие коллективной эффективной эквивалентной дозы, которая равна сумме индивидуальных эффективных эквивалентных доз и измеряется в человеко-зивертах [чел-Зв]. Поскольку многие, особенно естественные, радионуклиды распадаются очень медленно и будут действовать на население в отдаленном будущем, коллективную эффективную эквивалентную дозу от подобных источников радиации будут получать еще многие поколения людей, живущих на планете. В связи с этим было введено понятие ожидаемой (полной) коллективной эффективной эквивалентной дозы, которая позволяет прогнозировать поражение группы людей от действия постоянных источников радиации. Предельно-допустимые дозы При использовании ионизирующих излучений в медицинской практике облучению подлежат медицинский персонал и пациенты. Для оценки дозы облучения различных контингентов лиц существует понятие лимит эффективной дозы (DLe). Синоним - предельно-допустимая доза (ПДД). Ее численное значение устанавливается на уровнях, которые делают невозможным возникновение детерминированных (обязательных) эффектов и одновременно гарантируют настолько низкую вероятность стохастических эффектов, что она приемлема для отдельного человека и общества в целом. Для радиационно-гигиенического нормирования выделяют следующие категории лиц: А - лица, работающие постоянно с источником излучения: например, врачи - рентгенологи, радиологи, рентгенлаборанты, работники атомных электростанций, военнослужащие на атомных подводных лодках и др. (для них DLe - 20 мЗв - среднегодовая величина, усредненная за 5 лет); Б - лица, которые имеют косвенное отношение к источникам в связи с соответствующим расположением их рабочих мест или могут в случае необходимости привлекаться для выполнения определенных операций, связаных с использованием источников ионизирующих излучений: например, врач-кардиохирург, выполняющий периодически контрастные рентгенологические исследования сердца и сосудов, хирург, который делает операции под контролем рентгеновского исследования и др. (для них DLe - 2 мЗв); В - все остальное население (DLe - 1 мЗв). Кроме того, существуют допустимые величины эквивалентной дозы на отдельные органы: хрусталик, кожу, кисти и стопы. Например, ПДД на кисти рук превышает таковую на все тело человека в 10-15 раз. Чтобы получаемая доза не превышала допустимых величин, необходимо использовать определенные способы защиты от ионизирующего излучения. Способы защиты от ионизирующего излучения При внешнем облучении защита осуществляется следующими способами: экранированием, расстоянием и временем. Экранами могут быть стационарные и нестационарные устройства. К стационарным относятся: 1) неподвижные сооружения, изготовленные из свинца, сплошного кирпича, бетона; 2) те, что имеют баритовую штукатурку: стены, перекрытия, а также смотровые окна из специальной марки просвинцованого стекла. Нестационарные устройства - это перемещаемые приспособления: с защитными ширмами из свинца или просвинцованной резины, кожухи, сейфы и контейнеры для хранения радиоактивных препаратов, а также специальная одежда (фартуки) из просвинцованной резины для персонала, пластины из просвинцованной резины для экранирования здоровых участков тела пациентов и др. Как известно, интенсивность облучения уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния от источника до облучаемой поверхности. В связи с этим защита расстоянием реализуется рациональным расположением рабочих мест персонала и мест нахождения пациентов с максимальным удалением их от источников излучения. Сокращая рабочий день персонала и время пребывания пациентов в зоне облучения, уменьшают их неоправданнную лучевую нагрузку, тем самым используя так называемую защиту временем. Предотвращение попадания радиоактивных веществ внутрь через дыхательные пути, пищеварительный канал предохраняет от внутреннего облучения, что имеет значение при использовании открытых источников излучения - радиофармпрепаратов. Для оценки лучевой нагрузки персонал должен быть обеспечен персональными дозиметрами и постоянно носить их во время работы. Определение лучевых нагрузок на пациентов - функция специалиста в области клинической дозиметрии. Чтобы Вы могли выяснить, как усвоили клиническую дозиметрию, выполните следующие задания. |