09.08.06 | 09.06.06 | Контроль физико-технических параметров аппаратов рентгенодиагностики

1

Введение

Обеспечение качеством медицинских диагностических процедур с использованием источников икс-облучения нельзя достичь без учитывания важности дозиметрических измерений, которые должны сопровождать соответствующую клиническую практику. Со временем некоторые части или компоненты рентгенодиагностического комплекса могут испытывать любых изменений, которые приведут к снижению качества полученного рентгеновского изображения или даже к нарушению роботы аппарата. Рентгенодиагностическое оборудование не обеспечит всех возможностей визуализации для получения качественного информативного диагностического изображения, если оно не сертификовано соответствующим образом и не поддерживается в хорошем техническом состоянии в процессе использования. Постоянный контроль за радиационными характеристиками действующего диагностического оборудования, своевременное обнаружение отклонений важных показателей надёжного функционирования аппаратов обеспечить исполнение одного из принципов противорадиационной защиты пациентов, а именно, уменьшение коллективных доз, которое получает население при проведении рентгенологических процедур, до таких низких уровней, которых целесообразно достигли с учитыванием существующих экономических и социальных факторов. На основании осуществление на практике постоянного контроля физико-технических параметров рентгенодиагностического оборудования следует строить также и систему контроля и учета доз облучения пациентов. Именно в этом случае можно получить надёжную и достоверную, что до реально полученных пациентов доз при облучении во время проведения диагностической процедуры.

Материалы и методы обследования

Ионизационный метод измерения ионизованных облучений - один из доступных и оперативных методов дозиметрии. Его широко применяют на практике для дозиметрической лучевой терапии и диагностики как в Украине, так и за границей.

Измерение физико-технических параметров рентгенодиагностического оборудования при разных режимах проведено с использования многофункционального цифрового дозиметра 35050А и ионизационной камеры 96035В, которые входят в состав дозиметрического комплекта TRIAD модели 10100А (Keithly, США). Дозиметрический комплект TRIAD предназначен именно для проведения измерений на всех типах рентгеновского оборудования, использованного при осуществлении медицинских диагностических процедур. Особенностями оборудования это отображение результатов измерений в цифровом виде, сохранение в памяти повіркових коэффициентов, корректирование результатов в зависимости от условий проведения измерений (температура и давление воздуха), выбор пользователем единиц облучения. Кроме того, современная конструкция оборудования предусматривает самоконтроль его роботы, автоматический перезапуск, автоматическое переключение диапазонов, роботу в режиме энергосбережения, удержание результатов на дисплее оборудования после облучения, а также компьютерное управление работой оборудования через стандартный интерфейс PS-232-С.

Результаты

Одним из основных параметров, которые должны подлежать периодическому контролю во время эксплуатации рентгенодиагностических аппаратов, єто радиационный выход и его основные характеристик.

За определением, радиационный выход - это значение радиационной дозы (экспозиционные дозы, дозы поглощенные в воздух, или воздушной керми), измеренное в центре поля облучение на оси прямого струи луча при определённых  значениях экспозиционных параметров - напряжении на трубке, U, кВ, анодному токе, І, мА, времени эксплуатирования, t, с, или сумме анодного напряжения на время экспонирования, q, мАс. Измерение радиационного выходу проводят с использованием соответствующим образом проверенных ионизационных камер, размещая их на расстоянии 75-80 см от фокуса трубки - стандартном расстоянии для большинства клинических исследований. Обычно, на практике используют величину удельного радиационного выходу, то есть радиационного выходу, нормированного на сумму анодного напряжения и время эксплуатации (при этом ток и время могут изменяться независимо один от другого). Таким образом, единица измерения радиационного выходу мР/мАс (для экспозиционной дозы) или мГр/мАс (для поглощенной в воздухе  дозы и воздушной керми).

При выполнении данной роботы были обработаны измерительные тексты для контроля радиационного выходу и его характеристик. Тесты были разработаны на основании изучения литературы и опыта введения программы контроля параметров рентгенодиагностических аппаратов в Королевской больнице им. Марсдена в Лондоне (Великобритания):

Тест №1. Определение постоянности радиационного выхода.

Проводят измерения (до 10 раз) при постоянных значениях всех экспозиционных параметров -  напряжение на трубке, анодного тока, времени экспонирования. Если при облучении на конкретном аппарате возможно установить отдельного анодного тока и время экспонирования, выбирают определённое постоянное значение суммы анодного тока на время экспонирования.

Тест №2. Определение  зависимости радиационного выхода от напряжения на трубке.

Проводят измерения при разных значениях напряжения на трубке и постоянных значениях анодного ток и времени экспонирования или их суммы.

Тест №3. Определение зависимости радиационного выхода от анодного тока.

Проводят измерения при разных значениях анодного тока и постоянных значений  напряжения на трубке время экспонирования.

Тест №4. Определение зависимости радиационного выхода от времени экспонирования.

Проводят измерение при разных значениях времени экспонирования и постоянных значениях напряжения на трубке и анодного тока.

Тест №5. Опредиление зависимости радиационного выхода от суммы анодного тока и времени экспонирования.

Проводят измерения при разных значениях анодного напряжения и времени экспонирования (при этом значение суммы анодного напряжения на время экспонирования остаётся постоянным) и постоянных значениях напряжения на трубке.

Было обследовано 8 действующих рентген диагностических аппаратов в 5 медицинских заведениях г. Харькова. Для измерения выбирали технические режимы, характерные  для определённого аппарата в каждом кабинете рентгенодиагностики. Ионизационную камеру, закреплённую в штативе, размещали в открытом воздухе (без обратного рассеяние) на осе первичного струи на расстоянии 80 см от фокусу трубки таким образом, чтобы центры камеры и радиационные поля совпадали. Обычные размеры поля облучения составляли 10 см?10 см.

Результаты измерений поданы в таблице 1. Радиационный выход в величине нормальной экспозиционной дозы в единицах мР/мАс и нормированной поглощенной в воздухе дозы или воздушной керми в единицах мгГр/мАс. Для сравнения в таблице приведены также рекомендуемые значения радиационного выхода, наведённые в литературе [1,2].

При определении зависимости радиационного выходу от разных экспозиционных параметров допускалось, что зависимость от анодного тока, времени экспонирования или от суммы анодного тока на время экспонирования имеет линейный характер, при этом отклонение от линейности оценивается коэффициентом вариации Сv (%). Зависимость радиационного выходу Х от напряжения на трубке согласно с [2] можно описать показательной функцией вида Х~Un, де 1,7<n<2,5 при условии нормального функционирования рентгенодиагностического аппарата.

Таблица 1 - Результаты определения радиационного выхода рентгенодиагностических аппаратов при различных значений напряжения на трубке.

Обобщенные результаты оценки характеристик радиационного выхода разных аппаратов показаны в таблице 2.

На основании наведённых примеров выше, тестов были разработаны формы протокола контролю физико-технических параметров рентгенодиагностического оборудования. В протокол вносят данные про медицинское учреждение, рентгенодиагностический аппарат, дату проведения измерений, свидетельства про использованное дозиметрическое оборудование и прочее. Протокол сделано в виде листов Microsoft Excel. Это позволяет при внесении в соответствующие клетки протокола результатов непосредственных измерений получать результаты анализа и графический материал, который их иллюстрирует. Преимуществом такой формы протоколов это: исполнение расчётов без потери какой либо информации; предотвращение розчете ошибкам; исполнение расчётов быстро и надёжно в логической и определенной последовательности; печатание результатов в унификованом виде.

Таблица 2 - Результаты определения характеристик радиационного выходу с помощью контрольных тестов, проведёнными на разных рентген диагностических аппаратов в медицинских заведениях г. Харькова

Вывод

Необходимым есть дальнейшее широкое  внедрение программы контроля рентгенодиагностических аппаратов в медицинских учреждениях с целью создания базы результатов таких измерений, которые отражают существующий в стране техническое состояние рентгенодиагностического оборудования. Создание такой базы данных обеспечит информацией, необходимую для расчётов индивидуальных доз облучения пациента при рентгенодиагностических исследований.

Литература

1. Контроль качества технических средств рентгенодиагностики: Сб. статей /Под ред. А.Ф. Цыба и А.М. Гурчива. - Обнинск, 1988.

2. Institute of Physics and Engineering in Medicine and Biology (IPEMB) 1996 Measurement of the Performance Characteristics of Diagnostic X-ray Systems used in Medicine Report 32 (2nd edition) Part I: X-ray Tubes and Generators (IPEMB, 4 Campleshon Road, York Y02 1PE).

Введение

Обеспечение качеством медицинских диагностических процедур с использованием источников икс-облучения нельзя достичь без учитывания важности дозиметрических измерений, которые должны сопровождать соответствующую клиническую практику. Со временем некоторые части или компоненты рентгенодиагностического комплекса могут испытывать любых изменений, которые приведут к снижению качества полученного рентгеновского изображения или даже к нарушению роботы аппарата. Рентгенодиагностическое оборудование не обеспечит всех возможностей визуализации для получения качественного информативного диагностического изображения, если оно не сертификовано соответствующим образом и не поддерживается в хорошем техническом состоянии в процессе использования. Постоянный контроль за радиационными характеристиками действующего диагностического оборудования, своевременное обнаружение отклонений важных показателей надёжного функционирования аппаратов обеспечить исполнение одного из принципов противорадиационной защиты пациентов, а именно, уменьшение коллективных доз, которое получает население при проведении рентгенологических процедур, до таких низких уровней, которых целесообразно достигли с учитыванием существующих экономических и социальных факторов. На основании осуществление на практике постоянного контроля физико-технических параметров рентгенодиагностического оборудования следует строить также и систему контроля и учета доз облучения пациентов. Именно в этом случае можно получить надёжную и достоверную, что до реально полученных пациентов доз при облучении во время проведения диагностической процедуры.

Материалы и методы обследования

Ионизационный метод измерения ионизованных облучений - один из доступных и оперативных методов дозиметрии. Его широко применяют на практике для дозиметрической лучевой терапии и диагностики как в Украине, так и за границей.

Измерение физико-технических параметров рентгенодиагностического оборудования при разных режимах проведено с использования многофункционального цифрового дозиметра 35050А и ионизационной камеры 96035В, которые входят в состав дозиметрического комплекта TRIAD модели 10100А (Keithly, США). Дозиметрический комплект TRIAD предназначен именно для проведения измерений на всех типах рентгеновского оборудования, использованного при осуществлении медицинских диагностических процедур. Особенностями оборудования это отображение результатов измерений в цифровом виде, сохранение в памяти повіркових коэффициентов, корректирование результатов в зависимости от условий проведения измерений (температура и давление воздуха), выбор пользователем единиц облучения. Кроме того, современная конструкция оборудования предусматривает самоконтроль его роботы, автоматический перезапуск, автоматическое переключение диапазонов, роботу в режиме энергосбережения, удержание результатов на дисплее оборудования после облучения, а также компьютерное управление работой оборудования через стандартный интерфейс PS-232-С.

Результаты

Одним из основных параметров, которые должны подлежать периодическому контролю во время эксплуатации рентгенодиагностических аппаратов, єто радиационный выход и его основные характеристик.

За определением, радиационный выход - это значение радиационной дозы (экспозиционные дозы, дозы поглощенные в воздух, или воздушной керми), измеренное в центре поля облучение на оси прямого струи луча при определённых  значениях экспозиционных параметров - напряжении на трубке, U, кВ, анодному токе, І, мА, времени эксплуатирования, t, с, или сумме анодного напряжения на время экспонирования, q, мАс. Измерение радиационного выходу проводят с использованием соответствующим образом проверенных ионизационных камер, размещая их на расстоянии 75-80 см от фокуса трубки - стандартном расстоянии для большинства клинических исследований. Обычно, на практике используют величину удельного радиационного выходу, то есть радиационного выходу, нормированного на сумму анодного напряжения и время эксплуатации (при этом ток и время могут изменяться независимо один от другого). Таким образом, единица измерения радиационного выходу мР/мАс (для экспозиционной дозы) или мГр/мАс (для поглощенной в воздухе  дозы и воздушной керми).

При выполнении данной роботы были обработаны измерительные тексты для контроля радиационного выходу и его характеристик. Тесты были разработаны на основании изучения литературы и опыта введения программы контроля параметров рентгенодиагностических аппаратов в Королевской больнице им. Марсдена в Лондоне (Великобритания):

Тест №1. Определение постоянности радиационного выхода.

Проводят измерения (до 10 раз) при постоянных значениях всех экспозиционных параметров -  напряжение на трубке, анодного тока, времени экспонирования. Если при облучении на конкретном аппарате возможно установить отдельного анодного тока и время экспонирования, выбирают определённое постоянное значение суммы анодного тока на время экспонирования.

Тест №2. Определение  зависимости радиационного выхода от напряжения на трубке.

Проводят измерения при разных значениях напряжения на трубке и постоянных значениях анодного ток и времени экспонирования или их суммы.

Тест №3. Определение зависимости радиационного выхода от анодного тока.

Проводят измерения при разных значениях анодного тока и постоянных значений  напряжения на трубке время экспонирования.

Тест №4. Определение зависимости радиационного выхода от времени экспонирования.

Проводят измерение при разных значениях времени экспонирования и постоянных значениях напряжения на трубке и анодного тока.

Тест №5. Опредиление зависимости радиационного выхода от суммы анодного тока и времени экспонирования.

Проводят измерения при разных значениях анодного напряжения и времени экспонирования (при этом значение суммы анодного напряжения на время экспонирования остаётся постоянным) и постоянных значениях напряжения на трубке.

Было обследовано 8 действующих рентген диагностических аппаратов в 5 медицинских заведениях г. Харькова. Для измерения выбирали технические режимы, характерные  для определённого аппарата в каждом кабинете рентгенодиагностики. Ионизационную камеру, закреплённую в штативе, размещали в открытом воздухе (без обратного рассеяние) на осе первичного струи на расстоянии 80 см от фокусу трубки таким образом, чтобы центры камеры и радиационные поля совпадали. Обычные размеры поля облучения составляли 10 см?10 см.

Результаты измерений поданы в таблице 1. Радиационный выход в величине нормальной экспозиционной дозы в единицах мР/мАс и нормированной поглощенной в воздухе дозы или воздушной керми в единицах мгГр/мАс. Для сравнения в таблице приведены также рекомендуемые значения радиационного выхода, наведённые в литературе [1,2].

При определении зависимости радиационного выходу от разных экспозиционных параметров допускалось, что зависимость от анодного тока, времени экспонирования или от суммы анодного тока на время экспонирования имеет линейный характер, при этом отклонение от линейности оценивается коэффициентом вариации Сv (%). Зависимость радиационного выходу Х от напряжения на трубке согласно с [2] можно описать показательной функцией вида Х~Un, де 1,7<n<2,5 при условии нормального функционирования рентгенодиагностического аппарата.

Таблица 1 - Результаты определения радиационного выхода рентгенодиагностических аппаратов при различных значений напряжения на трубке.

Обобщенные результаты оценки характеристик радиационного выхода разных аппаратов показаны в таблице 2.

На основании наведённых примеров выше, тестов были разработаны формы протокола контролю физико-технических параметров рентгенодиагностического оборудования. В протокол вносят данные про медицинское учреждение, рентгенодиагностический аппарат, дату проведения измерений, свидетельства про использованное дозиметрическое оборудование и прочее. Протокол сделано в виде листов Microsoft Excel. Это позволяет при внесении в соответствующие клетки протокола результатов непосредственных измерений получать результаты анализа и графический материал, который их иллюстрирует. Преимуществом такой формы протоколов это: исполнение расчётов без потери какой либо информации; предотвращение розчете ошибкам; исполнение расчётов быстро и надёжно в логической и определенной последовательности; печатание результатов в унификованом виде.

Таблица 2 - Результаты определения характеристик радиационного выходу с помощью контрольных тестов, проведёнными на разных рентген диагностических аппаратов в медицинских заведениях г. Харькова

Вывод

Необходимым есть дальнейшее широкое  внедрение программы контроля рентгенодиагностических аппаратов в медицинских учреждениях с целью создания базы результатов таких измерений, которые отражают существующий в стране техническое состояние рентгенодиагностического оборудования. Создание такой базы данных обеспечит информацией, необходимую для расчётов индивидуальных доз облучения пациента при рентгенодиагностических исследований.

Литература

1. Контроль качества технических средств рентгенодиагностики: Сб. статей /Под ред. А.Ф. Цыба и А.М. Гурчива. - Обнинск, 1988.

2. Institute of Physics and Engineering in Medicine and Biology (IPEMB) 1996 Measurement of the Performance Characteristics of Diagnostic X-ray Systems used in Medicine Report 32 (2nd edition) Part I: X-ray Tubes and Generators (IPEMB, 4 Campleshon Road, York Y02 1PE).