ГЛАВА 2
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Для изучения особенностей формирования доз облучения пациентов при медицинских диагностических процедурах была выбрана методология, в основе которой лежит, во-первых, определение уровней дозовых нагрузок пациентов разного возраста в зависимости от вида диагностического исследования, а во-вторых, определение структуры проводимых исследований с учетом их распределения по видам и возрасту пациентов. Были изучены дозы облучения пациентов при компьютерной томографии головы и предложен способ централизованного контроля радиационного выхода рентгенодиагностических аппаратов. Общая схема исследования представлена на рис.2.1.
В основу определения индивидуальных доз облучения пациентов при различных видах медицинской диагностики в данной работе положена концепция эффективной дозы, принятая для целей противорадиационной защиты в качестве меры оценки радиационного риска возникновения отдаленных соматико-стохастических и наследственных эффектов [32, 39, 172].
При расчетах эффективной дозы предполагалось, что известны значения эквивалентных доз в 12 основных органах (тканях), каждый из которых характеризуется собственным тканевым взвешивающим фактором, учитывающим чувствительность конкретного органа к стохастическим эффектам. Расчет проводили по формуле:
E = ? wT ? HT = ? wT ? ? (wR ? DT,R),
Т Т R
где Е - эффективная доза за исследование;
wT - тканевой взвешивающий фактор, соответствующий ткани (органу) Т;
HT - эквивалентная доза в органе или ткани Т;
wR - радиационный взвешивающий фактор, соответствующий виду излучения R;
Рис.2.1 Структурная схема исследования
DT,R - средняя поглощенная доза в органе (ткани) Т при облучении его излучением R.
Для рентгеновского излучения коэффициент качества wR равен 1 [172], поэтому эквивалентная доза в органах численно равна средней поглощенной дозе.
Перечень органов с соответствующими тканевыми взвешивающими факторами приведен в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Значения тканевых взвешивающих факторов (wT)
для разных органов и тканей
Орган или ткань, Т
Тканевый взвешивающий
фактор (wT) по данным МКРЗ,
Публикация 26 [39]по данным МКРЗ,
Публикация 60 [32]
Гонады
Грудная железа
Красный костный мозг
Легкие
Щитовидная железа
Поверхность кости
Мочевой пузырь
Печень
Пищевод
Толстая кишка (descending
and sigmoid colon)
Желудок
Кожа
Остальные:
Все тело
0,25
0,15
0,12
0,12
0,03
0,03
-
-
-
-
-
-
0,30
1,00
0,20
0,05
0,12
0,12
0,05
0,01
0,05
0,05
0,05
0,12
0,12
0,01
0,05
1,00
В Публикации 60 МКРЗ в определение эффективной дозы кроме основных органов включены десять, так называемых, "остальных органов" с общим взвешивающим фактором, равным 0,05. К "остальным" органам отнесены: надпочечники, мозг, толстая кишка (верхний отдел толстого кишечника), тонкая кишка, почки, мышцы, поджелудочная железа, селезенка, тимус и матка. При расчете эффективной дозы в случае, если эквивалентная доза в каком-либо из "остальных" органов выше дозы в любом из 12 основных органов, перечисленных в табл. 2.1, то для этого органа используют значение взвешивающего фактора, равное 0,025 и такое же значение применяют к средней дозе по всем остальным органам, из "остальных". Средняя доза в оставшихся органах определяется как среднее арифметическое и умножается на взвешивающий фактор wT ост. , равный 0,025.
Расчет эффективных доз при рентгенологических исследованиях (элемент А.1, рис. 2.1) был проведен для 12 наиболее часто проводимых исследований пациентов детского возраста (новорожденный до 1 года, 1 год, 5 лет, 10 лет, 15 лет) и для 21 исследования взрослых мужчин и женщин. Для каждого вида исследования учтены наиболее типичные условия проведения процедур (напряжение на рентгеновской трубке, поле облучения, дополнительный фильтр, расстояние источник-поверхность, расстояние источник-приемник изображения). Эффективные дозы облучения при рентгенологических диагностических исследованиях рассчитывали по значениям средних поглощенных доз в разных органах и тканях, приведенным в справочнике [173] и работах [174, 175]. Согласно рекомендаций, изложенных в [32], учитывали поглощенные дозы в 12 органах с собственными тканевыми взвешивающими факторами: гонады, грудная железа, красный (активный) костный мозг, легкие, щитовидная железа, мочевой пузырь, печень, пищевод, толстая кишка, желудок, кожа. Дозиметрические данные по поглощенной дозе в таких органах, как мочевой пузырь, пищевод и толстая кишка, в работах [173-175] отсутствуют. Поэтому, для учета вклада этих органов в эффективную дозу делалось допущение, что поглощенные дозы в них равны поглощенным дозам в почках, легких и женских гонадах, соответственно. Для костных поверхностей предполагали, что доза в такой ткани равна среднему значению по "остальным" органам и значение ее взвешивающего фактора суммировалось со взвешивающим фактором для "остальных" органов. Дозу на кожу оценивали по входной (DВХ) и выходной (DВЫХ) поглощенным дозам и по данным об общей площади поверхности кожи стандартного пациента разных возрастных групп (Sпов. кожи) [176], приведенным в таблице 2.2, и площади поля облучения (Sобл.) по формуле HКОЖА = ((DВХ + D ВЫХ) х Sобл.) / Sпов. кожи.
Таблица 2.2
Площади поверхности кожи взрослых и детей разного возраста [176]
Возраст пациента, годыОбщая площадь поверхности кожи, Sпов. кожи, см2 0
1
5
10
15
взрослые 2120
4250
7500
11000
15800
18000
Для определения эффективных доз, обусловленных проведе