Регулирующие требования

Регулирующие требования

Многие страны имеют законодательство, защищающее людей подвергающихся облучению в связи с родом  их деятельности, просто людей и окружающую среду от пагубного воздействия радиации. Контроль осуществляется через систему лицензирования или регистрации.

 

Лицензия может потребоваться в случаях такой деятельности как производство, продажа, владение, использование, транспортировка радиоактивных веществ или радиационного оборудования. При наличии такой лицензией, индивидуумы или компании обладают некоторыми правами, которые обычно устанавливаются условиями лицензии.

Лицензирование или регистрация оборудования может понадобиться для обеспечения минимальных стандартов их поддержания и функционирования.

 

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

  • Целью радиологии является получение наилучшего диагностического изображения при минимальном радиационном воздействии на пациента и персонал.
  • В диагностической радиологии радиационные дозы обычно хорошо контролируются, но в особых случаях, пациенты и люди связанные с работой с рентгеновским излучением могут пострадать.
  • Примерно 99% электронной кинетической энергии в рентгеновской трубке превращается в тепловую энергию.
  • Рентгеновский луч содержит большой спектр энергий, описываемый рентгеновским спектром.
  • Алюминиевая фильтрация удаляет низкую энергию радиации и сокращает кожную дозу, получаемую пациентом.
  • Рассеянная радиация создаваемая пациентом является предметом проблемы безопасности для персонала и ухудшает качество изображения. Нежелательная рассеянная радиация удаляется путём использования анти рассеивающей решётки или воздушной ловушки.
  • Многие процедуры включающие использование флюороскопии могут привести к увеличению времени облучения. Должны приниматься меры предосторожности для ограничения флюороскопического воздействия, так как это может привести к высокой кожной дозе и даже кожным ожогам.
  • Особое внимание должно уделяться защите глаз и щитовидной железы в течение флюороскопических процедур.  Уровень рассеивания быстро понижается при увеличении расстояния от пациента согласно закону обратных квадратов.
  • Свинцовый передник может быть не нужен на расстоянии более чем 3 m от пациента.  Это зависит от оборудования, размера пациента и типа обследования.
  • Только необходимый персонал должен находиться в рентгеновском кабинете в процессе флюороскопических процедур. Все они должны быть защищены.
  • Радиологический персонал не должен привлекаться к поддержке пациента.
  • Наиболее распространённый вид персонального защитного оборудования используемого в диагностической радиологии это свинцовый передник, который имеет обычно толщину равную 0.3 – 0.5 мм эквивалента свинца.
  • Любая преграда, на которую может быть направлен прямой рентгеновский луч, называется первичным барьером. Любая преграда, на которую  не попадает прямой рентгеновский луч, называется вторичным барьером.
  • Общее количество рентгеновских воздействий, выраженное в мА-мин в неделю известно как объем работы (W).
  • Занятость каждой комнаты или зоны прилегающей к рентгеновскому кабинету известно как фактор занятости (T).
  • Часть общего времени, когда прямой луч направлен на определённую стену или барьер, известен как фактор использования (U).
  • Планирование доз базируется на пределах доз, принятых в каждой стране, часто с включением дополнительных ограничений при получении доз более чем от одного источника.
  • Если kVp повышается, требуемый  мАс  за одно воздействие понижается и радиация становится более проникающей.
  • Очень важно, чтобы были выбраны соответствующие защитные материалы, корректно установлены и проверены на безопасность использования.
  • Наиболее часто встречающиеся проблемы с конструкциями радиационной защиты связаны с соединением материалов или отверстиями в барьерах для электрических или водопроводных устройств.
  • Все предполагаемые дозы органов и эффективные дозы являются предметом весьма спорным в виду многообразия факторов и предположений.
  • Не существует необходимости в случае беременности персонала прекращать работу раньше положенного срока. Тем ни менее, доза излучения должна тщательно контролироваться и необходимо избегать зон повышенного риска.
  • Чёткие предупреждающие знаки должны предупреждать пациента поставить в известность рентгенолога о беременности перед рентгеновским воздействием.
  • Беременным пациенткам необходимо получить разрешение от врача перед рентгеновским исследованием, если оно необходимо. Соответствующие проекции должны быть найдены для эмбриона.
  • Радиационное воздействие на эмбрион в 21 дневный срок скорее всего не вызовет никаких проблем. Риск облучения плода лучше обсуждать в рамках сравнения с другими рисками при беременности или в терминах фоновой радиации.
  • Уменьшение дозы пациента означает и уменьшение дозы связанной с занятостью.
  • Тщательная коллимация первичного луча может значительно снизить воздействовать на критические органы. Должна использоваться защита для половых желез.
  • Для флюороскопических исследования пациент должен располагаться как можно дальше от рентгеновской трубки и как можно ближе к приемнику изображения для сокращения кожной дозы и уменьшения искажения изображения.
  • Качество рентгеновского луча определяется  kVp.  Качество луча измеряется слоем половинного ослабления (HVL). Измерение HVL при постоянном значении kVp  показывает, произведена ли достаточная фильтрация первичного луча.
  • Таймеры должны быть на любом флюороскопическом оборудовании. Эта информация позволяет более точно оценить уровень дозы.
  • Чёткая программа обеспечения качества должна быть применена для оборудования и обработки плёнки.  Даже первичные проверки могут обнаружить сбой до того, как он станет серьезным. Новое оборудование должно изучаться при установке и затем через регулярные интервалы поверяться.
  • IAEA  рекомендовало Указательные уровни доз как показатель соответствия международной практике. Дозы, превышающие эти рекомендации, должны быть расследованы.
  • Сбой защиты рентгеновской трубки может создать значительную опасность. В случае если это новое оборудование, протечку трубки должен проверить производитель. Протечка трубки должна быть протестирована если рентгеновская трубка переносилась или была повреждена.
  • Протечка трубки может быть установлена с использованием радиографических кассет. Измерения протечек более трудно. Нужно подходить очень осторожно к интерпретации результатов.
  • Регулярные инспекции зон для радиационной среды должны включать использование персональных дозиметров.
  • Целостность свинцовых виниловых защитных одежд должна регулярно тестироваться с использованием флюороскопии. Защитные экраны могут быть протестированы радиографическими средствами.
  • Должен существовать письменный протокол мер, которые должны быть предприняты в случае радиационного происшествия или аварии.
  • Существует некоторое число медицинских специальностей, отличных от радиологии, в которых используется флюороскопия. Из-за потенциального риска, важно, чтобы врачи осуществляющие рентгеновские процедуры получили соответствующий тренинг по вопросам радиационной безопасности.
  • Местные регулирующие организации должны вас проконсультировать для определения  законных требований  по контролю над радиацией.

 

ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ ПРОВЕРКА

 

Эта проверка выполняется  в качестве теста, поэтому потратьте время сейчас на изучение данного модуля. Затем обратитесь к вашему преподавателю для согласования удобного времени для выполнения тестирования.


ПРИЛОЖЕНИЕ

Расчет защиты

Следующие расчёты, основанные на информации Раздела 4 этого Модуля. Они включены в качестве дополнительной информации для тех, кто имеет специальный интерес в расчете радиационных защитных барьеров.

1.         Первичные барьеры

Метод NCRP49 основан подсчете фактора kux

 

Из этого значения kux требуемое количество защиты может быть получено графически или путем расчетов, что более предпочтительно.  При использовании kux , требуется определение незатенённого радиационного выхода. Требуемое защитное затенение задаётся  формулой:

уравнение 1

где   k0 – относительный незатененный радиационный выход.

Соотношение для расчета толщины защиты имеет вид:

уравнение 2

где           B = требуемое затенение

a, b и g коэффициенты, характерные для kVp, и используемого защитного материала.

Таблица 1 даёт значения коэффициентов a, b и g для свинца и бетона в зависимости от значений kVp.

 

 

 

Таблица 1

Параметры a, b и g * для уравнения 2

 

Материал Энергия

(kVp)

Alpha Beta Gamma
Свинец 25 49.52 194.0 0.3037
  60 6.951 24.89 0.4198
  80 4.040 21.69 0.7187
  100 2.500 15.28 0.7557
  120 2.246 8.950 0.5873
Бетон 25 0.3904 1.645 0.2757
  60 0.6251 0.1692 0.2733
  80 0.04583 0.1549 0.4926
  100 0.03925 0.08567 0.4723
  120 0.03566 0.07109 0.6073

2. Вторичные барьеры

Там где рентгеновский луч прямо не достигает барьер, существует рассеянная радиация, которая воздействует на него. Количество рассеянной радиации зависит от радиационной энергии, размера рентгеновского поля, расстояния от источника рассеянной радиации и угла её падения.   Связанный со стандартным размером поля в 400 cm2, уровень рассеянной радиации составит:

 

где F реальный размер поля в cm2.

Хотя  a изменяется в связи с углом рассеивания и  kVp (см. Таблицу 15), для более точного приближения вы можете использовать 0.0015 для диагностических рентгеновских энергий.

 

Таблица15

 

Угол рассеивания 30° 45° 60° 90° 120° 135°
50 kVp .00005 .0002 .00025 .00035 .0008 .0010
70 kVp .00065 .00035 .00035 .0005 .0010 .0013
100 kVp .0015 .0012 .0012 .0013 .0020 .0022
125 kVp .0018 .0015 .0015 .0015 .0023 .0025

  1. 1. Протечка рентгеновской трубки

Хотя все места расположения рентгеновских трубок защищены, количество защиты и затенение ограничено и всегда существует небольшая утечка радиации. Международные стандарты дают максимум допустимой утечки в  1 мГр/ч на 1 м от цели. Затем можно вычислить требуемое затенение для протечек:

 

4.         Рабочие примеры

!

Сейчас мы рассмотрим простые примеры, которые покажут этапы расчёта требуемой защиты. Это только общее руководство.

Обратите внимание, что Вы должны принимать в расчет все рентгеновские трубки, находящиеся в комнате, особенно там, где находятся и радиографические и флюорографические рентгеновские трубки, как это часто бывает.

Возьмите в качестве примера кабинет, содержащий генератор рентгеновских лучей с постоянной эффективностью kV, и одну рентгеновскую трубку.  План такой комнаты изображён на Рисунке 1.

Требуемые шаги выглядят следующим образом:

1.         Определите точки расчета – выберите ближайшие точки к рентгеновской трубке, таким образом, максимум, требуемой толщины стен может быть высчитан. Также, расположите точки на 0.5 м от каждой стены.

2.         Определите расстояния (dpri, dsec) от рентгеновской трубки или пациента до каждой из точек.

3.         Определите основные данные (объём работ W, уровень анодного тока, расстояние рассеивания dsca, максимальный размер поля F).

4.         Для каждой точки, определите занятость T, еженедельную дозу P и коэффициент использования U.

5.         Для каждой вычисляемой точки, определите требуемое затенение и соответственно требуемую толщину защитной оболочки.

 

Рисунок 1

Рентгеновский кабинет

 

Предположим следующие базовые данные:

Объём работы                                             300 мА-мин/недел  ;  100 kVp

Максимальный ток                                      3.5 мА

Расстояния от источника рассеянной радиации          dsca                0.8 м

Максимальный размер поля  F                800 cм2

Ваши данные для рассчитываемых точек должны выглядеть как в Таблице 16, использующей значения из публикации NCRP 49.

 

Таблица 16

Данные для расчета

 


Точки подсчёта
ЗанятостьT Проектная доза P

(мГр/недел)

Коэфф. использования U dpri

(м)

dsec

(м)

A – коридор 0.25 0.02 0.06 3.5 3.5
A* — коридор  (за установкой для исследования грудной клетки) 0.25 0.02 0.25 3.5 3.5
B – рентгеновский кабинет 1 0.02 0.06 2 2
C – коридор 0.25 0.02 0.06 3.5 3.5
D – комната для переодевания 0.06 0.02 0.06 4 4
E – комната персонала 1 0.02 0.06 5 5
F – оператор 1 0.1 0.06 3.5 3.5
G – пол 1 0.02 1 3 3

 

Заметьте, что расстояния dpri и dsec одинаковы. Вы можете быть более точными, например, предположив, что  dpri для точки E составит расстояние  на 1 м  длиннее, чем для точки dsec, так как трубка расположена дальше, чем пациент. Здесь же во всех случаях предполагается, что  dleak = dpri.

Теперь мы можем  использовать формулу, данную ранее для того, чтобы определить требуемое затенение для каждой точки, и затем количество защитных барьеров необходимое для получения затенения.  Мы можем рассмотреть одну точку подробно для того, чтобы показать все шаги расчёта.  Выберем точку  E – комнату персонала.

Первично

 

Рассеянная радиация

 

Утечка

 

Используя уравнение 2 и коэффициенты, перечисленные в Таблице 14, вы можете подсчитать, что требуемая защита составит  1.42 мм свинца,  1.079 мм для первичных барьеров, 0.326 мм для  источника рассеянной радиации, и 0.019 мм для утечки.

Теперь вы можете подчистить необходимую защиту из свинца или бетона.

 


ГЛОССАРИЙ

Анод Положительный электрод, к которому притягиваются отрицательно заряженные ионы.

Антропоморфный фантом Объемный, из эквивалентного тканям тела материала, фантом с характерными размерами стандартного человеческого тела.

Вторичная радиация Сумма утечек и рассеянной радиации.

 

Вторичный барьер Барьер достаточный для уменьшения вторичной рассеянной радиации до требуемой степени.

 

Входная кожная доза Поглощённая доза в центре поля на поверхности кожи пациента,

 

Детерминистский эффект Радиационный эффект, для которого существует порог дозы. Детерминистские эффекты включают катаракту линз глаз и снижение детородной функции.

 

Доза Доза это общий термин, обозначающий количество радиации или поглощённой энергии. При использовании без уточнения относится к поглощённой дозе.

 

Катод Отрицательно заряженный электрод в рентгеновской трубке, источник электронов         (нить накаливания)

 

Коэффициент использования Часть объёма работы во время которого радиация направлена на определённый барьер.

 

Нить накаливания Часть катода, которая излучает электроны, приводит к возникновению тока и напряжения в трубке.
Ослабление Процесс, в результате которого интенсивность луча ионизирующей радиации ослабляется при прохождении через определённый материал.

 

Первичный барьер Барьер достаточный для того, чтобы ослабить первичный луч до необходимой степени.
Первичный луч Радиация, которая проходит через окно, фильтр и коллиматор рентгеновской установки.  Также называется «полезный луч».

 

Поглощённая доза Переданная веществу посредством ионизирующей радиации энергия на единицу массы облучаемого вещества.  Единица поглощённой дозы называется Грэй       (1 Гр = 1 Дж/кг).

Рассеянная радиация Радиация,  происходящая в результате взаимодействия первичного луча с поглощающим посредником.

 

Свинцовый эквивалент Толщина свинца позволяющая сократить уровень облучения настолько же, как и данная толщина другого материала.
Слой половинного ослабления Толщина любого материала, требуемого для сокращения интенсивности рентгеновского луча наполовину.

 

Указательные уровни Рекомендуемый уровень дозы.
Усиливающий экран Чувствительный фосфор, преобразующий рентгеновские лучи для сокращения времени облучения и дозы пациента.
Фактор объёма работы Еженедельное использование рентгеновской установки, выраженное в миллиамперах в мину.

 

Фильтрация Материал, поглощающий низкоэнергетическую радиацию первичного луча.

 

Фокальное пятно Целевая зона на аноде рентгеновской трубки, где электроны катода сталкиваются с материалом анода и производят рентгеновские лучи.

Ссылки

 

AS3200  Standards Australia ‘Approval and Test Specification – Medical Electrical Equipment Part 1.3: General Requirements for Safety — Collateral Standard: Requirements for Radiation Protection in Diagnostic X-Ray Equipment’ AS/NZS 3200.1.3:1996

 

Bushong Bushong SC, ‘Радиологическая Наука для технологов – Физика, Биология и Защита’, 5th Ed., CV Mosby, St. Louis: 1993

 

Bushberg Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt EM, Boone JM, ‘The Essential Physics of Medical IмАging’, Williams and Wilkins. Baltimore: 1994

 

Heggie Heggie JCP, Aust Phys Eng Sci Med, 13:2,1990

 

IAEA «Международные основные нормы безопасности» , Basic Safety Standart No 115, Vienna: 1996

 

ICRP 60 Рекомендации международной комиссии по радиологической защите’, ‘1990, Oxford: 1991

 

ICRP 62 ‘SumмАry of the Current ICRP Principles for Protection of the Patient in Diagnostic Radiology’, (in ‘Radiological Protection in Medical Research’) Pergamon, Oxford: 1993.

 

NCRP 49 National Council on Radiation Protection and Measurements ‘Structural Shielding Design and Evaluation for Medical Use of X-rays and GamмА rays of Energies up to 10 MeV, Washington DC: 1976.

 

XDOSE XDOSE is a computer program for Monte Carlo calculation of the ICRP dose index effective dose from the dose-area product.  XDOSE uses data files from Software report NRPB-SR262.  The XDOSE executable file is available from the National Radiation Laboratory, PO Box 25-099, Christchurch, New Zealand.  The data files known as Software Report NRPB-SR262 must be purchased directly from the National Radiological Protection Board (NRPB), Chilton, Oxon, OX11 ORQ,UK.