Структура защиты в диагностической радиологии

Структура защиты в диагностической радиологии

Разработка защиты для рентгеновского кабинета является достаточно сложной задачей, но может быть упрощена благодаря использованию некоторых стандартных приемов и подходов. В этом разделе мы рассмотрим вопросы проектирования защит, а затем некоторые аспекты их установки.

4.1      Теория проектирования защиты

Многие годы для проектирования защиты используется метод, описанный в американском  Докладе 49 Национального совета по Радиационной защите и измерениям. И в настоящее время этот документ является наилучшим доступным источником  по этому вопросу, и поэтому этот модуль основывается на рекомендациях NCRP 49  с добавлением более реалистических значений там, где это необходимо.

Согласно NCRP 49, перед началом разработки защитных мер, определённое число деталей должно быть известно, или взято из опубликованных таблиц.

Следующие данные должны быть известны:

  • Архитектурный план определённого масштаба, включающий не только рентгеновский кабинет, но и прилегающие к нему зоны (включая данные об их функциональном предназначении: офис, туалет и т.д.).
  • Место расположение рентгеновского стола, вид и ориентация оборудования.
  • Место расположения и вид подпорок (используемых для рентгеновского облучения пациента в положении стоя).
  • Детали о том, что находится над, за и рядом с рентгеновским кабинетом, характер и конструкция напольного покрытия, стен и потолка.
  • Расстояние от рентгеновской трубки и пациента до точек, которые используются в вычислениях. Это расстояние обозначается как d.
  • Недельная доза в каждой точке подсчёта.  Эта величина обозначается как P.

Следующие данные можно извлечь из таблиц:

  • Недельная рабочая нагрузка  рентгеновского модуля. Обозначает общее число рентгеновских воздействий в  мА-мин  в неделю (см. Секцию 4.2.6).  Обозначается как W.
  • Обычно используемый максимальный kVp.
  • Занятость каждой комнаты или зоны вокруг рентгеновского кабинета. Обозначается как T.
  • Коэффициент использования рентгеновской установки.  Это доля общего недельного времени воздействия, при котором луч должен быть направлен на любую определённую часть стены или заграждения. Коэффициент использования обозначается как U.

4.2      Основные данные расчёта защиты

В данном разделе описываются методы и данные для проектирования защиты рентгеновского кабинета. Как упоминалось в Разделе 4.1, большая часть данных этого модуля основывается на  публикации NCRP Report 49.  Тем ни менее, для того, чтобы избежать избыточной защиты, советуем использовать более реалистичные данные там, где это возможно.

 

Приводимые альтернативные данные основываются на проекте уточнённого издания NCRP 49. В настоящее время эти данные не имеют официального статуса, и включены в качестве интересного примера.

4.2.1   Контролируемые и неклассифицированные зоны

Люди, которые должны подвергаться воздействий в связи с выполнение рабочих обязанностей предположительно должны проводить своё рабочее время  в контролируемых зонах. Это значит, что они работают в зонах, где контролируется радиационная безопасность и где проводится контроль над сотрудниками, подвергающимися радиационному воздействию в установленном порядке.   Примером контролируемых зон является рентгеновский кабинет.

Зоны, доступ в которые могут иметь люди, не подвергающиеся воздействию в связи с выполнением рабочих обязанностей, называются неклассифицированными (например, коридоры, общественные туалеты и др.).

4.2.2   Оценка дозы

Каждая страна имеет свою систему ограничения доз, мы воспользуемся, величинами, приведёнными в  Публикации МКРЗ 60 (которая широко применяется для этих целей).  Для людей, подвергающихся воздействию радиации в связи с выполнением профессиональных обязанностей, предел дозы составляет 20 мЗВ  в год (см. Модуль 2.1 Принципы Радиационной Защиты).  Это примерно в среднем составляет  0.4 мЗв  в неделю.  Для населения,  предел дозы составляет 1 мЗВ в год, или 20 мкЗв в неделю.  Это ещё достаточно завышенные цифры, и можно легко достигнуть более низких значений.
В дополнение, многие страны сейчас применяют дополнительные ограничения в соответствии с принципом оптимизации защиты,  на основе того факта, что каждый человек подвергается воздействию от более, чем одного источника радиации.  Таблица 1 даёт рекомендуемую оценку доз, основанный на Публикации МКРЗ 60.  Он включает ограничение дозы в 0.25 от основного дозового предела для контролируемых зон,  как это обычно используется в Австралии.

Заметьте, что в вашей стране может существовать свои рекомендации по ограничению доз. Вы должны делать поправки на местные требования.

Таблица 1

Недельный план доз

Недельный план доз

мкЗв

Контролируемые зоны 100
Не классифицируемые зоны 20

4.2.3   Геометрия защиты и защитных барьеров

Рисунок 9 демонстрирует план обычного рентгеновского кабинета.  Всё что отделяет одну зону от другой, называется барьером. Барьер, который может подвергаться прямому воздействию рентгеновских лучей, называется первичным барьером.  Если же рентгеновский луч никогда прямо не может быть направлен на барьер, он носит название вторичного. На практике, некоторые барьеры могут подвергаться прямому воздействию лучей только в течение некоторого времени, а в другое время выполнять функцию вторичных барьеров. Нужно принимать этот фактор во внимание при расчётах.

Расстояние от рентгеновской трубки до источника рассеянной радиации (пациента) называется  dsca, расстояние от рентгеновской трубки до первичного барьера называется  dpri, а расстояние от источника рассеянной радиации до вторичного барьера называется dsec.  Это показано на Рисунке 9.

4.2.4   Коэффициент использования

После определения вида барьера, следующий фактор, который нужно выяснить это коэффициент использования (т.е. время облучения барьера). Коэффициенты использования обычно подразумеваются, но могут и высчитываться для частного случая, на основе действительной информации о работе.  Стены на Рисунке 9 пронумерованы и коэффициент использования для каждой из них приведён в Таблице 2.  Обратите внимание, что у стены 2 стоит вертикальное устройство для облучения грудной клетки.  Область стены 2  рядом  с устройством для облучения грудной клетки  является первичным барьером, в то время как  оставшаяся часть стены рассматривается как вторичный барьер.

Таблица 2

Коэффициенты использования для типичного рентгеновского кабинета

 

Барьер Коэффициент использования

(NCRP 49)

Коэффициент использования

(более реальный)

Стена 1 –  вид в разрезе 0.25 0.065
Стена 2 – вертикальное  устройство 0.25 0.25
Стена 2 – другое 0.25 0
Стена 3 0.25 0
Стена 4 0.25 0
Тамбур 0.25 0
Пол 1 1
!

Обратите внимание, что если используется усилитель изображения, то коэффициент использования становится равен нулю, так как усилитель изображения перехватывает первичный луч.

 

4.2.5   Факторы занятости

Фактор занятости (T) это показатель того, как долго определённое место или комната могут быть заняты индивидуумом. Таким образом, занятость 1 означает, что один человек проведёт весь свой рабочий день в этом месте.  Факторы занятости очень изменчивы, в зависимости от категории зоны. Таблица 3 показывает стандартные согласно NCRP 49 категории зон и величины фактора занятости, Таблица 4 показывает более реалистичный список категорий зон и величин фактора занятости.

Таблица 3

Факторы занятости, рекомендуемые NCRP в Докладе 49

 

Место расположения Облучение, связанное с занятостью Облучение, не связанное с занятостью
Рабочие зоны (офисы, лаборатории, магазины, игровые зоны для детей, охрана, помещения для медсестёр) 1 1
Коридоры, комнаты отдыха, лифты с операторами, неохраняемые автостоянки 1 * 0.25
Комнаты ожидания, туалеты, несопровождаемые лифты, лестничные пролёты, уборочные помещения, дороги и дорожки 1 a 0.06

* предположение, но может быть изменен, если известны действительные значения

Таблица 4

Факторы занятости, рекомендуемые в проекте новых рекомендаций NCRP

Место расположения Облучение, связанное с занятостью Облучение, не связанное с занятостью
Офисы, магазины, жилые зоны, охраняемые комнаты ожидания 1 1
Рентгеновские кабинеты, зоны проявки плёнки, офисы персонала, комнаты персонала 1  
Станции медсестёр, комнаты осмотра пациентов, кафетерии   0.5
Комнаты отдыха (туалеты), коридоры, места поддержания пациентов (тележки) 0.25  
Спальни пациентов   0.125
Комнаты отдыха (туалеты), хранилища, внешние зоны отдыха   0.05
Дороги и переходы, неохраняемые автостоянки, неохраняемые комнаты ожидания, комнаты переодевания пациентов   0.025


4.2.6   Объём работы

Для подсчёта корректной защиты, мы нуждаемся в знании объема работ, выполняемой рентгеновской установкой в течение недели. Это известно как объём работы (W) установки и он оценивается, как показано в уравнении 1:

W = R x D x E [1]

где   W = объём работы (в мА мин в неделю)

R = число снимков в день

D = число дней работы в неделю

E = воздействие (в мА мин)

ПРИМЕР 1

ВОПРОС

Каким будет объём работы если рентгеновская установка используется для того , чтобы делать 40 снимков в день, в течении 5-ти дней в неделю, с воздействием равным 3 мА секунд (мАc) за воздействие?

Ответ

1 мАc = 1 ¸ 60 мА мин

3 мАc = 3 ¸ 60 мА мин = 0.05 мА мин

Из Уравнения 1

W =5 x 40 x 0.05 = 10 мА мин

Отсюда, если рентгеновская установка используется для производства 40 снимков в день, для 5-ти дневной рабочей недели, с облучением в 3 мА в секунду за воздействие, объём работ составит 10 мА мин.

Когда оценивается объём работ, также необходимо знать какой kVp используется для облучений.  Для этого существует две причины: во-первых,  мАc за воздействие ниже для высоких kVp, во-вторых  радиация становится  более проникающей при повышении kVp.

 

NCRP 49 и многие другие регулятивные органы использовали достаточно высокие величины для обычных объемов работ.  Таблица 5 демонстрирует некоторые из этих значений и соответствующие  kVp.

 

Таблица 5

Примеры объёмов работы в текущем использовании (NCRP 49)

 

Недельный объём работы (W) мАмин в:
100 kVp 125 kVp 150 kVp
Общая Радиографии 1,000 400 200
Флюороскопии (включая прицельные рентгенограммы) 750 300 150
Хиропрактика 1,200 500 250
Маммографии 700 at 30 kVp (1,500 для просмотра груди)
Стоматологические 6 at 70 kVp (обычная внутри-оральная плёнка)

 

Сейчас в целом считается, что эти значения преувеличены, особенно в случае использования современных рентгеновских плёнко-экранных систем, которые используют намного меньше радиации, чем системы 1976 года, когда NCRP 49 был написан. Некоторые современные оценки величин приведены в Таблице 6. Также мы знаем, из записей реального рабочего объёма, что используемый kVp только иногда превышает 100 kVp,  и в основном находиться около kVp для обычного рентгеновского кабинета. Эта концепция «спектра объёмов работы» может использоваться для подсчёта необходимой защиты, но не используется здесь.

 

!

Данные, приведённые здесь, являются только примерами – сверьтесь с регуляторными властями своей страны для определения местных объёмов работы.

 

Таблица 6

Альтернативные значения объема работы

 

Процедура Недельный объём работы (W)

мА-мин at 100 kVp

Общая радиография 300
Рентгеновская/флюороскопическая комнаты — радиография — флюороскопия 40

250

Сердечная ангиография 3100
Периферийная ангиография 1400
Маммография 320

 

4.2.7   Обычная защита для диагностического рентгеновского кабинета

Обычная защита для диагностического кабинета может быть порядка 1 мм свинца для вторичных барьеров; 2 мм свинца для первичных барьеров; и от 1.5 до 2.5 мм свинца для защиты оператора (включая смотровое стекло такой же степени защиты).

Обратите внимание:  Если вы уверены, что понимаете защитные принципы и хотите уяснить, как они используются в при практическом конструировании защитных оболочек, обратитесь, пожалуйста, к Приложению.  Оно поможет вам сориентироваться в подсчётах толщины защитных оболочек для конкретных барьеров.  Помните, что эти подсчёты не рассматриваются в рамках программы данного курса.