Типичные проблемы обеспечения радиационной безопасности

Типичные проблемы обеспечения радиационной безопасности

За счет очень малого расстояния между источником, обычно используемого в контактной и поверхностной терапии, и кожей   мощности дозы установок для обычных расстоянии лечения могут быть очень высоки. Следовательно, большое внимание нужно уделять тому, чтобы избежать любых отклонений в прописанном времени лечения и принимать во внимание возможные ошибки таймера. Даже маленькие изменения  в расстоянии источник-кожа (например, за счет отодвигания от кожи аппликатора для лечения) могут привести к значительным изменениям в полученной дозе излучения.

Изменения в токе пучка непосредственно зависят от изменений в высоком напряжении (т.е. ускоряющем напряжении). Интенсивность пучка (доза) возрастает по квадратичной зависимости. Другими словами, если ускоряющее напряжение возрастает на 5%, доза на пациента  увеличивается на 10%. Если используется трансформатор для увеличения сетевого напряжения, это аналогично изменению напряжения с 220 В до 231 В; это незначительное изменение для большинства сетей энергоснабжения.  Поэтому, изменения в высоком напряжении должны быть минимизированы настолько, насколько это возможно, и в этом заключается одна из главных задач стабилизации мощности.

Поскольку качество излучения установок лучевой терапии серьезно зависит от используемого фильтра, важно перед каждым лечением контролировать (проверять), тот ли фильтр используется, как он установлен. Были радиационные аварии, связанные с фильтрами, которые имели дырки. Следовательно,  физическую целостность фильтра необходимо проверять регулярно.

2.4         Установки для дистанционной кюритерапии

2.4.1      Описание оборудования

Термин установка для дистанционной кюритерапии используется для оборудования, которое использует высокие активности подходящего радиоактивного вещества для облучения пациентов снаружи тела. Единственный изотоп, в настоящее время рекомендованный для этого типа терапии, – это кобальт-60. Однако, все еще функционируют несколько исторических  установок использующие цезий-137.  Оба эти изотопа – гамма-излучатели с энергиями от 1170 до 1330 кэВ (Co‑60) и 662 кэВ (Cs-137) соответственно.  В отличие от рентгеновских установок, установки для дистанционной кюритерапии испускают фотоны одной или более определенных энергий сопровождающиеся рассеянной компонентой более низкой энергии.

Установка для дистанционной кюритерапии  содержат источник в много ТБк активности (1000 или более Ки).  Такой источник обычно состоит из многочисленных дисков (диаметром между 10 и 25 мм), которые собраны таким образом, чтобы обеспечить желаемую  прочность и интенсивность источника. Такой источник хорошо инкапсулирован, обычно помещен в стальной контейнер с двойными стенками (однако, более старые источники, в частности Cs-137, могут быть инкапсулированы один раз, что значительно увеличивает опасность  загрязнения). Такая сборка первичных источников  помещается в пространственную защиту. Защитный материал часто включает обедненный уран, чтобы обеспечить высокое ослабление в относительно маленьком контейнере. Поэтому, даже пустой контейнер можно считать источником, который представлять значительную радиационную опасность и  обращаться с ним надо очень аккуратно.

Несколько различных технологий  используются  для облучения пациента источником.  Все из этих технологий должны предусматривать несколько активных и пассивным методов защиты, чтобы обеспечить перемещение  источника в безопасное положение, если установка выключена (например, путем блокировки кнопок или аварийных выключателей) или в случае  отключения электричества. Обязательно надо, чтобы ответственный за радиационную безопасность  и все операторы были хорошо осведомлены о механизмах, применяемых в   установке и примерами таких механизмов могут являться:

  • Источник может быть расположен в ящике, который движется в продольном направлении в положение, где излучение может быть испущено на пациента. В этом случае  источник активно  двигается противоположно пружине, давлению воздуха и/или силе тяжести в положение облучения. В случае отключения электричества механизм автоматически вернет источник в безопасное положение.  Это проиллюстрировано на Рисунке 9.

Схема установки для дистанционной кюритерапии, с вытягиванием источника силой воздушного поршня

  • Подобно вышеупомянутому, с управляемой задвижкой для приведение источника в рабочее положение.
  • В некоторых установках источник расположен в стенке вращающегося цилиндра.  Он приводится в рабочее положение путем вращения цилиндра в противоположном направлении преодолевая сопротивление пружины.

В зависимости от конструкции контейнера источника  и облучательного механизма,  иногда требуется ручное устройство (толкатель) для того, чтобы приводить источник назад в безопасное положение. Это может быть необходимо, если  механизм пассивной безопасности не работает или источник заблокирован (т.е. он не может вернуться в безопасное положение).  Важно, чтобы это устройство  располагалось, близко к двери процедурной комнаты и все операторы знали правила его использования. В кризисной ситуации, оператор должен действовать быстро, чтобы защитить пациента и самого себя. Мощность дозы излучения установки для дистанционной кюритерапии  на нормальном расстоянии для лечения  может составлять величину порядка 2 Гр в минуту – следовательно, даже задержка в пару секунд может привести к значительному переоблучению пациента.  Типичная процедура, следующая за блокировкой (застреванием) источника, проиллюстрирована на Рисунке 10.

Другие действия, которые должны рассматриваться при аварии, – это смыкание коллиматора с использованием вращателя извне процедурной комнаты. Отметим, что выше приведенные рекомендации – это только предложения по порядку действий при аварии,  и они могут не подходить  для конкретной установки.  Поэтому  обязательно должны разрабатываться письменные инструкции операторам по действию в аварийной ситуации для каждой установки. Так же рекомендуется регулярная практическая тренировка операторов (например, ежегодно).

Установки для лечения, содержащие цезий-137 больше не строятся, поскольку энергия излучения  не обеспечивает достаточную глубину проникновения для  глубокорасположенных опухолей. В дополнение к этому удельная активность цезия-137 не так высока, как для кобальта-60. Следовательно, источник излучения должен быть больше для равной мощности дозы. Это может повлиять на четкость пучка за счет большой полутени. Полутень  – это область между пучком полной дозы и его экранированной части (может быть до 2 см шириной в установках с кобальтом-60 по сравнению с обычно меньшей, чем 1 см, в линейных ускорителях). Четкость пучка  часто улучшается путем использования дополнительных устройств по коррекции поля («полутеневые приспособления») передвигая его ближе к пациенту (смотрите Рисунок 9).

В противоположность установкам с цезием-137, установки с кобальтом-60  до сих пор производятся.  Эти установки  на протяжении многих лет были рабочими лошадьми (выполняли большую часть работы) для радиотерапии и сейчас все больше и больше заменяются медицинскими линейными ускорителями.  Однако, многие клинические врачи все еще предпочитают установки с кобальтом-60 для некоторых методик лечения, таких как опухоли головы, шеи и груди. Среди недостатков установок с кобальтом-60  существует необходимость замены источника каждые 3–5 лет, чтобы поддерживать достаточно высокую мощность пучка (дозы).