Історія розвитку радіології. Радіоактивність і доза. Дозиметрія іонізуючого випромінювання: одиниці й методи визначення радіоактивності та дози опромінення. Будова радіометрів і дозиметрів. Нрбу-97.

Глава І

Історія розвитку радіології. Радіоактивність і доза. Дозиметрія іонізуючого випромінювання: одиниці й методи визначення радіоактивності та дози опромінення. Будова радіометрів і дозиметрів. НРБУ-97.

Радіологія (radius - промінь, logos – наука) - розділ медицини, який розробляє теорію і практику використання іонізуючого випромінювання з діагностичною (променева діагностика) та лікувальною метою (променева терапія).

Променева діагностика вивчає використання випромінювань для дослідження будови та функцій органів і систем людини. Променева діагностика включає — термографію, рентгенологічну діагностику (РД), радіонуклідну (РНД), ультразвукову (УЗД), комп’ютерно-томографічну діагностику (КТ) магнітно-резонансну діагностику (МРТ), інтервенційну радіологію.

Променева терапія вивчає використання іонізуючого випромінювання для лікування онкологічних та неонкологічних захворювань.

Наприкінці ХХ сторіччя усі методи діагностики та лікування захворювань людини, що ґрунтуються на використанні іонізуючих випромінювань, ультразвукових коливань, інфрачервоного випромінювання, магнітних полів ядер атомів об’єднали в одну наукову спеціальність — радіологію.

Методи дозиметрії.

Розрізняють фізичні, хімічні та біологічні методи дозиметрії: іонізаційний, сцинтиляційний (люмінесцентний), напівпровідниковий, термолюмінесцентний, нейтронно-активаційний, калориметричний, фотографічний, хімічний, біологічний та розрахунковий (математичний).

Іонізаційний метод дозиметрії здійснюється за допомогою іонізаційної камери і базується на оцінці ступеня іонізації середовища, через яке проходить випромінювання. Чим більша потужність дози, тим більше виникає іонів, тим більший іонізаційний струм. Вимірюючи величину іонізаційного струму одержують уявлення про потужність дози іонізуючого випромінювання. Схема будови і принцип роботи іонізаційного дозиметра наведені на мал..1.1.

Мал.1.1. Схема будови і принцип роботи іонізаційного дозиметра.

Е₁ и Е₂ — єлектороди;Б —батарея; ІВ- іонізуюче випромінювання; В — вікно в іонізаційній камері; Г — гальванометр.

Сцинтиляційний метод дозиметрії полягає у вимірах інтенсивності світлових спалахів, що виникають у речовинах, які мають властивості люмінесценції (йодид калію, натрію, цезію або антрацен, стильбен тощо) під час проходження через них рентгенівського або γ-випромінювання. Схема будови люмінесцентного дозиметра див. мал..1.2.

Мал.. 1.2. Схема будови люмінесцентного дозиметра.

Напівпровідниковий метод дозиметрії – під час опромінення в напівпровідникових детекторах виникає струм, за величиною якого можна визначити потужність дози випромі­нювання, що діє на детектор.

Термолюмінесцентний (фотолюмінесцентний, радіолюмінесцентний) метод базується на здатності кристалічних люмінофорів (наприклад літію фторид, активований сріблом) накопичувати поглинену енергію випромінювання. У разі додаткового нагрівання кристалів у певному режимі відбувається термолюмінесцентне "висвічування", інтенсив­ність якого залежить від дози опромінювання, котру поглинув люмінефор.

Нейтронно-активаційний метод — визначення наведеної радіоактивності внаслідок впливу потоків нейтронів.

Фотографічний метод дозиметрії базується на здатності випромінювань викликати фотоліз галоїдного срібла (див.вище), внаслідок чого відбувається його часткове відновлення. У процесі проявлення в місцях опромінення плівка темніє пропорційно дозі опромінення.

Хімічний метод — базується на здатності іонізуючих випромінювань викликати в хімічних сполуках дисоціацію багатоатомних молекул з утворенням нових хімічних сполук. При цьому змінюється прозорість або колір розчинів, випадає осад або виділяється газ. Кількісна оцінка цих змін дозволяє визначити дозу опромінення, якщо вимірювальна система проградуйована з використанням еталонного джерела випромінювань.

Калориметричний (тепловий) метод дозиметрії — базується на вимірюванні кількості тепла, що виділяється в детекторі при поглинанні іонізуючих випромінювань (мало використовують в медицині у зв'язку з його низькою чутливістю).

Розрахунковий (математичний) метод — передбачає використання таблиць і номограм для розрахунку індивідуальних поглинутих доз при різних варіантах опромінення людини.

Біологічні методи дозиметрії –базуються на дослідженні біоматеріалів (хромосомний аналіз лімфоцитів периферичної крові, пунктату кісткового мозку, електронний парамагнітний резонанс емалі зубів, екстрагованих за медичними показами) та урахуванні променевих реакцій організму. Даний метод дозиметрії використовується в клінічній практиці.

Типи приладів для вимірювання дози і радіоактивності.

1. Дозиметрии — індивідуальні (ТЛД, ДКГ – 21, АСІДК – 21 та ін.), пошукові (СРП 68 – 01, СРП 03Т, ДРГ 01Т, ДРГ – 3 01Т1), дозиметри контролю захисту (ДРГ 3 – 02 та ін.), лабораторні (РКС – 01, МКС – 0,5 та ін.) і клінічні (VJ – 18, VJ - 23). Їх використовують для визначення потужності доз.

2. Радіометри використовують для визначення активності у зразку, активності об’єктів зовнішнього середовища, рівнів радіоактивного забруднення поверхонь та in vitro діагностики.

Принцип будови радіометра

Лічильник Гейгера-Мюллера - підсилювач - лічильний блок - дисплей

Існують лабораторні радіометри (РУГ 91 „Адані” для визначення активності ¹³⁷Cs та ⁴⁰K, РУГ 91м „Адані” для визначення ²²⁶Ra та ²³⁷Th), колодязні радіометри, спектрометри (СЕГ – 01, СЕГ – 05, SNIP 204G), лічильники випромінювання людини (або спектрометри) — СВЛ (спектрометр випромінювання людини), СВТЛ (спектрометр випромінювання всього тіла людини) і клінічні радіометри (радіометри, радіографи, сканери, сцинтиляційні гама-камери, однофотонні емісійні комп’ютерні томографи – ОФЕКТ, позитронні емісійні томографи – ПЕТ).

Мутагенна дія радіації.

Гранично допустимі дози (ГДД) опромінення людини та різних категорій персоналу.

Одержання РФП у генераторі

Основні елементи генератора: захисний кожух, колона з материнським радіонуклідом і система комунікацій (див. мал..3.1.).

Мал. 3.1 Генератор РФП

Дочірній короткоживучий радіонуклід, що утворюється в результаті розпаду материнського радіонукліда, вимивають (елюють) із генератора. Частіше користуються генераторами ^99mТс із Т_1/2 6 годин (материнський радіонуклід ⁹⁹Мо), ^87mSr з Т_1/2 2,8 години (материнський радіонуклід ⁸⁷Y), ^113mIn з Т_1/2 99,8 хвилини (материнський радіонуклід ¹¹³Sn Т_1/2 118 діб), ¹³²I з Т_1/2 2,3 години (материнський радіонуклід ¹³²Тe з Т_1/2 78 годин) і ін.

В залежності від тривлості періоду напіврозпаду, РФП поділяютьна довгоживучі /Т_1/2 більше двох тижнів) – ⁷⁵Se (Т_1/2 =120 діб)/, короткоживучі (Т_1/2 до двох тижнів) - ^99mТс (Т_1/2 6 годин), ультракороткоживучі (Т_1/2 від декількох хвилин до годин) - ¹⁵О (Т_1/2 2,03 хв.), ¹¹C (Т_1/2 20,4 хв.).

За видом випромінювання виділяють: β -випромінювачі (Н³, Р³²), γ -випромінювачі (^99mТс, ¹²³І, ^113mІn) та змішанні β-γ –випромінювачі (¹³¹І,¹⁹⁸Аи).

Метаболізм РФП.

Введений в організм РФП рівномірно розподіляється в крові і згодом, в залежності від тропності, накопичується в окремих органах і тканинах. Розрізняють органоторпні РФП (¹³¹І - накопичується в щитоподібній залозі, ¹⁹⁸Аu колоїд накопичується в печінці та ін.), туморотропні (⁶⁷Ga цитрат накопичується в пухлинах кісток, ^99mТс-пертехнат накопичується в пухлинах печінки і ін.) та без вираженого селективного накопичення (²⁴Na, ³Н). Органотропність може бути направленною, коли РФП накопичується в певному органі (див. вище) або непрямою, коли виникає тимчасове накопичення РФП на шляху його виведення з організму (наприклад в печінці – бенгальський рожевий мічений ¹³¹І, в нирках - ¹³¹І-гіпуран).

Критерієм, що зумовлює токсичність нукліда є ефективний період напіввиведення(Т_еф) – час, протягом якого активність радіонукліда в організмі зменшується на половину за рахунок розпаду та виведення з організму природнім шляхом.

Дослідження із застосуванням радіонуклідів в індикаторних дозах з діагностичною метою, відносяться до робіт ІІ класу і можуть проводитись в стаціонарних та в амбулаторних умовах.

Лабораторії радіонуклідної діагностики розташовують в окремих будівлях. Лабораторії складаються з наступних основних функціональних приміщень:

1. Сховище радіонуклідів площею 8-10 кв. м. з роздільним зберіганням і автоматичною подачею препаратів механічним способом. Сховище повинно бути забезпечене примусовою вентиляцією з 5-10 кратним обміном повітря за годину.

2. Фасовочна площею 18-20 кв. м. для приготування робочих розчинів радіонуклідів. Всі маніпуляції з радіонуклідами проводять в герметичній витяжній шафі. Тверді радіоактивні відходи вміщують в могильник, а рідкі - у відстійник.

3. Мийна площею 10 кв. м. для миття посуду, контейнерів, інструментів.

4. Процедурна площею 18-20 кв. м. для введення хворим радіофармпрепаратів.

5. Кабінет радіометрії площею 20-25 кв. м. для вимірювання радіоактивності всього тіла або його частини.

6. Кабінет радіографії площею 25-30 кв.м. для вивчення динаміки швидкоплинних фізіологічних процесів (визначення швидкості кровообігу, функціонального стану серця, нирок, печінки та ін.).

7. Кабінет для гама-топографічного дослідження (сканування) площею 20-25 кв.м.

8. Кабінет для сцинтиграфії з допомогою гама-камери площею 20-25 кв. м.

9. Кабінет для однофотонної емісійної комп’ютерної томографії (ОФЕКТ) площею 25-30 кв.м.

10. Кабінет для позитронної емісійної томографії (ПЕТ) площею 25-30 кв. м.

11. Кабінет для визначення активності біологічних середовищ 25-30 кв. м.

12. Палати для активних хворих 20 кв. м. на 2х хворих.

13. Кабінет для прийому амбулаторних хворих.

14. Санвузли окремі для персоналу та хворих.

15. Санпропускники окремі для персоналу та хворих, обладнані душовими установками.

Крім того, у відділенні повинні бути приміщення тимчасового зберігання фізіологічних виділень хворих для радіологічного дослідження, кімната для обробки суден, кімната для зберігання спецодягу, білизни і приміщення для зберігання захисних контейнерів з радіоактивними відходами.

В лабораторії здійснюється постійний дозиметричний і радіометричний контроль за дотриманням умов безпеки робіт з радіонуклідами згідно ОСПУ-2001.

При проведенні радіодіагностичних досліджень необхідно прагнути до максимального зменшення активностей РФП, що використовуються, при збереженні необхідної діагностичної інформації (при цьому не можна вводити РФП активностями, що створять променеве навантаження, яке перевищить ГДД для даної категорії пацієнтів).

Порядок роботи в радіонуклідній діагностичній лабораторії:

1.Лабораторія повинна бути опломбована;

2.персонал зобов’язаний працювати в спеціальному одязі;

3.всі маніпуляції з РФП виконуються у витяжній шафі;

4.після роботи проводиться вологе прибирання приміщення;

5.категорично забороняється виносити радіонукліди за межі лабораторії;

6.в лабораторії забороняється вживати їжу, пити та палити;

7.персонал зобов’язаний здійснювати індивідуальний дозиметричний контроль;

8.персонал зобов’язаний проходити періодичні диспансерні огляди.

Відділення променевої терапії відкритими джерелами іонізуючих випромінювань – часто поєднуються з відділеннями радіонуклідної діагностики (змішані або комплексні відділення), в їх структурі передбачається наявність палат для „активних” хворих.

Відділення дистанційної променевої терапії закритими джерелами іонізуючих випромінювань — включають кабінети: дистанційної гамма-терапії, рентгенотерапії, терапії випромінюваннями високих енергій з використанням лінійних та циклічних прискорювачів. Кожен кабінет включає: апаратну і пультову кімнати та кабінет лікаря.

Відділення контактної променевої терапії закритими джерелами іонізуючих випромінювань складається із: сховища джерел іонізуючих випромінювань, фасовочної, радіоманіпуляційної, палат для “активних” хворих, палат для “неактивних” хворих та інших загальноприйнятих приміщень. З метою зменшення професійного опромінення персоналу відділень контактні методи променевої терапії здійснюють за допомогою шлангових гамма-терапевтичних апаратів (типу Агат-В). Даний апарат забезпечує автоматизоване підведення джерела випромінювання до патологічного осередку та його вилучення без безпосередньої участі персоналу (метод „Afterloading”) і виключає опромінення персоналу.

Глава І

Історія розвитку радіології. Радіоактивність і доза. Дозиметрія іонізуючого випромінювання: одиниці й методи визначення радіоактивності та дози опромінення. Будова радіометрів і дозиметрів. НРБУ-97.

Радіологія (radius - промінь, logos – наука) - розділ медицини, який розробляє теорію і практику використання іонізуючого випромінювання з діагностичною (променева діагностика) та лікувальною метою (променева терапія).

Променева діагностика вивчає використання випромінювань для дослідження будови та функцій органів і систем людини. Променева діагностика включає — термографію, рентгенологічну діагностику (РД), радіонуклідну (РНД), ультразвукову (УЗД), комп’ютерно-томографічну діагностику (КТ) магнітно-резонансну діагностику (МРТ), інтервенційну радіологію.

Променева терапія вивчає використання іонізуючого випромінювання для лікування онкологічних та неонкологічних захворювань.

Наприкінці ХХ сторіччя усі методи діагностики та лікування захворювань людини, що ґрунтуються на використанні іонізуючих випромінювань, ультразвукових коливань, інфрачервоного випромінювання, магнітних полів ядер атомів об’єднали в одну наукову спеціальність — радіологію.