CC BY
12
возможно также попадание внутрь организма небольшого количества свинца. Каждый из этих факторов, взятый в отдельности, является подпорого-вым. Однако при сочетанном воздействии они могут вызвать определенные сдвиги в состоянии здоровья персонала. Поэтому при оценке факторов, воздействующих на персонал рентгеновских кабинетов, нужно учитывать весь комплекс. Улучшение условий работы в этих кабинетах должно сопровождаться не только уменьшением лучевых нагрузок, но и улучшением микроклимата, газового состава воздуха и т. п. Следует привести все кабинеты в строгое соответствие с предъявляемыми к ним требованиями без каких-либо скидок на объективные условия.
Хронометраж, проведенной в 67 кабинетах различного профиля, показывает, что фактическое время работы рентгеновской трубки при полной нагрузке не превышает 44 мин. Это в 3 раза меньше предельного времени работы трубки, установленного для рентгенодиагностических кабинетов. С нашей точки зрения, расчет защиты такого кабинета, исходя из 15 ч работы рентгеновской трубки, неоправдан. Наиболее реально, с двукратным запасом, производить этот расчет, принимая время работы трубки в объеме 9 ч в неделю.
ЛИТЕРАТУРА. Быховская М. С., Гинзбург С. Л., Хали-з о в а О. Д. Методы определения вредных веществ в воздухе. Практическое руководство. М., «Медицина», 1966, с. 218—223.
Поступила 14/XI 1974 г.
HYGIENIC FEATURES OF WORKING CONDITIONS PREVAILING IN X-RAY
CABINETS
V. /. Usoltsev, V. A. Serebryanyi
The results of an investigation of 352 X-ray cabinets showed that their personnel is subjected to simultaneous action of a number of factors: discomfortable microclimate, small concentrations of ozone and nitrogen oxides (within 0.1 of the maximum permissible concentration) and the ionizing radiation (within 0.5—0.7 of the maximum permissible concentration). The hands of the personnel, especially those of the X-ray laboratory assistants are contaminated with lead (2.38 mg in the hands washings). Therefore the assessment of labour conditions prevailing in an X-ray cabinet and the accomplishment of measures of their provement should be carried out with due regards to all the complex of the above mentioned factors besides the ionizing radiation.
, I
УДК 616-073.75:537 .7
M. А. Простякова (Москва)
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМОГО В РЕНТГЕНОДИАГНОСТИКЕ
В результате многолетних исследований и системы практических мероприятий в нашей стране сложились условия проведения рентгенодиагностических процедур, гарантирующие пациентов от возникновения лучевых поражений. Однако, по данным Комитета ООН по действию атомной радиации МКРЗ, Комитета экспертов ВОЗ, многих авторитетных научных коллективов, даже при соблюдении общепризнанных мер предосторожности массовые рентгенологические обследования могут приводить к учащению онкологических заболеваний и возникновению генетических эффектов.
В связи с этим возникает необходимость в разумном ограничении показаний к рентгенологическим исследованиям и дальнейшем изучении возможностей снижения лучевых нагрузок на отдельные органы пациента при каждом виде рентгенологических процедур. Эта задача становится все более актуальной для гигиенической науки в связи с ростом числа и усложнением рентгенологических исследований.
Для гигиенической оценки степени облучения различных органов и тканей при рентгенологических исследованиях нужно знать дозиметрические характеристики излучения. Эти характеристики складываются из оценки качества и количества самого первичного пучка излучения и поведения его в облучаемой среде.
Качество или энергетический состав квантового излучения может быть установлено спектрометрически или путем определения эффективных энергий излучения. Нами избран второй путь. Для оценки эффективной энергии квантового излучения можно пользоваться хорошо известной методикой определения слоя половинного ослабления. По измеренным значениям слоев половинного ослабления определяют эффективную энергию излучения (А. Н. Кронгауз и соавт.) и оценивают степень однородности излучения как к = где А1 и Д2 — последовательно измеренные значения
слоев половинного ослабления; К — условный коэффициент однородности квантового излучения. Физический смысл этого условного коэффициента однородности заключается в том, что если значения Дх и Д2 близки, то излучение достаточно однородно, вклад низкоэнергетических квантов невелик. Это означает отсутствие или небольшую величину балластного облучения поверхностно расположенных органов и тканей. Наоборот, если отношение А 2 и Дх велико, то излучение неоднородно, вклад низкоэнергетических квантов велик, лучевая нагрузка на поверхностные органы и ткани также велика.
Исследования выполняли на рентгенодиагностическом аппарате «Диа-гномакс-125» при напряжении от 50 до 100 кВ, дополнительном фильтре 2 мм AI. В качестве облучаемого объекта использовали водный фантом толщиной 24 см и кости разной толщины. Для оценки качества излучения были сняты кривые ослабления излучения в алюминии и определены величины первого и второго слоев половинного ослабления, эффективной энергии и условного коэффициента однородности (табл. 1).
Из табл. 1 видно, что условная однородность рентгеновского излучения имеет место до напряжений 70 кВ при дополнительной фильтрации 2 мм AI. Дальнейшее повышение напряжения приводит к значительной неоднородности излучения. Согласно принятому в настоящее время законодательству, дополнительный фильтр 2 мм AI должен быть использован при напряжениях до 100 кВ. (Правила устройства и эксплуатации рентгеновских кабинетов и аппаратов, 1962, с. 17, § 88.) Экспериментальные же данные показывают, что в этом случае не достигается необходимая (/(=1,1—1,2) однородность рентгеновского излучения. Это еще раз подтверждает целесообразность использования дополнительных фильтров из меди или железа, например, при напряжениях до 120 кВ должен быть использован фильтр 0,3 мм Си или Н-Н мм AI (Beigue и Rotenberg; Schanze, и др.).
Кривые ослабления нами были получены и для тканеэквивалентного материала — воды, костей (рис. 1 и 2). По этим данным определены Д, и Д2 и рассчитаны условные коэффициенты однородности. Результаты представлены в табл. 2 и 3.
Кривые ослабления получены при разных размерах полей облучения с тем, чтобы можно было учесть рассеяние излучения в тканеэквивалентной среде.
Характерной особенностью данных, приведенных в табл. 2 и 3, является равенство первого и второго слоев половинного ослабления, что приводит к получению коэффициента однородности, близкого
Таблица 1
Значения слоев половинного ослабления (в мм) и условного коэффициента однородности при
напряжении на рентгеновской трубке 50—100 кВ, дополнительный фильтр 2 мм А1
и Д, (в ^эф Д, (в А.
<»кВ) мм AI) (в мэВ) мм А]) 25
50 1.4 25,25 1.4 1,0
60 1,65 26,87 1,7 1,03
70 1,95 28,7 2,15 м
81 2,2 30,1 3,1 1,41
90 2,4 31,0 3,9 1,62
100 2,5 31,6 4,75 1,9
едр
Полл 10'ЮС»
60 к В
Юн В
12 Х(см)
е9р 4
50 к В
/О
20 30 Х(мм)
Рис. 1. Кривые ослабления рентгеновского излучения в тканеэквивалентной среде при разных напряжениях на трубке (размер поля 10Х 10 см).
Рис. 2. Кривые ослабления рентгеновского излучения в костной ткани .при разных напряжениях на трубке.
к 1. По-видимому, это объясняется тем, что спектральный состав излучения определяется излучением не первичным, а рассеянным в тканеэквивалентной среде, служащей для измерения самих слоев половинного ослабления. При этом толщина среды, соответствующая 1 слою половинного ослабления, создает такое рассеяние излучения, что дальнейшее увеличение толщины облучаемой среды уже фактически не влияет на спектральный состав излучения. Отсюда можно сделать чрезвычайно
важный практический вывод о не-
Таблица 2
Значения слоев половинного ослабления (в мм) и условных коэффициентов однородности, полученных для тканеэквивалентной среды при разных напряжениях на рентгеновской трубке и разных размерах поля облучения
и (в кВ)
1с0 90
81 70
60
I
50
Размер поля 10Х 10 см
¿1 Д.
д2
*=д7
¿1 ¿2
к_
32 31 29 30 23
33 31 30 30 23
1,03 1.0 1,03 1.0 1.0
25 25
1,0
Размер поля 20X20 см
34 34,5 32 29 26 24
34 34,5 32 29 26 24
1,0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
Размер поля"30X 30 см
42 37 33 32,5 27,5 25
43 37 35 32,5 27,5 25
1,02 1,0 1,06 1,0 1,0 1.0
икс чан и е. Д. д,- - слои
¿1
/С=Р
половинного ослабления; К — коэффициент однородности.
возможности использования условного коэффициента однородности, полученного как отношение слоев половинного ослабления, выраженных в тканеэквивалентной среде, для определения энергии излучения. Таким образом, при необходимости произвести оценку энергетического состава первичного и рассеянного рентгеновского излучения следует пользоваться определением слоев по-
Таблица 3
Значение слоев половинного ослабления и условного коэффициента однородности, полученных при разных напряжениях для костной ткани
и (в кВ)
100 90 81 70 60 50
л, 9,8 9,3 9,3 7,3 7,2 5,8
Да 10,4 9,5 9,5 7,3 7,3 5,8
к= д* Дх 1,06 1,02 1,02 1.0 1,01 1,0
ловинного ослабления в тяжелых материалах. В этих случаях рассеяние в толще самого материала будет сравнительно невелико и искажением спектрального состава излучения за -счет использования фильтра можно пренебречь. Подобное предположение подтверждается рядом экспериментальных работ (Р. В. Ставицкий и В. П. Виктулина; Koren).
Как видно из табл. 2, слои половинного ослабления, выраженные в тканеэквивалентной среде, практически не зависят от размера поля излучения и очень мало зависят от напряжения на рентгеновской трубке. Следовательно, эффективная энергия излучения в диапазоне напряжений на рентгеновской трубке 50—100 кВ практически будет постоянной. Это означает, что при расчете поглощенных доз в мягких и костных тканях можно воспользоваться постоянным значением коэффициента перехода от рентген к рад для всех напряжений и размеров полей облучения. Это в значительной степени облегчает методику расчета поглощенных доз в отдельных органах и тканях.
В сечении пучка рентгеновского излучения доза его неравномерна. Это означает, что органы и ткани, подвергающиеся воздействию первичного излучения в плоскости, перпендикулярной центральному лучу, оказываются в разных условиях облучения — облучаются разными дозами. Это в свою очередь в значительной степени усложняет оценку лучевых нагрузок на отдельные органы и ткани (В. И. Феоктистов; Р. В. Ставицкий; И. Г. Лагунова и соавт.).
В связи с этим мы провели экспериментальное исследование дозных распределений (через 2—3 см) в плоскостях, перпендикулярных центральному лучу на разных глубинах тканеэквивалентной среды через каждые 2 см при напряжениях 50, 60, 70, 81, 90, 100 кВ. Измерения производили дозиметром Va-I-18 с шариковой воздухоэквивалентной ионизационной камерой VA-K-253 с чувствительным объемом 1,5 м3. Прибор не имеет «хода с жесткостью» в диапазоне эффективных энергий 60—250 кВ. Погрешность измерений прибора с этой камерой равна =t3%. Для более четкого представления о характере дозного распределения в сечении пучка получены кривые зависимости мощностей экспозиционных доз излучения от расстояния до центрального луча для глубины 4, 10, 18 см при разных напряжениях, для полей 10Х 10, 20x20 и 30x30 см. Расстояние фокус — поверхность составляет 50—60 см. В качестве примера приведены кривые для поля 10х 10 см, глубина 4 и 10 см (рис. 3, а и б). Из кривых видно, что по краю диафрагмы с увеличением напряжения на рентгеновской трубке умень-
Рис. 3. Зависимость мощности дозы рентгеновского излучения от расстояния до центрального луча на разных глубинах тканеэквивалентной водной среды (поле облучения ЮХ 10 см). а — глубина 4 см; б — глубина 10 си.
шается градиент дозы, т. е. нет резкого ограничения поля облучения. Измеримые величины мощностей экспозиционных доз рассеянного излучения находятся далеко за пределами края диафрагмы, и, естественно, уровни этих доз рассеянного излучения повышаются с напряжением. В литературе имеются данные (Б. М. Алиев; Ф. Ф. Теличко, и др.), что с увеличением напряжения количество рассеянного излучения возрастает. Ф. Ф. Теличко считает, что это препятствует использованию повышенных напряжений в рентгенодиагностике. Приведенные на рис. 3, а и б кривые показывают, что в действительности увеличивается количество рассеянного излучения при росте напряжения на рентгеновской трубке, однако это увеличение пропорционально не столько изменению напряжения, сколько изменению удельной мощности экспозиционной дозы в первичном пучке. Это позволяет считать, что если при повышении напряжения для получения заданного рентгенологического эффекта (изображения на экране и пленке) необходимы меньшие дозы, чем при низких напряжениях, то и количество рассеянного излучения будет существенно меньшим, чем при низких напряжениях на рентгеновской трубке. Например, поверхностная экспозиционная доза при напряжении 60 кВ (поле 20x20 см) составляет 94,3 мР, при напряжении 100 кВ — 34 мР. В то же время экспозиционная доза на область гонад (расстояние от центрального луча 18 см), находящихся за пределами первичного пучка измерения, при 60 кВ составит 0,17 мР, а при 100 кВ — 0,13 мР. Это еще раз подтверждает, что повышение напряжения уменьшает не только поверхностную экспозиционную дозу в первичном пучке, но и количество рассеянного излучения. Объясняется это резким сокращением экспозиции.
/ Выводы
1. Эффективная энергия рентгеновского излучения, генерируемого при напряжениях 50—100 кВ и разных размерах полей облучения на разной глубине тканеэквивалентной облучаемой среды, примерно постоянна и меняется в пределах 25—32 кэВ.
2. Постоянство эффективных энергий рентгеновского излучения в тканеэквивалентной среде позволяет использовать при различных режимах рентгеновской трубки постоянные значения коэффициента перехода от рентген к рад для мягкой и костной ткани.
3. Исследования подтвердили желательность использования повышенных напряжений на рентгеновской трубке в рентгенологической практике.
ЛИТЕРАТУРА. Алиев Б. М. Определение качества и количества рассеянного излучения в облучаемой среде. — «Мед. радиол.», 1960, № 7, с. 72—77. — Кронгауз А. Н. и др. Измерение и расчет поглощенных доз при внешнем и внутреннем облучении. М., «Медгиз», с. 9—24.—Лагунова И. Г. и др. Технические основы рентгеновской диагностики. М., «Медицина», 1973, с. 28—46.—Ста в и ц-кий Р. В., Виктурина В. П. Основы радиационной защиты в рентгенологической' практике. М., «Медицина», 1968, с. 9—52. — Теличко Ф. Ф. Некоторые результаты исследований по радиационной безопасности рентгеновских исследований. — «Гиг. и сан.», 1973, № ю, с. 49—52. — Феоктистов В. И. Метрические свойства рентгеновского изображения и их применение в рентгенодиагностике. Л., «Медгиз», 1954. — Beigue R. A., Rotenberg A. D. Effect of filtration in diagnostic radiology.— «J. Canad. Ass. Radiol.», 1965, v. 16, p. 59—65. — S с h a n z e U. O. Iron filters in diagnostic radiology. — «Radiol. Technol.», 1965, v. 37, p. 135—136.
Поступила 28/1 1975 г.
EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS OF THE DOSIMETRIC FEATURES OF THE X-RAY RADIATION USED IN X-RAY DIAGNOSIS
M. A. Prostyakova
On the basis of the results of experimental dosimetric investigations, accomplished on an X-ray apparatus «Diagnomax-125» with a Va-J-18 dosimeter provided with a ball airequi-valent ionization chamber Va-K-253, the author presents data on the effective energy of
