Основные термины безопасности в интервенционной радиологии

Вы когда-нибудь путались в сложной терминологии интервенционной радиологии? Относится ли «доза» к поглощенной дозе, эффективной дозе или пиковой кожной дозе? Когда пациенты или их семьи спрашивают о радиационных рисках, как вы можете предоставить четкие и точные ответы? Эта статья служит кратким справочником по основным понятиям безопасности в интервенционной радиологии, помогая вам более эффективно общаться и обеспечивать безопасность пациентов, что в конечном итоге является беспроигрышным вариантом как для медицинских работников, так и для пациентов.

Для специалистов по интервенционной радиологии понимание этих ключевых терминов необходимо не только для оптимизации дозы, но и для четкого общения с пациентами и коллегами в целях охраны здоровья.

Керма, сокращение от «Кинетическая энергия, высвобожденная в веществе», относится к энергии, высвобождаемой рентгеновским лучом в небольшом объеме определенного материала (например, воздуха или мягких тканей). Проще говоря, она измеряет энергию, образующуюся при взаимодействии рентгеновских лучей с веществом. В тканях керма численно эквивалентна поглощенной дозе. Единицей измерения является грей (Гр), где 1 Гр равен 1 джоулю энергии, поглощенной на килограмм материала.

Обратите внимание, что в воздухе керма немного выше, чем поглощенная доза, потому что часть высвобожденной энергии покидает тестовый объем в виде кинетической энергии электронов, уменьшая ее вклад в локальную дозу.

Воздушная керма — это керма, измеренная в небольшом объеме воздуха, обычно сообщаемая в миллигреях (мГр). Интервенционные устройства часто сообщают воздушную керму вместе с произведением керма на площадь (KAP). Воздушная керма описывает интенсивность рентгеновского пучка, заменяя устаревшую единицу измерения — рентген (Р). Количество радиации, падающей на кожу пациента, теперь выражается как значение воздушной кермы, измеренное без присутствия пациента для устранения эффектов обратного рассеяния. Интегрированный измеритель KAP/воздушной кермы сообщает значения в указанной пространственной точке, обычно называемой интервенционной контрольной точкой (IRP). Обратите внимание, что значения воздушной кермы, сообщаемые аппаратами, не учитывают перепозиционирование пучка или ослабление стола, часто переоценивая входную воздушную керму (EAK) на коже пациента.

Поглощенная доза — это энергия, поглощенная на единицу массы материала в определенной точке из-за ионизирующего излучения. Это критический параметр для оценки биологических эффектов, который также измеряется в греях (Гр). Однако поглощенная доза не учитывает тип излучения или радиочувствительность облучаемых тканей. Кроме того, это точечное измерение — представьте себе температуру, отражающую локализованную энергию. В интервенционных процедурах значения поглощенной дозы варьируются в разных тканях из-за таких факторов, как перепозиционирование пучка, расстояние от источника рентгеновского излучения и изменения толщины пациента, влияющие на напряжение и силу тока трубки.

Различные типы излучения (например, рентгеновские лучи, протоны, нейтроны, альфа-частицы) вызывают различную степень биологического повреждения на единицу поглощенной дозы. Чтобы учесть это, применяется взвешивающий коэффициент, основанный на типе излучения. По определению, рентгеновские лучи имеют взвешивающий коэффициент, равный 1. Поскольку рентгеновские лучи вызывают биологическое повреждение, высвобождая электроны высокой энергии в тканях, электроны также имеют радиационный взвешивающий коэффициент, равный 1. Единицей измерения является зиверт (Зв), такая же, как и для эффективной дозы.

Ткани различаются по своей чувствительности к радиации. Например, грудь, костный мозг и толстая кишка более чувствительны, чем поверхности костей, мозг и кожа. Чтобы учесть это, были установлены тканевые взвешивающие коэффициенты. Математически эффективная доза (ЭД) представляет собой сумму эквивалентных доз для облученных тканей, умноженную на соответствующие тканевые взвешивающие коэффициенты. Единица измерения — Зв. Для рентгеновских лучей равномерная поглощенная доза всего тела, равная 1 Гр, приведет к ЭД, равной 1 Зв, по определению.

Рассматривайте ЭД как «валюту» в зивертах, позволяющую сравнивать относительные стохастические риски различных процедур ионизирующего излучения. Важно отметить, что тканевые взвешивающие коэффициенты основаны на средних значениях для населения по возрасту и полу, что приводит к значительной вариабельности индивидуального риска. Другие индивидуальные факторы риска остаются не до конца понятными, поэтому ЭД не следует использовать ретроспективно для определения индивидуального риска.

Входная кожная доза (ESD) — это доза, поглощенная кожей. Это значение часто трудно сообщить точно, но его можно оценить, если известна EAK. Для большей точности EAK следует умножить на коэффициент, учитывающий незначительные различия в поглощении энергии между воздухом и мягкими тканями из-за различий в составе. Для энергий пучка, используемых в интервенционных аппаратах, этот коэффициент составляет примерно 1,07. Более серьезной проблемой является значительное обратное рассеяние, генерируемое внутри пациента, увеличивающее кожную дозу в 1,3–1,4 раза. На практике коэффициенты обратного рассеяния часто опускаются из справочных значений, сообщаемых устройством.

Пиковая кожная доза (PSD) — это самая высокая ESD в наиболее сильно облученной локальной области кожи. Как правило, это область кожи, подвергающаяся воздействию первичного пучка в течение самой продолжительной процедуры. PSD сложно измерить, потому что размещение пленки или термолюминесцентных детекторов непосредственно на пациенте непрактично, а устройства для ангиографии, способные оценивать PSD, еще не получили широкого распространения.

Время флюороскопии — это общая продолжительность использования флюороскопии во время процедуры. Это наименее полезный показатель для оценки дозы или риска, поскольку он не учитывает частоту кадров флюороскопии, коллимацию, геометрию, интенсивность пучка или флюорографическую визуализацию (например, «точечные» изображения и цифровую субтракционную ангиографию).

KAP, также называемый произведением дозы на площадь (DAP), представляет собой произведение интенсивности пучка (воздушной кермы) и площади пучка. Это подходящий метод для измерения общей радиации, доставленной пациенту. KAP является наиболее релевантным показателем для оценки стохастического риска, но не указывает на вероятность кожных реакций. Недавние публикации могут сокращать KAP как P _KA .

KAP измеряется с помощью измерителя KAP, расположенного близко к источнику излучения. Измеритель немного больше пучка, чтобы захватить его целиком. KAP измеряется в грей-сантиметрах в квадрате (Гр·см²), хотя его можно сообщать в вариантах, таких как мкГр·м². Доступны таблицы пересчета для распространенных единиц измерения. Операторы должны проверить свое оборудование, чтобы увидеть, как сообщается KAP, и ознакомиться с его преобразованием в Гр·см², поскольку эта единица измерения обычно используется в литературе.

Следует отметить, что KAP не изменяется вдоль пути рентгеновского пучка, потому что воздушная керма уменьшается в соответствии с законом обратных квадратов, в то время как площадь пучка увеличивается пропорционально расстоянию от источника. Таким образом, KAP в начале пучка равен KAP непосредственно перед входом в пациента.

Воздушная керма, измеренная в фиксированной точке пространства, называется интервенционной контрольной точкой (IRP). K _a,r является лишь грубой оценкой кожной дозы — она не равна кожной дозе. IRP может соответствовать уровню кожи, точке внутри пациента или точке вне пациента. Кроме того, K _a,r не учитывает перепозиционирование пучка, обратное рассеяние или ослабление стола. K _a,r также называется кумулятивной дозой и воздушной кермой в контрольной точке.

Для изоцентрических флюороскопических систем IRP — это точка вдоль центрального рентгеновского пучка, на расстоянии 15 см от изоцентра к рентгеновской трубке. Именно здесь сообщается K _a,r . Из-за изменчивости размера пациента, роста оператора и углов C-дуги IRP не всегда точно совпадает с поверхностью кожи. Важно отметить, что измеритель не размещается в IRP. Вместо этого воздушная керма измеряется возле источника в центре пучка, а значение IRP рассчитывается с использованием закона обратных квадратов и отображается.

Детерминированные эффекты — это вредные последствия радиации, которые возникают только выше определенного порога. После превышения порога тяжесть повреждения увеличивается с дозой. Солнечный ожог — подходящая аналогия, классическими примерами являются повреждение кожи и выпадение волос. Более высокие дозы приводят к более серьезному повреждению кожи.

Стохастические эффекты становятся более вероятными при более высоких дозах, но их тяжесть не увеличивается. Рак и генетические эффекты по своей природе стохастичны. Другими словами, вероятность рака возрастает с дозой, но тяжесть рака не увеличивается. Это предполагает, что даже очень низкие дозы несут некоторый риск — предпосылка, воплощенная в спорной «линейной модели без порога», которую оспаривают конкурирующие теории.

Расстояние от источника излучения до кожи пациента, SSD частично зависит от роста оператора, что может влиять на высоту стола. Из-за закона обратных квадратов небольшие изменения этого расстояния существенно влияют на дозу для пациента. Небольшое увеличение высоты стола может заметно снизить дозу для пациента.

SID — это расстояние от источника излучения до приемника изображения (например, плоскопанельного детектора). Как правило, приближение приемника к пациенту (уменьшение «воздушного зазора» и SID) снижает дозу для пациента.

Рассеянное излучение, генерируемое в пациенте, является основным источником облучения персонала. Эмпирическое правило заключается в том, что рассеянное облучение на расстоянии 1 метр от точки входа пучка составляет около 0,1% от входного облучения.

Материалы радиационной защиты предназначены для ослабления большей части падающего излучения. Их эффективность выражается в свинцовом эквиваленте толщины — толщине свинца, которая обеспечивала бы эквивалентное ослабление. Стандартная защита составляет 0,5 мм свинцового эквивалента, хотя существуют более легкие материалы с аналогичным ослаблением.

Пороговая доза — это наименьшая доза, при которой может возникнуть определенное детерминированное повреждение. Из-за биологических различий этот порог различается у разных людей и типов тканей. Известные пороги включают 2 Гр (2000 мГр) для преходящей эритемы кожи и 5 Гр (5000 мГр) в качестве предлагаемого K _a,r порога для последующего наблюдения за пациентом.