Совершенствование подхода к расчету стационарной радиационной защиты в кабинетах компьютерной томографии

В работе проведена оценка приемлемости существующего в настоящее время подхода к расчету радиационной защиты в кабинетах компьютерной томографии и сформулированы предложения по его совершенствованию. В качестве основного параметра предлагается использовать значение произведения дозы на длину сканирования. Были оценены типичные значения рабочей нагрузки томографов  в  терминах  произведения  дозы  на  длину  сканирования,  характерные  для  проведения  исследований  в  Российской  Федерации.  С  помощью  термолюминесцентных  детекторов  была  проведена  экспериментальная  оценка  относительного  распределения  поглощенной  дозы  рентгеновского излучения в воздухе в кабинете компьютерной томографии. Результаты эксперимента показали, что  распределение  рассеянного  рентгеновского  излучения  в  центральной  плоскости  не  изотропно. За  счет  ослабления  излучения  конструкцией  гентри  наблюдаются  «теневые»  зоны,  где  снижение поглощенной дозы в воздухе достигает 10–13 раз по сравнению с ее уровнем в направлении движения стола. По результатам измерений распределения поглощенной дозы в воздухе были рассчитаны относительные значения коэффициентов направленности рассеянного излучения. Рабочая нагрузка была определена для 7 томографов (1 в Санкт-Петербурге и 6 в Москве). Для каждого аппарата было оценено среднее за неделю число исследований головы и туловища и значения произведения дозы на длину сканирования при сканировании этих зон с учетом числа многофазных исследований. Полученные значения рабочей нагрузки оказались на 1–2 порядка величины выше используемых в  настоящее время при расчете радиационной защиты. На основании результатов исследования и литературных данных в работе предложен новый подход к расчету радиационной защиты в КТ-кабинетах, основанный на измеряемом в ходе исследования значении произведения дозы на длину сканирования и позволяющий учесть специфику работы аппарата.

1. Дружинина П.С., Романович И.К., Водоватов А.В. и др. Тенденции развития компьютерной томографии в Российской Федерации в 2011–2021 гг. // Радиационная гигиена. 2023. Т. 16, № 3. С. 101-117. https://doi.org/10.21514/1998-426X-2023-16-3-101-117.

2. Martin C.J. Radiation shielding for diagnostic radiology // Radiation Protection Dosimetry. 2015. Vol. 165, No 1-4. P. 376-81. doi: 10.1093/rpd/ncv040. Epub 2015 Mar 25. PMID: 25813477.

3. Голиков В.Ю. Критический анализ существующего подхода к расчету стационарной защиты в рентгеновских кабинетах // Радиационная гигиена. 2023. Т. 16, № 3. С. 13–21. DOI: 10.21514/1998-426X-2023-16-3-13-21

4. NCRP. Report No. 147. Structural Shielding Design for Medical X-Ray Imaging Facilities. 2004. 194 p.

5. Wallace H., Martin C.J., Sutton D.G. et al. Establishment of scatter factors for use in shielding calculations and risk assessment for computed tomography facilities // Journal of Radiological Protection. 2012. Vol. 32, No 1. P. 39-50. doi: 10.1088/0952-4746/32/1/39. Epub 2012 Feb 10. PMID: 22327169.

6. Шлеенкова Е.Н. Экспериментальное исследование ха-рактеристик индивидуальных термолюминесцентных дозиметров для измерения эквивалентных доз в коже и хрусталике глаза // Радиационная гигиена. 2014. Т. 7, №4. С. 143–156.

7. Research and production enterprise “DOZA”. Dosimetric thermo-luminescent complex “DOZA-TLD”. Operating manual FVKM.412118.010RE. – 49 p. URL: https://atomsnab.kz/wp-content/uploads/2020/07/tld_new.pdf (Дата обращения: 20.03.2024).

8. Harris C.R., Millman K.J., van der Walt S.J. et al. Array programming with NumPy // Nature. 2020. Vol. 585. P. 357–362. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2649-2.

9. Дружинина П.С., Чипига Л.А., Рыжов С.А. и др. Современные подходы к обеспечению качества диагностики в компьютерной томографии // Радиационная гигиена. 2021. Т. 14, № 1. С. 17-33. https://doi.org/10.21514/1998-426X-2021-14-1-17-33.

10. Sutton D.G., Martin C.J., Williams J.R., Peet D.J. Radiation Shielding for Diagnostic Radiology. British Institute of Radiology, 2012. 139 p.

11. Sutton D.G., Martin C.J., Peet D., Williams J.R. The characterization and transmission of scattered radiation resulting from x-ray beams filtered with zero to 0.99 mm copper // Journal of Radiological Protection. 2012. Vol. 32, No 2. P. 117-29. doi: 10.1088/0952-4746/32/2/117. Epub 2012 May 3. PMID: 22555158.

12. Martin C.J., Sutton D.G., Magee J. et al. Derivation of factors for estimating the scatter of diagnostic x-rays from walls and ceiling slabs // Journal of Radiological Protection. 2012. Vol. 32, No 4. P. 373-96 p. doi: 10.1088/0952-4746/32/4/373. Epub 2012 Sep 24. PMID: 23006642.

13. Martin C.J., Sutton D.G. Practical Radiation Protection in Healthcare. Second edition, 2015. 536 p.

14. Cole J.A., Platten D.J. A comparison of shielding calculation methods for multi-slice computed tomography (CT) systems // Journal of Radiological Protection. 2008. Vol. 28, No 4. P. 511-23. doi: 10.1088/0952-4746/28/4/005. Epub 2008 Nov 24. PMID: 19029585.

15. Ciraj-Bjelac O., Arandjic D., Kosutic D. Comparison of differ-ent methods for shielding design in computed tomography // Radiation Protection Dosimetry. 2011. Vol. 147, No 1-2. P. 133-6. doi: 10.1093/rpd/ncr287. Epub 2011 Jul 9. PMID: 21743070.

16. Hiroshi W., Takuma U., Yoshinori Sh., Takurou H. Verification study to improve the Japanese-DLP calculation method for shielding in the X-ray CT room // Japanese Journal of Health Physics. 2022. Vol. 57, No 2. P. 87–92.

17. Verdun F.R., Aroua A., Trueb P.R., Bochud F.O. Use of DLP for establishing the shielding of multidetector computed tomography rooms. 2010. 8 p. https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/41/006/41006643.pdf.