19.11.2022

Курс медицинской рентгенологии. Рентгенотерапия.Часть 3. Глава 14.1

Для иллюстрации той роли и того места, которое занимает рентгенотерапия в ряду других методов лечения, достаточно упомянуть, что она является методом выбора при лечении ряда заболеваний кожи, кроветворного аппарата, женской половой сферы и нервной системы

ОБЩАЯ РЕНТГЕНОТЕРАПИЯ

ОСНОВЫ РЕНТГЕНОТЕРАПИЯ

Широкое применение рентгенотерапии при лечении различных заболеваний в значительной степени связано с тем, что все наиболее принципиально и практически важные свойства лечебного метода находят в ней свое отражение. Высокая эффективность, быстрая реализация терапевтического эффекта, безболезненность лечения, почти полное отсутствие осложнений и смертности, выгодно сочетающиеся с дешевизной, простотой и удобством его применения, делают понятными высокую клиническую и социальную ценность рентгенотерапии.

Своими исключительными успехами рентгенотерапия в значительной степени обязана достижениям физики рентгеновых лучей и техническому прогрессу рентгенологии, которые обеспечили высокий уровень технической вооруженности рентгеновских кабинетов и появление новых безупречных методов количественного и качественного учета лучистой энергии. Наряду с этим решающее значение имело также накопление основательных знаний о биологическом Действии рентгеновых лучей на отдельные органы и весь организм, которое явилось толчком к усовершенствованию техники и методики рентгенотерапии. Этот комплекс физических и биологических знаний, положенных в основу современной рентгенотерапии, обеспечивает безопасность применения этого могучего физического агента для лечебных целей.

Необходимо отметить, что в нашей стране рентгенотерапия пока еще не заняла надлежащего места в арсенале лечебных мероприятии врача. Это в известной степени связано с недостатком кадров специалистов-рентгенотерапевтов, а также с недостаточным знакомством широких врачебных масс с научными основами рентгенотерапии, с ее успехами и достижениями. Немаловажную роль играет также полная дезориентированность больных в вопросах рентгенотерапии, которая иногда перерастает в панический страх перед рентгеновыми лучами. Боязнь "быстрого наступления старости", «потери половой способности», «опасного влияния на психику», «ослабления памяти» и тому подобные опасения характерны для многих больных, подвергающихся рентгенотерапии. Необходимо подчеркнуть, что этп необоснованные опасения, к сожалению, встречают несомненную поддержку в некоторых кругах консервативно настроенных и мало компетентных врачей.

Изложенные соображения делают понятной необходимость изложения, хотя бы в сжатом виде, физических и биологических •предпосылок рентгенотерапии, а также опасностей, связанных с неумелым или легкомысленным ее применением. Эти соображения побуждают нас также оттенить преимущества и недостатки рентгенотерапии при лечении различных заболеваний и указать основные показания и противопоказания к ее применению в современной клинике.

ОСНОВЫ ДОЗИМЕТРИИ

Интенсивность изменений, возникающих под влиянием рентгеновых лучей, в значительной мере зависит от количества поглощенной клетками и тканями лучистой энергии.

По современным представлениям пучок рентгеновых лучей, возникающих в трубке, состоит из большого числа элементарных количеств лучистой энергии — квант или фотонов. Каждый квант является носителем лучистой энергии, количество которой обратно пропорционально длине волны. При прохождении рентгеновых лучей через ткани общая энергия пучка претерпевает значительные изменения. Часть рентгеновых лучей проходит через материальную среду не изменяясь. Другая часть лучей, величина энергии квантов которых находится в соответствии с величиной энергии молекулярных связей и потенциальной энергией электронов атомов, поглощается. При этом энергия рентгеновых лучей преобразуется в кинетическую энерго вылетающих из атомных орбит электронов (фотоэлектроны) (рис. 450,а). Эта форма поглощения, при которой энергия квантов рентгеновых лучей целиком преобразуется в энергию электронов, носит название истинного поглощения. Наконец, часть рентгеновых лучей на своем пути в тканях сталкивается с атомами, отражается от них и изменяет свое первичное направление, иначе говоря, рассеивается. При этом часть энергии квантов рентгеновых лучей поглощается, и из орбит возбужденных атомов освобождаются электроны, получающие пмпульс к ускоренному движению — электроны отдачи или электроны рассеивания (рис. 450,6). Благодаря потере части энергии квантов, утраченной при столкновении с атомами, длина волны рассеянных лучен, по сравнению с первичными, увеличивается (феномен Комптон а). Потеря энергии, которая расходуется квантами рентгеновых лучей при соударении с атомами, носит название рассеянного поглощения. Фотоэлектроны и электроны рассеивания, в свою очередь сталкиваясь с атомами, разменивают свою энергию на энергию вторичных и третичных электронов. Эта электронная энергия, слагающаяся из суммы истинного и рассеянного поглощения, обусловливает биологический эффект действия рентгеновых лучей. Она носит название эффективной энергии (Гребе). Измерение величины этой биологически активной энергии составляет основную задачу дозиметрии.


Правильная качественная и количественная оценка рентгеновых лучей является основной предпосылкой к рациональной рентгенотерапии.

Качественная оценка рентгеновых лучей

Целью качественной оценки рентгеновых лучей является определение их основных физических свойств — жесткости и однородности. Эти свойства характеризуют проникающую способность рентгеновых лучей и распределение их энергии в освещаемой среде.

Наилучшее представление о качественном составе рентгеновского излучения дает графическое изображение его спектра (рис. 451). Оно показывает, что состав пучка рентгеновых лучей, возникающих в трубке, неоднороден. Пучок состоит. из смеси длинноволновых — мягких — и коротковолновых — жестких — рентгеновых лучей. Соответственно этому величина квант лучистой энергии, входящих в состав пучка, различна. На кривой, изображенной на рис. 451, это выражается в неравномерном распределении энергии излучения в длинноволновой и коротковолновой части спектра или, как говорят, в различном распределении интенсивности по спектру.

Спектр рентгеновых лучей характеризуется рядом величин. Одной из основных величин, определяющей спектральный состав излучения, является длина самой короткой его волны, обладающей наибольшей проникающей способностью — граничная длина волны (Xmin). Длина волны, соответствующая наибольшей интенсивности в спектре, носит название длины волны максимальной интенсивности (Хтах). Эффективной длиной волны называют среднюю длину волны спектра рентгеновского излучения (Xeff). Границы спектра или, как говорят, спектральную ширину излучения, характеризует интервал, лежащий между граничной и эффективной волной пучка лучей

Спектральный состав рентгеновского излучения и распределение интенсивности по спектру зависят от ряда факторов, связанных с условиями возникновения и распространения рентгеновых лучей. Основными из них являются

1)    величина максимального напряжения, приложенного к трубке;

2)    форма кривой напряжения; 3) материал антикатода трубки и 4) материальные слон, лежащие на пути распространения рентгеновых лучей.

Величина максимального напряжения, приложенного к трубке, резко влияет на качественный состав излучения. Рис. 452 показывает, что с увеличением напряжения укорачивается граничная длина волны и увеличивается интенсивность коротковолновой части спектра. Иначе говоря, с увеличением напряжения возрастает проникающая способность (жесткость) рентгеновых лучей.

Установлено, что длина граничной волны обратно пропорциональна максимальному напряжению (V), приложенному к трубке, и зависит только от его величины. Согласно закону Дюэн и Хента (см. стр. 42) длина граничной волны может быть определена по формуле:

           12,35
X min=_______
             V

Форма кривой напряжения, подводимого к трубке, оказывает влияние главным образом на распределение интенсивности по спектру. При пользовании постоянным током высокого напряжения максимум интенсивности излучения падает больше на коротковолновую часть спектра, нежели при пульсирующем напряжении.

Материал антикатода трубки, не оказывая влиянии на качественный состав излучения, так же существенно влияет на распределение интенсивности по спектру. При одной и той же величине напряжения интенсивность коротковолнового отрезка спектра нарастает с увеличением атомного веса материала антикатода.


Для определения основных физических свойств пучка рентгеновых лучей, его проникающей способности и однородности, существует ряд способов.

Основными из них являются: 1) измерение максимального напряжения, приложенного к трубке; 2) измерение ослабления рентгеновых лучей в поглощающем слое.


Максимальное напряжение, подводимое к трубке, является одной из наиболее важных величин, характеризующих проникающую способность (жесткость) рентгеновского излучения, так как длина волн его является функцией напряжения. Для измерения его в медицинской практике применяются следующие методы: 1) искровой, 2) электростатический и 3) спектрометрический.

Искровой метод основан на постоянстве пробивного потенциала воздуха, при неизмененной его плотности. При определенной величине напряжения, приложенного между двумя электродами, в воздухе образуется искра. Длина искры является функцией напряжения и служит мерой максимального его значения.

Из различных приборов, основанных на этом принципе, наиболее точное измерение напряжения во вторичной цепи дает применение параллельного искрового разрядника, в виде шаров (рис. 45о).

Шаровой разрядник дает возможность измерять применяемые в рентгенотерапии напряжения с точностью до zt 2%. Необходимо при этом учесть, что показания прибора зависят от давления, температуры и влажности воздуха, состояния поверхности шаров, техники и способа производства измерений.

Электростатический способ основан на применении приборов, непосредственно плп косвенно измеряющих высокое напряжение с помощью электрических величин.

Непосредственное измерение высокого напряжение во вторичной цепи трансформатора до спх пор не получило распространения, так как применяемые для этой цели приборы технически недостаточно совершенны.

Косвенный способ оценки высокого напряжения при помощи приборов, включенных в первичную сеть, имеет значительно большее практическое значение.

Наиболее простым и удобным прибором является вольтметр (киловольтметр), монтированный на распределительном столике аппарата, который измеряет напряжение, приложенное к первичной обмотке трансформатора. Этот прибор основан на постоянстве отношений, существующих между величиной вторичного и первичного напряжения и числом витков во вторичной и первичной обмотках трансформатора. Эти отношения позволяют из напряжения в первичной обмотке трансформатора вычислить максимальное значение напряжения вторичного тока в киловольтах (kV). Этот прибор, весьма удобный в практической работе, дает возможность судить о постоянстве напряжения. Однако при пользовании киловольтметром необходимо учитывать, что показания его не отражают возникающего в процессе работы падения напряжения во вторичной цепи и изменения формы кривой первичного напряжения. Эти недостатки киловольтметров в значительной степени устраняются тем, что каждый прибор снабжается серией градуировочных кривых, снятых при помощи шарового разрядника при различных нагрузках аппарата.

Спектрометрически определяемая длина граничной волны является точнейшей мерой для суждения о величине максимального напряжения, приложенного к трубке.

Измерение ослабления рентгеновых лучен в поглощающем слое в настоящее время является лучшим способом, характеризующим их проникающую способность.

Стандартной мерой прошивающей способности рентгеповых лучей служит толщина слоя задерживающего вещества, который поглощает или, иначе говоря, ослабляет интенсивность данного излучения ровно наполовину. Эта величина носит название слоя половинного ослабления (Halbwertschicht — HWS). Слой половинного ослабления (HWS) представляет собой среднюю величину, которая складывается из величии ослабления интенсивности всех входящих в состав пучка волн различной длины. Благодаря этому, слой половинного ослабления характеризует проникающую способность всего пучка смешанного излучения в целом. Чем толще, при прочих равных условиях, слой задерживающего вещества, уменьшающий наполовину интенсивность излучения, тем, естественно, больше его проникающая способность. Наоборот, чем меньше толщина этого слоя, тем мягче рентгеновы лучи и тем меньше их способность проникновения в глубину.


Слой половинного ослабления в основном зависит от формы кривой и величины напряжения, подводимого к трубке,и примененного фильтра. При прочих равных условиях слой половинного ослабления тем больше, чем выше приложенное к трубке напряжение и толще фильтр, под которым производится освещение (табл. 10).

Измерение ослабления рентгеновых лучей в настоящее время производится ионизационным способом (рис. 458). В качестве ослабляющего слоя применяют специальные пластинки из меди и алюминия. Результаты измерения выражаются в миллиметрах, указывающих на толщину слоя медного или алюминиевого фильтра, который вызывает ослабление интенсивности* излучения наполовину (например, HWS Си : 1,00 мм).

При выборе жесткости излучения для лечебных целей руководствуются наиболее выгодными условиями распределения энергии излучения в освещаемом организме. Поэтому лечащему врачу, оперирующему с излучением, жесткость которого определена в виде слоя половинного ослабления в меди или алюминии, должны быть известны условия поглощения этого излучения в организме. Известное представление об этом дает табл. 11. Для понимания ее необходимо упомянуть, что поглощение рентгеновых лучей в мягких тканях происходит так же, как и в воде.


Слой половинного ослабления характеризует проникающую способность всего пучка рентгеновых лучей в целом, но не определяет степени однородности входящих в его состав лучей. Табл. показывает, что одному и тому же значению HWS могут соответствовать излучения, полученные при различной величине напряжения и фильтра. Естественно,что качественный состав этих излучений может быть весьма различен. Неоднородность качественного состава излучения легко обнаруживается при увеличении ослабляющего фильтра и выражается в нарастании жесткости пучка. Чем менее однороден пучок рентгеновых лучей, тем больше нарастает жесткость его с увеличением толщины фильтра. При практически однородном излучении жесткость пучка с дальнейшим увеличением толщины фильтра не изменяется. Толщина фильтра, обеспечивающего практическую однородность излучения, характеризует так называемый второй ослабляющий слой (MWS II).

Мерой степени однородности излучения служит предложенный Христе ном показатель разнородности (Hcterogenitatsfaktor—Ь). Он представляет собой отношение второго наполовину ослабляющего слоя к первому:

       HWSII
b=________
       ITWS I

Мерой степени однородности излучения служит также отношение между эффективной и граничной длиной волны, которое характеризует спектральную ширину излучения. Границы спектра, лежащие в пределах ш 1,8—2,5 или h — 1,48 — 1,59, соответствующие приблизительно 2,5 октавам, рассматриваются как зона практически однородного излучения, пригодного для медицинских целей.

В практической рентгенотерапии для оценки качества рентгеновых лучей в последние годы широко пользуются так называемой качественной диаграммой. Она дает графическое представление о тех тесных взаимоотношениях, которые существуют-между величиной максимального напряжения, фильтром, слоем половинного ослабления и степенью однородности рентгеновых лучей. Примеры качественных диаграмм для излучений, применяемых в поверхностной и глубокой терапии, представлены на рис. 459 и 460.


Установлено, что при неизменной форме кривой подводимого в трубке напряжения максимальное и напряжение, фильтр и слой половинного ослабления настолько между собой связаны, что, зная любые две из этих величин, можно по кривым качественной диаграммы определить третью, а также установить степень однородности рентгеновых лучей.


Таким образом качественная диаграмма в удобной для практических целей форме дает возможность оценки основных свойств рентгеновского излучения — проникающей способности (HWS) и степени однородности (h, о>), которые характеризуют распределение лучистой энергии в освещаемой среде.

Количественное измерение рентгеновых лучей

Основной задачей количественного измерения является учет поглощающейся в тканях, биологически действующей, эффективной энергии рентгеновых лучей. Как указано выше (см. стр. 657), эта, преобразованная в энергию электронов, поглощенная часть общей энергии рентгеновского пучка представляет собой сумму истинного и рассеянного поглощения. Величина аффективной энергии, отнесенная к единице времени, носит название эффективной интенсивности (Гребе)

Для характеристики величины эффективной энергии в рентгенотерапии пользуются заимствованным из фармакологии понятием — дозы. Физической дозой (D) называют количество лучистой энергии, которое поглощается единицей объема освещаемой среды. Величина ее, отнесенная к единице времени, носит название мощности дозы (Р>). Она характеризует эффективную интенсивность рентгеновых лучей. Общие и объемной дозой называют то количество лучистой энергии, которое поглощается данным объемом тканей за все время освещения.

Непосредственное измерение эффективной энергии, поглощающейся в тканях, невозможно. О величине ее судят косвенно по тем вторичным процессам, которые вызывает поглощение рентгеновых лучей в различных средах.

Наиболее употребительными являются следующие методы измерения энергии рентгеновых лучей: 1) биологические, 2) химические и 3) ионизационные.

Биологические методы измерения рентгеновых лучей основаны на изучении тех реакций, которые возникают в коже человека или в животных или растительных организмах при применении определенных доз лучистой энергии.

Изучение реакции кожи на освещение на первых этапах развития рентгенотерапии являлось единственным способом измерения количества рентгеновых лучей. Каждый врач, пользуясь своим опытом, определял дозу эмпирически, освещая кожу до появления на ней «ясно выраженной красноты». Эта реакция кожи на освещение — эритема — служила биологической мерой количества рентгеновых лучей и являлась предельной дозой лучистой энергии, отпускаемой для лечебных целей. Так как последствия подобного рода измерении нередко выражались в острых или хронических повреждениях кожи, то этот примитивный способ измерения энергии рентгеновых лучей был вскоре заменен иными, более совершенными методами.

Однако и теперь реакция кожи на освещение как биологическая мера лучистой энергии еще не вполне утратила свое практическое значение. До сих пор общепринятой биологической единицей количества лучей средней жесткости служит зрительная доза. Эритемной дозой — ED (сокращенное немецкое Erythemdosis) — называют то количество рентгеновых лучей, которое вызывает на коже спустя 10—14 дней после освещения легкую эритему с последующим выпадением волос. Биологической мерой количества жестких рентгеновых лучей служит кожная дозиметрическая единица — HED (сокращенное немецкое Ilauteinheitdosis). Она характеризует ту ритмически протекающую реакцию кожи, которая возникает в ней при применении определенной дозы жестких рентгеновых лучей. Эта реакция выражается в первые 24—48 часов после освещения в появлении легкой, скоро проходящей красноты, которая вновь появляется на 8—14-й день после освещения и на 3—5-й неделе сменяется пигментацией.

Различные реакции, возникающие при действии рентгеновых лучей на разнообразные животные и растительные объекты, предложенные в свое время в качестве биологической меры их количества, как, например, «мышиная доза», «бобовая доза», процентное повреждение яиц аскарид, — теперь в практике рентгенотерапии не применяются.



Ионизационный метод в настоящее время является основным способом измерения энергии рентгеновых лучей. Он основан на свойстве лучистой энергии превращать электрически нейтральный воздух в электропроводящую среду. Благодаря тому, что коэфициент поглощения рентгеновых лучей в воздухе и мягких тканях при различной длине волны излучения изменяется пропорционально, этот метод дает точное представление о величине физической дозы, сообщенной тканям.

Процесс ионизации состоит в том, что при поглощении энергии рентгеновых лучей в воздухе из составляющих его молекул и атомов вырываются фотоэлектроны и электроны рассеяния. На своем пути они сталкиваются с новыми молекулами и атомами и расщепляют их на несущие отрицательный заряд, электроны и положительно заряженный остаток, образуя таким образом вторичные и третичные электроны. Последние также обладают большой кинетической энергией и в свою очередь ионизируют воздух. Степень ионизации воздуха определяется количеством образующихся ионов, которое в свою очередь.



Если ионизация воздуха происходит в электрическом поле, то в нем возникает закономерное движение носителей электричества — ионов, которое носит название ионизационного тока. Придостаточной величине напряжения электрического поля, полностью препятствующего рекомбинации ионов, иначе говоря, при токе насыщения количество образующихся в воздухе ионов и следовательно сила ионизационного тока зависит исключительно от энергии поглощенных рентгеновых лучей. Чем больше эта энергия, тем больше количество образующихся ионов и тем сильнее ионизационный ток.


Таким образом количество образующихся ионов или сила ионизационного тока может служить мерой эффективной энергии рентгеновых лучей.


Измерение количества ионов производится электрометрически в измерительной системе определенной емкости. Представление об ее устройстве дает рис. 463.

Под влиянием рентгеновых лучей воздух в освещаемом объеме измерительной системы ионизируется. Благодаря действию сил электрического поля между электродами устанавливается движение ионов—ионизационный ток. Это движение имеет определенное направление, противоположное знаку заряда ионов. Положительно заряженные попы движутся к отрицательному электроду, а отрицательно заряженные — к положительному электроду. Па электродах ноны нейтрализуют заряд, равный заряду всех образующихся за время освещения в ионизационном объеме воздуха ионов. В результате этого электрод измерительной системы теряет заряд, который учитывается электрометром. Величина потери заряда в течение времени освещения служит мерой количества ионов.



 Зная заряд измерительной системы до и после действия рентгеновых лучей и время освестемы через С и время освещения через t, то интенсивность рентгеновых лучей и выразится:



Период времени, в течение которого происходит потеря заряда измерительной системы, определяется интенсивностью рентгеновых энергии рентгеновых лучен в реагенте этих дозиметров — воздухе — не зависит от качества излучения и всегда пропорционален энергии, поглощенной тканями. Этим ионометрические приборы выгодно отличаются от старых дозиметрических устройств типа Сабуро-НуареКинбека и др., показания которых зависят от длины волны рентгеновского излучения.

Каждый ионизационный прибор в основном состоит из трех частей, а именно: из ионизационной камеры, соединительной части и электрометрического устройства .

Ионизационная камера является важнейшей частью дозиметрического прибора. Ограниченный ее стенками определенный объем воздуха ионизируется под действием рентгеновых лучей. Стенки камеры изготовляются из бакелита, рога, целлулоида или другого материала, коэфициент поглощения которого близок к поз духу. Для медицинских целей наибольшее распространение получили дозиметры с малыми ионизационными камерами. В соответствии с целями измерения нм придана различная форма, например наперстковая, сферическая, шаровая, плоская и т. д. На рис. 464 и 465 представлены камеры наиболее распространенных дозиметров. Внутреннее устройство камеры пояснено на рис. 466.


Соединительная часть, связывающая ионизационную камеру с электрометрическим устройством, большей частью состоит из подвижного кабеля. В современных приборах она выполнена легким, хорошо изолирующим веществом, например церрозином.

Электрометрическое устройство дозиметров выполнено различно. В более простых приборах оно состоит только из электроскопа того или иного типа. Момент достижения определенной дозы регистрируется непосредственно наблюдателем при помощи секундомера. В других более сложных приборах электрометрическое устройство состоит из механических или ламповых электростатических реле, которые связаны с автоматическим приспособлением для пуска и остановки секундомера п счетным механизмом, регистрирующим дозу.

Типичными дозиметрами без счетных приспособлений являются нонометры Марциуса, Вульфа, Кюстнера (рнс. 467), дозиметр Московского института рентгенологии и радиологии (рис. 468) и др. К этим приборам может быть также отнесен усовершенствованный, выпускаемый заводом «Буревестник», светосигнальный дозиметр Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии в Ленинграде (рис. 469).

К дозиметрам со счетными механизмами относятся приборы Гаммера (рис. 470), «мекапион» Штрауса (рис. 471) и пх модификации. Электрометрическое устройство этих приборов действует всякий раз, когда достигнута определенная величина дозы в ионизационном объеме воздуха. В результате действия электростатического реле происходит автоматическая зарядка и разрядка измерительной системы, остановка или пуск секундомера, сигнализация и действие счетного механизма. Кроме этого, имеется автоматическое приспособление, записывающее показания прибора на ленте. Для длительного контроля дозы во время освещения больного последние модели дозиметров Гаммера и Штрауса снабжены компрессионным тубусом, в котором непосредстве и но помещено (рис. 472).

Мерой количества энергии рентгеновых лучей, устанавливаемой при помощи ионизационных приборов, служит международная единица «г» — «рентген». Ее определение дано на II Международном конгрессе рентгенологов и радиологов в Стокгольме в 1928 г.

«Международная единица «г» представляет то количество рентгеновых лучей, которое создает в ионизационной камере при полном использовании вторичных электронов и при исключении влияния стенок ее в 1 см3 воздуха при t = 0° С и при 760 мм давления ртутного столба такую электропроводность, которая дает при токе насыщения заряд, равный одной электростатической единице».



Основное преимущество, которым эта единица выгодно отличается от других единиц, предложенных для измерения рентгеновых лучей, заключается в том, что воспроизведение ее зависит исключительно от определенных физических факторов, поддающихся контролю и сравнению. Она также весьма удобна для медицинских целей, так как коэфициеит поглощения рентгеновых лучей в воздухе и тканях при различной длине волны излучения изменяется пропорционально.

Принятая во Франции единица «R» значительно меньше между на родной. Среднее значение одной международной единицы г соответствует 2,25 французских единиц энергии рентгеновых лучей.

Другие физические единицы измерения количества рентгеновых лучей, как, например, SN, Н, F, X и т. д., получаемые при помощи старых дозиметров, вследствие зависимости их от длины волны излучения, являются величинами весьма приближенными и не могут быть с достаточной точностью переведены в единицы г.

В настоящее время каждый ионометрический прибор, применяемый для медицинских целей, градуируется в международных единицах г по стандартным образцовым приборам и снабжается соответствующим аттестатом. У нас в СССР такие стандартные приборы имеются во Всесоюзном научно-исследовательском институте метрологии (ВНИИМ, Ленинград), а также в Московском, Ленинградском и Киевском рентгенологических институтах.

Ионизационные дозиметры, в зависимости от их устройства, дают представление о величине всей физической дозы (D), сообщенной объекту за время действия рентгеновых лучей, или определяют минутную мощность доз bi.(PD). Величина физической дозы, соответствующая эффективной энергии рентгеновых лучей, определяется количеством единиц рентгенов (г).

Минутная мощность дозы, характеризующая эффективную интенсивность рентгеновых лучей, выражается числом рентгенов в минуту (г/мин.).

Измерение физической дозы, а равно ее мощности, производится в воздухе, либо в самом объекте освещения — тканях тела.

Доза, измеренная в воздухе, характеризует мощность первичного исходящего из трубки излучения (рис. 473). Эту дозу Хольтхузен, один из основоположников современной дозиметрии, называет входной дозой (Einfalldosis).

Мощность физической дозы зависит от условий освещения. Подобно тому, как напряжение и фильтр определяют слой половинного ослабления, так эти величины, при прочих равных условиях, определяют мощность дозы в воздухе. Зависимость мощности дозы в воздухе от напряжения и фильтра представлена на рис. 474. Эти данные указывают лишь на относительную величину изменения мощности дозы в воздухе в зависимости от условий освещения. Абсолютное значение мощности дозы в воздухе устанавливается непосредственно при измерении, так как величина ее зависит также от типа аппарата и особенно от формы кривой напряжения.

Сопоставление данных, представленных на рис. 474, с соответствующими качественными диаграммами (рис. 459 н 460) имеет большое практическое значение. Оно позволяет по указанным таблицам, не производя специальных измерений, в деталях установить связь между изменением качества излучения и мощностью дозы.

Измерение физической дозы в воздухе в зависимости от интенсивности излучения, его проникающей способности и чувствительности ионизационной камеры производится па различном расстоянии между камерой и фокусом трубки. Обычно для получения сравнимых цифр измерение мощности дозы в воздухе производится на расстоянии 50 см от фокуса антикатода трубки. Измеренную на ином расстоянии мощность дозы можно с достаточной точностью перечислить на расстояние в 50 см, пользуясь законом изменения интенсивности с расстоянием. Известно, что общая интенсивность излучения с удалением освещаемого объема от источника освещения уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния.


Если обозначить расстояние, на котором произведено измерение, через й, то мощность дозы (Рр) на расстоянии 50 см, согласно закона квадратов расстояния, выразится в формуле:

 

Мощность дозы в воздухе, измеренная на расстоянии 50 см, носит название рентгеновского показателя (Ront-genwert). Время, необходимое для получения 100 г в воздухе, называется стандартным временем. Рентгеновский показатель и стандартное время служат мерой для сравнения мощности дозы в воздухе, получаемой при различных условиях освещения.

Для аппаратов, применяемых в глубокой терапии, рентгеновский показатель обычно равен 10 — 15 г/мпн.

Соответственно этому стандартное время выражается в G—10 минут.

Доза, измеренная в тканях, имеет несравненно большее значение для лечащего врача, так как она дает истинное представление о количестве биологически активной лучистой энергии, поглощенной тканями. Эту дозу Хольтхузен называет действующей дозой (Wirkungsdosis).

Известно, что мощность дозы, измеренная в тканях и в воздухе при прочих равных условиях освещения, весьма различна. Эти различия обусловлены тем, что при поглощении рентгеновых лучей в освещаемом объеме мягких тканей в конусе пучка лучей и вне его как на поверхности, так и особенно на глубине образуется вторичное рассеянное пзлучепие (рис. 475). Благодаря этому тканевая доза всегда больше, чем доза, измеренная в воздухе, так как она слагается не только из мощности первичного, исходящего из трубки излучения, но также и дополнительной мощности, обусловленной рассеянным излучением.



Количественная оценка действующей дозы в настоящее время производится при помощи двух методов, а именно метода прямой дозиметрии и метода косвенной дозиметрии.

Метод прямой дозиметрии состоит в непосредственном измерении мощности дозы на поверхности кожи или глубине тела, в области патологического очага.

Измерение мощности дозы на поверхности производится при помощи малых ионизационных камер. Благодаря различной форме, приданной этим камерам, измерение может быть произведено на любом участке кожи.


Непосредственное измерение мощности дозы на глубине связано, со значительными трудностями и возможно лишь в исключительных случаях, в доступных для введения камер полостях (рот, влагалище, прямая кишка). В связи с этим для непосредственного определения мощности дозы на желаемой глубине нередко пользуются заменяющими освещаемого больного искусственнымп сооружениями, так называемыми фантомами. Они представляют собой большей частью сосуд, содержащий однородную среду (воду, рис и т. д.), в которой поглощение рентгеновых лучей происходит приблизительно так же, как и в мягких тканях. Представление об устройстве весьма распространенного водяного фантома Сименса дает рис. 477.

Определяя прямым путем минутную мощность действующей дозы на поверхности пли на глубине, можно без труда вычислить время, необходимое для сообщения патологическому очагу установленной лечебной дозы.

Приведем пример: мощность действующей дозы, измеренная на поверхности тела больного, при определенных технических условиях освещения составляет 30 г/мин. Необходимо вычислить, какое время необходимо для освещения патологического очага, расположенного на коже больного, при тех же условиях дозой в 360 г. Для этого установленную лечебную дозу необходимо разделить на минутную мощность действующей дозы, измеренной на поверхности:

360 г
_______  = 12 минут

30 г/мим.

Метод косвенной дозиметри и состоит в том, что по известной мощности дозы в воздухе, измеренной при определенных условиях освещения, можно вычислить величину действующей дозы на поверхности и глубине. В основе этого метода лежат тесные соотношения, которые существуют между мощностью дозы на поверхности и глубине и дозой, измеренной в воздухе, при равных условиях освещения. Эти соотношения хорошо изучены и могут быть выражены в цифрах, которые сводятся в специальные дозиметрические таблицы. При помощи этих таблиц можно вычислить мощность дозы как на поверхности, так и на глубине, при любых, применяемых в практике условиях освещения (таблицы Гребе и Ницге), либо сразу определить время, необходимое для применения действующей дозы в 1СЮ г на поверхность (табл. 13) и на глубине 10 см (табл. 14). Практическое применение этих таблиц возможно, если известны еле -дующие данные: 1) мощность дозы в воздухе (рентгеновский показатель, стандартное время); 2) качество излучения (HWS); 3) условия, освещения: а) кожно-фокусное расстояние и б) величина освещаемого поля.

Для вычисления времени, необходимого для сообщения на поверхность действующей дозы в 100 г, надлежит установленное стандартное время умножить на число из табл. 13, соответствующее избранным условиям освещения (HWS, фокусное расстояние, величина поля).


Приведем пример: необходимо установить, в течение какого времени получится действующая доза на поверхность в 100 г при величине освещаемого поля в 150 см2 и фокусном расстоянии 30 см при следующих технических условиях: 180 kV, фильтр 0,5 Си + 1А1, жесткость IIWS Си : 1,00. Известно, что при этих условиях мощность дозы в воздухе, измеренная на расстоянии 50 см от фокуса трубки (рентгеновский показатель), равна 10 г/мии. Отсюда следует, что стандартное время, т. е. время, необходимое для получения 100 г


10 г/мин. • 0,258 = 2,58 минут.

Время, необходимое для получения определенной дозы на глубине, определяется путем таких же расчетов. Стандартное время умножается на число, взятое из табл. 14. Это число учитывает также зависимость дозы от ослабления интенсивности, согласно закону квадратов расстояния. Полученное произведение указывает время, необходимое для сообщения действующей дозы в 100 г тканям, расположенным на глубине 10 см. Зная время, необходимое для получения 100 г, без труда можно вычислить то время, которое необходимо для подведения установленной по медицинским показаниям дозы к патологическому очагу, расположенному на этой глубине.

Значение мощности дозы на некоторой глубине в рентгенотерапии выражается также в виде процента от мощности дозы на поверхность.

Процентной глубинной дозой называют помноженное на 100 отношение физической дозы на глубине (Рх) к дозе па поверхности (Р0):
Ее величина может быть также установлена косвенным путем при помощи специальных таблиц. Кривая изменения процентной дозы на глубине для практически однородного излучения представлена на качественной диаграмме (рис. 460).

Метод косвенной дозиметрии, благодаря точности, простоте и удобству измерения, а также несложности расчета дозы, в настоящее время является основным способом количественного определения действующей дозы.

Таким образом в настоящее время ионизационные методы измерения энергии рентгеновых лучей дают возможность в поддающихся сравнению и контролю величинах определить проникающую способность (жесткость) и степень однородности рентгеновского излучения, а также установить время, необходимое для применения действующей дозы на поверхности и глубине тела.

Этим, однако, задачи дозиметрии целиком не исчерпываются, так как помимо установления величины физической дозы для практических целей необходимым является изучение ее биологического эквивалента — биологической дозы. Последнее представляет не менее сложную задачу, чем установление физической дозы, так как. биологическая доза помимо величины физической дозы характеризуется также коэфициентом рентгеночувствительностп ' поглощающей ткани — величиной крайне неустойчивой как в физиологических, так особенно и в патологических условиях.

Изучение взаимоотношений между физической дозой рентгеновых лучей и реагирующим на воздействие объектом составляет предмет рентгенобиологии.





Теги: основы дозометрии
234567 Начало активности (дата): 19.11.2022 23:08:00
234567 Кем создан (ID): 989
234567 Ключевые слова:  рентгенонотерапия, рентген лучи, свойства лучей, основы дозометрии
12354567899