4 курс / Лучевая диагностика / ПРИМЕНЕНИЕ_КИЛОВОЛЬТНОГО_РЕНТГЕНОВСКОГО_ИЗЛУЧЕНИЯ_ДЛЯ_ПЛАНИРОВАНИЯ

Величина CTDI измеряется в различных точках стандартного фантома тела (диаметр 32 см) и головы (диаметр 16 см). Фантом обеспечивает среду рассеяния, сходную с тканями тела пациента, но не идентичную им. Профиль дозы заметно шире, чем профиль среза из-за дивергенции пучка, а также рассеянного излучения (рис. 8.1а). В результате вклад прилежащих слоев увеличивает локальную дозу излучения во время сканирования любой области тела (рис. 8.1б).

Рис. 8.1. а. Профиль среза и профиль дозы для одиночного КТ-среза. б. Суммирование локальных доз при сканировании тела.

Площадь под профилем дозы описывает индекс дозы CTDI. Наличие многих рядом расположенных срезов увеличивает локальную дозу из-за вклада из прилежащих срезов. Максимальная доза в центре сканируемого объема соответствует объемному индексу CTDIvol, если сканируемый объем достаточно велик и достигается относительное плато

CTDIw – взвешенное значение CTDI

Теоретически измерения CTDI должны включать все дозовые вклады от «хвостов» профилей дозы. Поскольку часто это практически неосуществимо, используются конечные пределы измерений. Индекс «100» в выражении CTDI100 обозначает, что измерение было сделано на протяжении 100 мм.

Величина CTDIw является средневзвешенным значением величин CTDI100, измеренных в центре и на периферии фантома

171

(при сканировании тела измерения в центре и на периферии могут различаться в два раза).

Значения CTDIw измеряют с помощью ионизационной камеры, которую помещают в разных точках внутри фантома (рис. 8.2,а). Затем рассчитывают CTDIw по измерениям в центре и среднему из 4 измерений по периферии, на расстоянии 1 см под поверхностью фантома:

Измерения проводятся в центре и в 4-8 равноудаленных от центра точках, находящихся на периферии цилиндрического фантома, диаметром 16 или 32 см. Периферические точки находятся на глубине 1 см от поверхности.

Рис. 8.2. а. Измерения индекса дозы, выполненные в центре (CTDIс) и на расстоянии 1 см от периферии фантома диаметром 32 и 16 см. б. Относительное значение индекса дозы уменьшается при увеличении диаметра фантома, что означает недооценку дозы у детей и худых пациентов [5].

Измерение CTDI100 учитывает обратное рассеяние из фантома. Если измерение дозы на центральной оси, определенной в уравнении (2), проводится без фантома, то значение CTDI100 не учитывает рассеянного излучения. Тогда получают величину «в

172

свободном воздухе», обозначенную как CTDIair. Величина аксиальной CTDIair сравнима с воздушной кермой на входе и измеряется в единицах мГр.

Уравнения (8.1) и (8.2) допускают применение значения питча 1 (отношение скорости движения стола к толщине среза), то есть срезы не перекрываются и не имеют пространства между ними. Если значение питча меньше чем 1, то параметр CTDI не представляет собой общую эффективную дозу, поскольку на точку накладываются соседние срезы.

CTDIw представляет собой очень хорошую меру средней дозы излучения внутри сканируемого объема для непрерывного сканирования. Чтобы распространить этот показатель на прерывистое аксиальное сканирование или на спиральное сканирование с питчем 1, в него вносят поправку на фактор питча Р, получая, что

Следовательно, CTDIvol и CTDIw представляют собой среднюю величину дозы по всей плоскости сканирования и на всем протяжении длины сканирования z. Однако нужно понимать, что истинная локальная доза на пациента отличается от CTDIvol тела, так как свойства ослабления излучения тканями пациента отличаются от фантома диаметром 32 см (рис. 8.2, б). У крупных пациентов значительная часть дозы поглощается на периферии, так что локальная доза в центре оказывается меньше, чем у худых пациентов (при условии, что все параметры сканирования остаются неизменными). Доза на периферии также меньше у крупных пациентов, так как периферическая доза накапливается при всех положениях трубки, и у крупных пациентов рентгеновское излучение, проходя через тело, ослабляется сильнее. Из-за этого фактическая средняя доза в сканируемом объеме при тех же параметрах сканирования может быть у очень крупных больных ниже, чем показывает CTDIvol. Для более худых пациентов и органов с меньшим ослаблением излучения (шея, грудная полость) справедливо обратное.

Итак, хотя величина CTDIvol является ценным показателем для сравнения протоколов сканирования, она занижает среднюю дозу в

173

сканируемом объеме у детей и худых пациентов и завышает ее у полных пациентов.

Произведение дозы на длину сканирования

Был введен также параметр DLP – произведение дозы на длину сканирования L, который является мерой суммарной энергии, переданной телу пациента. Единица этой меры – мГр×см. Показатель учитывает не только среднюю дозу в сканируемом объеме, но и длину сканирования:

Чтобы использовать разные значения мАс для любого исследования можно определить нормированное значение nCTDI в единицах мГр/мАс.

Следующая формула дает общую оценку аксиальной дозы в отсутствие рассеяния, измеряемую в мАс для каждого измерения:

где nCTDIair равно 0,20 мГр/мАс и Q – произведение тока и времени на один срез в мАс [4]. Отметим, что произведение тока и времени берется только для одного среза, поскольку доза облучения движется через анатомию пациента при сканировании.

Таким образом, величина DLP документирует тот интуитивно воспринимаемый факт, что, например, при ограниченных КТисследованиях брюшной полости доза должна быть меньше по сравнению с исследованием грудной клетки, живота и таза даже при одинаковом CTDIvol. Так, измеренная воздушная керма на оси (CTDIair) для многосрезового КТ при исследовании грудной клетки взрослого человека находилась в интервале 30-50 мГр.

Измерены дозы при облучении в конycном пучке в условиях: 120 кВ, 660 мАс, фильтр 2 мм Al + 0,1 мм Cu. Чувствительная область детектора составляла 41×41 см, расстояние источник– детектор 155 см. Фантомы диаметром 32 и 16 см. Типичные дозы в центре и на поверхности фантома тела составили 16 и 23 мГр, в то время как для головы дозы в центре и на поверхности имели значение 30 и 29 мГр, соответственно [4].

174

Уровень дозы при исследовании таза на конКТ системы Electa составил 25 мГр при кВп 130 кВ и 1,2 мАс на проекцию. Для системы Varian OBI для поля обозрения 48 см и длине сканирования 17 см доза составила 30-80 мГр. Измерения на системе Varian OBI при использовании фильтра «бабочка», 125 кВп, и технике низких доз дали значения доз в центре и на поверхности фантома 16 см 15 мГр. Для стандартного метода доза для фантома головы составила 74 мГр в центре и 72 мГр на поверхности. В завершение можно утверждать, что все эти измерения соответствуют друг другу, если учитывать различия в геометрии и протоколе сканирования.

КТ с использованием мегавольтных пучков

Другая возможность получения КТ – это использование терапевтического МВпучка ЛУЭ в качестве источника излучения, что иногда предпочтительней, чем применение рентгеновской трубки. Первое клиническое применение системы MВ-КT было проведено в Токио. 3Dизображение получали приблизительно за 38 с при сканировании веерным пучком в диапазоне доз 14-28 мГр и при разрешающей способности 3,5 мм. Энергия пучка 6 МэВ. Данная система используется для укладки пациентов и слежения в режиме он-лайн во время стереотаксического облучения.

Система MВ-КТ развивалась и вошла как часть в коммерческую систему Hi-Art® TomoTherapy. Общая доза, полученная при сканировании одного среза за 5 с., зависит от протокола (величины питча, толщины среза, мощности дозы и т.д.) и размеров пациента, но среди 28 клинических центров, применяющих Tomotherapy, типичная доза составляет 10-30 мГр. Данная доза дает контраст 2-3% и разрешение 1,4 мм. (Для сравнения, диагностическая КТ имеет пространственное разрешение 0,75-1,0 мм при высоком контрасте и разрешение в несколько мм при контрасте 0,5%) [1].

175

Контрольные вопросы

1.Для чего применяется киловольтная визуализация при проведении лучевой терапии?

2.В чем заключается различие в дозах, получаемых пациентом при лучевой терапии и при лучевой диагностике, по величине и распределению в объеме?

3.В каких единицах определяется доза, полученная пациентом при компьютерной томографии?

Список литературы

1.The management of imaging dose during image-guided radiotherapy : Report of the AAPM Task Group 75. // Med. Phys. – 2007. – V. 34. - № 1. - P. 4041-4063.

2.The Role of In-Room kV X-Ray Imaging for Patient Setup and Target Localization / J. Balter [et al.]. - AAPM Report TG 104. - 2009.

3.Рабкин И.Х. Тканевые дозы при рентгенологических

исследованиях / И.Х. Рабкин [и др.]. – М. : Медицина, 1985. –

224с.

4.Прокоп М. Спиральная и многослойная компьютерная томография / М. Прокоп, М. Галански ; пер. с англ. – М. : Медпресс-информ, 2006. – Т. 1. – 416 с.

5.Календер В. Компьютерная томография / В. Календер. – М. : Техносфера, 2006.

6.Evaluation and routine testing in medical imaging departments / IEC (International Electrical Commission). - Part 3-5: Acceptance tests

–Imaging performance of computed tomography X-ray equipment. – Geneva, 2004.

176