В начале 70-х, когда техника высокочастотного инвертирования пришла в рентгенодиагностику, были распространены генера­ торы с частотой 7-20 кГц. На нижней границе частот генератор неприятно свистел.

Далее частоту подняли до 20-40 кГц, но область 100 кГц, позволяющая резко уменьшить размер высоковольтного транс­ форматора и улучшить его работоспособность, была долгое время недостижимой. У нас принято называть генераторы с частотой инвертирования до 40 кГц — среднечастотными.

Увеличение частоты приводит к уменьшению как пульсаций высокого напряжения (до 1%), так и общих размеров генерато­ ра. Только к 2000 г. появились надежные высокочастотные ге­ нераторы (100 кГц), которые могут стабильно работать как в ре­ жиме рентгенографии, так и в режиме флюороскопии.

Выбор параметров экспозиции (технических условий ис­ следования)

Режим выбора трех значении (мА, кВ, с)

Любой современный рентгеновский генератор (рис. А-63) обес­ печивает в процессе экспозиции поддержание заданного уров­ ня высокого напряжения (кВ), заданную силу анодного тока (мА)

ивремя экспозиции (с). Это основные параметры экспозиции.

Вручном режиме вы можете установить любой набор из упо­ мянутых трех параметров. Если этот набор не соответствует техническим возможностям генератора и трубки, то вместо эк­ спозиции вы получите сообщение об ошибке.

ВРуководстве описаны все случаи, когда рекомендуется ра­ ботать в ручном режиме.

Режим выбора двух значений (кВ, мАс)

Мы рекомендуем вам обратить внимание на режим выбора двух значений — кВ (в зависимости от размера пациента) и мАс — в зависимости от норм дозовой нагрузки. Руководство построено на использовании этого режима.

Режим автоматического контроля экспозиции (АКЭ) — выбор одного значения (кВ)

Вы можете работать в режиме выбора одного параметра экспо­ зиции — кВ, который определяется размером пациента. В этом случае работает система автоматического контроля экспози­ ции (АКЭ), которая опрашивает ионизационную камеру, рас­ положенную за пациентом. Система настроена на определен­ ную экспозиционную дозу, при которой гарантировано получе­ ние нужной оптической плотности изображения на пленке. От свойств этой камеры многое зависит (см. ниже).

Использование анатомических программ

Работа в этом режиме максимально комфортна для рентгенола­ боранта. До выполнения укладки пациента следует выбрать на пульте управления генератора:

•тип пациента (крупный/средний/маленький),

•исследуемый орган,

•тип проекции.

Остается только выполнить укладку и экспозицию.

В анатомической программе заложены следующие значения:

•рабочее место;

•режим АКЭ или режим двух параметров — кВ/мАс;

•в режиме АКЭ — рабочие поля ионизационной камеры;

•кВ для выбранного типа пациента;

•мАс для выбранной проекции;

•фокус трубки;

•чувствительность пленки;

•коррекция плотности почернения.

Рис. А-63. Пульт управления генератора G100, ВИЛЛА СМ, Италия

Рис. А-64. Сенсорный пульт управления генератора G100, ВИЛЛА СМ, Италия

О проекциях, описанных в Руководстве

Если оставить за рамками нашего рассмотрения главы Руко­ водства о маммографии, дентальную рентгенографию и ли­ нейную томографию, то в Руководстве описано 217 проекций. (Из них основных — 153 и 64 специальных). Некоторые проек­ ции (около 20) имеют альтернативные варианты исполнения (на столе или стойке снимков, при различной укладке).

Распределение рабочих мест по проекциям выглядит следую­ щим образом: на стойке снимков — 57 проекции, на столе сним­ ков — 109 проекций, на кассету, расположенную на деке стола или на внешней поверхности стойки снимков, либо в специаль­ ном внешнем держателе — 69 проекций.

Мы перенастроили традиционную таблицу уставок генерато­ ра G100 по Руководству.

Генератор G100 в его базовом варианте позволяет сделать

4 стартовых страницы первого уровня и на каждой странице предложить 8 разделов (банков данных) по восемь проекций.

Приступая к работе, вы можете выбрать один из четырех стартовых листов. В каждом листе до 8 разделов, в каждом раз­ деле до 8 проекций.

Вариант поставки G100 с сенсорным экраном (рис. А-64) гораз­ до удобнее. Кроме того, в данном случае выполненная нами ру­ сификация интерфейса стоила затраченной на нее работы, так как на экране появляются достаточно сложные сообщения.

Система автоматического контроля экспозиции (АКЭ)

Система АКЭ (рентгеновский экспонометр) — важнейший эле­ мент рентгенодиагностического аппарата. Для некоторых про­ екций, которые рекомендовано выполнять в ручном режиме, ее не используют, но для большинства часто выполняемых проек­ ций использование системы АКЭ рекомендовано и необходимо Если фотолаборатория оснащена проявочной машиной, то АКЭ обеспечит стабильность результатов фотопроцесса.

Система автоматического контроля экспозиции (рис. А-65) состоит из нескольких элементов, из которых важнейшим явля­ ется ионизационная камера (элемент 7).

Рентгеновское излучение создает электрический заряд внут­ ри камеры, который измеряется генератором. При достижении заданной дозы, необходимой для получения изображения на пленке генератор выключает экспозицию.

Ионизационные камеры для системы АКЭ

Рассмотрим две группы ионизационных камер, для упрощения назовем их — «воздушные» и «твердотельные».

Чувствительность «воздушных» ионизационных камер сущес­ твенно меньше, чем у «твердотельных». То есть при одной и той же дозе в «твердотельной» камере возникает в миллионы раз больший заряд, чем в «воздушной».

Так для «воздушных» камер (рис. А-66), чувствительность со­ ставляет — 60-80 пкКл/мГр (пико Кулон — 10 -12 Кулон), а для «твердотельной» углепластиковой камеры (рис. А-67) чувс­ твительность составляет — 260 мкКл/мГр (микро Кулон = 10 -6 Кулон) — примерно в 5 миллионов раз больше.

Слабые токи (порядка 10 -11 А), которые образуются в «воздуш­ ной камере» необходимо усилить, прежде чем отправлять на ге­ нератор, который расположен в 10-15 метрах от камеры. По этому в зарубежных воздушных камерах прямо на их корпусах расположены предусилители (см. рис. А-66). Токи в твердотель­ ных камерах существенно выше и в данном случае не требуется такого деликатного устройства как предусилитель.

Показания «воздушных» камер могут зависеть от метеороло­ гических факторов температуры и атмосферного давления.

Оборудование фирмы ВИЛЛА СM оснащается в основном твердотельными камерами фирмы Джиллардони (Италия), но по заказу клиентов могут поставляться и «воздушные» камеры фирмы BАKУTЕK (Германия)

Рис. А-65. Система Автоматического Контроля Экспозиции (АКЭ) 1 — рентгеновская трубка; 2 — диафрагма;

3 — камера для измерения экспозиционной дозы на выходе глубинной диафрагмы;

4— рентгеновский генератор;

5— блок АКЭ;

6— растр;

7— ионизационная камера АКЭ;

8— кассета с пленкой

Рис. А-66. Ионизационные камеры фирмы VACUTEC, (Германия) с предусилителями

Рис. А-67. Твердотельная (углепластиковая) ионизационная камера фирмы Джиллардони, Италия, с тремя рабочими полями

Дозовая нагрузка на пациента — терминология и принципы

Основной физической величиной, принятой в дозиметрии для оценки воздействия излучения на организм является поглощен­ ная доза, которая измеряется в Греях1 (1 Грэй = 1 Дж/кг). Эта величина тщательно изучена для большинства биологических тканей и основных видов радиационного излучения в широком диапазоне энергий. То есть существуют пересчетные таблицы

между параметрами экспозиции (кВ и мАс) и дозой, поглощен­ ной различными органами пациента при исследовании.

Излучение по-разному воздействует на биологические ткани. У человека есть радиочувствительные ткани (гонады, красный костный мозг, хрусталик глаза) и менее чувствительные ткани — кожа, корковое вещество кости. Оценка радиационного воз­ действия излучения на ткани привела к созданию коэффициен­ тов качества для каждого органа и типа излучения. Умножение дозы, поглощенной органом, на коэффициенты качества дает нам эквивалентную дозу, которая измеряется в Зивертах2.

Сумма эквивалентных доз по всем органам, затронутым из­ лучением, дает нам эффективную эквивалентную дозу — ЭЭД

(тоже измеряется в Зивертах).

То есть эквивалентная доза, которая определяет дозовую на­ грузку на пациента при рентгенодиагностическом исследова­ нии — это вычисляемый параметр. Не существует приборов, которые позволяют ее измерить напрямую.

Погрешность нерасчетных коэффициентов их разработчи­ ки — биофизики оценивают в 20-30%. Скептики (физики) го­ ворят о 50-60%.

ВРуководстве приведены оценки средних доз, доз на кожу

ирадиочувствительные органы. В принципе этих оценок доста­

точно для ведения журнала дозовых нагрузок на пациента.

Индивидуальная ЭЭД получаемая пациентом, традиционно рассчитывается по таблицам. Надо знать, сколько лет пациен­ ту, исследуемый орган, тип проекции, и размер кассеты, РИП. После этого в таблице надо найти коэффициент Kd, умножить его на величину мАс и на радиационный выход трубки (указан в паспорте на трубку). Реальное значение мАс любой современ­ ный генератор сообщает после экспозиции. Эта методика на­ иболее корректная.

Для флюороскопии были разработаны ионизационные камеры (элемент 3 на рис А-65 и рис. А-68), которые позволяют оце­ нить суммарную экспозиционную дозу на выходе глубинной диафрагмы с учетом положения шторок диафрагмы (размера области диафрагмирования) за все время исследования.

Экспозиционная доза — специфическая величина, введенная в

дозиметрии для фотонного излучения. Она равна значению пол­ ного заряда ионов одного знака, который образуется в воздухе при полном торможении электронов и позитронов, освобожден­ ных фотонами в единице массы воздуха. Измеряется в Кулонах на кг (Кл/кг), может быть пересчитана для нормальных условий при комнатной температуре воздуха в мГр/см2. Чаще использует­ ся внесистемная единица — рентген (1 Р = 2,58 . 10 -4 Кл/кг).

1В честь С. Грея — английского ученого.

2Рольф Зиверт (1896 - l966) — шведский ученый, первый председатель МКРЗ.

Рис. А-68. Ионизационная (прозрачная) камера фирмы VACUTEC, Германия, для определения экспозиционной дозы на выходе глубин­ ной диафрагмы

Существуют методы оценки эквивалентной дозы по экспо­ зиционной дозе на выходе глубинной диафрагмы. Они менее точны, чем расчет по кВ и мАс, так как пересчетный коэффи­ циент сильно зависит от кВ.

Часто проблема дозиметрии становится источником спекуля­ ции, особенно для чиновников, которые не разбираются в фи­ зике. Обычно выдвигается требование оснастить аппарат дози­ метром. При этом большинство дозиметров, поставленных по требованиям сотрудников СЭС, представляют собой отдельно стоящие устройства, которые чаще всего не включаются так как построение системы дозиметрического контроля гораздо сложнее, чем закупка дозиметра.

С 1 мая 2003 г. действует новый САНПИН 2.6.1.1192-03 там, в пункте 2.8, говорится: «При разработке новых отечественных, закупке импортных и эксплуатации существующих рентгеноди­ агностических аппаратов должно быть предусмотрено опреде­ ление индивидуальных доз облучения пациентов при проведе­ нии рентгенологических исследований». То есть можно исполь­ зовать традиционный метод определения дозы по мАс и кВ. Мы считаем, что никакой обязательной закупки дозиметров не требуется.

При флюороскопии дозу тоже можно оценить по параметрам экспозиции и времени исследования, которое фиксирует тай­ мер генератора.

Дозиметрия на рентгеновском генераторе G100

Уникальность генератора G100 в том, что он позволяет исполь­ зовать как традиционный метод определения индивидуальной дозы, так и работать с внешней ионизационной камерой, кото­ рая определяет экспозиционную дозу.

После экспозиции генератор сообщает о реально сгенериро­ ванном кВ и суммарной экспозиции — мАс.

При подключение ионизационной камеры на пульте управле­ ния генератором после каждой экспозиции будет также показа­ на поверхностная экспозиционная доза в мГр/см2. В отличие от внешнего дозиметра, который можно не включать, генератор G100 каждый раз будет сообщать о дозовой нагрузке.