OCHRONA RADIOLOGICZNA PACJENTA. Fizyczne właściwości urządzeń radiologicznych stosowanych w danej dziedzinie

Transkrypt

1 OCHRONA RADIOLOGICZNA PACJENTA Fizyczne właściwości urządzeń radiologicznych stosowanych w danej dziedzinie

2 Urządzenia radiologiczne /wg. Ustawy Prawo Atomowe/ to źródła promieniowania jonizującego lub urządzenia służące do detekcji promieniowania jonizującego, wykorzystywane do celów leczniczych lub diagnostycznych 2

3 Podziału urządzeń radiologicznych można dokonać ze względu na przeznaczenie: APARATY DIAGNOSTYCZNE DENSYTOMETRIA RADIOLOGIA ZABIEGOWA RENTGENODIAGNOSTYKA grafia skopia mammografia tomografia komputerowa STOMATOLOGIA 3

4 Powstawanie obrazu związane jest z oddziaływaniem promieniowania z tkanką, więc natężenie wiązki padającej na pacjenta musi być znacznie większe niż natężenie wiązki wychodzącej z pacjenta. Niewiele promieniowania (zwykle ~1%) jest wykorzystane do powstania obrazu. Podczas przechodzenia wiązki przez pacjenta, promieniowanie X oddziałuje z tkanką: tworzy się kontrast wiązki oraz tkanka pochłania promieniowanie. Natężenie wiązki padającej na pacjenta jest około 100 razy większe niż wiązki z niego wychodzącej.

5 Widmo promieniowania X emitowanego przez lampę rtg

6 Optymalizacja ekspozycji medycznej. W badaniach diagnostycznych rentgenowskich i z zakresu medycyny nuklearnej ogranicza się efektywne dawki promieniowania do możliwie najniższego poziomu - przy uwzględnieniu czynników ekonomicznych i społecznych - który zapewni uzyskanie wyniku badania o założonych walorach diagnostycznych. Jakość obrazu na ogół jest tym lepsza im większa jest dawka promieniowania. Uzyskiwanie jakości lepszej niż wystarczającej do postawienia diagnozy jest złamaniem zasad ochrony radiologicznej. 6

7 Wybór energii wiązki podlega optymalizacji 1 0,8 Względne natężenie 0,6 0,4 0,2 Niska energia promieni X: wysoki kontrast obrazu ale wysoka dawka na skórę Energia fotonów (kev) Średnia energia promieni X: średni kontrast i średnia dawka na skórę Wysoka energia promieni X: niski kontrast i dawka na skórę

8 Energia wiązki: Cel modyfikacja spektrum wiązki w celu uzyskania najlepszego kontrastu przy najmniejszej dawce. Linia przerywana obrazuje poprawione spektrum po zastosowaniu filtracji wiązki z użyciem 0.2 mm Cu i zmniejszeniu napięcia na lampie. 1 Względne natężenie 0,8 0,6 0,4 0, Energia fotonów (kev) Promienie X o wysokiej energii (obniżające kontrast) są zredukowane przez zmniejszenie kvp Filtr redukuje promienie X o niskiej energii Promienie X o średniej energii pozostają zapewniając najlepszy kompromis pomiędzy jakością obrazu i dawką

9 Przykład użycia filtra (eliminuje promieniowanie miękkie ) Względne natężenie 1 0,8 0,6 0,4 0, Energia fotonów (kev) Spektrum energetyczne wiązki przed i po użyciu filtru 0.2 mm of Cu. Widać zmniejszone natężenie wiązki i zmiany energii. W celu uzyskania pierwotnego natężenia wiązki musi wzrosnąć natężenie prądu lampy.

10 Rozkład pochłoniętej dawki od stacjonarnej wiązki promieniowania X Gradient dawki po lewej grubsza linia oznacza większą dawkę, po prawej przedstawiono izodozy procentowe

11 Grubsze tkanki absorbują więcej promieniowania, więc więcej promieniowania potrzeba podać przy procedurach z większymi wymiarowo pacjentami. Dawka na skórę jest większe dla większych pacjentów! [ESD = dawka powierzchniowa (Entrance Skin Dose)] 15 cm 20 cm 25 cm 30 cm ESD = 1 jedn. ESD = 2-3 jedn. ESD = 4-6 jedn. ESD = 8-12 jedn. Przykład: 2 Gy Przykład : 4-6 Gy Przykład: 8-12 Gy Przykład: Gy

12 Wniosek: Powierzchnia skóry odpowiadająca wejściu wiązki promieniowania X absorbuje największą dawkę

13 Kratka przeciwrozproszeniowa W diagnostyce istotny problem stwarza duża ilość promieniowania rozproszonego, które nie niesie informacji istotnych diagnostycznie i powoduje niepożądane pogorszenie kontrastu obrazu. W celu eliminacji promieniowania rozproszonego docierającego do detektora obrazu stosuje się tzw. kratki przeciwrozproszeniowe. 13 Kratka podnosi kontrast ale zwiększa dawkę pochłoniętą przez pacjenta.

14 Rodzaje detektorów obrazu Układ błona / folia wzmacniająca. Film po ekspozycji wymaga obróbki fotochemicznej. Folia wzmacniająca zwiększa czułość ale pogarsza zdolność rozdzielczą. Płyty fosforowe (radiografia cyfrowa pośrednia CR). Podobnie jak filmy umieszczone są w kasetach. Po ekspozycji skanowane są wiązką laserową, aby zebrać zapisaną w nich informację. Detektory stałe (radiografia cyfrowa DR) obraz rejestrowany jest w postaci sygnałów elektrycznych indukowanych w detektorach, skąd przekazywany jest bezpośrednio do komputera. 14

15 RENDGENODIAGNOSTYKA Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 18 lutego 2011r. w sprawie warunków bezpiecznego stosowania promieniowania jonizującego dla wszystkich rodzajów ekspozycji medycznej określa: DIAGNOSTYKA Podczas dokonywania diagnostycznych badań rentgenowskich przestrzega się następujących zasad postępowania: 1) stosuje się wyłącznie aparaturę rentgenodiagnostyczną wyposażoną w co najmniej sześciopulsowe zasilacze, z zastrzeżeniem wyjątków określonych w przepisach wydanych na podstawie art. 46 ustawy; 15

16 2) ogranicza się liczbę projekcji, czas ekspozycji oraz rozmiary wiązki promieniowania jonizującego padającej na ciało pacjenta do wartości nie zbędnych dla uzyskania żądanej informacji diagnostycznej; Zasada Alara (As Low As Reasonably Acievable) (tak nisko jak jest to realnie możliwe) Polityka minimalizacji ryzyka poprzez utrzymanie ekspozycji na najniższym poziomie pod względem kosztów, technologii i korzyści dla zdrowia pacjenta. 16

17 17 3) stosuje się osłony osobiste chroniące przed promieniowaniem jonizującym części ciała i narządy pacjenta nie będące przedmiotem badania, a w szczególności znajdujące się w obrębie wiązki pierwotnej tego promieniowania, jeżeli nie umniejsza to diagnostycznych wartości wyniku badania;

18 5) przy analogowej rejestracji obrazów stosuje się wyłącznie automatyczną obróbkę fotochemiczną podlegającą procesowi optymalizacji, z wyłączeniem stomatologicznych badań zewnątrzustnych;

19 6) w dokumentacji medycznej pacjenta zapisuje się fizyczne parametry ekspozycji w sposób umożliwiający odtworzenie warunków badania i dawki, którą otrzymał pacjent, z wyłączeniem stomatologicznych zdjęć wewnątrzustnych, gdzie wymagane jest zapisanie informacji o wykonaniu badania;

20 7) ogranicza się stosowanie jezdnego i przenośnego sprzętu radiologicznego wyłącznie do przypadków, gdy przybycie pacjenta do stacjonarnego urządzenia radiologicznego jest przeciwwskazane ze względów medycznych na sali znajduje się tylko pacjent, któremu wykonuje się zdjęcie lub w wyjątkowych sytuacjach stosuje się parawany ochronne

21 TOMOGRAFIA KOMPUTEROWA 2. Podczas dokonywania diagnostycznych badań za pomocą rentgenowskiego tomografu komputerowego, poza wymaganiami określonymi w ust. 1, należy: 1) w technice spiralnej z istniejących danych rekonstruować obraz warstw pośrednich zamiast wykonywania dodatkowych obrazów; 2) w technice spiralnej zapewnić, aby stosunek skoku spirali do szerokości wiązki był nie mniejszy od jedności; 3) w technice stacjonarnej zapewnić, aby przesunięcie stołu między kolejnymi skanami było nie mniejsze niż szerokość kolimowanej wiązki; 4) stosować osłony osobiste w szczególności na tarczycę, piersi, soczewki oczu i gonady, jeżeli znajdują się one w odległości mniejszej niż 10 cm od obszaru badanego, zwłaszcza u osob poniżej 16. roku życia, jeżeli nie umniejszają one diagnostycznych wartości wyniku badania.

22 MAMMOGRAFIA 3. Podczas diagnostycznych badań za pomocą mammografu, poza wymaganiami określonymi w ust. 1, należy: 1) ograniczać do niezbędnego minimum stosowanie geometrycznego powiększenia obrazu;

23 2) stosować osłony osobiste ochraniające przed promieniowaniem jonizującym jamę brzuszną, w szczególności w przypadku pacjentek w wieku rozrodczym; 3) w analogowej akwizycji do oceny obrazu używać negatoskopów zapewniających luminancję z zakresu cd/m2

24 Wyzwania stojące przed obrazowaniem w mammografii to konieczność rozróżnienia tkanek niewiele różniących się gęstością oraz potrzeba wizualizacji niewielkich mikrozwapnień. mikrozwapnienia masa

25 Mammogram łatwy przypadek Z wiekiem pierś staje się bardziej tłuszczowa i zawiera mniej tkanki gruczołowej Zmiana nowotworowa jest relatywnie łatwa do wykrycia w tego typu piersi

26 Mammogram trudny przypadek Gęsta pierś Zmiana nowotworowa jest trudna do wykrycia w takiej piersi Tkanka gruczołowa (biały obszar) może ukrywać zmianę Piersi młodych kobiet zawierają więcej tkanki gruczołowej powodując zwiększoną gęstość piersi

27 Zależność liniowego współczynnika osłabienia (wykres po lewej) oraz kontrastu fizycznego (po prawej) w funkcji energii dla tkanek obrazowanych w badaniu mammograficznym. Tym lepszy kontrast im mniejsza energia fotonów. Dlatego w mammografii stosuje się zdecydowanie mniejsze energie (napięcia na lampie) niż w radiografii klasycznej.

28 Pierś musi podlegać kompresji. Po uciśnięciu piersi zmniejsza się ilość promieniowania rozproszonego, co poprawia kontrast obrazu i zmniejsza dawkę promieniowania.

29 RADIOLOGIA ZABIEGOWA Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 18 lutego 2011r. w sprawie warunków bezpiecznego stosowania promieniowania jonizującego dla wszystkich rodzajów ekspozycji medycznej określa: Do przeprowadzania procedur z zakresu radiologii zabiegowej stosuje się wyłącznie aparaturę przeznaczoną do tego celu, z wyposażeniem zapewniającym właściwą ochronę pacjenta i personelu przed promieniowaniem jonizującym. 2. Aparatura, o której mowa w ust. 1, jest wyposażona w rejestrator dawki umożliwiający określenie dawki na skórę, którą otrzymuje pacjent, z wyświetlaczem dobrze widocznym dla operatora 26. Wykonywanie zabiegów wymaga: 1) stosowania możliwie najkrótszego czasu emisji promieniowania jonizującego niezbędnego dla prawidłowego wykonania zabiegu; 2) unikania trybu pracy aparatury rentgenowskiej w reżimie wysokiej mocy dawki; 3) właściwego doboru fizycznych parametrów pracy lampy; 4) stosowania możliwie największej odległości lampy od pacjenta; 5) stosowania możliwie najbliższego położenia wzmacniacza obrazu względem ciała pacjenta; 29 CDN

30 30 6) ograniczenia do minimum stosowania powiększenia obrazu poprzez przełączenie pola widzenia wzmacniacza obrazu; 7) zmieniania położenia miejsca wejścia wiązki pierwotnej promieniowania jonizującego; 8) ograniczenia do koniecznego minimum liczby ekspozycji radiologicznych przeznaczonych do rejestracji obrazów; 9) stosowania fluoroskopii pulsacyjnej oraz funkcji zatrzymania ostatniego obrazu (LIH), gdy tylko jest to możliwe z punktu widzenia warunków klinicznych; 10) podawania środka kontrastowego ze strzykawki automatycznej, gdy jest to możliwe z punktu widzenia warunków klinicznych.

31 Zmieniając odległość pacjenta od lampy powodujemy zmianę wartości dawki na skórę. 64 jedn. natężenia 16 jedn. natężenia 4 jedn. natężenia 2 jedn. natężenia Wniosek: utrzymuj lampę od pacjenta w odległości możliwie jak największej.

32 Zmieniając odległość detektora obrazu od pacjenta powodujemy zmianę wartości dawki na skórę. 4 jedn. natężenia Detektor obrazu 2 jedn. natężenia Detektor obrazu Detektor obrazu

33 Wniosek: Przy przeprowadzaniu procedury utrzymuj wzmacniacz obrazu tak blisko pacjenta jak tylko jest to praktycznie możliwe.

34 Grubsze tkanki absorbują więcej promieniowania, więc więcej promieniowania potrzeba podać przy procedurach z ukośnymi wiązkami. Zagrożenie dla skóry jest większe przy ukośnych wiązkach!

35 Reorientacja wiązki przesuwa narażenie na dawkę na inną część skóry redukując dawkę w pierwotnym obszarze napromienianej skóry.

36 Nieznaczna reorientacja wiązki może pozostawić obszary pól pokrywających się skutkując dużymi dawkami w tych obszarach. Dobra kolimacja może zmniejszyć ten efekt.

37 Wzmacniacz Pole widzenia (FOV) Względna moc dawki pochłoniętej przez pacjenta 12" (32 cm) 100 9" (22 cm) 200 6" (16 cm) " (11 cm) 400

38 Rejestratory dawki u pacjenta Dose Area Product (DAP) iloczyn dawki i pola powierzchni przekroju wiązki promieniowania Transmisyjna komora jonizacyjna

39 Dose Area Product (DAP) nie zależy od odległości od źródła promieniowania 0.5 m 1 m 2 m Dawka: Powierzchnia: DAP: 40*10 3 Gy 2.5*10-3 m Gy m 2 10*10 3 Gy 10*10-3 m Gy m 2 2.5*10 3 Gy 40*10-3 m Gy m 2

40 STOMATOLOGIA Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 18 lutego 2011r. w sprawie warunków bezpiecznego stosowania promieniowania jonizującego dla wszystkich rodzajów ekspozycji medycznej określa: 4. Podczas rentgenodiagnostycznych badań stomatologicznych wewnątrzustnych należy: 1) stosować napięcie w przedziale kv; 2) jeżeli jest to możliwe, stosować kolimację prostokątną wraz z układem trzymającym rejestrator obrazu; przy stosowaniu kolimacji okrągłej nie przekraczać średnicy wiązki 60 mm; 3) stosować błony o czułości E lub F według klasyfikacji ISO; 4) stosować osłony indywidualne dla pacjentów obejmujące w szczególności tarczycę. 5. Podczas rentgenowskich badań stomatologicznych pantomograficznych należy: 1) stosować układ błona folia wzmacniająca o czułości 400; 2) rozmiar napromienionego pola ograniczyć do rozmiaru nieprzekraczającego rozmiaru błony lub rejestratora obrazu; 3) szczegolnie starannie ograniczać pole badane do obszaru istotnego klinicznie w cefalometrii; 4) stosować osłony indywidualne dla pacjentow obejmujące w szczegolności tarczycę, jeżeli nie umniejsza to diagnostycznych wartości wyniku badania. 40

41 41 APARATY RTG STOSOWANE W STOMATOLOGII aparaty wewnątrzustne(punktowe), aparaty pantomograficzne, tomografy