Skip to main content

9788027107094

Page 1

Lucie Súkupová

Radiační ochrana při rentgenových výkonech – to nejdůležitější pro praxi


Poděkování Poděkování patří hlavně Edvardu Vajglovi za skvělé obrázky, nad nimiž strávil desítky hodin, a Filipovi Jírů za prvotní nápad napsat knihu. Děkuji také prof. MUDr. Janu Peregrinovi, CSc., a jeho Pracovišti radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM za vstřícný přístup. A dále děkuji čtyřem odborným společnostem, konkrétně Radiologické společnosti ČLS JEP, České společnosti fyziků v medicíně, z. s., České společnosti intervenční radiologie ČLS JEP – Nadaci prof. Rösche a Společnosti radiologických asistentů České republiky, z. s., bez jejichž finanční podpory byste teď knihu nedrželi v ruce. Velmi děkuji také svým rodičům za jejich neutuchající podporu v tom, co dělám. autorka, 2. 1. 2018


Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována ani šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího p­ ísemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.

Ing. Lucie Súkupová, Ph.D., EACMPE

Radiační ochrana při rentgenových výkonech – to nejdůležitější pro praxi Autorka: Ing. Lucie Súkupová, Ph.D., EACMPE Recenze: Mgr. Ondřej Krahula, MBA MUDr. Ing. Iva Krulová Vydání odborné knihy schválila Vědecká redakce nakladatelství Grada Publishing, a.s. © Grada Publishing, a.s., 2018 © Lucie Súkupová, 2018 Cover Design © Grada Publishing, a.s., 2018 Foto na obálku dodala autorka. Obrázky v knize pocházejí z archivu autorky, není-li uvedeno jinak. Vydala Grada Publishing, a.s. U Průhonu 22, Praha 7 jako svou 6887. publikaci Odpovědný redaktor Mgr. Marek Chvátal Sazba a zlom Antonín Plicka Počet stran 280 1. vydání, Praha 2018 Vytiskly Tiskárny Havlíčkův Brod, a.s. Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků, což není zvláštním způsobem vyznačeno. Postupy a příklady v této knize, rovněž tak informace o lécích, jejich formách, dávkování a aplikaci jsou sestaveny s nejlepším vědomím autorů. Z jejich praktického uplatnění ale nevyplývají pro autory ani pro nakladatelství žádné právní důsledky.

ISBN 978-80-247-2842-1 (pdf) ISBN 978-80-271-0709-4 (print)


Kniha vznikla za významné podpory těchto odborných společností a spolků:

}} Radiologická společnost České lékařské společnosti J. E. Purkyně }} Česká společnost fyziků v medicíně, z.s. }} Česká společnost intervenční radiologie České lékařské společnosti J. E. Purkyně – Nadace prof. Rösche }} Společnost radiologických asistentů České republiky, z.s.


www.crs.cz


www.csfm.cz


Česká společnost intervenční radiologie České lékařské společnosti J. E. Purkyně – Nadace prof. Rösche

www.csir.cz


SPOLEČNOST RADIOLOGICKÝCH ASISTENTŮ ČESKÉ REPUBLIKY, z.s. THE CZECH RADIOGRAPHERS SOCIETY Člen EFRS Vydavatel časopisu Praktická radiologie

SRLA ČR Náves Svobody 35/47, 779 00 Olomouc

WWW.SRLA.CZ


Obsah Seznam zkratek a fyzikálních jednotek ���������������������������������������������������������������� 9 Seznam obrázků ��������������������������������������������������������������������������������������������������� 11 Seznam tabulek ����������������������������������������������������������������������������������������������������� 17 Předmluva ������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 19 Úvod ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 21 1 1.1 1.2 1.3 1.4

Radiační ochrana při lékařském ozáření ������������������������������������������������ 23 Princip zdůvodnění ������������������������������������������������������������������������������������������� 23 Princip optimalizace ������������������������������������������������������������������������������������������ 24 Princip limitování dávek ����������������������������������������������������������������������������������� 25 Princip bezpečnosti zdrojů ������������������������������������������������������������������������������� 25

2 2.1

Zobrazovací řetězec ��������������������������������������������������������������������������������� 27 Rentgenka ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 27 2.1.1 Katoda �������������������������������������������������������������������������������������������������� 27 2.1.2 Anoda ��������������������������������������������������������������������������������������������������� 29 2.1.3 Další části rentgenky �������������������������������������������������������������������������� 30 2.1.4 Velikost ohniska ���������������������������������������������������������������������������������� 30 2.1.5 Efekt stínění katody ���������������������������������������������������������������������������� 32 2.1.6 Charakteristiky rentgenky ����������������������������������������������������������������� 33 2.1.7 Efekt zeslabení anody ������������������������������������������������������������������������� 37 2.1.8 Typy rentgenek ������������������������������������������������������������������������������������ 38 Produkce rentgenového záření ������������������������������������������������������������������������ 40 2.2.1 Brzdné záření ��������������������������������������������������������������������������������������� 41 2.2.2 Charakteristické záření ���������������������������������������������������������������������� 43 Spektrum rentgenového záření ������������������������������������������������������������������������ 44 2.3.1 Rentgenové spektrum kvalitativně a kvantitativně ������������������������ 44 2.3.2 Parametry charakterizující rentgenové spektrum �������������������������� 47 Interakce záření s pacientem ���������������������������������������������������������������������������� 48 2.4.1 Fotoelektrický jev �������������������������������������������������������������������������������� 49 2.4.2 Comptonův rozptyl ���������������������������������������������������������������������������� 52 2.4.3 Další typy interakcí ����������������������������������������������������������������������������� 53 2.4.4 Rozdíl mezi vázanou a volnou částicí ���������������������������������������������� 54 Detekce záření ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 56 2.5.1 Nepřímá digitalizace ��������������������������������������������������������������������������� 57 2.5.2 Zesilovač obrazu ��������������������������������������������������������������������������������� 58 2.5.3 Přímá digitalizace ������������������������������������������������������������������������������� 59 2.5.4 Detektory čítající jednotlivé částice �������������������������������������������������� 60 Rozptýlené záření a jeho redukce �������������������������������������������������������������������� 61 Expoziční parametry ����������������������������������������������������������������������������������������� 64 Kvalita obrazu a její hodnocení ����������������������������������������������������������������������� 65

2.2 2.3 2.4

2.5

2.6 2.7 2.8

5


2.9 3 3.1 3.2

3.3 3.4

3.5

4 4.1

2.8.1 Prostorové rozlišení ���������������������������������������������������������������������������� 66 2.8.2 Rozlišení při nízkém kontrastu ��������������������������������������������������������� 75 2.8.3 Šum ������������������������������������������������������������������������������������������������������� 77 2.8.4 Artefakty ���������������������������������������������������������������������������������������������� 79 Zpracování, zobrazení a archivace dat ������������������������������������������������������������ 81 Zobrazovací modality ����������������������������������������������������������������������������� 89 Skiagrafie ������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 90 Mamografie �������������������������������������������������������������������������������������������������������� 91 3.2.1 Vznik obrazu v mamografii ��������������������������������������������������������������� 92 3.2.2 Mamografický rtg systém ������������������������������������������������������������������ 94 3.2.3 Zobrazení a archivace dat ������������������������������������������������������������������ 97 3.2.4 Digitální tomosyntéza v mamografii ������������������������������������������������ 97 Dentální radiologie �������������������������������������������������������������������������������������������� 99 Angiografie, intervenční a skiaskopické výkony ����������������������������������������� 100 3.4.1 Angiografický systém ����������������������������������������������������������������������� 101 3.4.2 Volba expozičních parametrů a princip fungování expoziční automatiky ����������������������������������������������������������������������������������������� 102 3.4.3 Zobrazovací módy ���������������������������������������������������������������������������� 104 3.4.4 Faktory ovlivňující dávku pacientovi ��������������������������������������������� 108 Výpočetní tomografie �������������������������������������������������������������������������������������� 112 3.5.1 CT skener ������������������������������������������������������������������������������������������� 113 3.5.2 Rekonstrukce CT obrazu ����������������������������������������������������������������� 116 3.5.3 Základní parametry CT obrazu ������������������������������������������������������ 123 3.5.4 Parametry skenování u CT �������������������������������������������������������������� 124 3.5.5 Módy náběru dat ������������������������������������������������������������������������������� 133 3.5.6 Volba expozičních parametrů a fungování expoziční automatiky ����������������������������������������������������������������������������������������� 135 3.5.7 Technologie a faktory ovlivňující dávku pacientovi ��������������������� 137 3.5.8 CT artefakty ��������������������������������������������������������������������������������������� 143 3.5.9 Spektrální CT zobrazování �������������������������������������������������������������� 146

4.2 4.3

Dozimetrie pacientů ����������������������������������������������������������������������������� 151 Veličiny používané v rentgenové diagnostice ���������������������������������������������� 151 4.1.1 Fyzikální veličiny ������������������������������������������������������������������������������ 151 4.1.2 Veličiny pro odhad rizika ����������������������������������������������������������������� 159 Způsoby dozimetrie a odhadu dávek ������������������������������������������������������������ 161 Průměrné dávky pro rentgenové výkony ����������������������������������������������������� 171

5 5.1 5.2

Radiobiologie ���������������������������������������������������������������������������������������� 177 Deterministické účinky záření ����������������������������������������������������������������������� 178 Stochastické účinky záření ����������������������������������������������������������������������������� 179

6 6.1

Ozáření v těhotenství ���������������������������������������������������������������������������� 185 Poškození plodu v důsledku ozáření při rentgenových výkonech ������������ 185 6.1.1 Deterministické účinky na plod ����������������������������������������������������� 185 6.1.2 Stochastické účinky na plod ������������������������������������������������������������ 186 Dávky na plod při různých rentgenových výkonech ���������������������������������� 187 Odhad dávky na plod �������������������������������������������������������������������������������������� 188 Postup při ozáření plodu �������������������������������������������������������������������������������� 189

6.2 6.3 6.4 6


7 7.1 7.2

Použití ochranného stínění u pacientů ������������������������������������������������� 193 Stínění orgánů v primárním rentgenovém svazku �������������������������������������� 193 Stínění orgánů mimo primární rentgenový svazek ������������������������������������� 195

8 8.1 8.2 8.3 8.4

Radiační ochrana pracovníků v radiodiagnostice ������������������������������� 199 Radiační ochrana pracovníků na skiagrafickém pracovišti ����������������������� 200 Radiační ochrana pracovníků na CT pracovišti ������������������������������������������ 200 Radiační ochrana pracovníků na skiaskopickém a katetrizačním sále ���� 200 Rizika spojená s prací s rentgenovým zářením �������������������������������������������� 205

9 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6

Management dávek záření �������������������������������������������������������������������� 211 DICOM standard ��������������������������������������������������������������������������������������������� 212 Dostupné zdroje informací o dávkách ���������������������������������������������������������� 212 Anonymizace dat ��������������������������������������������������������������������������������������������� 215 Programy pro sledování dávek ����������������������������������������������������������������������� 217 Diagnostické referenční úrovně ��������������������������������������������������������������������� 218 Radiologické standardy a klinické audity ����������������������������������������������������� 219

10 Testovací otázky ������������������������������������������������������������������������������������� 221 Otázky ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 221 Správné odpovědi ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 251 O autorce ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 263 Rejstřík ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 265 Souhrn ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 271 Summary ������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 273

7


Seznam zkratek a fyzikálních jednotek AAPM ABC ADRC AEC ALARA AP ATCM B CBCT CD CNR CNRD CR CR CT CTDI CTDIVOL CTDIW D DG DT DICOM DR DRÚ DQE DSA E ERCP ESF FoV FWHM G GSDF HT HU HVL IAEA ICRP

Americká asociace fyziků v medicíně (American Association of Physicists in Medicine) automatické řízení jasu (Automatic Brightness Control) expoziční automatika u angiografických a skiaskopických systémů (Auto­ matic Dose Rate Control) expoziční automatika (Automatic Exposure Control) tak nízký, jak je rozumně dosažitelné (As Low As Reasonably Achievable) předozadní projekce (Antero-Posterior) automatická modulace proudu (Automatic Tube Current Modulation) faktor zpětného rozptylu (Backscatter factor) Cone-Beam CT kaudální (projekce, směr) poměr kontrastu a šumu (Contrast-to-Noise Ratio) poměr kontrast/šum a dávky (Contrast-to-Noise Ratio to Dose) nepřímá digitalizace (Computed Radiography) kraniální (projekce, směr) výpočetní tomografie (Computed Tomography) kermový index výpočetní tomografie (Computed Tomography Dose Index) objemový (volumetrický) CTDI vážený CTDI absorbovaná dávka střední dávka v mléčné žláze orgánová dávka v orgánu T formát dat (Digital Imaging and Communications in Medicine) digitální radiografie (přímá digitalizace) diagnostická referenční úroveň detekční kvantová účinnost (Detective Quantum Efficiency) digitální subtrakční angiografie efektivní dávka endoskopická retrográdní cholangiopankreatografie odezva na hranu (Edge Spread Function) oblast zájmu (Field of View) šířka píku v polovině maxima (Full Width at Half Maximum) podíl energie vynaložené na vznik brzdného záření funkce pro zobrazení stupňů šedi na diagnostickém monitoru (Grayscale Standard Display Function) ekvivalentní dávka v orgánu T Hounsfieldova jednotka (jednotka pro CT čísla) polotloušťka (Half-Value Layer) Mezinárodní agentura pro atomovou energii (International Atomic Energy Agency) Mezinárodní komise pro radiologickou ochranu (International Com­ mission on Radiological Protection) 9


Radiační ochrana při rentgenových výkonech IRP

intervenční referenční bod, vstupní referenční bod pacienta (Interven­ tional Reference Point) IQ inteligenční kvocient (Intelligence Quotient) K kerma (Kinetic Energy Released in MAtter) vstupní povrchová kerma Ke dopadající kerma Ki LAO levá šikmá projekce (Left Anterior Oblique) LAT boční (laterální) LET lineární přenos energie (Linear Energy Transfer) LSF odezva na čárový impulz (Line Spread Function) MDRÚ místní diagnostická referenční úroveň MIP rekonstrukce maximálních intenzit (Maximum Intensity Projection) MPR multiplanární rekonstrukce (MultiPlanar Reconstruction) MR magnetická rezonance (Magnetic Resonance) MRS místní radiologické standardy MTF modulační přenosová funkce (Modulation Transfer Function) NDRÚ národní diagnostická referenční úroveň NRS Národní radiologické standardy PA zadopřední projekce (Postero-Anterior) PACS archivační systém (Picture Archiving and Communications Systems) PCD detektory čítající jednotlivé částice (Photon-Counting Detectors) součin kermy a plochy (Kerma-Area Product) PKA součin kermy a délky (Kerma-Length Product) PKL PMMA polymetylmetakrylát, plexisklo PSF odezva na bodový impulz (Point Spread Function) RAO pravá šikmá projekce (Right Anterior Oblique) RDSR strukturovaná zpráva o radiační dávce (Radiation Dose Structured Report) rtg rentgenový SNR poměr signálu a šumu (Signal-to-Noise Ratio) SNRD poměr signál/šum a dávky (Signal-to-Noise Ratio to Dose) SPR poměr rozptýleného a primárního záření (Scatter-to-Primary Ratio) SSDE CTDI normované na efektivní průměr pacienta (Size-Specific Dose Estimate) SÚJB Státní úřad pro jadernou bezpečnost TFT thin-film tranzistorová matice TIPS transjugulární intrahepatální portosystémová spojka TLD termoluminiscenční dozimetr, dozimetrie UNSCEAR United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation US ultrazvuk (UltraSonography) VRT technika objemového zobrazení (Volume Rendering Technique) WL střed zobrazeného okna ve stupních šedi (Window Level) radiační váhový faktor wQ tkáňový váhový faktor wT WW šířka zobrazeného okna ve stupních šedi (Window Width) Y výtěžnost rentgenky

10


Seznam obrázků

Seznam obrázků Není-li uvedeno jinak, pocházejí obrázky z archivu autorky. 2.1 Základní části rentgenky ������������������������������������������������������������������������������������� 28 2.2 Fokuzační mistička rentgenky pro usměrnění elektronů dopadajících na anodu ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 28 2.3 Pevná (vlevo) a rotační (vpravo) anoda ������������������������������������������������������������� 29 2.4 Terčík rotační anody �������������������������������������������������������������������������������������������� 30 2.5 Vliv napětí na fokuzační mističce na tvar ohniska ������������������������������������������� 31 2.6 Skutečná a efektivní velikost ohniska ���������������������������������������������������������������� 32 2.7 Katodová charakteristika rentgenky s efektem stínění katody ����������������������� 33 2.8 Zatěžovací charakteristika anody (Toshiba – ROTANODE E79016X, ohnisko 1,0 mm, rotace anody 9000 otáček/min) �������������������������������������������� 35 2.9 Vychlazovací a zahřívací charakteristika anody (Philips – Technical data MRC-GS 200 0508) ���������������������������������������������������������������������������������������������� 36 2.10 Angiografická charakteristika anody ����������������������������������������������������������������� 36 2.11 Intenzita rtg svazku při heel efektu (efektu zeslabení anody) ������������������������� 38 2.12 Schéma rotační rentgenky ����������������������������������������������������������������������������������� 40 2.13 Rotační rentgenka Straton (Siemens) ���������������������������������������������������������������� 40 2.14 Interakce elektronů při vzniku brzdného záření ���������������������������������������������� 41 2.15 Spektrum brzdného záření – filtrované a nefiltrované ������������������������������������ 42 2.16 Rentgenové spektrum – brzdné a charakteristické záření ������������������������������ 43 2.17 Rentgenová spektra pro různá napětí, spektra vytvořena v programu SpekCalc ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 45 2.18 Rentgenová spektra s různými filtracemi, spektra vytvořena v programu SpekCalc ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 46 2.19 Vliv zvlnění napětí na tvar spektra ��������������������������������������������������������������������� 46 2.20 Závislost hmotnostního součinitele na energii pro fotoefekt pro různé materiály ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 50 2.21 Závislost hmotnostního součinitele různých typů interakcí na energii pro různé energie pro měkkou tkáň ������������������������������������������������������������������� 51 2.22 Zastoupení interakcí v závislosti na protonovém čísle materiálu Z a na energii ������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 51 2.23 Schematické znázornění Comptonova rozptylu ����������������������������������������������� 52 2.24 Vliv napětí na kontrast obrazu – zleva 60 kV, 75 kV, 120 kV (Upstate Medical University) ������������������������������������������������������������������������������ 53 2.25 Konstrukce zesilovače obrazu (G1, G2, G3 – elektrody) �������������������������������� 58 2.26 Vstupní okénko zesilovače obrazu ��������������������������������������������������������������������� 59 2.27 Původní obraz rtg hrudníku při 120 kV, obraz měkkých tkání (po subtrakci kostí), obraz kostí (Bushberg et al. The essential physics of medical imaging, 2012) ������������������������������������������������������������������������������������ 61 2.28 Protirozptylová mřížka a její základní parametry �������������������������������������������� 63 2.29 Paralelní (nefokuzovaná) a divergentní (fokuzovaná) mřížka ����������������������� 63 2.30 Obraz s použitím protirozptylové mřížky a bez ní na fantomu o tloušťce 30 cm – dávka mezi obrazy se liší 4× ����������������������������������������������� 64

11


Radiační ochrana při rentgenových výkonech 2.31 2.32 2.33 2.34 2.35 2.36 2.37 2.38 2.39 2.40 2.41 2.42 2.43 2.44 2.45 2.46 2.47 2.48 2.49 2.50 2.51 2.52 3.1 3.2 3.3 3.4

12

Simulace bodového impulzu a výsledný obraz odezvy – Point Spread Function (PSF) ������������������������������������������������������������������������������������������������������ 67 Simulace čárového impulzu a výsledný obraz odezvy – Line Spread Function (LSF) ������������������������������������������������������������������������������������������������������ 68 Odezva na bodový impulz (PSF), na čárový impulz (LSF) a na hranu (ESF) ��������������������������������������������������������������������������������������������������� 68 Prostorové rozlišení ve frekvenční doméně (u každého páru čar je udána tloušťka čáry Δ, rozlišení (lp/mm) se vypočte jako 1/(2Δ), www.ceessentials.net) ������������������������������������������������������������������������������������������� 69 Konvoluce původního objektu s odezvou na bodový impulz a ukázka modulační přenosové funkce ������������������������������������������������������������������������������ 69 Pokles kontrastu obrazu pro vyšší frekvenci v objektu ������������������������������������ 70 Limitní prostorové rozlišení �������������������������������������������������������������������������������� 71 MTF pro jednotlivé části zobrazovacího řetězce (A, B, C) a výsledná MTF (celý systém) ����������������������������������������������������������������������������� 71 Průběh vzorkovaného signálu ����������������������������������������������������������������������������� 72 Vzorkování signálu ����������������������������������������������������������������������������������������������� 72 Vzorkování signálu při detekci digitálním detektorem ����������������������������������� 73 Vstupní signál a jeho podvzorkování ���������������������������������������������������������������� 73 Oblasti pro výpočet CNR ������������������������������������������������������������������������������������ 76 Oblasti pro výpočet SNR ������������������������������������������������������������������������������������� 76 Příspěvek elektronického šumu k měřenému signálu ������������������������������������� 78 Strukturní šum digitálního detektoru ���������������������������������������������������������������� 78 Rentgenový obraz s různým počtem pixelů: 10242 (vlevo nahoře), 642 (vpravo nahoře), 322 (vlevo dole) a 162 (vpravo dole) (Bushberg et al. The essential physics of medical imaging, 2012) ��������������������� 82 Rentgenový obraz s různou bitovou hloubkou – bitová hloubka 8 (vlevo nahoře), 3 (vpravo nahoře), 2 (vlevo dole) a 1 (vpravo dole) (Bushberg et al. The essential physics of medical imaging, 2012) ��������������������� 82 Různá nastavení WL a WW pro CT obraz (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) �������������������������������������������������������������������������� 84 MPR zobrazující povodí koronární tepny (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) �������������������������������������������������������������������������� 85 MIP rekonstrukce (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) �������������������������������������������������������������������������������������������������� 85 VRT rekonstrukce (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) �������������������������������������������������������������������������������������������������� 85 Vyzářená energie na jednoho pacienta pro různé zobrazovací modality (osa X udává rozsah používaných napětí, osa Y udává hodnotu součinu napětí, proudu rentgenky a doby expozice na jednoho pacienta) ����������������� 89 Exponenciální zeslabení záření při pronikání tkání pacienta ������������������������ 91 Obraz získaný systémem film-fólie (vlevo) a digitální technologií (vpravo) (se souhlasem Radiodiagnostické kliniky Všeobecné fakultní nemocnice v Praze) ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 92 Lineární součinitele zeslabení pro jednotlivé tkáně v mamografii – tuk, glandulární tkáň a duktální karcinom ��������������������������������������������������������������� 93


Seznam obrázků 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28 3.29 3.30 3.31 3.32 3.33

Subjektivní kontrast mezi duktálním karcinomem a glandulární tkání v závislosti na energii ������������������������������������������������������������������������������������������� 93 Konstrukce mamografického rtg systému ��������������������������������������������������������� 94 Nefiltrované Mo spektrum se součinitelem zeslabení Mo filtru �������������������� 95 Mamografické rtg spektrum s kombinací Mo/Mo a Mo/Rh (anoda/terčík) ������������������������������������������������������������������������������������������������������� 96 Mamografické rtg spektrum s kombinací Rh/Rh a nepoužitelné spektrum s kombinací Rh/Mo ���������������������������������������������������������������������������������������������� 96 Obraz z digitální mamografie (vlevo) a obraz zrekonstruovaný z tomosyntézy (vpravo) (se souhlasem Radiodiagnostické kliniky Všeobecné fakultní nemocnice v Praze) ����������������������������������������������������������� 98 Intraorální rtg snímek (Pracoviště odborné ambulantní péče IKEM) ���������� 99 Panoramatický rtg snímek (Pracoviště odborné ambulantní péče IKEM) ��� 100 Fungování automatiky řízení dávkového příkonu (ADRC) v závislosti na velikosti (tloušťce) pacienta ������������������������������������������������������������������������� 103 Vliv přídavné Cu filtrace na rtg spektrum (základní filtrace 3,0 mm Al) ��� 103 Akviziční (vlevo) a skiaskopický (vpravo) obraz koronárních tepen: dávka při akvizici je 4,5× vyšší než u skiaskopie (Klinika radiologie IKEM) ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 105 Obraz s kontrastní látkou a obraz po odečtení nativního obrazu (masky): DSA (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) ����������� 106 Kontinuální skiaskopie (nahoře), pulzní skiaskopie (uprostřed) a pulzní skiaskopie s grid-switched technologií (dole) ��������������������������������� 107 Obraz z pulzní a kontinuální skiaskopie (AAPM Report 125, 2012) ����������� 108 Dávka na jeden snímek v závislosti na tloušťce pacienta pro detektor o velikosti 25 cm ������������������������������������������������������������������������������������������������� 109 Geometrie rtg svazku v CT skeneru ����������������������������������������������������������������� 113 CT geometrie bez bow-tie filtru a příslušný dávkový profil na detektoru ��� 114 CT geometrie s bow-tie filtrem a příslušný dávkový profil na detektoru ��� 115 Dávková distribuce ve fantomu v závislosti na použitém bow-tie filtru ����� 115 Ukázka 1D protirozptylové mřížky u CT �������������������������������������������������������� 116 Obrazová matice se součiniteli zeslabení a profil zeslabení �������������������������� 117 Obrazová matice se součiniteli zeslabení v jiné projekci ������������������������������� 118 Profily zeslabení pro zjednodušený model fantomu �������������������������������������� 118 Ukázka vzniku sinogramu a samotného sinogramu �������������������������������������� 119 Zpětná projekce profilů zeslabení do matice obrazu ������������������������������������� 119 Sinogram a rekonstruovaný obraz v horní části, v dolní části filtrovaný sinogram a tomu příslušný obraz (Bushberg et al. The essential physics of medical imaging, 2012) ���������������������������������������������������������������������������������� 120 Rekonstrukce filtrovanou zpětnou projekcí a iterativní rekonstrukcí SAFIRE se silou 1, 3 a 5 (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) ������������������������������������������������������������������������������������������������ 121 Hmotnostní součinitel zeslabení v závislosti na energii svazku pro měkkou tkáň, kost a jod (šedým pruhem je zvýrazněna oblast rtg svazků na CT – napětí 70–140 kV odpovídají efektivní energie cca 45–60 keV) ��� 122 Ukázka náběru dat pro dva různé pitch faktory (nahoře menší pitch faktor, dole větší) ��������������������������������������������������������������������������������������� 125 13


Radiační ochrana při rentgenových výkonech -

3.34 3.35 3.36 3.37 3.38 3.39

3.40 3.41 3.42 3.43 3.44 3.45 3.46 3.47 3.48 3.49 3.50 3.51 3.52 3.53 3.54 3.55

3.56

14

Rekonstruované řezy o tloušťce 1 mm, 5 mm a 10 mm (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) �������������������� 126 Rekonstruované řezy o tloušťce 1 mm, 5 mm a 10 mm (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) �������������������� 127 Různá uspořádání detektorů pro čtyřřezové CT se stejnou velikostí detekčních elementů ������������������������������������������������������������������������������������������ 128 Různá uspořádání detektorů pro šestnáctiřezové CT s adaptivní velikostí detekčních elementů ��������������������������������������������������������������������������� 129 Ukázka CT obrazů v závislosti na různé hodnotě použitých kV (převzato z Tack D. Radiation dose from multidetector CT, 2012) ��������������� 130 Ukázka použití devíti různých filtrů pro abdominální část – kernely shora zleva B10f, B20f, B31f, B50f, B70f, B80f (všechny filtrovaná zpětná projekce, čím nižší číslo, tím více vyhlazený obraz, čím vyšší číslo, tím lépe viditelné detaily, ale i šum), I50f – 1, I50f – 3, I50f – 5 (iterativní rekonstrukce se silou 1, 3, 5) (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) ������������������������������������������������������������������������ 131 Ukázka použití čtyř různých kernelů (obraz nahoře vlevo je příliš vyhlazen, detaily jsou rozmazané, obraz dole vpravo je přehnaně vyostřen) (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) �������������������� 132 Retrospektivní (A) a modifikovaný retrospektivní (B) EKG-gating a prospektivní (C) a modifikovaný prospektivní (D) EKG-triggering �������� 135 Podélná ATCM ��������������������������������������������������������������������������������������������������� 136 Úhlová ATCM (průběh mA v průběhu rotace) ���������������������������������������������� 136 Konvenční ATCM (vlevo) a orgánová ATCM (vpravo) �������������������������������� 138 Distribuce dávky v axiálním řezu při orgánové ATCM �������������������������������� 138 Poměr kontrast/šum v závislosti na napětí ����������������������������������������������������� 140 Dávka záření v závislosti na napětí ������������������������������������������������������������������ 140 Správná a špatná centrace pacienta na CT ������������������������������������������������������ 140 Overscanning a s ním související dávka ���������������������������������������������������������� 141 Adaptivní stínění na CT ������������������������������������������������������������������������������������ 142 Ukázka obrázků s různými stupni iterace – SAFIRE rekonstrukce se silou iterace 1, 3 a 5 (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) ������������������������������������������������������������������������������������������������ 142 Ukázka streak artefaktu plynoucího z tvrdnutí svazku v důsledku přítomnosti paží ve svazku (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) ������������������������������������������������������������������������������������������������ 144 Ukázka streak artefaktů vznikajících v důsledku implantovaných stentů a kalcifikací v koronárních tepnách (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) ������������������������������������������������������������������������ 144 Ukázka streak artefaktů v důsledku přítomnosti kovových protéz (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) �������������������� 144 Artefakt částečného objemu – CT číslo léze v kroužku je rovno 482 HU pro tloušťku řezu 1 mm, 463 HU pro tloušťku řezu 5 mm a 376 HU pro tloušťku řezu 10 mm (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) ������������������������������������������������������������������������������������������������ 145 Ukázka pohybového artefaktu (se souhlasem Radiodiagnostického oddělení Nemocnice na Homolce) ������������������������������������������������������������������ 145


Seznam obrázků 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 5.1 5.2 7.1 7.2 8.1 8.2 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5

Měnící se velikost rtg pole v závislosti na vzdálenosti od zdroje ����������������� 154 Profil kermy K(z) ve vzduchu pro jeden CT řez o tloušťce T ����������������������� 155 Ukázka PMMA fantomu pro CT s tužkovou ionizační komorou ��������������� 156 Ukázka měření LAT průměru na topogramu a LAT a AP průměru na axiálním řezu pacienta ���������������������������������������������������������������������������������� 158 Kruhový průřez s vyznačením efektivního průměru a s plochou průřezu shodnou s plochou průřezu reálného pacienta s vyznačením AP a LAT průměru (AAPM Report 204, 2011) ����������������������������������������������������������������� 158 Uživatelské rozhraní softwaru PCXMC (STUK, Finsko) ������������������������������ 162 Alderson RANDO fantom (Imaging Solutions, www.imagingsol.com.au) ���������������������������������������������������������������������������������� 162 Dávková distribuce na kůži (maximální dávka 5388 mGy v oblasti levé lopatky) �������������������������������������������������������������������������������������������������������� 167 Strukturovaná zpráva o radiační dávce (RDSR) ze systému Artis Zee (Siemens) ������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 168 Angiografický systém a poloha IRP vzhledem k pacientovi ������������������������� 168 Uživatelské rozhraní softwaru CT-Expo (Sascrad, Německo) ��������������������� 170 Uživatelské rozhraní softwaru ImpactDose (CT Imaging GmbH, Německo) ������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 170 Závažnost deterministických účinků v závislosti na dávce ��������������������������� 178 Pravděpodobnost výskytu stochastických účinků v závislosti na dávce ����� 180 Ukázka rozmístění detektorů expoziční automatiky (dva periferní detektory AEC, jeden centrální detektor AEC) ���������������������������������������������� 194 Mamogram se stíněním a bez stínění (Sechopoulos I. Mammography and the risk of thyroid cancer. Am J Roentgenol 2012; 198: 705–707) ��������� 196 Stropní závěsné stínění se závěsnými zástěrkami (Mavig) ���������������������������� 202 Ukázka závěsného stolního stínění s dodatečným bočním stíněním (Mavig) ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 202 Ukázka informací z DICOM hlavičky (prohlížeč Dicompass) �������������������� 213 Ukázka dávkového reportu z CT vyšetření provedeného na CT skeneru Siemens (bílými rámečky jsou zvýrazněny hodnoty dávkových veličin pro každou fázi a celková dávka) ���������������������������������������������������������������������� 214 Ukázka RDSR pro jednu skiaskopickou část �������������������������������������������������� 215 Ukázka softwaru DicomCleaner (www.pixelmed.com) �������������������������������� 216 Program DoseUtility pro analýzu dávek z CT výkonů ���������������������������������� 216

15


Seznam tabulek 2.1 3.1 3.2 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 6.1 6.2 6.3 8.1

Zastoupení jednotlivých interakcí ve vodě ������������������������������������������������������� 54 Normalizovaný dávkový příkon na pacienta pro jednotlivé projekce ��������� 111 Hodnoty HU pro různé tkáně a materiály ������������������������������������������������������ 122 Přehled tkáňových váhových faktorů �������������������������������������������������������������� 160 Konverzní faktory g pro výpočet DG ���������������������������������������������������������������� 164 Korekční faktory s pro používané kombinace anody a filtru pro výpočet DG ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 164 Korekční faktory c pro ženy ve věku 50–64 let pro výpočet DG ������������������� 165 Korekční faktory c pro ženy ve věku 40–49 let pro výpočet DG ������������������� 166 Typické efektivní dávky pro skiagrafická vyšetření a mamografii ��������������� 171 Typické efektivní dávky pro skiaskopické výkony ������������������������������������������ 172 Typické efektivní dávky pro dentální vyšetření ���������������������������������������������� 172 Typické efektivní dávky pro CT vyšetření ������������������������������������������������������� 173 Typické efektivní dávky pro angiografické výkony ���������������������������������������� 174 Pravděpodobnost vzniku deterministických a stochastických účinků �������� 187 Přehled dávek na plod při různých rtg výkonech ������������������������������������������ 187 Přehled programů použitelných pro odhad dávky na plod �������������������������� 189 Normalizovaný dávkový příkon lékaři pro jednotlivé projekce ������������������� 204

17


Předmluva Kniha Radiační ochrana při rentgenových výkonech – to nejdůležitější pro praxi velmi úspěšně zaplňuje mezeru v současné na trhu dostupné literatuře, která se věnuje rizikům spojeným se zobrazováním s použitím rentgenového záření. Přístroje využívající rentgenové záření, ať už jde o diagnostické zobrazování, nebo o kontrolu diagnosticko-terapeutických výkonů, v posledních letech prodělaly a stále prodělávají velmi bouřlivý rozvoj a nepochybně velmi významně ovlivňují současnou medicínu. Prakticky každé lékařské zařízení má přístroje, které rentgenové záření vy­ užívají, a většina medicínských oborů bez těchto metod nemůže existovat. Je tedy jasné, že je naprosto nezbytné, aby byla celá medicínská veřejnost seznámena s potenciálními riziky, která rentgenové záření může přinášet, a měla dobré znalosti o ochraně před těmito riziky. Předkládaná kniha není určena pouze pracovníkům radiodiagnostických pracovišť, ale i lékařům a zdravotníkům z oborů, které v menší nebo větší míře přicházejí s rentgenovým zářením do styku (kardiologie, ortopedie, neurologie, gastroenterologie a řada dalších). Kniha dává možnost nejen se seznámit se základními riziky, která jsou spojena s využitím rentgenového záření jak pro zdravotníky, tak pro pacienty, ale současně poskytuje také rozbor principů různých typů medicínského zobrazování, které jsou založeny na rentgenovém záření. Kromě obecných pravidel ochrany před zářením jsou zde diskutovány i specifické způsoby radiační ochrany při různých typech zobrazení, resp. výkonu, a každý pracovník, který přichází s tímto zářením při své profesi do styku, se může dozvědět detaily o tom, jak co nejúčinněji chránit nejen sebe a své kolegy, ale i pacienty. Pozornost je věnována rovněž otázkám, které se týkají užívání rentgenových paprsků u těhotných žen, což je oblast, která u nás není dlouhodobě transparentně řešena; stejně tak je v knize zmiňována ochrana pacientů v dětském věku. Kniha poskytuje také možnost dozvědět se o fyzikálních vlastnostech rentgenového záření podstatně více, než je třeba pro běžnou praxi, jsem si ale jist, že i tyto části si najdou své čtenáře, ať již z řad zdravotníků, či mezi pracovníky, kteří se zabývají hygienou záření. Předností předkládaného materiálu je i sada testovacích otázek, které umožní čtenáři zjistit, zda dané problematice dobře porozuměl, nebo zda je třeba se k některé oblasti ještě vrátit. Výhodou knihy je i to, že přestože se věnuje „nezáživné problematice“, je napsaná stylem, který umožňuje dobrou orientaci v textu. Tuto knihu uznávají Radiologická společnost ČLS JEP a Česká společnost intervenční radiologie ČLS JEP jako oficiální materiál pro vzdělávání lékařů a případně také radiologických asistentů. prof. MUDr. Jan Peregrin, CSc., přednosta Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM, Praha

19


Úvod V České republice je každoročně provedeno přibližně 16 milionů rentgenových výkonů, z nichž přibližně 4 miliony představují dentální radiologické výkony, jak uvádí Státní úřad pro jadernou bezpečnost na základě dat získaných od zdravotních pojišťoven. Z počtu výkonů vyplývá, že lékařské ozáření se v průměru týká téměř každého z nás jako pacienta. Velký důraz je proto na národní úrovni kladen na radiační ochranu pacientů, tj. aby byly prováděny výkony řádně indikované a pokud možno s použitím optimální zobrazovací techniky. Na provádění výkonů se přímo i nepřímo podílí velké množství pracovníků (radio­ logičtí asistenti, radiologové, kardiologové, radiologičtí fyzikové atd.), kteří mohou obdržet významné osobní dávky. Proto by i přístup těchto pracovníků měl být přizpůsoben tomu, aby obdrželi co nejmenší dávky, tj. aby byla optimalizovaná také jejich radiační ochrana. Tato kniha se zabývá rentgenovou diagnostikou jako takovou, tj. obsahuje detailní popis celého zobrazovacího řetězce včetně dalších, vedlejších aspektů. Dále se zabývá popisem jednotlivých zobrazovacích modalit, dávkovými veličinami, radiobiologií, ale i radiační ochranou pracovníků. V neposlední řadě poskytuje sadu testů, na kterých si čtenář může ověřit porozumění textu. Kniha neposkytuje vyčerpávající přehled všech zmíněných oblastí, některé části by určitě zasluhovaly více místa, ale podává stručný úvod a seznámení s problematikou všech jmenovaných oblastí. Některé podstatné věci jsou zde rozebrány detailněji, jiné jsou pouze zmíněny, aby si je čtenář případně mohl dohledat v jiné literatuře. Kniha může sloužit jako zdroj informací o dané problematice pro pracovníky se zářením v radiologii (skiagrafie, výpočetní tomografie, intervenční radiologie, dentální radiologie…), ale taktéž v intervenční kardiologii nebo v jiných oblastech, kde se používá rentgenové záření při skiaskopicky naváděných výkonech.

21


1

1

Radiační ochrana při lékařském ozáření

V průběhu předešlých několika desetiletí došlo k významnému pokroku v zobrazovacích technologiích, který měl dva hlavní dopady. Jednak tento pokrok umožnil snížení dávek pacientům při planárních rentgenových (rtg) výkonech: např. při rtg vyšetření lebky došlo k poklesu orgánové dávky na mozek z hodnot okolo cca 20 mGy, uváděných v letech 1930–1959, na aktuální hodnoty okolo 1–2 mGy; podobně pro plíce, kdy došlo k poklesu původních orgánových dávek na plíce okolo 0,4–0,5 mGy, uváděných letech 1930–1959, na současných cca 0,25 mGy. Druhý dopad moderních technologií je v tom, že umožňují získání diagnostické informace v mnohem větší míře, avšak někdy i za cenu vyšší dávky pacientům, typicky ve výpočetní tomografii (CT). V neposlední řadě však moderní technologie umožňují provádět výkony, o kterých by se nám dříve ani nesnilo, např. transkatétrovou implantaci srdeční chlopně. Jak je již známo, v důsledku ozáření vznikají deterministické a stochastické účinky (více v 5. Radiobiologie), před kterými je třeba se nějakým způsobem chránit. Cílem radiační ochrany je vyloučit vznik deterministických účinků a snížit míru rizika vzniku stochastických účinků na minimum, resp. na úroveň přijatelnou pro jednotlivce a společnost. K tomu slouží čtyři základní principy radiační ochrany, které jsou uplatňovány, zejména však principy první a druhý: 1. Princip zdůvodnění 2. Princip optimalizace 3. Princip limitování dávek 4. Princip bezpečnosti zdrojů Nyní podrobněji o každém z těchto principů a jak je uplatňován při lékařském ozáření v rentgenové diagnostice.

1.1

Princip zdůvodnění

Tento princip říká, že z každé metody v lékařství využívající ozáření pacienta ionizujícím zářením by měl plynout dostatečný benefit pro ozářeného pacienta nebo pro společnost, aby došlo k vyvážení újmy způsobené ozářením. Jednoduše řečeno to znamená, že podstoupí-li pacient nějaký radiodiagnostický výkon s použitím ionizujícího záření, které je škodlivé a způsobuje tedy určitou újmu pacientovi, měl by z tohoto výkonu plynout dostatečný benefit pro pacienta, např. diagnostika onemocnění nebo zlepšení stavu nemoci (při intervenčních výkonech). Prakticky se princip zdůvodnění uplatňuje následovně. Před žádostí o vyšetření s použitím ionizujícího záření by se mělo uvážit, zda lze získat požadovanou diagnostickou informaci bez použití ionizujícího záření. Zde se nabízí ultrazvukové vyšetření (US) nebo vyšetření magnetickou rezonancí (MR). Není-li možné použít US ani MR, měla by být jasně stanovena indikace, proč je vyšetření s použitím ionizujícího záření požadováno, aby bylo možné zhodnotit benefit plynoucí z tohoto vyšetření. Typickým příkladem nedodržování principu zdůvodnění je např. provádění rentgenového vyšetření srdce a plic u každého pacienta, který navštíví určitou ordinaci. Dalším příkladem je provádění CT vyšetření v krátkých časových intervalech v průběhu určité 23


1

Radiační ochrana při rentgenových výkonech léčby, např. u pacienta je diagnostikováno onemocnění, je mu předepsána medikace a ­každý měsíc v průběhu následujícího půl roku je mu provedeno CT vyšetření, přičemž samotný výsledek CT vyšetření v dané situaci nic nezmění. Pacient bude užívat léky i nadále, z CT vyšetření neplyne dostatečný benefit pro pacienta. Princip zdůvodnění se obtížně aplikuje u vyšetření, o které požádá sám pacient jako samoplátce, protože se domnívá, že mu není toto vyšetření indikováno z finančních důvodů. Lékař může správně usuzovat, že výsledek vyšetření nezmění postup léčby, ale pacient to svádí na neochotu lékaře indikovat toto vyšetření. Nebo je lékaři zřejmé, že dané vyšetření nemůže pomoci s diagnostikou určité nemoci, ale pacient to opět svádí na neochotu lékaře. Proto při požadavku samoplátců na CT vyšetření není problémem neochota pracovišť provést vyšetření, ale spíše zdůvodnění daného vyšetření, tedy je-li újma plynoucí z dávky dostatečně vyvážena možným benefitem. Kvůli principu zdůvodnění nejsou téměř nikdy prováděna vyšetření s použitím ioni­ zujícího záření na dobrovolnících, zatímco např. u MR vyšetření je v rámci výzkumu skoro vždy vyšetřovanou skupinou i skupina dobrovolníků. Přesto existuje výjimka, kdy je vyšetření s použitím ionizujícího záření provedeno na dobrovolnících, a to v rámci některých výzkumů nebo při zavádění nových vyšetřovacích metod do praxe. Skupiny dobrovolníků jsou však velmi malé ve srovnání se skupinami dobrovolníků pro MR vyšetření. Z celkového počtu rtg výkonů je až 30 % radiodiagnostických výkonů nesprávně indikovaných, jsou tedy nezdůvodněné, jak zaznívá z řad expertů. Přesto je významná část z nich provedena, protože kontraindikace z řad radiologů je někdy velmi obtížná. Avšak pozitivní je, že před provedením některých výkonů jsou kontaktováni indikující lékaři, aby ozřejmili situaci u některých nejasných indikací, případně je jim radiology vysvětleno, proč je vhodnější indikace jiné zobrazovací metody. V současné době existuje v České republice dokument Indikační kritéria pro zobrazovací metody, který vyšel v roce 2003 ve Věstníku Ministerstva zdravotnictví. Tento dokument poskytuje návod indikujícím lékařům, jak by měli postupovat při určitých problémech z hlediska indikace radiodiagnostických výkonů. Mimo to však existuje celá řada doporučení nebo guidelines různých odborných společností, která taktéž pomáhají lékařům správně indikovat radiodiagnostické výkony. Vzhledem ke stáří českého dokumentu týkajícího se indikačních kritérií lze vycházet také z guidelines některých organizací, např. American College of Radiology (https://www.acr.org/Quality-Safety/ Appropriateness-Criteria), Royal College of Radiologists (https://www.rcr.ac.uk/clinical-radiology/being-consultant/rcr-referral-guidelines/about-irefer) nebo Evropské komise (https://health.gov.mt/en/forms/Documents/radiation_protection.pdf).

1.2

Princip optimalizace

Cílem principu optimalizace je zajistit, aby velikost individuálních dávek, pravděpodobnost ozáření a počet jednotlivců vystavených ozáření byly na co nejnižší úrovni s přihlédnutím k současným odborným znalostem a hospodářským a sociálním faktorům. Tento princip se označuje jako ALARA, což je akronym sloganu „As Low As Reasonably Achievable“. Při implementaci principu optimalizace při lékařském ozáření sem vstupuje ještě získání diagnostické informace, tj. je nutné získat dostatečnou diagnostickou informaci 24


Radiační ochrana při lékařském ozáření za co nejnižších dávek s přihlédnutím k hospodářským a společenským faktorům. Ideálně je výsledkem rtg snímek dostatečné kvality získaný při co nejnižší dávce. Součástí optimalizace je i zavedení, používání a pravidelná revize diagnostických referenčních úrovní (DRÚ). DRÚ jsou úrovně dávek v lékařských radiodiagnostických nebo intervenčních radiologických činnostech pro typické vyšetření skupiny standardních pacientů pro obecně definované typy vybavení. Více o DRÚ v 9.5 Diagnostické referenční úrovně. DRÚ jsou směrné hodnoty pro lékařské ozáření, které přispívají k usměrnění lékař­ ských expozic. Nemají charakter závazných ukazatelů a jsou metodou prvního přiblížení k posouzení optimalizace. Jejich časté překračování je podnětem k prošetření příčin nepřiměřeně vysoké zátěže pacientů a k nápravným opatřením týkajícím se zpravidla techniky vyšetření.

1.3

Princip limitování dávek

Obecně nejsou pro ozáření pacientů stanoveny dávkové limity, tj. lékařské záření nepodléhá limitům, protože by to značně omezovalo možný zdravotní přínos pro konkrétního pacienta. Avšak pro pracovníky v lékařství již limity platí, stejně jako platí pro ostatní radiační pracovníky. Pro ozáření pacientů jsou jako součást optimalizace stanoveny směrné hodnoty ve formě diagnostických referenčních úrovní. Více v 1.2 Princip optimalizace a 9.5 Diagnostické referenční úrovně. Limity se uplatňují pro obecnou populaci, pro učně a studenty a pro pracovníky se zářením. Nikoliv však pro pacienty podstupující lékařské ozáření. Více informací v aktuálních doporučeních a vyhlášce Státního úřadu pro jadernou bezpečnost (SÚJB).

1.4

Princip bezpečnosti zdrojů

Tento princip vyžaduje, aby všechny zdroje ionizujícího záření podléhaly pravidelné kontrole, zejména kvůli ověření stability a spolehlivosti daného zdroje, resp. rtg systému. Před prvním použitím rtg systému pro klinické účely je provedena přejímací zkouška a následně se parametry pravidelně kontrolují prostřednictvím zkoušek dlouho­dobé stability a zkoušek provozní stálosti. Rozsah a četnost zkoušek, kdo je smí provádět, jak postupovat v případě nesouladu a jiné skutečnosti s tím související jsou stanoveny v aktuální vyhlášce a doporučeních SÚJB.

Literatura ke kapitole 1

Kolektiv autorů. Principy a praxe radiační ochrany. Praha: Státní úřad pro jadernou bezpečnost, 2000. Melo DR, Miller DL, Chang L, Moroz B, Linet MS, Simon SL. Organ doses from diagnostic medical radiography – Trends over eight decades (1930 to 2010). Health Phys 2016; 111(3): 235–255. Ministerstvo zdravotnictví České republiky. Věstník MZ ČR. Indikační kritéria pro zobrazovací metody. Ročník 2003, částka 11. Rozlívka Z. Radiační ochrana na pracovištích s diagnostickými rentgeny ve zdravotnictví. Pardubice: Unit, 2005. 25

1


1

Radiační ochrana při rentgenových výkonech Směrnice Rady 2013/59/EURATOM. Úřední věstník Evropské unie. 2014. Vyhláška Státního úřadu pro jadernou bezpečnost č. 422/2016 Sb., o radiační ochraně a zabezpečení radionuklidového zdroje. www.mamo.cz.

26


Zobrazovací řetězec

2

Zobrazovací řetězec

Podstatou rtg zobrazení je zeslabení fotonů rtg záření v zobrazovaném objektu, přesněji řečeno to, jak rtg fotony interagují v zobrazovaném objektu. Zobrazovaný objekt obsahuje mnoho druhů zeslabujících tkání a materiálů, např. kost, měkkou tkáň a vzduch, které se liší lineárním součinitelem zeslabení neboli tím, jak v nich rtg záření interaguje (více v 2.4 Interakce záření s pacientem). Pro různé materiály je zastoupení interakcí různé, proto i kontrast jednotlivých zobrazených oblastí je jiný. Bude-li rtg záření použito pro zobrazení objektu, který má všude stejnou tloušťku a je tvořen homogenním materiálem, nebude mít výsledný obraz žádný kontrast, nebude v něm rozeznatelná jakákoliv struktura. Bude-li se však objekt skládat z materiálů s různou hustotou a různou tloušťkou, bude zeslabení rtg fotonů jednotlivými oblastmi různé a ve výsledném obrazu bude patrný kontrast. Obecně platí, že čím více se sousední materiály liší svým zeslabením rtg fotonů (čím větší kontrast objektu), tím větší je kontrast ve výsledném obrazu (kontrast obrazu). Výsledný obraz není ovlivněn pouze tím, jaký je kontrast objektu, ale také tím, jaký rtg svazek je použit pro zobrazení a jak efektivně receptor obrazu přenáší kontrast. Dále je výsledný obraz ovlivněn množstvím rozptýleného záření, artefakty, zkreslením. A v neposlední řadě je ovlivněn postproces­ singem a výsledným zobrazením na displeji. Tyto a mnoho dalších jevů přispívají ke kvalitě zobrazení. Jednotlivé prvky zobrazovacího řetězce budou detailněji rozebrány v této kapitole. Mezi základní části zobrazovacího řetězce patří rentgenová lampa (dále používán termín rentgenka), produkující rtg záření, a receptor obrazu, který záření detekuje, vyhodnocuje a umožňuje vznik rtg obrazu. Mezi další součásti zobrazovacího řetězce patří filtrace, kryt, kolimátor a protirozptylová mřížka. Teprve mezi kolimátorem a protirozptylovou mřížkou se nachází vyšetřovaný objekt, kterým je pacient. Nyní podrobněji o jednotlivých částech zobrazovacího řetězce.

2.1

Rentgenka

Rentgenka, správně rentgenová lampa, je zjednodušeně řečeno trubice s vakuem uvnitř, jejíž součástí je žhavená katoda, která slouží jako zdroj elektronů. Tyto elektrony jsou urychlovány z katody a dopadají na terčík neboli anodu, čímž vzniká rentgenové záření. Rentgenka tedy slouží k produkci rtg záření. Základními součástmi každé rentgenky jsou katoda a anoda, které jsou umístěny v evakuované skleněné baňce chlazené olejem, umístěné ve stínicím krytu s kolimátorem, který umožňuje vymezení užitečného rtg svazku. Mezi katodou a anodou je udržován vysoký elektrický potenciál, řádově desítky kilovoltů. Grafické znázornění rentgenky je na obr. 2.1.

2.1.1

Katoda

Katoda, tvořená spirálovitě navinutým wolframovým vláknem (s příměsí thoria, které zvyšuje efektivitu emise elektronů a prodlužuje životnost katody) o tloušťce 0,2 mm (proto se někdy označuje jako katodové vlákno), slouží k produkci elektronů. Toto 27

2


Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
9788027107094 by Knižní­ klub - Issuu