София, 27 ноември 2012 2 - Национален център по ... (4).pdf5...

1

МИНИСТЕРСТВО НА ЗДРАВЕОПАЗВАНЕТО

НАЦИОНАЛЕН ЦЕНТЪР ПО РАДИОБИОЛОГИЯ И РАДИАЦИОННА ЗАЩИТА

www.ncrrp.org

София, 27 ноември 2012 2

РЕНТГЕНОВА ДИАГНОСТИКА

и

РЕНТГЕНОЛОГИЯ


НАЧАЛО НА РЕНТГЕНОВАТА ДИАГНОСТИКА


Източник на рентгенови лъчи – рентгеновата тръба

Фотоелектрично поглъщане

Комптънов ефект

Рентгеново лъчение

с енергия 20 - 140 keV

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

0 20 40 60 80 100 120 140

�, (

mA

s)-1

mm

-2

Енергия на фотоните, keV

U=50 kV

U=60 kV

U=70 kV

U=80 kV

U=90 kV

U=100 kV

U-110 kV

U=120 kV

Преобразувател на образа(средство за визуализиране)


2


Основа на метода – зависимостта на общия коефициент на отслабване на рентгеновите лъчи от вида на биологичните тъкани

µ - общ линеeн коефициент на отслабване на рентгеновото лъчение

ψ - мощност на енергийния пренос (интензитет)

∫−=z

dzzyxyx ]),,(exp[),( 0 µψψкости

мускулна тъкан

мастна тъкан


Ко

еф

иц

ие

нт

на

отс

ла

бв

ан

е

контраст



Контрастни вещества - за подобряване на контраста спрямо съседни тъкани с близки отслабващи свойства

20 30 40 50 60 70 80 100

µ, m-1

Енергия, keV

Ek (йод)=33,2 keV

Ek (барий)=37,4 keV

Контрастиране на стомаха с

бариева каша

Контрастиране на кръвоносните съдове с

йодсъдържащо вещество



1 рентгенова графия рентгенов филм в касета между две усилващи фолии


рентгенова

тръба


1 рентгенова графия Дигитални детектори – радиофотолуминесцентни или плоски

панели с аморфен силицийлуминофор

TFT-четяща

матрица


3


2 рентгенова скопияфлуоресциращ екран

Rоentgen - Ba[Pt(CN)6]2

1933 г. - ZnCdS:Cu или

ZnCdS:Ag

ниска чувствителност � ниска яркост � гледане на тъмно



2 рентгенова скопиярентгенов електронно-оптичен преобразувател

TV камера

обектив

мониторвходящекран

фотокатоделектроди

изходящекран

изобретен в началото на 50-те години

хиляди пъти по-ярък образ

намалено лъчево натоварване



2 рентгенова скопиядигитални (плоски панелни) детектори



2 рентгенова скопияИнтервенционална рентгенология

В ортопедия, хирургия, неврология, урология,...

РЕНТГЕНОЛОГИЯ

4


3 компютърна томография (КТ)

метод за получаване на двумерен образ на тънък слой от тъкани, лежащи между двe успоредни близкоразположени равнини в тялото

ретгенова тръба

детектори


II. Реконструиране

Хаунсфийлдови числа

III. ВизуализиранеI. СкениранеТесен ветрилообразен

сноп рентгенови лъчи

280 – 700 детектора;

ротация около тялото

3 компютърна томография (КТ)

3 фази на формиране на образа:

ϕ∆ϕµ ),r(p)y,x(ˆ j

m

jj∑

==

1

вода

водаxHUµ

µ−µ= 1000


Спирални многосрезови КТ

Намалява времето за скениране

Изследване на бързи динамични процеси

3 компютърна томография (KТ)

dx

3D реконструиране


РентгенологияНуклеарна медицина

Лъчелечение

МЕДИЦИНСКА РАДИОЛОГИЯ

5


Комбинирани (хибридни) системи

СПЕКТ /КT в общо гентри

ПЕТ/КT в общо гентри

НУКЛЕАРНА МЕДИЦИНА


Съвременното лъчелечениеИнтегрира всички технологични възможности на образната

диагностика (КТ, MRI, ПЕТ)

ЛЪЧЕЛЕЧЕНИЕ


ОПТИМИЗАЦИЯ – ЗАЩО?


Рентгенография на крайник (0.03)

Ортопантомография (0.02 – 0.04)

Рентгенография на зъб (0.01-0.02)

Контрастно изследване на стомах (3.0)КТ на глава (2.3)

Рентгенография на лумбални прешлени (0.9)Рентгеноскопия на бели дробове (0.7)Рентгенография на таз (0.7)

Дентална CBCT (0.1 – 0.3)

Рентгенография на белите дробове (0.05)

Иригография (8.7)КТ на торакс (8.0)

КТ на корем/таз (12.0)Ангиография (6.0-10.0)

Перкутанна коронарна интервенция PCI (>14)KT на корем+таз (14 – 16)

0.01mSv

0.1mSv

1mSv

10 mSv

20 mSv

2,3 mSv

Доза на пациента

6


Нарастване на броя на високодозните диагностични

изследвания: КТ, интервенционални, СПЕКТ/КТ, ПЕТ/КТ

Brenner, Hall. N Engl J Med 2007;357:2277-84

В САЩ:

1980: 3 милиона КТ изследвания

2005: 63 милиона (6 – 11% от тях на деца)

От тях около 1/3 са медицински необосновани

ПРИРОДНО

ОБЛЪЧВАНЕ

50%

КОМПЮТЪРНА

ТОМОГРАФИЯ

24 %

ИНТЕРВЕН-

ЦИОНАЛНА

7 %

НУКЛЕАРНА

МЕДИЦИНА

12%

ГРАФИЯ/

СКОПИЯ 5%

САЩ, 2006 г.

Световни тенденции


Остри облъчвания oт интервенционални и КТ процедури

1 случай на 10000 пациенти; по 1 съдебен иск всеки 4-6 седмици в САЩ

(източник M. Rehani, IAEA)

22



Нарастване на индивидуалните дози на отделни пациенти

За 22 год. период, 32000 пациенти:•> 5 КT изследвания при 33% от

пациентите• 5%: 22-132 КТ изследвания•15%: дози над 100 mSv; •5% над 250 mSvПри тези дози има епидемиологично доказан увеличен канцерогенен риск

Brenner, Hall. N Engl J Med 2007;357:2277-84

1,5 – 2% от случаите на фатален рак в САЩ се дължат на

КТ изследвания

23

По-строго законодателство за медицинското облъчване

Sodickson et al.

Radiology 251; 175-184, 2009



ПРИРОДНО

ОБЛЪЧВАНЕ

50%



24 %

ИНТЕРВЕН-

ЦИОНАЛНА

7 %

НУКЛЕАРНА

МЕДИЦИНА

12%

ГРАФИЯ/

СКОПИЯ 5%

САЩ, 2006 г.

ПРИРОДНО

ОБЛЪЧВАНЕ

78%

ГРАФИЯ И

СКОПИЯ

9%

ИНТЕРВЕН-

ЦИОНАЛНА

1%



4% НУКЛЕАРНА

МЕДИЦИНА

<1 %

България, 2007 г.

Къде сме ние?

7


Честота на рентгеновите изследвания в Европа

0

500

1000

1500

2000

2500

Icel

and

Hun

gary

Sw

itzer

land

Cze

ch R

epub

lic

Por

tuga

l

Ger

man

y

Bel

gium

Slo

vaki

a

Irel

and

Aus

tria

Luxe

mbo

urg

Italy

Fra

nce

Pol

and

Lith

uani

a

Est

onia

Slo

veni

a

Nor

way

Ser

bia

Cro

atia

Uni

ted

Kin

gdom

Gre

ece

Sw

eden

Fin

land

Mal

ta

Mon

tene

gro

Den

mar

k

Ukr

aine

Net

herla

nds

Mol

dova

F.Y

.R. o

f Mac

edon

ia

Bul

garia

Rom

ania

To

tal f

req

uen

cy p

er 1

000

po

p Interventional radiologyFluoroscopyComputed tomographyPlain radiography

X-rays


България 2010 г.

Къде сме ние?


5.8

7.1

7.5

7.9

9.8

11.3

12.3

13.5

13.8

14.7

15.4

18.2

23.7

25.8

26.226.4

27.7

28.6

29.4

32

0 5 10 15 20 25 30 35

Холандия

Унгария

Великобритан…

Полша

Франция

Словакия

Чехия

Испания

Дания

Финландия

Германия

Швейцария

Исландия

Гърция

Португалия

България

Италия

Люксембург

Австрия

Белгия

Брой уредби на милион население

Рентгенови компютърни томографи

Рентгенова апаратура 2010 г.

197 компютърни томографа

27

(www.euphix.org).


Рентгенова апаратура 2010 г.

197 компютърни томографа на средна възраст 10-12 г.

Едносрезови

78 %

Многосрезови

22 %

Втора

употреба

69%

Нови

31%

28

8

София, 27 ноември 2012 29Ж. Василева

Измервана величина:

Входяща въздушна керма ESK ≈

≈ Входяща повърхностна доза ESD

Изм. единица – Грей (Gy)

Дозиметрични методи:

•Ин виво с пациенти

•Изчисление от лъчевия дебит

•С фантом

�� Рентгенова графияРентгенова графия




уредба

Входяща

доза,

mGy

U, kV ФФК Реш.отн. r

TUR D800-3 0,18 80-100 800 7

TUR D800-3 0,25 100 400 7

TUR D800-1 0,3 65-80 800 7

TUR D800-3 0,44 70-80 400 7

TUR D800-3 1,04 100 100 7

TUR D800-1 1,92 70-85 100 7

TUR D800-3 1,94 85 100 7

TUR D800-3 2,38 70-75 100 15

Графия на торакс Графия на торакс -- бял дроб и сърце бял дроб и сърце

ЗадноЗадно--предна (РА) проекцияпредна (РА) проекция


31

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Входяща въздушна керма, mGy

Европейско референтно ниво – 0,3 mGy

Национално референтно ниво – 0,9 mGy

Национално проучване 2003-2004

Графия на торакс Графия на торакс -- бял дроб и сърце бял дроб и сърце

ЗадноЗадно--предна (РА) проекцияпредна (РА) проекция


min 0.1 mGy

max 1.3 mGy

average 0.4 mGy

median 0.3 mGy

3th quartile 0.5 mGy

13 пъти

Национално проучване 2007-2008

9


ГрафияСтаро

РН

Ново

РН

ЕС

RP109

1999

IAEA IBSS

1996

UK NRPB

2002

Germa-ny

2005

FinlandSTUK

2008

Switzerland

2007

Italy2005

Бял дроб 0,9 0,5 0,3 0,4 0,2 0,3 0,2 0,2 0,4

Таз 10 4 10 10 4 10 5 4,7 10

Лумб пр

AP10 9 10 10 6 10 5 8,7 10

Лумб пр

Lat30 12 30 30 14 30 15 26 30

Череп

PA/Lat

53

2,553

53

31,5

53

-5,43,5

53

Урография

(1 сн)10 6 10 5

Национални диагностични референтни нива



Флуорография



Произведение керма-площ (КАР) или DAP

KАP = (кермата в центъра) x (площта)

Въздушната доза (кермата) ∼(1/ f)2

Площта на полето ∼ f 2

КАР не зависи от

разстоянието

�� Рентгенова скопия и смесени изследвРентгенова скопия и смесени изследванияания

f

Практическа единица:

1 µGy.m2 = 1 cGy.cm2 =

= 0,01 Gy.cm2



10


Гастроскопия Иригография

Брой рентгенови уредби 15 18

Общ брой пациенти 228 242

PKA

• Интервал; Gy.cm2 4,1 – 52,3 6,9 – 85,4

Интегрално време на скопия

• Интервал; min 1,1 – 5,7 0,8 – 5,1

Брой рентгенографии, средно (интервал) 4,4 (1,5-6,4) 5 (2,0-8,2)



Произведение керма-площ и време на скопияКоронарна ангиография + интервенция

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

I II VI VII VIII X XI XIII XIV XV

Уредба

Параметъ

р

Време на скопия, min

PKA, Gy.cm2



�За един срез:

Компютър-томографски дозов индекс

CTDIw

или CTDIvol

Изм.единица - Gy

�За цялото изследване:

Произведение доза-дължина DLP

Изм. единица - Gy.m

Компютърна томография




Cw, mGy глава торакс корем таз

Single-slice CT Min 23,2 6,6 7,6 9,1

Max 95,5 46,7 46,7 46,7

2-4 slice CT Min 22,9 3,6 8,5 8,7

Max 71,4 19,6 19,6 20,9

16 - slice CT Min 51,4 13,6 8,4 8,4

Max 78,4 28,3 18,1 18,1

64-slice CT Min 48,1 8,8 12,4 10,8

Max 99,7 35,0 16,3 40,5


7 ПЪТИ

11


До 5 пъти разлика между различните възрастови групиза дадена рентгенова уредба;

До 7 пъти разлика между две от болниците за възрастова група 5-9 г.

EUR 16261: Входяща повърхностна доза за 5 годишно дете със стандартни размери: 0.10 mGy.

MIN MAX AV MIN MAX AV

Соф_бол_MER_1 4.17 39.85 16.04 0.13 0.69 0.45

Соф_бол_PRI_3 2.09 4.81 3.32 0.09 0.19 0.15

Соф_бол_MER_1 2.79 8.65 5.74 0.06 0.27 0.17

Соф_бол_DUN_2 1.99 8.78 7.11 0.06 0.23 0.16

Соф_бол_PRI_3 2.64 9.79 4.74 0.07 0.31 0.15

Соф_бол_MER_1 5.40 47.22 13.31 0.09 0.72 0.22

Соф_бол_DUN_2 3.25 8.52 6.23 0.06 0.13 0.11

Соф_бол_PRI_3 3.45 11.18 6.66 0.44 1.15 0.71

Соф_бол_MER_1 4.22 65.25 22.35 0.10 1.58 0.31

Соф_бол_PRI_3 5.43 33.02 15.96 0.10 0.40 0.21

MIN - минимална стойност, MAX - максимална стойност, AV - средна стойност

1-12 м.

1-4 г.

5-9 г.

10-15 г.

Възрастова

групаX-ray unit

KAP, µGy.m2 ESAK, mGy

Рентгенография на деца


0

10

2030

40

50

60

70

I II III

CT

DI,

mG

y

CT system

5-10 y MIN

AV

MAX

01020304050607080

I II III

CT

DI,

mG

y

CT system

10-15 y MIN

AV

MAX

01020304050607080

I II III

CT

DI,

mG

y

CT system

1-5 y MIN

AV

MAX

19.3

60.4

0

10

20

30

40

50

60

70

I II III

CT

DI,

mG

y

CT system

< 1y MIN

AV

MAX

Компютърна томография на деца


КАКВО Е ОПТИМИЗАЦИЯ?


кости

мускулна тъкан

мастна тъкан


Отслабването на рентгеновите лъчи зависи

от тяхната енергия и от вида на веществото

Ко

еф

иц

ие

нт

на

отс

ла

бв

ан

е

По-висока енергия⇒

По-малък контраст

По-малка погълната доза

контраст

Рентгенова графия и скопия

12


Преди

веществото

Интензитет


След веществото

Филтрация на рентгеновото лъчение –

увеличаване на средната енергия с дълбочината на проникване


Ко

еф

иц

ие

нт

на

о

тсл

аб

ва

не

Рентгенов спектър


Рентгенов филм

OD

log K

недоекспониран

преекспониран

Динамичен обхватДинамичен обхват

на филма на филма –– 1:321:32

log K


OD

log K

Динамичен обхват: Динамичен обхват:

на филма на филма –– 1:321:32

на дигиталния детектор на дигиталния детектор -- 1:100001:10000

Дигитален детектор


OD

При много ниски дози -нараства шумът –намалява контрастът

Дигитален детектор

log K

13


Диагностична информация

Лъчево натоварване

Определящи фактори:

�вида на изследването

�наличната диагностична апаратура

�техническо състояние на апаратурата

�начина на използване на апаратурата

�условията за интерпретация на образите

�лъчевата култура и дисциплината на оператора

�знанията и опита на интерпретатора на образа

�наличието на клинична информация

�и други обективни и субективни фактори

Оптимизация


Оптимизация

Оптимизация е всяка дейност, която при

медицинското облъчване с диагностична цел

осигурява постоянство на диагностичната

информация, при минимално разумно облъчване на

пациента, като се вземат предвид и икономическите

и социалните фактори.

Включва избора на апаратура, практическите аспекти

на радиологичната процедура, осигуряването на

качеството, включително контрола на качеството, и

оценката на дозата на пациента.

Директива Евратом 97/43 и Наредба 30 на МЗ


ОПТИМИЗАЦИЯ - КАК?


белодробен статив

Буки r=7

f = 150 cm

обща филтрация - 3 mm Al

U = 70 - 80 kV

ВВК = 1, 22 mGy; E = 0,14 mSv

1,22

0,3

0,14

0,02

ВВК, ВВК,

mGymGy

E,

mSv

1. Рентгенография на бял дроб

Преди оптимизацията

14


Фактори, влияещи на качеството на образа

и дозата на пациента

Позиционирането на пациента

Оптичната плътност на образа (определя контраста и общата визуализация)

Изборът на експонационни даннифилм-фокусното разстояние (влияе на дозата)

ускоряващото напрежение (определя контраста)

филтрацията на рентгеновата тръба

времето на експонация (влияе на нерязкостта)

Изборът на филм-фолийна комбинация

Изборът на противодифузионно устройство

Размерът на оптичния фокус


PA проекцията трябва да се прилага рутинно:

12,5 пъти по-ниска доза в млечната жлеза

3,5 пъти по-ниска доза в щитовидната жлеза.

Ефективната доза е 1,6 пъти по-ниска.

297.4

49.289.2

11.545.5 78.6

250.1190.3

56 40.2

562.5

121.7

червен

костен

мозък

бял дроб стомах щитовидна

жлеза

млечна

жлеза

E, uSv

Dt, µµµµGy PA АР


Избор на проекция


ТUR D800-3 - маса, f=100 cm

поле 12x12 cm 20x35 cmвходяща доза 820 μGy 820 μGy

оварии 26 525

тестиси 1,6 770

ч. к. мозък 67 201

бял дроб 433 491

стомах 348 532

щит. жлеза 502 743

дебело черво 27 537

ефективна доза 209μSv 505 μSv

Пример: Рентгенография на бял дроб (АР) на новородено

Блендирането намалява количеството на разсеяното

лъчение и облъчването на пациента



�ВВК намалява 3,7 пъти

�Стойностите стават близки до

референтното ниво 0,3 mGy.

�Ефективната доза намалява средно

3,6 пъти - от 0,136 на 0,038 mSv, което

понижава радиационния риск.

�Намалява динамичната нерязкост на образа

�Не се влошава визуализацията на нискоконтрастни

обекти, лимитирани от шума

1,22

0,33 0,3

ВВКВВК, ,

mGymGy


Смяна на преобразувателя

15


�При ODlung>2,0-рязко влошаване на визуализацията

на клинично значимите нискоконтрастни детайли

с диаметър 1-2 mm.

Оптична плътност на образа - зависи от вида на

използваната ФФК, яркостта на негативоскопа,

условията на гледане (осветеност)

0

0.1

0.2

0.3

0.5 1.5 2.5 3.5ODlung

белодробнакардиалнасубдиафрагмалнаребра

DCa



18 качества на рентгеновото лъчение

U = 70; 80; 90; 100; 110; 120 kV

допълнителни филтри:

1 mm Al;

1 mm Al + 0,1 mm Cu;

1 mm Al + 0,2 mm Cu

0 20 40 60 80 100 120

Енергия на фотона, keV

1mm Al+LucAl1 mm Al0,2 mm Cu+1mmAl+LucAl0,2 mm Cu+1 mm Al

Теоретична

симулация:

Фантомен

експеримент:


Избор на качество на лъчението


�Оптимални за решетка r = 7

са филтър 1 mm Al + 0,1 mm Cu

и U = 100 kV;

ВВК = 0,18 mGy.

Ефективната доза намалява

с 30 %.

�Прилагането на U > 100 kV изисква

по-ефективно

противодифузионно средство!

1,22

0,330,18

0,3

ВВК, ВВК,

mGymGy


Избор на качество на лъчението


Рутинен метод:Рутинен метод:

•Буки r = 7;

•f = 150 cm

•U = 70 - 80 kV

•филтър 1 mm Al

•ФФК с S = 100

••BBK = 1, 22 mGyBBK = 1, 22 mGy

••E = 0,14 mSvE = 0,14 mSv

Оптимизиран метод:Оптимизиран метод:

•Буки r = 7;

•f = 150 cm

•U = 100 kV

•1 mm Al + 0,1 mm Cu

•ФФК с S = 400

••ВВК ВВК = 0,= 0,1818 mGymGy

••E = 0,014 mSvE = 0,014 mSv

1,22

0,330,18

0,3


Клинично сравняване с пациенти

16


• Увеличeна прозрачност на ребрата и на медиастиналната област

• Подобрена визуализация на белодробния паренхим и на

патологични образувания в него.

• Понижен общ контраст и структурен шум в образа

• противоречиво мнение за визуализацията на белодробния

паренхим.

СубективнотоСубективното мнениемнение нана рентгенологарентгенолога влияевлияе силносилно върхувърху

диагностичниядиагностичния процеспроцес –– обучение!обучение!



Контрол на качеството –

инструмент за оптимизацията

Пусково изпитване

Периодични изпитвания

Приемно изпитване

пускане

клинично използване

ремонт

КОЙ? КОГА?

Собственик (медицински

физик - експерт)

Собственик (медицински

физик – експерт;

Сервиз

При пуска

Минимум 1 път годишно

След ремонта Преди пуска

КАКВО? ЕТАП

Приемно изпитване

Доставчик (инж . фирма)

След монтажа Преди пуска

монтаж


Във всяко звено, за всеки апарат трябва да се осигури програма

за контрол на качеството:

• Периодични контролни изпитвания на уредбите

• Контрол на качеството на образите

• Измерване на дозата на пациента

Оптимизация на процедурите и изследванията

Поддържане на качеството

Контролът на качеството НЕ ТРЯБВА ДА Е ЕДНОКРАТЕН АКТ

на измерване на параметри на апаратурата!

Той е ПРОЦЕС, СИСТЕМА от дейности за

оптимизиране, поддържане и подобряване на качеството

Контрол на качеството –

инструмент за оптимизацията


За осигуряване на качествена диагностика при

минимално облъчване е необходимо:

� технологично обновяване на апаратурата

� постоянен контрол на качеството

� мониторинг на дозите на пациентите

� оптимизация и стандартизиране на

процедурите

� обучение и квалификация

� ефективна инспекция

� клиничен одит

В заключение

17


УПРАВЛЕНИЕ НА

КАЧЕСТВОТО

КОНТРОЛ НА

КАЧЕСТВОТО

�Създаване на регламенти

�Организация по прилагането

�Стандарти и писмени

процедури

�Обучение

�Оценка на дозата на пациента

�Контрол на апаратурата

�Контрол на качеството на

образите

Осигуряване на качеството

ИНСПЕКЦИЯ

АЯР ДЗРК - МЗ Одитни комисии

КЛИНИЧЕН ОДИТ

•администрация

•медицински персонал

•инженери (монтаж, сервиз и поддръжка)

•медицински физици


Рентгенова диагностика

Нуклеарна медицина

Лъчелечение


Направления

Рентгенография – филмова и дигитална

Мамография

Рентгеноскопия – контрастни изследвания

Интервенционална рентгенология

Интервенционална кардиология


Педиатрична рентгенология

Урология

Ортопедия

Неврохирургия и съдова хирургия

СПЕКТ-КТ и ПЕТ-КТ


Benedetta Bonichi

To see in the dark, 2002 http://www.toseeinthedark.it/

София, 27 ноември 2012 2 - Национален център по ... (4).pdf5...

Documents