Дозы облучения при рентгенодиагностике

Определение доз облучения при рентгенодиагностике

В рентгенодиагностике под дозой облучения понимается количественная мера поглощённой энергии ионизирующего излучения тканями пациента. Корректная оценка доз является критически важной как для обеспечения радиационной безопасности, так и для оптимизации диагностического процесса. В медицинской физике применяются различные дозиметрические параметры, каждый из которых несёт специфическую информацию о характере облучения, его распределении и потенциальной биологической эффективности.

Физические дозиметрические величины

Основными физическими характеристиками излучения, используемыми в медицинской практике, являются следующие:

Поглощённая доза (D) — энергия, поглощённая единицей массы вещества, измеряется в грэях (Гр), где 1 Гр = 1 Дж/кг. Это базовая величина, отражающая физическое воздействие излучения на ткани.
Эквивалентная доза (H_T) — учитывает не только величину поглощённой дозы, но и тип ионизирующего излучения через радиационно-взвешивающий коэффициент (w_R). Измеряется в зивертах (Зв).
Эффективная доза (E) — усреднённая по тканям величина, взвешенная по радиочувствительности органов (коэффициенты w_T), отражает общее радиационное повреждение организма.

Формально:

H_T = D_T ⋅ w_R, E = ∑_Tw_T ⋅ H_T

Основные параметры при оценке дозы в рентгенодиагностике

Для различных методов рентгенодиагностики применяются специфические дозиметрические параметры:

Поглощённая доза в воздухе (D_air) — измеряется на входной поверхности тела, важна для определения начального уровня экспозиции.
Площадь-доза (DAP, dose-area product) — произведение дозы на облучённую площадь (Гр·см²), отражает общее количество энергии, переданное телу пациента.
Доза на входе в кожу (ESD, entrance surface dose) — используется для оценки риска радиационных повреждений кожи.
Средняя гландулярная доза (MGD) — применяется в маммографии, отражает дозу, поглощённую железистой тканью молочной железы.
Компьютерная томография: облучение определяется параметрами CTDI (Computed Tomography Dose Index), DLP (Dose-Length Product):
- CTDI_vol — средняя доза в срезе, измеряется в мГр.
- DLP = CTDI_vol × длина сканирования, мГр·см.

Диапазоны доз при рентгенологических процедурах

Реальные дозы, получаемые пациентами при проведении различных процедур, могут значительно варьироваться:

Процедура	Эффективная доза (приблизительно), мЗв
Рентгенография грудной клетки	0.02–0.1
Рентгенография поясничного отдела	0.6–1.5
Маммография	0.3–0.6
Компьютерная томография головы	1–2
КТ грудной клетки	4–7
КТ брюшной полости	8–20
Ангиография коронарных сосудов	5–15
Интервенционная радиология	20–80

Значения зависят от используемой аппаратуры, протокола, анатомической области, телосложения пациента и других факторов.

Факторы, влияющие на дозу пациента

Напряжение трубки (кВ) — увеличение напряжения увеличивает проникающую способность рентгеновского излучения, снижая дозу на поверхности, но увеличивая внутреннюю дозу.
Ток трубки и время экспозиции (мАс) — пропорционально влияют на количество излучения и дозу.
Фильтрация — добавочные фильтры (алюминий, медь) удаляют мягкое, малоинформативное, но высокоабсорбирующееся излучение, снижая дозу.
Размер поля облучения — прямолинейно влияет на площадь-дозу (DAP).
Толщина тела и плотность тканей — при большей толщине требуется большее излучение для достижения требуемой контрастности изображения.
Тип и чувствительность детектора — цифровые детекторы могут обеспечивать диагностику при более низких дозах по сравнению с плёночной рентгенографией.

Оценка и регистрация доз

Для обеспечения радиационной защиты необходима постоянная регистрация и контроль дозовых параметров. На практике используются:

Персональные дозиметры — не используются у пациентов, но применяются для контроля доз персонала.
Фантомы — специальные объекты (вода, ПММА), моделирующие тело пациента, используются для оценки доз в условиях, приближённых к клиническим.
Протокольные оценки — используются таблицы и программное обеспечение для расчёта эффективной дозы по данным DAP, DLP и другим параметрам.

Например, при КТ эффективную дозу можно приблизительно оценить по формуле:

E = k ⋅ DLP

где k — коэффициент пересчёта, зависящий от анатомической области (например, для головы k ≈ 0.0021 мЗв/(мГр·см), для брюшной полости k ≈ 0.015).

Принципы оптимизации и ограничения доз

Рентгенодиагностические процедуры подчиняются принципам радиационной безопасности, установленным Международной комиссией по радиологической защите (МКРЗ):

Оправданность — каждое исследование должно быть обоснованным, с учётом пользы и риска.
Оптимизация (ALARA) — дозы должны быть как можно ниже, насколько это возможно при сохранении достаточного качества изображения.
Ограничение дозы — для пациентов таких ограничений не вводится (кроме исследований по инициативе работодателя), однако важно придерживаться диагностических референтных уровней (DRL — diagnostic reference levels).

Диагностические референтные уровни (DRL)

DRL представляют собой ориентиры, не превышение которых считается индикатором правильной дозовой политики. Они устанавливаются на национальном и международном уровнях. Например:

Исследование	DRL (DAP), Гр·см²
Грудная клетка (ПА)	0.2–0.3
Поясничный отдел (лат.)	3.0–5.0
Маммография (двусторонняя)	5–7 мГр (MGD)
КТ головы	1000 мГр·см (DLP)
КТ брюшной полости	600–800 мГр·см

Особые популяции: дети и беременные

Рентгенодиагностика у детей требует особенно тщательного подхода к выбору параметров облучения. Из-за высокой радиочувствительности растущих тканей и меньших размеров тела дети получают более высокую эквивалентную дозу при той же экспозиции. Применяются пониженные параметры: снижение кВ, мАс, минимизация области облучения, использование педиатрических протоколов.

Беременным женщинам, особенно в первом триместре, рентгенологические процедуры должны назначаться только при жизненной необходимости. В случае необходимости КТ следует избегать брюшной области, а при невозможности — использовать средства защиты и минимальные дозы. Для оценки риска применяется параметр «доза на плод» (foetal dose), с порогом в ~100 мГр, выше которого возможны детерминированные эффекты.

Меры снижения дозы

Использование пульсирующего режима флюороскопии.
Применение автоматической экспозиционной системы (AEC).
Коллимация пучка до строго необходимой области.
Использование низкодозовых протоколов, особенно в КТ.
Цифровая обработка изображений для уменьшения повторных экспозиций.
Оценка накопленных доз при многократных исследованиях.

Заключение по разделу не требуется.