Клиническая дозиметрия при тотальном облучении тела человека

Ускоренный пучок электронов с  помощью постоянного магнита  поворачивается на 98º и выводится  на мишень, генерирующую тормозное  излучение. Конусный коллиматор и независимые  диафрагмы радиационной головки  формируют прямоугольное радиационное поле любого размера от 2x2 см² до 40x40 см². В радиационной головке ускорителя СЛ-75-5МТ установлен клиновидный фильтр, поворачивающий изодозу от 0º до 60º. Гантри может поворачиваться на 420º вокруг пациента, позволяя проводить лечение в статическом и ротационном режимах под любым углом.

 

 

Рис. 21. Ускоритель СЛ-75-5 МТ. Гантри ускорителя повернуто на 90^о для проведения ТОТ, стол для укладки пациента отодвинут в сторону от пучка.

 

Таблица 11

  Основные технические характеристики  ускорителя СЛ-75-5МТ

Энергия фотонов генерируемого  тормозного излучения	6 МэВ
Максимальная мощность поглощенной  дозы в изоцентре	5 Гр/мин
Расстояние от тормозной мишени до изоцентра	100±0,5 см
Отношение максимального значения поглощенной дозы к ее минимальному значению в любой точке области равномерности радиационного поля: для размеров поля от 5x5 см2 до 35x35 см2 для размеров поля более 35x35 см2, %	не более 106% не более 110%
Значение отношения наибольшего  значения поглощенной дозы к ее наименьшему  значению в любых двух точках, симметричных относительно оси пучка, в области  равномерности	не более 1,03
Изменение отношения значения поглощенной  дозы в любой точке области  равномерности к значению поглощенной  дозы оси пучка при вращении гантри	не более 1,03
Полутень радиационного поля	не более 7 мм
Поглощенная доза, обусловленная утечками радиации в % к дозе в изоцентре	не более 0,1%
Различие между размером радиационного и светового полей: для полей до 20 см для полей больше 20 см	не более 2 мм не более 1%
Различие между размером радиационного поля и его цифровой индикацией: для полей до 20 см для полей больше 20 см	не более 2 мм не более 1%
Повторяемость показаний обоих  каналов системы мониторинга  дозы облучения ускорителя, определяемая как ошибка между заданными и измеренными значениями для серии последовательных измерений	не более 1%
Мощность, потребляемая ускорителем	не более 17 кВт

 

 

2.2. Анализатор дозы Victoreen 2800M

Анализатор дозы Victoreen 2800M прост в обращении, предназначен для применения в различных областях деятельности: для медицинских и экспериментальных физиков, также применяется для дозиметрии окружающей среды.

Модель анализатора дозы 2800M предназначена для считывания показаний с различных ТЛД, в том числе таблеток, цилиндров, стекол, порошка, и тефлоновых матриц. Имеется возможность устанавливать профили температура/время для различных ТЛД материалов, включая LiF, CaF2:Mn, CaF2:Dy, CaSO4:Dy, и Li2B4O7:Mn. Модель 2800M может применяться и для экспериментальных ТЛД материалов, таких как ископаемые и прочие твердые образцы.

 

Рис. 22. Анализатор дозы Victoreen 2800 M

 

ФЭУ, используемый в модели 2800M, выбран в силу своих преимуществ: низкий темновой ток (<20 пA на 10 A/Лм при 25 °C), и температурной стабильностью. В результате модель 2800M имеет хорошую восприимчивость и применима для работ по дозиметрии окружающей среды. Модель 2800M легко калибруется для использования единиц Кулон, Рентген или Грей. Передача данных ТЛД, цифровая кривая термовысвечивания, и идентификационные параметры могут быть переданы на управляющий компьютер через порт RS-232 для дальнейших расчетов и обработки данных. Компановка меню, удобное программное обеспечение, автоматическое переключение пределов измерений, и легкая в работе передняя панель предназначены для быстрой и легкой работы. Передняя панель содержит ЭЛТ, 5 программных клавиш, 15 операционных клавиш, и выключатель. Имеется возможность подключать принтер как через компьютер так и напрямую через порт принтера. В табл. 12-18 приведены основные параметры анализатора дозы Victoreen 2800 М.

 

 

 

 

 

 

Таблица 12

Основные параметры считывателя

 

Напряжение питания	Напряжение сети: 110 VAC (+ 20%) 50/60 Гц (оптимально 220 В 50/60 Гц) Предохранитель: 2 Amps for 110 V operation; 1 Amp for 220V operation
Управление	Передняя панель: 15 клавиш, включая ENTER. BACKSPACE. CLEAR, и клавиши ±. Пять программных клавиш Выключатель.
Дисплей	Тип: CRT, Green Phosphor Size: 127 мм Разрешение: 512 x 256 пикселей
Размеры (W x H x D)	260.3мм × 292.1мм × 520.7мм
Масса	15,87 кг
Калибровочный коэффициент	Выбирается пользователем от  0.0001 до 399 пКл/мР
Преобразование единиц	Автоматически: 0,00965 Гр/Р

 

 

 

Таблица 13

Рабочие параметры

 

Температура подложки	Диапазон: От комнатной до 400 оС  Точность: до 5 оС от запрограммированной температуры Воспроизводимость: до 5 оС
Напряжение трубки ФЭУ	Диапазон: от 400 до 1575 В Точность: до 5 В от заданного напряжения Воспроизводимость: до 5 В
Время цикла нагрева	Диапазон: от 1 до 45 с Точность: до 0.1 мс от запрограммированного времени цикла  Воспроизводимость: до 0.1 мс
Ламповый ток	Точность: до 2% от установленного (6A) Воспроизводимость: до 2%
Темновой ток	Менее 20 пA на 10 A/Лм при 25 оС

 

 

Таблица 14

Параметры пользователя

 

Температурный режим На линейном участке	Предварительное нагревание: 50 - 300 °C Возрастание температуры: 5 - 30 °C/с. Максимальная температура: 100 - 400 °C  время цикла: 1 - 45 сек
Шаговый режим	T1 температура: 50 - 300 °C T2 температура: 50 - 400 °C
Ламповый режим	Время цикла: 1 - 45 с
Параметры дисплея	Выбор интересующего диапазона: Два  отдельных диапазона, задаваемых вручную

 

Стандартные параметры  считывания

Таблица 15

Линейный участок

 

LIF	Предварительное нагревание: 100 °C Возрастание температуры: 10 °C/sec. Максимальная температура: 400 °C время цикла: 30 с
CaF2:Mn	Предварительное нагревание: 200 °C Возрастание температуры: 10 °C/sec. Максимальная температура: 400 °C Время цикла: 30 сек

 

 

 

 

Таблица 16

Шаговый режим

LIF	T1 Температура: 160 °C T2 Температура: 300 °C
CaF2:Mn	T1 Температура: 300 °C T2 Температура: 400 °C

 

Таблица 17

Ламповый режим

Ток	6 мА/с
Время цикла	20 с

 

Таблица 18

Параметры ТЛД материала

Модель	Конфигурация	Дозовый диапазон	Зависимость от мощности дозы	Линейность	Размер
2600-50	прямоугольник	<10мР-6000Р	<10%-1011	3%-104Р	6×1×1

 

 

Глава 3. Экспериментальная часть

 

3.1. Подготовительные операции с детекторами. Калибровка ТЛД

  Перед первым использованием ТЛ-дозиметров, а также для их повторного применения требуется проведение специальных подготовительных операций  с детекторами. Конечная цель подготовки состоит в том,  чтобы привести все ТЛ-детекторы в "исходное" состояние, при котором возможна реализация их основных технических характеристик.

    1. Подготовка термолюминесцентных  детекторов к эксплуатации.

     Перед началом эксплуатации  производится визуальный осмотр  ТЛ-детекторов  и  колпачков  к ним.  Из партии детекторов удаляются образцы, имеющие трещины, сколы и другие внешние повреждения. Оставшиеся детекторы промывают в этиловом спирте (ГОСТ 18300-87),  расход которого составляет 50 г на 1000 детекторов. Капсулы ТЛ-дозиметров, отобранные  для последующей эксплуатации,  должны иметь идентификационный номер.

     При работе с   ТЛ-детекторами  необходимо  соблюдать   определенные правила  обращения  во  избежание  получения ошибочных результатов при эксплуатации дозиметров:

     - работу  с ТЛ-детекторами  необходимо производить в отдельных  помещениях,  в которых отсутствуют  пары масел и кислот,  способных  деструктивно влиять на состояние  поверхности детекторов;

     - необходимо исключить  любую возможность загрязнения   поверхности ТЛ-детекторов, поэтому  все операции с ними проводятся  только пинцетом, категорически  запрещается брать детекторы  руками;

     - запрещается подвергать  ТЛ-детекторы воздействию прямого  солнечного света, способного  исказить информацию о накопленной  дозе или привести к появлению  дополнительного фонового сигнала;

     - хранить ТЛ-детекторы  следует в закрытых упаковках  (чашки Петри, бюксы и т.д.) и  в помещениях, где не проводятся  работы с радиоактивными источниками.

     Важным этапом  подготовки  ТЛ-дозиметров  к эксплуатации  является термообработка ТЛ-детекторов,  которая проводится каждый раз  перед измерением дозы гамма-излучения.  Термообработка необходима для  приведения детекторов в энергетическое  состояние,  которое обеспечит   высокий выход термолюминесценции  и стабильность их дозиметрических  характеристик (рис. 23).

Рис. 23. Печи для отжига ТЛД LiF, используемые в данной работе

 

 Оптимальный режим термообработки  обычно указывается заводом-изготовителем  в паспорте или описании на  поставляемые ТЛ-детекторы.  Некоторые  производители ТЛД-систем поставляют  и соответствующее оборудование  для реализации предлагаемого  режима термообработки детекторов.

  В остальных случаях рекомендуется следующий режим термообработки,  который применим ко всем ТЛ-детекторам на основе фтористого лития:

     - отжиг при 400 °C в течение часа;

     - охлаждение до комнатной  температуры и выдержка при  80 °C в течение 16 часов.

     Для получения   воспроизводимых   дозиметрических   характеристик ТЛ-детекторов температура  их  отжига  и  скорость  охлаждения  от  400 °C до  комнатной  температуры  должны выдерживаться с максимально возможной точностью. Указанный режим термообработки дает высокий выход термолюминесценции в сочетании с низкой величиной фединга (потерей дозиметрической информации при хранении облученных ТЛ-детекторов).

     При отсутствии   соответствующего   оборудования   термообработку ТЛ-детекторов допускается  проводить в ТЛ-измерителе, выполняя  процедуру нагрева так же, как  при считывании облученного детектора.

     При проведении in vivo дозиметрии  преобразование выхода  термолюминесценции  (термолюминесцентного сигнала) в дозу обычно производят, используя коэффициенты чувствительности  ТЛ-дозиметров.  Поэтому перед началом измерений необходимо убедиться в однородности партии применяемых детекторов.  Однородность характеризуется степенью отклонения термолюминесцентного сигнала отдельных детекторов при их облучении одинаковой дозой от среднего  значения термолюминесцентного сигнала для всей партии. Для получения однородных по чувствительности к гамма-излучению групп детекторов  проводится  их сортировка.

     Сортировка ТЛ-детекторов  заключается в проведении нескольких  циклов облучения детекторов  одинаковой дозой с последующим  снятием их показаний и распределением  по группам. Сортировка ТЛ-детекторов производится следующим образом:

     - вся  партия ТЛ-детекторов  облучается одинаковой дозой.

     - регистрируются  показания  для каждого облученного детектора  данной партии , выраженные в соответствующих единицах выхода измерителя,  и вычисляется их среднее значение по всем измерениям: