Бета-излучение Таллия-204 в контактной терапии_Тимофеев_Л.В

//СИГНАЛЬНЫЙЭКЗЕМПЛЯР//

БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ ТАЛЛИЯ-204 В КОНТАКТНОЙ ТЕРАПИИ

Размеры	Продолж.	Ритм	Интегр.	Тип	Лит.	Прим.
очага	сеанса/	облу-	доза по	источника
пораже-	мин	чения	объему
ния			очага
7	8	9	10	11	12	13
				--//--		--//--
Ø 5	5-10 сеанс.			Гибкие аппли-
7-10 см	ежедн.			каторы 5х5 и
				10х10 см2
	2-7 сеанс.			Гибкий аппл.
				ЭДЭ-10П

До,	До, р	До, с	Тип	Размер,	Ритм
сГр/	сГр	сГр	источника	мм	облучения
мин
15	25…70	200…400	Гибкие (сульф.	30х30
			пол., целлюлоза)	40х40
				Гайморова
				пазуха
50	40	200	БИСЛ-1	Ø=1	Интер. 4 дня
	200	400		L=10	Через 72 часа
40	60…75	300…400	БИСЛ-2
2,5…6,8	6…12	60-100
	50-75	1000
	50-75	700-900
	75	1000

61

Л.В. Тимофеев

Таблица 2.3.3.

Методики лучевой терапии злокачественных новообразований в офтальмологии

№	Нозологические формы,	Радиону-	До,	Др, о
п/п	вид заболевания	клид	сГр/	сГр
			мин	10-3
1	Опухоли эпибульбарной локализации,		180
	области угла главной щели и века
2	Меланоз (с признаками малигниза-	90Sr+90Y		1000-1500
	ции), невус
3	Рак и эпителиомаЕсвена
4	Меланоз
5	Сосудистые и лимфатозные опухоли
6	Меланомы сосудистой оболочки (вну-
	триглазные опухоли), ретинобластома

2.4. Техника измерения некоторых радиационных характеристик медицинских бета-источников […]

Бочкарев В.В., Тимофеев Л.В.

В медицине для контактной лучевой терапии разработано более 20 различных типов закрытых терапевтических радионуклидных источников излучения – ЗТРИИ – различных геометрических размеров и форм в виде стержней, пластин, гранул и изделий сложной формы, с 14 радионуклидами, испускающими разные виды излучения. Десять из них применяются как бета-излучаюшие источники с радионуклидами: 52P, 90Sr + 90Y, 103Ru+105Rh, 147Рm, 204Тl, 53Kr, 144Ce+114Pr. Граничные энергии бетаизлучения этих источников находятся в пределах от 200 кэВ до 3.5МэВ.Помощностидозы,создаваемойвбиологическойткани, терапевтические источники для контактной лучевой терапии различаются на три порядка (~30 мГр/мин ‒ 30 Гр/мин). Значения

62

//СИГНАЛЬНЫЙЭКЗЕМПЛЯР//

БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ ТАЛЛИЯ-204 В КОНТАКТНОЙ ТЕРАПИИ

Дс,h		Толщина	Макс Ø	Ритм об-	Продолж.	Тип ис-
Х	10-3	новообра-	опухоли	лучения	сеанса об-	точника
		зования			лучения
17-20		≤3-4	15	Ежедневно,	3-5	С1-66
				Через день		С13-С15
	12
	10
	6

отпускаемыхдоззакурслечениятакжеразличаютсянанесколько порядков. Активность радионуклида в источнике в зависимости от его типа и назначения может составлять 40‒4000 МБк. Для изготовлениябета-источниковприменяютсяразнообразныемате- риалы: металлы (алюминии, сталь, сплавы серебра и.др.), полиэтилен, стеклоткань и т. д.

Несмотря на широкое применение бета-источников в медицинской практике и возрастающие перспективы расширения работ в этой области, до настоящего времени нет общепринятой точки зрения относительно радиационно-физических параметров, подлежащих определению и аттестации при выпуске таких источников. В литературе также нет четких рекомендаций по аттестации источников, особенно сложной формы, использованию тех или иных дозиметрических методов. Отсутствует серийная аппаратура для измерений дозных полей, создаваемых источниками бета-излучения.

В связи с ростом номенклатуры источников и подготовкой к их производственному выпуску, возникает необходимость в рас-

63

Л.В. Тимофеев

ширении и углублении исследований и разработке рекомендаций по дозиметрической аттестации радиотерапевтических источников бета-излучения. Эти источники в основном должны доставляться в медицинские учреждения централизованно. Условия производства требуют постоянного и надежного контроля за качеством продукции, а следовательно, использования относительно простых, надежных методов измерения, поддающихся автоматизации. В лабораторныхусловияхдолжнывыполнятьсяпрецизионныеизмерения. Аттестацию ЗТРИИ следует проводить в рамках соответствующих поверочных схем измерений тех или иных радиационных параметров,определяемыхназначениемиустройствомконкретныхисточников.Так,вслучаетехнологическогопримененияисточникаизлучения степень его воздействия на тот или иной объект в основном зависит от создаваемой источником поглощенной дозы, а в случае терапевтическогоприменения,особенноисточникабета-излучения, требуется более полная его дозиметрическая характеристика.

Применительно к бета-источникам для контактной лучевой терапии для их характеристики можно использовать свыше 30 различных радиационно-физических параметров. Учитывая специфику таких источников, мы применяли в качестве основных при их аттестации следующие характеристики и параметры: значение мощности поглощенной дозы – МПД – у поверхности источника, находящегося в кон– такте с тканеэквивалентным веществом; степень ее неравномерности распределения по рабочей поверхности источника (в частности отношение максимального значения мощности дозы на поверхности источника к минимальному и к среднему значением МПД на той же поверхности); распределение поглощенной дозы (ПД) и МПД в тканеэквивалентной среде; действующий энергетический спектр бета-частиц; активность радионуклида в источнике. Кроме того, при аттестации применительно к конкретным типам источников имеют значение некоторые дополни-тельные характеристики; параметры внешнего бета-излучения источника, МПД фотонного излучения и др.

64

//СИГНАЛЬНЫЙЭКЗЕМПЛЯР//

БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ ТАЛЛИЯ-204 В КОНТАКТНОЙ ТЕРАПИИ

С нашей точки зрения, в условиях производства следует контролировать перечисленные выше основные характеристики, кроме распределения МПД и энергетического спектра. Эти два параметра определяют в лабораторных условиях на прототипах реальных источников с использованием тканеэквивалентных материалов в качестве поглотителей, а также гетерогенных конфигурационных фантомов отдельных частей (органов) человека.

При определении основных характеристик 3ТРИИ необходимо стремиться к наиболее высокой точности измерений. Это объясняется, в частности, тем, что облучению ткани человека предшествует серия технических процедур, при которых погрешности в отпускаемой дозе накапливаются. Суммарная погрешностьопределениязначенийПДиМПДспомощьюгосударственного эталона ГЭТ‒9‒82 (ВНИИМ им.Д. И. Менделеева) в настоящее время составляет около 5% при доверительной вероятности 0,95. Такая точность достигается применением ионизационной воздушной экстраполяционной тканеэквивалентной камеры. Ионизационная экстраполяционная камера, сконструированная нами применительно к терапевтическим источникам, обеспечивает абсолютные измерения МПД бета-излучения, как показали и сличения с государственным эталоном, с погрешностью 5‒7 % при той же доверительной вероятности.

Для исследования и аттестации источников используют и другиеметодыдозиметрии–сцинтилляционный,термолюминес- центный, химический и пр., которые позволяют проводить относительныеизмеренияразнообразныхтиповисточниковспогрешностями 5‒15 %. Дозные поля изучают на конфигурационных гетерогенных фантомах отдельных частей (органов) человека.

Для калибровки источников по МПД относительным методом и определения некоторых других характеристик источники, например, степени неравно-мерности распределения МПД по рабочей поверхности источников, применяется специальная установка с сцинтилляционными качающимися детекторами – СКД.

65

Л.В. Тимофеев

Это же устройство служит компаратором при передаче единиц МПД от образцовых мер к аттестуемым источникам. При этом погрешность определения МПД при аттестации источников составляет 7‒12 %. В качестве образцовых мер используются плоские источники бета-излучения, изготовленные по той же технологии, что и поверяемые. В настоящее время для этой цели создается специальный набор образцовых дозиметрических источников бета-излучения (ОДИБИ) с разными радионуклидами.

Основным радиационным параметром ОДИБИ является МПД бета-излучения на поверхности источника, находящегося в контакте с тканеэквивалентным веществом. Одновременно ОДИ- БИхарактеризуютсяопределеннымдляконкретногобета-спектра слоем половинного ослабления МД в тканеэквивалентном материале.

Указанные выше аппаратура, устройства, источники составляют основу метрологической поверочной схемы для средств аттестации терапевтических источников бета-излучения. Рабочим эталономединицПДМПДбета-излучениявэтойсхемеСЛУЖИТ установка ЭК-2 (ВЭТ‒9‒84).

Установка с воздушной экстраполяционной ионизационной камеройЭК-2предназначенадляизмеренийМПДбета-излучения в материале, эквивалентном мягкой биологической ткани, от плоских закрытых источников бета-из-лучения. Измерительные электроды изготовлены на покрытых графитом цилиндрических блоках из плексигласа диаметром 50 и высотой 20 мм. Площади ихравны0,122;0.783и7,92см2.Потенциальныйэлектродвыполнен из алюминированной териленовой пленки толщиной около 1 мг/см2. Конструкция камеры позволяет проводить измерения ионизационного тока при расстояниях между электродами 0,1‒0.5 мм и больше, при необходимости до 15 мм. Ионный ток камеры измеряется электроизмерительным устройством, собранным по схеме Таунсенда. Установка позволяет измерять МПД от источников площадью 0,25‒144 см2 как непосредственно у поверхно-

66

//СИГНАЛЬНЫЙЭКЗЕМПЛЯР//

БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ ТАЛЛИЯ-204 В КОНТАКТНОЙ ТЕРАПИИ

сти источников, так и на расстоянии до 300 мм от нее. Диапазон измеряемых ионизационных токов составляет 10-14‒10-3А. Токи утечки камеры не превышают 10-13 А. Среднее квадратическое отклонение результата определения отношения значения тока в камере к ее глубине не превышает 0,2‒2 % неисключённый остаток систематической погрешности не более 3 %.

Установка с сцинтилляционными детекторами СКД предназначена для относительных измерений МПД бета-излучения в материале, эквивалентном биологической ткани. Дозиметр имеет две сменные головки для измерений с плоскими источниками и источниками, имеющими форму сферических сегментов. Детекторы из сцинтиллирующей пластмассы на основе полистирола представляют собой шайбы диаметром 2,6 и толщиной 1,2 мм и диаметром 10 и толщиной 1 мм. Они имеют оптический контакт с фотоумножителем ФЭУ-127, работающим в токовом режиме. Держатель с детектором можно наклонять на угол до 50° от вертикали; максимальный радиус качания равен 40 мм. Диапазон значений фотонов 10-5–10-9 А. Установка позволяет измерять МПД в диапазоне 1,4 *10-4‒1.0 *10_1 Гр/с при граничных энергиях бета-излучения 0,1‒3,5 МэВ.

Выводы.

1.Выбраны основные и дополнительные радиационнофизические характеристики, исследуемые и контролируемые при создании и аттестации терапевтических бета-источников.

2.Определены основы метрологической поверочной схемы для средств аттестации указанных источников.

3.Созданы дозиметрические приборы и устройства для абсолютных и относительных измерений МПД, создаваемых бета-источниками.

4.Установлены требования к созданию образцовых дозиметрических источников бета-излучения.

67

Л.В. Тимофеев

ГЛАВА 3 ТОЧНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ, ПОГЛОЩЕННЫХ ДОЗ БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЯ

ЗАКРЫТЫХ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ

Наши измерения можно отнести к так называемым «равноточным», т.е. проделанные одним и тем же методом и с одинаковой степенью тщательности

А.Н. Зайдель, Элементарные оценки ошибок измерений, Наука, Л., 1967.

Таблица 3.1.1.

Методы, используемые в ибф мз ссср, для определения физико-дозиметрических характеристик зтиби

№	Метод	Установка	Характеристики	Примечание
п/п
1	2	3	4	5
1.	Ионизаци-	Экстраполяци-	θ=(3÷5)%; P=0,95;	Эксперименталь-
	онный (по-	онная камера	(3*10-2÷100) мГр/c;	ная.
	лостной)	ЭК-2, мощ-	(3*10-3÷10 рад/с);	Сличения с ВНИИ
		ность дозы	20кэВ÷5МэВ;øэл.	метрологии−
		β-изл	=3 мм;10 мм;30мм.	1968 г., 1978, 1981,
				1983 гг.
		Камера пере-	Зазор≥0,01 мг/см2;	Эксперименталь-
		менного давле-	Eβ≤250кэВ.	ная.
		ния газа –
		КПДГ; поток
		энергии.
		Секциониро-		Эксперименталь-
		ванная камера		ная.
		ЭСК-1.

68

//СИГНАЛЬНЫЙЭКЗЕМПЛЯР//

БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ ТАЛЛИЯ-204 В КОНТАКТНОЙ ТЕРАПИИ

2.	Сцинтил-	Сцинтилляци-	1Ф ø= 2x1 мм;	Эксперименталь-
	ляционный	онные датчики	10x10мм; 30x10мм;	ная.
	и метод со-	СКД-1Ф	ФЭУ 35 и 127; токо-	Отн.измерения
	впадений		вый режим.
		Серийные
		детекторы и
		аппаратура.
3.	Термо-	Тонкие плёнки	h=30мкм.
	люминес-	(тефлон +LiF)
	центный
		ТЕЛДЕ ø = 1,	тормозное
		5x1,5 мм;

4.ФотограРентгеновские фический. плёнки.

5.	Химиче-	Дозиметр	До 10000 рад→290
	ский.	Фрикке. Во-	мм÷400мм; G≈0,5;
		дный раствор	(6÷10)%; Pm,
		бензоата каль-	Tl,Y, 55Fe, Co,
		ция.	C1, (10-15)%;
			40рад÷1крад→5крад
			(0,4Гр-50 Гр)
			по технологии
			источников;0,5 Гр/
			мин, 2Гр/мин.
6.	Замеще-	Контрольные
	ния.	источники

7.ОптичеПлёнки ЦДП-Ч h=(10-180 мкм);

ский	D=101÷102Гр; 10%-
	абс.;5%-отн.; плоск.
	Разрешение-0,2 мм;
	Тхран.-3 года.
8. Расчётный Функция то-	Новая эмпириче-
чечного источ-	ская формула 18
ника (мягкие	кэВ<Егр.<3,5 МэВ;
ткани). Метод	(10÷20)%.
расчёта в ге-
терогенных
средах

69

Л.В. Тимофеев

3.1.Установка с ионизационной воздушной экстраполяционной камерой

Для измерения мощности дозы бета-излучения в тканеэквивалентных органах от дискретных источников была сконструирована, построена и отлажена установка с ионизационной плоскопараллельной экстраполяционной камерой ЭК-2.

Рис. 3.1.1. Установка с ионизационной воздушной экстраполяционной камерой

Установка состоит из камеры, электроизмерительного блока, блока питания и устройства для подачи радиоизотопных источников.

Ионизационная экстраполяционная камера сконструирована следующим образом.

70