Бета-излучение Таллия-204 в контактной терапии_Тимофеев_Л.В

//СИГНАЛЬНЫЙЭКЗЕМПЛЯР//

БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ ТАЛЛИЯ-204 В КОНТАКТНОЙ ТЕРАПИИ

ности поглощенной дозы». Погрешность измерений составляет 3-5%.Результатысличенийпоказывают,чтосредниерасхождения значений мощности поглощен¬ной дозы бета-излучения, изме- ренныенаустановкеЭК-2инаобразцовойустановкетипаУЭК-2 составляет 2,5-4% и находится в пределах экспериментальных погрешностей измерений обеих установок, чтo позволяет сделать вывод об отсутствии систематических погрешностей при измерении мощности от поглощенной дозы от бета-источника.

3.2.Рабочий эталон единиц поглощенной дозы

имощности поглощенной дозы бета-излучения

Впериод 1981–1984 гг. в Институте биофизики Минздрава

СССР и Научно– производственном объединении «Всесоюзный НИИметрологииим.Менделеева»созданрабочийэталонединиц поглощенной дозы (ПД) и мощности поглощенной дозы (МИД) β-излучения в тканеэквивалентной среде. Назначение эталона – метрологическое обеспечение работ в медицине, в частности лучевой терапии. Необходимость создания рабочего эталона диктуется требованиями обеспечения единства измерений при создании, выпуске и применении закрытых терапевтических радионуклидных источников излучения, а также повышения их точности. Это стало особо актуальным в связи с расширением номенклатуры и увеличением объема выпуска источников β-излучения, используемых в медицинской практике.

Лечебный эффект от применения радионуклидных источников существенно зависит от точности определения ПД в облучаемых тканях и органах человека. Для эффективного лечения, по мнению врачей-радиологов, погрешность определения ПД β-излучения в ряде случаев не должна превышать 5–7%.

Наиболее точным и распространенным методом определения МПД и ПД β-излучения является ионизационный и, в частности, метод экстраполяционной камеры.

81

Л.В. Тимофеев

Экстраполяционная камера – разновидность тканеэквивалентной полостной ионизационной камеры [5, 7], с помощью которой измеряют ионизацию в полости приграничного слоя тканеэквивалентного вещества. МПД β-излучения в тканеэквивалентном веществе определяется на основе соотношения Брэгга – Грея [7] через значения относительных массовых тормозных способностей для электронов в этом веществе и в воздухе, усредненных по действующему спектру β-излучения [4].

Метод экстраполяционной камеры осуществлен в государственном первичном эталоне единиц ПД и МПД β-излучения (ГЭТ 9–82), утвержденном в 1982 г. [6].

Созданный рабочий эталон (ВЭТ-9-2–84) включает измерительную установку с ионизационной экстраполяционной камерой, вспомогательные измерительные средства, а также набор переменного состава источников β-излучения на основе радионуклидов 90Sr+90Y, 204Т1, 147Рm и осуществляет хранение единиц ПД (Гр) и МПД (Гр-с-1) в диапазоне энергии β-излучения от 0,02 до 3 МэВ.

ДиапазоныизмеренияПДβ-излучениясоставляютотЗ-10-2 до 10 Гр, МПД β-излучения – от 1-10-5 до 1 Гр-с-1. Среднее суммарное квадратическое отклонение результата сличения с госу- дарственнымпервичнымэталономГЭТ-9–82–эталономСЭВ[6] (совместносэталономГДР)непревышает2,5%,присреднемквадратическом отклонении результатов измерений эталона – 1,5%; неисключенная систематическая погрешность – 3%.

Методика передачи размера единиц от государственного первичного эталона рабочему эталону заключается в сличении с помощью компаратора, в качестве которого используются плоские источники β-излучения. При этом последовательно определяются значения МПД и ГЭТ и на ВЭТ от плоского источника β -излучения на заданных расстояниях по поверхности источника и при одинаковых значениях площади измерительного электрода экстраполяционной камеры. Погрешность передачи размера еди-

82

//СИГНАЛЬНЫЙЭКЗЕМПЛЯР//

БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ ТАЛЛИЯ-204 В КОНТАКТНОЙ ТЕРАПИИ

ниц от первичного к рабочему эталону не превышает 0,5%. Методика передачи размера единицы от ВЭТ образцовым и рабочим средствамизмеренийввидедозиметровиисточниковβ-излучения осуществляется с помощью компараторов, позволяющих передавать раз мер единицы от плоских β-источников источникам сферической и цилиндрической формы. Среди них сцинтилляционный дозиметр типа СКД-1 с фотоумножителем, работающим в токовом режиме [2], и химический дозиметр на основе водного раствора бензоата кальция [1]. Передача размера единицы ПД β-излучения этим дозиметрам осуществляется также с помощью аттестованных на ВЭТ-9-2–84 плоских β-источников, при этом дополнительно исследуется глубинное распределение доз от источников в активном веществе дозиметров. Погрешность измерения ПД и МПД на этих установках не превышает 10–12%.

Основные результаты измерений обрабатываются по специально разработанным программам на ЭВМ. Главными задачами рабочего эталона ВЭТ 9-2–82 являются передача размера единиц ПД и МПД образцовым средствам измерений в виде дозиметров иисточниковβ-излучениямедицинского назначенияи аттестация рабочих средств измерения и источников, непосредственно используемых в медицинской практике. Со времени создания установки с экстраполяционной камерой систематически проводились работы по исследованию радиационных и дозиметрических характеристик вновь разрабатываемых медицинских источников β-излучения. В последнее время на рабочем эталоне проведены исследования 20 типов β-аппликаторов на основе радионуклидов 204Т1 и 90Sr+90Y, разработанных для использования в офтальмологии, а также исследована серия аппликаторов для дерматологии и оториноларингологии.

Комплекс средств измерений рабочего эталона единицы ПД и МПД β-излучения будет и в дальнейшем использоваться для проведениянаучно-исследовательскихимедицинскихисследова- ний в области радиационной дозиметрии, а также радиационных

83

Л.В. Тимофеев

исследований вновь разрабатываемых медицинских источников β-излучения.

Созданный рабочий эталон входит в систему вторичных – рабочих – эталонов в области дозиметрии ионизирующих излучений, обеспечивая эффективность применения β-источников в медицине.

Установка с камерой ЭК-2 утверждена в качестве эталона ВЭТ-9-2-84 приказом №13 генерального директора НПО им. Менделеева от 28.01.85г. Эталон ВЭТ 9-2-84 входил в систему вторичных (рабочих) эталонов СССР в области дозиметрии ионизирующих излучений и имел паспорт Госстандарта.

Эталон включает в себя средства измерения, вспомогательные устройства, компараторы: ионизационная воздушная плоскопараллельная экстраполяционная камера ЭК-2; набор мер МПД переменного состава из источников бета-излучения с радионуклидами прометий-147, технеций-99, таллий-204, стронций- 90+иттрий-90, предназначенный для передачи размера единицы МПД и контроля стабильности работы эталона.

Диапазоны измерений ∆Дβ /3.10-2,10 Гр/; ∆Рβ/1.10-5,1.0 Грс-1/.

Среднее квадратическое отклонение результата измерений при сличении с ГЭТ не более 2,5%. Энергетический диапазон бета-излучения Егр=/0,02, 30МэВ/ или /3,500 Дж/.

Для практического применения системы передачи размера единиц ПД и МПД бета-излучения ЗТРИИ от Государственного первичного эталона к рабочим мерам и приборам разработана Ведомственная локальная поверочная схема, регламентирующая соподчинение образцовых и рабочих мер и приборов, устанавливающая погрешность измерений при передаче размера единиц от одного разряда к другому.

84

//СИГНАЛЬНЫЙЭКЗЕМПЛЯР//

БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ ТАЛЛИЯ-204 В КОНТАКТНОЙ ТЕРАПИИ

ГЛАВА 4 РАБОЧИЕ СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ И АТТЕСТАЦИИ ЗТИБИ

5.1.Стинтилляционный датчик для измерения дозиметрических характеристик источников сложной геометрии

Как отмечалось выше, геометрия медицинских источников весьма разнообразна – это тонкие, гибкие пластины, например, размером 100х100 мм, жесткие вогнутые с R≈14 мм сферические «чаши», нити Ø=1…3 мм и т.д. Широк диапазон и др. параметров ЗТИБИ. Так, активность радионуклидов в источниках различается больше, чем в 100 раз, достигая сотен мкюри (~3ГБк), интервал энергий бета-излучения – до 4МэВ и значений МПД до 500 сГр/мин.

Однако и в настоящее время отсутствует серийная аппаратура для измерений дозных полей медицинских источников бетаизлучения, нет стандартного унифицированного физического прибора, который мог осуществлять функции компаратора при передаче единиц ПД и МПД от образцовых мер к аттестуемым источникам.

Такой прибор должен позволять проводить измерения дозиметрическихпараметроввТЭМсдостаточновысокойточностью 5…15% в зависимости от условий измерений.

Если говорить о производственных условиях, то требуется постоянный и надежный контроль за качеством продукции, а следовательно использование относительно простых, надежных методов измерения, поддающихся автоматизации.

Критический анализ методов бета-дозиметрии убедил нас в необходимости разработки специального дозиметра.

Для относительных измерений мощности поглощенной дозы от бета-излучения в материале, эквивалентном мягкой био-

85

Л.В. Тимофеев

логической ткани и, для измерений в условиях серийного производства источников, сконструирован и построен прибор СКД-1, представляющий собой сцинтилляционный дозиметр с фотоумножителем, работающим в токовом режиме. В качестве детекторов используется сцинтиллирующая пластмасса. Единицы мощности дозы переносятся на эти приборы с камеры ЭК-2 с помощью калиброванных источников. Общий вид двух модификаций этой установки приведен на рисунках.

Технические характеристики установки – размеры детек-

торов (2 х 1,2)мм (10 х 1,2)мм), (10 х 12)мм, (30 х 12) мм;. диа-

пазон измеряемых мощностей доз 140 мкГр/сек. ... 140 мГр/с (1 ... 103) рад/мин).

Возможные перемещения детекторов таковы, что позволяют, например, просканировать плоскую (размером до 100 х 100 мм) или сферическую поверхность (с радиусом кривизны 14 мм) того или иного источника.

Кдостоинствуприбораможноотнестидостаточноширокий диапазон измеряемых мощностей доз, тканеэквивалентность детектора, технологичность измерительной процедуры.

Сравнительные измерения МПД бета-излучения на государственном эталоне единицы МПД ГЭТ9-82 (Инсти¬тут метрологии, Спб) и на вторичном эталоне ВЭТ9-2-84 ИБФ), проводимыев течение20 летимели отклонения в пределах (0,3....2,5)5 –5 измерений и одно -5%.

86

//СИГНАЛЬНЫЙЭКЗЕМПЛЯР//

БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ ТАЛЛИЯ-204 В КОНТАКТНОЙ ТЕРАПИИ

Рис. 4.1. Кинематическая схема установки СКД-I Кинематическая схема установки позволяет, в частности, перемещать датчик по всей вогнутой поверхности офтальмоаппликаторов

87

Л.В. Тимофеев

Рис. 4.2. Сцинтилляционный датчик для измерений радиационных характеристик плоских источников бета-излучения

88

//СИГНАЛЬНЫЙЭКЗЕМПЛЯР//

БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ ТАЛЛИЯ-204 В КОНТАКТНОЙ ТЕРАПИИ

Рис. 4.3. Сцинтилляционный датчик для измерений дозиметрических характеристик источников бетаизлучения сложной геометрии

89

Л.В. Тимофеев

Рис. 4.4. Приемник ионизирующего излучения установки СКД-2М для работы с источниками в виде сферической чаши типа ОА

90