Способ экспериментальной оценки профилей дозы мультисрезовых компьютерных томографов для определения показателя дозы компьютерных томографов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области оборудования для проведения испытаний рентгеновских аппаратов. Согласно заявленному изобретению показатель дозы МСКТ оценивают для двух комбинаций параметров съемки в режимах исследования головы и тела. Для чего за один оборот рентгеновского излучателя регистрируют полное дозовое распределение за счет высоты тест-объектов «голова» и «тело», равной 400 мм, а также за счет длины чувствительной области измерительного прибора 380 мм. Регистрацию дозовых распределений проводят последовательно в центральной и четырех периферических областях каждого из тест-объектов. Для полученных таким образом дозовых профилей рассчитывают интегральные значение дозы, при этом величина D_центр соответствует интегральному значению дозы, полученному в центральной области тест-объекта, а величина D_{периферия} - среднему значению интегральных уровней дозы, полученных для всех периферических областей. Частное от деления D_центр и D_{периферия} на величину ширины рентгеновского пучка дает оценку показателя дозы в центральной области тест-объектов и на периферии соответственно, а результат суммирования полученных частных с использованием весовых коэффициентов 1/3 и 2/3, соответственно, представляет собой оценку взвешенного показателя дозы МСКТ. Устройство включает комплект из двух тест-объектов в виде тест-объекта «голова» диаметром 160 мм и высотой 400 мм и тест-объекта «тело» диаметром 320 мм и высотой 400 мм, в которых выполнены центральное и периферические отверстия, причем в тест-объекте «голова» центральное отверстие диаметром 13 мм является глухим и выполнено на глубину 380 мм, а в тест-объекте «тело» центральное отверстие является сквозным и имеет диаметр 160 мм, периферические отверстия обоих тест-объектов выполнены глухими и имеют диаметры 13 мм и глубину 380 мм, измерительный прибор высотой 400 мм и диаметром 13 мм с термолюминесцентными дозиметрами, а также заглушки в количестве 8 штук диаметром 13 мм и высотой 400 мм. Технический результат - повышение точности определения показателя дозы мультисрезовых компьютерных томографов (МСКТ) в условиях клинического использования оборудования. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к области «оборудование для проведения испытаний рентгеновских аппаратов», а именно, «оборудование для проведения испытаний рентгеновских компьютерных томографов» и предназначено для экспериментального определения дозовых распределений мультисрезовых компьютерных томографов (МСКТ) в интересах оценки показателя дозы МСКТ.

Одним из важнейших контролируемых параметров рентгеновских компьютерных томографов (КТ) в условиях эксплуатации в лечебно-профилактических учреждениях (ЛПУ) является показатель дозы КТ (в литературе используется англоязычная аббревиатура CTDI - Computed Tomography Dose Index). В соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р МЭК 61223-2-6-2001 оценка этого параметра должна осуществляться с периодичностью не реже одного раза в полгода.

Значение параметра CTDI определяется, как отношение интеграла дозового распределения (профиля дозы), полученного внутри тест-объекта определенной конструкции за один оборот рентгеновского излучателя, к ширине рентгеновского пучка в области изоцентра апертуры гентри (произведению толщины среза на количество срезов).

Показатель дозы КТ (параметр CTDI), оценивают с использованием двух комбинаций параметров съемки, соответствующих режимам исследования головы и тела (в качестве тела, как правило, подразумевается грудная клетка).

Традиционно оценку дозы путем интегрирования дозового профиля (для определения CTDI) осуществляют на длине 100 мм (в диапазоне от -50 до +50 мм относительно томографической плоскости - плоскости, в которой совершает вращение система «рентгеновский излучатель-приемник»). В этой связи промышленно выпускаемые для оценки дозы ионизационные камеры имеют чувствительную область 100 мм.

Данные требования к оценке CTDI были разработаны в конце 90-х годов двадцатого века, когда большинство находящихся в эксплуатации КТ были односрезовыми с максимальной коллимацией рентгеновского пучка порядка 10 мм. Считалось, что в этом случае размера (высоты) тест-объектов, а также чувствительной длины датчика вполне достаточно для того, чтобы регистрировать полное дозовое распределение, формирующееся при поглощении и рассеивании в веществе тест-объектов падающего рентгеновского потока.

В настоящее время в ЛПУ широко используются мультисрезовые КТ (в основном 16-и, 32-х, 64-х и 128-и срезовые) с шириной рентгеновского пучка в диапазоне от 10 до 80 мм. В ряде случаев (например, при исследовании сердца и коронарных сосудов) применяются также 320-срезовые КТ с шириной пучка 160 мм. Проводимые с данными аппаратами исследования показывают, что использование традиционных тест-объектов и измерительного прибора с чувствительной длиной 100 мм приводит к значительным погрешностям оценки CTDI вследствие недоучета влияния рассеянного излучения [McCollough С.et al. СТ Dose Index and Patient Dose: They Are Not the Same Thing, Radiology, 2011, Vol. 259, No. 2].

В публикации [Anam С.et al. Scatter index measurement using a CT dose profiler, Journal of Medical Physics and Biophysics, 2017, Vol. 4, No. 1] показано, что значительная доля рассеянного излучения за пределами области ±50 мм наблюдается даже при ширине пучка менее 10 мм (исследования проводились для КТ с шириной рентгеновского пучка 8 мм). В данной работе авторы зарегистрировали дозовые распределения на длине 150 мм с использованием следующего метода: в центральные отверстия двух тест-объектов (имеющих высоту 150 мм и диаметры 160 мм и 320 мм) помещали точечный твердотельный датчик и выполняли спиральное сканирование. На основании полученных дозовых распределений оценивали уровень рассеянного излучения за пределами области ±50 мм. Так для тест-объекта диаметром 160 мм недоучтенный уровень дозы составил 11%, а для тест-объекта диаметром 320 мм - 19%. Очевидно, что для 128-и срезовых, а тем более для 320-и срезовых КТ (количество данных аппаратов увеличивается с каждым годом) погрешности оценки CTDI с использованием традиционного метода будут еще больше.

Таким образом, для более точной оценки CTDI мультисрезовых компьютерных томографов необходимо выполнять измерение дозового профиля на длине, значительно превышающей 100 мм. Для этого необходимо наличие соответствующих тест-объектов, а также измерительных приборов, которые в настоящее время промышленно не выпускаются.

Из уровня техники известны способ и устройство для экспериментальной оценки профилей дозы компьютерных томографов.

Тест-объекты, используемые для оценки CTDI в режимах сканирования головы и тела, изготавливаются в форме цилиндров из полиметилметакрилата (ПММА), высота которых составляет порядка 150 мм, а диметр 160 мм и 320 мм соответственно. В этих тест-объектах имеются по пять глухих отверстий (одно в центре, четыре на периферии - на расстоянии 10 мм от края), оси отверстий параллельны образующей цилиндров. Эти отверстия предназначены для того, чтобы устанавливать в них ионизационную камеру цилиндрической формы (датчик) для измерения дозы. В свободные от датчика четыре отверстия устанавливают заглушки, выполненные из того же материала что и тест-объект. Как правило, интерес представляют следующие оценки параметра CTDI: значение CTDIc, полученное в центральной области тест-объекта, значение CTDIp, определенное как результат усреднения значений CTDI в четырех точках на периферии тест-объекта, а также взвешенное значение CTDIw, рассчитываемое как результат суммирования оценок CTDIc и CTDIp с весовыми коэффициентами 1/3 и 2/3 соответственно. Описание данных тест-объектов приводится в стандарте ГОСТ Р МЭК 60601-2-44-2013 «Изделия медицинские электрические. Часть 2-44. Частные требования безопасности с учетом основных функциональных характеристик к рентгеновским компьютерным томографам» (стандарт опубликован в 2013 году).

Достигаемым при использовании предлагаемого изобретения техническим результатом является повышение точности определения показателей дозы мультисрезовых компьютерных томографов в условиях клинического использования оборудования.

Технический результат достигается тем, что в способе экспериментальной оценки профилей дозы мультисрезовых компьютерных томографов для определения показателя дозы МСКТ, при использовании которого показатель дозы МСКТ оценивают для двух комбинаций параметров съемки, соответствующих режимам исследования головы и тела, для чего посредством двух тест-объектов, таких как тест-объект «голова» и тест-объект «тело», проводят испытания первоначально с тест-объектом «голова» в режиме сканирования «голова», затем с единым блоком, состоящим из тест-объекта «голова» и тест-объекта «тело», в режиме сканирования «тело», осуществляют один оборот рентгеновского излучателя и регистрируют полное дозовое распределение за счет высоты тест-объектов «голова» и «тело», равной 400 мм, а также за счет измерительного прибора, длина чувствительной области которого составляет 380 мм, регистрацию дозовых распределений проводят последовательно в центральной и четырех периферических областях каждого из тест-объектов, используя каждый раз новый комплект накопителей дозы в виде термолюминесцентных дозиметров (ТЛД), по результатам всех измерений формируют полный набор ТЛД, с каждого из которых затем считывают показания и на основании полученных данных определяют интегральное значение дозы для центральной области тест-объекта D_центр как произведение суммы показаний всех дозиметров для центральной области на величину, равную диаметру дозиметра, аналогично рассчитывают интегральные значения дозы для всех четырех периферических областей тест-объекта и их среднее значение D_{периферия}, результат деления D_центр на величину ширины рентгеновского пучка, которую определяют как произведение количества одновременно получаемых срезов и толщины каждого среза, дает оценку показателя дозы в центральной области тест-объектов, результат деления D_{периферия} на то же значение ширины рентгеновского пучка дает оценку показателя дозы на периферии тест-объектов, а результат суммирования полученных оценок показателей дозы в центре и на периферии с использованием весовых коэффициентов 1/3 и 2/3, соответственно, представляет собой оценку взвешенного показателя дозы МСКТ.

В устройстве для осуществления способа, включающем комплект из двух тест-объектов в виде тест-объекта «голова» и тест-объекта «тело», предназначенных для проведения измерений в режимах сканирования головы и тела, измерительный прибор и комплект заглушек, отличающееся тем, что каждый из тест-объектов представляет собой выполненный из полиметилметакрилата цилиндр, имеющий центральное отверстие и четыре с осями, отстоящими на величину 10 мм от его края, периферических отверстия, причем оси всех отверстий параллельны образующей цилиндра, на цилиндрической поверхности параллельно его оси в виде рисок шириной и глубиной 2 мм выполнены три продольные метки, расположение которых соответствует положению часовой стрелки 3, 9 и 12 часов и одна кольцевая метка, расположенная на расстоянии 200 мм от основания цилиндра, при этом цилиндр тест-объекта «голова» имеет диаметр 160 мм и высоту 400 мм, центральное и периферические отверстия выполнены глухими на глубину 380 мм и имеют диаметр 13 мм, цилиндр тест-объекта «тело» имеет диаметр 320 мм и высоту 400 мм, центральное сквозное отверстие имеет диаметр 160 мм и предназначено для установки в него при проведении испытаний тест-объекта «голова», четыре глухих периферических отверстия имеют диаметр 13 мм и выполнены на глубину 380 мм, причем расположение периферических отверстий на каждом из тест-объектов соответствует положениям часовой стрелки 3, 6, 9 и 12 часов, измерительный прибор представляет собой разборный цилиндрический контейнер, выполненный из полиметилметакрилата, высотой 400 мм и диаметром 13 мм, внутри которого размещаются с возможностью установки/выемки термолюминесцентные дозиметры, предназначенные для накопления дозы, заглушки в количестве 8 штук представляют собой цилиндры из полиметилметакрилата диаметром 13 мм и высотой 400 мм.

Новизна предлагаемого способа состоит в том, что определение показателя дозы МСКТ осуществляют на основании дозовых профилей, определяемых на длине 380 мм с использованием измерительного прибора, сформированного из термолюминесцентных дозиметров (ТЛД), при последовательном размещении измерительного прибора в различных областях тест-объекта. Для каждого положения измерительного прибора используется новый набор ТЛД. В процессе сканирования отдельные дозиметры, из которых сформирован измерительный прибор, накапливают дозу и могут сохранять зарегистрированное значение на протяжении нескольких дней. По результатам сканирований при различных положениях измерительного прибора с использованных ТЛД проводят считывание показаний. На основании полученных значений рассчитывают интегральные значения дозы для центральной области тест-объекта как произведение суммы показаний всех дозиметров для центральной области на величину, равную диаметру дозиметра, также аналогичным образом определяют интегральные значения дозы для всех четырех периферических областей тест-объекта и их среднее значение. Далее рассчитывают показатели дозы МСКТ в центре и на периферии тест-объекта как результат деления полученных интегральных значений дозы на ширину рентгеновского пучка и, наконец, определяют взвешенный показатель дозы МСКТ как сумму величин показателей дозы МСКТ в центре и на периферии тест-объекта с весовыми коэффициентами 1/3 и 2/3 соответственно.

Для осуществления способа разработано устройство его реализующее.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид тест-объекта «голова», на фиг. 2 - вид сбоку, на фиг. 3-тест-объект «тело», общий вид, на фиг. 4 - вид сбоку, на фиг. 5 - измерительный прибор, на фиг. 6 - заглушка, фиг. 7 и 8 - графики примеров 1 и 2.

Предлагаемое устройство для экспериментальной оценки профилей дозы МСКТ в интересах оценки CTDI для МСКТ представляет собой комплект из двух тест-объектов - тест-объект «голова» 1 и тест-объект «тело» 2; измерительный прибор 3 и комплект заглушек 4.

Использование двух тест-объектов необходимо поскольку оценка дозы в МСКТ осуществляется для двух режимов исследования: режимы сканирования головы и тела.

Тест-объект, использующийся для регистрации профилей дозы при проведении исследований в режиме сканирования головы, - тест-объект «голова» 1 (фиг. 1 и фиг. 2) представляет собой выполненный из полиметилметакрилата (ПММА) цилиндр 5 диаметром 160 мм и высотой 400 мм. На боковой поверхности цилиндра 5 параллельно его оси выполнены три продольные метки 6, 7 и 8 и одна кольцевая 9. Метки 6, 7, 8 и 9 выполнены в виде рисок шириной и глубиной 2 мм. Продольные метки 6, 7 и 8 расположены соответственно положениям часовой стрелки 3, 9 и 12 часов. Кольцевая метка 9 расположена на расстоянии 200 мм от основания цилиндра 5.

Цилиндр 5 имеет центральное отверстие 10 и четыре периферических отверстия 11. Все отверстия имеют диаметры 13 мм и выполнены глухими на глубину 380 мм. Оси периферических отверстий И параллельны образующей цилиндра 5 и отстоят от края на величину 10 мм. Расположение периферических отверстий 11 на тест-объекте соответствует положениям часовой стрелки 3, 6, 9 и 12 часов.

Второй тест-объект, необходимый для регистрации профилей дозы МСКТ при проведении исследований в режиме сканирования тела, - тест-объект «тело» 2 (фиг. 3 и фиг. 4), также выполнен из ПММА и представляет собой цилиндр 12 с диаметром 320 мм и высотой 400 мм. На боковой поверхности цилиндра 12 параллельно его оси выполнены три продольные метки 13, 14 и 15 и одна кольцевая 16. Метки 13, 14, 15 и 16 выполнены в виде рисок шириной и глубиной 2 мм. Расположение продольных меток 13, 14 и 15, подобно тест-объекту «голова» 1, соответствует положениям часовой стрелки 3, 9 и 12 часов. Кольцевая метка 16 расположена на расстоянии 200 мм от основания цилиндра 12.

Кольцевая 9 и продольные 6, 7 и 8 метки тест-объекта «голова» 1, а также кольцевая 16 и продольные 13, 14 и 15 метки тест-объекта «тело» 2 имеют одинаковое конструктивное исполнение и одинаковое расположение на каждом из тест-объектов.

Такое конструктивное исполнение и расположение меток на каждом из тест-объектов необходимо для точного позиционирования тест-объектов на деке стола пациента внутри апертуры гентри МСКТ. При позиционировании тест-объектов соответствующие метки совмещаются с линиями лазерного центратора МСКТ. Так метки 6, 7 для тест-объекта «голова» 1 и 13, 14 для тест-объекта «тело» 2 позволяют точно располагать тест-объекты по вертикали; метки 8 и 15 позволяют точно позиционировать тест-объекты по горизонтали; метки 9 и 16 предназначены для совмещения середины тест-объектов с плоскостью сканирования.

В цилиндре 12 тест-объекта «тело» 2 выполнены центральное отверстие 17 и четыре периферических отверстия 18. Центральное сквозное отверстие 17 имеет диаметр 160 мм и при проведении испытаний предназначено для установки в него тест-объекта «голова» 1, все четыре глухие периферические отверстия имеют диаметр 13 мм и выполнены на глубину 380 мм.

Расположение периферических отверстий 18 на тест-объекте «тело» 2 такое же, как и на тест-объекте «голова» 1 и соответствует положениям часовой стрелки 3, 6, 9 и 12 часов.

Высота цилиндров тест-объектов «голова» 1 и «тело» 2, а также глубина выполненных в них глухих отверстий позволяют регистрировать полное дозовое распределение на длине 380 мм. Данная длина позволяет оценить дозовое распределение в пределах ширины рентгеновского пучка, а также за его пределами («хвосты» распределения) в диапазоне от -200 мм до +180 мм.

При этом выполнение центрального отверстия 17 тест-объекта «тело» 2 сквозным и диаметром 160 мм позволяет уменьшить массу тест-объекта 2, использующегося для оценки дозы МСКТ в режиме сканирования тела, приблизительно на 9,6 кг.

Измерительный прибор 3 (фиг. 5) представляет собой разборный цилиндрический контейнер 19, выполненный из полиметилметакрилата, высотой 400 мм и диаметром 13 мм, внутри которого предусмотрена полость для установки термолюминесцентных дозиметров (ТЛД) 20, предназначенных для накопления дозы.

Термолюминесцентные дозиметры (ТЛД) 20 во внутренней полости контейнера 19 устанавливают в один ряд вплотную друг к другу. Каждый из дозиметров 20 имеет диаметр около 5 мм и высоту около 1 мм. Таким образом в контейнере 19 удается разместить порядка 76 ТЛД.

Во время сканирования расположенный в том или ином отверстии тест-объектов измерительный прибор 3 накапливает дозу КТ.

В составе двух тест-объектов предусмотрены цилиндрические заглушки 4 (фиг. 6) в количестве 8 единиц. Каждая заглушка 4 имеет высоту 400 мм и диаметр 13 мм и выполнена из того же материала, что и тест-объекты, а именно: полиметилметакрилата.

Эти заглушки вставляют в свободные от измерительного прибора отверстия во время проведения исследований.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Для экспериментальной оценки дозы МСКТ в режиме исследования головы необходимо использовать тест-объект «голова» 1, измерительный прибор 3, набор предварительно пронумерованных ТЛД 20 в количестве 380 штук (76×5) и четыре заглушки 4. Тест-объект «голова» 1 устанавливают на деке стола пациента так, чтобы три продольные метки 6, 7 и 8 тест-объекта 1 были перпендикулярны томографической плоскости МСКТ и соответствовали положениям часовой стрелки 3, 9 и 12 часов. Далее необходимо так отрегулировать высоту стола пациента и положение тест-объекта на деке, чтобы все продольные метки тест-объекта 1 были совмещены с соответствующими лазерными лучами гентри МСКТ.

После этого перемещают деку стола пациента вглубь апертуры гентри до тех пор, пока кольцевая метка 9 не будет совмещена с лазерным лучом, определяющим положение томографической плоскости. После того, как тест-объект 1 установлен и отцентрирован, определяют профили дозы МСКТ в центральном 10 и периферических 11 отверстиях тест-объекта. Для этого последовательно в соответствующие отверстия тест-объекта устанавливают измерительный прибор 3, каждый раз заправленный новой партией ТЛД 20 (76 штук), в свободные от датчика четыре отверстия вставляют заглушки 4 и осуществляют сканирование тест-объекта 1 без перемещения стола пациента с одними и теми же параметрами съемки, соответствующими режиму сканирования головы.

Далее считывают показания с пронумерованных ТЛД 20 и рассчитывают интегральные значения дозы как произведения суммы показаний всех дозиметров для соответствующего отверстия (центрального 10 и каждого из периферических отверстий 11) тест-объекта 1 на величину, равную диаметру дозиметра. Наличие интегральных значений дозы позволяет определить величину CTDI, как частное от деления интегрального значения дозы на ширину рентгеновского пучка. Величину CTDIc рассчитывают с использованием интегрального значения дозы, полученного внутри центрального отверстия 10 тест-объекта 1; величину CTDIp - как среднее значение интегральных значений дозы, определенных для всех четырех периферических отверстий 11 тест-объекта 1. Оценку CTDIw получают на основании рассчитанных значений CTDIc и CTDIp.

Для того чтобы экспериментально оценить профили дозы МСКТ в режиме сканирования тела необходимо использовать тест-объект «тело» 2, тест-объект «голова» 1, измерительный прибор 3 с набором пронумерованных ТЛД 20 (380 штук) и восемь заглушек 4.

Установка тест-объекта «тело» 2 и его центрация внутри апертуры гентри выполняется аналогично описанной процедуре установки тест-объекта «голова» 1. Далее в центральное цилиндрическое отверстие 17 тест-объекта «тело» 2 вставляют тест-объект «голова» 1. Формируют измерительный прибор 3 путем размещения пронумерованных ТЛД 20 (76 штук) в цилиндрическом контейнере 19. Устанавливают измерительный прибор в центральное отверстие тест-объекта «тело» 2 (фактически в центральное отверстие 10 тест-объекта «голова» 1); во все оставшиеся восемь глухих отверстий 11 (отверстия на тест-объекте «голова» 1) и 18 (отверстия на тест-объекте «тело» 2) устанавливают заглушки 4. На консоли МСКТ выбирают режим исследования тела (например, грудной клетки) с соответствующими параметрами съемки и выполняют сканирование с полным оборотом рентгеновского излучателя без перемещения стола пациента.

Далее измерительный прибор 3 освобождают от экспонированных ТЛД 20 и заполняют новым набором ТЛД 20 для оценки профиля дозы в следующем отверстии тест-объекта «тело» 2 (одного из 4-х периферических отверстий 18).

Описанную процедуру повторяют для всех периферических отверстий 18 тест-объекта 2, причем каждый раз в свободные от измерительного прибора глухие отверстия устанавливаются заглушки 4.

Полученные экспериментальные данные обрабатываются с использованием алгоритма, описанного для тест-объекта «голова». По результатам анализа дозовых распределений рассчитывают значения CTDIc, CTDIp и CTDIw.

Пример 1.

Рассмотрим оценку показателя дозы в центральном отверстии тест-объекта «голова» (CTDIc) для 64-х срезового КТ «Light Speed VCT», производства компании «GE».

1. Регистрация дозового профиля проводится в режиме сканирования «голова» со следующими параметрами съемки: величина анодного напряжения составляет 120 кВ, величина силы анодного тока составляет 200 мА, длительность оборота рентгеновского излучателя составляет 1 с; толщина получаемого среза равна 0,625 мм, количество одновременно регистрируемых срезов составляет 64. Таким образом, ширина рентгеновского пучка составляет 40 мм (0,625-64). Для получения дозового распределения используются тест-объект «голова», измерительный прибор, содержащий 76 ТЛД и четыре заглушки.

2. После позиционирования тест-объекта «голова» в центральной части апертуры гентри аппарата, в его центральное отверстие помещают измерительный прибор, заправленный 76 ТЛД. В периферические отверстия тест-объекта устанавливают заглушки. Далее выполняют сканирование с параметрами съемки, указанными в п. 1. После этого прибор изымают из тест-объекта. Далее с каждого ТЛД считывают накопленное за время сканирования значение поглощенной дозы (размерность поглощенной дозы - Грей (Гр)).

На графике показана зависимость рассчитанного уровня дозы от положения ТЛД относительно середины тест-объекта (дозовое распределение, полученное в центральном отверстии тест-объекта «голова»).

3. Далее на основании полученных значений рассчитывают интегральное значение (D_центр) как произведение суммы показаний всех ТЛД на диаметр ТЛД. Принимая диаметр ТЛД равным 5 мм, получаем значение D_центр = 891,8 мГр⋅мм.

4. Показатель дозы МСКТ CTDIc₃₈₀ определяют как результат деления полученного интегрального значения D_центр на ширину рентгеновского пучка (40 мм). То есть CTDIc₃₈₀ = 891,8/40 = 22,3 мГр.

5. Отметим, что значение параметра CTDIc₁₀₀ (рассчитанное в диапазоне ±50 мм) составляет 17,7 мГр. Таким образом относительное отклонение оценок CTDIc₃₈₀ (значение, определенное в п. 4) и CTDIc₁₀₀ составляет 20,6% (здесь за истинное значение принята величина CTDIc₃₈₀).

6. Из представленного примера видно, что предложенный метод позволяет повысить точность оценки показателя дозы в центральной области фантома «голова» на 20,6%.

Пример 2.

Рассмотрим оценку показателя дозы в центральном отверстии тест-объекта «тело» (CTDIc) для того же самого МСКТ «Light Speed VCT», производства компании «GE».

1. Регистрация дозового профиля проводится в режиме сканирования «тело» со следующими параметрами съемки: величина анодного напряжения составляет 120 кВ, величина силы анодного тока составляет 100 мА, длительность оборота рентгеновского излучателя составляет 1 с; толщина единичного среза равна 0,625 мм, количество одновременно регистрируемых срезов составляет 64. Следовательно ширина рентгеновского пучка составляет 40 мм (0,625⋅64). Для получения дозового распределения используются тест-объект «тело», тест-объект «голова», измерительный прибор, заправленный 76 ТЛД и восемь заглушек.

2. После позиционирования тест-объекта «тело» в центральной части апертуры гентри МСКТ, в его центральное сквозное отверстие помещают тест-объект «голова». Далее в центральном глухом отверстии тест-объекта «голова» размещают измерительный прибор, содержащий 76 ТЛД. Во все остальные периферические отверстия тест-объектов «голова» и «тело» устанавливают заглушки. Далее выполняют сканирование с параметрами съемки, указанными в п. 1. После этого измерительный прибор изымают из центральной части комбинированного тест-объекта. Далее с каждого ТЛД считывают накопленное за время сканирования значение поглощенной дозы.

На графике показана зависимость рассчитанного уровня дозы от положения ТЛД относительно середины тест-объекта (дозовое распределение, полученное в центральном отверстии тест-объекта «тело»).

3. Далее на основании полученных значений рассчитывают интегральное значение (D_центр) как произведение суммы показаний всех ТЛД на диаметр ТЛД. При диаметре ТЛД, равном 5 мм, величина D_центр составляет 285,5 мГр⋅мм.

4. Показатель дозы МСКТ CTDIc₃₈₀ определяют как результат деления полученного интегрального значения D_центр на ширину рентгеновского пучка (40 мм). То есть CTDIc₃₈₀ = 285,5/40 = 7,1 мГр.

5. Отметим, что значение параметра CTDIc₁₀₀ (рассчитанное в диапазоне ±50 мм) составляет 4,4 мГр. Таким образом относительное отклонение оценок CTDIc₃₈₀ (значение, определенное в п. 4) и CTDIc₁₀₀ составляет 38,0% (за истинное значение принята величина CTDIc₃₈₀).

6. Из данного примера видно, что предложенный метод позволяет повысить точность оценки показателя дозы в центральной области тест-объекта «тело» на 38,0%.

7. Из представленных данных, полученных для тест-объекта «голова» (Пример 1) и тест-объекта «тело» (Пример 2), следует, что для тест-объекта большего диаметра наблюдается больший уровень недоучтенной при использовании традиционного метода оценки (диапазон интегрирования от -50 мм до +50 мм) дозы. Данный факт объясняется большим уровнем рассеянного излучения, возникающем в тест-объекте большего диаметра, основная часть которого сосредоточена в области за пределами диапазона ±50 мм.

Таким образом, эффективность предложенного метода увеличивается по мере возрастания рассеянного в веществе тест-объектов излучения.

1. Способ экспериментальной оценки профилей дозы мультисрезовых компьютерных томографов (МСКТ) для определения показателя дозы компьютерных томографов, при использовании которого показатель дозы МСКТ оценивают для двух комбинаций параметров съемки, соответствующих режимам исследования головы и тела, для чего посредством двух тест-объектов, таких как тест-объект «голова» и тест-объект «тело», проводят испытания первоначально с тест-объектом «голова» в режиме сканирования «голова», затем с единым блоком, состоящим из тест-объекта «голова» и тест-объекта «тело», в режиме сканирования «тело», при этом осуществляют один оборот рентгеновского излучателя и регистрируют полное дозовое распределение за счет высоты тест-объектов «голова» и «тело», равной 400 мм, а также за счет измерительного прибора, длина чувствительной области которого составляет 380 мм, при этом регистрацию дозовых распределений проводят последовательно в центральной и четырех периферических областях каждого из тест-объектов, используя каждый раз новый комплект накопителей дозы в виде термолюминесцентных дозиметров (ТЛД), по результатам всех измерений формируют полный набор ТЛД, с каждого из которых затем считывают показания и на основании полученных данных определяют интегральное значение дозы для центральной области тест-объекта D_центр как произведение суммы показаний всех дозиметров для центральной области на величину, равную диаметру дозиметра, аналогично рассчитывают интегральные значения дозы для всех четырех периферических областей тест-объекта и их среднее значение D_{периферия}, при этом результат деления D_центр на величину ширины рентгеновского пучка, которую определяют как произведение количества одновременно получаемых срезов и толщины каждого среза, дает оценку показателя дозы в центральной области тест-объектов, результат деления D_{периферия} на то же значение ширины рентгеновского пучка дает оценку показателя дозы на периферии тест-объектов, а результат суммирования полученных оценок показателей дозы в центре и на периферии с использованием весовых коэффициентов 1/3 и 2/3, соответственно, представляет собой оценку взвешенного показателя дозы МСКТ.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее комплект из двух тест-объектов в виде тест-объекта «голова» и тест-объекта «тело», предназначенных для проведения измерений в режимах сканирования головы и тела, измерительный прибор и комплект заглушек, отличающееся тем, что каждый из тест-объектов представляет собой выполненный из полиметилметакрилата цилиндр, имеющий центральное отверстие и четыре периферийных отверстия с осями, отстоящими на величину 10 мм от его края, причем оси всех отверстий параллельны образующей цилиндра, на цилиндрической поверхности параллельно его оси в виде рисок шириной и глубиной 2 мм выполнены три продольные метки, расположение которых соответствует положению часовой стрелки 3, 9 и 12 часов и одна кольцевая метка, расположенная на расстоянии 200 мм от основания цилиндра, при этом цилиндр тест-объекта «голова» имеет диаметр 160 мм и высоту 400 мм, центральное и периферические отверстия выполнены глухими на глубину 380 мм и имеют диаметр 13 мм, цилиндр тест-объекта «тело» имеет диаметр 320 мм и высоту 400 мм, центральное сквозное отверстие имеет диаметр 160 мм и предназначено для установки в него при проведении испытаний тест-объекта «голова», четыре глухих периферических отверстия имеют диаметр 13 мм и выполнены на глубину 380 мм, причем расположение периферических отверстий на каждом из тест-объектов соответствует положениям часовой стрелки 3, 6, 9 и 12 часов, измерительный прибор представляет собой разборный цилиндрический контейнер, выполненный из полиметилметакрилата, высотой 400 мм и диаметром 13 мм, внутри которого размещаются с возможностью установки/выемки термолюминесцентные дозиметры, предназначенные для накопления дозы, заглушки в количестве 8 штук представляют собой цилиндры из полиметилметакрилата диаметром 13 мм и высотой 400 мм.