Лучевые нагрузки на пациента при легочной флюорографии


Физика. Техника. Материалы. Контроль качества

Лучевая диагностика объединяет многие виды интраскопии, из которых наиболее распространенным является рентгенологический метод, используемый в медицине уже более 100 лет. Профилактическая флюорография органов дыхания в нашей стране традиционно считается одной из самых распространенных процедур. Однако за последнее десятилетие отношение к флюорографии, как эффективному диагностическому методу, резко изменилось. Связано это с плохим состоянием флюорографической техники, а отсюда высокая лучевая нагрузка на пациента, низкое качество изображений пленочных флюорограмм и трудоёмкость архивирования полученных изображений.


А.П. Борисенко
ЦКБ СО РАН

Ю.Г. Украинцев
Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, г. Новосибирск

И флюорография, и рентгеновский снимок - процедуры доступные и достаточно эффективные в плане раннего выявления доклинических форм туберкулеза и рака легкого. В тоже время медики в буквальном смысле слова бьют тревогу по поводу опасности таких исследований, открыто заявляя о том, что полученная пациентом доза облучения может негативно сказаться на здоровье. Причем специалисты сегодня утверждают, что из-за большого количества диагностических исследований в течение года размеры лучевой нагрузки на пациента стали столь велики, что заставляют говорить о постоянно возрастающей коллективной дозе облучения.

Структура коллективных доз облучения населения России складывается из следующих основных источников:

  • природные источники ионизирующего излучения (радон и долгоживущие продукты распада радона - вклад в коллективную дозу 56%, космическоеизлучение 14%, всего 70%);
  • медицинские источники ионизирующего излучения (рентгенодиагностика и радионуклидная диагностика - всего 29%);
  • техногенные источники ионизирующего излучения (всего 1%).

Вклад в суммарную дозу облучения населения от источников ионизирующего излучения, применяемых в медицинских целях, занимает второе место после естественных источников. Средняя эффективная годовая доза в России достигает 1,4 мЗв в год на человека. По структуре в процентах: рентгенография – 34,1; рентгеноскопия – 32,1; профилактическая флюорография – 23,5; диагностическая флюорография – 10,3. Для сравнения: в Великобритании - 0,3 мЗв; в США и Франции - 0,4 мЗв; в Японии - 0,8 мЗв. В среднем, при медицинских обследованиях на одного жителя Земли в год приходится доза облучения, эквивалентная 0,4 мЗв.

Решением Всемирной организации здравоохранения традиционная пленочная флюорография запрещена в цивилизованном мире и не рекомендована к применению в слаборазвитых странах из-за её повышенного радиационного воздействия на пациента. В результате из-за сокращения частоты профилактических обследований населения средний годовой уровень медицинского облучения населения России уменьшился с 1,4 до 1,2 мЗв. Однако из-за участившихся во всем мире вспышек туберкулеза в последние годы значение массовых флюорографических обследований как метода профилактики возросло. В развитых странах эта тревога позволяет активнее искать пути решения данной проблемы. Это в первую очередь касается разработки, производства и использования высокоэффективных рентгенодиагностических аппаратов и внедрение новейших компьютерных технологий в медицине.

Начиная с 1996 года, ведущие разработчики рентгеновской техники предложили международному рынку медицинского оборудования цифровые системы для исследования легких, основанные на различных физических методах получения рентгеновских изображений:

  • на электронном усилителе изображения большого диаметра - (SIEMENS); TH59447HD (Thales); ФСЦ-У-01 (СпектрАП). 
  • на "селеновом барабане" - (PHILIPS); DR-1000 (Hologic).
  • на "стимулированном люминофоре" - (FUJI); Orex (Израиль); Agfa (Бельгия).
  • на принципе оптического переноса изображений с экрана на одну или более ПЗС-матрицы – (SWISSRAY); «Ренекс-Флюоро» Гелпик; «ФПЦФ-01» Рентгенпром; «КФЦ» Электрон; «Диарс-МР» Мосрентген. 
  • на полномасштабных матрицах из аморфного кремния – (GENERAL ELECTRIC, SIEMENS, PHILIPS); Epex Hologic (США); Pax Scan Varian (США); Pixium-4600 (Франция); CXDT-11 Canon (Япония).

Такие системы по сравнению с пленочной флюорографией позволяют несколько уменьшить лучевую нагрузку без ущерба качества изображения, требуемого для фтизиопульмонологии. Однако высокая стоимость этих аппаратов (350-500 тыс. долл. США), не позволит в нашей стране провести массовую замену более 5000 пленочных аппаратов, из которых более 2000 имеют возраст 15 лет и старше.

Но благодаря внедрению наукоёмких и цифровых технологий в отечественном производстве, созданы реальные возможности решения этой проблемы на современном уровне. Так, ЗАО НАУЧПРИБОР (г. Орел), ЭЛЕКТРОХИМПРИБОР (г. Лесной) и БЭМЗ (г. Бердск) серийно выпускают микродозный цифровой флюорограф МЦРУ СИБИРЬ-Н , который при наилучшем соотношении цены и качества изображений, позволяет снизить радиационное воздействие на пациента более чем в 30 раз. Эта уникальная разработка ученых ИНСТИТУТА ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (г. Новосибирск) является одним из представителей нового поколения цифровых рентгенографических аппаратов, основанных на сканировании пациента узким веерным пучком и регистрации прошедшего через объект исследования излучения многоканальным газовым детектором.

Метод сканирования предполагает регистрацию сигнала при синхронном перемещении рентгеновского излучателя, коллиматора и детектора вдоль объекта исследования. Применение сканирующего метода в рентгенологической практике максимально снижает дозы облучения, существенно повышает качество и контрастность изображений, так как облучение узко коллимированным пучком, практически исключает вклад рассеянного излучения в основной информационный поток рентгеновских квантов, особенно при исследовании толстых объектов. Получение цифрового рентгеновского изображение с помощью высокоэффективного газового детектора с большим динамическим диапазоном (для пленочной рентгенографии - фотографическая широта), позволяет одновременно отображать малоконтрастные и высококонтрастные объекты (легкие и средостение) на цифровой рентгенограмме, что выгодно отличает цифровой снимок от обычного пленочного .

На протяжении более 5 лет применение МЦРУ Сибирь-Н на базе ЦКБ СОРАН г. Новосибирск подтверждает перспективность и безопасность использования цифрового флюорограф