4 курс / Лучевая диагностика / Физичеческие,_технич_и_некоторые_радиобиологические_и_мед_аспекты

Сигнальный экземпляр

481

Рис. 176. а) Изменение оптической плотности пленки ЦДПЧ, расположенной в плексигласовом фантоме глазного яблока, перпендикулярно поверхности офтальмологического аппликатора со90Sr.

б) Запись на ленте микроденситометра оптической плотности этой пленки (кривая 1), произведенная для центральной части дозного поля - по оси активной заны аппликатора (типа С6). кривая 2 - аналогичная запись для плоского калибровочного источника со 90Sr.

482

Сигнальный экземпляр

483

Оригинальный способ изготовления радионуклидных офтальмоаппликаторов

Проект заявки на изобретение Авторы: Бочкарев В.В., Зайцев Б.А., Орлова Т.С., Плиско В.Н., Тимофеев

Л.В.

Способ изготовления радионуклидных офтальмоаппликаторов

Изобретение относится к ядерной технике и может быть применено при изготовлении источников-офтальмоаппликаторов с различными радионуклидами для лучевой терапии опухолевых и некоторых неопухолевых заболеваний глаза.

Офтальмоаппликаторы для лучевой терапии представляют собой устройства сложной формы (по форме и размеру глазного яблока), состоящие из двух сферических пластин, между которыми помещаются радиоактивные матрицы разной формы и размеров.

Однимизосновныхмоментовприизготовлениирадионуклидныхофтальмоаппликаторов является подготовка радиоактивной основы (матрицы).

Известен способ изготовления радионуклидных офтальмоаппликаторов, применяемый в Великобритании, заключающийся в том, что предварительно подготовленная радиоактивная матрица помещается на металлическую подложку сферической формы, накрывается тонкой, также металлической, фольгой, а затем проводится герметизация изделия. (Medical radiation sources catalogue Amersham International Limited, 1982, p.35).

Вупомянутойвышетехнологииизготовленияофтальмоаппликаторовактивная часть изготовляется путем насыщения порошка двуокиси титана раствором карбоната стронция-90 с последующим холодным прессованием, спеканием в печи, прокаткой и штамповкой до получения требуемой формы и толщины матрицы.

Недостатками этого способа являются большая трудоемкость процессов; на всех этапах процесса изготовления активной части (матрицы) аппликаторов проводятся механические и термические работы с открытыми радиоактивными веществами, предъявляющие особые требования к обеспечению условий техники безопасности – спекание радиоактивного порошка при высокой температуре в кислороде; измельчение, классификация активного порошка; перемешивание с порошком металлического серебра; прессование матриц с радионуклидами и т.д.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ изготовления радионуклидных аппликаторов по АС СССР №571143 класс G21G 4/00, 1977. Технология изготовления радионуклидного офтальмоаппликатора в этом случае такова. Приготовляется шихта – гомогенная смесь из порошков цеолита и никеля путем истирания порошков в ступке под слоем ацетона; затем шихта прессуется при давлении до 109 ПА с использованием пресс-форм, пуансонов и вставок высокой степени точности изготовления; затем термообработка матриц до 6000С, механическая (ручная) зачистка периметра; вытачивание

484

Сигнальный экземпляр

надфилямиматрицсложнойформы,приклейкакосноведлявыжиганияпарафина при 5000С; насыщение радиоактивным раствором в течение 6 суток. Насыщенная радиоактивным раствором матрица помещается между двумя сферическими пластинами и затем производится герметизация изделия.

Недостатком этого способа изготовления офтальмоаппликаторов является большая трудоемкость, наличие многих сложных подготовительных операций, трудно поддающихся автоматизации, большие затраты времени на изготовление основы. Как и в первом примере, применяется прессование, обжиг. Матрицы сложной формы практически изготовляются вручную.

Целью нашей работы являлось упрощение и ускорение процесса изготовления офтальмоаппликаторов сложной конфигурации, улучшение условий труди при работе с открытыми радиоактивными веществами и повышение равномерности распределения радионуклида на поверхности подложки.

Поставленную цель мы достигли тем, что предложили способ изготовления радиоактивной матрицы путем сорбции радионуклида из раствора на подложку из серийно выпускаемой отечественной радиационностойкой стеклоткани ГОСТ 19170-73, из которой перед сорбцией радионуклида вырубается по шаблону плоские заготовки нужной формы и размера и сорбция осуществляется в плоской геометрии при температуре 60-900С,pH=10-11.

Упрощениеиускорениетехнологическогопроцесса,иулучшениеусловийтруда при изготовлении активной матрицы обеспечивается тем, что:

-полностью исключаются радиационноопасные и трудоемкие операции, механические и термические работы, работы, проводимые под высоким давлением;

-вместо прессования матрицы из шихты с помощью сложных пресс-форм используется вырубка (штамповка) образцов из неактивной основы (ткани);

-существенно, примерно в 300 раз, сокращается продолжительность технологической операции насыщения основы радиоактивным раствором: вместо 6 суток

упрототипа этот процесс занимает 30 минут в предложенном способе. Улучшение равномерности обеспечивается тем, что в отличие от прототипа,

где сорбция радионуклида происходит на вогнутой сферической поверхности матрицы, в предлагаемом способе насыщение ведется в плоской геометрии. По экспериментальным данным в первом случае возникает неравномерность за счет скопления радионуклида в центре матрицы и разброса ее значений на краях (до -10% от среднего значения), при насыщении матрицы по предлагаемому способу отклонение значений поверхностной активности от среднего не превышает 2,5%.

Пример.

Рассмотрим процесс изготовления офтальмоаппликатора, например, типа С12 срадионуклидомстронций-90+иттрий-90,предназначенногодлялучевойтерапии заболеваний заднего отдела глаза. На рис. 1. схематично изображен общий вид этого аппликатора и активная матрица его. Аппликатор представляет собой сферическую чашу с вырезом для зрительного нерва, радиус кривизны поверхностей равен 14 мм. Мощность дозы бета-излучения стронция-90+иттрия-90 на поверхности аппликатора должна быть около 0,4 Гр/мин (40 рад/мин). Аппликатор был

485

изготовлен по предлагаемой технологии следующим образом. В качестве основы использовали серийную ткань из кремнеземных пористых волокон, полученную изстеклотканиТ-10отечественногопроизводства.Толщинаткани0,1мм.Изткани вырезали заготовку по форме (см. рис.). Форма и размер заготовки фиксировались оплавлением краев ткани. На основу сорбционным путем наносили радионуклид стронций-90израствораазотнокислойсолиSr(NO3)2сРн=10-11притемпературе 60оС-90оС. Всего за 30 мин. на основу сорбировалось около 95% радионуклида, что в 300 раз менее продолжительно, чем у прототипа.

486

Сигнальный экземпляр

Сорбционная емкость ткани из кремнеземных пористых волокон по стронцию, равная примерно 3 мг-экв/г, позволяет получать мощность дозы на поверхности аппликатора до 2 Гр/мин (200 рад/мин) и значительно больше, что удовлетворяет медицинским требованиям.

После промывки и сушки матрица закладывалась между двумя пластинами сферической формы. Сатиновое переплетение ткани из кремнеземных пористых волокон обеспечивает надежное облегание основы сложной конфигурации. Герметизация осуществлялась аргоно-дуговой сваркой металлических пластин.

Данная технология обеспечивает высокую степень равномерности распределения мощности дозы по поверхности аппликатора (не хуже 90-95%). Кроме того, свойства тканевой матрицы таковы, что повышается надежность при эксплуатации источника – изделие устойчиво к механическим воздействиям (удары и пр.) при транспортировке.

Собственная толщина ткани (0,1мм) позволяет получать более тонкие источники, увеличивается КПД использования изделия за счет снижения самопоглощения бета-излучения основой. В случае непредвиденной разгерметизации радионуклиды в значительно меньшем количестве, чем у прототипа, вымываются из активной основы.

Формула изобретения.

Способ изготовления радионуклидных офтальмоаппликаторов для лучевой терапии глаза, заключающийся в формировании радиоактивной матрицы путем сорбции радионуклида из раствора на подложку, помещении матрицы в защитный корпус с последующей герметизацией его, отличающийся тем, что с целью упрощения и ускорения процесса изготовления офтальмоаппликаторов сложной конфигурации, улучшения условий труда при работе с открытыми радиоактивными веществами и повышения равномерности распределения радионуклида на поверхности матрицы, в качестве подложки используется гибкий радиационностойкий материал из кремнеземных пористых волокон, из которого перед сорбцией радионуклида на него, вырубаются по шаблону плоские заготовки нужной формы и размера, и сорбция осуществляется в плоской гео-

Авторы: В.В. Бочкарев, Б.А. Зайцев, Т.С. Орлова, В.Н. Плиско, Л.В. Тимо-

феев.

487

3. Измерение МПД тормозного излучения от источника с 90Sr + 90Y

При облучении пораженного участка глаза бета - излучением, другие здоровые отделы, например, хрусталик, могут облучаться фотонным тормозным излучением. Для оценки величины этого эффекта, попытаемся рассчитать и измерить ПД от тормозного излучения на хрусталик при бета-терапии различных участков органа зрения.

В качестве детектора использовали термолюминесцентный дозиметр ТЕЛДЕ на основе LiF . Детектор представляет собой таблетку диаметр 3,5 мм и толщиной 2 мм, помещенную в полиэтиленовый пакет толщиной (10-15) мг/ см2 .Для того, чтобы разделить два компонента – бета- и фотонное излучение измеренияпроводиливследующейгеометрии(см,рис.177.).Вкачествеисточника использовался аппликатор типа СИ1 .

Эксперименты показали, что для этой геометрии измерения x в хрусталике в 36000 раз меньше Po,β на поверхности источника. Если СД бета-излучения будет равна 10000 рад (100 Гр) , то X = 0,3 рад = 3 мГр . Если предположить, что ослабление тормозного излучения в данной геометрии следует r-2 , то при облучениипереднегоотделадозанахрусталиквозрастаетприблизительнов15 раз и будет при 100 Гр на поверхности равняться 5 рад (50 Мгр).

Оценим вклад тормозного излучения путем расчета. В работе приведены ионизационные постоянные для различных материалов, в том числе для водных растворов ,керамики, металлов. Рассмотрим два предельных случая : бета-излучения полностью поглощается в конструкционных материалах ОА в одном случае, и в мягкой биологической ткани в другом.

Таким образом , определим как бы PX макс и PX мин. Оказалось ,что при облучении заднего отдела глаза с помощью ОА с активностью радионуклидов Ров

= 60 рад/мин 90Sr + 90Y равной 5 мКи мощность дозы на месте расположения хрусталикаравна 1=0,4рад/ч=6,6мГр/мин.или 2=0,66мГр/мин.Напомним, что измеренное значение равнялось 1,6 мГр/ мин, что хорошо согласуется с расчетом , учитывая принятые при этом допущения.

Дозы тормозного излучения от ОА с радионуклидами меньшей, чем у 90Y энергией бета-частиц будут еще меньше.

Вклад тормозного излучения мал.

488

Сигнальный экземпляр

Рис.177. Фантом и схема облучения

1 - источник излучения; 2 - детектор LiF - (3,5 - 2,5) мм2; 3 - фантом глаза

489