Методи дозиметрії

Значні успіхи променевої терапії багато в чому обумовлені розвитком клінічної дозиметрії. У зв'язку з широким застосуванням|вживанням| різних видів іонізуючого випромінювання в онкологічних клініках і у|в,біля| хворих непухлинними захворюваннями з'явилася|появилася| гостра необхідність в розробці методів і засобів|коштів| реєстрації рентгенівського i інших видів іонізуючого випромінювання. В даний період|нині| в радіологічній клініці використовується велике число дозиметричних методів і широкий діапазон вимірювальних приладів, які засновані переважно на оцінці фізичних явищ, що виникають в результаті|унаслідок,внаслідок| взаємодії випромінювання з|із| речовиною.

Фізичні методи дозиметрії

Іонізація даного об'єму|обсягу| речовини або утворення пар іонів в опромінюваному об'ємі|обсязі| знаходиться|перебуває| в прямій залежності від кількості поглиненого в ньому випромінювання. Мірою дози може бути|з'являтися,являтися| іонізація, яка виникає в результаті|унаслідок,внаслідок| поглинання енергії випромінювання речовиною. Іонізаційний метод дозиметрії є|з'являється,являється| найбільш поширеним в променевій терапія. Здійснюється він дозиметрами або рентгенометрами, що працюють на принципі визначення сумарного ефекту іонізації в опромінюваному об'ємі|обсязі| і реєструючими дози для потужності дози тільки|лише| в рентгенах.

Основною частиною|часткою| дозиметра є|з'являється,являється| іонізаційна камера, або детектор.

Схема іонізаційної камери.

До — стінка вимірювальної камери; М — вимірювальний електрод; S — електрометрія; D — вмикач; С—конденсатор; R — опір витоку струму|току|; L — вимикач.

Стінка вимірювальної камери робиться|чиниться| з|із| повітряеквівалентного| матеріалу, а з внутрішньої сторони покривається шаром електропровідного графіту. Обидві струмопровідні частини|частки| камери – корпус і вимірювальний електрод розділяються високоякісним ізолятором. Вимірювальний електрод, що проходить|минає,спливає| у внутрішню частину|частку| камери, з'єднується з|із| електрометрією – провідником, маломісткості|ємкості|. Для вимірювання|виміру| дози до електричного ланцюга|цепу| камери за допомогою вмикача приєднується конденсатор. При вимірюванні|вимірі| потужності дози до електрометрії підключається опір витоку.

Існуючі дозиметри залежно від призначення підрозділяються на прилади для реєстрації терапевтичних доз рентгенівського або гамма-випромінювання і дозиметри контролю захисту від іонізуючого випромінювання. Залежно від призначення іонізаційні дозиметри забезпечуються камерами різних розмірів. Для визначення лікувальних доз є|наявний| невеликі, так звані наперсткові|, камери об'ємом|обсягом| від 0,5 до 2 см3, а для контролю захисту використовуються іонізаційні камери об'ємом|обсягом| 1 – 5 л.

Для визначення потужності дози на рентгенотерапевтичному| і гамматерапевтичному апаратах застосовуються дозиметри (мал. 5 і 6), які працюють за принципом розрядки місткості|ємкості| іонізаційної камери. Для реєстрації потужностей дози в рентгенівських і радіологічних кабінетах застосовуються іонізаційні камери контролю захисту (мал. 7 і 8) і фотоплівкові дозиметри (мал. 9).

Дозиметр МРМ-2|.

Для визначення ступеню|міри| забруднення радіоактивними речовинами, робочих приміщень|помешкань| застосовуються спеціальні радіощупи або переносні індикатори гамма-променів. Для виявлення бета-часток і квантів гамми, а іноді|інколи| і альфа-часток застосовуються лічильники Гейгера – Мюллера, які володіють дуже високою чутливістю.

Мал. 6. Конденсаторний дозиметр.

Мал. 7. Дозиметр контролю захисту ДКЗ|.

Для дозиметрії іонізуючого випромінювання використовується також його світлозбуджена| дія (флюоресценція і сцинтиляція). Розповсюдження|поширення| будь-яких заряджених частинок|часток,часточок| через речовину супроводжується|супроводиться| збудженням атомів і молекул середовища|середи|, тобто виникненням квантів видимого і ультрафіолетового світла. Заряджена частинка|частка,часточка|, проходячи через прозорий кристал, всякий|усякий| раз викликає|спричиняє| світловий спалах. Реєстрація слабких|слабих| світлових сигналів здійснюється за допомогою так званих фотоелектричних помножувачів, сполучених|з'єднаних| з|із| підсилювачем і реєстратором імпульсів. Люмінесцентні лічильники в порівнянні з іонізаційними камерами володіють вищою чутливістю. Дозиметрія, заснована на світлозбуджувальній| дії іонізуючого випромінювання, знайшла широке застосування|вживання| тільки|лише| останніми роками завдяки впровадженню в практику фотоелектронних помножувачів.

Мал. 8. Дозиметр КД-м .

Мал. 9. Фотоплівкові дозиметри ІФК-02|.

Ефективність їх особливо велика в тих випадках, коли потрібна висока точність визначення дози гамма-випромінювання. Дозиметр, що працює за вказаними вище принципами, складається з сцинтилятора, фотоелектронного помножувача, джерела постійної високої напруги і приладу, реєструючого імпульси (мал. 10). Гамма-промені, потрапляючи|попадаючи| на сцинтилятор, викликають|спричиняють| його свічення, видимі промені світла діють на фотокатод фотоелектронного помножувача і виривають електрони з його поверхні. За допомогою фотоелектронного помножувача число електронів збільшується (за рахунок вторинної|повторної| електронної емісії, що багато разів повторюється) до виникнення імпульсу струму|току|, який реєструється за допомогою звичайних|звичних| перелічувальних схем.

Мал. 10. Схема сцинтиляційного лічильника.

S - сцинтилятор; L - світлопровід; До -фотокатод; Р - фотопомножувач; е-заряд.

Сцинтиляційні лічильники застосовуються також в діагностиці злоякісних| пухлин методом контактної радіометрії. Вона здійснюється за допомогою комплексу радіодіагностичної апаратури, куди входить набір спеціальних датчиків зондів бети; кожний з них підключений до блоку живлення|харчування| і перелічувального пристрою|устрою|.

Мал. 11. Радіометр.

Такий комплекс носить назву радіометра (мал. 11). Датчики, що перетворюють енергію випромінювання бети в енергію електричного імпульсу, діляться на сцинтиляційні і газорозрядні зонди бети. Чутливою частиною|часткою| зондів бети є|з'являється,являється| люмінофор, виготовлений з|із| сцинтиляціоннї| пластмаси. Бета-частки, взаємодіючи з|із| речовиною сцинтилятора, витрачають частину|частку| своєї енергії на іонізацію і збудження молекул сцинтилятора, яка випромінюється у вигляді світлових фотонів. Світлова енергія передається на фотопомножувач по світловоду, виготовленому з|із| плексигласу. Фотон вибиває з|із| катода фотопомножувача електрони, лавина яких після|потім| багатократного|багаторазового| множення створює на навантаженні імпульс напруги|напруження|, що поступає|надходить| після|потім| відповідного посилення на рахунковий пристрій|устрій|. Таким чином, енергія іонізуючої частинки|частки,часточки| перетвориться в одиночний імпульс напруги|напруження|, який може бути зареєстрований. Сцинтиляційні датчики з|із| кристала і фотопомножувача використовуються і при іншому методі радіоізотопної діагностики – сканування.

Дозиметрія, заснована на зміні електричних властивостей твердих «рідких тіл, знайшла віддзеркалення|відображення,відбиття| в так званій кристалодозиметрії|. У звичайних|звичних| умовах кристали є|з'являються,являються| ізоляторами або напівпровідниками. У сфері іонізуючого випромінювання вони стають провідниками електричного струму|току|. При цьому електрони, підняті в зону провідності, мають певний період життя. Захоплення електронів супроводжується|супроводиться| як випусканням світла, так і віддачею енергії у вигляді тепла. У кристалічних лічильниках виникає наведена провідність. В даний час|нині| для вимірювання|виміру| гамма-випромінювання використовуються кристали сульфіду кадмію. У дозиметрії швидких нейтронів стали застосовувати кристали германію, активовані індієм|.