Методы оптимизации лучевых нагрузок на персонал при рентгеноэндоскопических операциях в урологии
На правах рукописи
Нарышкин Станислав Альбертович
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ЛУЧЕВЫХ НАГРУЗОК
НА ПЕРСОНАЛ ПРИ РЕНТГЕНОЭНДОСКОПИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЯХ В УРОЛОГИИ
Специальность: 14.00.19 - «Лучевая диагностика, лучевая терапия»
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Москва – 2009
Работа выполнена в Научно-практическом центре медицинской радиологии Департамента здравоохранения г. Москвы и Негосударственном учреждении здравоохранения Центральной клинической больнице № 1 ОАО «Российские железные дороги».
Научные руководители:
доктор экономических наук, профессор Варшавский Юрий Викторович
доктор технических наук Зеликман Михаил Израилевич
Официальные оппоненты:
доктор медицинских наук, профессор Шехтер Анатолий Ильич
кандидат медицинских наук Максимов Виктор Алексеевич
Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования, Российский Государственный медицинский университет.
Защита состоится « 25 » февраля 2009 г. в « 14 » часов на заседании Диссертационного совета Д 208.040.06. при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования, Московская Медицинская Академия им. И.М. Сеченова Росздрава по адресу: 119991, Москва, ул. Трубецкая, д.8, стр. 2.
С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной медицинской библиотеке по адресу: 117998, Москва, Нахимовский проспект, д. 49.
Автореферат разослан « » 2009 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
доктор медицинских наук, профессор Марина Петровна Грачева
- ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы
Ситуация в нашей стране пока складывается таким образом, что даже в Москве, не в каждом стационаре, имеющем урологическое отделение, смогут выполнить экстренное дренирование блокированной почки чрескожным пункционным методом. На сегодняшний день степень оснащения и подготовка кадров по эндоурологии в средней статистической больнице России отстает от стран западной Европы и США на 10 - 20 лет. Однако, учитывая наметившуюся тенденцию в стабилизации Российской экономики, в ближайшее время наше здравоохранение ждет быстрый рост освоения и внедрения малоинвазивных методов, использующих рентгенотелевизионный контроль.
На фоне многочисленных положительных сторон вышеупомянутых методик, позволяющих оперировать как через естественные мочевые пути, так и через пункционные доступы, имеется один серьезный недостаток – необходимость использования ионизирующего излучения для осуществления интраоперационного контроля (рентгеноскопии). Несмотря на то, что эндоурологические операции имеют ряд особенностей (взаиморасположение излучатель-пациент-хирург, длительное время рентгеноскопии при выполнении сложных оперативных вмешательств и периодически возникающая необходимость работать в первичном пучке) вопрос об уровне лучевых нагрузок на персонал остается мало изученным. В настоящий момент отсутствуют стандарты и методические руководства по эндоурологическим вмешательствам, разъясняющие особенности применения рентгеноскопии в эндоурологии и подсказывающие пути оптимизации облучения пациента и персонала операционных.
Цель исследования
Снизить лучевую нагрузку на персонал рентгеноэндоскопических операционных при эндоурологических вмешательствах без потери качества оказания медицинской помощи.
Задачи исследования:
- Исследовать уровень лучевой нагрузки на персонал рентгеноэндоскопических операционных при выполнении малоинвазивных операций в урологии.
- Проанализировать дозовые нагрузки на членов операционной бригады при двух основных типах позиционирования.
- Выявить факторы, влияющие на увеличение дозовой нагрузки во время эндоурологических вмешательств.
- Определить степень снижения дозовых нагрузок на операционную бригаду при использовании защитных средств.
- Разработать мероприятия, позволяющие снизить лучевую нагрузку без существенных потерь качества изображения.
Объектом исследования являются дозовые нагрузки на персонал при существующих лечебно-диагностических рентгеноэндоскопических технологиях в урологии.
Предмет исследования. Анализ методов и средств оптимизации дозовых нагрузок на членов операционной бригады.
Методология и методика исследования
Теоретической и методологической основой исследования послужили труды ведущих специалистов в области радиационной безопасности, дозиметрии, диагностики и лечения патологических состояний мочевыводящих путей.
В ходе исследования применялись современные эндоурологические методики под рентгенотелевизионным контролем, методы оценки и контроля дозовых нагрузок, расчетно-аналитические и статистические методы, методы сравнительного и системного анализа.
Информационной базой исследования являются законодательные акты и нормативные документы Российской Федерации, Всемирной Организации Здравоохранения, Международной Комиссии по Радиационной Защите, Научного комитета по изучению действия атомной радиации при Организации Объединенных Наций, отраслевые научные и методические материалы, материалы международных, общероссийских и региональных научных съездов, конференций и форумов (1976-2008 гг.), публикаций в медицинских и организационно-методических изданиях по исследуемой проблематике.
Положения, выносимые на защиту
- Предложенная методика проведения термолюминесцентной дозиметрии позволяет достоверно контролировать лучевую нагрузку на персонал рентгеноурологической операционной.
- Предложенная методика сцинтилляционной дозиметрии дает возможность быстро и достаточно точно определять уровень профессионального облучения персонала рентгеноэндоскопической операционной.
- По уровню лучевых нагрузок рентгеноэндоурологические операции являются достаточно безопасными для выполняющего их персонала.
- При выполнении рентгеноэндоурологических операций необходимо использовать подвесную завесу, крепящуюся на край операционного стола.
Научная новизна. В результате проведённых дозиметрических исследований, как во время оперативных вмешательств, так и при использовании фантомов, получены новые данные о лучевых нагрузках на персонал рентгеноурологических операционных.
Впервые эндоурологические операции классифицированы на два типа по принципу взаиморасположения излучатель-пациент-операционная бригада.
Предложена методика оценки дозовых нагрузок на основе ТЛД в зависимости от типа взаиморасположения.
Разработана методика на основе сцинтилляционной дозиметрии, позволяющая быстро и точно оценить лучевую нагрузку на операционную бригаду при антеградных и ретроградных эндоурологических вмешательствах.
Изучено влияние конституциональных особенностей пациентов на степень профессионального облучения при рентгеноэндоскопических операциях в урологии.
Изучено влияние применения средств защиты от ионизирующего излучения на степень облучения медицинского персонала при эндоурологических
вмешательствах.
Разработано приспособление для экстракции длительно стоящих, инкрустированных солями, нефростомических дренажей, позволяющее снизить лучевую нагрузку на пациента и персонал.
Разработаны рекомендации по оптимизации дозовых нагрузок при рентгеноэндоурологических вмешательствах.
Практическая значимость заключается в получении новых данных позволивших оценить профессиональное облучение операционной бригады при рентгеноэндоскопических операциях в урологии, а также разработать рекомендации для оптимизации дозовой нагрузки.
Предложена методика быстрой и точной оценки радиционной ситуации в операционной методом сцинтилляционной дозиметрии при двух типах эндоурологических вмешательств.
Описаны методики основных видов эндоурологических операций, выполняемых под рентгенотелевизионным контролем, следование которым ведет к оптимизации лучевых нагрузок. Разработан инструмент (подана патентная заявка) – экстрактор нефростомического дренажа, облегчающий удаление длительно стоящих и инкрустированных солями нефростомических дренажей. Экстрактор позволяет сократить время рентгеноскопии в несколько раз.
Получены данные, позволяющие рекомендовать к обязательному использованию во время рентгеноэндоскопических операций подвесной рентгеновской защиты, крепящейся на краю операционного стола.
Результаты диссертационной работы использованы при подготовке новой редакции СанПиН, также могут быть учтены при разработке новых нормативных документов в части, касающейся требований к проведению рентгенохирургических вмешательств.
Внедрение результатов исследования.
Результаты исследования и разработанные на их основании рекомендации внедрены в учебный процесс кафедры эндоскопической урологии ГОУ ДПО РМАПО Росздрава, а так же в практику работы урологических отделений и рентгеноурологических операционных НУЗ ЦКБ № 1 ОАО «РЖД» и ЦКБ Гражданской авиации.
Результаты диссертационного исследования запрошены рабочей группой по подготовке новой редакции СанПиН.
Апробация работы
Материалы диссертации доложены: на европейском конгрессе радиологов (электронный доклад), Вена, 2007 г., на научном заседании кафедры эндоскопической урологии ГОУ ДПО РМАПО Росздрава.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, 3 работы поданы в печать. Подана патентная заявка на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, глав собственных исследований и обсуждения результатов, заключения, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы. Работа изложена на 156 страницах машинописного текста, содержит 13 рисунков, 16 таблиц (3 в приложении), 9 графиков. Библиографический указатель включает 165 источников литературы (73 отечественных, 92 иностранных).
II. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении раскрывается актуальность выбранной темы исследования, определяются цель и задачи, предмет и объект исследования, его научная новизна и практическая значимость.
В первой главе рассмотрены вопросы радиационной безопасности при рентгенохирургических вмешательствах, биологические эффекты ионизирующего излучения, методы оценки и контроля дозовой нагрузки на персонал. Приведены литературные данные об особенностях лучевой нагрузки при эндоурологических вмешательствах.
Вторая глава - "Материалы и методы" содержит описание выделенных двух типов эндоурологических операций по взаиморасположению излучатель- пациент-операционная бригада, методик выполнения основных оперативных вмешательств (с точки зрения оптимизации лучевой нагрузки), а также разработанных методик проведения термолюминесцентной и сцинтилляционной дозиметрий для каждого из типов взаиморасположения.
В работе выполнялась оценка дозовых нагрузок на членов операционной бригады, располагающихся наиболее близко к излучателю, и не имеющих возможность покинуть пределы операционной во время рентгеноскопии, а именно: оперирующего хирурга, ассистента и операционную сестру.
С целью получения достоверной картины распределения лучевой нагрузки на персонал при рентгеноурологических вмешательствах, выделены два основных типа взаимного расположения излучатель-пациент-персонал.
Первый тип взаиморасположения (рис. 1) соответствует операциям с антеградным доступом и встречается при вмешательствах на почках и лоханочно-мочеточниковом сегменте (ЛМС), антеградном стентировании мочеточника и др. Наиболее востребованы чрескожная пункционная нефростомия (ЧПНС) и чрескожная пункционная нефролитотрипсия (ЧПНЛ).
Второй тип взаиморасположения (рис. 2) соответствует операциям с ретроградным доступом (осуществляется через естественные мочевые пути: уретра – мочевой пузырь – мочеточник). Наиболее часто выполняются уретеролитотрипсия и ретроградное стентирование мочеточника.
Рисунок 1. Взаиморасположение излучатель - пациент - операционная бригада при антеградных операциях.
Рисунок 2. Взаиморасположение излучатель - пациент - операционная бригада при ретроградных операциях.
Для контроля за дозовыми нагрузками на персонал были использованы два метода дозиметрии, а именно:
- метод термолюминесцентной дозиметрии (ТЛД) (измерение поглощенной дозы при помощи термолюминесцентных (ТЛ) детекторов на основе фтористого лития (LiF));
- метод сцинтилляционной дозиметрии (измерение эквивалентной дозы при помощи сцинтилляционного дозиметра).
Работа выполнялась в условиях рентгеноэндоскопической операционной оперблока центра лучевой диагностики на базе НУЗ ЦКБ №1 ОАО «РЖД».
Операционная бригада была обеспечена тяжелыми закрытыми защитными фартуками и защитными воротниками. Хирург и ассистент - фартуками со свинцовым эквивалентом 0,5 мм Pb, операционная медсестра - со свинцовым эквивалентом 0,35 мм Pb. Защитный воротник – 0,35 мм Pb.
Для рентгенотелевизионного контроля применялся рентгенохирургический аппарат типа С-дуга (аркоскоп) производства фирмы Toshiba, модель SXT-900А.
Во время проведения рентгеноурологических вмешательств сила тока на аноде излучателя была постоянная и равнялась 2 мА. Напряжение регулировалось автоматически за счет работы встроенного экспонометра. Значения напряжения изменялись в зависимости от конституции пациента в пределах от 63 до 100 кВ.
Термолюминесцентная дозиметрия проводилась при помощи ТЛ детекторов. Исследование было разбито на два полугодовых периода (первый - с марта по сентябрь 2006г, второй – с февраля по август 2007г.).
Для считывания данных с ТЛ детекторов использовались приборы ДТУ-01.
У хирурга и ассистента детекторы, фиксирующие эквивалентную дозу на хрусталики глаз, крепились на медицинский колпак на границе лобной и височных областей с обеих сторон (рис. 3). У операционной сестры использовался один детектор, располагающийся на медицинском колпаке посередине лба. Все члены операционной бригады в равной степени были обеспечены детекторами, располагающимися на уровне груди (один - под защитным фартуком, другой – снаружи). Детекторы на уровне гениталий во время первой фазы измерений располагались только под фартуком, во второй фазе измерений ТЛ детекторы на уровне гениталий крепились не только под фартуком, но и поверх последнего. Детекторы, находящиеся под фартуком, позволяют определить реальную эффективную дозу, располагающиеся перед фартуком – дают возможность рассчитать вероятную эффективную дозу при работе без защитных средств, а также сравнивать результаты с данными, полученными другими методами дозиметрии. Хирург и ассистент обеспечивались дозиметрами, позволяющими фиксировать лучевую нагрузку на кисти рук, что использовалось при расчетах как эквивалентной, так и эффективной доз.
Рисунок 3. Размещение ТЛ детекторов у членов операционной бригады.
Из полученных показаний детекторов (Hизм.) вычиталось среднее значение полугодового фона (Hфон), таким образом были получены значения эквивалентной дозы для каждого уровня (Н) (1), отражающие профессиональное облучение персонала за полгода, при условии, что H/D=1, где H – доза эквивалентная, D – доза поглощенная:
H = Hизм. – Hфон, мЗв (1)
Далее по операционному журналу было подсчитано общее время рентгеноскопии (Tобщ.) отдельно для антеградных и ретроградных операций. Данные полугодовой эквивалентной дозы поделены на общее время рентгеноскопии - таким образом, были рассчитаны величины мощности эквивалентной дозы (PH) для месторасположения каждого контейнера, в зависимости от типа выполняемой операции (2).
PH = H / Tобщ., мЗв/мин. (2)
Имея значения мощности эквивалентной дозы (PH) на разной высоте от уровня пола и зная соответствующие этим высотам коэффициенты, были рассчитаны мощности эффективных доз (PE) для хирурга и ассистента (3).
PE = (0,15 PH 164 + 0,30 PH 125 + 0,50 PH 78 + 0,05 PH 40), мЗв/мин, (3)
где 0,15 – коэффициент для головы и шеи; 0,30 – коэффициент для верхней половины туловища; 0,50 – коэффициент для нижней половины туловища; 0,05 – коэффициент для конечностей.
После расчета средней длительности каждого из двух типов вмешательств, был произведен расчет средней эффективной дозы (Еопер.) за одну операцию для антеградного и ретроградного типа операций, для хирурга и ассистента, соответственно.
Для первого типа операций расчеты (Еопер.) выполнялись для чрескожной пункционной нефролитотрипсии, так как именно этот вид антеградных вмешательств требует наибольшего времени рентгенотелевизионного (РТВ) контроля.
Пределы допустимых годовых эффективной и эквивалентной доз для медицинского персонала определены НРБ. Согласно последним было вычислено условное количество антеградных и ретроградных оперативных вмешательств, которое может выполнить один хирург в течение года.
Сцинтилляционная дозиметрия осуществлялась с использованием дозиметра рентгеновского и гамма излучения ДКС – АТ 1121.
Так как одной из задач исследования являлось изучения влияния конституциональных особенностей пациента на профессиональное облучение персонала, измерения проводились с использованием двух разных тканеэквивалентных фантомов, наполненных водой. Емкость фантомов составляла 10 и 20 литров, последние эмитировали пациентов повышенного и пониженного питания.
Значение анодного тока оставалось неизменным и равнялось 2 мА. Напряжение на трубке составляло 67 кВ и 98кВ для фантомов объемом 10 л и 20л, соответственно. С применением каждого фантома измерения проводились для двух типов взаиморасположения излучатель-пациент-хирург. Также все измерения повторялись с использованием рентгенозащитной завесы, крепящейся на край операционного стола (рис. 4) и без нее. Завеса сконструирована из рентгенозащитного фартука со свинцовым эквивалентом 0,5 мм Pb.
Рисунок 4. Схема подвесной рентгеновской защиты, крепящейся на край операционного стола.
Фантом располагался на операционном столе. При первом типе операционных вмешательств – в проекции почки, при втором типе – измерения проводились при расположении фантома, как в проекции почки, так и в проекции мочевого пузыря.
Согласно методике, пространство операционной было разделено на условные горизонтальные и вертикальные зоны относительно излучателя (рис. 5). Дозиметр закреплялся на штативе, с сохранением возможности передвижения по вертикали. Для каждой из горизонтальных зон, измерения проводились в пяти вертикальных точках (от уровня пола): 40 см – уровень ног, 78 см – уровень гениталий, 110 см – уровень рук хирурга и ассистента, 125 см – уровень органов грудной клетки и 164 см – уровень глаз.
Для антеградных операций дозиметрия осуществлялась на расстоянии 30, 40, 70, 130 и 260 см от оси излучателя; для ретроградных – 30, 40, 70 и 130 см. Зона 30см соответствует расположению рук хирурга, 40 см – расположению самого хирурга, 70 и 130 см – удаленности ассистента и операционной сестры, соответственно. Т.е. измерения проводились на местах фактического нахождения персонала во время проведения рентгенотелевизионного контроля. Для каждого измерения высокое напряжение включалось на 3 секунды, полученные данные и заносились в таблицу. В каждой точке измерения выполнялись трижды, далее вычислялось среднее значение мощности дозы.
Рисунок 5. Схема проведения сцинтилляционной дозиметрии.
Третья глава – «Результаты экспериментальных исследований».
В главе описаны результаты термолюминесцентной и сцинтилляционной дозиметрий, проводившихся при двух типах оперативных вмешательств.
Термолюминесцентная дозиметрия.
За время исследования было выполнено 67 операций первого типа (из них 29 ЧПНЛ) и 92 операции второго типа (далее расчеты производились для 91 операции, так как одно вмешательство отличалось крайне высокой степенью сложности и длительным временем рентгеноскопии) (табл. 1).
Средняя длительность рентгеноскопии при ЧПНЛ за год 7,35 минуты. Средняя длительность рентгеноскопии при операциях второго типа, при расчете за год составила 1,8 минуты.
Согласно методике, описанной в главе «Материалы и методы», выполнены расчеты мощности эквивалентной дозы (PН) для членов операционной бригады и мощности эффективной дозы (PE) для хирурга и ассистента.
Для антеградных операций (перый тип) годовая эффективная доза (E год.) составила:
для хирурга – E год.Хир.I = 1,52 мЗв/г.; для ассистента - E год.Асс.I = 0,92 мЗв/г.
Для ретроградных операций (второй тип) годовая эффективная доза (E.год.) составила:
для хирурга - E.год.Хир.II = 0,72 мЗв/г.;
для ассистента - E год.Асс. II = 0,46 мЗв/г.
Сцинтилляционная дозиметрия.
Результаты дозиметрии, проведенной для антеградных операций при положении излучателя в проекции почки, а для ретроградных операций – в положении излучателя в проекциях почки и мочевого пузыря занесены в таблицы, представленные в приложении диссертационной работы.
С целью определения статистической достоверности проводимых измерений, согласно предложенной методике, для точки, расположенной в 40 см от оси излучателя и 78 см от поверхности пола при использовании водного фантома 10 л было, выполнено 30 измерений.
Таблица 1. Структура и количество операций, выполненных в процессе исследования, время рентгеноскопии
| Период | Перкутанные | Трансуретральные | ||||||
| Количество операций | Общее время рентгеноскопии (мин.) | Среднее время рентгеноскопии для ЧПНЛ (мин.) | Среднее напряжение на трубке (кВ) | Количество операций | Общее время рентгеноскопии (мин.) | Среднее время рентгеноскопии (мин.) | Среднее напряжение на трубке (кВ) | |
| 1-ый этап 03.06г. – 09.06г. | 38 (13 ЧПНЛ) | 175,5 (96 для ЧПНЛ) | 7,4 | 77 | 30 (29) | 61,6 (48,7) | 1,7 | 77,3 |
| 2-ой этап 02.07г. – 08.07г. | 29 (16 ЧПНЛ) | 173 (117 для ЧПНЛ) | 7,3 | 77,2 | 62 | 119,7 | 1,9 | 77,2 |
| Всего за год | 67 (29 ЧПНЛ) | 348,5(213 для ЧПНЛ) | 7,35 | 77,1 | 92 (91) | 181,3 (168,4) | 1,8 | 77,25 |
Статистическая обработка результатов измерений, полученных методом сцинтилляционной дозиметрии, демонстрирует полную однородность оценок, что подтверждает корректность данной методики. В пользу сказанного свидетельствуют следующие статистические показатели: среднее линейное отклонение 
= 0,005867, относительное отклонение () = 1,02%, дисперсия 
= 0,000058, среднее квадратическое отклонение 
= 0,007611 и коэффициент вариации (
) = 0,13.
Четвертая глава – «Анализ результатов экспериментальных исследований»
содержит результаты анализа лучевой нагрузки, оцененной методами термолюминесцентной («in vivo») и сцинтилляционной («in vitro») дозиметрий при антеградных и ретроградных операциях.
Анализ результатов термолюминесцентной и сцинтилляционной дозиметрии при эндоурологических операциях первого типа (антеградных).
На основании данных, полученных при ТЛД произведены расчеты мощности эффективной дозы за 1 минуту рентгеноскопии (PEобщ.) и эффективной дозы (Еобщ.), получаемой персоналом за одно оперативное вмешательство.
Мощность эффективной дозы при расчете на год, для хирурга составила:
PEхир. общ. = 5,58 мкЗв/мин.; для ассистента: PE асс. общ. = 2,97 мкЗв/мин.
При средней длительности рентгеноскопии во время ЧПНЛ 7,35 минуты, средняя эффективная доза за одну операцию (Е общ.) для хирурга составила:
Е хир. общ. = 41,01мкЗв/операция, а для ассистента: Е асс. общ. = 21,83 мкЗв/операция.
При данной лучевой нагрузке и пределе эффективной дозы 20 мЗв/г. (для персонала группы А) врач ежегодно может условно выполнять 488 операций (ЧПНЛ) в качестве оперирующего хирурга. Для персонала группы Б возможное количество операций уменьшается в 4 раза.
С целью сравнительного анализа уровня лучевой нагрузки на медицинский персонал при операциях первого типа, результаты, полученные методами ТЛД и сцинтилляционной дозиметрии, были сведены в таблицу (табл. 2).
На основании данных (табл. 2) построены графики, позволяющие сопоставить результаты сцинтилляционной дозиметрии, полученные «in vitro»,
Таблица 2. Мощность дозы (мЗв/ч), воздействующая на членов операционной бригады при антеградных операциях и определенная методами ТЛ и сцинтилляционной дозиметрии.
| Расстояние от оси излучателя (см) | Высота от уровня пола (см) | Мощность дозы (мЗв/ч) | ||
| Антеградные операции | ||||
| Фантом 10л | ТЛ дозиметрия | Фантом 20л | ||
| 30 Руки хирурга | 110 | 2,0767 | 3,1006/2,4104 | 3,2667 |
| 40 Хирург | 78 | 0,8767 | 1,3387 | 2,8300 |
| 125 | 0,7933 | 1,4359 | 1,5033 | |
| 164 | 0,3000 | 0,3746/0,6085 | 0,3800 | |
| 40 Руки ассистента | 110 | 1,2467 | 0,6797/1,3040 | 2,3700 |
| 70 Ассистент | 78 | 0,4567 | 0,8428 | 1,3767 |
| 125 | 0,4400 | 0,5306 | 0,8300 | |
| 164 | 0,2147 | 0,3008/0,3043 | 0,4500 | |
| 130 Операционная медсестра | 78 | 0,1447 | 0,1249 | 0,4500 |
| 125 | 0,1640 | 0,1231 | 0,4067 | |
| 164 | 0,1337 | 0,1231 | 0,2683 | |
c результатами ТЛД, произведенной в реальных условиях работы операционной бригады. В качестве примера приводится график, отражающий дозовую нагрузку на ассистента (график 1). Отмечается хорошее совпадение данных, отображающих мощность эквивалентной дозы, полученных методами ТЛД и сцинтилляционной дозиметрии при операциях первого типа.
Расчеты, произведенные на основе данных сцинтилляционной дозиметрии при использовании водных фантомов 10 л и 20 л, показали, что дозовая нагрузка на операционную бригаду, в зависимости от конституции пациента, может возрасти до 2,5 раз.
Анализ результатов термолюминесцентной и сцинтилляционной дозиметрии при эндоурологических операциях второго типа (ретроградных).
При средней длительности рентгеноскопии при ретроградных вмешательствах 1,8 минуты, средняя эффективная доза за одну операцию (Е общ.) для хирурга составила: Е хир. общ. = 6,25мкЗв/операция, а для ассистента: Е асс. общ. = = 5,13 мкЗв/операция.
При данной лучевой нагрузке и пределе эффективной дозы 20 мЗв/г. (для персонала группы А) врач ежегодно может условно выполнять 3175 операций второго типа в качестве оперирующего хирурга.
Результаты анализа проведенной ТЛД для антеградных и ретроградных операций сведены в таблицу (табл. 3), где отражены: мощность эффективной дозы, средняя эффективная доза за одну операцию и условно-возможное количество выполняемых операций в год.
Таблица 3. Мощность эффективной дозы, средняя эффективная доза за одну операцию и условно-возможное количество выполняемых операций в год в зависимости от типа вмешательства и принадлежности персонала к группам А и Б.
| Вид операции | Хирург | Ассистент | ||||
| РЕ (мкЗв/мин.) | Е (мкЗв/ операция) | Условно-возможное количество операций в год | РЕ (мкЗв/мин.) | Е (мкЗв/ операция) | Условно-возможное количество операций в год | |
| Группа А Б Группа | Группа А Б Группа | |||||
| Перкутан-ные | 5,58 | 41,01 | 488 122 | 2,97 | 21,83 | 917 229 |
| Транс-уретральные | 3,47 | 6,25 | 3175 793 | 2,85 | 5,13 | 3922 980 |
Проведен анализ результатов сцинтилляционной дозиметрии, выполненной с использованием подвесной защиты на краю операционного стола и без нее (табл. 4).
Таблица 4. Мощность эквивалентной дозы (PH, мЗв/мин) определенная методом сцинтилляционной дозиметрии с применением водных фантомов 10 л и 20 л, с использованием подвесной защиты и без нее. Условные обозначения: А – антеградные операции (первый тип), Р – ретроградные операции (второй тип), П – расположение излучателя в проекции почки, МП – расположение излучателя в проекции мочевого пузыря, 30/78 – расстояние от излучателя до дозиметра по горизонтали / высота расположения дозиметра от уровня пола.
| Тип операции, расположение излучателя и расположение дозиметра | Фантом 10 л | Фантом 20 л | ||||
| PE мЗв/ч без защиты | PE мЗв/ч с защитой | Без защиты / с защитой | PE мЗв/ч без защиты | PE мЗв/ч с защитой | Без защиты / с защитой | |
| А/П/30/78 | 0,8867 | 0,1213 | 7,3 | 3,6667 | 0,7633 | 4,8 |
| Р/МП/30/78 | 4,3000 | 0,1006 | 42,3 | 13,1333 | 0,5600 | 23,5 |
| Р/П/70/78 | 0,5733 | 0,0085 | 67,4 | 1,5667 | 0,0507 | 30,9 |
Как видно из таблицы, при отсутствии подвесной защиты лучевая нагрузка на хирурга может возрастать более чем в 60 раз!
По аналогии с результатами дозиметрии при антеградных операциях проведен анализ данных, полученных при ретроградных вмешательствах.
Соответствующие таблицы и графики представлены в диссертационной работе.
Установлено, что для использования методики сцинтилляционной дозиметрии с целью прогнозирования реальной лучевой нагрузки на персонал при выполнении эндоурологических операций второго типа, необходимо проводить измерения при положении излучателя в проекции почки и применении водного фантома 20 л. Исключение составляют точки, соответствующие уровню расположения гениталий хирурга и ассистента, где необходимо выполнять измерения при положении излучателя в проекции мочевого пузыря при использовании водного фантома 10 л.
В пятой главе – «Факторы оптимизации лучевой нагрузки» рассмотрены следующие факторы оптимизации лучевой нагрузки на персонал, (за исключением средств защиты от ионизирующего излучения, влияние которых
при рентгеноурологических операциях было описано в предыдущих главах):
- Технические параметры используемого рентгеновского оборудования (коллимация, сила тока рентгеновской трубки, анодное напряжение на трубке, фильтрация, угол излучения, конфигурация С- дуги, расстояние от источника излучения, расположение мониторов, импульсный режим и стоп-кадр).
- Цифровые приемники изображения для рентгеноскопии.
- Технологический процесс (инструментальное обеспечение и обеспечение современным расходным материалом, аппаратное обеспечение, соблюдение методик).
- Теоретическая подготовка и практические навыки персонала.
- Дозиметрический контроль.
В ходе диссертационного исследования был разработан новый инструмент - экстрактор нефростомического дренажа (рис. 6), позволяющий легко удалять длительно стоящие нефростомические дренажи, инкрустированные солями. Обычно удаление или замена подобных дренажей связана со значительными трудностями и приводит к высоким лучевым нагрузкам. Зарегистрирована патентная заявка № 008537, регистрационный № 2008107891 от 03.03.2008г.
Рисунок 6. Этапы удаления нефростомического дренажа. А. – срезается канюля. Б. - ввинчивание экстрактора. В. – продвижение тубуса в ЧЛС до завитка. Г. –удаление дренажа.
ВЫВОДЫ
- Разработаны методики контроля доз на основе термолюминесцентных и сцинтилляционных детекторов излучения, позволившие полно изучить уровень лучевой нагрузки на персонал рентгеноурологических операционных. Метод термолюминесцентной дозиметрии больше подходит для мониторинга. Сцинтилляционная дозиметрия по предложенной методике позволяет быстро и точно оценивать дозы профессионального облучения.
- Рентгеноэндоскопические операции в урологии являются достаточно безопасными для операционной бригады с точки зрения получаемой лучевой нагрузки при наличии опыта выполнения подобных операций, необходимых знаний по радиационной безопасности, а также и владении техническими возможностями современных рентгеновских аппаратов. При средней продолжительности рентгенотелевизионного контроля во время ЧПНЛ равной 7,35 мин., врач может ежегодно выполнять до 450 операций в качестве оперирующего хирурга (без использования подвесной защиты на край операционного стола). При среднем времени рентгеноскопии равном 1,8 мин. хирург может осуществлять более 3000 вмешательств из ретроградного доступа. Представленные цифры количества выполняемых операций, являются условными показателями, рассчитанными по формальным признакам согласно рекомендаций СанПиН 2.6.1.1192-03 по ограничению лучевой нагрузки для персонала группы А.
- Выявлены факторы, влияющие на увеличение дозовой нагрузки:
- Несовершенство нормативной базы, регламентирующей работу и последипломное образование врачей, занятых в интервенционных вмешательствах под контролем лучевых методов исследования.
- Недостаточный опыт хирурга в выполнении эндоурологических вмешательств и отсутствие подготовки по радиационной безопасности.
- Недостаточное техническое обеспечение рентгеноурологических операционных и (или) отклонение от методических рекомендаций по использованию имеющегося специализированного инструментария и высокотехнологичного оборудования.
- Конституциональные особенности пациента. Выполнение оперативного вмешательства пациенту с избыточной массой тела может привести к увеличению лучевой нагрузки на персонал до 2,5 раз.
- Установлено, что подвесная рентгеновская защита (0,5 мм Pb), крепящаяся на краю операционного стола, значительно снижает лучевую нагрузку на персонал. При антеградных операциях в среднем в 6 раз, при ретроградных – в среднем в 33 и 49 раз при положении рентгеновской трубки в проекции мочевого пузыря и в проекции почки, соответственно. Подвесная защита – обязательный компонент табеля оснащения рентгенооперационной.
- Предложенные в работе методики выполнения рентгено-эндоскопических вмешательств позволяют заметно снизить лучевую нагрузку на персонал.
- Полученные в рамках диссертационного исследования результаты использованы при подготовке новой редакции санитарных норм и правил по разделу радиационной безопасности.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
По результатам диссертационного исследования можно сделать следующие практические рекомендации:
- Программы подготовки специалистов, занимающихся рентгено-эндоскопической хирургией, должны содержать актуальные сведения о радиационной безопасности и технических возможностях и особенностях современного рентгено-диагностического оборудования.
- По возможности заменять метод рентгенотелевизионного контроля альтернативными методами лучевой диагностики, например УЗИ.
- Приоритетно использование рентгеновских аппаратов с цифровыми приемниками изображения, что позволяет снизить радиационную нагрузку на пациентов и персонал.
- Следует избегать получения большого количества изображений в цифровом формате, а также в аналоговых системах (при возможности регистрации последнего кадра на термобумаге), так как легкость их получения приводит к резкому возрастанию лучевой нагрузки (в итоге, для последующей обработки необходимым оказывается лишь небольшой процент из полученных изображений).
- Необходимо использовать разумно подобранные средства индивидуальной защиты. Так как по результатам выполненной работы отмечается достаточно небольшая лучевая нагрузка во время проведения рентгеноэндоскопических операций в урологии, а вес рентгенозащитных фартуков является значительным, а также доказана зависимость между ношением защитного фартука и повреждением межпозвонковых дисков, можно рекомендовать для использования хирургом и ассистентом фартуки со свинцовым эквивалентом 0,35 мм Рb, или комбинированные многослойные рентгенозащитные фартуки.
- При эндоурологических вмешательствах, связанных с наибольшей лучевой
нагрузкой необходимо использовать специализированный инструментарий, позволяющий уменьшить время рентгеноскопии. Примером является разработанный в рамках диссертационного исследования экстрактор нефростомического дренажа.
- Наряду с подвесной защитной ширмой целесообразно использовать средство для пальпации, выполненное из рентгенопрозрачного материала. Представляется необходимым освоение серийного производства предложенных средств радиационной защиты.
- Для скрининговой оценки лучевой нагрузки на персонал при рентгеноурологических операциях рекомендуется применение сцинтилляционной дозиметрии по предложенной методике.
СПИСОК ПЕЧАТНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Опубликовано 5 печатных работ, 3 работы сданы в печать.
- Зеликман М.И., Нарышкин С.А., Теодорович О.В. Дозовые нагрузки на персонал при проведении эндоурологических вмешательств. // Радиология – практика, 2007, № 2, стр. 34-41.
- Нарышкин С.А. К вопросу о методах контроля лучевых нагрузок на персонал при эндоурологических вмешательствах. // Медицинская техника, 2007, № 5, стр. 22-25.
- Теодорович О.В., Зеликман М.И., Нарышкин С.А. Анализ доз профессионального облучения при рентгеноурологических вмешательствах. // Актуальные вопросы клинической транспортной медицины № 16, 2007, стр. 395-406.
- Zelikman M.I., Teodorovich O.V., Naryshkin S.A. Occupational exposure in endourology. // European radiology. Suppl. 1 to Volume 17. 2007, p. 407.
- Naryshkin S.A. On methods for assessing radiation load on medical personnel during an endourologic intervention. // Biomedical Engineering, Vol. 41, № 5, 2007, pp. 228 – 231.
