RU2755028C1 - Method for experimental evaluation of dose profiles of multi-slice computed tomographs for determining dose index of computed tomographs and device for its implementation - Google Patents

Method for experimental evaluation of dose profiles of multi-slice computed tomographs for determining dose index of computed tomographs and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2755028C1
RU2755028C1 RU2020138990A RU2020138990A RU2755028C1 RU 2755028 C1 RU2755028 C1 RU 2755028C1 RU 2020138990 A RU2020138990 A RU 2020138990A RU 2020138990 A RU2020138990 A RU 2020138990A RU 2755028 C1 RU2755028 C1 RU 2755028C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dose
test object
head
diameter
test
Prior art date
Application number
RU2020138990A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Израилевич Зеликман
Сергей Александрович Кручинин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро РетгенТест"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро РетгенТест" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро РетгенТест"
Priority to RU2020138990A priority Critical patent/RU2755028C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2755028C1 publication Critical patent/RU2755028C1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
    • A61B6/582—Calibration
    • A61B6/583—Calibration using calibration phantoms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/046—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T7/00—Details of radiation-measuring instruments
    • G01T7/005—Details of radiation-measuring instruments calibration techniques

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

FIELD: equipment for testing X-ray devices.
SUBSTANCE: invention relates to the field of equipment for testing X-ray devices. According to the claimed invention, the multispiral CT (MSCT) dose indicator is evaluated for two combinations of acquisition parameters in the head and body examination modes. For this purpose, the total dose distribution is recorded in one revolution of the X-ray emitter due to the height of the test objects “head” and “body” equal to 400 mm, as well as due to the length of the sensitive area of the measuring device equal to 380 mm. Dose distributions are recorded sequentially in the central and four peripheral regions of each of the test objects. For the dose profiles obtained in this way, the integral dose values are calculated, while the value of Dcenter corresponds to the integral dose value obtained in the central region of the test object, and the value of Dperipheral is the average value of the integral dose levels obtained for all peripheral regions. The quotient of dividing Dcenter and Dperipheral by the value of the X-ray beam width gives an estimate of the dose index in the central region of the test objects and on the periphery, respectively, and the result of summing the obtained quotients using weighting coefficients 1/3 and 2/3, respectively, is an estimate of the weighted dose index of MSCT. The device includes a set of two test objects in the form of a test object “head” with a diameter of 160 mm and a height of 400 mm and a test object “body” with a diameter of 320 mm and a height of 400 mm, in which the central and peripheral holes are made, and in the test object “head” the central hole with a diameter of 13 mm is blind and is made to a depth of 380 mm, and in the test object “body” the central hole is through and has a diameter of 160 mm, the peripheral holes of both test objects are blind and have diameters of 13 mm and a depth of 380 mm, measuring device with a height of 400 mm and a diameter of 13 mm with thermoluminescent dosimeters, as well as plugs in the amount of 8 pieces with a diameter of 13 mm and a height of 400 mm.
EFFECT: invention provides an increase in the accuracy of determining the dose index of multi-slice computed tomographs (MSCT) in the conditions of clinical use of the equipment.
2 cl, 8 dwg

Description

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.The invention relates to the field of "equipment for testing X-ray machines", namely, "equipment for testing X-ray computed tomographs" and is intended for the experimental determination of dose distributions of multislice computed tomographs (MSCT) in order to assess the dose rate of MSCT.

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.One of the most important controlled parameters of X-ray computed tomographs (CT) under operating conditions in health care facilities is the CT dose indicator (in the literature, the English abbreviation CTDI is used - Computed Tomography Dose Index). In accordance with the requirements of the GOST R IEC 61223-2-6-2001 standard, the assessment of this parameter should be carried out at a frequency of at least once every six months.

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).The value of the CTDI parameter is defined as the ratio of the integral of the dose distribution (dose profile) obtained inside a test object of a certain design during one revolution of the X-ray emitter to the width of the X-ray beam in the isocenter region of the gantry aperture (the product of the slice thickness by the number of slices).

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).The CT dose index (CTDI parameter) is estimated using two combinations of imaging parameters corresponding to the modes of examination of the head and body (as a rule, the chest is meant as the body).

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.Traditionally, dose assessment by integrating the dose profile (to determine CTDI) is carried out over a length of 100 mm (in the range from -50 to +50 mm relative to the tomographic plane - the plane in which the X-ray emitter-receiver system rotates). In this regard, ionization chambers commercially available for dose assessment have a sensitive area of 100 mm.

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.These CTDI assessment requirements were developed in the late 1990s, when most CTs in use were single-slice with a maximum X-ray collimation of the order of 10 mm. It was believed that in this case, the size (height) of the test objects, as well as the sensitive length of the sensor, is quite sufficient to record the total dose distribution formed during absorption and scattering of the incident X-ray flux in the test objects.

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].Currently, in hospitals, multi-slice CTs (mainly 16, 32, 64 and 128 slice) with an X-ray beam width in the range from 10 to 80 mm are widely used. In some cases (for example, in the study of the heart and coronary vessels) 320-slice CT with a beam width of 160 mm is also used. Studies carried out with these devices show that the use of traditional test objects and a measuring device with a sensitive length of 100 mm leads to significant errors in the assessment of CTDI due to underestimation of the effect of scattered radiation [McCollough C. et al. CT 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.In the publication [Anam C. et al. Scatter index measurement using a CT dose profiler, Journal of Medical Physics and Biophysics, 2017, Vol. 4, No. 1], it is shown that a significant fraction of scattered radiation outside the ± 50 mm region is observed even with a beam width of less than 10 mm (the studies were carried out for QDs with an X-ray beam width of 8 mm). In this work, the authors recorded dose distributions over a length of 150 mm using the following method: a point solid-state sensor was placed in the central holes of two test objects (having a height of 150 mm and diameters of 160 mm and 320 mm) and spiral scanning was performed. On the basis of the obtained dose distributions, the level of scattered radiation outside the range of ± 50 mm was estimated. So for a test object with a diameter of 160 mm, the underestimated dose level was 11%, and for a test object with a diameter of 320 mm - 19%. Obviously, for 128-slice, and even more so for 320-slice CT (the number of these devices increases every year), the errors in CTDI estimation using the traditional method will be even greater.

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.Thus, for a more accurate CTDI assessment of multislice computed tomographs, it is necessary to measure the dose profile at a length significantly greater than 100 mm. This requires the availability of appropriate test objects, as well as measuring instruments, which are currently not commercially available.

Из уровня техники известны способ и устройство для экспериментальной оценки профилей дозы компьютерных томографов.A method and apparatus for the experimental evaluation of dose profiles of computed tomographs is known from the prior art.

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).Test objects used to assess CTDI in head and body scan modes are made in the form of polymethyl methacrylate (PMMA) cylinders, the height of which is about 150 mm, and the diameter is 160 mm and 320 mm, respectively. These test objects have five blind holes (one in the center, four on the periphery - at a distance of 10 mm from the edge), the axes of the holes are parallel to the generatrix of the cylinders. These holes are designed to accommodate a cylindrical ionization chamber (sensor) for dose measurement. Plugs made of the same material as the test object are installed in the four holes free from the sensor. As a rule, the following estimates of the CTDI parameter are of interest: the CTDIc value obtained in the central region of the test object, the CTDIp value determined as a result of averaging the CTDI values at four points on the periphery of the test object, as well as the weighted CTDIw value calculated as a result of summing the estimates CTDIc and CTDIp with weights of 1/3 and 2/3, respectively. The description of these test objects is given in the standard GOST R IEC 60601-2-44-2013 "Medical electrical equipment. Part 2-44. Particular safety requirements, taking into account the main functional characteristics for X-ray computed tomographs ”(the standard was published in 2013).

Достигаемым при использовании предлагаемого изобретения техническим результатом является повышение точности определения показателей дозы мультисрезовых компьютерных томографов в условиях клинического использования оборудования.The technical result achieved when using the proposed invention is to improve the accuracy of determining the dose indicators of multislice computed tomographs in the conditions of clinical use of the equipment.

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 Dцентр 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 Dпериферия, результат деления Dцентр 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 Dпериферия 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.The technical result is achieved by the fact that in the method of experimental evaluation of dose profiles of multislice computed tomographs for determining the dose rate of MSCT, using which the dose rate of MSCT is assessed for two combinations of shooting parameters corresponding to the modes of examination of the head and body, for which by means of two test objects, such as a test object "head" and a test object "body", tests are carried out initially with the test object "head" in the scanning mode "head", then with a single block consisting of the test object "head" and the test object " body ", in the" body "scanning mode, one revolution of the X-ray emitter is carried out and the total dose distribution is recorded due to the height of the test objects" head "and" body "equal to 400 mm, as well as due to the measuring device, the length of the sensitive area of which is 380 mm, registration of dose distributions is carried out sequentially in the central and four peripheral areas of each of the test objects, using each time a new set of dose accumulators in the form of thermoluminescent dosimeters (TLD), based on the results of all measurements, a complete set of TLDs is formed, from each of which readings are then read and, based on the data obtained, the integral dose value for the central region of the test object is determined D center as a product the sum of the readings of all dosimeters for the central region by a value equal to the diameter of the dosimeter, the integral dose values for all four peripheral regions of the test object and their average value D periphery , the result of dividing D center by the value of the X-ray beam width, which is determined as the product of the quantity simultaneously of the obtained sections and the thickness of each section, gives an estimate of the dose index in the central region of the test objects, the result of dividing the periphery by the same value of the X-ray beam width gives an estimate of the dose index at the periphery of the test objects, and the result of summing the obtained dose estimates center and periphery using weights of 1/3 and 2/3, respectively, is an estimate of the weighted MSCT dose rate.

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.In a device for implementing the method, which includes a set of two test objects in the form of a test object "head" and a test object "body" intended for measurements in the modes of scanning the head and body, a measuring device and a set of plugs, characterized in that each of the test objects is a cylinder made of polymethyl methacrylate, which has a central hole and four peripheral holes with axes spaced 10 mm from its edge, and the axes of all holes are parallel to the generatrix of the cylinder, on a cylindrical surface parallel to its axis in the form of marks with a width and a depth of 2 mm, three longitudinal markers are made, the location of which corresponds to the position of the hour hands at 3, 9 and 12 o'clock and one ring mark located at a distance of 200 mm from the base of the cylinder, while the cylinder of the test object "head" has a diameter of 160 mm and a height 400 mm, the central and peripheral holes are made blind to a depth of 380 mm and have a diameter of 13 mm, the cylinder the test object "body" has a diameter of 320 mm and a height of 400 mm, the central through hole has a diameter of 160 mm and is intended for installation in it during testing of the test object "head", four blind peripheral holes have a diameter of 13 mm and are made to a depth 380 mm, and the location of the peripheral holes on each of the test objects corresponds to the positions of the 3, 6, 9 and 12 o'clock hours, the measuring device is a collapsible cylindrical container made of polymethyl methacrylate, 400 mm high and 13 mm in diameter, inside which are placed with the possibility of installing / removing thermoluminescent dosimeters intended for accumulation of dose, plugs in the amount of 8 pieces are cylinders of polymethyl methacrylate with a diameter of 13 mm and a height of 400 mm.

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.The novelty of the proposed method lies in the fact that the determination of the MSCT dose indicator is carried out on the basis of dose profiles determined at a length of 380 mm using a measuring device formed from thermoluminescent dosimeters (TLD), with sequential placement of the measuring device in different areas of the test object. A new set of TLDs is used for each gauge position. During the scanning process, the individual dosimeters, of which the measuring device is formed, accumulate the dose and can retain the recorded value for several days. According to the results of scans at different positions of the measuring device, readings are carried out from the used TLD. Based on the obtained values, the integral dose values for the central region of the test object are calculated as the product of the sum of the readings of all dosimeters for the central region by a value equal to the diameter of the dosimeter, and the integral dose values for all four peripheral regions of the test object and their average value are also determined in the same way. Next, the MSCT dose indices in the center and at the periphery of the test object are calculated as a result of dividing the obtained integral dose values by the width of the X-ray beam and, finally, the weighted MSCT dose indicator is determined as the sum of the MSCT dose indices in the center and at the periphery of the test object with weight coefficients 1/3 and 2/3 respectively.

Для осуществления способа разработано устройство его реализующее.To implement the method, a device has been developed that implements it.

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.The proposed device is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a general view of the test object "head", FIG. 2 is a side view, FIG. 3-test object "body", General view, in Fig. 4 is a side view, FIG. 5 - a measuring device, in Fig. 6 - plug, fig. 7 and 8 are graphs of examples 1 and 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.The proposed device for the experimental assessment of MSCT dose profiles in the interests of assessing CTDI for MSCT is a set of two test objects - a test object "head" 1 and a test object "body" 2; gauge 3 and set of plugs 4.

Использование двух тест-объектов необходимо поскольку оценка дозы в МСКТ осуществляется для двух режимов исследования: режимы сканирования головы и тела.The use of two test objects is necessary since the dose assessment in MSCT is carried out for two modes of investigation: modes of scanning the head and body.

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.The test object used to register dose profiles when conducting studies in the head scanning mode - the test object "head" 1 (Fig. 1 and Fig. 2) is a cylinder 5 made of polymethyl methacrylate (PMMA) with a diameter of 160 mm and a height of 400 mm. On the lateral surface of the cylinder 5 parallel to its axis there are three longitudinal marks 6, 7 and 8 and one annular 9. Marks 6, 7, 8 and 9 are made in the form of scratches 2 mm wide and deep. Longitudinal markers 6, 7 and 8 are located respectively at 3, 9 and 12 o'clock positions. The ring mark 9 is located 200 mm from the base of the cylinder 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.The cylinder 5 has a central hole 10 and four peripheral holes 11. All holes have a diameter of 13 mm and are blind to a depth of 380 mm. The axes of the peripheral holes And are parallel to the generatrix of the cylinder 5 and are spaced 10 mm from the edge. The location of the peripheral holes 11 on the test object corresponds to the positions of the hour hands at 3, 6, 9 and 12 o'clock.

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.The second test object required for registration of MSCT dose profiles during studies in the body scan mode is the test object “body” 2 (Fig. 3 and Fig. 4), also made of PMMA and is a cylinder 12 with a diameter of 320 mm and a height of 400 mm. On the lateral surface of the cylinder 12 parallel to its axis there are three longitudinal marks 13, 14 and 15 and one annular 16. Marks 13, 14, 15 and 16 are made in the form of scratches 2 mm wide and deep. The location of the longitudinal marks 13, 14 and 15, like the test object "head" 1, corresponds to the positions of the hour hands at 3, 9 and 12 o'clock. The annular mark 16 is located 200 mm from the base of the cylinder 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.Circular 9 and longitudinal 6, 7 and 8 marks of the test object "head" 1, as well as circular 16 and longitudinal marks 13, 14 and 15 of the test object "body" 2 have the same design and the same location on each of the test objects ...

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.Such a design and arrangement of marks on each of the test objects is necessary for accurate positioning of the test objects on the deck of the patient's table inside the MSCT gantry aperture. When positioning test objects, the corresponding marks are aligned with the lines of the MSCT laser centralizer. So labels 6, 7 for the test object "head" 1 and 13, 14 for the test object "body" 2 allow you to accurately position the test objects vertically; marks 8 and 15 allow precise positioning of test objects horizontally; marks 9 and 16 are intended to align the middle of the test objects with the scanning plane.

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.In the cylinder 12 of the test object "body" 2, a central hole 17 and four peripheral holes 18 are made. The central through hole 17 has a diameter of 160 mm and during testing is designed to install the test object "head" 1 into it, all four blind peripheral holes have a diameter of 13 mm and are made to a depth of 380 mm.

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.The location of the peripheral holes 18 on the test object "body" 2 is the same as on the test object "head" 1 and corresponds to the positions of the hour hands at 3, 6, 9 and 12 o'clock.

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.The height of the cylinders of the test objects "head" 1 and "body" 2, as well as the depth of the blind holes made in them, make it possible to record the full dose distribution over a length of 380 mm. This length makes it possible to estimate the dose distribution within the width of the X-ray beam, as well as outside it ("tails" of the distribution) in the range from -200 mm to +180 mm.

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.At the same time, making the central hole 17 of the test object “body” 2 through and with a diameter of 160 mm allows to reduce the mass of the test object 2, which is used to estimate the dose of MSCT in the body scan mode, by approximately 9.6 kg.

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.Measuring device 3 (Fig. 5) is a collapsible cylindrical container 19 made of polymethyl methacrylate, 400 mm high and 13 mm in diameter, inside of which a cavity is provided for installing thermoluminescent dosimeters (TLD) 20 intended for dose accumulation.

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.Thermoluminescent dosimeters (TLD) 20 in the inner cavity of the container 19 are installed in one row close to each other. Each of the dosimeters 20 has a diameter of about 5 mm and a height of about 1 mm. Thus, it is possible to place about 76 TLDs in container 19.

Во время сканирования расположенный в том или ином отверстии тест-объектов измерительный прибор 3 накапливает дозу КТ.During scanning, the measuring device 3 located in one hole or another of the test objects accumulates the CT dose.

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.The two test objects are provided with cylindrical plugs 4 (Fig. 6) in the amount of 8 units. Each plug 4 has a height of 400 mm and a diameter of 13 mm and is made of the same material as the test objects, namely polymethyl methacrylate.

Эти заглушки вставляют в свободные от измерительного прибора отверстия во время проведения исследований.These plugs are inserted into holes free from the measuring device during research.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is carried out as follows.

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.For experimental assessment of the dose of MSCT in the head examination mode, it is necessary to use the test object "head" 1, measuring device 3, a set of pre-numbered TLD 20 in the amount of 380 pieces (76 × 5) and four plugs 4. Test object "head" 1 is installed on the deck of the patient's table so that the three longitudinal marks 6, 7 and 8 of the test object 1 are perpendicular to the tomographic plane of the MSCT and correspond to the positions of the hour hands at 3, 9 and 12 o'clock. Next, it is necessary to adjust the height of the patient's table and the position of the test object on the deck so that all longitudinal marks of the test object 1 are aligned with the corresponding laser beams of the MSCT gantry.

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.After that, the deck of the patient's table is moved into the depth of the gantry aperture until the annular mark 9 is aligned with the laser beam defining the position of the tomographic plane. After the test object 1 is installed and centered, the MSCT dose profiles are determined in the central 10 and peripheral 11 holes of the test object. To do this, a measuring device 3 is sequentially installed in the corresponding holes of the test object, each time filled with a new batch of TLD 20 (76 pieces), plugs 4 are inserted into the four holes free from the sensor and the test object 1 is scanned without moving the patient table with the same the same shooting parameters corresponding to the head scanning mode.

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.Next, readings are read from numbered TLD 20 and the integral dose values are calculated as the product of the sum of the readings of all dosimeters for the corresponding hole (central 10 and each of the peripheral holes 11) of the test object 1 by an amount equal to the diameter of the dosimeter. The presence of integral dose values makes it possible to determine the CTDI value as a quotient of dividing the integral dose value by the X-ray beam width. The CTDIc value is calculated using the integral dose value obtained inside the central opening 10 of the test object 1; the CTDIp value is the average of the integral dose values determined for all four peripheral holes 11 of the test object 1. The CTDIw estimate is obtained based on the calculated CTDIc and CTDIp values.

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.In order to experimentally evaluate the MSCT dose profiles in the body scan mode, it is necessary to use the “body” test object 2, the “head” test object 1, the measuring device 3 with a set of numbered TLD 20 (380 pieces) and eight plugs 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.The installation of the test object "body" 2 and its centering inside the gantry aperture is performed similarly to the described procedure for installing the test object "head" 1. Next, the test object "head" 1 is inserted into the central cylindrical hole 17 of the test object "body" 2. measuring device 3 by placing numbered TLD 20 (76 pieces) in a cylindrical container 19. Install the measuring device in the central hole of the test object "body" 2 (actually in the central hole 10 of the test object "head" 1); plugs 4 are installed in all the remaining eight blind holes 11 (holes on the “head” 1 test object) and 18 (holes on the “body” test object 2). shooting parameters and scan with a full revolution of the X-ray emitter without moving the patient table.

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).Next, the measuring device 3 is freed from the exposed TLD 20 and filled with a new set of TLD 20 to assess the dose profile in the next hole of the test object "body" 2 (one of the 4 peripheral holes 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.The described procedure is repeated for all peripheral holes 18 of the test object 2, and each time plugs 4 are installed in the blind holes free from the measuring device.

Полученные экспериментальные данные обрабатываются с использованием алгоритма, описанного для тест-объекта «голова». По результатам анализа дозовых распределений рассчитывают значения CTDIc, CTDIp и CTDIw.The obtained experimental data are processed using the algorithm described for the head test object. From the analysis of dose distributions, the CTDIc, CTDIp and CTDIw values are calculated.

Пример 1.Example 1.

Рассмотрим оценку показателя дозы в центральном отверстии тест-объекта «голова» (CTDIc) для 64-х срезового КТ «Light Speed VCT», производства компании «GE».Let's consider the estimation of the dose index in the central hole of the test object "head" (CTDIc) for 64-slice CT "Light Speed VCT", manufactured by the "GE" company.

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.1. Registration of the dose profile is carried out in the "head" scanning mode with the following shooting parameters: the anode voltage value is 120 kV, the anode current strength is 200 mA, the duration of the X-ray emitter revolution is 1 s; the thickness of the obtained section is 0.625 mm, the number of simultaneously recorded sections is 64. Thus, the width of the X-ray beam is 40 mm (0.625-64). To obtain a dose distribution, a test object "head", a measuring device containing 76 TLDs and four plugs are used.

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)).2. After positioning the test object "head" in the central part of the gantry aperture of the apparatus, a measuring instrument filled with 76 TLD is placed in its central hole. Plugs are installed in the peripheral holes of the test object. Further, scanning is performed with the shooting parameters specified in item 1. After that, the device is removed from the test object. Then, the value of the absorbed dose accumulated during the scanning time is read from each TLD (the dimension of the absorbed dose is Gray (Gy)).

На графике показана зависимость рассчитанного уровня дозы от положения ТЛД относительно середины тест-объекта (дозовое распределение, полученное в центральном отверстии тест-объекта «голова»).The graph shows the dependence of the calculated dose level on the position of the TLD relative to the middle of the test object (dose distribution obtained in the central hole of the test object "head").

3. Далее на основании полученных значений рассчитывают интегральное значение (Dцентр) как произведение суммы показаний всех ТЛД на диаметр ТЛД. Принимая диаметр ТЛД равным 5 мм, получаем значение Dцентр = 891,8 мГр⋅мм.3. Further, on the basis of the obtained values, the integral value (D center ) is calculated as the product of the sum of the readings of all TLDs by the TLD diameter. Taking the TLD diameter to be 5 mm, we obtain the value of D center = 891.8 mGy⋅mm.

4. Показатель дозы МСКТ CTDIc380 определяют как результат деления полученного интегрального значения Dцентр на ширину рентгеновского пучка (40 мм). То есть CTDIc380 = 891,8/40 = 22,3 мГр.4. Dose index MSCT CTDIc 380 is determined as a result of dividing the obtained integral value D center by the width of the X-ray beam (40 mm). That is, CTDIc 380 = 891.8 / 40 = 22.3 mGy.

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).5. Note that the value of the CTDIc 100 parameter (calculated in the range of ± 50 mm) is 17.7 mGy. Thus, the relative deviation of the estimates CTDIc 380 (the value defined in clause 4) and CTDIc 100 is 20.6% (here the CTDIc 380 is taken as the true value).

6. Из представленного примера видно, что предложенный метод позволяет повысить точность оценки показателя дозы в центральной области фантома «голова» на 20,6%.6. It can be seen from the presented example that the proposed method makes it possible to increase the accuracy of estimating the dose index in the central region of the phantom "head" by 20.6%.

Пример 2.Example 2.

Рассмотрим оценку показателя дозы в центральном отверстии тест-объекта «тело» (CTDIc) для того же самого МСКТ «Light Speed VCT», производства компании «GE».Consider the estimate of the dose index in the central hole of the body test object (CTDIc) for the same Light Speed VCT MSCT manufactured by 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.1. Registration of the dose profile is carried out in the "body" scanning mode with the following shooting parameters: the anode voltage value is 120 kV, the anode current strength is 100 mA, the duration of the X-ray emitter revolution is 1 s; the thickness of a single slice is 0.625 mm, the number of simultaneously recorded slices is 64. Consequently, the width of the X-ray beam is 40 mm (0.625 - 64). To obtain the dose distribution, a test object "body", a test object "head", a measuring device filled with 76 TLDs and eight plugs are used.

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.2. After positioning the test object "body" in the central part of the MSCT gantry aperture, the test object "head" is placed in its central through hole. Further, a measuring device containing 76 TLD is placed in the central blind hole of the test object "head". In all other peripheral holes of the test objects "head" and "body" plugs are installed. Next, scanning is performed with the shooting parameters specified in item 1. After that, the measuring device is removed from the central part of the combined test object. Then, the value of the absorbed dose accumulated during the scan is read from each TLD.

На графике показана зависимость рассчитанного уровня дозы от положения ТЛД относительно середины тест-объекта (дозовое распределение, полученное в центральном отверстии тест-объекта «тело»).The graph shows the dependence of the calculated dose level on the position of the TLD relative to the middle of the test object (dose distribution obtained in the central hole of the test object "body").

3. Далее на основании полученных значений рассчитывают интегральное значение (Dцентр) как произведение суммы показаний всех ТЛД на диаметр ТЛД. При диаметре ТЛД, равном 5 мм, величина Dцентр составляет 285,5 мГр⋅мм.3. Further, on the basis of the obtained values, the integral value (D center ) is calculated as the product of the sum of the readings of all TLDs by the TLD diameter. With a TLD diameter of 5 mm, the D center value is 285.5 mGy⋅mm.

4. Показатель дозы МСКТ CTDIc380 определяют как результат деления полученного интегрального значения Dцентр на ширину рентгеновского пучка (40 мм). То есть CTDIc380 = 285,5/40 = 7,1 мГр.4. Dose index MSCT CTDIc 380 is determined as a result of dividing the obtained integral value D center by the width of the X-ray beam (40 mm). That is, CTDIc 380 = 285.5 / 40 = 7.1 mGy.

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).5. Note that the CTDIc 100 parameter (calculated in the range of ± 50 mm) is 4.4 mGy. Thus, the relative deviation of the estimates CTDIc 380 (value defined in clause 4) and CTDIc 100 is 38.0% (CTDIc 380 is taken as the true value).

6. Из данного примера видно, что предложенный метод позволяет повысить точность оценки показателя дозы в центральной области тест-объекта «тело» на 38,0%.6. It can be seen from this example that the proposed method makes it possible to increase the accuracy of the dose index estimate in the central area of the test object "body" by 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.7. From the presented data obtained for the test object "head" (Example 1) and the test object "body" (Example 2), it follows that for the test object with a larger diameter, a greater level of underestimation is observed when using the traditional assessment method (range integration from -50 mm to +50 mm) dose. This fact is explained by the high level of scattered radiation arising in the test object of a larger diameter, the main part of which is concentrated in the area outside the range of ± 50 mm.

Таким образом, эффективность предложенного метода увеличивается по мере возрастания рассеянного в веществе тест-объектов излучения.Thus, the efficiency of the proposed method increases as the radiation scattered in the substance of the test objects increases.

Claims (2)

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 Dцентр 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 Dпериферия, при этом результат деления Dцентр 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 Dпериферия 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.1. A method of experimental evaluation of the dose profiles of multislice computed tomographs (MSCT) for determining the dose rate of computed tomographs, when using the MSCT dose rate is assessed for two combinations of imaging parameters corresponding to the modes of examination of the head and body, for which by means of two test objects, such as test object "head" and test object "body", tests are carried out initially with the test object "head" in the scanning mode "head", then with a single block consisting of the test object "head" and the test object "body ", In the" body "scanning mode, while one revolution of the X-ray emitter is carried out and the full dose distribution is recorded due to the height of the test objects" head "and" body "equal to 400 mm, as well as due to the measuring device, the length of the sensitive area of which is 380 mm, while registration of dose distributions is carried out sequentially in the central and four peripheral areas of each of the test objects , using each time a new set of dose accumulators in the form of thermoluminescent dosimeters (TLD), based on the results of all measurements, a complete set of TLDs is formed, from each of which readings are then read and, based on the data obtained, the integral dose value for the central region of the test object D center is determined as the product of the sum of the readings of all dosimeters for the central region by a value equal to the diameter of the dosimeter, the integral dose values for all four peripheral regions of the test object and their average value D periphery are calculated similarly, while the result of dividing D center by the value of the X-ray beam width, which is determined as the product of the number of simultaneously obtained sections and the thickness of each section, gives an estimate of the dose index in the central region of the test objects, the result of dividing the periphery by the same value of the X-ray beam width gives an estimate of the dose index at the periphery of the test objects, and the result of summing the obtained estimates of the display Dose values in the center and at the periphery using weighting factors 1/3 and 2/3, respectively, is an estimate of the weighted MSCT dose indicator. 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.2. A device for implementing the method according to claim 1, comprising a set of two test objects in the form of a test object "head" and a test object "body", intended for measurements in the modes of scanning the head and body, a measuring device and a set of plugs , characterized in that each of the test objects is a cylinder made of polymethyl methacrylate, which has a central hole and four peripheral holes with axes spaced 10 mm from its edge, and the axes of all holes are parallel to the generatrix of the cylinder, on a cylindrical surface parallel to its axis there are three longitudinal markers in the form of scratches 2 mm wide and 2 mm deep, the location of which corresponds to the position of the hour hands at 3, 9 and 12 o'clock and one annular mark located at a distance of 200 mm from the base of the cylinder, while the cylinder of the test object "head" has a diameter 160 mm and a height of 400 mm, the central and peripheral holes are made blind to a depth of 380 mm and have a diameter of 13 mm, c The cylinder of the test object "body" has a diameter of 320 mm and a height of 400 mm, the central through hole has a diameter of 160 mm and is intended for installation in it during testing of the test object "head", four blind peripheral holes have a diameter of 13 mm and are made on depth 380 mm, and the location of the peripheral holes on each of the test objects corresponds to the positions of the 3, 6, 9 and 12 o'clock hands, the measuring device is a collapsible cylindrical container made of polymethyl methacrylate, 400 mm high and 13 mm in diameter, inside which are placed with the possibility of installing / removing thermoluminescent dosimeters intended for accumulation of dose, plugs in the amount of 8 pieces are cylinders of polymethyl methacrylate with a diameter of 13 mm and a height of 400 mm.
RU2020138990A 2020-11-26 2020-11-26 Method for experimental evaluation of dose profiles of multi-slice computed tomographs for determining dose index of computed tomographs and device for its implementation RU2755028C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020138990A RU2755028C1 (en) 2020-11-26 2020-11-26 Method for experimental evaluation of dose profiles of multi-slice computed tomographs for determining dose index of computed tomographs and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020138990A RU2755028C1 (en) 2020-11-26 2020-11-26 Method for experimental evaluation of dose profiles of multi-slice computed tomographs for determining dose index of computed tomographs and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2755028C1 true RU2755028C1 (en) 2021-09-10

Family

ID=77669984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020138990A RU2755028C1 (en) 2020-11-26 2020-11-26 Method for experimental evaluation of dose profiles of multi-slice computed tomographs for determining dose index of computed tomographs and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2755028C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU74475U1 (en) * 2008-03-14 2008-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро РентгенТест" UNIVERSAL TEST OBJECT FOR CONTROL OF PARAMETERS AND CHARACTERISTICS OF X-RAY COMPUTER TOMOGRAPHERS
RU2330611C1 (en) * 2006-11-08 2008-08-10 Государственное учреждение здравоохранения города Москвы "Научно-практический центр медицинской радиологии" Департамента здравоохранения города Москвы Test object for performance parameters and characteristics checkout for x-ray computer tomographs
US7510325B2 (en) * 2003-12-24 2009-03-31 National Institute Of Radiological Sciences Phantom and phantom assembly
RU2380038C2 (en) * 2008-03-14 2010-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро РентгенТест" Universal test-object for monitoring of x-ray and computer ct scanners parametres and characteristics constancy
EP2363069A1 (en) * 2010-03-04 2011-09-07 Leeds Test Objects Limited A phantom

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7510325B2 (en) * 2003-12-24 2009-03-31 National Institute Of Radiological Sciences Phantom and phantom assembly
RU2330611C1 (en) * 2006-11-08 2008-08-10 Государственное учреждение здравоохранения города Москвы "Научно-практический центр медицинской радиологии" Департамента здравоохранения города Москвы Test object for performance parameters and characteristics checkout for x-ray computer tomographs
RU74475U1 (en) * 2008-03-14 2008-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро РентгенТест" UNIVERSAL TEST OBJECT FOR CONTROL OF PARAMETERS AND CHARACTERISTICS OF X-RAY COMPUTER TOMOGRAPHERS
RU2380038C2 (en) * 2008-03-14 2010-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро РентгенТест" Universal test-object for monitoring of x-ray and computer ct scanners parametres and characteristics constancy
EP2363069A1 (en) * 2010-03-04 2011-09-07 Leeds Test Objects Limited A phantom

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Anam С.et al., "Scatter index measurement using a CT dose profiler, Journal of Medical Physics and Biophysics", 2017, Vol. 4, number 1,P.95-100. *
БУРАШОВ В.В., ЗЕЛИКМАН М.И., КРУЧИНИН С.А., "ОСОБЕННОСТИ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНЫХ ДОЗ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МНОГОСРЕЗОВЫХ СПИРАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТОМОГРАФОВ", РОССИЙСКИЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ ЖУРНАЛ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ, том 2, номер 4, 2012, с.30-36. *
БУРАШОВ В.В., ЗЕЛИКМАН М.И., КРУЧИНИН С.А., "ОСОБЕННОСТИ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНЫХ ДОЗ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МНОГОСРЕЗОВЫХ СПИРАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТОМОГРАФОВ", РОССИЙСКИЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ ЖУРНАЛ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ, том 2, номер 4, 2012, с.30-36. Anam С.et al., "Scatter index measurement using a CT dose profiler, Journal of Medical Physics and Biophysics", 2017, Vol. 4, number 1,P.95-100. *
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. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Karp et al. Performance standards in positron emission tomography
Suzuki et al. Use of a pencil‐shaped ionization chamber for measurement of exposure resulting from a computed tomography scan
Hilts et al. Technical considerations for implementation of x-ray CT polymer gel dosimetry
CN103340643B (en) Method for detecting CT key technical indicators by means of multifunctional standard body model
CA2768296A1 (en) Extended low contrast detectability for radiographic imaging systems
Chapple et al. A phantom based method for deriving typical patient doses from measurements of dose–area product on populations of patients
McNitt‐Gray et al. Radiation dose in spiral CT: the relative effects of collimation and pitch
Martin et al. Application of Gafchromic film in the study of dosimetry methods in CT phantoms
Hassani et al. A dosimetric study of small photon fields using polymer gel and Gafchromic EBT films
McCullough Specifying and evaluating the performance of computed tomography (CT) scanners
RU2755028C1 (en) Method for experimental evaluation of dose profiles of multi-slice computed tomographs for determining dose index of computed tomographs and device for its implementation
RU206556U1 (en) Device for experimental determination of dose distributions of multislice computed tomographs
Chay et al. Comparison of Quantitative Whole-Body Autoradiographic and Tissue Dissection Techniques in the Evaluation of the Tissue Distribution of [14C] Daptomycin in Rats 1
Musa et al. Effectiveness of Al2O3: C OSL dosimeter towards entrance surface dose measurement in common X-ray diagnostics
Lubis et al. Construction and evaluation of a multipurpose performance check phantom for computed tomography
Brunner et al. Evaluation of various mammography phantoms for image quality assessment in digital breast tomosynthesis
RU74475U1 (en) UNIVERSAL TEST OBJECT FOR CONTROL OF PARAMETERS AND CHARACTERISTICS OF X-RAY COMPUTER TOMOGRAPHERS
Clarke et al. Calibration methods for measuring splenic sequestration by external scanning
El-Khatib et al. Lung density changes observed in vivo in rat lungs after irradiation: variations among and within individual lungs
Mubarok et al. Parameter-based estimation of CT dose index and image quality using an in-house android™-based software
Salehhon et al. 128 slice computed tomography dose profile measurement using thermoluminescent dosimeter
Cheung et al. Study on examinee's dose delivered in computed tomography
Cheung et al. A practical method for determining organ dose during CT examination
Morán et al. Breast doses from patients and from standard phantom: analysis of differences
Vermiglio et al. Procedures for evaluation of slice thickness in medical imaging systems