Модуль 3. Дозиметрия — РентгенКонтроль

Как работать с материалом

Во втором модуле мы выяснили, что излучение повреждает ДНК, а последствия зависят от дозы. Теперь разберёмся, что такое доза, в чём её измеряют и как узнать, сколько получил пациент и вы сами. Все нормы радиационной безопасности (модуль 4) записаны в единицах дозы, поэтому этот модуль — основа следующего.

Блоки с пометкой «Для интересующихся» содержат формулы и подробности. Их можно пропустить: основной текст понятен и без них. А вот раздел 13 о расчёте дозы пациента пригодится на работе — его стоит прорешать.

После изучения вы должны уметь:

объяснить, чем отличаются экспозиционная, поглощённая, эквивалентная и эффективная дозы;
переводить единицы: рентген, грей, рад, зиверт, бэр, приставки милли и микро;
объяснить, зачем нужна эффективная доза и почему её нельзя измерить прибором;
рассказать, как устроены ионизационная камера и термолюминесцентный дозиметр;
правильно пользоваться индивидуальным дозиметром;
рассчитать эффективную дозу пациента по ПДП, по радиационному выходу и по DLP при КТ;
сравнивать дозы разных исследований с природным фоном и пределами для персонала.

1Зачем нужна дозиметрия

Дозиметрия — измерение величин, которые характеризуют действие ионизирующего излучения на вещество и на человека. Главное свойство этих величин — связь с биологическим эффектом: мы измеряем не просто энергию, а то, что связано с вредом для здоровья.

В рентгенологии у дозиметрии три задачи:

Пациент

Доза каждого исследования регистрируется. Это основа оптимизации: те же снимки при меньшей дозе.

Персонал

Индивидуальные дозиметры и измерения на рабочих местах — чтобы не превысить пределы.

Аппарат и защита

Радиационный выход аппарата, мощность дозы за стенами кабинета, исправность фартуков.

Как менялась «допустимая доза»

Первые семь лет после открытия рентгеновских лучей облучение никто не ограничивал. В 1902 году Уильям Роллинз предложил ограничить облучение дозой, которая не засвечивает фотопластинку. По современным оценкам это около 10 рентген в сутки. Дальше пределы снижались по мере того, как накапливались данные о вреде.

Годовой предел дозы для профессионалов по годам на логарифмической шкале: 1902 — около 25 000 мЗв, 1934 — 500, 1936 (США) — 250, 1950 — 150, 1958 — 50, сегодня — 20 мЗв — Ориентировочный годовой предел для профессионалов, мЗв в год. Пересчёт приблизительный (1 Р ≈ 10 мЗв, около 250 рабочих дней): важен порядок величин.

1928 — создана Международная комиссия по защите от рентгеновских лучей и радия, сегодня это МКРЗ — Международная комиссия по радиологической защите.
1934 — МКРЗ рекомендовала «толерантную», то есть переносимую, дозу 0,2 Р в сутки. В 1936 году американский комитет по защите (ныне NCRP) снизил её до 0,1 Р.
1950 — 0,3 Р в неделю. Слово «толерантная» заменили более осторожным «предельно допустимая».
1958 — 5 бэр (50 мЗв) в год. Такой предел долго действовал и в СССР.
Сегодня — 20 мЗв в год (НРБ-99/2009).

За сто с лишним лет допустимая доза снизилась примерно в тысячу раз. Это цена знаний, полученных в том числе на первых рентгенологах (модуль 2, раздел 1).

2Четыре дозы: от поля к человеку

Доза — это энергия излучения, отнесённая к массе вещества. Но одна величина не может описать всё: поле излучения в воздухе, энергию в ткани, вред от разных видов излучения и риск для человека в целом. Поэтому дозовых величин четыре, и каждая следующая добавляет одну поправку.

Величина	Что показывает	Единица
Экспозиционная доза	сколько ионов излучение создало в воздухе — характеристика поля	Кл/кг, рентген
Поглощённая доза	сколько энергии поглотил килограмм вещества — физика	грей (Гр)
Эквивалентная доза	поглощённая доза с поправкой на вид излучения — вред для органа	зиверт (Зв)
Эффективная доза	сумма доз в органах с поправкой на их чувствительность — риск для человека в целом	зиверт (Зв)

Запомните: грей — для физики, зиверт — для оценки вреда человеку. Для рентгеновского излучения при равномерном облучении всего тела три последние величины совпадают по числу, поэтому их часто путают. Разницу покажем на примерах.

3Экспозиционная доза

Исторически первая дозовая величина. Она показывает, насколько излучение ионизирует сухой воздух: ионизацию легко измерить ионизационной камерой (раздел 10).

В СИ — кулон на килограмм (Кл/кг): в 1 кг воздуха образовались ионы с суммарным зарядом 1 Кл каждого знака.
Внесистемная единица — рентген (Р): в 1 см³ сухого воздуха при нормальных условиях образуется около 2,08 миллиарда пар ионов каждого знака.

1 Р = 2,58·10⁻⁴ Кл/кг

Экспозиционная доза описывает только рентгеновское и гамма-излучение и только в воздухе. Она говорит о поле излучения, а не о том, сколько получил человек. Поэтому в действующих нормах (НРБ-99/2009) её уже не используют. Но на старых дозиметрах шкала в Р/ч и мкР/ч, и читать её нужно уметь: природный фон 10–20 мкР/ч — это примерно 0,1–0,2 мкЗв/ч.

Для интересующихся: откуда 2,58·10⁻⁴ Кл/кг

Заряд одного иона — 1,602·10⁻¹⁹ Кл. Масса 1 см³ сухого воздуха при 0 °C и 760 мм рт. ст. — 0,001293 г = 1,293·10⁻⁶ кг.

1 Р = 2,08·10⁹ × 1,602·10⁻¹⁹ Кл / 1,293·10⁻⁶ кг ≈ 2,58·10⁻⁴ Кл/кг

4Поглощённая доза

Поглощённая доза — энергия излучения, поглощённая единицей массы вещества. Это основная физическая величина, она подходит для любого излучения и любого вещества.

D = E / m

В СИ — грей (Гр), в честь английского физика Льюиса Грея: 1 Гр = 1 Дж/кг.
Внесистемная единица — рад (от англ. radiation absorbed dose): 1 рад = 0,01 Гр, 1 Гр = 100 рад.

Вспомните радиобиологический парадокс (модуль 2): смертельная доза около 4 Гр — это всего около 280 Дж на всё тело.

Поглощённая доза зависит от вещества. Элементы с большим атомным номером, например кальций в кости, поглощают рентгеновское излучение сильнее. Поэтому в одном и том же пучке кость получает бо́льшую дозу, чем мягкие ткани, и на снимке выглядит светлой. Подробно — в модуле 8.

Близкая величина — керма (от англ. kinetic energy released in material): энергия, переданная излучением заряженным частицам в единице массы. Для рентгена в воздухе она практически равна поглощённой дозе. Измерители доз пациентов на рентгеновских аппаратах показывают именно керму в воздухе.

5Эквивалентная доза

Одинаковая поглощённая доза разных видов излучения вредит по-разному. Альфа-частица на коротком пути оставляет очень плотный след ионизации и рвёт обе нити ДНК сразу, а рентгеновский фотон ионизирует редко (модуль 2, раздел 7). Поэтому поглощённую дозу в органе умножают на взвешивающий коэффициент излучения W_R.

H = D · W_R

Вид излучения	W_R по НРБ-99/2009
Рентгеновское и гамма-излучение	1
Электроны (бета-излучение)	1
Протоны	5
Нейтроны, в зависимости от энергии	5–20
Альфа-частицы, тяжёлые ядра	20

Единица — зиверт (Зв), в честь шведского учёного Рольфа Зиверта, первого председателя МКРЗ.
Внесистемная — бэр (биологический эквивалент рада): 1 Зв = 100 бэр.

Для нашей работы важна одна строка: для рентгеновского излучения W_R = 1, поэтому 1 Гр = 1 Зв. В старых учебниках коэффициент называют коэффициентом качества или коэффициентом ОБЭ (относительной биологической эффективности), и значения для нейтронов и протонов там другие — их с тех пор уточнили.

6Эффективная доза

Органы по-разному чувствительны к излучению: облучение лёгких с большей вероятностью приведёт к раку, чем такое же облучение кожи, а облучение половых желёз опасно ещё и для потомства. Чтобы сравнивать любые исследования по одной шкале риска, эквивалентную дозу каждого органа умножают на его взвешивающий коэффициент W_T и складывают.

E = Σ W_T · H_T

Орган, ткань	W_T по НРБ-99/2009
Гонады	0,20
Красный костный мозг, толстый кишечник, лёгкие, желудок	по 0,12
Молочная железа, щитовидная железа, печень, пищевод, мочевой пузырь	по 0,05
Кожа, клетки костных поверхностей	по 0,01
Остальные органы	0,05

Сумма всех коэффициентов равна 1. Если облучено всё тело равномерно, эффективная доза равна эквивалентной. Единица та же — зиверт.

Пример. Что опаснее — снимок кисти или снимок грудной клетки, если доза на коже в поле одинакова? Грудной клетки: в поле лежат лёгкие, молочная железа, костный мозг, пищевод. Эффективная доза снимка кисти — около 0,001 мЗв, грудной клетки — около 0,1 мЗв, в сто раз больше.

Расчёт. Облучили только лёгкие, эквивалентная доза в них 1 мЗв. Эффективная доза = 0,12 × 1 = 0,12 мЗв: риск такой же, как от равномерного облучения всего тела дозой 0,12 мЗв.

Эффективная доза — расчётная величина: прибором её не измерить. Она нужна для норм и для сравнения рисков, а не для оценки дозы конкретного органа. Раньше её называли эффективной эквивалентной дозой.

Коэффициенты НРБ-99/2009 основаны на рекомендациях МКРЗ 1990 года. В 2007 году МКРЗ их уточнила (гонады — 0,08, молочная железа — 0,12); при пересмотре российских норм они, вероятно, изменятся. В старых учебниках встречаются ещё более ранние значения (гонады 0,25).

7Мощность дозы

Мощность дозы — доза, полученная за единицу времени. Если доза — это пройденный путь, то мощность дозы — скорость. Единицы: Гр/ч, мЗв/ч, мкЗв/ч; на старых приборах — Р/ч, мкР/ч.

доза = мощность дозы × время

Из этой формулы следует первый способ защиты: вдвое меньше времени в поле — вдвое меньше доза (модуль 4).

Пример. На рабочем месте мощность дозы 2 мкЗв/ч. За 1500 рабочих часов в год накопится 2 × 1500 = 3000 мкЗв = 3 мЗв. Природный фон — около 0,1–0,2 мкЗв/ч.

Именно мощность дозы нормируется за стенами рентгеновского кабинета: например, на рабочих местах персонала в пультовой — не более 13 мкЗв/ч (СанПиН 2.6.4115-25, подробно в модуле 4).

8Единицы и приставки

Величина	СИ	Внесистемная	Пересчёт
Экспозиционная доза	Кл/кг	рентген (Р)	1 Р = 2,58·10⁻⁴ Кл/кг
Поглощённая доза	грей (Гр)	рад	1 Гр = 100 рад
Эквивалентная доза	зиверт (Зв)	бэр	1 Зв = 100 бэр
Эффективная доза	зиверт (Зв)	бэр	1 Зв = 100 бэр
Коллективная доза	чел.-Зв	чел.-бэр	сумма доз группы людей

Для рентгена на практике: 1 Р ≈ 1 рад ≈ 1 бэр ≈ 10 мЗв. Строго говоря, 1 Р даёт в воздухе 0,87 рад, в мягких тканях — около 0,95 рад; для оценок это округляют до 1.

Коллективная доза — сумма индивидуальных эффективных доз в группе людей, например у всех, кто прошёл флюорографию в области за год. Она нужна для оценки ущерба здоровью населения, а не одного человека.

Не потеряться в нулях

Самая частая ошибка — перепутать милли и микро:

1 Зв = 1000 мЗв = 1 000 000 мкЗв

снимок грудной клетки ≈ 0,1 мЗв = 100 мкЗв;
предел для персонала 20 мЗв в год = 0,02 Зв;
фон 0,15 мкЗв/ч × 8760 ч в году ≈ 1,3 мЗв — это только внешнее гамма-излучение. Остальную часть природной дозы (всего в России около 3,3 мЗв в год) добавляет радон в воздухе помещений.

9Что на самом деле показывает дозиметр

Нормы записаны в эффективной и эквивалентной дозе, но эти величины нельзя измерить: детектор не поставишь внутрь лёгких. Поэтому приборы измеряют операционные величины — дозу на определённой глубине d в стандартном фантоме или в теле. Они подобраны так, чтобы оценивать нормируемые величины с запасом.

Что нормируется	Что измеряет прибор	Глубина d
Эффективная доза	эквивалент дозы H(10)	10 мм
Доза в хрусталике глаза	эквивалент дозы H(3)	3 мм
Доза в коже, кистях, стопах	эквивалент дозы H(0,07)	0,07 мм

Амбиентный эквивалент дозы H*(d) — для измерений на рабочих местах и в помещениях. Это доза в шаре из тканеэквивалентного материала диаметром 30 см (шаровой фантом МКРЕ) на глубине d.
Индивидуальный эквивалент дозы Hp(d) — для индивидуальных дозиметров: доза в теле на глубине d под местом, где носят дозиметр.

Практический вывод: показания дозиметра в мкЗв или мЗв можно прямо сравнивать с пределами доз.

Для интересующихся: новые операционные величины

В 2020 году Международная комиссия по радиационным единицам (МКРЕ) в докладе 95 предложила уточнённые определения операционных величин. Прежние хорошо работают для фотонов с энергией примерно от 70 кэВ до 3 МэВ, а при более низких энергиях, в том числе в диагностическом рентгене, могут завышать или занижать дозу. Переход рекомендован постепенный, в российские нормы новые величины пока не вошли. Когда войдут, изменятся градуировка и показания дозиметров; переход займёт годы.

10Методы дозиметрии

Любой детектор регистрирует какой-то эффект, который излучение производит в веществе. По этому эффекту и различают методы.

Метод	Что регистрирует	Где применяют
Ионизационный	ионизацию газа — электрический ток	ионизационные камеры, измерители ПДП, счётчики Гейгера — Мюллера
Сцинтилляционный	вспышки света в кристалле	переносные дозиметры, гамма-камеры
Люминесцентный	свет, который кристалл отдаёт после облучения при нагреве (ТЛД) или освещении	индивидуальные дозиметры персонала
Полупроводниковый	заряды, созданные излучением в кристалле кремния	электронные дозиметры
Фотографический	почернение фотоэмульсии	исторически — первые индивидуальные дозиметры
Химический и биологический	изменение цвета растворов; изменения хромосом и крови	оценка доз при авариях

Ионизационная камера

Схема ионизационной камеры: излучение ионизирует газ между двумя электродами, положительные и отрицательные ионы движутся к электродам, амперметр регистрирует ток — Излучение превращает газ в проводник: ионы движутся к электродам, и прибор регистрирует ток.

Два электрода, между ними газ, на электроды подано напряжение. Пока излучения нет, газ ток не проводит. Излучение выбивает электроны из молекул газа, ионы движутся к электродам противоположного знака — появляется ионизационный ток. Чем больше энергии поглотилось, тем больше ионов и тем сильнее ток. Ток ничтожный — миллиардные доли ампера и меньше, поэтому его усиливают электроникой.

Ионизационные камеры точные: из них делают образцовые и клинические дозиметры, а также измерители произведения дозы на площадь, встроенные в коллиматор рентгеновского аппарата.

В газоразрядном счётчике (Гейгера — Мюллера) напряжение выше: каждый выбитый электрон разгоняется и порождает лавину ионов, поэтому даже один квант даёт заметный импульс. Такой счётчик хорошо обнаруживает слабое излучение (бытовые дозиметры, индикаторы), но хуже измеряет дозу.

Сцинтилляционный метод

Некоторые вещества — сцинтилляторы — светятся под действием излучения. Ещё в 1903 году Уильям Крукс заметил, что каждая альфа-частица даёт на экране одну вспышку, но считать их глазами было утомительно. Сейчас вспышки регистрирует фотоэлектронный умножитель: он превращает свет в импульс тока. Тот же принцип — превращение рентгеновского излучения в свет — работает в усиливающих экранах и цифровых приёмниках изображения (модуль 8).

Термолюминесцентный дозиметр (ТЛД)

Кристалл, обычно фторид лития, при облучении запасает энергию, как копилка: выбитые электроны застревают в «ловушках» кристаллической решётки. В лаборатории кристалл нагревают, электроны возвращаются и испускают свет. Количество света пропорционально накопленной дозе. После считывания дозиметр можно использовать снова.

Поэтому ТЛД не показывает дозу на месте: кассеты с детекторами периодически, часто раз в квартал, отправляют в лабораторию на считывание.

Биологическая дозиметрия

Когда дозиметра не было — например, при аварии, — дозу оценивают по изменениям в организме: по клинической картине и анализу крови, по числу хромосомных аберраций и микроядер в лимфоцитах, по сигналу электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в эмали зубов. Метод ЭПР позволил уточнить дозы у выживших в Хиросиме и Нагасаки спустя более полувека. Это ориентировочная оценка: в обычной работе дозу определяют физическими приборами.

11Приборы и индивидуальный дозиметр

Тип прибора	Что измеряет	Пример в рентгенологии
Дозиметр	дозу и мощность дозы	проверка защиты кабинета, клинический дозиметр
Измеритель ПДП	произведение дозы на площадь	плоская камера на коллиматоре аппарата
Индивидуальный дозиметр	дозу, накопленную человеком	ТЛД или электронный дозиметр лаборанта
Радиометр	активность, радиоактивное загрязнение	радионуклидная диагностика
Спектрометр	энергию излучения	лаборатории

По точности приборы делят на образцовые (для поверки других, погрешность около 2 %), рабочие (для измерений) и индикаторы (только обнаружить излучение, погрешность до 50 %). Все средства измерения проходят поверку.

Для проверки защиты рентгеновского кабинета нужен дозиметр, который умеет измерять короткие импульсы низкоэнергетического рентгеновского излучения. Бытовые и многие гамма-дозиметры для этого не годятся и занижают показания.

Ваш индивидуальный дозиметр

Кто носит. Весь персонал группы А — постоянно. Персонал интервенционной рентгенологии по СанПиН 2.6.4115-25 дополнительно контролирует дозу в хрусталике глаза и коже кистей (приложение 12, п. 2).
Как носить. Только на работе и только свой. Место ношения при работе в фартуке определяет служба радиационной безопасности вашей организации. Не оставлять дозиметр в процедурной и не класть под пучок.
Куда идут данные. Годовые дозы записывают в карточку учёта; она передаётся при переводе на новое место работы, а копия хранится в организации 50 лет после увольнения. Все дозы стекаются в единую государственную систему контроля и учёта индивидуальных доз (ЕСКИД).

Частые нарушения: дозиметр оставили в процедурной, и он «набрал» дозу; носят чужой; забыли надеть. Всё это искажает учёт. Помните: дозиметр не защищает — он показывает, насколько хорошо вы защищаетесь сами.

12Доза пациента: что записывают

По СанПиН 2.6.4115-25 дозу пациента контролируют и регистрируют при каждой процедуре:

Исследование	Что регистрируют	Единица
Рентгенография, рентгеноскопия, интервенции	произведение дозы на площадь (ПДП)	Гр·см², сГр·см², мГр·см²
Компьютерная томография	произведение дозы на длину (DLP)	мГр·см
Любая диагностика	эффективная доза	мЗв

Произведение дозы на площадь (ПДП, по-английски DAP) — керма в воздухе, умноженная на площадь поля. Оно не зависит от расстояния до трубки и сразу учитывает размер поля: расширили поле вдвое — ПДП вдвое больше.

Дозы сравнивают с референтными диагностическими уровнями — типичными дозами для данного исследования у пациента стандартного телосложения. Это не предел: у крупного пациента доза может быть выше. Но если показатель превышает референтный уровень более чем в 5 раз, организация обязана выяснить причину.

13Расчёт эффективной дозы пациента

Эффективную дозу пациента рассчитывают по методическим указаниям МУ 2.6.1.2944-11 «Контроль эффективных доз облучения пациентов при проведении медицинских рентгенологических исследований» в редакции 2019 года (изменения МУ 2.6.1.3584-19 обновили таблицы коэффициентов). Принцип везде одинаков: берём то, что можно измерить, и умножаем на табличный коэффициент перехода к эффективной дозе.

По ПДП

E = Ф · K_d
Ф — ПДП, сГр·см²; K_d — мкЗв/(сГр·см²)

По выходу

E = R · i · t · K_e
R — мГр·м²/(мА·с); i·t — мА·с; K_e — мкЗв/(мГр·м²)

Для КТ

E = DLP · e
DLP — мГр·см; e — мЗв/(мГр·см)

Коэффициенты берут из таблиц МУ: они зависят от области исследования, проекции, размера поля, расстояния, напряжения и возраста пациента. Таблицы составлены для «стандартного» пациента каждого возраста (взрослый — 174 см, 71 кг), поэтому результат — оценка, а не точное значение для конкретного человека.

Способ по ПДП приоритетный: проходная камера измеряет то, что реально вышло из трубки. При рентгеноскопии измеритель ПДП обязателен.
Если камеры нет, используют радиационный выход аппарата: его измеряют не реже раза в год и после ремонта и записывают в протокол контроля эксплуатационных параметров.

Пример 1. Расчёт по ПДП

Взрослому пациенту провели рентгеноскопию кишечника, трубка над столом. Измеритель показал Ф = 1500 сГр·см². В таблице 1.6 МУ для этого исследования K_d = 2,5 мкЗв/(сГр·см²).
E = 1500 × 2,5 = 3750 мкЗв ≈ 3,8 мЗв.
Если трубка под столом, K_d = 1,8 и E ≈ 2,7 мЗв.

Главная ошибка — единицы. Измерители показывают ПДП по-разному: сГр·см², мГр·см², Гр·см², мкГр·м². Сначала переведите в сГр·см²:

1 Гр·см² = 100 сГр·см² · 1 сГр·см² = 10 мГр·см²

Если аппарат показывает 15 Гр·см², это 1500 сГр·см², а не 15. Ошибка в единицах даёт ошибку в 10 или 100 раз.

Пример 2. Расчёт по радиационному выходу

Пациенту 30 лет — рентгенография грудной клетки в задне-передней проекции: поле 30×40 см, расстояние 150 см, 90 кВ, 25 мА·с. Из протокола контроля аппарата R = 0,07 мГр·м²/(мА·с). В таблице 1.6 МУ K_e = 100 мкЗв/(мГр·м²).
E = 0,07 × 25 × 100 = 175 мкЗв ≈ 0,18 мЗв.

Радиационный выход — мощность дозы в воздухе на расстоянии 1 м от фокуса, делённая на ток трубки; проще говоря, сколько излучения даёт аппарат на каждую миллиампер-секунду. Он свой у каждого аппарата и зависит от напряжения. Строку таблицы выбирают по реальным условиям съёмки: при том же исследовании на расстоянии 100 см коэффициент другой (240).

Пример 3. Расчёт для КТ

DLP томограф показывает в протоколе исследования. Его умножают на коэффициент для сканированной области; если областей несколько, считают каждую отдельно и складывают.

Область, взрослые	Фантом	e, мЗв/(мГр·см)
Голова	16 см	0,0014
Шея	16 см	0,0060
Грудная клетка	32 см	0,012
Брюшная полость	32 см	0,014
Таз	32 см	0,015

КТ шеи и грудной клетки у взрослого: DLP шеи 470 мГр·см, DLP груди 400 мГр·см.
E = 470 × 0,0060 + 400 × 0,012 = 2,8 + 4,8 ≈ 7,6 мЗв.

Томограф считает дозу для фантома диаметром 16 см (голова) или 32 см (тело) — это указано в протоколе рядом с DLP, и коэффициент берут для того же фантома. Для детей коэффициенты свои и в 2–5 раз больше. Например, ребёнок 10 лет, КТ грудной клетки, DLP 500 мГр·см на фантоме 16 см, e = 0,011: E ≈ 5,5 мЗв. Поэтому для детей обязательны детские протоколы сканирования.

В старой редакции МУ (2011) были другие коэффициенты (грудная клетка 0,017, голова 0,0023) и отдельная таблица возрастных поправок. Если встретите их в учебных материалах — считайте по действующим.

Задачи

Решите сами, затем откройте ответ.

1. Рентгенография поясничного отдела, взрослый, прямая проекция: поле 24×30 см, 100 см, 80 кВ, 40 мА·с. R = 0,05 мГр·м²/(мА·с), K_e = 180. Найдите E.

E = 0,05 × 40 × 180 = 360 мкЗв = 0,36 мЗв. Значение R условное — на практике его берут из протокола своего аппарата.

2. После рентгенографии лёгких измеритель показал 0,12 Гр·см². K_d = 1,9 мкЗв/(сГр·см²). Найдите E.

0,12 Гр·см² = 12 сГр·см²; E = 12 × 1,9 ≈ 23 мкЗв ≈ 0,02 мЗв. Без перевода единиц получилось бы в 100 раз меньше.

3. КТ головы взрослому, DLP = 900 мГр·см (фантом 16 см). Найдите E.

E = 900 × 0,0014 ≈ 1,3 мЗв.

4. КТ грудной клетки взрослому, DLP = 400 мГр·см. Найдите E.

E = 400 × 0,012 = 4,8 мЗв.

14Масштаб доз

Эффективные дозы на логарифмической шкале: снимок кисти 0,001 мЗв, цифровая флюорография 0,05, рентгенография грудной клетки 0,1, маммография 0,3, поясничный отдел 1, КТ головы 2, природный фон за год в России 3,3, КТ грудной клетки 6, КТ живота и таза 10, предел для персонала 20 мЗв в год — Эффективная доза, мЗв, логарифмическая шкала. Значения ориентировочные: реальная доза зависит от аппарата, режима и телосложения пациента.

Снимок грудной клетки — примерно как десять дней природного фона.
Обычная рентгенография даёт дозы в сотые и десятые доли миллизиверта, КТ — в десятки и сотни раз больше. Поэтому КТ — главный источник медицинского облучения населения.
Природный фон в России в среднем около 3,3 мЗв в год (в мире — около 2,4), большую часть даёт радон.
Предел для персонала — 20 мЗв в год. В нормально работающем отделении реальные дозы рентгенолаборантов обычно в несколько раз ниже.

Итог

Доза — энергия излучения на единицу массы. Грей — физика, зиверт — оценка вреда человеку.
Экспозиционная доза описывает поле в воздухе, поглощённая — энергию в веществе, эквивалентная учитывает вид излучения, эффективная — чувствительность органов.
Для рентгена 1 Гр = 1 Зв, а 1 Р ≈ 10 мЗв.
Эффективную дозу нельзя измерить — её рассчитывают. Приборы измеряют операционные величины.
Доза = мощность дозы × время.
Дозу пациента регистрируют при каждом исследовании и рассчитывают по МУ 2.6.1.2944-11: по ПДП, по радиационному выходу или по DLP.
Персонал группы А носит индивидуальный дозиметр постоянно, данные хранятся 50 лет.

Словарь терминов

Термин	Значение
Дозиметрия	измерение величин, характеризующих действие излучения на вещество и человека
Экспозиционная доза	мера ионизации воздуха фотонным излучением; Кл/кг, рентген
Поглощённая доза	энергия излучения на единицу массы вещества; грей (1 Дж/кг)
Керма	энергия, переданная излучением заряженным частицам в единице массы
Эквивалентная доза	поглощённая доза в органе с поправкой на вид излучения; зиверт
Эффективная доза	сумма эквивалентных доз в органах с учётом их чувствительности; мера риска для человека
Мощность дозы	доза за единицу времени
Коллективная доза	сумма индивидуальных доз в группе людей; чел.-Зв
Операционная величина	измеряемая прибором доза на глубине d, оценивающая нормируемую величину
ТЛД	термолюминесцентный дозиметр: кристалл, отдающий накопленную энергию светом при нагреве
ПДП	произведение дозы (кермы в воздухе) на площадь поля
DLP	произведение дозы на длину сканирования при КТ
Радиационный выход	доза в воздухе на 1 м от фокуса на единицу экспозиции (мА·с)
Референтный диагностический уровень	типичная доза исследования у стандартного пациента; не предел
ЕСКИД	единая государственная система контроля и учёта индивидуальных доз

Вопросы для самопроверки

Сначала ответьте сами, письменно. Затем нажмите на вопрос и сверьтесь.

Уровень 1 — основы

1. Что такое поглощённая доза и в чём её измеряют?

Энергия излучения, поглощённая единицей массы вещества. Единица — грей: 1 Гр = 1 Дж/кг; внесистемная — рад, 1 Гр = 100 рад.

2. Почему для рентгеновского излучения греи и зиверты численно равны?

Взвешивающий коэффициент для рентгеновского и гамма-излучения равен 1.

3. Сколько микрозивертов в 0,05 мЗв?

50 мкЗв.

4. Что показывает экспозиционная доза и почему её не используют в нормах?

Ионизацию воздуха фотонным излучением — характеристику поля. Она ничего не говорит о дозе в теле человека и не применима к другим видам излучения.

5. Кто обязан постоянно носить индивидуальный дозиметр?

Персонал группы А, то есть те, кто работает с источниками излучения, в том числе рентгенолаборанты.

Уровень 2 — понимание

6. Чем эквивалентная доза отличается от эффективной?

Эквивалентная — доза в отдельном органе с поправкой на вид излучения. Эффективная — сумма эквивалентных доз всех органов, умноженных на их коэффициенты чувствительности; она выражает риск для человека в целом.

7. Почему эффективную дозу нельзя измерить прибором?

Это расчётная величина: нужно знать дозы во всех органах, а детектор внутрь тела не поставишь. Приборы измеряют операционные величины — дозу на определённой глубине в фантоме или теле.

8. Как работает термолюминесцентный дозиметр?

Кристалл при облучении запасает энергию, а при нагреве в лаборатории отдаёт её светом. Количество света пропорционально дозе.

9. Мощность дозы на рабочем месте 2 мкЗв/ч. Какую дозу вы получите за 5 часов?

2 × 5 = 10 мкЗв = 0,01 мЗв.

Уровень 3 — применение

10. Что регистрируют после рентгенографии, а что — после КТ?

После рентгенографии — произведение дозы на площадь и эффективную дозу; после КТ — произведение дозы на длину (DLP) и эффективную дозу.

11. Измеритель показал 3 Гр·см², K_d = 2,0 мкЗв/(сГр·см²). Какова эффективная доза?

3 Гр·см² = 300 сГр·см²; E = 300 × 2,0 = 600 мкЗв = 0,6 мЗв.

12. Почему ребёнок при том же DLP получает большую эффективную дозу, чем взрослый?

Тело ребёнка меньше: органы расположены ближе к поверхности и облучаются сильнее, а сами ткани чувствительнее. Поэтому коэффициенты перехода для детей в несколько раз больше.

13. Почему дозиметр нельзя оставлять в процедурной?

Он накопит дозу, которую вы не получали, и учёт исказится. Дозиметр должен показывать вашу реальную дозу.

Источники

Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009 (СанПиН 2.6.1.2523-09).
СанПиН 2.6.4115-25 «Санитарно-эпидемиологические требования в области радиационной безопасности населения при обращении источников ионизирующего излучения», постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 27.03.2025 № 6.
МУ 2.6.1.2944-11 «Контроль эффективных доз облучения пациентов при проведении медицинских рентгенологических исследований» (ред. от 30.10.2019).
Иванов В. И. Курс дозиметрии. М., 1988.
МКРЗ. Публикация 103: Рекомендации, 2007.
Лекционные материалы автора курса.

← Модуль 2. Биологическое действие излучения · Следующий модуль: Радиационная безопасность → · Все модули
Автор и составитель курса — М. В. Зайвый. Материалы подготовлены с помощью ИИ-ассистента Claude (Anthropic), проверены и отредактированы автором.