Použití TL dozimetrů při měření nehomogenity ozáření

Bc. Daniela CANDROVÁ

Master's thesis

The use of the TL dosimeters for measuring inhomogeneities irradiation

Abstract:

Radioterapie již více než jedno století patří k základním metodám léčby nádorů. Řadíme ji mezi základní medicínské obory a je účinnou lokální či lokálně-regionální metodou, která umožňuje léčbu nádorových onemocnění a také některých nenádorových stavů. K léčbě využívá ionizující záření, které svými účinky ničí nádorové buňky, ale bohužel nevynechává ani buňky zdravé. Proto je zde možné pozorovat velké spektrum nežádoucích účinků záření na člověka. Pacienti jsou při radioterapii u některých ozáření měřeni dozimetry, aby bylo možné porovnat plánovanou dávku s dávkou skutečně obdrženou. V Nemocnici České Budějovice, a. s. se při rotačním ozařování pro Mycosis fungoides provádí monitorování dávky v místech předpokládaného vzniku nehomogenity ozáření právě pomocí TL dozimetrů. Tyto dozimetry musí mít před vlastní in vivo dozimetrií stanovenou citlivost a provedenou kalibraci. Jinak je ale jejich použití poměrně jednoduché, finančně i časově nenáročné a umožňuje nepřetržité měření dávky při rotaci ozařované osoby. Tato diplomová práce se zabývá použitím TL dozimetrů při měření nehomogenity ozáření. V práci jsou porovnávány dávky, které pacienti v různých oblastech těla obdrželi při ozařování metodou TSEI. Jedná se o 22 ozařovaných pacientů, kterým bylo provedeno kompletní měření obdržených dávek v oblastech tzv. černé díry, axil a krku při vzpažení a při částečném připažení. V práci je také zmíněna myšlenka o možném využití těchto dozimetrů u složek integrovaného záchranného systému při záchranných a likvidačních pracích v případě vzniku mimořádné události spojené s únikem ionizujícího záření. TL dozimetry by mohly umožnit přesnější určení obdržené dávky na různých částech těla zasahujících osob. Při ozařování metodou TSEI se provádí monitorování dávky v referenčním bodě, v kritických oblastech a v místech s reziduálními infiltráty či tumory. Z výsledků naměřených dávek v kritických oblastech vyplývá, že v oblasti akrálních částí končetin bez krytí dosahují absorbované dávky větších hodnot, než jsou hodnoty naměřené na ostatních částech těla. Tyto dávky významně převyšují hodnoty plánované dávky. U prstů se obdržená dávka pohybuje až okolo 3 Gy. Podle klinického obrazu lékař určuje použití speciálního krytí. Pod krytím se obdržené dávky pohybují pouze v rozmezí několika desetin Gy. K velkým rozdílům obdržených dávek také dochází v oblastech axil a krku při vzpažení a při částečném připažení horní končetiny. Z výsledků t-testu vyplývá, že vzpažení nebo částečné připažení končetiny na dané straně těla mělo vždy vysoce významný vliv na dávku, kterou pacient v této oblasti obdržel. Z toho vyplývá, že změna polohy těla má velký vliv na velikost obdržené dávky v různých částech těla. TL dozimetry se používají i v jiných oblastech, než je in vivo dozimetrie v radioterapii. Příkladem může být hodnocení dávky obdržené na horních končetinách pracovníků, kteří jsou monitorováni termoluminiscenčními dozimetry v podobě náramku nebo prstýnku. I pro monitorování vnějšího ozáření obyvatel na území České republiky jsou používány TL dozimetry (TLD síť). V radiační terapii jsou využívány pro měření dávky na kůži i v těle. Na základě získaných údajů je možné posoudit průběh léčby a zajistit bezpečné užívání ionizujícího záření. U složek IZS zasahujících při radiační mimořádné události zatím není s použitím TL dozimetrů počítáno, ale pro upřesnění obdržené dávky by jejich použití bylo s největší pravděpodobností možné. Musel by však být proveden dal

Abstract:

ší výzkum, který by přínosnost použití TLD vyvrátil, nebo potvrdil.

Abstract:

Radiotherapy has commonly been utilised to cure cancer for more than a century. It is counted among the fundamental branches of medicine and represents an effective local or locally-regional method of curing both cancer and some non-cancerous conditions. It utilises ionising radiation which unfortunately eliminates tumour cells along with healthy ones. This is why a wide range of harmful effects of the radiation can be observed on humans. Patients treated with radiotherapy are in some cases monitored with dosimeters so that the intended dose can be compared with what is really absorbed. Nemocnice České Budějovice, a. s. monitors the dose in expected locations of non-homogeneous irradiation using the aforementioned TL dosimeters during the process of rotary irradiation of Mycosis fungoides. Before actually being used in an in vivo dosimetry, these dosimeters must be properly calibrated and have their sensitivity adjusted. Other than that, they are fairly easy to use, do not require much time or money invested and are able to constantly monitor the dose received by a patient treated with rotary irradiation. This diploma thesis discusses the usage of TL dosimeters to measure non-homogeneity of irradiation. It therefore compares the doses received by patients in various parts of the body during irradiation by the TSEI method. These 22 irradiated patients had thorough measurements taken of the doses they received in the so-called black hole region, their axillae and neck while holding their arms up and with arms loosely positioned close to the body. The thesis also suggests the possibility of the dosimeters being used by the integrated emergency service to assist during rescues and demolitions performed in emergency situations when a leak of ionising radiation occurs. Using TL dosimeters would mean more precise measurements of the dose received by the involved personnel in various parts of their body. If a patient is treated with the TSEI method, the dose received is monitored in a reference point, critical areas and areas with residual infiltrations or tumours. Doses measured in critical areas indicate that should the acral parts of limbs be left uncovered, they absorb larger doses than the rest of the body. They thus exceed the intended dose significantly. In the case of fingers, the dose tends to reach as much as 3 Gy. Depending on clinical picture, the attending physician determines whether special covering should be used. This covering reduces the doses received to merely a few tenths of a Gy. There also tends to be a large difference in absorbed doses in axillar areas and the neck, depending on whether the patient's arms are held up or close to the body respectively. Test results indicate that holding arms up or keeping them close to the body on a particular side have always had a profound effect on the dose absorbed by the patient in this particular area. This means that the position of the body greatly influences how much is absorbed in various parts of the body. TL dosimeters are also used in other areas than in vivo dosimetry in radiotherapy. An example of this could be determining the dose received in upper limbs of the workers monitored with thermoluminescent dosimeters in the form of bracelets or rings. They also serve to monitor the external irradiation of persons within the limits of the Czech Republic (TLD network). In radiation therapy, both the doses in skin and body are taken into account when conducting measurements. Depending on the data extracted, it is then possible to assess the course of treatment and ensure safe implementation of ionising radiation. Integrated emergency service teams deployed in cases of radiation emergencies are not considering using TL dosimeters so far, although they could most likely be used to ascertain the exact doses absorbed. Further research would however need to be conducted to either confirm or disprove the benefits of using TLD.

Keywords

termoluminiscenční dozimetr, dozimetrie, TSEI, nehomogenita ozáření, absorbovaná dávka

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 5. 2015

Accessible from:: 18. 5. 2015

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Zuzana Freitinger-Skalická, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Health and Social Studies

Master programme / field:
Protection of Inhabitants / Civil Emergency Readiness