Korszerű minőségellenőrzés és sugárvédelem a nukleáris medicinában

Átírás

1 Korszerű minőségellenőrzés és sugárvédelem a nukleáris medicinában PhD értekezés DR. SÉRA TERÉZ Szegedi Tudományegyetem Nukleáris Medicina Intézet Szeged, 2004.

2 Tartalom Korszerű minőségellenőrzés és sugárvédelem a nukleáris medicinában...1 Tartalom Bevezetés és célkitűzések Irodalmi áttekintés A minőségellenőrző standardok, protokollok kialakulása, fejlődése Nemzetközi standardok A minőségellenőrző protokollok gyakorlati alkalmazásának főbb szempontjai Minőségellenőrző eszközök A nukleáris medicinai képek hálózati továbbítása Nemzeti és nemzetközi összehasonlító vizsgálatok Jelenlegi nemzetközi elvárások, hazai és szegedi helyzet Foglalkozási sugárterhelésnek kitett dolgozók egészsége védelmének főbb szempontjai Dóziskorlátok Ionizáló sugárzás kibocsátásával járó tevékenység a Szegedi Tudományegyetemen Saját vizsgálatok Módszerek Minőségellenőrző fantomok Dinamikus vonalfantom BAR fantom Csontfantom SPECT összparaméter fantom, máj fantom, pajzsmirigy fantom CT fantomok Ultrahang fantom Emlő fantom DSA szoftver fantom A fantomfelvételek elkészítése Dinamikus vonalfantom leképezése BAR fantomok leképezése Csontfantom leképezése SPECT összparaméter fantom, máj fantom és pajzsmirigy fantom leképezése CT-, ultrahang-, emlő fantomok és DSA szoftver fantom leképezése A fantomfelvételek kiértékelése Dinamikus vonalfantom BAR fantomok Csontfantom SPECT összparaméter-, máj- és pajzsmirigy fantom CT-, ultrahang-, emlő fantomok és DSA szoftver fantom Sugárzásmérő műszerek Intraoperativ gammaszonda Gammaszonda (proporcionális számlálócső) Személyi dózismérő (félvezető detektoros) Gyűrűdoziméter (termolumineszcens) Gammakamera detektor minőségellenőrzése dinamikus vonalfantommal Bevezetés Módszerek Eredmények Megbeszélés Gammakamera detektor homogenitásának vizsgálata dinamikus vonalfantommal Bevezetés Módszerek Eredmények Megbeszélés...47

3 3.4. Különböző sugárforrásokkal készített csontfantom-felvételek minőségének összehasonlítása Bevezetés Módszerek Eredmények Megbeszélés Magyarországi izotópdiagnosztikai laboratóriumokban végzett átfogó minőségellenőrzési körkísérlet Bevezetés Módszerek Eredmények Megbeszélés Nukleáris medicinai és radiológiai képek hálózati továbbításának minőségellenőrzése Bevezetés Módszerek Eredmények Megbeszélés m Tc-DTPA radioaeroszollal végzett inhalációs tüdőszcintigráfia sugárvédelmi vonatkozásai Bevezetés Módszerek Eredmények Megbeszélés m Tc humán albumin kolloiddal végzett sentinel nyirokcsomó detektálásának sugárvédelmi adatai Bevezetés Módszerek Eredmények Megbeszélés Megállapítások Az eredmények hasznosításának lehetőségei Köszönetnyilvánítás Felhasznált irodalom Az értekezés alapjául szolgáló közlemények és szakfolyóiratban megjelent előadáskivonatok jegyzéke Összefoglalás Summary...121

4 1. Bevezetés és célkitűzések Az orvosi diagnosztika fejlett technológiát alkalmazó szakterületein, így a nukleáris medicinában is, a teljes diagnosztikai folyamat minőségének rendszeres ellenőrzésére van szükség. Az Egészségügyi Világszervezet dokumentuma (WHO 1982) a nukleáris medicinai vizsgálatok minőségbiztosításának céljait a következőképpen definiálta: a diagnosztikai információ minőségének javítása minimális mennyiségű radioaktív izotóp használata, mellyel a kívánt diagnosztikai információ elérhető a minőségellenőrzéshez rendelkezésre álló összes eszköz effektív használata. Évekkel ezelőtt intézetünkben, a nukleáris medicinai vizsgálatok minőségének biztosítására feladatokat a készülékek minőségellenőrzése területén kaptam. Az in vivo és in vitro vizsgálatokra használt nukleáris műszerek minőségellenőrzésére egy korszerű minőségellenőrzési protokollt vezettünk be 1991-ben. Az idő tájt került beszerzésre a Siemens Diacam-Icon SPECT készülék, mely akkor Magyarországon a legkorszerűbb berendezésnek számított. Dinamikus vonalfantomot is vásároltunk, a gammakamerák detektorainak ellenőrzésére. A dinamikus vonalfantommal ellenőriztük gammakameráink és SPECT készülékeink detektorait. Az Egészségügyi Világszervezet és a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség 1994-ben nemzetközi körkísérletet szervezett a nukleáris medicinai képalkotó berendezésekkel végzett csontvizsgálatok minőségének, fekete doboz típusú, transzmissziós csontfantommal történő ellenőrzésére. A MONT Méréstechnikai Munkacsoport szervezésében hazánk is bekapcsolódott a körkísérletbe. Az intézetünkben összeállított protokoll alapján, háromfős munkacsoportunk, a MEDISO Kft és a Gamma Művek Rt. közreműködésével, 38 gammakamerával és/ vagy SPECT készülékkel rendelkező 22 hazai izotóplaboratóriumban végzett méréseket. Az eredményeket kiértékeltük, a résztvevőket egyenként tájékoztattuk saját teljesítményükről, illetve a hazai leggyengébb, legjobb és átlagértékekről. A Szegedi Tudományegyetemen ben, FEFA támogatásával kifejlesztettek egy digitális képtovábbító, képtároló és visszakereső (PACS) rendszert. Munkacsoportunk megvizsgálta, hogy kontrollált környezetben, fantomfelvételek továbbításakor milyen teljesítménnyel működik a rendszer. A minőségellenőrzéssel kapcsolatos tudományos feladataim teljesítését követően érdeklődésem egyre inkább a sugárvédelem irányába fordult ben intézetünk bekapcsolódott az

5 2 Oktatási Minisztérium által szervezett Országos Sugárfigyelő Jelző és Ellenőrző Rendszerbe (OSJR). Az OSJR feladatok finanszírozására biztosított keretből, az elmúlt évek során beszereztünk két darab nagy érzékenységű, a természetes környezeti háttér változásainak mérésére is alkalmas proporcionális számlálócsövet, egy Geiger-Müller számlálócsöves sugárzásmérő készüléket, egy felületi szennyezettségmérőt, illetve számítógépes programmal vezérelhető elektronikus személyi dozimétereket. A sugárvédelmi eszközökkel diagnosztikai és terápiás tevékenységünk során végeztünk méréseket. Az értekezésben összefoglalt vizsgálatokban a következő főbb kérdésekre kerestünk választ: 1. A dinamikus vonalfantom gammakamerák mely paramétereinek vizsgálatára alkalmas? 2. A dinamikus vonalfantom milyen feltételek mellett alkalmazható a gammakamera detektorok homogenitásának vizsgálatára? 3. A transzmissziós fantomfelvételek minőségét miként befolyásolja a leképezésre használt síkforrás típusa? 4. A magyarországi izotópdiagnosztikai laboratóriumok milyen színvonalon és milyen találati biztonsággal végeznek csontszcintigráfiát? 5. A Szegedi Tudományegyetemen üzembe helyezett digitális képtovábbító, képtároló és visszakereső (PACS) rendszer kontrollált környezetben, fantomfelvételek továbbításakor milyen hatásfokkal működik? Okoz-e a képtárolás illetve továbbítás információ veszteséget? 6. A 99m-Tc-DTPA radioaeroszollal végzett inhalációs tüdőszcintigráfiás vizsgálatok alkalmával milyen mennyiségű radioaeroszol jut ki a vizsgálóhelyiség légterébe, és az milyen mértékű háttérdózis emelkedéssel jár? A vizsgálatokat végző dolgozó mekkora dózisterhelésnek van kitéve és melyek az inkorporált radiofarmakonra jellemző kritikus szervei? 7. A melanoma malignum sebészeti ellátása alkalmával, a radioaktív anyaggal jelölt nyirokcsomók intraoperativ detektálása és eltávolítása során, a nyitott radioaktív sugárforrásokkal történő eljárásokban képzetlen sebészeti dolgozók milyen mértékű sugárterhelésnek vannak kitéve? A felsorolt kérdések megválaszolására végzett munkám eredményeit jelen értekezésben foglaltam össze.

6 3 2. Irodalmi áttekintés 2.1. A minőségellenőrző standardok, protokollok kialakulása, fejlődése A minőségellenőrző standardok, protokollok olyan operációs technikák és eljárások öszszessége, melyek a minőségi követelmények teljesítését szolgálják. A minőségellenőrző tesztek adatai biztosítják a meghatározható, a mérhető és a nyomon követhető paraméterek optimális szinten tartását humán és technikai vonatkozásban egyaránt. A nukleáris medicinai gyakorlatban a minőségellenőrzés szerves részét képezi a készülékek ellenőrzése. A 70-es évek végén, 80-as évek elején a gammakamerák működését befolyásoló tényezők fontosságát egyre többen kezdték el hangoztatni (Rhodes BA. 1977; Rollo F. 1977; Graham LS. 1983), ami a minőségellenőrzésre irányította a figyelmet. A minőség ellenőrzésére vonatkozó első javaslatok egy-egy intézet egyedi elképzeléseit tükrözték (Moretti JL és mtsai. 1976; Hine GJ. 1977; Pars P és mtsai. 1977; Lim C és mtsai. 1978; Royal HD és mtsai. 1979; Chapman DR és mtsai. 1980; Smith MA és mtsai. 1980). A legfontosabbnak tartott paraméter a detektorok homogenitása volt, melyet pont- vagy síkforrással készített felvételekkel vizsgáltak. A képeket kezdetben vizuálisan, majd a számítógépes adatfeldolgozók megjelenését követően, kvantitatívan is értékelték. A detektorok érzékenységét az egységnyi aktivitású sugárforrásból begyűjtött impulzusszámmal mérték, a geometriai felbontás vizsgálatára pedig fantomokat használtak. A képalkotó eljárások gyors terjedésével párhuzamosan szükségessé vált a különböző javaslatok egységesítése. A gammakamerák gyártási technológiájának fejlődése, az egyre újabb készüléktípusok megjelenése szükségessé tette olyan ellenőrző rendszer megtervezését, mely lehetővé teszi a különböző gyártók termékeinek objektív összehasonlítását. A teljesítőképességet leginkább jellemző paraméterek meghatározására, a reprodukálható méréstechnikai körülmények megvalósítására szakmai szervezetek, illetve munkacsoportok az ajánlások egész sorát dolgozták ki. Elsőként az Egyesült Államokban működő szervezetek, így a Hospital Physicists Association (HPA), az American Association of Physicists in Medicine (AAPM), valamint a Bureau of Radiological Health (BRH), minőségellenőrzéssel foglalkozó munkaértekezleteket és konferenciákat szerveztek (HPA 1978, 1983; AAPM 1980, 1982, 1987; BRH 1976, 1984, 1986), ahol kísérletet tettek a gammakamerák minőségének ellenőrzésére szolgáló egységes javaslatok kidolgozására.

7 Nemzetközi standardok NEMA standardok 1980-ban a National Electrical Manufacturers Association (NEMA) egyesület kiadta az NU Performance Measurements of Scintillation Cameras (NEMA 1980) dokumentumát, mely elsősorban a gammakamera gyártó cégek számára készült és olyan kritériumokat tartalmazott, melyek alapján a különböző cégek egységes módon tudták meghatározni és közzétenni a gammakamerákat jellemző minőségi paramétereiket. A minőségellenőrző tesztek elsősorban a detektorok intrinsic paramétereire vonatkoztak, a méréseket kollimátor és szóróközeg nélkül kellett elvégezni. A NEMA protokollok kidolgozása jelentős hatást gyakorolt a műszerpiacra, a minőségellenőrzés szakmai fogalmainak kialakulására és a minőségellenőrző módszerek elterjedésére. Jóllehet, a méréseket nem a klinikai körülmények figyelembevételével tervezték, a felhasználók, a standardok megjelenését követően szinte azonnal elkezdték alkalmazni, és minőségellenőrzésre adaptálni azokat (Hasegawa és mtsa. 1981; AAPM 1982). Az 1986-ban újra kiadott NEMA standardok (NEMA 1986) már tartalmaznak olyan teszteket is, melyek minőségellenőrzésre alkalmasak (Cradduck és mtsai. 1986; Murphy 1987). A javított verziók követték a gammakamerák műszaki fejlődését, figyelembe vették a kör alakú detektorok mellett, a négyszögletes formájúak megjelenését is. A SPECT készülékekkel külön fejezet foglalkozott. A teszteknek a klinikai körülményekhez történő adaptálása a felhasználók részére lehetővé tette, hogy saját maguk is ellenőrizzék az újonnan beszerzett készülékeik paramétereit. A PET technika elterjedése szükségessé tette a PET készülékekre vonatkozó standardok összeállítását (NEMA 1994, NEMA 2001). IEC standardok Az International Electrical Commission (IEC) bizottság, mely elsősorban a felhasználók érdekeit képviseli, a nukleáris medicinai képalkotó berendezések minőségellenőrzésére Characteristics and Test Conditions of Radionuclide Imaging Devices címmel állított össze protokollokat. A mintaanyag ugyan már 1979-ben összeállt, de a kiadás 1984-ig elhúzódott, ami lehetővé tette, hogy az akkorra már közzétett NEMA protokollok egy része is integrálásra kerüljön (IEC 1984). Az IEC tesztek kifejezetten a betegvizsgálatok során fennálló klinikai környezetet vették figyelembe, ezért a méréseket kollimátorral és szóróközeggel kellett végrehajtani. Sajnos, a tesztek elvégzéséhez speciális eszközökre van szükség, melyek a szóró-

8 5 közeg alkalmazása miatt súlyosak, nehezen mozgathatók. Talán a fentieknek tulajdonítható, hogy az IEC tesztek a szakmában széleskörűen nem terjedtek el. Az IEC standardokat 1989-ben újra kiadták (IEC 1989), nagy részükben azonosak a NEMA protokollokkal, de tartalmaztak saját teszteket is. Az 1998-ban megjelent kiadvány (IEC 1998) a PET készülékekre vonatkozó ajánlásokat is tartalmazza. A kezdetben javasolt fantomokat folyamatosan korszerűsítették. Az IEC célja, hogy dokumentumait az európai fórumokon is engedélyezzék, és tegyék hivatalossá. Amennyiben ez sikerül, az Európában gyártott és/vagy forgalmazott készülékek az IEC standardokat teljesítő minőségi tanúsítványnyal fognak rendelkezni. Tekintettel a tesztek felhasználó-barát jellegére, a klinikai gyakorlatban többségük egyszerűen bevezethető. Az olyan tesztek alkalmazásához, melyek speciális eszközöket igényelnek, regionális központok kialakítását tervezik, ahonnan a szükséges minőségellenőrző eszközök kikölcsönözhetők. A mérési eredmények kiértékelését speciális szoftverekkel kívánják támogatni. IAEA, WHO protokollok Két nemzetközi szervezet, a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség (International Atomic Energy Agency, IAEA) és az Egészségügyi Világszervezet is bekapcsolódott a minőségellenőrzési feladatok megoldásába. A WHO 1982-ben kiadott dokumentuma (WHO 1982) a nukleáris medicinai eljárásokra vonatkozó átfogó minőségellenőrző programot tartalmaz. Az IAEA 1984-ben és 1986-ban kiadta a TECDOC-137 számú ajánlásait (IAEA 1984, IAEA 1986), melyek a nukleáris medicinai készülékek minőségellenőrzésének részletes, egységes protokolljait foglalják össze ben kiadták az IAEA-TECDOC-602 jelzésű dokumentumot (IAEA 1991) mely tartalmazza már a SPECT technikához adaptált teszteket is. A fenti dokumentumokat szakmai körökben egységesen elfogadták. A standardok végrehajtására a készülékgyártó cégek és a nukleáris medicinai szakemberek folyamatosan közös erőfeszítéseket tesznek, és ajánlásokban fogalmazzák meg az egyszerű, laboratóriumi körülmények között is végrehajtható méréstechnikai eljárásokat (Greer KL és mtsai. 1982; Busemann-Sokole E és mtsa. 1983; Cradduck TD és mtsa. 1985; Murphy PH. 1987; Karp J és mtsai. 1991; Waddington WA és mtsai. 1995; Blokland J és mtsai. 1997; Brix G és mtsai. 1997; Hines H és mtsai. 1999; Daube-Witherspoon M és mtsai. 2002). A készülékek gyors fejlődése a protokollok folyamatos korszerűsítését teszi szükségessé. Jelenleg, az új, hibrid készülékek, a SPECT-CT, PET-CT megjelenése ró új feladatokat a mi-

9 6 nőségellenőrzéssel foglalkozó szakemberek számára (Groch MW és mtsa. 2001; Cohade C és mtsa. 2003; Zaidi H és mtsa. 2003; Schoder H és mtsai. 2003) A minőségellenőrző protokollok gyakorlati alkalmazásának főbb szempontjai A műszerek minőségellenőrzése már a kiválasztásnál és beszerzésnél elkezdődik, hiszen az egyes cégek készülékeinek paraméterei különbözhetnek és különböznek is egymástól. Ezt követi a vásárlás után az eszközök elhelyezése, ami működésüket a későbbiekben nagymértékben befolyásolhatja. Az üzembe helyezés után elfogadó (acceptance) teszteket kell elvégezni (IAEA 1984, IAEA 1986, IAEA 1991). Ezek a tesztek nem csak azt hivatottak ellenőrizni, hogy a beszerzett készülék valóban rendelkezik-e a gyártó cég által megadott specifikációval, hanem azt is felmérik, hogy a további működés során, a valós, klinikai körülmények között milyen teljesítményre számíthatunk (Finney és mtsai 1982; 1986; Graham LS. 1988; Erickson JJ. 1989; Erickson JJ és mtsa. 1990) ben Finney és munkatársai hat újonnan telepített gammakamera teljesítményét a NEMA standardok segítségével ellenőrizte. A megvizsgáltak közül öt készülék nem felelt meg az előzőleg megadott specifikációs értékeknek. A reklamációra a gyártó, a készülékek gondosabb beállításával a legtöbb paramétert optimális szintre tudta hozni. A HPA, AAPM és az IAEA (HPA 1978; AAPM 1980; 1982; 1987; IAEA 1984; 1986; 1991) dokumentumai részletesen ismertetik az alkalmazható elfogadó teszteket. Mindközül talán a legpraktikusabbak az IAEA dokumentumai (IAEA 1984; IAEA 1986; IAEA 1991), melyek nemcsak részletes, átfogó méréstechnikai ajánlásokat tartalmaznak, de a tesztek kiértékelési módszereit, illetve a meghibásodás lehetséges okait is részletezik. A minőségellenőrzés következő fázisa a referencia tesztek elvégzése (WHO 1982). A referencia tesztek, a feltételektől függően, azonosak lehetnek az elfogadó tesztekkel, vagy azok egyszerűsített változatát képezik (Cradduck és mtsai. 1986). A tesztek eredményeit bázis adatokként kell kezelni, melyek összehasonlítási alapot képeznek a későbbi rutin minőségellenőrzés számára. A referencia teszteket a készüléken végrehajtott jelentősebb javítások, alkatrészcsere, vagy a készüléknek egy másik helyre történő áttelepítését követően is el kell végezni. Az úgynevezett rutin tesztekkel (IAEA 1984; IAEA 1986; IAEA 1991) nyomon követhetjük a készülékek működésének stabilitását, és időben észrevehetjük az esetleges meghibásodásokat, illetve ezek lassú kialakulását. Ennek érdekében a tesztek eredményeit nem csak a

10 7 közvetlen előző értékekkel, hanem a teszt végrehajtását megelőző hosszabb periódus eredményeivel is össze kell hasonlítani (Cradduck és mtsai. 1986). A rutin tesztekkel szemben támasztott alapvető követelmény, hogy végrehajtásuk egyszerű legyen, a teljes rendszer állapotát tükrözzék, legyenek érzékenyek a finomabb eltérésekre is, és ami még igen fontos, a lehető legkevesebb időráfordítással lehessen őket elvégezni (WHO 1982; Cradduck és mtsai. 1986). A legmegfelelőbb rutin teszt kiválasztását a készülék típusa, valamint az elvégzendő klinikai vizsgálatok fajtája határozza meg. A minőségellenőrzés igen fontos része a megfelelő tesztek kiválasztása, gondos végrehajtása, valamint az eredmények korrekt értékelése, de eközben nem szabad szem elől téveszteni a végső célt, azaz azt, hogy el kell eldönteni megfelel-e a készülék a klinikai vizsgálatok elvégzésére. Annak eldöntését, hogy egy készülék megfelelően működik-e, betegvizsgálatok elvégzésére alkalmas-e, vagy javítása vált-e szükségessé, nagymértékben megkönnyíti, ha a minőségellenőrző paraméterek változására tolerancia értékek állnak a felhasználó rendelkezésére. Ilyen határértékeket a rutin tesztek eredményeinek az optimális referencia értékekkel történő objektív összehasonlításával állítottak fel (IAEA 1986, Todd-Pokropek A. 1988, IAEA 1991). A valóság megközelítéséhez azonban figyelembe kellene venni azt is, hogy a technikai paraméterek változása a klinikai felvételeken milyen eltéréseket okozhat. Erre az alapvető kérdésre egyelőre még nem született egyértelmű válasz. A probléma megoldásához kontrollált mérésekre, az eredmények kiértékelésének jó stratégiájára és rossz technikai körülmények között végrehajtott nagy számú betegvizsgálatra lenne szükség, ami jelentős gyakorlati nehézségbe ütközik. Részleges megoldást, tudatosan elhangolt gammakamerákon végzett fantomvizsgálatok eredményei jelenthetnek. A detektor homogenitás változásának hatását Van Tuinen és munkatársai (1978) májszcintigráfiás felvételek hideg területein vizsgálták. Busemann Sokole és munkatársai (1985) a radionuklid ventrikulográfiás vizsgálatok kvantitatív értékelésének megbízhatóságát a homogenitás változásának függvényében tanulmányozták. Dye (1988) a gammakamera paramétereinek romlása által okozott hatást planáris csontfantom felvételeken, Blokland J és munkatársai (1997) egésztest fantomfelvételeken ellenőrizték. Buchert R és munkatársai (1999) szintén fantomkísérletekkel vizsgálták a PET paraméterek romlásának klinikai következményeit. Csupán néhány közleményben számoltak be klinikai vizsgálatok eredményeiről. Chapman DR és mtsai (1980) csont, máj és tüdőfelvételek klinikai eredményei és a vizsgálatokra használt detektorok felbontóképességének, valamint homogenitásának értékei között kerestek kapcsolatot. Hoffer és mtsai (1984) a leasiók detektálhatósága és a detektor felbontása közötti

11 8 összefüggést, csont és májfelvételeken vizsgálták. Dendy és munkatársai (1988) a gammakamera geometriai felbontásának romlása által okozott hatást rutin csontvizsgálatokon tanulmányozta. A SPECT készülékek rekonstruált képein észlelt artefaktumok többé-kevésbé utalnak az egyes technikai paraméterek romlására (homogenitás, forgási középpontvándorlás). A legtöbb rutin minőségellenőrző teszt az eredmények referencia értékekhez viszonyított maximum ± 20%-os eltérését tekinti még elfogadhatónak. A minőségellenőrző tesztmérések adatait meghatározott protokollok szerint feltétlenül dokumentálni kell. A minőségellenőrző tesztek elvégzését nem tekinthetjük csupán rendszeres gyakorlásnak, a mérési jegyzőkönyveket a készülék közelében, jól látható helyen kell tartani, és a rendszer meghibásodásának gyanúja esetén, a korrekt döntéshozatal érdekében fel kell azokat használni (MacIntyre és mtsa. 1977; Wegst AV és mtsa. 1977; Todd-Pokropek A. 1982). A készülékek meghibásodása esetén, illetve a rendszeres karbantartásuk alkalmával, a berendezés összes minőségellenőrzési dokumentációját a javító, szervízelő szakemberek rendelkezésére kell bocsátani. A készülékek rendszeres minőségellenőrzésével és szakszerű karbantartásával, többnyire elkerülhető, hogy a laboratórium, technikai okokból kifolyólag, téves vizsgálati eredményt adjon ki Minőségellenőrző eszközök A minőségellenőrző tesztek végrehajtásához a mérési előírások mellett speciális eszközökre is szükség van. A minőségellenőrző standardok az eszközökkel szemben támasztott követelményeket is tartalmazzák, részletesen ismertetik a különböző típusú sugárforrásokat, fantomokat. A minőségellenőrző fantomoknak néhány alapvető igényt kell kielégíteniük: alkalmasak kell legyenek a műszer teljesítményét jellemző paraméterek meghatározására jellemezniük kell a gammakamera-számítógép rendszer és a képalkotó eljárás egészét segítségükkel tesztelni és parametrizálni lehessen az adatfeldolgozó programokat kezelésük legyen egyszerű és könnyű. Speciális mérésekre egyedi fantomok használata javasolt, így például: a szórt sugárzás mérésére a két sugárforrásos fantom (Adams R. 1978; NEMA 1986), gatelt szívvizsgálatok ellenőrzésére a szívfantom (Erickson 1983, Buseman-Sokole 1985), egésztest vizsgálatokhoz a transzmissziós csontfantom (Skretting és mtasi 1991). A fantomokat a minőségellenőrzés

12 9 mellett oktatási és szakmai továbbképzési célokra is fel lehet használni. Beszerzésüknek a készülék megvásárlásával egyidőben kell történnie, de új vizsgálattípusok bevezetésekor új fantomok vásárlása válhat szükségessé. Különös fajtáját képezik az ellenőrző eszközöknek az amerikai patológus kollégium fantomjai (College of Pathologists, CAP), melyek fekete doboz típusú szervfantomok, a felhasználók számára ismeretlen struktúrákat tartalmaznak. A fantomokat a felhasználók a saját szakmai teljesítményük ellenőrzésére használhatják, és a társaságtól kikölcsönözhetik. A nukleáris medicinai készülékek fejlesztése, a minőségellenőrző tesztek korszerűsítése folyamatosan új eszközök gyártását tették szükségessé (Rhodes BA. 1977; Rollo FD. 1977; Van Tuinen R és mtsai. 1977; Hermann GA. 1980; Volodin V és mtsai. 1985; Sloboda RS. 1986; O'Connor MK és mtsai. 1988; Heikkinen J és mtsai. 1994; Job HM és mtsai. 1996; Crawford ES és mtsai. 1998; Heikkinen J és mtsai. 1999; De Bondt P és mtsai. 2003; Visser JJ és mtsai. 2003) A nukleáris medicinai képek hálózati továbbítása Az elmúlt évek fejlesztései alapján ma már világos, hogy a filmnélküli radiológia és nukleáris medicina a jövő. Ilyen körülmények között a képek hálózati továbbítása elkerülhetetlen. Számos munkacsoport foglalkozik a digitális képtovábbítás ellenőrzésére alkalmas szoftverek fejlesztésével. Ezen a területen is előbb-utóbb standard protokollok megjelenése várható Nemzeti és nemzetközi összehasonlító vizsgálatok A nemzetközi összehasonlító vizsgálatok a nukleáris medicinai képalkotás minőségének javítását szolgálják. Az úgynevezett külső minőségellenőrző programok hozzásegítik a résztvevőket saját szakmai teljesítményük megítéléséhez. A laboratóriumokban ismeretlen tesztmintákkal és fantomokkal a programban meghatározott vizsgálatokat végeznek el. Az eredményeket a vizsgálat szervezői egységes szempontok szerint értékelik, majd minden egyes részvevőt tájékoztatnak saját eredményeiről. Az összehasonlító vizsgálatok sikeressége szorosan összefügg a helyi szervezés hatékonyságával, valamint az eredmények gyors feldolgozásával és visszajelzésével. Az első átfogó nemzetközi nukleáris medicinai körkísérlet során 300 laboratóriumot kértek fel pajzsmirigy fantom radiojód felvételének vizsgálatára (IAEA/WHO 1987). A részvevők csupán 5%-ának eredményei voltak az 5%-os hibahatáron belül.

13 ben az amerikai patológus kollégium bizottságot szervezett, mely nukleáris laboratóriumok közötti összehasonlító programok kidolgozását tűzte ki céljául (Herrera N. 1987). Az első programok a radioimmunológiai vizsgálatokra és az aktivitásmérő készülékekre vonatkoztak, majd a háromdimenziós emissziós szervfantomok, a transzmissziós képszimulátorok és a dinamikus szervfantomok alkalmazása következett as évektől kezdődően a WHO is szervez folyamatosan körkísérleteket Európában között négy fantomot adtak közre, két transzmisszióst, az egyik agyat, a másik májat szimulálta, és két emissziós máj modellt (Herrera és mtsai. 1981; Busemann Sokole és mtsai. 1984; Volodin és mtsai. 1985). A transzmissziós agyfantom 13 darab forró léziót tartalmazott, az elváltozások a fantom felszíne alatt, 8,3 cm mélyen helyezkedtek el. A lézióháttér kontraszt értéke állandó, 1,7 volt, az elváltozások átmérői 4-20 mm között változtak. A transzmissziós májfantomba 8 darab hideg léziót, a felszín alá 3,9 cm mélyre építettek be. Az elváltozások átmerője állandó 1,6 cm volt, a lézió-háttér kontraszt értékek pedig 0,91 és 0,77 között változtak. A két emissziós májfantomba, két darab 1 cm, két darab 1,5 cm, valamint egy 2 cm és egy 2,5 cm átmérőjű göböt, a fantomok belselyében, különböző mélységekre helyeztek el. A körkísérletben 12 európai ország vett részt. Az agyfantom beépített laezióit az értékelők szisztematikusan nagyobbnak észlelték. A transzmissziós májfantom alacsony kontrasztértékű lézióinak méretét alul, a magas kontrasztuakat túlbecsülték. A kisebb göböket tartalmazó májfantomot a résztvevők csaknem fele normálisnak értékelte, a nagyobb göböket (2 cm, 2,5 cm) a többség észlelte között, a WHO és az IAEA közösen, transzmissziós pajzsmirigy és májfantommal szerveztek méréseket. A pajzsmirigy fantom 8 darab, a felszín alá 3,8 cm mélyre helyezett léziót tartalmazott, melyek kontraszt értéke 0,7 és 1,5 között, az átmérők pedig 7-16 mm között változtak. A májfantomba 10 hideg, 2 cm átmérőjű léziót, a felszín alá 5 cm mélyre építettek be, melyek kontraszt értéke 0,61-0,94 között változott. A körkísérletben 16 európai ország vett részt (Souchkevitch GN és mtsai. 1988). A pajzsmirigy fantom esetében a körkísérlet értékelői szisztematikus hibára utaló trendeket nem észleltek. A résztvevők májfantom eredményei nagymértékben különböztek egymástól: a Receiver Operating Characteristic (ROC) (Metz CE. 1978, Hanley J és mtsa. 1982, Souchkevitch GN és mtsai. 1988) görbe alatti területek 0,77-0,95 között (átlag 0,85±0,01) változtak. A felismerési eredmények a korszerűbb gammakamerákon jobbak voltak a régebbi berendezéseken kapott értékeknél.

14 11 A következő körkísérletet között szervezték, melyben transzmissziós szívfantomot használtak (Busemann-Sokole 1990). A fantommal normális balkamrai falmozgást és 50,7 %-os ejekciós frakió (EF) értéket modelleztek. A körkísérletben 11 európai ország vett részt. Az eredmények értékelésénél külön választották a felvételi technikákat, illetve a semikvantitativ értékelést. A résztvevők felvételi eljárásai (az alkalmazott kollimátor típusa, a képmátrix, az egy ciklusra eső képek száma) nagymértékben különböztek egymástól. Néhány esetben a beküldött eredményekből gatelési problémákat azonosítottak, melyek a detektoradatfeldolgozó rendszer elektronikus zajából származó hibára, illetve az EKG jel téves számítógépes feldolgozására utaltak. A beküldött EF értékek közötti eltérés a bal kamra kijelölésére használt kontúrmeghatározó programok közötti különbségeknek tulajdonítható. A WHO és az IAEA közösen 1994-ben indított el egy újabb körkísérletet, melyben a résztvevők transzmissziós csontfantomot vizsgáltak. A fantom a thoraco-lumbalis régiót hátulnézetből jelenítette meg, és összesen 23 "izotópdúsító" léziót tartalmazott. A csigolyákon 7, a bal oldali bordák mediális, illetve laterális szakaszaiban 3-3, a jobb oldali bordák mediális és laterális szakaszaiban 5-5 elváltozás volt található. A fantomvizsgálat eredményeiről összefoglaló jelentés nem jelent meg, egy-egy ország saját vizsgálatairól készített beszámolót (Séra T és mtsai. 1994; 1996a; 1996b; Hart G. 1997). A nemzetközi összehasonlító vizsgálatok a részvevő országok nukleáris medicinai műszerezettségének színvonalára, minőségbiztosítására és minőségellenőrzésére derítenek fényt. Hazai laboratóriumaink is részt vettek egyes körkísérletekben (Bános Cs és mtsai. 1982; Souchkevitch GN. 1988; Séra T és mtsai. 1994; 1996a; 1996b). Az eredmények viszonylag hiteles képet nyújtottak a diagnosztikai munka minőségéről, s emellett igazolódott az összehasonlító körkísérletek fontossága is Jelenlegi nemzetközi elvárások, hazai és szegedi helyzet A nemzetközi elvárások alapján ma már a nukleáris medicinai laboratóriumok optimális működésének biztosításához elengedhetetlenül szükséges a rendszeres minőségellenőrzés. A saját feltételekhez adaptált minőségellenőrzést a nemzetközi ajánlások alapján kell összeállítani. Fontos követelmény, hogy a berendezések rutin tesztjeit a vele dolgozó személy végezze, és az eredményeket rendszeresen nyilvántartsa. A referencia és rutin minőségellenőrző tesztek eredményeit erre képesített és jogosított kívülálló személy kell, hogy értékelje. Amennyiben a rutin ellenőrző vizsgálatok eredményei az elfogadható határokon kívül esnek,

15 12 a mérőberendezést klinikai vizsgálatokra alkalmatlanná kell nyilvánítani, és a hibát el kell hárítani. Az SZTE ÁOK Nukleáris Medicina Intézet minőségellenőrző tevékenysége mindenben megfelel a nemzetközi elvárásoknak. Saját rendszer alapján napi, heti, illetve negyedévenkénti minőségellenőrző vizsgálatokat végzünk. A rutin vizsgálatok eredményeit rendszeresen dokumentáljuk. A napi, illetve heti megbeszéléseken tájékoztatás történik az egyes műszerek technikai állapotáról Foglalkozási sugárterhelésnek kitett dolgozók egészsége védelmének főbb szempontjai Foglalkozási sugárterhelésnek kell tekinteni bármilyen olyan sugárterhelést amelyet a munkavállaló, a munkáltató felelősségi köréhez tartozó helyzetekben munkavégzés folyamán kaphat (16/2000. EüM rendelet). Az ionizáló sugárzással végzett első kísérleteknél a röntgensugárzás 1895-ben, és a radioaktivitás 1896-ban történő felfedezését követően már kiderült, hogy az ionizáló sugárzásnak kitett emberi szervezetben szöveti-szervi károsodás következhet be, akut sugárbetegség alakulhat ki. A sérülések elkerülésének céljából a sugárterhelésnek kitett dolgozók egészségének védelmére szabályokat kellett felállítani. A sugárvédelmi normák és standardok implementálásának menete, az első szabályozásoktól kezdődően, ami az 1920-as évekre tehető, lényegében, mind a mai napig változatlan. A sugárvédelmi szabályozással foglalkozó rendszer három fő részből tevődik össze: nemzetközi és országos tudományos bizottságok: a sugárzás hatásait vizsgáló különböző tudományos kutatások eredményeit egységes jelentésekbe foglalják össze nemzetközi és országos tudományos szervezetek: a fenti jelentések alapján ajánlásokat dolgoznak ki, melyek alkalmazásával a sugárzásnak kitett dolgozók foglalkozási kockázata a társadalom számára elfogadható szinten tartható szabályozó hatóságok/ügynökségek: az ajánlások felhasználásával a munkáltatók és a munkavállalók részére kötelező érvényű rendeleteket hoznak. A rendszer tudományosan megalapozott és publikus voltából kifolyólag a sugárvédelmi jelentések, ajánlások és rendeletek, standardok, a megjelenésük idején fennálló tudományos konszenzuson és a legkorszerűbb gyakorlaton alapulnak, a sugárhatásnak kitett dolgozó egés-

16 13 zségét védő jellegük van és nincsenek kitéve az ipar, a gazdaság, vagy a munkáltatók esetleges öncélú érdekeinek. Sugárvédelmi feladatokat ellátó szervezet megalakításának szükségessége az I. Nemzetközi Radiológiai Kongresszuson (1925) merült fel. A II. Nemzetközi Radiológiai Kongresszuson (1928) létrehozták az első nemzetközi sugárvédelmi bizottságot International X-ray and Radium Protection Commission megnevezéssel, amely 1950-óta az International Commission on Radiological Protection ICRP néven működik. A nemzetközi feladatokat betöltő ICRP mellett, 1929-ben alakult meg a National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP), mely az Amerikai Egyesült Államok radiológiai bizottságait képviseli egységesen. Az ICRP bevezette a tolerancia dózis fogalmát és elkészítette az első sugárvédelmi ajánlásokat. A tolerancia dózis értékét úgy határozták meg, hogy a hatására kitett dolgozón klinikai elváltozások még ne legyenek észlelhetők (például bőrpír). Az ajánlott tolerancia dózist a bevezetését követő évtizedek alatt fokozatosan csökkentették, mert felismerték, hogy a sugárzásnak nemcsak az akut, hanem a krónikus, például rákkeltő, illetve genetikai hatásaival is számolni kell. Az 50-es évek közepére az ionizáló sugárzás békés célú felhasználása széles körben elterjedt (Sztanyik B. 1983). Egyre népesebb csoportokat érintett a foglalkozásszerű sugárterhelés, és ezzel párhuzamosan újabb szemlélet alakult ki és terjedt el, mégpedig az, hogy a dolgozók dózisterhelését, a gyakorlati lehetőségek figyelembe vételével, a lehető legalacsonyabb szinten kell tartani (As Low As Possible). Ez a szemlélet lett az alapja a korszerű sugárvédelmi szabályozásnak, melyet, a sugárvédelmi ajánlásokat összeállító nemzetközi és országos tudományos bizottságok egyaránt elfogadtak. A tolerancia dózist felváltó új szemlélet elemei: az indoklás, a dóziskorlát és a dózisterhelés olyan alacsony szinten tartása, ami még ésszerűen elérhető ( As Low As Reasonably Achievable ALARA elv). Radioaktív anyaggal, vagy ionizáló sugárzást létrehozó berendezésekkel kapcsolatos tevékenység a világon mindenütt engedély köteles. A sugaras tevékenység indoklását az engedélyeztetési eljárás során meg kell tenni, az érvényben levő törvényekbe foglalt dóziskorlátokat be kell tartani, az ALARA elvet pedig, a tudományos, technikai, gazdasági és társadalmi adottságok figyelembevételével kell alkalmazni. Az elmúlt évtizedekben az IAEA (International Atomic Energy Agency) jelentős erőfeszítéseket tett a sugárvédelmi és sugárbiztonsági standardok nemzetközi harmonizációjáért. Az 1996-ban megjelent kiadvány (IBSS 115) összefoglalta a sugárvédelem mai szemléletén alapuló standardokat, melyek tudósok százainak munkájából születtek, és 52 ország 127 szakemberéből álló technikai bizottság hagyott jóvá.

17 14 Az Európai Közösség, az ionizáló sugárzásnak kitett dolgozók, a lakosság, valamint a betegek egészségének védelmére kiadta a ma is érvényben levő 96/29/EURATOM, illetve 97/43/EURATOM direktíváit. Az Amerikai Egyesült Államokban a dóziskorlátokat a Code of Federal Regulations 10CFR835, Sec jogszabályok írják elő. Az első magyar sugárvédelmi szabványok 1942-ben jelentek meg. Az atomenergia alkalmazásáról 1980-ban adták ki az első magyar törvényt (1980. évi I. törvény) és 1996-ban, a ma is érvényben levő, második magyar atomtörvényt (1996. évi CXVI. törvény az atomenergiáról). Az évi atomtörvény végrehajtásáról szóló, az egészségügyi miniszter 16/2000. számú rendelete (16/2000. (VI. 8.)) EüM rendelet az atomenergiáról szóló évi CXVI. törvény egyes rendelkezéseinek végrehajtásáról) tartalmazza a foglalkozási sugárterhelésnek kitett munkavállalókra vonatkozó dóziskorlátokat, valamint az atomenergia alkalmazása körébe tartozó tevékenységre vonatkozó alapvető előírásokat, összhangban az Európai Közösség 96/29/EURATOM irányelvének rendelkezéseivel Dóziskorlátok A külső sugárforrásból származó, egésztestre vonatkozó dóziskorlátokat, a nemzetközi gyakorlatban, kezdetben heti, illetve napi értékekben állapították meg. A sugárzás hatásának jellemzésére a ma már nem alkalmazott besugárzási dózis fogalmat (mértékegysége: a röntgen ( R); SI mértékrendszerben a C/kg, C: coulomb) használták. Az 1920-as évek közepétől mintegy 10 éven át, 0,5 R/hét besugárzási dózist tekintettek elfogadhatónak között nemzetközileg az 1R/hét, 0,2 R/nap dóziskorlát vált általánossá, ugyanakkor az USA-ban továbbra is a 0,5R/hét, 0,1 R/nap, alacsonyabb értékeket tartották érvényben. Az új dózisfogalmak bevezetését követően dózisegyenérték, effektív dózis (mértékegységük a rem (roengen equivalent man), SI mértékrendszerben a Sv, Sv: Sievert), között a 0,3 rem/hét effektív dóziskorlátot alkalmazták, melyet 1956-tól 5 rem/évre módosítottak (az USA-ban érvényben levő 10CFR835 jogszabályokban ma is az 5 rem/év szerepel). Az ICRP 1991-ben további csökkentést javasolt: a külső és belső sugárterhelés együttesen ne haladja meg a 20 msv/év effektív dózis korlátot, 5 meghatározott naptári évre átlagolva, azzal a kikötéssel, hogy az egyedi évre megengedett maximum az 50 msv. Az IAEA is, az 1996-ban megjelent kiadványában (IBSS 115), a külső és belső sugárterhelésből származó effektív dóziskorlátra 20 msv/év 5 egymást követő évre átlagolva; 50 msv/bármely egyedi év értékeket ajánl. Az Európai Megállapodás liberálisabb (96/29/EURATOM), hiszen irányelveiben

18 msv/egymást követő 5 év; 50 msv/bármely egyedi év, külső és belső sugárterhelésből származó effektív dóziskorlát szerepel, mellyel összhangban van a hazai szabályozás (16/2000. EüM rendelet) is. A dolgozók szervezetébe bejutó radioaktív anyag okozta belső sugárterhelést, kezdetben az inkorporálódott radionuklidok aktivitásának korlátozásával szabályozták. Az egyes radionuklidok hatására a maximális dózisnak kitett szervet (vagy szerveket), kritikus szervnek (szerveknek) nevezték el. A szervezeten belül keletkező sugárzás hatása, szöveti szinten a lekötött egyenérték dózissal (a dózisegyenérték fogalmat váltotta fel), az egész szervezet szempontjából pedig a lekötött effektív dózissal jellemezhető. Az inkorporálódott radionuklidok aktivitás határértékeit úgy állapították meg, hogy a szervezetbe került sugárzó nuklidból 50 év alatt keletkező dózis ne haladja meg a kritikus szerv évi 150 msv dózisterhelését. Az ICRP bizottság 1977-ben, a kockázaton alapuló új ajánlásában, mely a sugárzás sztochasztikus és determinisztikus biológiai hatásának szemléletén alapul (Köteles Gy. 2002), a külső és belső sugárterhelést egy rendszerbe egyesítette. A sugárvédelem célja pedig az lett, hogy a determinisztikus hatásokat (szöveti-szervi károsodások, akut sugárbetegség) megelőzze és a sztochasztikus hatások (rosszindulatú daganatkeletkezés, örökletes hatások) bekövetkezésének valószínűségét csökkentse. A fentiekben részletezett, ma érvényben levő effektív dóziskorlátok (10CFR835; 96/29/ EURATOM; 16/2000. EüM rendelet), a külső és belső sugárterhelésre együttesen vonatkoznak. Az effektív dózisra megszabott korlátokon kívül, a szemlencsére, a bőrre, illetve a végtagokra további dóziskorlátok is érvényben vannak. A szemlencsére vonatkozó évi egyenérték dóziskorlát 150 msv; a bőrre bármely 1 cm 2 területre átlagolva, továbbá a végtagokra vonatkozó évi egyenérték dóziskorlát 500 msv. A sugárvédelmi szabályozás alakulásában az évek során a dóziskorlátok fokozatos csökkentése figyelhető meg. Ebből hiba lenne arra következtetni, hogy a változtatások a szabályozásban elkövetett tévedések kijavításának következményei, valamint tévedés lenne azt hinni, hogy a határértékek átlépése közvetlen veszéllyel jár. A korlátok csökkentése egymással kapcsolatban álló, három alapvető megfontolásból következett be: az ionizáló sugárzás egészségkárosító hatásának jobb megértése céljából végzett tudományos kutatások új eredményinek felhasználása a technológiai fejlesztés következtében a sugárterhelés csökkentésének lehetősége a társadalom részéről a még elfogadható foglalkozási kockázat mértékének csökkenése.

19 Ionizáló sugárzás kibocsátásával járó tevékenység a Szegedi Tudományegyetemen A Szegedi Tudományegyetem munkahelyein, ionizáló sugárzás kibocsátásával járó tevékenységet az Állami Népegészségügyi és Tisztiorvosi Szolgálat (ÁNTSZ) Csongrád Megyei Intézetének engedélyével lehet végezni. Az engedéllyel rendelkező intézetek kötelezően előírt Munkahelyi Sugárvédelmi Szabályzata tartalmazza a sugaras tevékenység biztonságos folytatásához szükséges tárgyi és személyi feltételeket. A munkahely sugárvédelmi feladatait a munkahelyi vezető és a sugárvédelmi megbízott látja el. Ionizáló sugárzás kibocsátásával járó tevékenységet csak sugárvédelmi képzettséggel rendelkező dolgozó végezhet. A sugárvédelmi ismeretek az ÁNTSZ Országos Tisztifőorvosi Hivatala által akkreditált sugárvédelmi képzéssel és ötévenkénti továbbképzéssel szerezhetők meg. Az egyetem intézeteinek sugárvédelmi tevékenységét az egyetemi sugárvédelmi szolgálat, a szerző vezetésével koordinálja. A szolgálat elkészítette az egyetem sugárvédelmi szabályzatát, mely az érvényben levő törvények és rendeletek alapján összefoglalja azokat a sugárvédelmi szabályokat, melyek betartásával az ionizáló sugárzást kibocsátó anyagokkal és készülékekkel történő munkavégzés úgy a dolgozó személyzet, mint az azzal kapcsolatba kerülő környezet számára biztonságosan folytatható.

20 17 3. Saját vizsgálatok 3.1. Módszerek Minőségellenőrző fantomok Dinamikus vonalfantom (1. ábra) 1. ábra A fantom, egy speciális állványra szerelt, mikroprocesszor által vezérelt kapilláris cső, mely radioaktív oldattal tölthető fel. A kapilláris cső rozsdamentes acélból készül, hossza 500 mm, átmérője 1 mm, térfogata 0,4 ml. A kapilláris cső a detektor látómezejében változó sebességgel mozgatható, miáltal különböző tesztminták keletkeznek. A csőre, adott mérésekhez, 1 mm vastagságú ólomlapot tartalmazó maszkot lehet helyezni, melynek mérete 500x25x4 mm, és középvonalán egymástól 10 mm távolságra 2 mm átmérőjű furatok vannak. Amennyiben a mérések során a testszövet abszorbciós és szóródási viszonyainak megfelelő körülményeket kívánunk biztosítani, a kapilláris csőre plexi szóróközegetet kell helyezni. A szóróközeg mérete 500x60x60 mm. A fantommal párhuzamos, egymástól különböző távolságra elhelyezkedő vonalakat, pontsorokat, valamint változó intenzitású mezőt lehet generálni BAR fantom 2. ábra Plexi lapba ágyazott párhuzamos ólomcsíkok, melyek szélessége azonos a köztük levő távolsággal. I. Négy szegmenses BAR fantom (2. ábra) A fantomot négy negyedre osztották, a negyedeken belül az ólomcsíkok egymástól egyenlő távolságokra (4.8 mm/4 mm/3.2 mm/2.4 mm) helyezkednek el. A szomszédos negyedek csíkjai egymásra merőlegesek.

21 18 II. Hat szegmenses BAR fantom A fantomot hat egyenlő szeletre osztották, a szegmenseken belül az ólomcsíkok egymástól egyenlő távolságokra (6 mm/5 mm/4 mm/3 mm/2 mm/1 mm) helyezkednek el Csontfantom (3. ábra) 3. ábra Fekete doboz jellegű fantom, mely a thoracolumbalis régiót hátulnézetből jeleníti meg (3. ábra). Téglalap alakú, állandó vastagságú, viszonylag magas abszorpciós koefficiensű abszorbeáló rétegből, illetve a fantomot kitöltő, közel víz ekvivalens abszorpciós együtthatójú anyagból készült. A fantomot összesen 45 régióra osztották (4. ábra), ezek közül 23 tartalmaz beépített izotópdúsító lésiót. A csigolyákon 7 lésiót helyeztek el, a bal oldali bordák mediális, illetve laterális szakaszaiban 3 3, a jobb oldali bordák mediális és laterális szakaszaiban 5 5 elváltozás található. A fantomba épített léziók és környezetük abszorbciós tulajdonságaiból elvi (matematikai) úton meghatározott kontraszt értékeket a 4. ábrán tüntettük fel. 4. ábra: A WHO/IAEA csontfantomba beépített léziók kontraszt értékei Bal oldali bordák Thoracalis gerinc Jobb oldali bordák laterális mediális mediális laterális 5 T1 T T T T T7 P 1.32 T14 8 T3 T8 P 1.52 T15 9 T T T T T T16 12 T5 T T Lumbális gerinc T T21 5 T22 T1 T22 = üres terület P = porckorong

22 SPECT összparaméter fantom, máj fantom, pajzsmirigy fantom SPECT összparaméter fantom (5. ábra) 5. ábra Henger alakú, izotópoldattal feltölthető tartály, melybe hideg lésiókat szimuláló műanyag gömböket, illetve műanyag korongba izotópdúsító furatokat helyeztek el. A gömbök átmérője: 38 mm, 31.8 mm, 25.4 mm, 19.1 mm, 15.9 mm, 12.7 mm. A furatok átmérője: 16 mm, 12.7 mm, 11.1 mm, 9.5 mm, 7.9 mm, 6.4 mm. Máj fantom (6. ábra) Izotóp oldattal feltölthető tartály, melyben a folyadék 3 különböző rétegvastagságban helyezkedik el. Rétegenként, a folyadékba 2 2 darab hideg lésiót modellező műanyag hengert helyeztek, melyek átmérője: 11 mm, 16 mm/12 mm, 25 mm/26 mm, 35 mm. 6. ábra Pajzsmirigy fantom (7. ábra) A pajzsmirigylebenyek formáját utánzó, izotópoldattal feltölthető tartály. A fantomba hideg lésiókat modellező, 6 mm, 9 mm, illetve 12 mm átmérőjű műanyag hengereket építettek be. Egy darab forró lésiót, 12 mm átmérőjű, a lebenyeket alkotó folyadékrétegnél magasabb furatban elhelyezkedő, folyadékoszloppal modelleztek. 7. ábra

23 CT fantomok CT fantom I. (8. ábra) Plexi lap, melybe 5 csoportban, egymással párhuzamosan, egymástól egyenlő távolságra sávokat képeztek ki. Csoportonként, az egy centiméteren található sávok száma: 4, 6, 8, 10, illetve 12 között változik. 8. ábra CT fantom II. (9. ábra) 9. ábra Vízzel feltölthető, henger alakú tartály, melybe különböző abszorpciós (Hannsfield egység) értékű anyagból készült apró hengereket építettek be, illetve lexanból készült, sorokban elhelyezkedő különböző átmérőjű gömbök találhatók. A tartályban elhelyezett 5 henger anyaga és abszorpciós (Hannsfield egység) értéke a következő volt: Aculon ( ), Lexan ( ), Persplex ( ), Teflon ( ), Polietilén ( ). A lexan hengersorok elemeinek átmérője: 3 mm, 2.5 mm, 2 mm, 1.5 mm, 1.25 mm, illetve 1 mm között változik Ultrahang fantom (10. ábra) Téglatest alakú, 21x21x8 cm nagyságú, az ultrahang terjedési tulajdonságai alapján máj parenchimát szimuláló anyagból készült fantom. A fantomba különböző átmérőjű cystosus képleteket, illeteve szolid tumorokat szimuláló lésiókat építettek be. Összesen 10 cysta található, ebből 4 db. a fantom felszínétől a mélybe haladva (átmérők: 4 mm, 6 mm, 8 mm, 12 mm), 3 db. a felszínnel párhuzamosan, attól 22 mm mélyen (átmérők: 2 mm, 4 mm, 6 mm), illetve 3 db a felszínnel párhuzamosan, attól 44 mm mélyen (átmérők: 2 mm, 4 mm, 6 mm)

24 21 helyezkedik el. Az összesen 4 darab tumort a 10. ábra felszíntől a mélybe haladva (átmérők: 4 mm, 6 mm, 8 mm, 12 mm) helyezték el. A geometriai felbontás ellenőrzésére a fantom felszínéhez képest vízszintes, illetve a mélybe haladó pontsorokat szimuláló nylon szálak szolgálnak. Az axiális geometriai felbontás ellenőrzésére a fantom felszínéhez képest az egyik oldaltól 3 cm, a másik oldaltól 18 cm távolságra vízszintesen elhelyezkedő 5 pontból álló pontsor elemek egymáshoz viszonyítva 3 mm, 5 mm, 10 mm, illetve 15 mm-re találhatók. Ezekre a pontsorokra majdnem merőlegesen (10 fok eltéréssel, a hangárnyék csökkentése céljából) a transzverzális felbontás ellenőrzésére egy másik pontsor 6 pontja, egymástól 5 mm, 4 mm, 3 mm, 2 mm, 1 mm távolságra található Emlő fantom (11.a. ábra) 11.a. ábra 11.b. ábra Az emlőfantom sematikus vázlatát a 11b. ábrán tüntettük fel. A fantom 3,5 cm vastag, sugárelnyelési tulajdonságai alapján átlagos keménységű (50% mirigyállomány, 50% zsírszövet) összenyomott női mellnek felel meg, melyet 0.5 cm zsírszövet vesz körül. A vizsgálatok során potenciálisan előforduló szöveti összetétel modellezésére 5 fokozatú (mirigyállomány/zsírszövet: 100%/0%; 70%/30%; 50%/50%-egyezik a fantom alapanyagával; 30%/ 70%; 0%/100%) tartományt találunk. A fantomba különböző átmérőjű mikrokalcifikációkat, tumorokat, illetve spiculákat szimuláló lésiókat építettek be. Az összesen 12 da-

25 22 rab mikrokalcifikációt szubkután (szemcseátmérő: 0.16 mm, 0.20 mm, 0.23 mm), mélyen fekve (szemcseátmérő: 0.16 mm, 0.20 mm, 0.23 mm), illetve a felszíntől a mélybe haladóan (szemcseátmérő: 0.12 mm, 0.16 mm, 0.20 mm, 0.27 mm, 0.35 mm, 0.35 mm) helyezték el. A 6 darab tumor a fantom felszínétől a mélybe haladva helyezkedik el, az egyes tumorok átmérője 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 8 mm nagyságú volt. A legnagyobb tumorból 3 spicula ágazódott el. A geometriai felbontás ellenőrzésére 13 darab, különböző sűrűségű vonalpárt tartalmazó (5/8/10/11/12/13/14/15/16/17/18/19/20 vonalpár/mm) tartomány szolgál DSA szoftver fantom Különböző kontraszt értékű szomszédos négyzetek váltakoznak a tesztmintán. Egyes területeken egymásra merőleges, párhuzamos vonalsorokat tartalmazó négyzeteket helyeztek el A fantomfelvételek elkészítése Dinamikus vonalfantom leképezése A vonalfantom 0,4 ml térfogatú kapilláris csövének buborékmentes feltöltéséhez kb. 2 ml radioaktív oldatra van szükség. Az oldat aktivitását úgy kell megválasztani, hogy a méréshez szükséges impulzushozamot elérjük. A vonalfantomot a lefele néző, a vizsgálattól függően kollimátor nélküli, vagy kollimátorral felszerelt detektor alá kell helyezni. A fantom műszerfalán található kapcsolóval, a gammakamerás felvétel indításával egyidőben, a megfelelő tesztprogramot el kell indítani. A felvételeket, a gammakamera-számítógép rendszer típusától függően közvetlenül röntgenfilmre és/vagy számítógéppel lehet elkészíteni. Dinamikus vonalfantom tesztprogramjai A dinamikus vonalfantom használata során összesen 16 program közül választhatunk: 1. Pozícionálás A vonalforrás a látómező közepéig egyenletes sebességgel halad, majd megáll. Felhasználása: a fantom pozicionálása a detektor alatt. 2. Középvonal A vonalforrás egyenletes sebességgel áthalad a látómezőn, a középvonalban öt másodpercre megáll. Felhasználása: a fantom pozicíonálása a detektor alatt.