Статті

Концепція захисної рентгенівської кабіни для ветеринарної клініки

Aвтори статті: О. Мірошниченко, к.т.н., С. Мірошниченко, д.т.н., А. Невгасимий, к.т.н., Д. Радько, Ю. Хобта, В. Єфімова

Вступ

Перший в Україні рентгенівський цифровий приймач для ветеринарної клініки «Фауна сервіс» у Києві було встановлено нами близько 20 років тому. Згодом − перші в Іспанії, Франції, Південній Кореї, Бразилії та ще в понад 20 країнах світу. За 20 років у ветеринарних клініках по всьому світу встановлено понад 1000 приймачів. Дякуємо ветеринарам, хто повірив  у розроблену в Україні та запатентовану нами в багатьох країнах конструкцію. Ми не підвели лікарів − приймачі  працюють надійно та якісно, а їх використання приносить ветеринарним клінікам стабільний прибуток. Це дає нам моральне право й обов’язок порушити питання про необхідність використання принципу ALARA під час проведення цифрової рентгенодіагностики із фіксацією тварин у ветеринарних клініках.  Як і 20 років тому,  це питання не вирішено ані в Україні, а ні за кордоном. Ми пропонуємо запатентовану нами концепцію кабіни, яка спрямована на вдосконалення безпеки  цифрової рентгенівської діагностики.

Матеріали та методи

До впровадження цифрових приймачів це питання не порушувалося. При плівковій рентгенографії з боків рентгенівських столів були встановлені шипи кріплення мотузок, які фіксували тварин (рис. 1,а). Діяв вираз: «Немає кращого знерухомлювального засобу, ніж міцна мотузка». Знімки робилися зрідка, і був час для використання негуманного  знерухомлювального засобу.

Рис. 1. Стіл для рентгенографії з шипами (а) та захисна кабіна (б)

З впровадженням цифрової технології дозове навантаження на знімок зменшилося у 2…3 рази, проте кількість рентгенівських знімків зросла в десятки разів.  Загальне дозове навантаження в клініці значно зросло. Зовні все стало більш гуманним: тварину на рентгенографічному столі фіксують руками. Існує міф, що це руки власника тварини, і одне опромінення рентгеном людині не зашкодить. Насправді, згідно із законодавчими актами, особа, яка підтримує тварину, не може  бути молодшою за 18 років і не може бути жінкою, молодшою за 45 років [1]. До того ж фіксація тварини повинна бути виконана професійно, оскільки власник зазвичай не має досвіду. Ось чому в більшості ветеринарних клінік тварину фіксують співробітники, за що отримують додаткову оплату.

Згідно з інформацією в Інтернеті, ця послуга коштує 100…200 грн за один знімок. В один день може бути зроблено до 20 цифрових знімків і більше. Тобто за день можна в середньому заробити  3000 грн, за місяць – 75 000 грн, а за рік – майже славнозвісний «мільйон». Щоб не помилитися в розрахунках:  мільйон поділимо на 150 і отримуємо 6700 знімків на рік. Хоча ця цифра велика, вона не є рекордною.

Для молодих співробітників ветеринарної клініки заробити мільйон не завадить, але рентгенівське опромінення може стати перешкодою. Для фахівців нескладно розрахувати річну дозу променевого навантаження в мілізівертах, яку отримує співробітник, що фіксує тварину. Результат перевищує безпечні рівні.

Щоб не робити із цих розрахунків дискусію, звернемося до базового принципу використання променевої діагностики  ALARA: якщо є можливість знизити рівень опромінення людини, це потрібно реалізувати.  

Існує ще один міф: одягніть індивідуальні засоби захисту − фартух, окуляри, шапочку та рукавички − і все буде нормально. На жаль, і це не так. Індивідуальні засоби захисту дуже важливі, однак вони розраховані на те, що оператор перебуває на відстані 2…3 м від рентгенівської трубки. Для цього є подовжувач кнопки вмикання високої напруги. Для співробітника, який фіксує тварину, це зовсім не так. Він безпосередньо перебуває під впливом прямого та розсіяного випромінювання. Для безпечного отримання «мільйона» гривень співробітнику ветеринарної клініки потрібен додатковий захист.

І цей захист є: на стінах, вікнах і дверях рентгенівської кімнати вмонтовані додаткові панелі зі свинцю або баритової штукатурки. Коштують вони недешево, але добре захищають співробітників та відвідувачів клініки в сусідніх кімнатах від іонізуючого випромінювання. До речі, що робити із цими панелями, якщо ви вирішите перевести обстеження в інше приміщення? Це вже інша тема. А щодо захисту співробітника, який фіксує тварину, конструкційні елементи захисту не мають жодного відношення. Він же перебуває всередині приміщення, а не в інших  кімнатах.

Можливо, потрібні більш міцні індивідуальні засоби захисту? Пропозиція добра,  але вага їх буде понад 30 кг, і знайдеться небагато охочих одягати такий  захист. Яка безвихідна ситуація.

Дискусія та результати

Вихід із такої ситуації, мабуть, простий. За кордоном вже все вирішено, і вони  знають, як це зробити. До того ж на конференціях за кордоном доповідалося про спеціальні кабіни, куди  під час рентгенівського обстеження саджають тварин. Інтернет надає інформацію: у 2024 році спочатку в Чорногорії  на конференції  з радіаційного захисту «RAD 2024» [2], а потім у Македонії на конференції «Days of veterinary medicine» [3] дійсно були доповіді про захисні кабіни для рентгенівського ветеринарного обстеження. Під час обговорень фахівці з радіаційного захисту та ветеринари із закордонних університетських клінік підкреслювали, що це є проблемою.  Вони також фіксують тварин руками, і це небезпечно.  Використання захисних кабін (рис. 1,б) є обґрунтованим і доцільним. Таким чином, за кордоном дійсно є інформація про кабіни. Час поширити цю інформацію в Україні, тим більше, що вже є можливість побачити працюючі кабіни в Києві та Львові.

Так для кого ж ці кабіни – для тварин чи для людей? Відповідь – і  для тварин, які досліджуються всередині кабіни, і для людей, які в рукавичках фіксують тварину, але цією кабіною захищені (рис. 2).

Рис. 2. Місце оператора в торці кабіни (а), місце тварини всередині кабіни (б) та вигляд зачиненої кабіни (в)

З’являється робоче місце для особи, що підтримує тварину (рис. 2,а), чи осіб,  що  її підтримують, якщо тварина велика і її необхідно  тримати з двох торців. Це місце розташоване на відстані 0,1 м від торцевої стінки кабіни. Для зручності спостереження за твариною в стінці  є вікно з рентгенозахисного скла. Встановлену зверху столу будку зі свинцевими стінками  можна розглядати як додатковий індивідуальний засіб захисту. Зрозуміло, що стіл залізний і може витримати кабіну будь-якої ваги, необхідної для захисту людини на робочому місці, що підтримує тварину. До того ж рівень захисту можна розрахувати за більш жорсткими нормами, які встановлені для відвідувачів, а не для співробітників  клініки.  Реально будки мають вагу 80 кг і більше, що робить їх ефективним засобом індивідуального захисту.

Очевидно, що при правильному розрахунку весь захист можна сконцентрувати в кабіні, а не в додаткових конструкційних свинцевих і баритових панелях на стінах, вікнах та дверях рентгенівської кімнати. До речі, свинець кабіни є найдешевшим захисним матеріалом порівняно з баритовими панелями чи вініловими захисними шторами однакового свинцевого еквіваленту. До того ж захисна площа стандартної кабіни менша за 8 м².  Це в багато разів менше, ніж площа захисних конструкційних елементів для стін, вікон та дверей рентгенівської кімнати. Тому вартість кабіни слід порівнювати з кошторисом на ремонт та дообладнання рентгенівської кімнати. Цей кошторис ветеринари добре пам’ятують. Та й питання, що робити при зміні приміщення, не з’являється.

Очевидно, що кабіна вагою 80 кг захищає від іонізуючого випромінювання краще, ніж індивідуальні засоби захисту вагою 10 кг. Наприклад, стінка кабіни має захист  0,6 мм свинцю, тоді як індивідуальний двосторонній захисний фартух − лише 0,35 мм свинцю. Для захисту чутливого органа – кришталика ока − кабіна має скло із захистом 2,4 мм свинцю, а індивідуальні окуляри –  0,25 мм свинцю. Різниця в захисті є суттєвою, але постає питання: наскільки це дійсно необхідно?

 Для вирішення цього питання слід враховувати, що рентгенівське випромінювання всередині кабіни має дві різні складові: пряме та розсіяне. Джерелом прямого випромінювання (зона А, рис. 3,а ) є анод рентгенівської трубки при подачі імпульсу напруги живлення. Пряме рентгенівське випромінювання в цільовому напрямку формує рентгенівське зображення досліджуваної ділянки тварини. Поле випромінювання в цільовому напрямку поєднують із рентгенчутливим полем приймача − плоскої панелі. Поглинена й корисно використовувана приймачем частина рентгенівського випромінювання в цільовому напрямку наводиться в паспорті і становить 50...70%. Інші 50…30% рентгенівського випромінювання проходять панель практично без поглинання. Це найбільш потужний рентгенівський потік, що не використовується. Для його придушення безпосередньо за приймачем встановлюється свинцевий екран товщиною до 2 мм. Він знижує цю частину прямого рентгенівського випромінювання до допустимого рівня.

Пряме рентгенівське випромінювання, яке виходить із рентгенівського моноблока не в цільовому напрямку, називають залишковим потоком, або рентгенівським витоком ( Х-Ray leak). Для придушення цієї частини прямого рентгенівського потоку використовується захист листами свинцю, які прикріплені до піддону та стінок кабіни.

Рис. 3. Контрольні точки вимірювання потужності дози (а) та графіки результатів виконаних за вимірами розрахунків ефективних доз на рік (б): (+) – без «тварини» та (о) – з «твариною»

Ефективність придушення рентгенівського витоку визначається за розрахунками ефективних доз опромінення за рік [1]. На рис. 3,б точки графіка позначені знаком (+). На графіку діапазон ефективних доз на рік становить 0,2...0,6 мЗв/рік, що менше за встановлений законодавством річний ліміт дози 1 мЗв/рік для відвідувачів.

Другою складовою рентгенівського потоку всередині кабіни є розсіяне тілом тварини випромінювання (зона В, рис. 3,а). При вимірюванні тіло тварини імітується за допомогою еквівалентного тканинам водного фантому.

Розсіяне випромінювання, що виникає у водному фантомі, додається до прямого. На графіках (рис. 3,б) рівень сумарного випромінювання позначений знаком (о) і впритул підходить до граничного значення 1мЗв/рік.

Результати вимірювань на робочому місці (точки 1, 15 на рис. 3) особи, яка підтримує тварину, та розрахунки показують, що річна доза становить близько 0,4 мЗв/рік. Додаткове опромінення кистей рук особи, що підтримує тварину, дає ще 0,2 мЗв/рік. У сукупності це також менше ліміту дози 1,0 мЗв/рік для відвідувачів.

Таким чином, рівень захисту, який досягається при використанні  кабіни, не є надмірним. Він дозволяє знизити опромінення до норм, розроблених  для відвідувачів ветеринарних клінік.

Висновки

Запропонована концепція використання захисної кабіни у ветеринарних клініках, де виконують фіксацію тварини руками, є послідовним розвитком рентгенівських цифрових технологій  відповідно до принципу ALARA.

 Застосування рентгенівських кабін у ветеринарних клініках може суттєво знизити рівень опромінення співробітників клініки, які підтримують тварину. 

Використання кабіни є економічно привабливим для власника клініки  і суттєво підвищує мобільність обладнання.

Список літератури

1. Державні санітарні правила і норми «Гігієнічні вимоги до влаштування та експлуатації рентгенівських кабінетів і проведення рентгенологічних процедур». Наказ Міністерства охорони здоров'я України від 4 червня 2007 року N 294. Із змінами і доповненнями, внесеними  наказом Міністерства охорони здоров'я України від 22 вересня 2017 року N 1126.

2. Miroshnychenko S., Miroshnychenko O., Khobta Y. The concept of self-protected x-ray units and tomographs for veterinary clinics. 12^th International Conference   of Radiation, Natural sciences, Medicine, Engineering, Technology and Ecology. June 17-21, 2024, Herceg Novi, Montenegro, June 17-21, 2024.   
3. Miroshnychenko S., Miroshnychenko O., Khobta Y. Veterinary X-Ray and Cone-Beam tomography units with protective cabins. 10^th International Scientific Meeting «Days of Veterinary Medicine 2024». Ohrid, R.N. Macedonia, 22-25 September, 2024.