== 3. ВЕЛИЧИНЫ И ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ

Подходящей величиной для применения в брахитерапии является поглощенная доза в воде __D__~w~, измеренная в клинически значимых точках и, следовательно, близко к источнику излучения. Однако эталонная дозиметрия источников фотонного излучения на протяжении десятилетий основывалась на использовании эталонов воздушной кермы и камер для их передачи, и доступность калибровок, основанных на первичных эталонах в единицах поглощенной дозы в воде, в настоящее время ограничена [<<g76,76>>–<<g78,78>>].

Поэтому действующие протоколы дозиметрии для источников фотонного излучения основываются на использовании эталонов опорной мощности воздушной кермы (ОМВК) или силы воздушной кермы (СВК) и приборов для их передачи. Среди этих протоколов важную роль как базовая методология, принятая во всем мире, играет доклад TG-43 ААФМ и его более поздние версии [<<g79,79>>–<<g83,83>>]. Крайне важно, чтобы пользователь знал, какая именно величина используется для измерения мощности источника. Происходили ошибки, когда в СПЛ заносилась неправильная величина [<<g84,84>>].

Опорная система координат, выбранная в настоящей публикации, совпадает с той, которая приведена в докладе TG-43 ААФМ [<<g79,79>>] и показана на рис. <<pic1,1>>. Согласно этой системе, _β_ — это угол (обычно измеряемый в радианах), образуемый расчетной точкой P(_r, θ_) и двумя концами активного элемента источника, _θ_ — полярный угол между продольной осью источника и лучом от центра источника до расчетной точки P(_r, θ_), а _r_ — расстояние (обычно измеряемое в см) от центра источника до расчетной точки P(_r, θ_). θ~0~ — опорный полярный угол, r~0~ — опорное расстояние от центра источника.

[[pic1]]
[caption="РИС. 1. "]
.Полярная система координат, выбранная в качестве опорной системы координат для методики TG-43 ААФМ. Радиоактивное содержимое источника показано серым цветом (длина L) и окружено капсулой. θ~0~ равен 90º.
image::pic1.png[]

В таблицу <<tabl2,2>> сведены основные физические величины, используемые в настоящих практических рекомендациях, включая их типичные единицы измерения.

[[tabl2]]
[caption="ТАБЛИЦА 2. "]
.ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В НАСТОЯЩЕЙ ПУБЛИКАЦИИ, ВКЛЮЧАЯ ИХ ТИПИЧНЫЕ ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ _(Физические величины, не имеющие единиц измерения, обозначены знаком «—».)_
[width="100%",cols="1,^1,2",options="header"]
|===
^.^|Величина ^.^|Типичные единицы измерения ^.^|Краткое определение

|__Ḋ__~W~(_r_, _θ_)
|мГр·ч^–1^ или Гр·ч^–1^
|Мощность поглощенной дозы в воде в расчетной точке P(_r_, _θ_)

|__Ḋ__~W,R~
|мГр·ч^–1^ или Гр·ч^–1^
|Мощность поглощенной дозы в воде в опорной точке P(r~0~, θ~0~); __Ḋ__~W,R~ = __Ḋ__~W~(r~0~,θ~0~)

|_δ_
|кэВ
|Пороговое значение энергии фотонов, используемое для оценки мощности воздушной кермы

|_F_(_r,_ θ)
|—
|Функция двухмерной анизотропии: отношение мощности дозы на расстоянии _r_ и под углом θ, вокруг источника, к мощности дозы напоперечной оси на том же расстоянии _r_

|__Φ__~an~(_r_)
|—
|Функция одномерной анизотропии: отношение мощности дозы на расстоянии _r_, усредненной по всему телесному углу (т.е. 4π), к мощности дозы вдоль поперечной оси на том же расстоянии _r_

|__G__~X~(_r,_ θ)
|см^–2^
|Геометрический фактор: учитывает одновременно закон обратных квадратов и влияние приблизительного физического распределения радионуклида на распределение дозы. +
Подстрочный индекс _X_ обозначает P или L, если выбрана аппроксимация точечного или линейного источника соответственно

|__g__~X~(_r_)
|—
|Радиальная дозовая функция: описывает мощность дозы на расстоянии _r_ от источника в перпендикулярной ему плоскости относительно мощности дозы на опорном расстоянии r~0~, за исключением эффектов геометрического спада дозы, моделируемых с помощью геометрического фактора. Подстрочный индекс _X_ обозначает P или L, если выбрана аппроксимация точечного или линейного источника соответственно

|__K̇__~δ~(_d_)
|мГр·ч^–1^
|Мощность воздушной кермы на расстоянии _d_ от источника, в вакууме, вследствие воздействия фотонов с энергией больше _δ_

|__K̇__~δ,R~
|мГр·ч^–1^
|Опорная мощность воздушной кермы: мощность воздушной кермы, в вакууме, на опорном расстоянии 1 м от центра источника, в перпендикулярной источнику плоскости, вследствие воздействия фотонов с энергией больше _δ_

|_k~TP~_
|—
|Поправочный коэффициент на плотность воздуха

|__k__~leak~
|—
|Поправочный коэффициент на токи утечки (поправка на любой измеренный сигнал, не связанный с измеряемым источником)

|__k__~elec~
|А·пп^–1^ или нКл·пп^–1^
|Калибровочный коэффициент электрометра («пп» означает показания на экране электрометра)

|__k__~pol~
|—
|Поправочный коэффициент на эффект полярности

|__k__~s~
|—
|Поправочный коэффициент на рекомбинацию ионов

|__k__~dec~
|—
|Поправочный коэффициент на распад источника

|__k__~alti~
|—
|Поправочный коэффициент на высоту над уровнем моря (он дополняет поправочный коэффициент на плотность воздуха и специфичен для низкоэнергетических источников)

|_k_~__sm,sm__0~
|—
|Поправочный коэффициент на модель источника: он корректирует разницу в отклике ионизационной камеры, облученной источником калибровочной модели __sm__~0~ и источником пользовательской модели _sm_. И __sm__~0~, и _sm_ содержат один и тот же тип радионуклида, но считается, что они имеют разную геометрию. Поправочный коэффициент на модель источника также зависит от разновидности камеры колодезного типа и держателя источника

|Λ
|см^–2^
|Константа мощности дозы: мощность поглощенной дозы в опорной точке P(r~0~, θ~0~) на единицу __S__~K~, после исключения эффектов, вызванных геометрическим фактором

|Λ~r0~
|—
|Обозначение, указывающее на то, что константа мощности дозы определяется как мощность поглощенной дозы в опорной точке P(r~0~, θ~0~) на единицу __K̇__~δ,R~ после исключения эффектов, вызванных геометрическим фактором

|_M~sm~_
|A
|Показание дозиметра, облученного моделью источника _sm_, с поправкой на другие влияющие величины, помимо модели источника (например, на плотность воздуха, токи утечки, калибровку электрометра, полярность и рекомбинацию ионов)

|__M~sm,raw~__
|A или пп
|Необработанное показание дозиметра, облученного источником _sm_, без поправок на какую-либо влияющую величину

|image:001.png[]
|сГр·ч^–1^·A^–1^
|Коэффициент калибровки по опорной мощности воздушной кермы, измеренный с помощью калибровочной модели источника __sm__~0~

|image:002.png[]
|сГр·см^2^·ч^–1^·A^–1^
|Коэффициент калибровки по силе воздушной кермы, измеренный с помощью калибровочной модели источника __sm__~0~

|_P_
|кПа
|Давление окружающего воздуха

|_RH_
|%
|Относительная влажность окружающего воздуха

|__S__~K~
|1 сГр·см^2^·ч^–1^ = 1 U
|Сила воздушной кермы: произведение мощности воздушной кермы __K̇__(_d_) в вакууме, вызванной воздействием фотонов с энергией больше чем _δ_, на любом расстоянии _d_ от центра источника, на поперечной плоскости, перпендикулярной длинной оси источника и делящей ее пополам, и квадрата расстояния __d__^2^

|__t__~1/2~
|дней или лет
|Период полураспада радионуклида

|_T_
|°C
|Температура окружающего воздуха
|===

=== 3.1. ОПОРНАЯ МОЩНОСТЬ ВОЗДУШНОЙ КЕРМЫ И СИЛА ВОЗДУШНОЙ КЕРМЫ

Согласно определению Международной комиссии по радиационным единицам и измерениям (МКРЕ) [<<g43,43>>, <<g85,85>>–<<g87,87>>], ОМВК __K̇__~δ,R~ — это мощность воздушной кермы вследствие воздействия фотонов с энергией, превышающей пороговое значение _δ_, на опорном расстоянии __d__~R~ 1 м от центра источника, в поперечной плоскости, перпендикулярной длинной оси источника и делящей ее пополам, с поправкой на ослабление и рассеяние в воздухе, а также на возможное рассеяние фотонов от любых находящихся рядом стен, пола и потолка, а также от близлежащих объектов в помещении (т.е. в вакууме).

Единицей СИ для __K̇__~δ,R~ является Гр·с^–1^ на расстоянии 1 м от источника, но для целей спецификации источника обычно удобнее использовать мГр·ч^–1^ и Гр·ч^–1^ в отношении НМД- и ВМД-источников для брахитерапии соответственно. Методика, лежащая в основе определения ОМВК, аналогична методике определения поглощенной дозы в воде в ДЛТ [<<g40,40>>], а сама величина определяется при стандартных условиях.

Согласно определению ААФМ [<<g37,37>>, <<g79,79>>, <<g81,81>>], сила воздушной кермы — это произведение мощности воздушной кермы __K̇~δ~__(_d_) (в вакууме, вследствие воздействия фотонов с энергией больше чем _δ_) на любом расстоянии _d_ от центра источника, на поперечной плоскости, перпендикулярной к длинной оси источника и делящей ее пополам, и квадрата расстояния __d__^2^:

image::f001.png[]

Измерения ОМВК или СВК выполняются на любом расстоянии, значительно превышающем линейную длину L распределения радиоактивности в сердечнике источника. Это позволяет применить аппроксимацию точечного источника, и можно предположить, что _d_ будет по крайней мере в десять раз больше чем L. Единицей измерения __S__~K~ является мкГр·м^2^·ч^–1^, который обозначается символом U, где 1 U = 1 мкГр·м^2^·ч^–1^ = 1 сГр·см^2^·ч^–1^. Таким образом, __K̇__~δ,R~ и __S__~K~ имеют разные единицы измерения.

Как для __K̇__~δ,R~ , так и для __S__~K~ устанавливается пороговое значение энергии _δ_ для исключения низкоэнергетических и загрязняющих фотонов, поскольку они увеличивают мощность воздушной кермы, не внося существенного вклада в поглощенную дозу на клинически значимых глубинах (т.е. > 1 мм в ткани). Низкоэнергетические фотоны обычно возникают во внешних слоях металлической капсулы источника в результате взаимодействия излучения, испускаемого сердечником источника, с экраном (например, характеристического рентгеновского излучения). Значения δ зависят от предполагаемого клинического применения и обычно составляют 5 кэВ и 10 кэВ для источников фотонного излучения низкой и высокой энергии соответственно.

Физическое различие между этими двумя величинами состоит в том, что __K̇__~δ,R~ всегда определяется на расстоянии 1 м, тогда как __S__~K~ объединяет расстояние и закон обратных квадратов применительно к изотропному точечному источнику. Это различие важно, поскольку в некоторых случаях расстояние измерения __d__~m~ отличается от опорного расстояния __d__~R~ = 1 м. В этом случае применяется поправочный коэффициент, определяемый по закону обратных квадратов на расстоянии измерения по формуле:

image::f002.png[]

=== 3.2. ПОГЛОЩЕННАЯ ДОЗА В ВОДЕ И КОНСТАНТА МОЩНОСТИ ДОЗЫ

Согласно методике, представленной в докладе TG-43 ААФМ (и его более поздних версиях) [<<g79,79>>–<<g83,83>>], преобразование __S__~K~ в мощность поглощенной дозы в воде в опорной точке P(r~0~, θ~0~), __Ḋ__~W,R~ = __Ḋ__~W~(r~0~,θ~0~), происходит за счет умножения __S__~K~ на константу мощности дозы Λ, которая определяется как мощность поглощенной дозы в воде в опорной точке на единицу __S__~K~ по формуле:

image::f003.png[]

Аналогичным образом, преобразование __K̇__~δ,R~ в __Ḋ__~W,R~ при тех же стандартных условиях может быть выполнено с помощью константы мощности дозы Λ~r0~ [<<g88,88>>], которая определяется по формуле:

image::f004.png[]

Λ и Λ ~r~0 специфичны для радионуклида и конкретной модели источника. Для источников фотонного излучения опорная точка обычно задается на расстоянии r~0~ = 1 см на поперечной плоскости источника (θ~0~ = 90º) (см. рис. <<pic1,1>> для опорной системы координат). Согласованные данные по константам мощности дозы основных источников, имевшихся на рынке на момент подготовки данной публикации, можно найти в литературе [<<g23,23>>, <<g79,79>>–<<g83,83>>]. Единицей измерения Λ обычно является см^–2^, тогда как Λ~r0~ — безразмерная величина. Текущие данные об источниках, отвечающих требованиям ААФМ, также доступны в режиме онлайн в совместном реестре источников для брахитерапии ААФМ/«ИРОК-хьюстон» [<<g89,89>>]. Данные об источниках можно также найти на других сетевых ресурсах [<<g90,90>>, <<g91,91>>].

=== 3.3. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ВЕЛИЧИНЫ ДЛЯ КАЛИБРОВКИ

В этом разделе описаны рекомендуемые величины для спецификации мощности источников для брахитерапии, которые рассматриваются в настоящих практических рекомендациях. Все эти типы источников могут быть откалиброваны при помощи проточной ионизационной камеры колодезного типа со специальным держателем для установки источника в центр камеры.

==== 3.3.1. Радиоактивные источники фотонного излучения

В качестве эталонной величины для спецификации мощности радиоактивных источников фотонного излучения МКРЕ [<<g43,43>>, <<g85,85>>–<<g87,87>>] рекомендует использовать ОМВК __K̇__~δ,R~ . ААФМ [<<g37,37>>, <<g79,79>>, <<g81,81>>] и Национальный институт стандартов и технологий (НИСТ) рекомендуют использовать СВК __S__~K~. В настоящее время в большинство существующих СПЛ для выполнения расчетов распределения дозы введена величина __S__~K~.

==== 3.3.2. Бета-излучающие радиоактивные источники

В отличие от радиоактивных источников фотонного излучения, мощность бета-излучателей не выражается в единицах __S__~K~ или __K̇__~δ,R~. Рекомендуемой величиной для спецификации мощности источников бета-излучения является мощность поглощенной дозы в воде на опорном расстоянии r~0~ в воде от внешней поверхности источника, __Ḋ__~W~(r~0~), вдоль оси симметрии источника. Рекомендуемое опорное расстояние калибровки источников для ВСБТ r~0~ = 2 мм [<<g28,28>>]. Хотя измерения на столь коротком расстоянии проводить сложно, это расстояние выбрано с учетом малой глубины проникновения, значимости с точки зрения клинических применений «и сложности точного определения дозы на поверхности источников» [<<g87,87>>].

=== 3.4. ЯДЕРНЫЙ РАСПАД: ПЕРИОДЫ ПОЛУРАСПАДА И СТАНДАРТ ДАТЫ И ВРЕМЕНИ

Неверный расчет периода полураспада __t__~1/2~ или его ненадлежащая актуализация были одними из главных источников ошибок и неправильного назначения лечения при проведении брахитерапии в прошлом [<<g11,11>>, <<g12,12>>, <<g92,92>>]. На самом деле рекомендуется точно рассчитывать активность источника и обновлять этот параметр в соответствии с датой и временем проведенного измерения или лечения, поскольку от них зависит мощность получаемой пациентом дозы.

==== 3.4.1. Стандартные периоды полураспада

Период полураспада уникален для каждого радионуклида и является совершенно необходимым параметром для определения активности источника на момент лечения. Данные о стандартных __t__~1/2~ можно найти в литературе [<<g93,93>>–<<g97,97>>] и на сетевых ресурсах [<<g98,98>>–<<g102,102>>]. Рекомендуемые периоды полураспада для некоторых радионуклидов, используемых в брахитерапии, приведены в таблице <<tabl3,3>>. Для пересчета единиц измерения из лет (л.) в дни (д.) применяется коэффициент 365,242198 д л^–1^ , и полученное значение при необходимости округляется [<<g103,103>>].

[[tabl3]]
[caption="ТАБЛИЦА 3. "]
.РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ПЕРИОДЫ ПОЛУРАСПАДА ДЛЯ РАДИОНУКЛИДОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В БРАХИТЕРАПИИ
[width="100%",cols=",,^,^,",options="header"]
|===
^.^|Радионуклид
^.^|Название элемента
^.^|Атомный номер Z
^.^|Основной тип распада, используемый в брахитерапии
^.^|Полураспад __t__~1/2~

|Co-60
|Кобальт
|27
|γ
|1 925,21 ± 0,29 д. [<<g95,95>>]

|Sr-90
|Стронций
|38
|β
|28,80 ± 0,07 л. [<<g95,95>>]

|Rh-106
|Рутений
|44
|β
|371,5 ± 2,5 д. [<<g97,97>>]

|Pd-103
|Палладий
|46
|γ
|16,991 ± 0,019 д. [<<g100,100>>]

|I-125
|Иод
|53
|γ
|59,388 ± 0,028 д. [<<g96,96>>]

|Cs-131
|Цезий
|55
|γ
|9,689 ± 0,016 д. [<<g100,100>>]

|Cs-137
|Цезий
|55
|γ
|30,05 ± 0,08 л. [<<g95,95>>]

|Ir-192
|Иридий
|77
|γ
|73,827 ± 0,013 д. [<<g94,94>>]
|===

==== 3.4.2. Стандарт даты и времени

Поскольку дата и время являются совершенно необходимыми параметрами для точной оценки текущей активности источника, важно использовать соответствующий стандарт для их определения. С этой целью Международная организация по стандартизации (ИСО) выпустила стандарт 8601:1-2019, устанавливающий последовательные правила отображения даты и времени в числовом формате и их обмена между странами [<<g104,104>>]. Рекомендуемое отображение календарных дат и времени суток приведено в таблице <<tabl4,4>>. Рекомендуемый стандарт времени — это всемирное координированное время (ВКВ), которое является общепринятым мировым стандартом времени и на основе которого определяется местное время.

[[tabl4]]
[caption="ТАБЛИЦА 4. "]
.РЕКОМЕНДУЕМОЕ ОТОБРАЖЕНИЕ МЕСТНОЙ КАЛЕНДАРНОЙ ДАТЫ И ВРЕМЕНИ СУТОК (согласно [104])
[width="100%",cols="2,^1,^1",options="header"]
|===
| ^.^|Календарная дата ^.^|Время суток

|Расширенный формат |YYYY-MM-DD |h:m:s
| Конкретный формат (например, 24 ноября 2010 года, 21 час, 5 минут и 30 секунд) |2010-11-24 |21:05:30
|===

*Примечание.* Цифры, используемые для представления символов в
компоненте временной шкалы: Y: календарный год; M: календарный месяц; D: календарный день; h: час на часах; m: минута на часах; s: секунда на часах.
