Оценка рисков медицинского облучения при рентгенографических исследованиях детей

The use of the effective dose (the concept of which was developed for radiation protection of workers and public) and the nominal risk coefficients, averaged by sex and age, to assess the radiation risks of medical exposure has some significant limitations. Age and sex distribution of the staff and the entire population may be quite different from the sex and age distribution of patients undergoing medical exposure. Moreover, the structure of the age and sex of patients may be different for various medical examinations. There are simplified methods for evaluating individual risk for patients undergoing medical exposure. The methods are based on the effective dose evaluation and those take in to account age and gender. A more accurate assessment of lifetime risk of delayed stochastic effects for health of the patient is achieved by using the organ doses and the age and gender risk factors. The aim of this work was evaluation of the lifetime risk of long-term stochastic health effects for different gender and age groups of children undergoing various radiographic investigations by using organ doses and the age and gender risk factors, and subsequent classification in accordance with generally accepted international risk scale. Data from surveys of33 X-ray units in 29 specialized pediatric health care organizations in Russia were used in the work. Organ doses and patient’s effective doses were calculated on the basis of the defined for each x-ray machine typical modes for the 12 radiographic procedures (X-ray exam of the skull, chest, cervical spine, thoracic spine, lumbar spine–all in two projections – of the abdomen and pelvis – both in one projection)using a computer program PCXMC., Radiation risks for selected studies were estimated using the obtained organ doses and the age and gender risk factors calculated for the Russian population. The radiation risks were classified according to the international scale of the risks. It was found that the risk dependence on the sex and age is significant. For a number of examinations ,the gender dependence prevail; higher risks are intrinsic to female. For others examinations, a strong dependence on the age was revealed, such as an increase of the risk for the middle age group of children (10-14 years) compared to the younger and older groups.Использование эффективной дозы (концепция которой разработана для системы радиационной защиты работников и населения) и номинальных коэффициентов риска, усредненных по полу и возрасту, для оценки рисков медицинского облучения имеет ряд существенных ограничений. В частности, половозрастные распределения персонала и всего населения существенно отличаются от половозрастного распределения пациентов, подвергающихся медицинскому облучению. К тому же половозрастной состав пациентов может быть различным для различных медицинских исследований. Существуют упрощенные способы оценки индивидуального риска у пациента, подвергающегося медицинскому облучению, с учетом пола и возраста и использования эффективной дозы. Для более корректной оценки пожизненного риска отдаленных стохастических последствий для здоровья пациента необходимо использовать значения органных доз и половозрастные коэффициенты риска. Целью настоящей работы являлась оценка пожизненного риска отдаленных стохастических последствий для здоровья различных по полу и возрасту групп детей, подвергающихся рентгено-графическим исследованиям, на основе значений органных доз и половозрастных коэффициентов риска, с последующей его классификацией в соответствии с международной шкалой риска. В работе использовались результаты обследований 33 рентгеновских аппаратов в 29 специализированных детских медицинских организациях России. На основании определенных для каждого аппарата типичных режимов проведения 12 hентгенографических процедур (рентгенография черепа, органов грудной клетки, шейного отдела позвоночника, грудного отдела позвоночника, поясничного отдела позвоночника – все в двух проекциях; органов брюшной полости и таза – обе в одной проекции) были рассчитаны поглощенные дозы в органах и эффективные дозы пациентов с помощью компьютерной программы PCXMC. Используя полученные органные дозы и половозрастные коэффициенты риска, рассчитанные для российской популяции, оценивали радиационные риски для выбранных исследований, а затем классифицировали согласно международной шкале рисков. Установлено, что зависимость риска от пола и возраста весьма значительна. Для ряда исследований явно выражена гендерная зависимость: для женского пола характерны более высокие риски. Для других исследований выявлена сильная зависимость риска от возраста, с максимумом в средних возрастных группах детей (10–14 лет)

Multi-Wavelength Monitoring of the Changing-Look AGN NGC 2617 during State Changes

Optical and near-infrared photometry, optical spectroscopy, and soft X-ray and UV monitoring of the changing-look active galactic nucleus NGC 2617 show that it continues to have the appearance of a type-1 Seyfert galaxy. An optical light curve for 2010-2017 indicates that the change of type probably occurred between 2010 October and 2012 February and was not related to the brightening in 2013. In 2016 and 2017 NGC 2617 brightened again to a level of activity close to that in 2013 April. However, in 2017 from the end of the March to end of July 2017 it was in very low level and starting to change back to a Seyfert 1.8. We find variations in all passbands and in both the intensities and profiles of the broad Balmer lines. A new displaced emission peak has appeared in Hβ. X-ray variations are well correlated with UV-optical variability and possibly lead by ̃2-3 d. The K band lags the J band by about 21.5 ± 2.5 d and lags the combined B + J bands by ̃25 d. J lags B by about 3 d. This could be because J-band variability arises predominantly from the outer part of the accretion disc, while K-band variability is dominated by thermal re-emission by dust. We propose that spectral-type changes are a result of increasing central luminosity causing sublimation of the innermost dust in the hollow bi-conical outflow. We briefly discuss various other possible reasons that might explain the dramatic changes in NGC 2617.Fil: Oknyansky, V. L.. Sternberg Astronomical Institute; RusiaFil: Gaskell, C. M.. Department of Astronomy and Astrophysics. University of California. Santa Cruz; Estados UnidosFil: Mikailov, K. M.. Shamakhy Astrophysical Observatory, National Academy of Sciences. Pirkuli; AzerbaiyánFil: Lipunov, V. M.. Sternberg Astronomical Institute. M.V.Lomonosov Moscow State University ; RusiaFil: Shatsky, N. I.. Sternberg Astronomical Institute. M.V.Lomonosov Moscow State University; RusiaFil: Tsygankov, S. S.. Tuorla Observatory, Department of Physics and Astronomy. University of Turku.; FinlandiaFil: Gorbovskoy, E. S.. Sternberg Astronomical Institute. M.V.Lomonosov Moscow State University; RusiaFil: Tatarnikov, A. M.. Sternberg Astronomical Institute. M.V.Lomonosov Moscow State University; RusiaFil: Metlov, V. G.. Sternberg Astronomical Institute. M.V.Lomonosov Moscow State University; RusiaFil: Malanchev, K. L.. Sternberg Astronomical Institute. M.V.Lomonosov Moscow State University; RusiaFil: Brotherton, M.B.. University of Wyoming; Estados UnidosFil: Kasper, D.. University of Wyoming; Estados UnidosFil: Du, P.. Institute of High Energy Physics. Chinese Academy of Sciences; ChinaFil: Chen, X.. School of Space Science and Physics. Shandong University; ChinaFil: Burlak, M. A.. Sternberg Astronomical Institute. M.V.Lomonosov Moscow State University; RusiaFil: Buckley, D. A. H.. The South African Astronomical Observatory; SudáfricaFil: Rebolo, R.. Instituto de Astrofisica de Canarias; EspañaFil: Serra-Ricart, M.. Instituto de Astrofisica de Canarias; EspañaFil: Podestá, R.. Universidad Nacional de San Juan; ArgentinaFil: Levato, O. H.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan. Instituto de Ciencias Astronómicas, de la Tierra y del Espacio. Universidad Nacional de San Juan. Instituto de Ciencias Astronómicas, de la Tierra y del Espacio; Argentin

Оценка радиационного риска у пациентов при проведении медицинских исследований в Российской Федерации

The aim of the study was to develop a methodology for assessing radiation risk for patients undergoing medical examinations in the Russian Federation. The methodology is based on the risk model of the ICRP Publication 103, the coefficients of lifetime radiation risk for the Russian population and the results of evaluating the doses of patients in the Russian Federation. For thirty examinations that define about 80% of the collective dose of the population of the Russian Federation from medical exposure, the radiation risk was calculated using «gold standard», — the organ doses and the corresponding sex/age risk coefficients for the Russian population. For other examinations (with the exception of mammography) the values of the risk coefficients normalized on 1 mSv of effective dose, which is the averaged value for four selected anatomical areas of the body: head, neck, chest and abdominal cavity — pelvis, were used. It is assumed that for such examinations the error of risk assessment will increase relative to the error of risk assessment for the aforementioned 30 examinations not more than 30%. It is shown that risk estimates for some examinations calculated using the “gold standard” may differ from such estimates on the base of effective dose and nominal risk coefficients averaged by age and the sex to the order of magnitude. Целью исследования являлась разработка методики оценки радиационного риска для пациентов, подвергающихся медицинским исследованиям в Российской Федерации. В основе методики лежат модели риска Публикации 103 МКРЗ, коэффициенты пожизненного радиационного риска для российской популяции и собственные результаты оценки типичных доз облучения пациентов, подвергающихся различным медицинским исследованиям в Российской Федерации. Для 30 исследований, определяющих около 80% коллективной дозы населения Российской Федерации от медицинского облучения, радиационный риск был рассчитан с использованием «золотого стандарта», а именно органных доз и соответствующих половозрастных коэффициентов риска для российской популяции. Для остальных медицинских исследований (за исключением маммографии) для оценки радиационного риска использовали значения коэффициентов риска, рассчитанных на 1 мЗв эффективной дозы, представляющей собой ее усредненное значение для 4 выбранных анатомических областей тела: голова, шея, грудная клетка и брюшная полость — таз. Предполагается, что в рамках такого подхода погрешность оценки риска возрастет по отношению к погрешности оценки риска, оцененной для вышеупомянутых 30 исследований, не более чем на ±30%. Показано, что значения пожизненного риска смерти с учётом вреда от снижения качества жизни по причине онкологического заболевания и наследственных эффектов варьируют в зависимости от пола и возраста пациента различным образом в зависимости от того, какие органы подвергаются облучению во время медицинского исследования. Оценки риска для некоторых исследований и значений возраста и пола пациента, рассчитанные с использованием «золотого стандарта», могут отличаться от полученных с помощью эффективной дозы и номинальных коэффициентов риска МКРЗ, усредненных по возрасту и полу, до порядка величины. Продемонстрированы различия в оценках риска у пациентов, связанные с использованием коэффициентов риска для российской и композитной популяции

A flare in the optical spotted in the changing-look Seyfert NGC 3516

We present observations from the short-term intensive optical campaign (from Sep2019 to Jan2020) of the changing-look Seyfert NGC 3516. This active galactic nucleus is known to have strong optical variability and has changed its type in the past. It has been in the low-activity state in the optical since 2013, with some rebrightening from the end of 2015 to the beginning of 2016, after which it remained dormant. We aim to study the photometric and spectral variability of NGC 3516 from the new observations in U- and B-bands and examine the profiles of the optical broad emission lines in order to demonstrate that this object may be entering a new state of activity. NGC 3516 has been monitored intensively for the past 4 months with an automated telescope in U and B filters, enabling accurate photometry of 0.01 precision. Spectral observations were triggered when an increase in brightness was spotted. We support our analysis of past-episodes of violent variability with the UV and X-ray long-term light curves constructed from the archival Swift data. An increase of the photometric magnitude is seen in both U and B filters to a maximum amplitude of 0.25mag and 0.1 mag, respectively. During the flare, we observe stronger forbidden high-ionization iron lines than reported before, as well as the complex broad Ha and Hb lines. This is especially seen in Ha which appears to be double-peaked. It seems that a very broad component of ~10,000 km/s in width in the Balmer lines is appearing. The trends in the optical, UV, and X-ray light curves are similar, with the amplitudes of variability being significantly larger in the case of UV and X-ray bands. The increase of the continuum emission, the variability of the coronal lines, and the very broad component in the Balmer lines may indicate that the AGN of NGC 3516 is finally leaving the low-activity state in which it has been for the last ~3 years.Comment: 7 pages, 6 figures, accepted in A&A (corrected after receiving comments from the language editor

Positioning of subdomain IIId and apical loop of domain II of the hepatitis C IRES on the human 40S ribosome

The 5′-untranslated region of the hepatitis C virus (HCV) RNA contains a highly structured motif called IRES (Internal Ribosome Entry Site) responsible for the cap-independent initiation of the viral RNA translation. At first, the IRES binds to the 40S subunit without any initiation factors so that the initiation AUG codon falls into the P site. Here using an original site-directed cross-linking strategy, we identified 40S subunit components neighboring subdomain IIId, which is critical for HCV IRES binding to the subunit, and apical loop of domain II, which was suggested to contact the 40S subunit from data on cryo-electron microscopy of ribosomal complexes containing the HCV IRES. HCV IRES derivatives that bear a photoactivatable group at nucleotide A275 or at G263 in subdomain IIId cross-link to ribosomal proteins S3a, S14 and S16, and HCV IRES derivatized at the C83 in the apex of domain II cross-link to proteins S14 and S16

Анализ уровней облучения взрослых пациентов при проведении наиболее распространенных рентгенографических исследований в Российской Федерации в 2009–2014 гг.

Diagnostic reference levels are the main and the most effective tools of optimization of the radiation protection of patients from medical exposure. Diagnostic reference levels should be established based on the results of dedicated dose surveys, allowing evaluating typical patient dose distributions in a selected dose quantity for the selected X-ray examinations. The aim of the current study was to assess the distributions of typical effective doses in representative Russian regions. Materials and methods: Typical patient effective doses for the 13 most common radiographic X-ray examinations were collected in 203 X-ray rooms in 101 hospitals in six regions of Russian Federation in 2009–2014. A differentiated approach was used for the estimation of the typical effective doses depending on the image acquisition technology. Effective doses were estimated using «EDEREX» (Russia) computational software. Results and discussion: Results of the dose data analysis indicate the lack of significant differences between the distributions of the typical effective doses between the selected regions, allowing merging the regional samples and further evaluating the pooled (joint) sample. A significant ratio of maximum to minimum (up to two orders of magnitude) due to a presence of X-ray units with abnormally high and low typical effective doses was observed for all 13 selected X-ray examinations. Abnormally high typical effective doses can be explained by performing the examinations using high values of tube current-time product (150–600 mAs) on a maximum field size (up 40×40 cm). Removal of the typical effective doses below 5%-percentile and above 95%-percentile of typical effective dose distributions for all examinations would result in a reduction of a mean effective dose by up to 30% and reduction of a 75%-percentile of the distributions by up to 15%. No significant differences between the distributions of TED for analogue and digital X-ray units were observed for the pooled sample for selected examinations except for the examination of the chest in posterior-anterior projection. Conclusions: These results should be considered in the process of establishing and implementing DRLs as well as in the cost-benefit analysis of the optimization in radiography. Референтные диагностические уровни являются одним из основных и наиболее эффективных инструментов оптимизации защиты пациентов от медицинского облучения. Для установления референтных диагностических уровней необходимо провести сбор исходной информации для оценки распределений доз облучения пациентов в выбранной дозовой величине для выбранных рентгенорадиологических исследований. Целью данной работы являлась оценка параметров распределений стандартных эффективных доз пациентов от 13 наиболее распространенных рентгенографических исследований. Материалы и методы: данные были собраны в 203 рентгеновских кабинетах в 101 медицинской организации в шести регионах Российской Федерации в период 2009–2014 гг. Был использован дифференцированный подход к сбору исходных данных для определения стандартной эффективной дозы в зависимости от технологии получения рентгеновского изображения. Эффективные дозы определялись с использованием программного обеспечения «EDEREX» (Россия). Результаты и обсуждение: результаты анализа собранных данных указывают на отсутствие значимых различий между региональными распределениями стандартных эффективных доз для большинства рентгенографических исследований, что позволяет проводить анализ общей (объединенной) выборки. Для всех 13 выбранных рентгенографических исследований отношения максимальной стандартной эффективной дозы к минимальной составляют вплоть до двух порядков величины. Причинами аномально высоких стандартных эффективных доз являются выполнение рентгенографических исследований на высоких значениях экспозиции (150–600 мАс) и максимальных размерах полей облучения (до 40×40 см). Исключение значений стандартных эффективных доз ниже 5% и выше 95% перцентилей распределения позволит снизить среднюю стандартную эффективную дозу для каждого рентгенографического исследования вплоть до 30%; 75% перцентиль распределения стандартной эффективной дозы – вплоть до 15%. Для общей выборки отсутствуют достоверные различия между распределениями аналоговых и цифровых рентгеновских аппаратов по стандартным эффективным дозам для всех рентгенографических исследований, за исключением исследования органов грудной клетки в задне-передней проекции. Выводы: все данные обстоятельства необходимо учитывать при установлении и применении региональных и национальных референтных диагностических уровней, а также при прогностической оценке эффективности проведения оптимизационных мероприятий в рентгенографии.

Linear-time protein 3-D structure searching with insertions and deletions

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Two biomolecular 3-D structures are said to be similar if the RMSD (root mean square deviation) between the two molecules' sequences of 3-D coordinates is less than or equal to some given constant bound. Tools for searching for similar structures in biomolecular 3-D structure databases are becoming increasingly important in the structural biology of the post-genomic era.</p> <p>Results</p> <p>We consider an important, fundamental problem of reporting all substructures in a 3-D structure database of chain molecules (such as proteins) which are similar to a given query 3-D structure, with consideration of indels (<it>i.e.</it>, insertions and deletions). This problem has been believed to be very difficult but its exact computational complexity has not been known. In this paper, we first prove that the problem in unbounded dimensions is NP-hard. We then propose a new algorithm that dramatically improves the average-case time complexity of the problem in 3-D in case the number of indels <it>k </it>is bounded by a constant. Our algorithm solves the above problem for a query of size <it>m </it>and a database of size <it>N </it>in average-case <it>O</it>(<it>N</it>) time, whereas the time complexity of the previously best algorithm was <it>O</it>(<it>Nm</it>^<it>k</it>+1).</p> <p>Conclusions</p> <p>Our results show that although the problem of searching for similar structures in a database based on the RMSD measure with indels is NP-hard in the case of unbounded dimensions, it can be solved in 3-D by a simple average-case linear time algorithm when the number of indels is bounded by a constant.</p

Современные принципы обеспечения радиационной безопасности при использовании источников ионизирующего излучения в медицине. Часть 1. Тенденции развития, структура лучевой диагностики и дозы медицинского облучения

Implementation of modern highly informative methods of X-ray diagnostics (computed tomography, interventional examinations, nuclear medicine), associated with the increase of doses to the public and patients, requires the development and improvement of the existing system of the radiation protection from medical exposure. Despite the prevalence of the traditional imaging modalities in the structure of X-ray diagnostics in the Russian Federation (radiography and fluorography compose up to 95% out of 280 mln. X-ray examinations performed in 2017), the major contribution into the collective dose from medical exposure is due to the computed tomography (50,5%). Comparison of the structure of X-ray diagnostics in the Russian Federation with European Union indicates the absence of fluorography examinations and significantly (up to a factor of 5) higher contribution of computed tomography in European countries. An average collective dose from medical exposure in European countries is composed of 80% of computed tomography and of 10% of nuclear medicine; a mean effective dose per X-ray examination are higher up to a factor of 3 compared to Russia. The analysis of the trends of the development of the X-ray diagnostic in the Russian Federation allows predicting a further increase of the number of computer tomography, interventional and nuclear medicine examinations as well as an increase of the collective dose from medical exposure up to a factor of two in the  next decade. This will be associated with changes in the structure of the X-ray diagnostics and an increase of the mean effective doses from X-ray examinations.Внедрение современных высокоинформативных методов лучевой диагностики (компьютерной томографии, интервенционных исследований, радионуклидной  диагностики), ведущее к росту дозовой нагрузки на население, обусловливает необходимость совершенствования системы радиационной защиты в медицине. Несмотря на тотальное преобладание в структуре лучевой диагностики в Российской Федерации традиционных методов исследований (из 280 млн рентгенорадиологических процедур, выполненных в 2017 г., 95% приходится на рентгенографические и флюорографические исследования), основной вклад в коллективную дозу облучения населения страны вносит компьютерная томография (50,5%). Структура лучевой диагностики и коллективной дозы от медицинского облучения в Российской Федерации существенно отличается от аналогичных показателей стран Евросоюза, в которых практически отсутствуют флюорографические исследования, а вклад компьютерной томографии в 2–5 раз выше, чем в нашей стране. В среднем коллективная доза от медицинского облучения в странах Европы на 80% формируется за счет компьютерной томографии и около 10% – за счет радионуклидной диагностики; средние эффективные дозы за рентгенорадиологическое исследование в 2–3 раза выше среднероссийских. Спрогнозирован дальнейший рост в Российской Федерации числа компьютерных томограмм, интервенционных и радионуклидных исследований и двойное повышение коллективной дозы от медицинского облучения за десятилетие как  за счет изменения структуры лучевой диагностики, так и за счет роста средних доз за рентгено-радиологические исследования.