Исследование программ автоматической модуляции силы тока для оптимизации протоколов сканирования в компьютерной томографии

Computed tomography (CT) is commonly associated with relatively high patient doses. In order to keep the patient doses from the CT examinations on the acceptable level it is necessary to apply the principle of optimization. An essential part of optimization is the achievement of the compromise between the patient dose reduction and the maintenance of the image quality that provides accurate diagnostic information. The aim of the study was to determine the relations between the patient doses, CT image quality and the parameters of the tube current modulation program (Auto mA, CareDose and DoseRight) for the examination of the chest. The study was performed on the three most common modern tomographs in Russia: Ingenuity Core 128, Philips; Optima 64, General Electric; Definition AS, Siemens. The anthropomorphic phantom Lungman (Kyoto Kagaku CO., LTD) was used in the study. In order to assess the tube current modulation for the range of tube voltage (80–120 kV), the reference mA∙s (ref. mAs), Noise Index (NI) and Dose Right Index (DRI) were changed for the CareDose (Siemens), Auto mA (GE) and RightDose (Philips),  respectively. Estimation of the effective dose was performed using the method from Methodical guidance 2.6.1.2944-11 (MU 2.6.1.2944-11). In order to evaluate the image quality, the noise of a CT image in the mediastinum was selected as the most homogenous for chest region. It was estimated, that for the GE units with Auto mA, the noise of CT image had a liner relationship with NI; the patient dose decreased with the increase of NI. For the Siemens units with CareDose, the noise of CT image decreased with the ref.mAs for the range of tube voltage (80–120 kV); the patient dose was directly proportional to the ref.mAs and increased with the tube voltage. For the Philips units with DoseRight, the noise of CT image decreased with the DRI for the range of tube voltage (80–120 kV); the patient dose was directly proportional to the DRI and had no dependence on the tube voltage. The tube current modulations are proprietary for each manufacturer; it is necessary to consider  them for the protocol development. The obtained dependences could be useful for optimization of CT protocols. Компьютерная томография является наиболее высокодозовым методом лучевой диагностики. Для поддержания доз облучения пациентов от КТ-исследований на приемлемом уровне необходимо применять принцип оптимизации. Неотъемлемой частью оптимизации является нахождение компромисса между снижением доз пациента и получением изображения приемлемого качества, обладающего достоверной диагностической информацией. Доза облучения пациента и качество диагностического изображения определяются параметрами протоколов КТ-сканирования. Целью данной работы являлось определение зависимостей доз облучения пациента и качества КТ-изображения от параметров программ автоматической модуляции силы тока (Auto mA, CareDose и DoseRight) на примере исследования грудной клетки. Работа проводилась на трёх современных компьютерных томографах, наиболее распространенных в России производителей: Ingenuity Core 128, Philips; Optima 64, General Electric; Definition AS, Siemens. В качестве объекта исследования в работе был использован антропоморфный фантом грудной клетки Lungman (Kyoto Kagaku CO., LTD). Для изучения программ автоматической модуляции силы тока для всего диапазона напряжений (80–120 кВ) в протоколах сканирования изменяли параметры ref. mAs, NI и DRI для программ в CareDose (Siemens), Auto mA (GE) и RightDose (Philips) соответственно. Оценку эффективной дозы проводили по официальной методике, приведенной в МУ 2.6.1.2944-11. Для оценки качества изображения был выбран параметр – шум КТ-изображения (HU), который определялся в области сердца как наиболее однородной при исследовании грудной клетки. Было получено, что для томографов фирмы GE с программой Auto mA шум изображения прямо пропорционален параметру NI; доза пациента имеет степенной характер зависимости от NI и снижается при увеличении NI. Для томографов Siemens с программой CareDose зависимость шума изображения от ref.mAs описывается степенной функцией со степенью, изменяющейся от -0,58 до -0,31 при разных напряжениях, и снижается с увеличением напряжения; доза пациента прямо пропорциональна ref.mAs и увеличивается с напряжением. Для томографов Philips с программой DoseRight зависимость шума изображения от DRI описывается степенной функцией со степенью, изменяющейся от -0,72 до -0,42 при разных напряжениях, и снижается с увеличением напряжения; доза пациента прямо пропорциональна DRI и не зависит от напряжения. Программы автоматической модуляции силы тока специфичны для каждого производителя диагностического оборудования, что необходимо учитывать при создании протоколов сканирования. Полученные зависимости можно использовать при оптимизации протоколов сканирования.

ОЦЕНКА ДОЗЫ ОТ ПОСТУПЛЕНИЯ ОКИСИ ТРИТИЯ В ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА: РОЛЬ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРИТИЯ В ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ТКАНЕЙ

Tritium is one of the factors of internal exposure of the humans both in occupational and public environments. It enters the body mainly as tritiated water through inhalation, with food, drinks and through the skin; part of tritium gradually transforms into the metabolised organically bound tritium as a result of biochemical reactions. The purpose of this study was to evaluate organically bound tritium contribution to the effective dose of an adult using the biokinetic model and real dosimetric data. The data of long term monitoring from 6 studies with 17 workers or volunteers following single intake of tritiated water in the body were selected from 9 publications (1968-1997). Three two-compartment models of tritium biokinetics were used in this study: recurrent model with gradual transformation of tritium from tritiated water into organically bound tritium and tritiated water excretion; model with instant transformation of tritium into organically bound tritium and tritiated water excretion; model with instant transformation of tritium into organically bound tritium and both tritiated water and organically bound tritium excretion (according to ICRP). The ICRP model doesn’t properly reflect the real tritiated water metabolism in the human body: second exponent of the tritiated water content in the body water and accumulation of the organically bound tritium fraction are absent. The organically bound tritium fraction composes 3% of tritiated water in ICRP model. It is significantly higher compared to two other models (0,4% and 0,8%). According to the first model the contribution of OBT fraction to the mean dose varied from 1,8 to 4,6% for individuals; mean value was 3,0 ± 0,9%. According to the second model the contribution of organically bound tritium fraction was slightly higher: 3,6 ± 1,1%, according to the ICRP model – 9%. The dynamic of excretion of tritium with urine can be described with double-exponential curves and provides the basis for two-compartment modeling. The recurrent model with tritiated water excretion was more adjusted to human physiology. Contribution of organically bound tritium to effective dose can be somewhat higher than that to absorbed dose defined in this work. The presented dose assessment system can be used when specified individual absorbed dose reconstruction in tissues is necessary following accidental intake of large tritium activities.Тритий является одним из факторов внутреннего облучения человека как в производственных, так и в коммунальных условиях. В организм человека он поступает преимущественно в форме тритиевой воды путем ингаляции, с пищей и питьевыми жидкостями, а также через кожу, при этом небольшая его часть постепенно преобразуется в органически связанный тритий в результате биохимических процессов.Целью данной работы был анализ вклада органически связанного трития в эффективную дозу у взрослого человека с помощью модели биокинетики с использованием данных измерений на людях. Для анализа в данной работе из 9 публикаций авторов из разных стран за 1968–1997 гг. были отобраны 6 исследований на 17 лицах, для которых приведены данные долгосрочных наблюдений за концентрацией трития в воде тела (моче), начиная с момента однократного поступления тритиевой воды. В работе использовались три двухкамерные модели биокинетики трития при поступлении в организм в форме тритиевой воды: возвратная модель с учетом процесса постепенного включения трития из тритиевой воды в органически связанный тритий и выведением тритиевой воды, модель с мгновенным превращением трития в органически связанный тритий и выведением тритиевой воды и модель с мгновенным превращением трития в органически связанный тритий и выведением тритиевой воды и органически связанного трития (МКРЗ). Модель МКРЗ не вполне отражает реалии обмена тритиевой воды в организме человека: отсутствует наблюдаемая 2-я экспонента содержания тритиевой воды в воде тела человека и участок накопления органически связанного трития. Номинальная доля органически связанного трития от поступления тритиевой воды (3%) в модели МКРЗ значительно выше результатов анализа по двум другим моделям: 0,4% и 0,8%. В результате оценка вклада органически связанного трития в среднюю дозу по первой модели составила от 1,8 до 4,6% у отдельных субъектов, а в среднем 3,0 ± 0,9%. Вычисления по второй модели дали оценку вклада органически связанного трития в среднюю дозу несколько выше: 3,6 ± 1,1%, а по третьей модели – 9%. Наблюдаемая динамика выведения трития с мочой хорошо описывается двухэкспоненциальными кривыми и служит основой для двухкамерного моделирования. Из рассмотренных трех видов моделей наиболее физиологична возвратная модель с выведением тритиевой воды. Вклад органически связанного трития в эффективную дозу может быть несколько выше, чем в усредненную по телу поглощенную дозу, вычисленную в данной работе. Приведенная система оценки дозы может быть применена при необходимости уточненной реконструкции индивидуальной поглощенной дозы в мягких тканях в случае аварийного поступления больших количеств трития

Контроль качества при оптимизации радиационной защиты пациентов в радионуклидной диагностике

The development of nuclear medicine and, in particular, radionuclide diagnostics in the Russian Federation and the introduction of new technologies causes the necessity of the development and actualizing of the methods of the radionuclide diagnostics optimisation. Patient radiation protection optimisation through the equipment quality control and calibration is necessary to minimize the patient exposure levels and to obtain accurate and reproducible results of the uptake activity evaluation and high-quality image. However, in the national practice, conducting the equipment quality control and calibration is difficult due the lack of the requirements and methodology for quality control. The aim of the current study is the determination of the list of the necessary equipment quality control and calibration procedures in the radionuclide diagnostics department which will be harmonized between national and foreign standards and guidelines. The analysis of the national and the foreign documents standardized and recommended the gamma-camera and single photon emission computed tomography quality control and calibration procedures was performed in the study. The analysis demonstrated the national standards do not involve the frequency of the quality control for the most parameters. However, the methodology in the national standards is completely described, meets with foreign methodology and can be interchangeable, and can be used for quality control. Based on the analysis the list of the gamma camera and single photon emission computed tomography quality control and calibration procedures with recommended frequency, which is necessary for patient radiation protection optimisation and achievement of the accurate diagnostic results, are presented in the study.Развитие ядерной медицины и, в частности, радионуклидной диагностики в Российской Федерации совместно с внедрением новых технологий обусловливает необходимость разрабатывать и актуализировать методики оптимизации проведения диагностических радионуклидных исследований. Оптимизация радиационной защиты пациентов посредством проведения процедур контроля качества и калибровки оборудования необходима для минимизации уровней облучения пациентов и получения точных и воспроизводимых результатов оценки накопленной активности радионуклида и качественного изображения в целом. Однако в отечественной практике проведение процедур контроля качества и калибровки в радионуклидной диагностике затруднено из-за отсутствия единой системы контроля качества. Целью настоящей работы является определение перечня необходимых процедур контроля качества и калибровки оборудования в отделениях радионуклидной диагностики, гармонизированного между отечественными и зарубежными стандартами и рекомендациями. В работе был проведен анализ отечественных и зарубежных документов, стандартизирующих и содержащих рекомендации к процедурам контроля качества и калибровке гамма-камер и однофотонных эмиссионных томографов. Анализ показал, что в отечественных стандартах для большинства параметров контроля качества не указана периодичность проведения процедур контроля, однако методики оценки данных параметров подробно описаны, для большинства параметров методы контроля качества соответствуют зарубежным методикам или являются взаимозаменяемыми и могут быть использованы при проведении процедур контроля качества. На основании проведенного анализа в работе приведен перечень процедур контроля качества и калибровки гамма-камер и однофотонных эмиссионных томографов с рекомендованной периодичностью, необходимый для оптимизации радиационной защиты пациентов и достижения точных результатов при проведении радионуклидных диагностических исследований методами планарной сцинтиграфии и однофотонной эмиссионной томографии

Дополнения и изменения в оценке эффективных доз внешнего облучения пациентов при медицинских исследованиях

The current study was aimed at the justification and proposal of the supplements and corrections that are planned for the implementation in the updated version of the Methodical guidelines “Control of the effective doses of the patients from the X-ray examinations” (MU 2.6.1.2944-11). This study included estimation and/ or update of the values of the conversion coefficients from measurable dose characteristics (entrance-surface dose, dose-area product) to the effective dose for various X-ray examinations. Estimation of the updated conversion coefficients was based both on the home analytical and experimental studies based on the modern protocols of the X-ray examinations, and the results of the published data. Updated values of the conversion coefficients were presented for: fluoroscopic examinations of the gastro-intestinal tract with barium media for adult and pediatric patients; interventional examinations of the adult patients; computed tomography examinations for adult and pediatric patients; dental intraoral examinations. For the first time, the methods of the estimation of the effective dose and corresponding conversion coefficients were presented for: computed tomography of the extremities, whole body, scan of several anatomic regions; angiographic examinations of the heart vessels of the pediatric patients of different age categories; slot-scanning X-ray examinations; bone densitometry.В данной работе обоснованы и представлены изменения и дополнения, планируемые к введению в новую редакцию Методических указаний «Контроль эффективных доз облучения пациентов при проведении медицинских рентгенологических исследований» (МУ 2.6.1.2944-11). Приведены как измененные в связи с появившимися новыми данными расчетов и экспериментов значения коэффициентов перехода от измеряемых на практике дозиметрических характеристик (входная доза, произведение дозы на площадь) к эффективной дозе, так и новые значения коэффициентов перехода для ряда медицинских исследований пациентов. Определение новых значений коэффициентов перехода было основано как на собственных расчетных и экспериментальных исследованиях, согласно протоколам проведения процедур, так и на опубликованных литературных данных. Были изменены значения коэффициентов перехода от измеряемых на практике значений к эффективной дозе для следующих видов медицинских исследований: рентгеноскопических исследований желудочно-кишечного тракта с контрастом для взрослых и детей; интервенционных исследований взрослых пациентов; компьютерно-томографических исследований для взрослых и детей; дентальных внутриротовых исследований. Впервые обсуждаются и приводятся значения коэффициентов перехода для следующих видов медицинских исследований: компьютерно-томографического сканирования всего тела, конечностей и других зон, включающих несколько анатомических областей; ангиографических исследований сосудов сердца у детей различного возраста; рентгенографических исследований с помощью сканирующего щелевого пучка излучения; костной денситометрии

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

Радионуклидная диагностика в Санкт-Петербурге: текущее состояние и проблемы развития

This work aims at radionuclide diagnostics analyses in the Russian Federation city of St. Petersburg over 2005–2014. The study covers trends and development challenges , availability of radionuclide diagnostics for population needs, exposure doses for patients.This work aims at radionuclide diagnostics analyses in the Russian Federation city of St. Petersburg over 2005–2014. The study covers trends and development challenges , availability of radionuclide diagnostics for population needs, exposure doses for patients.Materials and methods. The radionuclide diagnostics temporal and structural changes’ analysis was based on Federal state statistical observation forms No.3-DOZ for St. Petersburg and on the results of radionuclide diagnostics subdivision surveys with radiology physicians’ questionnaires on the amount and composition of conducted examinations, dosages of introduced radioactivity of radiopharmaceticals and patients’ doses.The results. Since the end of 1990s until 2012 the amount of radionuclide diagnostics procedures had been steadily reducing. 74000 procedures were conducted in 2005 and 35500 in 2012. The number of radionuclide diagnostics procedures per one thousand residents reduced from 16 to 7.2. Both indicators slightly grew in 2013. In 2014 the total number of radiodiagnostic proceduress amounted up to 42000 and 8.2 tests per 1000 residents. Since 2011 the diagnostic equipment was upgraded. Four medical institutions received SPECT (single photon emission computed tomography) or SPECT/CT, two new PET ( positron emission tomographs) – centers were set up, three medical institutions had acquired positron emission tomographs (PET) and are conducting PET – diagnostics receiving radiofarmaceuticals from external PET – center. At the same time one a third of radiodiagnostic units still has been operating obsolete and depreciated equipment dating back to 1980–1990 .Inspection results indicated that St. Petersburg healthcare centers for in vivo diagnostics were using 24 radiofarmaceuticals, traced 99mTc, 123I, 131I, 67Ga, for PET – diagnostics – radiofarmaceuticals with cyclotron radionuclides 18F, 11C, 13N, 15O. 60–70% are traced 99mTc. Over 10 years the radiodiagnostics structure has changed towards increased number of scintigraphic studies and reduction of “functional” (radiometric) procedures which reflects the changes in the equipment of the radionuclide diagnostics units, the replacement of the old equipment by new SPECT.         The mean effective dose per one radiodiagnostic test in St. Petersburg is 2.4 mSv. Scintigraphic tests’ mean exposure doses are between 0.9 mSv and 7 mSv. Patients are exposed to the highest doses during whole body diagnostics with administration of 67Ga- citrate and 123I – sodium iodide (about 20 mSv and above). During heart and brain diagnolstics patient’s exposure dose averages 4 mSv. Radiometric (functional) tests’ exposure doses are 0.1 – 0.3 mSv.Conclusion. Since 2013 the amount of radionuclide diagnostic tests has increased.The main objective is to modernize the radionuclide diagnostics equipment in the city. After replacement of the old equipment by the state-of-the art one in most probability high- dose diagnostics will increase in number which will result in increased radionuclide diagnostics contribution into population medical exposure dose. Statistical observation form of patients’ medical exposure doses 3 – DOZ requires modernization in the part of radionuclide diagnostics in compliance with advancement in this medical sphere.  Целью работы является анализ состояния радионуклидной диагностики (РНД) в городе Санкт-Петербурге. Рассматриваются тенденции развития этой области медицины за последние 10 лет, обеспеченность потребностей населения в РНД, дозовые нагрузки на пациентов и проблемы дальнейшего развития.Материалы и методы. Данные форм федерального государственного статистического наблюдения № 3-ДОЗ по г. Санкт-Петербургу и результаты обследования подразделений РНД с анкетированием врачей-радиологов о проводимых исследованиях, включая вопросы аппаратурного и штатного обеспечения, количество и перечень проводимых исследований, дозировки вводимых активностей радиофармпрепаратов и дозы пациентов использовались для анализа временных и структурных изменений состояния РНД в городе.Результаты. Начиная с конца 1990-х гг. и вплоть до 2012 г. происходило постоянное снижение суммарного числа проводимых в городе процедур РНД, в 2005 г. было проведено 73,7 тыс. процедур,в 2012 г. – 35,5 тыс. Число процедур РНД на 1000 жителей уменьшилось с 16 до 7,2 исследований. В 2013 г. наметился небольшой рост обоих показателей, в 2014 г. общее число процедур РНД составило 42 тыс. и 8,2 исследования на 1000 жителей.С 2011 г. началось обновление диагностического оборудования: были поставлены ОФЭКТ или ОФЭКТ/КТ в четыре медицинские организации (МО), построены два новых ПЭТ-центра, три МО приобрели позитронные эмиссионные томографы (ПЭТ) и проводят ПЭТ-диагностику, получая необходимые радиофармпрепараты (РФП) из стороннего ПЭТ-центра. Обновление оборудования произошло и в двух старых ПЭТ-центрах. В то же время треть подразделений РНД продолжает работать на морально и технически устаревшем оборудовании производства 1970–1980 гг.В обследованных МО Санкт-Петербурга для диагностики in vivo использовались 24 РФП, меченные 99mTc, 123I, 131I, 67Ga, Для ПЭТ-диагностики использовались РФП с ультракороткоживущими циклотронными радионуклидами 18F, 11C, 13N, 15O. 60–70% используемых РФП метятся 99mTc. За 10 лет изменилась структура РНД в сторону увеличения числа сцинтиграфических исследований и уменьшения «функциональных» (радиометрических) процедур, что отражает изменение аппаратурного обеспечения подразделений РНД, замену старого оборудования на новые ОФЭКТ.Среднее значение эффективной дозы на процедуру РНД в Санкт-Петербурге составляет 2,4 мЗв. Средние дозы при сцинтиграфических исследованиях оценены от 0,9 мЗв до 7 мЗв . Наибольшие дозы получают пациенты при исследовании всего тела с введением 67Ga-цитрата и 123I-йодида натрия (около 20 мЗв и выше), при исследованиях сердца и головного мозга дозы у пациента, в среднем, составляют около 4 мЗв. Дозы от радиометрических («функциональных») исследований составляют 0,1–0,3 мЗв.Заключение. Начиная с 2013 г., наметился рост числа радионуклидных диагностических исследований. Модернизация технического оснащения радионуклидной диагностики остается первоочередной задачей в городе. При замене старого оборудования на современное можно ожидать увеличения числа высокодозных сцинтиграфических исследований и, соответственно, увеличения вклада РНД в дозу медицинского облучения населения. Форма статистического наблюдения доз облучения пациентов 3-ДОЗ требует модернизации в части радионуклидной диагностики, в соответствии с наблюдаемыми изменениями в ядерной медицине.

Некоторые аспекты радиационной защиты в отделениях радионуклидной терапии

The paper presents the data that allow calculate the attenuation factors in lead, tungsten and concrete of various thicknesses or the thickness of shielding made of these materials for a given attenuation factor for the spectra of gamma radiation of 131I and 177Lu radionuclides. Using these data the effectiveness of the protection of supporting equipment (portable containers, shielded syringes, etc.) and the possible doses of external radiation of medical personnel in the radionuclide therapy department were calculated. It is shown that there are short-term operations in the production process when a radiation source (container with a capsule with activity, syringe with activity), being near the body of a medical worker, creates a significant dose rate. For this reason the annual individual dose of external exposure of a medical worker can approach or exceed 1/3 of the dose limit. Calculation of the attenuation of 131I gamma radiation by stationary shield showed that the thickness of walls and floors made of concrete 200 – 400 mm will ensure that the permissible values of the dose rates of gamma radiation in the air do not exceed at annual turnover of activity in the radionuclide therapy department of ~ 3.3 · 1012 Bq.В статье представлены данные, позволяющие рассчитать для спектров гамма-излучения радионуклидов 131I и 177Lu кратности ослабления в свинце, вольфраме и бетоне различной толщины или толщину защиты из этих материалов при заданной кратности ослабления. С использованием этих данных была рассчитана эффективность защиты вспомогательного оборудования (переносные контейнеры, экранированные шприцы и др.) и возможные дозы внешнего облучения медицинского персонала в отделении радионуклидной терапии. Показано, что в производственном процессе существуют кратковременные операции, когда источник излучения (контейнер с капсулой с радиофармацевтическими препаратами, шприц с радиофармацевтическими препаратами), находясь вблизи тела медицинского работника, создает значительную мощность дозы. По этой причине годовая индивидуальная доза внешнего облучения медицинского работника может приближаться или превышать 1/3 от значения предела дозы. Расчет ослабления гамма-излучения 131I стационарной защитой показал, что толщина стен и перекрытий из бетона 200–400 мм будет обеспечивать непревышение проектных значений мощностей доз гамма-излучения в воздухе при годовом обороте активности в отделении радионуклидной терапии ~3,3·1012 Бк

СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ПОДХОДОВ К ОЦЕНКЕ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ ОРГАНОВ ГРУДНОЙ КЛЕТКИ

The aim of the current study was to assess the physical and technical image quality parameters of the CT images obtained on low-dose chest protocols.Materials and methods. The study was performed using the ACR CT PHANTOM on the Philips Ingenuity 128 CT unit. The following parameters were selected for the assessment of image quality: Hounsfield unit accuracy, image noise, contrast to noise ratio and spatial resolution.The results of the study indicate the lack of significant differences between the selected low-dose protocols.  Additionally, the correlation between the results of the assessment of physical and technical parameters of CT  images and expert image quality evaluation was weak. That does not allow implementing the low-dose protocols  into clinical practice based solely on the assessment of the physical and technical parameters.Целью данной работы являлась оценка физико-технических параметров качества КТ-изображений, выполненных на низкодозовых протоколах сканирования органов грудной клетки.Материалы и методы. Работа выполнена с использованием фантома ACR CT PHANTOM для компьютерного томографа Philips Ingenuity 128. Оценка качества изображения  осуществлялась по точности определения единиц Хаунсфилда, шума изображения, отношения контраста к шуму и пространственного разрешения.Результаты исследования показали, отсутствие достоверных различий между различными низкодозовыми протоколами. При этом наблюдалась слабая корреляция между результатами физико-технических параметров изображения и экспертной оценки качества изображения, что не позволяет принимать решение о внедрении низкодозовых протоколов в практику, основываясь только на оценке физико-технических параметров

УРОВНИ ОБЛУЧЕНИЯ ПАЦИЕНТОВ И ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ ОПТИМИЗАЦИИ ПЭТ-ДИАГНОСТИКИ В РОССИИ

This study presents an overview of the most common positron emission tomography examinations in Russia, as well as the acquisition protocols and patient doses. The data collection was performed in 2012–2017 in 19 positron emission tomography departments in 12 regions of the Russian Federation by questioning the staff. The majority of the Russian positron emission tomography departments were equipped by modern positron emission tomography scanners combined with computed tomography. In each investigated department, data on all types of positron emission tomography examinations, radiopharmaceuticals, administered activities used for standard patient (body mass 70±5 kg) and parameters of computed tomography protocols was collected. The effective doses of patients from combined positron emission computed tomography examinations were estimated as a sum of the dose from the internal exposure (injected radiopharmaceutical) and the external exposure (computed tomography scan). Whole body positron emission tomography examinations in Russia were commonly performed with 18F-fluorodeoxyglucose (18F-FDG), 18F-choline, 11С-choline, 68GaPSMA, 68Ga-DOTA-TATE, 68Ga-DOTA-NOC, brain examinations – 18F-FDG, 11С-metionine, 18F-choline, 18F-tyrosine, myocardial perfusion – 13N-ammonie.The highest patient effective doses (about 17 mSv) were observed for whole-body positron emission computed tomography examinations; for brain examinations – 3,4 – 4,8 mSv; for myocardial perfusion – 2,8 mSv. The computed tomography scan contributes up to 65 – 95% to the total patient effective dose for whole body examinations; 20 – 30% for head examinations. For the multiphase computed tomography scan effective doses may be increased to: 15 mSv for head examinations, 25 – 30 mSv for whole body examinations and 35 – 40 mSv for myocardial examinations. A standardization of acquisition and processing protocols is necessary for optimization of positron emission tomography examinations in Russia and for the intercomparison of results obtained in different positron emission tomography departments. Low dose computed tomography protocols, justification of diagnostic and multiphase computed tomography protocols, application of tube current modulation system and modern reconstruction algorithms, education and training of the staff in the field of radiation protection should be used for optimization of radiation protection of patient. В работе представлены данные о позитронных эмиссионных томографических исследованиях, проводимых в России, протоколах сканирования и дозах облучения пациентов. Сбор информации проводился путём анкетирования персонала отделений позитронной эмиссионной томографии в период с 2012 по 2017 г. Всего обследовано 19 отделений позитронной эмиссионной томографии из 12 регионов Российской Федерации, девять из которых оснащены собственными отделениями производства радионуклидов и радиофармпрепаратов. Почти все отделения позитронной эмиссионной томографии в России укомплектованы современными позитронными эмиссионными томографами, совмещенными с рентгеновскими компьютерными томографами, которые предназначены для проведения двух процедур в рамках одного исследования. В каждом отделении собиралась информация о видах исследований, применяемых радиофармпрепаратах и активностях, вводимых стандартному пациенту (масса тела 70 ± 5 кг), а также параметрах протоколов компьютерного томографического сканирования и дозах облучения пациентов. Эффективные дозы, полученные пациентами за одно совмещенное позитронное эмиссионное компьютерное томографическое исследование, определялись как сумма доз внутреннего облучения от введенного радиофармпрепарата и внешнего рентгеновского облучения при компьютерном томографическом сканировании. Согласно полученным данным, в России проводятся исследования всего тела с 18F-фтордезоксиглюкозой, 18F-холин, 11С-холин, 68Ga-PSMA, 68Ga-DOTA-TATE, 68Ga-DOTA-NOC, исследования головного мозга с 18F-ФДГ, 11С-метионин, 18F-холин, 18F-тирозин, исследования миокарда с 13N-аммоний. Дозы облучения пациентов от совмещенных исследований лежат в диапазоне 3–40 мЗв. Наибольшие дозы получают пациенты при исследовании всего тела – около 17 мЗв, при исследовании головного мозга – 3,4– 4,8 мЗв, при исследовании миокарда – 2,7 мЗв. При этом компьютерное томографическое сканирование вносит от 65% до 95% в дозу облучения пациента при исследовании всего тела и 20–30% при исследовании головного мозга. При дополнительных многофазных компьютерных томографических сканированиях с введением контрастного вещества доза может увеличиваться до 15 мЗв при исследовании головного мозга, до 25–30 мЗв при исследовании всего тела и до 35–40 мЗв при исследовании миокарда. Для оптимизации проведения позитронных эмиссионных исследований, сравнения результатов, полученных в разных отделениях позитронной эмиссионной томографии, и повышения диагностической ценности данного метода в России необходима стандартизация используемых протоколов сбора и обработки данных. Оптимизация радиационной защиты пациентов возможна за счёт использования низкодозового режима компьютерного томографического сканирования вместо диагностического, создания специальных протоколов для отдельных групп пациентов, корректного применения системы автоматической модуляции силы тока (tube current modulation) и современных методов реконструкции изображения; обучения медицинского персонала техническим приёмам снижения дозы и знаниям в области радиационной безопасности

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.