Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2023. Том 68. № 1
DOI:10.33266/1024-6177-2023-68-1-48-57
М.В. Осипов1, F. Ria2, П.С. Дружинина3, М.Э. Сокольников1
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПОГЛОЩЁННЫХ ДОЗ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО И ДИАГНОСТИЧЕСКОГО
ОБЛУЧЕНИЯ У ПАЦИЕНТОВ, ОБСЛЕДОВАННЫХ МЕТОДОМ
КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ
1Южно-Уральский институт биофизики ФМБА России, Озёрск
2Университет Дюка, 27708, Северная Каролина, Дарем, США
3Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены
им. профессора П.В. Рамзаева, Санкт-Петербург
Контактное лицо: М.В. Осипов, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Реферат
В статье приводится сравнительная оценка поглощённых доз, полученных при проведении рентгеновской компьютерной томографии (КТ), с дозами производственного облучения работников производственного объединения «Маяк» (ПО «Маяк»). Дозы диагностического облучения пациентов, обследованных при помощи КТ, были реконструированы методом Монте-Карло с использованием 58 виртуальных взрослых фантомов для 13 категорий различных протоколов КТ-исследований. Для реконструкции поглощённых доз на органы и ткани использовались архивные записи исследований пациентов в формате DICOM, из которых была извлечена информация о параметрах сканирования. Идентификация пациентов среди лиц, имевших производственный контакт с источниками ионизирующего излучения, была выполнена по регистру персонала ПО «Маяк». Данные о годовых дозах производственного облучения работников ПО «Маяк» были получены из базы данных дозиметрической системы «Доза-2013».
В результате проведённого исследования была собрана информация из 303 протоколов исследований 212 пациентов, среди которых идентифицировано 42 работника ПО «Маяк», из них 24 имели данные о дозах внешнего производственного гамма-облучения, и 16 человек – о дозе внутреннего облучения. Было произведено сравнение индивидуальных поглощённых доз пациентов в результате воздействия рентгеновского излучения при компьютерной томографии с дозами профессионального облучения.
Анализ полученных результатов показал значительную вариабельность величины поглощённой дозы в органах и тканях пациента в результате проведения компьютерной томографии в зависимости от исследуемой области. Наибольшая доза облучения при КТ была получена пациентами при исследовании области головы, при этом среднее значение поглощённой дозы в головном мозге за одно исследование составило 24,5 мГр (максимальное значение накопленной дозы 82,3 мГр), в хрусталике глаза – 27,7 мГр (максимальное значение накопленной дозы 92,9 мГр).
Выполнено сравнение величины поглощённой дозы в органах и тканях пациентов, полученной в результате диагностического и производственного облучения, накопленной в течение одного года. Показано, что среднее значение накопленной дозы, поглощённой в органах и тканях пациента при проведении компьютерной томографии, было на порядок ниже аналогичной годовой дозы производственного внешнего гамма-облучения персонала ПО «Маяк», за исключением головного мозга, годовой КТ-эквивалент дозы внешнего гамма-излучения для которого составил 2,82.
Ключевые слова: компьютерная томография, рентгеновское излучение, профессиональное облучение, поглощённая доза,
ПО «Маяк», персонал
Для цитирования: Осипов М.В., Ria F., Дружинина П.С., Сокольников М.Э. Сравнительная оценка поглощённых доз производственного и диагностического облучения у пациентов, обследованных методом компьютерной томографии // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2023. Т. 68. № 1. С. 48–57. DOI: 10.33266/1024-6177-2023-68-1-48-57
Список литературы
1. Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 102. Managing Patient Dose in Multi-Detector Computed Tomography (MDCT) // Ann. ICRP. 2007. V.37, No. 1. P. 1-79.
2. Барковский А.Н., Братилова А.А., Кормановская Т.А., Ахматдинов Р.Р. Динамика доз облучения населения Российской Федерации за период с 2003 по 2018 г. // Радиационная гигиена. 2020. Т.12, № 4. С. 96-122.
3. Дружинина П.С., Чипига Л.А., Рыжов С.А., Водоватов А.В., Беркович Г.В., Смирнов А.В., Ярына Д.В., Ермолина Е.П., Дружинина Ю.В. Современные подходы к обеспечению качества диагностики в компьютерной томографии // Радиационная гигиена. 2021. Т.14, № 1. С. 17-33. https://doi.org/10.21514/1998-426X-2021-14-1-17-33.
4. Заполнение форм федерального государственного статистического наблюдения № 3-ДОЗ: Методические рекомендации по обеспечению радиационной безопасности. Утверждены Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека 16.02.2007 г. № 0100/1659-07-26.
5. Rȕhm W., Harrison R.M. High CT Doses Return to the Agenda // Radiation and Environmental Biophysics. 2020;59:3-7. DOI: 10.1007/s00411-019-00827-9.
6. Chipiga L., Bernhardsson C. Patient Doses in Computed Tomography Examinations in Two Regions of the Russian Federation // Rad. Prot. Dosim. 2016. V.169, No. 1-4. P. 240-244.
7. Brambilla M., Vassileva J., Kuchcinska A., Rehani M.M. Multinational Data on Cumulative Radiation Exposure of Patients from Recurrent Radiological Procedures: Call for Action // European Radiology. 2020. V.30, No. 5. P. 2493-2501. https://doi.org/10.1007/s00330-019-06528-7.
8. National Research Council (US), Board on Radiation Effects Research. Health Risks from Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation: BEIR VII, Phase I, Letter Report (1998). Washington: National Academies Press (US), 1998.
9. National Research Council. Health Risks from Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation: BEIR VII, Phase II. Washington: National Academies Press (US), 2006.
10. Shao Yu-H., Tsai K., Kim S., Yu J., Demissie K. Exposure to Tomographic Scans and Cancer Risks // JNCI Cancer Spectrum. 2020. V.4. No. 1. P. pkz072. doi.org/10.1093/jncics/pkz072.
11. Mattsson S. Need for Individual Cancer Risk Estimates in X-Ray and Nuclear Medicine Imaging // Radiation Protection Dosimetry. 2016. V.169, No. 1-4. P. 1-6. doi:10.1093/rpd/ncw034.
12. Голиков В.Ю., Водоватов А.В., Чипига Л.А., Шацкий И.Г. Оценка радиационного риска у пациентов при проведении медицинских исследований в Российской Федерации // Радиационная гигиена. 2021. Т.14, № 3. С. 56-68.
13. Осипов М.В., Важенин А.В., Доможирова А.С., Чернова О.Н., Аксенова И.А. Компьютерная томография как фактор риска у онкологических пациентов при наличии профессионального облучения // Российский электронный журнал лучевой диагностики. 2019. Т.9, № 1. С. 142-147.
14. Hunter N., Kuznetsova I.S., Labutina E.V., Harrison J.D. Solid Cancer Incidence other than Lung, Liver and Bone in Mayak Workers: 1948-2004 // Br. J. Cancer. 2013. V.109, No. 7. P. 1989-96. doi: 10.1038/bjc.2013.543.
15. Fisher D.R., Fahey F.H. Appropriate Use of Effective Dose in Radiation Protection and Risk Assessment // Health Phys. 2017. V.113, No. 2. P. 102-109. doi: 10.1097/HP.0000000000000674.
16. Осипов М.В., Шкаредных В.Ю., Логинов В.С., Мельников В.В., Дружинина П.С., Сокольников М.Э. Ретроспективный анализ онкологической заболеваемости пациентов после проведения компьютерной томографии // Радиационная гигиена. 2021. Т.14, № 3. С. 80-90. DOI: 10.21514/1998-426X-2021-14-3-80-90.
17. Lee C., Kim K.P., Bolch W.E., Moroz B.E., Folio L. NCICT: a Computational Solution to Estimate Organ Doses for Pediatric and Adult Patients Undergoing CT Scans // Journal of Radiological Protection. 2015. V.35, No. 4. P. 891-909. doi:10.1088/0952-4746/35/4/891.
18. Koshurnikova N.A., Shilnikova N.S., Okatenko P.V. Characteristics of the Cohort of Workers at the Mayak Nuclear Complex // Radiation Research. 1999. V.152, No. 4. P. 352-363.
19. Vostrotin V., Birchall A., Zhdanov A., Puncher M., Efimov A., Napier B., et al. The Mayak Worker Dosimetry System (MWDS-2013): Internal Dosimetry Results // Radiation Protection Dosimetry. 2017. V.176, No. 1-2. P. 190-201. doi:10.1093/rpd/ncw268.
20. Vasilenko E.K., Khokhryakov V.F., Miller S.C., Fix J.J., Eckerman K., Choe D.O., et al. Mayak Worker Dosimetry Study: an Overview // Health Phys. 2007. No. 93. P. 190–206.
21. Stata, Stata Statistical Software: Release 7.0, Stata Corporation. College Station, 2001.
22. Birchall A., Puncher M., Harrison J., Riddell A., Bailey M.R., Khokryakov V., Romanov S. Plutonium Worker Dosimetry // Radiat. Environ. Biophys. 2010. V.49, No. 2. P. 203–212.
23. Sahbaee P.W., Segars P., Samei E. Patient-Based Estimation of Organ Dose for a Population of 58 Adult Patients Across 13 Protocol Categories // Medical Physics. 2014. V.41, No. 7. P. 072104. https://doi.org/10.1118/1.4883778.
24. Lee C., Lodwick D., Hurtado J., Pafundi D., Williams J.L., Bolch W.E. The UF Family of Reference Hybrid Phantoms for Computational Radiation Dosimetry // Physics in Medicine and Biology. 2010. V.55, No. 2. P. 339-363.
25. Hardy A.J., Bostani M., Kim G.H.J., Cagnon C.H., Zankl M.A., McNitt-Gray M. Evaluating Size-Specific Dose Estimate (SSDE) as an Estimate of Organ Doses from Routine CT Exams Derived from Monte Carlo Simulations // Med. Phys. 2021. V.48, No. 10. P. 6160-6173. doi: 10.1002/mp.15128.
26. СанПин 2.6.1.2523-09. Нормы радиационной безопасности (НРБ(99/2009). М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009.
27. Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103 // Annals of the ICRP. 2007. V.37, No. 2-4. 332 p.
28. Nikupaavo U., Kaasalainen T., Reijonen V., Ahonen S.M., Kortesniemi M. Lens Dose in Routine Head CT: Comparison of Different Optimization Methods with Anthropomorphic Phantoms // Am. J. Roentgenol. 2015. V.204, No. 1. P. 117-123. doi: 10.2214/AJR.14.12763.
29. Poon R., Badawy M.K. Radiation Dose and Risk to the Lens of the Eye During CT Examinations of the Brain // Med. Imaging. Radiat Oncol. 2019. V.63, No. 6. P. 786-794. doi: 10.1111/1754-9485.12950.
30. Brenner A.V., Sugiyama H., Preston D.L., Sakata R., French B., Sadakane A., Cahoon E.K., Utada M., Mabuchi K., Ozasa K. Radiation Risk of Central Nervous System Tumors in the Life Span Study of Atomic Bomb Survivors, 1958-2009 // Eur. J. Epidemiol. 2020. V.35, No. 6. P. 591-600. doi: 10.1007/s10654-019-00599-y.
31. Осипов М.В., Сокольников М.Э., Фомин Е.П. База данных компьютерной томографии населения г. Озёрск («Регистр КТ»): А. с. № 2020622687. Федеральное государственное унитарное предприятие Южно-Уральский институт биофизики Федерального медико-биологического агентства (ФГУП ЮУрИБФ) (RU). Опубл. 24.12.2020. URL: https://new,fips,ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=DB&DocNumber=2020622807&TypeFile=html (Дата обращения 22.02.2022).
32. Осипов М.В., Фомин Е.П., Сокольников М.Э. Оценка влияния диагностического облучения с использованием радиационно-эпидемиологического регистра населения г. Озёрска, обследованного при помощи компьютерной томографии // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2020 Т.65, № 4. С. 65-73. DOI: 10.12737/1024-6177-2020-65-4-65-73.
33. Brooks A.L. The Impact of Dose Rate on the Linear no Threshold Hypothesis // Chem. Biol. Interact. 2019. No. 301. P. 68-80. doi: 10.1016/j.cbi.2018.12.007.
PDF (RUS) Полная версия статьи
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Участие авторов. Cтатья подготовлена с равным участием авторов.
Поступила: 20.09.2022. Принята к публикации: 25.11.2022.