Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2018. Том 63. № 6. С. 65–70

РАДИАЦИОННАЯ ФИЗИКА, ТЕХНИКА И ДОЗИМЕТРИЯ

DOI: 10.12737/article_5c0e7486915d55.10064971

А.О. Лисовская^1,2, А.А. Логинова¹, К.А. Галич², В.Н. Беляев², А.В. Нечеснюк¹

Оценка индекса дозы при использовании протоколов сканирования компьютерной томографии в коническом пучке для пациентов детского возраста

1. Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева Минздрава РФ, Москва. E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ;
2. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва

А.О. Лисовская – медицинский физик, аспирант; А.А. Логинова – старший медицинский физик;
К.А. Галич – студентка; В.Н. Беляев – д.ф.-м.н., проф.; А.В. Нечеснюк – зав. отделением лучевой терапии, к.м.н.

Реферат

Цель: Оценить индексы дозы в фантомах различных размеров при стандартных режимах компьютерной томографии в коническом пучке (конКТ).

Материал и методы: Использована методика, основанная на абсолютных и относительных измерениях дозового распределения для протоколов сканирования конКТ. Измерения абсолютной дозы проводились на периферии и в центре фантома FREEPOINT (CIRS) с помощью камеры фармеровского типа FC65-P для каждого из исследуемых протоколов сканирования. Фантом FREEPOINT высотой 20 см, шириной 30 см и длиной 30 см использовался для имитации грудной клетки и таза большого размера, внутренний вкладыш диаметром 16 см – для таза малого размера и для головы–шеи. С помощью двумерной матрицы детекторов I’mRT MatriXX (IBA) измеряли профили дозы, полученные результаты обрабатывали по программе OmniPro-I’mRT, а затем рассчитывали индексы дозы DLP (произведение длина–доза).

Результаты: Были определены индексы дозы для пяти протоколов, соответствующих трем областям сканирования (голова–шея, грудная клетка и таз). Для протоколов сканирования области головы и шеи Head and Neck S20 и Head and Neck M20 значения индексов дозы составили 51,82 и 90,25 мГр×см соответственно. Наименьший индекс дозы получили для протокола головы и шеи Fast Head and Neck S20 (13,28 мГр×см).
Было установлено, что размер сканируемого объекта сильно влияет на величину индекса дозы и, как следствие, на итоговую дозовую нагрузку на пациента. Так, для протокола области грудной клетки Chest M20 при сканировании фантома малого размера индекс дозы составил 305,42 мГр×см, а фантома большого размера – 187,53 мГр×см. Аналогичные результаты были получены для протокола сканирования тазовой области Pelvis M15. Максимальный индекс дозы был получен для фантома малого размера – 846,93 мГр×см, в то время как индекс дозы для фантома большого размера составил 563,79 мГр×см.
Было показано, что для педиатрических пациентов необходимо использовать несколько протоколов, соответствующих областям сканирования. Использование протокола Pelvis M15 для тазовой области при сканировании головы может увеличить дозу в 96 раз по сравнению со стандартным низкодозным протоколом Fast Head and Neck S20.

Заключение: Рутинное использование конКТ в клинической практике требует осмысленного выбора протокола сканирования исходя из полученных результатов оценки индекса дозы.

Ключевые слова: лучевая терапия с контролем по изображениям (ЛТКИ), компьютерная томография в коническом пучке излучения, протокол сканирования, индекс дозы, дозовая нагрузка

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Islam M., Purdie T., Norrlinger B. et. al. Patient dose from kilovoltage cone beam computed tomography imaging in radiation therapy // Med. Phys. 2006. Vol. 33. P. 1573–1582. DOI: 10.1118/1.2198169.
2. Хоружик С.А., Михайлов А.Н. Доза облучения при компьютерно-томографических исследованиях: дозиметрические параметры, измерение, способы снижения, радиационный риск // Вестник рентгенол. и радиол. 2007. № 6. С. 53–62.
3. Alaei P., Spezi E. Imaging dose from cone beam computed tomography in radiation therapy. // Physica Medica. 2015. Vol. 31. № 7. P. 647–658. DOI: 10.1016/j.ejmp.2015.06.003.
4. Ding G., Munro P., Pawlowski J. et. al. Reducing radiation exposure to patients from kV-CBCT imaging // Radiother. Oncol. 2010. Vol. 97. № 3. P. 585–592. DOI: 10.1016/j.radonc.2010.08.005.
5. Brenner D. Induced second cancers after prostate-cancer radiotherapy: no cause for concern // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2006. Vol. 65. P. 637–639. DOI: 10.1016/j.radonc.2010.08.005.
6. Murphy M.-J., Balter J., BenComo J. et al. The management of imaging dose during image-guided radiotherapy: Report of AAPM Task Group 75 // Med. Phys. 2007. Vol. 34. P. 4041-4063. DOI: 10.1118/1.2775667.
7. Календер В. Компьютерная томография. Основы, техника, качество изображений и области клинического использования. – М.: Техносфера, 2006. 344 с.
8. Marks L., Yorke E., Jackson A. et al. Use of normal tissue complication probability models in the clinic // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2010. Vol. 76. № 3. P. 10–19. DOI: 10.1016/j.ijrobp.2009.07.1754 .
9. Marchant T., Joshi K. Comprehensive Monte-Carlo study of patient doses from cone-beam CT imaging in radiotherapy // J. Radiol. Prot. 2017. Vol. 37. № 1. P. 13–30. DOI: 10.1088/1361-6498/37/1/13.
10. Groves A., Owen K., Courtney H. et al. 16-detector multislice CT: dosimetry estimation by TLD measurement compared with Monte-Carlo simulation // Brit. J. Radiol. 2004. Vol. 77. P. 662–665. DOI: 10.1259/bjr/48307881.
11. Amer А., Marchant Т., Sykes J.R. et. al. Imaging doses from the Elekta Synergy X-ray cone beam CT system // Brit. J. Radiol. 2007. Vol. 80. P. 476–482. DOI: 10.1259/bjr/80446730.
12. Buckley J., Wilkinson D., Malaroda A., Metcalf P. Investigation of the radiation dose from cone beam CT for image guided radiotherapy: a comparison of methodologies // J. Appl. Clin. Med. Phys. 2018. Vol. 19. № 1. P. 174–183. DOI: 10.1002/acm2.12239.
13. Chair C.-M., Coffey C., DeWerd L. et al. AAPM protocol for 40–300 kV X-ray beam dosimetry in radiotherapy and radiobiology // Med. Phys. 2001. Vol. 28. № 6. P. 868–893. DOI: 10.1118/1.1374247.
14. Dixon R., Anderson A., Bakalyar D. et al. Comprehensive Methodology for the Evaluation of Radiation Dose in X-Ray Computed Tomography. Report of AAPM Task Group. No. 111. 2010. P. 20740–23846.
15. Scandurra D., Lawford C. A dosimetry technique for measuring kilovoltage cone-beam CT dose on a linear accelerator using radiotherapy equipment // J. Appl. Clin. Med. Phys. 2014. Vol. 15. № 4. P. 80–91. DOI: 10.1120/jacmp.v15i4.4658.
16. Liao X., Wang Y., Lang J. et. al. Variation of patient imaging doses with scanning parameters for linac-integrated kilovoltage cone beam CT // Bio-Med. Mater. Engin. 2015. Vol. 26. P. 1659–1667. DOI: 10.3233/BME-151465.
17. Song W., Kamath S., Ozawaet. S. et. al. A dose comparison study between XVI and OBI CBCT systems. // Med. Phys. 2008. Vol. 35. № 2. P. 480–486. DOI: 10.1118/1.2825619.
18. Ding G., Alaei P., Curran B. et al. Image guidance doses to radiotherapy patients // Med. Phys. 2018. Vol. 45. № 5. P. 84–99. DOI: 10.1002/mp.12824.
19. 2.6.1.2944–11. Контроль эффективных доз облучения пациентов при проведении медицинских рентгенологических исследований. 2011.

Для цитирования: Лисовская А.О., Логинова А.А., Галич К.А., Беляев В.Н., Нечеснюк А.В. Оценка индекса дозы при использовании протоколов сканирования компьютерной томографии в коническом пучке для пациентов детского возраста // Мед. радиология и радиационная безопасность. 2018. Т. 63. № 6. С. 65–70.

DOI: 10.12737/article_5c0e7486915d55.10064971

PDF (RUS) Полная версия статьи