Оптимизация радиационной защиты пациентов при проведении диагностических исследований методом позитронной эмиссионной томографии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.02, кандидат наук Чипига Лариса Александровна

• Чипига Лариса Александровна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Чипига Лариса Александровна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ДОЗЫ ИЗЛУЧЕНИЯ, ПОЛУЧАЕМЫЕ ПАЦИЕНТАМИ В ПОЗИТРОННОЙ ЭМИССИОННОЙ ТОМОГРАФИИ

1.1. Метод позитронной эмиссионной томографии

1.2. Факторы облучения пациентов в ПЭТ/КТ

1.3. Дозиметрические величины

1.4. Определение доз пациентов в ПЭТ/КТ

1.4.1. Дозиметрия внутреннего облучения

1.4.2. Дозиметрия внешнего облучения

1.5. Современное состояние ПЭТ-диагностики в Российской Федерации и уровни облучения пациентов

1.6. Оптимизация защиты пациентов

1.6.1. Оптимизация проведения ПЭТ-исследований

1.6.2. Оптимизация проведения КТ-исследований

1.7. Заключение к главе

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И ОБЪЕМ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Объекты и объем исследования

2.1.1. Виды ПЭТ-исследований в России

2.1.2. Обследованные отделения ПЭТ-диагностики

2.2. Оборудование, которое использовали при проведении экспериментальных работ

2.2.1. Диагностическое оборудование, которое использовалось при проведении экспериментальных работ

2.2.2. Фантомы, использованные при проведении экспериментальных работ

2.3. Сбор данных и проведение экспериментальных работ

2.3.1. Сбор данных для определения стандартных доз пациентов при ПЭТ/КТ-исследованиях в разных регионах России

2.3.2. Измерение органных доз для оценки эффективной дозы при КТ-сканировании всего тела

2.3.3. Подготовка и сбор данных для оценки качества ПЭТ-изображения

2.3.4. Подготовка и сбор данных для нахождения оптимальных параметров протоколов КТ-сканирования

2.4. Обработка полученных данных

2.4.1. Оценка коэффициентов перехода для определения эффективной дозы при КТ-сканировании

2.4.2. Определение стандартных доз пациентов

2.4.3. Обработка ПЭТ-изображений при контроле качества

2.4.4. Обработка КТ-изображений и выбор оптимальных параметров протокола КТ-сканирования

2.5. Статистическая обработка данных

2.6. Заключение к главе

ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОВЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПЕРЕХОДА

ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОЙ ДОЗЫ ОТ КТ-СКАНИРОВАНИЯ В ПЭТ/КТ-ДИАГНОСТИКЕ

3.1. Сравнение методов оценки органных и эффективных доз от КТ-сканирования

3.2. Оценка коэффициента перехода для определения эффективной дозы при КТ-сканировании

3.3. Заключение к главе

ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАНДАРТНЫХ ДОЗ ПАЦИЕНТОВ В ОТДЕЛЕНИЯХ ПЭТ-ДИАГНОСТИКИ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

4.1. Виды ПЭТ-исследований в РФ, используемые РФП, вводимые активности радионуклидов и стандартные дозы внутреннего облучения пациентов

4.1.1. ПЭТ-исследования, проводимые в РФ

4.1.2. Активности РФП, вводимые стандартному пациенту

4.1.3. Стандартные эффективные дозы от внутреннего облучения пациентов

4.1.4. Анализ данных о процедурах ПЭТ-диагностики

4.2. Виды КТ-сканирований, применяемые в ПЭТ/КТ-диагностике, и стандартные эффективные дозы от внешнего облучения пациентов

4.3. Стандартные эффективные дозы пациентов при ПЭТ/КТ-исследовании

4.4. Заключение к главе

ГЛАВА 5. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОТОКОЛОВ ПРОВЕДЕНИЯ

ПЭТ-ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1. Оптимизация и пути ее реализации для ПЭТ-исследований

3

5.2. Контроль качества ПЭТ-изображения

5.2.1. Сравнение фантомов для контроля качества ПЭТ-изображения

5.2.2. Определение коэффициентов восстановления с использованием фантома MADEIRA

5.3. Методика оценки качества ПЭТ-изображения с использованием фантома MADEIRA

5.4. Заключение к главе

ГЛАВА 6. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОТОКОЛОВ ПРОВЕДЕНИЯ КТ-ИССЛЕДОВАНИЙ

6.1. Оптимизация и пути ее реализации для КТ-исследований

6.2. Разработка методики установления и применения РДУ для КТ-исследований

6.3. Выявление зависимостей эффективной дозы и шума КТ-изображения от параметров протокола КТ-сканирования

6.3.1. Влияние силы тока и напряжения на эффективную дозу и шум КТ -изображения

6.3.2. Влияние параметров автоматической модуляции силы тока на эффективную дозу и шум КТ-изображения

6.4. Оптимизация протоколов КТ-сканирования

6.5. Заключение к главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

БЛАГОДАРНОСТИ

Список использованных сокращений

Список использованной литературы

Приложение 1 - Анкета для сбора данных для определения стандартных доз пациентов при ПЭТ-исследованиях

Приложение 2 - Протокол проведения процедуры контроля качества ПЭТ-изображения с фантомом MADEIRA

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация радиационной защиты пациентов при проведении диагностических исследований методом позитронной эмиссионной томографии»

Актуальность исследования.

Метод позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ) представляет собой радионуклидный метод исследования внутренних органов человека, основанный на использовании радиофармпрепаратов (РФП), меченных короткоживущими позитрон-излучающими радионуклидами, которые моделируют перенос и превращения естественных биологических веществ, участвующих в метаболизме. Диагностика онкологических, неврологических, кардиологических и др. заболеваний методом ПЭТ позволяет проводить количественный анализ биохимических или физиологических нарушений в организме пациента задолго до появления каких-либо морфологических изменений. Выявление функциональных изменений, намного опережающих анатомические, делает методы ядерной медицины уникальными как в ранней диагностике заболеваний, так и при динамическом наблюдении примененной методики лечения [8, 11]. Благодаря программе развития ядерной медицины за последнее десятилетие количество ПЭТ-отделений в Российской Федерации увеличилось более, чем в 5 раз, так же растет и количество пациентов, проходящих данный вид исследования [13, 26].

Современные ПЭТ-аппараты совмещают с рентгеновскими компьютерными томографами, что подразумевает проведение ПЭТ -исследования совместно с компьютерной томографией (КТ). Этот метод (ПЭТ/КТ) связан с относительно высокими дозами у пациентов, обусловленными как внутренним, так и внешним облучением. Действующая в России Единая система контроля и учета индивидуальных доз облучения граждан (ЕСКИД, форма 3 -ДОЗ) не предусматривает отдельную регистрацию доз от данного вида диагностики, поэтому к началу проведения данной работы отсутствовала достоверная информация о режимах исследований и о дозах пациентов при проведении ПЭТ-диагностики в России [9]. Анализ зарубежных литературных источников показывает, что эффективные дозы пациентов при данной технологии могут достигать 20 - 30 мЗв за исследование [40, 56, 69, 84, 93, 97, 105, 134].

Представленные особенности ПЭТ-диагностики свидетельствуют о необходимости и высокой актуальности оценки структуры ПЭТ-диагностики в Российской Федерации, которая включает информацию об аппаратном парке, видах ПЭТ-исследований, применяемых РФП, параметрах проведения исследований и дозах пациентов в медицинских организациях (МО) страны.

Для определения доз пациентов необходим анализ существующих методов их оценки и адаптация к современным особенностям диагностических ПЭТ/КТ-исследований. На основании собранных данных необходимо провести анализ и оценку состояния радиационной защиты пациентов в отечественной ПЭТ-диагностике с последующей разработкой методик оптимизации, гармонизации и стандартизации протоколов проведения ПЭТ-исследований.

Степень научной разработанности проблемы.

Принцип оптимизации защиты пациентов от медицинского облучения заключается в сохранении разумного баланса между снижением доз у пациентов и необходимым качеством получаемой диагностической информации [3, 24, 25, 73]. В зарубежных странах для этого разработаны и применяются на практике единые требования проведения медицинских исследований как с точки зрения объективных диагностических показателей, так и с точки зрения дозиметрических параметров [45, 52]. Для обеспечения надлежащего качества ПЭТ-исследования проводится периодическая калибровка диагностического оборудования согласно единым рекомендациям [101], и действует программа сертификации диагностических отделений [43, 64, 80], нацеленная на контроль качества работы оборудования и соответствия применяемых методик существующим стандартам. Для оптимизации радиационной защиты пациентов в диагностике используют референтные диагностические уровни (РДУ), которые являются критерием для сравнения доз пациентов в данном исследовании с общепринятой практикой и используются для выявления аномально высоких доз [3, 2, 19, 25, 73].

До начала данной работы в отечественной системе санитарно-

гигиенического нормирования не учитывались особенности проведения

6

диагностических исследований методом ПЭТ [6, 10, 16], отсутствовала система оптимизации и обеспечения качества ПЭТ/КТ-исследований, а существующая методика оценки эффективных доз пациентов при КТ-сканировании, основанная на использовании коэффициентов перехода от значения дозового параметра DLP (произведение дозы на длину сканирования) к эффективной дозе, не позволяла оценить их при сканировании всего тела, которое наиболее часто проводится при ПЭТ/КТ-исследованиях [10]. Это явилось основанием для выполнения данного исследования.

Цель исследования. Разработка системы оптимизации радиационной защиты пациентов при проведении ПЭТ/КТ-исследований на основании исследования закономерностей формирования доз у пациентов и качества получаемой диагностической информации.

Задачи исследования.

1. Сбор и анализ параметров проведения ПЭТ/КТ-исследований, оценка структуры ПЭТ-диагностики и оценка эффективных доз внешнего и внутреннего облучения пациентов.

2. Экспериментальная проверка и определение новых коэффициентов перехода для оценки эффективной дозы у пациента при КТ-сканировании.

3. Разработка системы обеспечения качества в ПЭТ, включающей контроль количественных параметров ПЭТ-изображения и единые критерии, нацеленные на гармонизацию и оптимизацию ПЭТ-диагностики.

4. Разработка системы снижения доз пациентов при ПЭТ/КТ -исследованиях путем применения референтных диагностических уровней.

5. Определение путей оптимизации протоколов КТ-сканирования за счет снижения доз пациентов при поддержании диагностического качества изображения.

Научная новизна.

- Впервые определена структура ПЭТ/КТ-диагностики и оценены средние эффективные дозы пациентов на основании результатов обследования более 60% ПЭТ-отделений страны.

- Впервые определены органные дозы при КТ-сканировании с помощью ТЛД-измерений в специализированных дозиметрических фантомах разных возрастных групп и проведена верификация расчётных программ в условиях сканирования всего тела. На основании измерений определены новые коэффициенты перехода для оценки доз при КТ.

- Получены зависимости коэффициента восстановления как параметра качества ПЭТ-изображения от размера очага и уровня накопления активности по результатам экспериментальной работы с фантомом MADEIRA.

- Научно обосновано использование РДУ в целях оптимизации радиационной защиты пациентов в ПЭТ/КТ-диагностике. Доказана нецелесообразность применения РДУ для внутреннего облучения пациентов. Впервые предложены значения РДУ для КТ-исследований всего тела и головы как части ПЭТ/КТ-исследований и выявлены аппараты с аномально высокими дозами.

- Получены зависимости дозы пациента и качества КТ-изображения от основных параметров протоколов КТ-сканирования. Определены оптимальные значения параметров для программ автоматической модуляции силы тока трёх основных производителей ПЭТ/КТ-аппаратов.

Практическая и теоретическая значимость работы.

В работе научно обоснована и предложена к внедрению в отечественную практику система оптимизации защиты пациентов при проведении диагностических ПЭТ/КТ исследований, включающая оценку качества ПЭТ -изображения, применение референтных диагностических уровней для снижения

доз пациентов и использование оптимальных параметров протоколов КТ-сканирования; определены новые коэффициенты перехода для оценки эффективных доз пациентов при КТ-сканировании с учетом протоколов, используемых в ПЭТ-диагностике.

С участием автора разработаны следующие нормативно-методические документы:

- Методические указания МУ 2.6.1.3151-13 «Оценка и учет эффективных доз у пациента при проведении радионуклидных диагностических исследований». Москва, Роспотребнадзор, 2013 г. Утверждены 20.12.2013.

- Санитарные правила и нормы СанПиН 2.6.1.3288-15 «Гигиенические требования по обеспечению радиационной безопасности при подготовке и проведении позитронной эмиссионной томографии». Москва, Роспотребнадзор, 2015 г. Утверждены 20.07.2015.

- Методические рекомендации МР 2.6.0098-15 «Оценка радиационного риска у пациентов при проведении рентгенорадиологических исследований». Роспотребнадзор. 2015 г. Утверждены 06.04.2015.

- Методические указания МУ 2.6.1.3387-16 «Радиационная защита детей в лучевой диагностике». Москва, Роспотребнадзор, 2016 г. Утверждены 26.07.2016.

Теоретическая значимость работы обусловлена важностью научного подхода к оптимизации защиты пациента, включающего в себя определение зависимостей параметров качества ПЭТ- и КТ-изображения и эффективной дозы у пациентов от разных факторов.

Положения, сформулированные в диссертационной работе, включены учебный процесс ФБУН «Санкт-Петербургский НИИ радиационной гигиены имени профессора П.В. Рамзаева» по программе дополнительного профессионального образования на цикле повышения квалификации «Радиационная безопасность пациентов и персонала при рентгенорадиологических

исследованиях», проводимом для специалистов испытательных лабораторий, персонала отделений лучевой диагностики и врачей по радиационной гигиене.

Методы исследования.

- Сбор данных о параметрах проведения ПЭТ/КТ-исследований путем прямой регистрации данных и анкетирования медицинского персонала.

- Вычисление эффективных доз внешнего и внутреннего облучения пациентов при ПЭТ/КТ-исследованиях на основе параметров проведения исследования.

- Верификация расчетных методов оценки доз внешнего облучения при КТ-сканировании путем измерений с использованием антропоморфных фантомов и термолюминесцентных детекторов.

- Анализ влияния параметров проведения ПЭТ/КТ -исследований на дозу пациента и качество изображения.

- Статистический анализ полученных данных.

Основные положения, выносимые на защиту.

- Наиболее распространенным и высокодозовым видом ПЭТ-исследования в России является исследование всего тела с введением пациенту 18Р-ФДГ, эффективные дозы пациентов, в среднем, 17 мЗв еще увеличиваются при проведении многофазного КТ-сканирования. Наибольший вклад в дозу пациентов при ПЭТ/КТ исследованиях (65 - 90 %) вносит КТ-сканирование.

- Значения новых коэффициентов перехода для оценки эффективных доз у пациентов при КТ-сканировании для основных протоколов, используемых в ПЭТ-диагностике: голова - 0,0014 мЗв/(мГрсм), грудная клетка - 0,012 мЗв/(мГрсм), брюшная полость - 0,014 мЗв/(мГрсм), малый таз - 0,015 мЗв/(мГрсм), все тело - 0,015 мЗв/(мГрсм).

- Методика контроля количественных параметров ПЭТ-изображения (коэффициентов восстановления) и единые критерии, нацеленные на гармонизацию и оптимизацию ПЭТ-диагностики;

- Методические основы для проведения оптимизации защиты пациента при ПЭТ/КТ-исследованиях посредством использования РДУ для КТ -сканирования;

- Оптимизация протоколов КТ-сканирования основана на изучении зависимостей дозы пациента и качества изображения от основных параметров проведения исследования. Зависимости дозы пациента и шума КТ-изображения от основных параметров (напряжения на трубке и мАс) имеют одинаковый характер для аппаратов разных моделей и не зависят от производителя, а программы автоматической модуляции силы тока являются вендоро-специфичными и требуют индивидуального изучения.

Степень достоверности и апробация результатов исследования.

Результаты исследований основаны на данных, собранных в 19 медицинских организациях Российской Федерации, что составляет более 60% ПЭТ-отделений страны.

Результаты исследования, а также основные положения работы доложены и обсуждены на:

- Международной научно-практической конференции XLI - Неделя науки СПбГПУ (Санкт-Петербург, Россия, 2012);

- международных научно-практических конференциях «Актуальные вопросы радиационной гигиены» (Санкт-Петербург, Россия, 2014; 2016);

- Международном Невском Радиологическом форуме НРФ-2013; НРФ-2015; НРФ-2017, НРФ-2018 (Санкт-Петербург, Россия, 2013, 2015, 2017, 2018);

- 11-й; 12-й; 13-й международных конференциях «Médical physics in the Baltic states» (Каунас, Литва, 2013, 2015, 2017);

- III всероссийской научно-практической конференции производителей рентгеновской техники (Санкт-Петербург, Россия, 2016);

- конференции «Optimisation in X-ray and Molecular Imaging 2015» (Гётеборг, Швеция, 2015);

- 30-м международном конгрессе европейской ассоциации ядерной медицины EANM 2017 (Вена, Австрия, 2017);

- конференциях «Radiation protection in medicine» (Варна, Болгария, 2014; Вена, Австрия, 2017);

- I Всероссийском научно-образовательном конгрессе с международным участием «Онкорадиология, лучевая диагностика и терапия» (Москва, Россия, 2018);

- конгрессе «European Congress of Radiology» (Вена, Австрия, 2018). Публикации.

По теме диссертации опубликовано 40 научных работ, в том числе 7 статей в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК, 6 научных статей в журналах, входящих в международные реферативные базы данных (Scopus, PubMed), 1 санитарные правила и нормы, 2 методических указаний, 1 методические рекомендации.

Структура и объем работы диссертации.

Работа состоит из введения, литературного обзора, четырех глав собственных исследований, заключения, выводов, списка литературы, включающего 31 отечественный и 108 иностранных источников, 2 приложений. Диссертация изложена на 154 страницах машинописного текста, иллюстрирована 35 таблицами, 36 рисунками.

ГЛАВА 1. ДОЗЫ ИЗЛУЧЕНИЯ, ПОЛУЧАЕМЫЕ ПАЦИЕНТАМИ В ПОЗИТРОННОЙ ЭМИССИОННОЙ ТОМОГРАФИИ

1.1. Метод позитронной эмиссионной томографии.

Позитронная эмиссионная томография или двухфотонная эмиссионная томография представляет собой радионуклидный томографический метод исследования внутренних органов человека или животного [12, 18, 28, 29, 30, 104]. В основе метода лежит регистрация пары фотонов, возникающих при аннигиляции позитрона. Позитроны образуются при позитронном распаде радионуклида, входящего в состав радиофармацевтического препарата, который вводят в организм пациента перед исследованием. Позитронно -эмиссионными радионуклидами маркируют биохимические соединения, которые далее могут быть использованы в качестве РФП, чтобы проследить биохимические и физиологические процессы в исследуемом организме.

Эти меченые соединения моделируют естественные сахара, белки и воду, находящиеся в живом организме. Применение препаратов, меченных радионуклидами, позволяет планировать лечение пациента и оценить эффективность его воздействия. Позитронная эмиссионная томография позволяет установить места накопления препарата в организме и получить изображения на уровне клеточной биологической активности.

Современные позитронные эмиссионные томографы совмещены с компьютерными томографами, это даёт возможность одновременно проводить ПЭТ- и КТ-исследование пациента и получать информацию о функциональной активности и анатомическом строении исследуемых органов и тканей. Технологически гентри (детектирующее кольцо) КТ и ПЭТ располагаются друг за другом в одном аппарате (Рисунок 1) таким образом, чтобы последовательно проводить КТ-сканирование (5 - 60 секунд) и ПЭТ-сканирование (10 - 90 минут). ПЭТ-исследование делится на несколько сегментов, их количество определяется длиной сканирования. Сегмент сканирования - фрагмент тела пациента, ограниченный шириной детектирующей системы ПЭТ.

Рисунок 1. Схематическое изображение позитронного эмиссионного томографа, совмещенного с компьютерным томографом.

1.2. Факторы облучения пациентов в ПЭТ/КТ.

Источником ионизирующего излучения в ПЭТ-диагностике является радионуклид, которым мечен РФП (Таблица 1). Эти радионуклиды в основном испускают в+-излучение с граничной энергией 0,5 - 2 МэВ с последующим образованием после аннигиляции позитронов двух квантов фотонного излучения с равными энергиями 511 кэВ, разлетающихся в противоположных направлениях [12, 104].

Важной характеристикой радионуклидного источника является его активность - это число радиоактивных превращений в единицу времени. В системе СИ за единицу активности принято одно ядерное превращение в секунду (распад/с) - Беккерель (Бк). Другие характеристики радионуклидов (энергии излучения, выход на один распад, период полураспада Тш) можно найти в справочниках [22, 71]. В ПЭТ диагностике используются позитрон-излучающие радионуклиды, которые имеют короткий период полураспада, что способствует быстрому снижению активности радионуклида (Таблица 1), введенного пациенту с РФП.

Таблица 1. Основные позитрон-излучающие радионуклиды, применяемые в ПЭТ, и их характеристики: период полураспада, мин, максимальная энергия позитронов, МэВ, и пробег позитронов в мягких тканях, мм [5].

Радионуклид Период полураспада Максимальная энергия позитронов, МэВ Максимальный пробег позитронов в мягких тканях, мм

11С 20,38 мин. 0,96 4,1

^ 10,08 мин. 1,19 5,4

150 2,03 мин. 1,70 8,0

18р 109,77 мин. 0,69 2,4

6^а 67,71 мин. 1,92 9,0

Дополнительному внешнему облучению пациент подвергается во время трансмиссионного КТ-сканирования. В КТ используется спектр рентгеновского излучения с энергией от 15 до 140 кэВ [12, 14, 34, 54]. Спектр рентгеновского излучения формируется за счет тормозного излучения, испускаемого электронами при торможении в веществе анода, и характеристического излучения (дискретные линии, соответствующие энергии перехода электрона с высшей оболочки на вакантную позицию внутреннего уровня вещества анода). Максимальная энергия фотонов рентгеновского излучения определяется напряжением на рентгеновской трубке.

Таким образом, при проведении ПЭТ/КТ-диагностики пациент подвергается внутреннему и внешнему облучению, которые не влияют друг на друга, и которые необходимо оценивать разными методами.

1.3. Дозиметрические величины.

В системе радиационной защиты используют систему дозиметрических величин, которая имеет свою градацию: физические дозовые величины являются мерой воздействия ионизирующего излучения на вещество; защитные дозовые величины являются мерой вреда для здоровья человека от воздействия излучения,

их используют при нормировании; операционные дозовые величины -непосредственно определяемые величины при измерениях. Обеспечение целостности системы дозиметрических величин осуществляется за счет оценки нормируемой величины на основании измеряемых на практике величин.

Основной дозиметрической величиной является поглощенная доза -отношение энергии излучения, поглощённой в данном объёме, к массе вещества в этом объёме. Поглощенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг) - Грей (Гр).

Защитные величины используются для того, чтобы установить пределы доз техногенного облучения населения и персонала. Соблюдение предела годовой дозы гарантирует отсутствие детерминированных эффектов (эффекты, имеющие порог дозы, ниже которого эффект отсутствует, а выше которого проявляются тканевые реакции) и минимизирует риск стохастических эффектов (эффекты, имеющие вероятностный характер, их тяжесть зависит от дозы) до приемлемых уровней [15]. Определение этих величин основано на поглощенной дозе излучения в данном органе или ткани Т, ОТ,к и радиочувствительности органа/ткани к данному виду излучения. Излучение характеризуется видом и энергией, падающего на поверхность тела или испускаемого радионуклидами, инкорпорированными в организме. Согласно современной системе радиационной защиты доза излучения, получаемая пациентом при исследовании1, не нормируется, однако применяются принципы оптимизации и обоснования [15].

Соотношение между полученной дозой излучения и риском возникновения стохастических эффектов также зависит от количества облученных органов и их радиочувствительности. Для радиационной защиты используется концепцию эффективной дозы, которая определена Международной Комиссией Радиационной Защиты (МКРЗ) в Публикациях 60 и 103 [20, 23], как сумма доз в органах и тканях, помноженных на соответствующий взвешивающий тканевой коэффициент (^т)

1

1 доза излучения, полученная пациентом при проведении рентгенорадиологического исследования, дальше по тексту - доза пациента

ткани T и ^ wT = 1. Суммирование доз производится по всем тканям и органам,

T

которые чувствительны к индукции стохастических эффектов излучения. Используемые значения wT получены на основе эпидемиологических исследований облученных групп и популяций людей, так, чтобы определить относительные вклады отдельных тканей и органов в суммарный радиационный вред от развития стохастических эффектов. Единица эффективной дозы - Зиверт (Зв).

Отечественная система радиационной безопасности в лучевой диагностике построена на концепции эффективной дозы как инструмента оценки рисков возникновения радиационно-индуцированных заболеваний [15].

1.4. Определение доз пациентов в ПЭТ/КТ.

1.4.1. Дозиметрия внутреннего облучения.

Неравномерное облучение тела пациента, связанное со спецификой накопления и выведения определенного РФП, обуславливает важность использования как распределения доз в органах, так и эффективной дозы для оценки радиационного воздействия на пациента.

РФП, введенный в организм человека, включается в физиологические и/или биохимические процессы, подлежащие исследованию, и накапливается в определенных органах или тканях. В то же время препарат обычно быстро выводится из других тканей и систем организма. Таким образом, ПЭТ-диагностика предполагает неравномерное облучение пациента за счет вводимого РФП.

Поглощенную дозу в органах и тканях пациента от поступления в организм РФП определяют, исходя из:

- активности РФП, введенной пациенту;

- физических характеристик радионуклида-метки;

- кинетики поведения РФП в организме человека.

Согласно подходу Комитета по Медицинской Дозе Внутреннего Облучения (Committee on Medical Internal Radiation Dose, MIRD) [92, 100, 102, 121]

поглощенную дозу внутреннего облучения органа-мишени определяют как произведение интегрированной по времени активности в органе-источнике и значения Б:

где, А - интегрированная по времени активность в органе-источнике, Бк-с; 5 -мощность поглощенной дозы в органе-мишени от единицы активности в органе-источнике, Гр-(Бк-с)-1. Интегрированная по времени активность равна количеству распадов в органе-источнике.

Орган-источник обозначают гБ, орган-мишень обозначают гт:

Количество распадов органа-источника рассчитывают как площадь под кривой, описывающей изменение активности со временем в органе -источнике после введения РФП (А(гб, t)). Активность определяют, как функцию от времени, из серий последовательных сканирований или прямыми измерениями активности в материале биопсии ткани, крови или измерении активности радионуклида, вводимой пациенту. Для оценки активности в органах-источниках, в которых провести измерения невозможно используют отдельные теоретические модели.

Интегрированный по времени коэффициент активности а определяют как отношение интегрированной по времени активности к введенной активность А0 (формула 4). Эту величину также называют временем удержания, с. Рисунок 2 наглядно демонстрирует зависимость активности от времени. Площадь под кривой функции зависимости активности от времени определяют как площадь

прямоугольника А(г5^) & = а(г5) • Л0), а а(г5) можно описать как среднее

время, которое активность находится в органе-источнике:

(1)

0(гт) = А(Г5) • Б(гт ^ г5)

(2)

А(Г5,Т0)=С°А(Г5,Т0)^

(3)

(4)

Значение 5 определяют из уравнения (5), которое содержит энергию испускаемого излучения Е, вероятность испускания (выход) У излучения энергии Е, коэффициент поглощения ф и массу ткани-мишени М(гт). Коэффициент поглощения испускаемой энергии, которая поглощается органом -мишенью, находится в пределах от 0 до 1. Он зависит от формы и размера источника и мишени, расстояния и материала источника и мишени, а также от вида и энергии излучения:

5=^ (5)

М(гт) к '

О -I-1-1-1-н—1-1-'-1-1-10 1 2 3 4 5

а

Время

Рисунок 2. Коэффициент интегрированной по времени активности в органе-источнике, определенный как отношение интегрированной по времени активности к введенной активности спустя среднее время, которое активность находится в органе-источнике.

Произведение испускаемой энергии Е на вероятность ее испускания У обозначим А, равное средней испускаемой энергии за один ядерный распад. Полная концепция также включает суммирование по всем переходам I за распад:

5 = (6)

Коэффициент поглощения, отнесённый к массе органа-мишени, называется удельным коэффициентом поглощения Ф:

Ф (гт^Г51Ед = ф(гт^х) (7)

4 1 и М(гтх)

Общая средняя поглощенная доза в области-мишени &(гт) дана для суммы отдельных вкладов от каждой области органа-источника гБ (формула 8). Собственная поглощенная доза часто дает наибольший вклад в общую поглощенную дозу органа-мишени. Собственную поглощенную дозу приводят, когда орган-источник и орган-мишень одинаковы, кросс-поглощенную дозу приводят в случае, когда орган-источник и орган-мишень различны.

0(ГТ, Т0) = £вЬ(гт, № = 1г3 ¡0° А(ГТ' *)*(гт ^ Ъ, Ь)(И (8) где Ё)(гт, Ь) - мощность поглощенной дозы, мГр/с, Тв- период интегрирования, с.

Физическое значение интегрированной по времени активности в органе-источнике определяют исходя из количества распадов в соответствующий временной промежуток. Интегрированную по времени активность называют накопленной активностью [92].

Активность как функция от времени А (гт, Ь) может быть описана как сумма экспоненциальных функций (9), где у обозначает число экспонент, А^ - активность по у-й экспоненциальной функции, X - постоянная распада радионуклида, X -константа биологического выведения и ? - время после введения РФП. Сумма по у коэффициентов А^ дает общую активность в области-источнике во время введения РФП (1=0):

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чипига Лариса Александровна, 2018 год

Список использованной литературы

1. Варченя В.Ж. Тканеэквивалентные дозиметрические фантомы и измерение поглощенных органами доз при рентгенологических исследований детей / В.Ж. Варченя, А.И. Воеводина, Д.Я. Губатова и др. - Рига, 1989. - 93 с.

2. Водоватов А.В. Практическая реализация концепции референтных диагностических уровней для оптимизации защиты пациентов при проведении стандартных рентгенографических исследований / А.В. Водоватов // Радиационная гигиена. - 2017. - Т. 10, №1. - с. 47-55.

3. Водоватов А.В. Применение референтных диагностических уровней для оптимизации защиты пациентов при рентгенографических исследованиях: автореф. дис. канд. биол. наук / А.В.Водоватов. - Москва, 2017. - 24 с.

4. Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований. СанПиН 2.6.1.1192-03. - М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2003. - 67 с.

5. Гигиенические требования по обеспечению радиационной безопасности при подготовке и проведении позитронной эмиссионной томографии. СанПиН 2.6.1.3288-15. - М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2015. - 38 с.

6. Гигиенические требования по обеспечению радиационной безопасности при проведении радионуклидной диагностики с помощью радиофармпрепаратов. Методические указания МУ 2.6.1.1892-04. - М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. - 55 с.

7. ГОСТ Р МЭК 61223-2-6-2001 Оценка и контроль эксплуатационных параметров рентгеновской аппаратуры в отделениях (кабинетах) рентгенодиагностики. Часть 2-6. Испытания на постоянство параметров. Аппараты для рентгеновской компьютерной томографии. - М.: Госстандарт России, 2002. - 20 с.

8. Дубинкин Д. Развитие ядерной медицины в РФ / Д. Дубинкин // Медицина: целевые проекты. - 2013. - Т. 16. - с. 71-75.

9. Заполнение форм федерального государственного статистического наблюдения №3-ДОЗ. Методические рекомендации № 0100/1659-07-26. -М.: Роспотребнадзор, 2007. - 23 с.

10. Контроль эффективных доз облучения пациентов при медицинских рентгенологических исследованиях. Методические указания МУ 2.6.1.294411. - М.: Роспотребнадзор, 2011. - 32 с.

11. Корсунский В.Н. Ядерная медицина. Современное состояние и перспективы развития / В.Н. Корсунский, Г.Е. Кодина, А.Б. Брускин // Атомная стратегия XXI. - 2007. - Т. 5, №31. - с. 4-6.

12. Костылев В.А. Медицинская физика / В.А. Костылев, Б.Я. Наркевич // М. -Медицина. - 2008. - 464 с.

13. Костылев В.А. Статус и перспектива развития методов позитронно-эмиссионной томографии в России / В.А. Костылев, О.А. Рыжикова, В.Б. Сергиенко // Медицинская физика - 2015. - Т. 2, с. 5-16.

14. Медицинская рентгенология: технические аспекты, клиническиематериалы, радиационная безопасность / под ред. Р.В. Ставицкого. - М.: Норма, 2003.344 с.

15. Нормы радиационной безопасности (НРБ 99/2009): Санитарные правила и нормы (СанПиН 2.6.1.2523 - 09): утв. и введ. в действие от 01 сентября 2009 г. взамен СанПиН 2.6.1.758 - 99. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. - 100 с.

16. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (0СП0РБ-99/2010). СП 2.6.1.2612-10: зарегистрирован 11 августа 2010 г. Регистрационный № 18115.: Минюст России, 2010. - 82 с.

17. Оценка и учет эффективных доз у пациентов при проведении радионуклидных диагностических исследований. Методические указания МУ 2.6.1.3151-13. - М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2014. - 36 с.

18. Позитронная эмиссионная томография. Руководство для врачей / под ред. А.М. Гранова, Л.А. Тютина. - СПб.: Фолиант, 2008 - 368с.

19. Применение референтных диагностических уровней для оптимизации радиационной защиты пациента в рентгенологических исследованиях общего назначения. Методические рекомендации МР 2.6.1.0066-12. - М.: Роспотребнадзор, 2012. - 28 с.

20. Публикация 103 МКРЗ. Рекомендации Международной Комиссии по Радиационной Защите от 2007 г.: пер. с англ. / под общ. ред. М.Ф. Киселева, Н.К. Шандалы. - М.: Изд. ООО ПКФ «Алана», 2009. - 312 с.

21. Публикация 105 МКРЗ. Радиационная защита в медицине / ред. русского перевода М.И. Балонов. - СПб.: ФГУН НИИРГ, 2011. - 66 с.

22. Публикация 38 МКРЗ. Схемы распада радионуклидов. Энергия и интенсивность излучения.: пер. с англ. / под общ. ред. А.А. Моисеева. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 1000 с.

23. Публикация 60 МКРЗ. Рекомендации Международной Комиссии по Радиологической Защите 1990 года: пер. с англ. / под общ. ред. И.Б. Кеирим-Маркуса. - М.: Энергоатомиздат, 1994. - 208 с.

24. Радиационная защита и безопасность источников излучения: Международные основные нормы безопасности GSR Part 3. МАГАТЭ, Вена, 2015. - 518 с.

25. Радиологическая защита при медицинском облучении ионизирующим излучением. Серия норм МАГАТЭ по безопасности, № RS-G - 1.5: пер. с анг. - Вена: МАГАТЭ, 2002. - 86 с

26. Сведения о лечебно-профилактическом учреждении. Государственная статистическая отчетность. Форма № 30: утв. Постановлением Госкомстата России от № 175 от 10.09.2002. - М., 2002. - 19 с.

27. Спиральная и многослойная компьютерная томография / М. Пропоп, М. Галански; под ред. А.В. Зубарева, Ш.Ш. Шотемора. - М.: МЕДпресс-информ, 2006. - 412 с.

28. Федоров Г.А. Вычислительная эмиссионная томография / Федоров Г.А., Терещенко С.А. // - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 184 с.

29. Хермен Г. Восстановление изображений по проекциям: Основы реконструктивной томографии: пер. с англ. / под ред. Л.М. Сороко. - М.: Мир, 1983. - 352 с.

30. Хмелев А.В. Позитронная эмиссионная томография (Учебное пособие) / А.В. Хмелев, В.А. Ширяев, В.А. Костылев // Серия «Библиотека медицинского физика». - М.: - АМФ-Пресс. - 2004. - 68 с.

31. Шлеенкова Е.Н. Экспериментальное исследование характеристик индивидуальных термолюминесцентных дозиметров для измерения эквивалентных доз в коже и хрусталике глаза / Е.Н. Шлеенкова // Радиационная гигиена. - 2014. - Т. 7, №4. - с. 143-156.

32. AAPM report №204. Size-Specific Dose Estimates (SSDE) in Pediatric and Adult Body CT Examinations / AAPM task group 204, American Association of Physicists in Medicine, One Physics Ellipse, 2011. - 30 p.

33. AAPM report №96. The Measurement, Reporting, and Management of Radiation Dose in CT / AAPM task group 23, American Association of Physicists in Medicine, One Physics Ellipse, 2008. - 34 p.

34. Aichinger H. Radiation exposure and image quality in X-ray diagnostic radiology: physical principles and clinical applications / H. Aichinger. - Heidelberg; New York: Springer, 2012. 2nd ed - XIV, 307 p.

35. Alderson S.W. An instrumented phantom system for analog computation of treatment plans / S.W. Alderson, L.H. Lanzl, M. Rollins, I. Spira // Am. J. Roentgenol. - 1962. - Vol. 87. - P. 185-195.

36. Althén J.N. Automatic tube-current modulation in CT - a comparison between different solutions / J.N. Althén // Radiat. Prot. Dosim. - 2005. - Vol. 114, № 13. - P. 308-312.

37. Anderson T. Pictorial Review of NCCN Guidelines for Use of FDG PET in Oncology / Anderson T., Elman S., Matesan M., et al. // J. Nucl. Med. - 2017. -Vol. 58, 1 Suppl. - P. 974.

38. Andersson M. An internal radiation dosimetry computer program, IDAC 2.0, for estimation of patient dose for radiopharmaceuticals / M. Andersson, L. Johansson, D. Minarik // Radiat. Prot. Dosim. - 2014. Vol.162. - P.299-305.

39. Andersson M. IDAC-Dose 2.1, an internal dosimetry program for diagnostic nuclear medicine based on the ICRP adult reference voxel phantoms / M. Andersson, L. Johansson, K. Eckerman, S. Mattsson // EJNMMI Res. - 2017. Vol.3, №7(1). - P.88.

40. Avramova-Cholakova S. Patient Doses from PET-CT Procedures / S. Avramova-Cholakova, S. Ivanova, E. Petrova et. al. // Radiat. Prot. Dosim. 2015. Vol. 165, № 1-4. - P. 430-433.

41. Barrett P.H. SAAM II: simulation, analysis, and modeling software for tracer and pharmacokinetic studies / P.H. Barrett, B.M. Bell, C. Cobelli et.al. // Metabolism. - 1998. Vol.47, №4. - P.484-492.

42. Bassi P. Calculated energy dependence of some RTL and RPL detectors / P. Bassi, G. Busuoli, O. Rimondi // International Journal of Applied Radiation and Isotopes. - 1976. - Vol. 27. - P. 291-305.

43. Boellaard R. EARL FDG-PET/CT accreditation program: Feasibility, overview and results of first 55 successfully accredited sites / R. Boellaard, I. Hristova, S. Ettinger et. al. // J. Nucl. Med. - 2013. - Vol. 54, 2 Suppl. - P. 2052.

44. Boellaard R. FDG PET and PET/CT: EANM procedure guidelines for tumor PET imaging: vertion 1.0. / R. Boellaard, M.J. O'Doherty, W.A. Weber, et. al. // J. Nucl. Med. - 2010. Vol. 37. - P. 181-200.

45. Boellaard R. FDG PET/CT: EANM procedure guidelines for tumour imaging: version 2.0 / R. Boellaard, R. Delgado-Bolton, W.J.G. Oyen et. al. // Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. - 2015. -Vol. 42. - P. 328-354.

46. Boellaard R. Initial experience with the EANM accreditation procedure of FDG PET/CT devices / R. Boellaard, I. Hristova, S. Ettinger et. al. // Eur. J. Cancer. -2011. - Vol. 47, 4 Suppl. - P. S8.

47. Boellaard R. Standards for PET image acquisition and quantitative data analysis / R. Boellaard // J. Nucl. Med. - 2009. - Vol. 50, 1 Suppl. - P. 11S-20S.

48. Brady Z. Comparison of organ dosimetry methods and effective dose calculation methods for paediatric CT / Z. Brady, T.M. Cain, P.N. Johnston // Australas. Phys. Eng. Sci. Med. - 2012. - Vol. 35, № 2. - P. 117-134.

49. Brix G. Assessment of a theoretical formalis for dose estimation in CT: an anthropomorphic phantom study / G. Brix, U. Lechel, R. Veit et. al. // Eur. Radiol.

- 2004. - Vol. 14. - P. 1275-1284.

50. Calzado A. A Comparison of Measured and Calculated Organ Doses from CT Examinations / A. Calzado, S. Ruiz Sanz, M. Melchor, E. Vano. // Radiat. Prot. Dosim. - 1995. - Vol. 57, № 1-4. - P. 381-385.

51. Daube-Witherspoon M. E. PET Performance Measurements Using the NEMA NU 2-2001 Standard / M. E. Daube-Witherspoon, J. S. Karp et al. // J. Nucl. Med.

- 2002. - Vol. 43. - P. 1398-1409.

52. Delbeke D. Procedure Guideline for Tumor Imaging with 18F-FDG PET/CT 1.0. / D. Delbeke, R.E. Coleman, M.J. Guiberteau, M.L. Brown // J. Nucl. Med. -2006. - Vol. 47, №5. - P. 885-895.

53. DeWerd L.A. The phantoms of medical and health physics: devices for research and development / L. A. DeWerd, M. Kissick. - New York: Springer, 2014. 286 p.

54. Diagnostic radiology physics: A Handbook for teachers and students. / D. R. Dance, S. Chrostofides, A. D. A. Maidment, I. D. McJean, K. H. Ng, Techn. Ed. Vienna, IAEA, 2014.

55. Ding A. VirtualDose: a software for reporting organ doses from CT for adult and pediatric patients / A. Ding, Y. Gao, H. Liu, et al. // Phys. Med. Biol. - 2015. Vol. 60. - P. 5601-5625.

56. Etard C. National survey of patient doses from whole-body FDG PET-CT examinations in France in 2011 / C. Etard, D. Celier, P. Roch, B. Aubert // Radiat. Prot. Dosim. 2012. Vol. 152, № 4. - P. 334-338.

57. European Guidelines on Quality Criteria for Computed Tomography / European Communities. - Luxemburg, 2000. - 114 p. - (Report EUR 16262.).

58. Geworski L. Recovery correction for quantitation in emission tomography: a feasibility study / L. Geworski, B.O. Knoop, M.L. Cabrejas, et. al. // Eur. J. Nucl. Med. - 2000. - Vol. 27, № 2. - P. 161-169.

59. Golikov V.Yu. Estimation of the mean doses and the effective dose equivalent from RANDO phantom measurements / V.Yu. Golikov, V.V. Nikitin // Health. Phys. 1989. Vol. 59, № 1. - P. 111-115.

60. Herrmann K. Biodistribution and radiation dosimetry for a probe targeting prostate-specific membrane antigen for imaging and therapy / K. Herrmann, C. Bluemel, M. Weineisen, et. al. // J. Nucl. Med. 2015. Vol. 56, № 6. - P. 855-61.

61. Hoeschen C. Minimising activity and dose with enhanced image quality by radiopharmaceutical administrations / C. Hoeschen, S. Mattsson, M.C. Cantone, et. al. // Radiat. Prot. Dosim. 2010. Vol. 139. - P. 250-253.

62. Hoffman E.J. Quantitation in positron emission computed tomography: 1. Effect of object size / E.J. Hoffman, S.C. Huanq, M.E. Phelps // J. Comput. Assist. Tomogr. 1979. - Vol. 3, № 3. - P. 299-308.

63. Hornlund M. Estimation of dose conversion factors / Hornlund M. Master of Science Thesis. - Malmö, Lund Universit: Department of Medical Radiation Physics, 2013, 38 p.

64. Hranitzky C. Patient dosimetry study of a paediatric CT examination / C. Hranitzky, H. Stadtmann // Radiat. Meas. - 2011. - Vol. 46. - P. 2035-2038.

65. http://earl.eanm.org/cms/website.php. Дата последнего обращения: 11.06.2018.

66. http://www.cdnm.ru/ дата последнего обращения 11.06.2018.

67. Huda W. KERMA ratios in pediatric CT dosimetry / W. Huda, K.M. Ogden, R.L. Lavallee, et. al. // Pediatr. Radiol. - 2012. - Vol. 42. - P. 527-535.

68. Hyun W.G. CT Radiation Dose Optimization and Estimation: an Update for Radiologists / W.G. Hyun // Korean J. Radiol. - 2012. Vol.13, №1. - P.1-11.

69. Iball G.R. A national survey of computed tomography doses in hybrid PET-CT and SPECT-CT examinations in the UK / G.R. Iball, N.A. Bebbington, M. Burniston е!^. // J. Nucl. Med. 2017. - Vol. 38. - P. 459-470.

70. ICRP Publication 106. Radiation Dose to Patients from Radiopharmaceuticals. Ann. ICRP. 2008. Vol. 38, №1-2. - 197 p.

71. ICRP Publication 107. Nuclear Decay Data for Dosimetric Calculations. Ann. ICRP. 2008. Vol. 38, №3. - 96. p.

72. ICRP Publication 128. Radiation Dose to Patients from Radiopharmaceuticals: A Compendium of Current Information Related to Frequently Used Substances. Ann. ICRP. 2015. Vol. 44, №2 Suppl. - 321 p.

73. ICRP Publication 135. Diagnostic Reference Levels in Medical Imaging Ann. ICRP - 2017. - Vol. 46, №1.- 144 p.

74. ICRP Publication 53. Radiation Dose to Patients from Radiopharmaceuticals. Ann. ICRP. 1988. Vol. 18, №1-4. - 197 p.

75. ICRP Publication 80. Doses to Patients from Radiopharmaceuticals. Ann. ICRP. 1998. Vol. 28, №3. - 137 p.

76. ICRU Publication 70. Image quality in chest radiography // Journal of ICRU. -Nuclear Technology Publishing, Ashford, 2003. - 129 p.

77. ICRU Publication 87. Radiation Dosimetry and Image Quality Assessment in Computed Tomography. // Journal of the ICRU. - Vol 12, № 1. - 2012. - 149 p.

78. ICRU Report 44. Tissue Substitutes in Radiation Dosimetry and Measurement. Bethesda. 1989.

79. International Standard 60601-2-44. Medical Electrotechnical Equipment-Particular Requirements for the Safety of X-Ray Equipment for Computed Tomography / International Electrotechnical Commission. - Geneva, 2002. - 6 p.

80. Kaalep A. EANM/EARL FDG-PET/CT accreditation - summary results from the first 200 accredited imaging systems / A. Kaalep, T. Sera, W. Oyen et al. // Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2018. - Vol. 45, № 3. - P. 412-422.

81. Kalender W.A. A PC program for estimating organ dose and effective dose values in computed tomography. / W.A. Kalender, B. Schmidt, M. Zankl et al. // European Radiology. - 1999. Vol. 9. - P. 555-562.

82. Kalender W.A. Computed tomography: fundamentals, system technology, image quality, applications. 3rd Rev. Edition / W.A. Kalender // Wiley-VCH. -Weinheim, 2011. - 220 p.

83. Kalender W.A. Technical approaches to the optimisation of CT / W.A. Kalender, S. Buchenau, P. Deak et.al. // Phys. Med. - 2008. Vol.24, №2. - P.71-79.

84. Kwon H.W. Radiation Dose from Whole-Body F-18 Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography/Computed Tomography: Nationwide Survey in Korea / H.W. Kwon, J.P. Kim, H.J. Lee et. al. // J. Korean. Med. Sci. 2016. Vol. 31. - P. S69-74.

85. Lamare F. Standardization in PET/CT Imaging Using EARL FDG-PET/CT Accreditation / F. Lamare // GEHC MI Clarity Magazine. 2013. - P. 15-17.

86. Lee C. NCICT: a computational solution to estimate organ doses for pediatric and adult patients undergoing CT scans / C. Lee, K.P. Kim, W.E. Bolch et al. // J. Radiol. Prot. - 2015. Vol. 35. - P. 891-909.

87. Lee C. The UF family of reference hybrid phantoms for computational radiation dosimetry / C. Lee, D. Lodwick, J. Hurtado et al. // Phys. Med. Biol. - 2010. Vol. 55, №2. - P. 339-363.

88. Lee C. Whole-body voxel phantoms of paediatric patients—UF Series B / C. Lee, C. Lee, J.L.Williams // Phys. Med. Biol. - 2006. - Vol. 51. - P. 4649-4661.

89. Lee Y.W. Infant Cardiac CT Angiography with 64-Slice and 256-Slice CT: Comparison of Radiation Dose and Image Quality Using a Pediatric Phantom / Y.W. Lee, C.C. Yang, G.S. Mok, T.H. Wu // PloS ONE. - 2012. - Vol. 7, № 11. - P. e49609.

90. Lewis M.A. Estimating patient dose on current CT scanners: Results of the ImPACT CT dose survey / M.A. Lewis, S. Edyvean, S.A. Sassi et al.// Radiations Magazine. - 2000. Vol. 26. - P. 17-18.

91. Liang B. Evaluation of effective dose from CT scans for overweight and obese adult patients using the VirtualDose software / B. Liang, Y. Gao, Z. Chen, X.G. Xu. // Radiat. Prot. Dosim. - 2017. - Vol. 174, № 2. - P. 216-225.

92. Loevinger R. MIRD Primer for absorbed dose calculations. Revised Edition / R. Loevinger, T.F. Budinger, E.E. Watson // The Society of Nuclear Medicine. -New York, 1991. - 128 p.

93. Marti-Climent J.M. Effective dose estimation for oncological and neurological PET/CT procedures / J.M. Marti-Climent, E. Prieto, V. Moran et. al. // EJNMMI Res. 2017. - Vol. 7. - P. 37.

94. Martin C.J. Effective dose: How should it be applied to medical exposures? / C. J. Martin // Br. J. Radiol. - 2007. - Vol. 80, № 956. - P. 639-647.

95. Martin C.J. Setting up computed tomography automatic tube current modulation systems / C.J. Martin, S. Sookpeng // J. Radiol. Prot. - 2016. - Vol. 36, № 3. - P. R74-R95.

96. Martin C.J. Unintended and accidental medical radiation exposures in radiology: guidelines on investigation and prevention / C.J. Martin, J. Vassileva, E. Vano, et. al. // J. Radiol. Prot. - 2017. - Vol. 37. - P. 883-906.

97. Mattson S. Radiation Dose Management in CT, SPECT/CT and PET/CT Techniques / S. Mattson, M. Söderberg // Radiat. Prot. Dosim. 2011. Vol. 147, № 1-2. - P. 13-21.

98. Mayo-Smith W.W. How I Do It: Managing Radiation Dose in CT / W.W. Mayo-Smith, A.K. Hara, M. Mahesh et. al. // Radiology. - 2014. Vol.273, №3. - P.657-672.

99. MIRD Pamphlet No. 11. "S," absorbed dose per unit cumulated activity for selected radionuclides and organs / W.S. Snyder, M.R. Ford, G.G. Warner, S.B. Watson // The Society of Nuclear Medicine. - Reston, 1975. - 257 p.

100.MIRD Pamphlet No. 21. A generalized schema for radiopharmaceutical dosimetry - standardization of nomenclature / W.E. Bolch, E.F. Eckerman, G. Sgouros, S.R. Thomas // J. Nucl. Med. - 2009. Vol. 50 , № 3. - P. 477-484.

101.NEMA Standards Publication NU 2-2001: Performance Measurements of Positron Emission Tomographs. / National Electrical Manufacturers Association (NEMA). - Washington, 2001. - 47 p.

102.Nuclear Medicine Physics. A Handbook for Teachers and Students / D.L. Bailey, J.L. Humm, A. Todd-Pokropek, A. van Aswegen // IAEA. - Vienna, 2014. - 736 P.

103.Papadakis A. E. Automatic exposure control in CT: the effect of patient size, anatomical region and prescribed modulation strength on tube current and image quality / A. E. Papadakis // Eur. Radiol. - 2014. - Vol. 24, № 10. - P. 2520-2531.

104.Positron emission tomography: basic sciences / D.L. Bailey, D.W. Townsend, P.E. Valk et. al. // Springer, 2005. - 688 p.

105.Radiation Protection 180 pt. 2. Diagnostic Reference Levels in Thirty-six European Countries. - European Commission, 2014. - 73 p.

106.Rampadoa O. Effective dose and image quality evaluations of an automatic CT tube current modulation system with an anthropomorphic phantom / O. Rampadoa, F. Marchisiob, A. Izzoa et. al. // Eur. J. Radiol. - 2009. - Vol. 72, № 1. - P. 181-187.

107.Regulations and general advice on diagnostic standard doses and reference levels within medical x-ray diagnostics / Swedish Radiation Protection Authority // Stockholm, 2002 - 9 p.

108.Rizzo S. Comparison of angular and combined automatic tube current modulation techniques with constant tube current CT of the abdomen and pelvis / S. Rizzo // Am. J. Roentgenol. - 2006. - Vol. 186. - P. 673-679.

109.Rousset O. G. Correction for Partial Volume Effects in PET: Principle and Validation / O. G. Rousset, Y. Ma, A. C. Evans // J. Nucl. Med. - 1998. - Vol. 39. - P. 904-911.

110.Sahbaeea P. Patient-based estimation of organ dose for a population of 58 adult patients across 13 protocol categories / P. Sahbaeea, W.P. Segars, E. Samei et al. // Med. Phys. - 2014. Vol. 41, №7. - P. 072104-1-10.

111.Sandstrom M. Comparative biodistribution and radiation dosimetry of 68Ga-DOTATOC and 68Ga-DOTATATE in patients with neuroendocrine tumours / M. Sandstrom, I. Velikyan, U. Garske-Roman et. al. // J. Nucl. Med. 2013. Vol. 54, № 10. - P. 1755-1759.

112.Segars W.P. Population of anatomically variable 4D XCAT adult phantoms for imaging research and optimization / W.P. Segars, J. Bond, J. Frush et al. // Medical Physics. - 2013. Vol. 40, №4. - P. 043701-1 - 11. 113.Singh S. Automatic exposure control in CT: applications and limitations / S. Singh

// J. Am. Coll. Radiol. - 2011. - Vol. 8. - P. 446-449. 114.Snyder W.S. Estimates of absorbed fractions for monoenergetic photon sources uniformly distributed in various organs of a heterogeneous phantom / W.S. Snyder, H.L. Fisher, M.R. Ford, G.G. Warner // J. Nucl. Med. - 1969. - Vol. 3. -P. 7-52.

115.Söderberg M. Automatic exposure control in computed tomography - an evaluation of systems from different manufacturers / M. Söderberg, M. Gunnarsson // Acta. Radiol. - 2010. - Vol. 51, № 6. - P. 625-634. 116.Soderberg M. Initial tests of a new phantom for investigation of spatial resolution, partial volume effect and detectability in nuclear medicine tomography / M. Soderberg, U. Engeland, S. Mattsson, et. al. // J. Phys. Conf. Ser. 2011. Vol. 317. - P. 012017.

117.Söderberg M. Overview, practical tips, and potential pitfalls of using automatic exposure control in CT - Siemens CARE Dose 4D / M. Söderberg // Radiat. Prot. Dosimetry. - 2016. - Vol. 169, № 1-4. - P. 84-91. 118.Söderberg M. The effect of different adaptation strengths on image quality and radiation dose using Siemens Care Dose 4D / M. Söderberg, M. Gunnarsson // Radiat. Prot. Dosim. - 2010. - Vol. 139, № 1-3. - P. 173-179. 119.Specifications Black Piranha. RTI, Sweden. Доступно по адресу: http://rtigroup.com/content/downloads/brochures/Specifications_Piranha.pdf. Дата последнего обращения: 11.06.2018. 120.Srinivas S. M. A recovery coefficient method for partial volume correction of PET images / S. M. Srinivas, T. Dhurairaj, S. Basu, et al. // Ann. Nucl. Med. - 2009. Vol. 23. - P. 341-348. 121.Stabin M.G. Fundamentals of nuclear medicine dosimetry / Stabin M.G. // Nashville, 2015. - 241 p.

122.Stabin M.G. OLINDA/EXM: The second-generation personal computer software for internal dose assessment in nuclear medicine / M.G. Stabin, R.B. Sparks, E. Crowe // J. Nucl. Med. - 2005. Vol 46. - P. 1023-1027. 123.Stamm G. CT-Expo V 2.3. A Tool for Dose Evaluation in Computed Tomography

/ G. Stamm, H.D. Nagel// User's Guide. - 2014. - 59 p. 124.Stauss J. Guidelines for 18F-FDG PET and PET-CT imaging in paediatric oncology / J. Stauss, C. Franzius, T. Pfluger, K.U. Juergens // Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. - 2008. - Vol. 35, №8. -.P. 1581-1588. 125.Stratis A. The effect of a combined tube current modulation system on dose delivered to patients undergoing thoracic and abdominal CT with a 128-slice scanner / A. Stratis, S. Kottou, M. Molfetas // Radiat. Prot. Dosimetry. - 2013. -Vol. 153, № 2. - P. 206-211. 126.Sureshbabu W. PET/CT Imaging Artifacts / W. Sureshbabu, O. Mawlawi // J.

Nucl. Med. Technol. - 2005. Vol. 33. - P. - 156-161. 127.Surti S. Performance of Philips Gemini TF PET/CT scanner with special consideration for its time-of-flight imaging capabilities / S. Surti, A. Kuhn, M.E. Werner, et. al. // J. Nucl Med. - 2007. Vol. 48. - P. - 471-480. 128.Surti S. Update on Time-of-Flight PET Imaging / S. Surti // J. Nucl. Med. - 2015.

- Vol. 56, № 1. - P. 98-105.

129.The calculation of dose from external photon exposures using reference human phantoms and Monte Carlo methods. I: The male (ADAM) and female (EVA) adult mathematical phantoms / Kramer R., Zankl M., Williams G., Drexler G. -Neuherberg-Munchen: Institut fur Strahlenschutz, GSF-Forschungszentrum fur Umwelt und Gesundheit, 1982. - 71 p. - (GSF-Report S-885).

130.Tootell A.K. Optimising the number of thermoluminescent dosimeters required for the measurement of effective dose for computed tomography attenuation correction data in SPECT/CT myocardial perfusion imaging / A.K. Tootell, K.R. Szczepura, P. Hogg. // Radiography. - 2013. - Vol. 19. - P. 42-47.

131.Varchena V. Pediatric phantoms / V. Varchena // Pediatr. Radiol. - 2002. Vol. 32.

- P. 280-284.

132.Vodovatov A.V. Proposals for the establishment of national diagnostic reference levels for radiography for adult patients based on regional dose surveys in Russian Federation / A.V. Vodovatov, M.I. Balonov, V.Yu. Golikov et al. // Radiat. Prot. Dosim. - 2017. - Vol. 173, № 1-3. - P. 223-232.

133.Westerterp M. Quantification of FDG PET studies using standardised uptake values in multi-centre trials: effects of image reconstruction, resolution and ROI definition parameters / M. Westerterp, J. Pruim, W. Oyen et. al. // Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. - 2007. - Vol. 34. - P. 392-404.

134.Willowson K.P. A retrospective evaluation of addition dose associated with low dose FDG protocols in whole-body PET/CT / K.P. Willowson, E.A. Bailey, D.L. Bailey // Australas. Phys. Eng. Sci. 2012. - Vol. 35, № 1. - P. 49-53.

135.Yamauchi-Kawaura C. Radiation dose evaluation in head and neck MDCT examinations with a 6-year-old child anthropomorphic phantom / C. Yamauchi-Kawaura, K. Fujii, T. Aoyama // Pediatr. Radiol. - 2010. - Vol. 40. - P. 12061214.

136.Yu L. Optimal tube potential for radiation dose reduction in pediatric CT: principles, clinical implementations, and pitfalls / L. Yu, M.R. Bruesewitz, K.B. Thomas et. al. // Radiographics. - 2011. Vol.31, №3. - P. 835-848.

137.Yu L. Radiation dose reduction in computed tomography: techniques and future perspective / L. Yu, X. Liu, S. Leng et. al. // Imaging Med. - 2009. - Vol. 1, № 1. - P. 65-84.

138.Zaidi H. Optimisation of whole-body PET/CT scanning protocols / H. Zaidi // Biomed. Imaging. Interv. J. 2007. - Vol. 3, № 2. - P. e36.

139.Zhang J. RPI-AM and RPI-AF. A pair of mesh-based. size-adjustable adult male and female computational phantoms using ICRP-89 parameters and their calculations for organ doses from monoenergetic photon beams / J. Zhang, Y.H. Na, P.F. Caracappa, X.G. Xu // Phys. Med. Biol. - 2009. Vol. 54, № 19. - P. 5885-5908.

Приложение 1 - Анкета для сбора данных для определения стандартных доз пациентов при ПЭТ-исследованиях.

Таблица 1. Общая информация

№ п/п Вид информации Содержание информации

1 Субъект Федерации

2 Населенный пункт

3 Адрес:улица, дом, почтовый индекс

4 Название ЛПУ, отделение

5 Зав. отделением: ФИО (полностью)

6 Телефон/факс с кодом города

7 Электронная почта

8 Используемые радионуклиды - радиоактивные метки РФП

9 Организации, поставляющие радионуклиды, РФП

10 Когда ПЭТ-центр (отд.ПЭТ-диагностики) начал обслуживание пациентов?

11. ПЭТ-центр (отд.ПЭТ-диагностики) работает в (одну/две) смены?

12 Для ПЭТ-центров (наличие циклотрона и производства РФП): тип циклотрона, энергия пучка, число мишеней и пр.

13. Для ПЭТ-центров (наличие циклотрона и производства РФП): среднее ежедневное производство радионуклидов и РФП (для радионуклидов, производимых не каждый день указать ск.раз в неделю)

14. Для отделений ПЭТ-диагностики (при получении РФП из другой организации) : организации и средние количества РФП, поставляемых на день работы, ск. раз в неделю

15. Сколько дней в неделю ведутся исследования пациентов? Если работа с разными радионуклидами, то расписать количество дней с каждым

16. Еженедельное потребление активности в ГБк. Если работа с разными радионуклидами, то расписать количество дней с каждым

17. Имеется ли автоматический фасовщик РФП? Фирма произврдитель.

Таблица 1а. Штатное расписание и индивидуальная дозиметрия сотрудников

Должность По штату Фактически занято Индивидуальная доза за 201 год, мЗв (перечислить данные ИДК для всех сотрудников)

Врач

Мед.сестра

Инженер

Санитарка

Радиохимики

Медицинские физики

Радиохимики

Таблица 2. Приборное обеспечение

№ п/п Вид информации Содержание информации

Тип диагностического томографа :

Модель

Изготовитель (фирма, страна)

Год выпуска

Число обследованных пациентов в 201 . г.

Тип диагностического томографа :

Модель

Изготовитель (фирма, страна)

Год выпуска

Число обследованных пациентов в 201 . г..

Дозкалибратор радиометр для измерения вводимой активности) :

Модель

Изготовитель (фирма, страна)

Год выпуска

Дата последнее поверки .

Прибор (автоматический фасовщик/инжектор) :

Модель

Изготовитель (фирма, страна)

Год выпуска

Таблица 3. Радионуклидные диагностические исследованиях взрослых пациентов, выполненные в 201 году

Исследование, орган РФП Стандартная активность*, МБк Диапазон вводимых активностей, МБк Число пациентов за год Стандартная эффект. доза от РФП*, мЗв Стандартное DLP**, Грсм Стандартная эффект. доза от КТ**, мЗв Суммарная эффект. доза, мЗв

*Стандартное значения для взрослых пациентов массой 70±3 кг.

**Заполняется только для совмещенных с рентгеновским КТ камер.

Дата заполнения:

Таблица 3а. Радионуклидные диагностические исследования детей, выполненные в 201_году в ЛПУ:

Исследование, орган РФП Возраст, лет Стандартн ая активность, МБк Диапазон вводимых активностей, МБк Число пациентов за год Стандартая эффектив. доза от РФП, мЗв Стандартно е DLP*, мГрсм Стандартная эффект. доза от КТ*, мЗв Предварительный диагноз. Комментарии

0-меньше 3

3-меньше8

8-меньше13

13-17

0-меньше 3

3-меньше8

8-меньше13

13-17

0-меньше 3

3-меньше8

8-меньше13

13-17

*Заполняется только для совмещенных с КТ камер. Дата заполнения:

Инструкция по заполнению анкеты «Параметры ПЭТ-исследований»

В анкету вносятся сведения за полный последний год предшествующий заполнению анкеты Таблица 1

В Таблицу 4.1 вносятся сведения о месте расположения отделений ПЭТ-диагностики (строки 1-3), название МО с указанием ведомственной принадлежности и название отделения ПЭТ (строка 4). Фамилия, имя, отчество заведующего отделением записываются полностью в строку 5.

Таблица 1а

Внесите сведения о штатном расписании отделения ПЭТ и фактическом заполнении ставок, перечислите значения индивидуальных доз, полученных сотрудниками за последний календарный год в строках, соответствующих должности без указания фамилий сотрудников.

Таблица 2

Перечислите все приборы для ПЭТ-диагностики, которые имеет отделение (при необходимости добавьте строки). В строках «Тип аппарата» укажите общее назначение аппарата: ПЭТ или ПЭТ/КТ , фирму-изготовителя, год производства прибора.

В строки «Число исследований» записывают суммарное число исследований за год, выполненных на данном приборе, при этом одно введение РФП пациенту считается одним исследованием независимо от числа сделанных сканирований, снимков и проекций.

Таблица 3

Цель Таблицы 4.3 - предоставление информации о ПЭТ-исследованиях взрослых пациентов, выполненных на каждом из имеющихся аппаратов за последний календарный год.

В графу «Исследование» вносят полное название исследования с указанием исследуемого органа: всё тело, головной мозг, сердце, и т.д. В последующие колонки - информацию, относящуюся к параметрам проведения указанного исследования на данном аппарате.

«Радиофармпрепарат» - название препарата с указанием радиоактивной метки

В графу «Стандартная активность» вносят значение активности радионуклида в РФП на исследование, вводимую взрослому «стандартному» человеку массой (70 ± 3) кг.

В графе «Диапазон вводимых активностей» указывают минимальное - максимальное значения активностей радионуклида, введенные пациентам при проведении указанной процедуры в отчетном году.

В графу «Число пациентов за год» вносят количество исследований только взрослых пациентов, при этом одно введение РФП пациенту считается одним исследованием независимо от числа сделанных сканирований. В графу «Стандартная эффективная доза от РФП» записывают значение эффективной дозы, соответствующее средней активности РФП, вводимой «стандартному» человеку массой (70±3) кг.

9. Графа заполняется, если используется ПЭТ, совмещенный с рентгеновским компьютерным томографом (КТ). В графу «Стандартное DLP» записывают среднее значение БЬР, которое снимают с дисплея прибора, для выборки 30 - 50 пациентов. На основании «Стандартного DLP» определяют «Стандартную эффективную дозу от КТ».

Суммарная эффективная доза у пациента, прошедшего ПЭТ/КТ исследование записывается в графу «Стандартная эффект. доза от КТ, мЗв». Она равна: Есум = Ерфп + Ект, мЗв.

Таблица 3 а.

Таблицу 4.3а заполняют аналогично Таблице 4.3 в том случае, если в отделении проводились исследования детей. Число исследований детей не должно входить в количество исследований с данным РФП, записанное для взрослых. Для каждой возрастной группы сведения о ПЭТ исследовании заносится отдельной строкой.

В комментарии записывается предварительный диагноз ребенка (из направления на исследование) и все прочие сведения, которые доктор посчитает важными для выбора методики, РФП, вводимой активности пациенту.

Приложение 2 - Протокол проведения процедуры контроля качества ПЭТ-изображения с фантомом MADEIRA.

Дата:_

Номер системы ПЭТ/КТ_ Дата последней кросс-калибровка

Модель ПЭТ/КТ__дозкалибратора и томографа:_

Дозкалибратор__Дата последней поверки:_

Подготовка фантома MADEIRA и сканирование Конусы:

18Р-ФДГ активность =_кБк. Время измерения активности _:_:_

Объём заготовленного раствора 18Б-ФДГ =_мл.

Объёмная активность 18Б-ФДГ в конусах =_кБк/мл.

Основной объём фантома:

18Р-ФДГ активность для создания

фоновой активности =_кБк. Время измерения активности _:_:_

Общий объём фантома MADEIRA = 2600 мл.

Фоновая объёмная активность 18Б-ФДГ =_кБк/мл.

Сканирование:

Протокол сканирования:_

Время сбора данных одной кровати:_

Время начала сканирования:_:_:_

Метод реконструкции:_

Обработка:

Объёмная активность 18Б-ФДГ в конусах на момент сканирования =_кБк/мл.

Фоновая объёмная активность 18Б-ФДГ на момент сканирования =_кБк/мл.

Отношение объёмной активности в конусах и основном объеме =

Объёмная активность Объёмная активность на КВ (максимальное значение)

Диаметр конуса, мм на ПЭТ-изображении (среднее значение), кБк/мл ПЭТ-изображении (максимальное значение), кБк/мл КВ (среднее значение)

5

6

8

10

12

14

16