Assessment of patient radiation dose for digital colonography with contrast material

Abstract

ОЦЕНКА ДОЗ ОБЛУЧЕНИЯ ПАЦИЕНТОВ ПРИ ЦИФРОВОМ РЕНТГЕНОЛОГИЧЕСКОМ КОНТРАСТНОМ ИССЛЕДОВАНИИ ТОЛСТОЙ КИШКИ Общее: Рентгеноскопические исследования толстой кишки с бариевым контрастом (бариевая клизма) обычно связаны с относительно высокими дозами пациента из-за сильно изменяющейся методологии исследования. В настоящее время в России нет стандартных протоколов этого обследования, а данные о дозе пациента ненадежны. Следовательно, получение объективной информации о дозах пациента и параметрах ирригоскопии позволит выявить факторы, влияющие на дозы пациента, и оптимизировать эти исследования. Цель исследования: оценить эффективные дозы при ирригоскопии, рассчитать коэффициенты перехода от произведения дозы на площадь (ПДП) до эффективной дозы, выявить факторы, влияющие на эффективные дозы, и оптимизировать рентгеноскопические исследования толстой кишки. Материалы и методы: исследование проводилось на основе данных, собранных в рентгенологическом отделении хирургического отделения Мариинской больницы Санкт-Петербурга. Данные о протоколах обследования, структуре исследования и дозах пациентов были собраны для 30 стандартных пациентов с использованием ручного сбора данных и специальных электронных таблиц. На основе собранных данных о протоколах рентгеноскопии и геометрии облучения взрослого пациента разработана модель экспозиции пациента при ирригоскопии. Коэффициенты перехода рассчитывались с помощью программного обеспечения PCXMC 2.0. Полные обследования были преобразованы в набор типичных фаз рентгеноскопии и рентгеновских изображений, определенных исследуемой анатомической областью и проекцией воздействия пациента. Для каждого этапа ирригоскопии и для полного исследования рассчитывались коэффициенты перехода с помощью произведения дозы на площадь и эффективных доз. Результаты: эффективные дозы при исследовании бариевой клизмы находились в диапазоне 1,0-23 мЗв. Эффективные дозы и коэффициенты перехода будут в основном зависеть от структуры (количество фаз рентгеноскопии и выбор проекций облучения пациента) и параметров рентгеноскопических исследований (частота кадров рентгеноскопии и энергетические характеристики рентгеновского пучка). Рассчитанные коэффициенты перехода на 150% выше по сравнению с данными европейских нормативных документов. Но они сопоставимы с данными из Великобритании и Восточной Европы. Заключение: разработанная модель исследования бариевой клизмы позволяет с достаточной точностью описать структуру исследования. Максимальный вклад в дозу пациента обусловлен облучением в переднезадней проекции; минимальный – облучением в боковой и косой проекциях. Разработаны следующие практические рекомендации по оптимизации проведения ирригоскопии: уменьшение количества фаз обследования; уменьшение облучения пациентов в переднезадней проекции; использование наименьшей частоты кадров рентгеноскопии; ограничение поля облучения размером области интереса; ограничение времени воздействия на пациента в пределах отдельных этапов.

Assessment of the effective doses frombarium enema examinations Background: Fluoroscopic examinations of the colon with barium contrast (barium enema)are commonly associated with relatively high patient doses due to highly variable methodology of the examination. Currently, there are no standard protocols for this examination in Russia and the patient dose data is unreliable. Hence, obtaining objective information on the patient doses and the parameters of the barium enema examination will allow identifying factors affecting the patient doses, and optimizing these examinations. Aim of the study: The aim of this study was to assess the effective doses from barium meal examinations, to calculate theconversion factors from dose area product to effective dose, to identify the factors impacting the effective doses and to optimize the barium enema examinations. Materials and methods: The study was based on data collected in the X-ray unit of the surgical department of the St-Petersburg Mariinsky hospital. The data on examination protocols, structure of the barium enema examinations and patient doses was collected for 30 standard patients using manual data collection and dedicated spreadsheets. A model of patient exposure during barium meal examination was developed based on the collected data on fluoroscopy protocols and adult patient irradiation geometry. Conversion coefficients were calculated using PCXMC 2.0 software. Complete examinations were converted into a set of typical fluoroscopy phases and X-ray images, specified by the examined anatomical region and the projection of patient exposure. Conversion coefficients from dose-area product to effective dose were calculated for each phase of the examination, and for the complete examination. Results: Effective doses from barium enema examination lied in the range of 1,0-23 mSv. Effective doses and the conversion coefficients would be mainly be influenced by the structure (number of fluoroscopic phases and selection of the projections of irradiation of the patient) and by the parameters of the fluoroscopic examinations (fluoroscopy frame rate and energy characteristics of the X-ray beam). That significantly complicates the use of single CCs for a selected examination, especially in the absence of common clinical protocols. The calculated conversion factors are higher up to 150% compared to the data from the European regulatory documents. But they are comparable to data from the UK and Eastern Europe. Conclusion: The developed model of barium enema examination allows describing the structure of the examination with proper accuracy. The maximum contribution to the patient's dose is due to irradiation in the anterior-posterior projection; minimum – irradiation in lateral and oblique projections.The following practical recommendations for the optimization of barium enema examinations were developed:reduction in the number of phases of examination; reduction of irradiation of patients in the anterior-posterior projection;the use of the lowest fluoroscopy frame rate; limitation of the irradiation field to the size of the area of interest;limitation of the time of exposure of the patient within the individual stages.