Оценка доз облучения пациентов при рентгеноскопическом исследовании верхнего отдела желудочно-кишечного тракта

Зинкевич Ксения Вадимовна

Оценка доз облучения пациентов при рентгеноскопическом исследовании верхнего отдела желудочно-кишечного тракта

Аннотация дипломной работы студентки 602 группы Зинкевич Ксении Вадимовны на тему «Оценка доз облучения пациентов при рентгеноскопическом исследовании верхнего отдела желудочно-кишечного тракта» Научный руководитель: к.м.н., доц. Камышанская Ирина Григорьевна Актуальность: На сегодняшний день внедрение современной цифровой низкодозной техники для проведения рентгенологических исследований привело к общему снижению дозовой нагрузки на пациентов рентгенологических исследований общего назначения. Тем не менее, по данным радиационно-гигенической паспортизации, рентгеноскопические исследования находятся на третьем месте, как по числу выполненных исследований, так и по вкладу в коллективную дозу (после КТ и рентгенографии с флюорографией). Для выполнения требований по защите пациентов от медицинского облучения необходимо обладать сведениями о реальных дозовых нагрузках пациентов при проведнии высокодозовых исследований, характериузющихся отсутсвием стандартных клинических протоколов и высокой индивидуальной субъективностью проведения. Практическая значимость: Данная работа представляет собой первую в отечественной практике попытку не только определить реальные дозовые нагрузки пациентов от рентгеноскопических исследований верхнего отдела ЖКТ как в измеряемых, так и в расчетных дозовых величинах (ПДП и эффективная доза, соответственно), но и предложить различные варианты методов определения эффективной дозы, как для экспериментальных работ по отимизации, так и для использования прсоналом отделений лучевой диагностике в повседневной практике. Цель исследования: оценка эффективных доз пациентов при проведении рентгеноскопических исследований пищевода и желудка. Задачи: 1) Сбор антропометрических данных пациентов и технических параметров проведения рентгеноскопического исследования, анализ их вклада в дозы пациента. 2) Разработка модели рентгеноскопического исследования пищевода и желудка (верхнего отдела желудочно-кишечного тракта). 3) Определение эффективной дозы пациента при рентгеноскопии верхнего отдела ЖКТ. 4) Определение значений коэффициентов перехода от произведения дозы на площадь к эффективной дозе. Материалы и методы: Объектами являлись рентгеноскопические исследования пищевода и желудка с бариевым конрастом. Для выборки из 35 пациентов, репрезентативных для данного рентгеновского кабинета, были собраны антропометрические параметры, сведения о струтуре исследования и параметры его проведения. Каждое рентгеноскопическое исследование было разделено на этапы просвечивания и рентгеновские снимки. Для каждого этапа фиксировались физико-технические параметры: напряжение, время просвечивания, размер поля, расстояние источник-приемник, проекция в которой производилось облучение; также фиксировалось значение произведения дозы на площадь. Исследования были записаны в цифровом виде в формате DICOM. На основании собранных данных с помощью программного обеспечения PCXMC 2.0 была разработана модель рентгеноскопического исследования верхнего отдела желудочно-кишечного тракта для определения эффективных доз пациентов. Данная модель основана на упрощенном представлении рентгеноскопического исследования в виде статического облучения пациента в нескольких типовых полях, с учетом различных геометрий облучения и основных дозообразующих параметров проведения исследования. Были определены коэффициенты перехода от произведения дозы на площадь к эффективной дозе для отдельных проекций и для всего исследования в целом. Результаты: Разработанная модель облучения при проведении рентгеноскопических исследований позволила оценить эффективную дозу за каждый этап исследования. Выполненный корреляционный анализ показал, что главными дозообразующими факторами в данном исследовании являлись антропометрические характеристики пациентов (вес и индекс массы тела), количество этапов внутри отдельного исследования и полное время облучения пациента. К основным дозообразующим факторам также относятся скорость проведения исследования и площадь поля облучения; однако, для всей выборки пациентов в данном исследовании они были постоянными. Максимальный вклад в дозу пациента вносит облучение в передне-задней проекции; минимальный – облучение в боковых и косых проекциях. Следует отметить, что доза от рентгеновских снимков вносила крайне незначительный вклад в общую дозу за исследование (менее 10% от всей дозы). Полученные коэффициенты перехода сопоставимы с значениями, представленными в зарубежных источниках. Эффективные дозы для выбранных рентгеноскопических исследований по своим значениям приближаются к дозам от компьютерной томографии для тех же анатомических областей. Выводы: 1) На дозу облучения более влияет вес исследуемого человека, чем рост, тогда как пол и возраст пациента с дозой не коррелируют. Отсутствует корреляция между диагнозом пациента и его дозовой нагрузкой, равно как и числом этапов рентгеноскопии и временем просвечивания. 2) С увеличением времени и скорости рентгеноскопии, числа фаз исследования и количества снимков, достоверно увеличивается доза, получаемая пациентом. 3) Разработанная модель рентгенологического исследования верхнего отдела ЖКТ, позволяет определять эффективную дозу пациентов с достаточной точностью. 4) Рассчитанные коэффициенты перехода произведения дозы на площадь (ПДП) в эффективную дозу оказались выше стандартных вплоть до полутора раз. Данные коэффициенты перехода находятся в высокой зависимости от проекции исследования и энергии излучения.

Медицина и здравоохранение

Дипломы

Вуз: Санкт-Петербургский государственный университет (СПбГУ)

ID: 587d362e5f1be77c40d588aa

UUID: 4a429023-8db4-4cb7-a7c4-5d07fe5b69f5

Язык: Русский

Опубликовано: около 7 лет назад

Просмотры: 934

Зинкевич Ксения Вадимовна

Источник: Санкт-Петербургский государственный университет

Комментировать 0

Рецензировать 0

Скачать - 3182366 bytes

Поделиться работой

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет» Кафедра онкологии Допускается к защите Заведующий кафедрой д.м.н., проф., Орлова Р. В. « »________________ ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА НА ТЕМУ: ОЦЕНКА ДОЗ ОБЛУЧЕНИЯ ПАЦИЕНТОВ ПРИ РЕНТЕНОСКОПИЧЕСКОМ ИССЛЕДОВАНИИ ВЕРХНЕГО ОТДЕЛА ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА. Выполнила студентка 602 группы Зинкевич Ксения Вадимовна Научный руководитель к.м.н., доцент Камышанская Ирина Григорьевна Санкт-Петербург 2016 г. 0

Оглавление ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СИМВОЛОВ.........................2 ВВЕДЕНИЕ..........................................................................................................3 Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ..........................................................................7 1.1. Общее понятие о рентгеноскопии..........................................................7 1.1.1. Показания и противопоказания к рентгеноскопии верхнего отдела желудочно-кишечного тракта.........................................................8 1.1.2. Оборудование для рентгеноскопического исследования...............9 1.1.3. Преимущества и недостатки рентгеноскопии..............................12 1.2. Методика проведения рентгеноскопии................................................13 1.2.1. Подготовка пациента к исследованию..............................................13 1.2.2. Контрастирующие агенты..............................................................14 1.2.3. Методики проведения исследования............................................. 16 1.3. Общие требования к защите пациентов от медицинского облучения при выполнении рентгеноскопических исследований..............................25 1.3.1. Дозовые величины, использующиеся в защите пациента от медицинского облучения.......................................................................... 25 1.3.2. Обоснование рентгеноскопических исследований......................32 1.3.3. Оптимизация рентгеноскопических исследований......................33 Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ............................................................... 37 Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ....................................................47 ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................................. 63 ВЫВОДЫ........................................................................................................... 73 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................................74 ПРИЛОЖЕНИЕ................................................................................................. 80 1

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СИМВОЛОВ АСЯ - автоматический стабилизатор яркости; ВД - выходная доза; ГБУЗ - государственное бюджетное учреждение здравоохранения; ЕСКИД - единая государственная система контроля и учета доз; ЖКТ - желудочно-кишечный тракт ИМТ - индекс массы тела ККД - кумулятивная кожная доза МКРЕ - международная комиссия по радиологическим единицам МКРЗ - международная комиссия рентгенологической защиты НКДАР - научный комитет по действию атомной радиации ПДК - пиковая кожная доза ПДП - произведение дозы на площадь ПО - программное обеспечение РИП - расстояние источник-приемник РЭОП - рентгеновский электронно-оптический преобразователь ТВ - телевизионная система с монитором УВИ - усилитель рентгенологического изображения ЭОП - электронно-оптический преобразователь ЭД - эквивалентная доза 2

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы. Растущему применению рентгенологических и радиологических диагностических и лечебных процедур [47] сопутствует медицинское облучение пациентов, а также профессиональное облучения медперсонала. Здесь имеются две противоположные тенденции. Одна из них состоит в том, что старые, более высокодозные, рентгеновские аппараты по степенно заменяются современными цифровыми низкодозными, и поэтому дозы от рентгенодиагностики общего назначения снижаются [3, 13]. Внедрение же инновационной техники (компьютерные томографы, ангиографы) ведет к повышению соответствующих компонентов дозы. В большинстве стран с развитым здравоохранением (уровень I согласно НКДАР) вторая тенденция доминирует, и средняя годовая эффективная доза от медицинского облучения на душу населения приближается к 2 мЗв [47]. Как крайний случай, средняя доза от медицинского облучения на душу населения в США в 2006 г. достигла 3 мЗв и впервые превысила годовую дозу от природных источников излучения [13, 16, 40-41]. В России пока преобладает первая тенденция, и средняя годовая эффективная доза от медицинского облучения на душу населения находится на уровне менее 1 мЗв (0,5 мЗв в 2014 г.) и пока не растет. Однако, если экономический рост в стране продолжится и будет сопровождаться развитием здравоохранения и, в частности, расширением парка современной аппаратуры для специальных исследований, есть основания ожидать рост уровней медицинского облучения в ближайшем будущем [7, 13, 16, 19]. Радиационная защита от медицинского облучения пациентов необходима, чтобы ограничить их облучение уровнями, которые необходимы для достижения медицинских целей диагностики и лечения, но их не превышают [16, 49]. Для деликатного решения этой непростой 3

задачи разработана современная международная методология и инструменты защиты, которые успешно внедряются во многих странах с развитым здравоохранением [35, 48]. В России эти методы известны и частично внедрены через систему регулирования и надзора; однако многое еще предстоит сделать, особенно в среде лиц, реально определяющих уровни медицинского облучения – врачей-рентгенологов и радиологов, а также технического персонала медучреждений [16, 19]. Современную ситуацию медицинского облучения в России удобно охарактеризовать на материалах последнего Справочника НИИ радиационной гигиены «Дозы облучения населения Российской Федерации в 2014 году», С.-Петербург, 2015, и Радиационно-гигиенического паспорта Российской Федерации, Москва, 2015 [22, 28]. Суммарное количе ство всех диагно стиче ских рентгенорадиологических процедур, выполненных в 2014 году, достигло 268 млн., что означает 1,8 процедуры в год на душу населения России, несколько больше, чем в предыдущие годы. Данные о дозах у населения Российской Федерации за счет медицинских диагностических рентгенорадиологических исследований получены с учетом информации, поступающей по форме 3-ДОЗ в систему ЕСКИД, а также приведенной в радиационно-гигиеническом паспорте Российской Федерации за 2014 год [22, 28]. По данным статистики диагностических рентгенорадиологических п р о ц е д у р в Р о с с и й с ко й Ф е д е р а ц и и в 2 0 1 4 год у н а д о л ю флюорографических, рентгенографических, рентгеноскопических и КТисследований пришлось соответственно 84.3, 172.9, 2.1 и 7.1 млн. процедур. Процентный вклад каждого вида исследования в коллективную дозу также соответственно составил 10.6%, 29.5%, 8.8% и 39.8% [7, 28]. 4

Наибольший вклад в коллективную дозу медицинского облучения населения России в 2014 году уже второй год подряд вносит компьютерная томография (40 %). Это согласуется с общемировой тенденцией, особенно в странах с развитой медициной. Ненамного меньше вклад рентгенографии (30 %) [4]. Рентгеноскопические исследования находятся на третьем месте, как по числу выполненных исследований, так и по вкладу в коллективную дозу (после КТ и рентгенографии с флюорографией) [7, 22, 28]. Таким образом, многогранная динамическая картина медицинского облучения населения России требует адекватного регулирования, контроля и надзора. Для практического улучшения состояния радиационной безопасности при использовании излучения в отечественной медицине за период 2015 год и далее, необходима разработка и внедрение в практику комплекса регулирующих и образовательных мер, основанных на современной международной методологии и положительном опыте, накопленном в СССР и России [13]. Цель работы: о ц е н к а э ф ф е к т и в н ы х д о з п а ц и е н т о в о т рентгеноскопических исследований пищевода и желудка. Задачи: 1. Сбор антропометрических данных пациентов и технических параметров проведения рентгеноскопического исследования, анализ их вклада в дозы пациента. 2. Разработка модели рентгеноскопического исследования пищевода и желудка (верхнего отдела желудочно-кишечного тракта). 3. Определение истинной эффективной дозы пациента при рентгеноскопии верхнего отдела ЖКТ. 4. Уточнение значений коэффициентов перехода от произведения дозы на площадь к эффективной дозе. 5

Практическая значимость. Д л я о су щ е с т вл е н и я п р о ц е с с а обеспечения радиационной безопасности в медицине в целом и защиты пациентов от медицинского облучения, в частности, необходимо иметь достоверные сведения о дозовых нагрузках пациентов [7, 16, 48]. Особенно актуально данное требование для методик, характеризующихся отсутствием стандартизации протоколов проведения и высокими дозовыми нагрузками пациентов: рентгеноскопия, ангиография и интервенционные исследования. По двум последним видам процедур уже имеются работы [25-26]. Однако эффективные дозы от контрастных рентгеноскопических исследований пищевода и желудка в отечественных источниках отсутствуют. В настоящее время эффективные дозы от рентгеноскопических исследований определяются согласно методическим указаниям [19] с использованием коэффициентов перехода от измеряемой дозовой величины (произведения дозы на площадь - ПДП) к эффективной дозе. Данные коэффициенты приведены для конкретных геометрии и условий проведения исследования (в положении пациента в задне-передней позиции, т.е. рентгеновская трубка облучает пациента со стороны спины) и равны для пищевода и желудка 1.4 и 1.6, соответственно. Приведенные коэффициенты были определены более 15 лет назад и с тех пор не изменялись [16, 19]. Использование дозиметра ДРК-1 в рентгенологическом кабинете Мариинской больницы, также не дает достоверной информации о получаемой пациентом дозе. Таким образом, чрезвычайно актуальным является получение объективной информации о дозах пациентов при проведении рентгеноскопических исследований верхнего отдела ЖКТ. Наличие подобной информации позволит, как выявить факторы, максимально влияющие на дозы пациентов, так и определить новые коэффициенты перехода для простого определения эффективных доз. 6

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Общее понятие о рентгеноскопии. Рентгеноскопия (просвечивание) - рентгенологическое исследование в режиме реального времени, при котором на рентгеновском флюоресцирующем или на телевизионном экране получают динамическое изображение, что позволяет изучать двигательную функцию органов (пульсацию сердца и крупных сосудов, моторику желудочно-кишечного тракта, дыхательные движения и т. д.) и выбирать оптимальную проекцию для отображения патологических изменений [17, 30]. В клинической практике рентгеноскопия используется в виде нескольких основных методик обследования: 1) ирригоскопия, 2) рентгеноскопия пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки, 3) рентгенологическое исследование сердца с контрастированным пищеводом, 4) рентгеноскопия лёгких, 5) ангиография [1, 17, 31]. Рентгенологиче ско е исследование пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки проводится с применением рентгеноскопии и рентгенографии при разных положениях тела пациента. Заключается в получении информации о функции, анатомии этих и смежных органов на экране монитора и/или на пленке [17, 31, 43]. Целью рентгеноскопического исследования верхнего отдела пищеварительного канала является оценка анатомо-функционального его со стояния, а при поражении - определение характера и распространенности имеющихся патологических изменений [17, 31, 43, 51]. Приведем список симптомов, наиболее часто выявляемых при рентгеноскопии верхнего отдела желудочно-кишечного тракта: 7

1. Изменение положения пищевода и желудка (при врожденных аномалиях строения органов пищеварения, опущении желудка, предшествующих операциях, опухолях органов средостения, гипертрофии миокарда). 2. Сужение просвета пищевода или желудка (опухоли, стриктуры, рубцовые сужения при язвах, химических ожогах, повышение тонуса мышечной стенки). 3. Расширение просвета (при ахалазии кардии – расширение пищевода, при стенозе привратника – расширение желудка). 4. Нарушение целостности стенки (перфорации стенок пищевода или желудка при язвах, симптом «ниши» при язве). 5. Дефект наполнения (полипы, инородные тела, злокачественные опухоли). 6. Изменение рельефа слизистой оболочки (уменьшение складчатости слизистой при атрофическом гастрите, лучеобразное схождение складок слизистой к язвенной «нише») [12, 17, 23, 30]. 1.1.1. Показания и противопоказания к рентгеноскопии верхнего отдела желудочно-кишечного тракта. Рентгенологическое исследование верхнего отдела желудочнокишечного тракта (ЖКТ) выполняется по строгим клиническим показаниям. Оно оправдано, если не может быть заменено другим исследованием, сопряженным с меньшим риском или неудобствами для пациента. Исследование беременных женщин проводят только по жизненным показаниям и в условиях максимального снижения лучевой нагрузки [1, 5, 17, 18]. Назначение на исследование производит врач, принимающий пациента в лечебно-профилактическом учреждении. Направление должно быть изложено в письменном виде на специальном бланке установленного образца, в амбулаторной карте или истории болезни пациента. В 8

направлении должна быть указана конкретная цель исследования и изучаемая анатомическая область. В настоящее время рентгеноскопию, как самостоятельный метод исследования применяют редко, чаще её используют в качестве уточняющей и вспомогательной методики [12, 17]. Рентгеноскопия верхнего отдела ЖКТ показана при наличии клинических симптомов заболевания: боли в эпигастральной области, связанные с приемом пищи (или ночные «голодные» боли); периодические тошнота и рвота; дисфагия; нарушения стула (поносы, запоры); отрыжка; изжога; наличие крови в испражнениях; стремительное похудание; анемия неизвестного происхождения; признаки нарушения проходимости пищевода или желудка [23, 45-46]. Также контрастная рентгеноскопия желудка может назначаться при наличии ранее установленных заболеваний ЖКТ для определения динамики их течения (язва желудка, доброкачественные и злокачественные опухоли, пилоростеноз и др.) [31]. С помощью этого метода можно получить данные об эффективности проводимой терапии или о результатах оперативного лечения. Еще одно показание к исследованию – наличие предраковых заболеваний ЖКТ или наследственной предрасположенности к новообразованиям (полипоз, рак) [1, 5, 12, 17, 23]. П р о т и в о п о к а з а н и я м и д л я п р о в е д е н и я ко н т р а с т н о го рентгеноскопического исследования верхнего отдела ЖКТ (с барием) являются: 1) беременность; 2) аллергия на барий содержащие вещества; 3) непрекращающееся пищеводное или желудочное кровотечение; 4) нарушение целостности стенки полого органа (перфорация); 5) присутствие инородного тела; 6) непроходимость кишечника; 7) тяжелое соматическое состояние пациента [12, 17, 23]. 1.1.2. Оборудование для рентгеноскопического исследования. Для проведения рентгеноскопических процедур необходим стандартный флюороскопический аппарат, оборудованный усилителем 9

рентгеновского изображения (УРИ) и телевизионной системой с монитором (ТВ). Рентгеновские изображения просматриваются на мониторе. Рентгеновская трубка в стандартном (аналоговом) рентгенодиагностическом аппарате располагалась под столом, а приёмник излучения с УРИ – над столом. В новых моделях рентгеноскопических аппаратов, в виде телеуправляемых столах-штативах, наоборот, излучатель расположен над столом, а УРИ под ним [31]. На мониторе демонстрируется изображение, которое передает телевизионная камера, расположенная в УРИ. Один монитор находится в процедурной рентгеновского кабинета, второй в комнате управления. В УРИ происходит преобразование рентгеновского излучения в световой сигнал, который считывает телевизионная камера. УРИ представляет в а к у у м н ы й п р и б о р , в ко т о р о м и м е е т с я в ход н о й б о л ь ш о й фл ю о р е с ц и ру ю щ и й э к р а н , ф ото катод , в ы ход н о й ( м а л ы й ) флюоресцирующий экран, оптическая система линз для превращения перевернутого изображения на малом экране в прямое. Ускоряющее поле между экранами равно 25000 В [15, 31]. Рентгеновы лучи, проходя через объект исследования, попадают на входной экран и вызывают его свечение [14, 15]. Фотокатод под действием этого излучения выбивает электроны. Фотоэлектроны, ускоренные электрическим полем, переносятся на выходной малый экран, где электронное изображение снова преобразуется в световое [2]. В основе усиления яркости рентгеновского изображения – два фактора: 1) увеличение светового потока на малом экране вследствие наличия большого ускоряющего напряжения между большим и малым экраном, 2) электронно-оптическое преобразование (ЭОП) с уменьшением изображения. Яркость свечения экрана усиливается до 7000 раз, при этом коэффициент уменьшения равняется 10-14 [30, 31, 43]. Применение ЭОПа позволяет различать детали величиной 0,5 мм, т. е. в 5 раз более мелкие, чем при обычном рентгенологическом исследовании. Диаметр рабочего поля ЭОПа зависит от марки аппарата, он бывает размеров: 5, 7, 9, 11 и 12 10

дюймов (12,5; 17,5; 22,5; 27,5 и 30 см, соответственно). Чем больше диаметр поля ЭОПа, тем он дороже, но при этом ухудшается его разрешающая способность [14, 15, 17, 31]. Рисунок 1. Схематическое изображение получения конечного изображения при рентгеноскопическом исследовании а - цифровое изображение (без искажения) б - аналоговое изображение (с радиальным искажением) 11

Рисунок 2. Схематическое изображение структуры современного рентгеноскопического аппарата, использующего аналогово-цифровое преображение изображения 1.1.3. Преимущества и недостатки рентгеноскопии. К преимуществам рентгеноскопии следует отнести: 1) Исследование объекта происходит в режиме реального времени, что дает возможность оценить не только морфологию органа, но и его функцию – смещаемость, сократимость, перистальтика, способность прохождения по ЖКТ рентгеноконтрастного вещества. 2) Возможность проводить полипозиционное исследование объекта благодаря подвижным штативам, что делает исследование более информативным. 3) Возможность выполнения под контролем рентгеноскопии малоинвазивных манипуляций и операций. 4) Возможность оценить под рентгеноскопическим контролем функцию смежных органов (пульсация сердца, сосудов, подвижность диафрагмы). 5) Относительная дешевизна и доступность метода [9, 14, 17]. 12

К недостаткам рентгеноскопического исследования причисляют: 1) Субъективность метода, так как функцию и отдельные этапу исследования ЖКТ оценивает врач-рентгенолог, после исследования остается только его заключение. 2) Оп ераторозави симо сть – каче ство изображения, его информативность, время исследования напрямую зависит от степени квалификации врача-рентгенолога. 3) Отсутствие стандартизированных схем исследования. 4) Относительно высокая доза облучения пациента в сравнении с рентгенографией и более низкое пространственное разрешение (2-3 пары линий/мм) [16, 17, 28]. 1.2. Методика проведения рентгеноскопии. 1.2.1. Подготовка пациента к исследованию. Исследование выполняется натощак, перед исследованием нельзя есть, пить в течение 8-10 часов. При нарушении прохождения пищи по ЖКТ в течение трех суток до процедуры рекомендуется соблюдать диету [5, 12]. Следует исключить продукты, вызывающие метеоризм (бобовые, черный хлеб, жирные, жареные, копченые блюда, фрукты, овощи). Предпочтение отдается нежирному отварному мясу (курица, говядина), нежирной рыбе, белому черствому хлебу, кашам на воде, яйцам. При запоре накануне обследования надо сделать очистительную клизму. Если у пациента имеется непроходимость пилорического отдела, то перед исследованием желудок промывают с помощью зонда [10, 11, 12, 23]. В случаях гипертонуса и раздражения пищеварительной трубки начинают с фармакологической подготовки пациента – релаксации желудка и уменьшения амплитуды его сокращений. Для этого используют подкожное введение 1–1,5 мл 0,1% раствора атропина или 2–4 мл 0,1% раствора метацина за 15–20 мин до исследования [5, 37]. Можно принять под язык 1–3 таблеток аэрона (с началом исследования через 15 мин после 13

их растворения). Далее следует введение в желудок взвеси бария и газообразующей смеси. Для исследования пищевода в условиях двойного контрастирования пациенту будет достаточно перед употреблением бариевой взвеси принять порошок или гранулы, выделяющие углекислый газ в просвете желудка [10, 11, 23, 24]. Непосредственно перед процедурой необходимо снять с себя любые украшения, удалить съемные зубные протезы [5, 23]. 1.2.2. Контрастирующие агенты. Д л я в и з у а л и з а ц и и ж е л уд о ч н о - к и ш е ч н о г о т р а к т а п р и рентгенологических исследованиях используются рентгенонегативные и р е н т г е н о п о з и т и в н ы е ко н т р а с т н ы е в е щ е с т в а [ 1 7 , 3 1 , 5 1 ] . Рентгенонегативные контрастные средства включают в себя воздух, углекислый газ СО2, и в норме присутствующий газ в желудка. Для получения двукислого углерода наиболее часто используют кристаллы кальция и магния карбоната или цитрата [31, 42, 44]. С ул ь ф а т б а р и я ( B a S O 4 ) н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н н ы й рентгенопозитивный контраст, который используется для визуализации ЖКТ и упоминается просто, как барий. Порошкообразный сульфат бария смешивают с водой перед применением. Это соединение, представляющее собой соль бария, является сравнительно инертным из-за его плохой растворимости в воде и других водных растворах, таких, как кислоты. Все другие соли бария, как правило, являются токсичными или ядовитыми для человече ского организма. Поэтому, порошки сульфата бария, использующиеся в медицинской радиологии, должны быть химически чистым [24]. Единственное возможное негативное воздействие на организм пациента – аллергическая реакция, возникающая крайне редко. Водный раствор бария сульфата инертен для слизистой кишки и выходит из организма вместе со стулом. Водный раствор сульфата бария представляет собой коллоидную суспензию, причем исследования показали, что 14

наиболее безопасным способом приготовления раствора является смешивание воды и порошка один к одному [31, 42-46]. Прием небольшого количества контрастного вещества используют для изучения акта глотания, функции пищеводно-желудочного жома, характера заполнения желудка. С помощью серии снимков на пленках 24 × 30 см и прицельных рентгенограмм с применением дозированной компрессии исследуют рельеф внутренней поверхности желудка (положение, величина, форма, очертания и эластичность складок слизистой оболочки). Прием 200–250 мл бариевой взвеси позволяет оценить положение, форму, величину, контуры, перистальтическую деятельность, смещаемость желудка и двенадцатиперстной кишки [23, 42-46, 51]. Для повышения диагностики заболеваний верхнего отдела ЖКТ широко используется метод двойного контрастирования [1, 5, 48]. При двойном контрастировании используются рентгенопозитивные и рентгенонегативные контрастные средства, как правило, это водный раствор бария и воздух. Впервые данная методика была использована и разработана в Японии, где, как известно, высокий уровень заболеваемости раком желудка [51]. Для достижения наилучшего результата рекомендуется использовать при проведении исследования стандартный набор для двойного контрастирования, который включает два пакета: 1) смесь сульфата бария с цитратом натрия, сорбитом, полидиметилсилоксаном и поливиниловым спиртом; 2) смесь лимонной кислоты с двууглекислым натрием. Многие пользуются просто смесью лимонной кислоты и бикарбоната кальция (по 1,5 г каждого) или фармакологическими препаратами (например, уроданом), но при этом нужного растяжения желудка газом часто не достигается. Взвесь сульфата бария, как правило, вводят в два приема: вначале 1/3 общего количества, а затем оставшиеся 2/3 с последующим полипозиционным исследованием пациента в вертикальном и горизонтальном положении с поворотами на 360° [18, 45, 51]. 15

Главными задачами двойного контрастирования являются: 1) полноценное растяжение желудка газом; 2) покрытие тонким слоем с ул ь ф ат а б а р и я в с е й в н у т р е н н е й п о в е р х н о с т и ж е л уд к а и двенадцатиперстной кишки; 3) отображение на рентгенограммах в разных проекциях и при разных положениях тела больного всех отделов желудка; 4) чёткое изображение контуров желудка и двенадцатиперстной кишки, необходимых деталей, вплоть до очагов размерами 1–2 мм. Основным показателем является отображение желудочных полей (areae gastricae) [4651]. 1.2.3. Методики проведения исследования. Многолетний опыт отечественных и зарубежных ученых в диагностике заболеваний желудка, показал в 1940-1950гг значительную ограниченность возможностей стандартного рентгенологического исследования. Следующие два-три де сятилетия рентгенологи предпринимали множество попыток создать специальную методику рентгенологического исследования верхнего отдела ЖКТ. Такие авторы как Штерн В. Н. (1941), Тагер И. Л. (1938), Цыбульский Б. А. (1958), Соколов Ю. Н. и Говзман С. Г. (1961), Антонович В. Б. (1962), Розенштраух Л. С. (1973), A. Vallebona (1957), F. Racchiusa (1956), P. Porcher (1959), W. Teschendorf (1964) и др. доказали преимущества дополнительных методик, таких как двойное контрастирование желудка, диагностический пневмоперитонеум и др., позволивших значительно повысить эффективность рентгенологического исследования верхнего отдела ЖКТ [1, 17]. Широкое распространение получило в 70-80-е годы предложенное японским автором Schirakabe H. (1966, 1972) первичное двойное контрастирование, как самостоятельный метод [1]. Данный метод развивали Власов П. В. и Якименко В. Ф. (1984), Королюк И. П. (1984), Schutz E. (1979), Laufer J. (1977) и другие. Однако опыт ряда ученых (Соколов Ю. Н., Портной Л. М., Китаев В. В., Keto P., Lavelle M. и др.) 16

показал, что первичное двойное контрастирование целесообразнее использовать, как один из компонентов стандартного рентгенологического исследования, а не как самостоятельный метод. H. Shirakabe и H. Jchikama стали использовать при первичном двойном контрастировании компрессию, чтобы добиться лучшего покрытия слизистой и визуализации мелких деталей. Сочетание стандартного исследования и двойного контрастирования было названо автором Marshak R. (1983) двухфазным обследованием [1, 5, 17]. Методика Антоновича В. Б. (1987) описывается следующим образом. Первый начальный этап производят в вертикальном положении пациента. Этап заключается в обзорном просвечивании грудной и брюшной полостей без использования контраста [1]. Второй этап исследования проводится с контрастированием. В качестве контрастного вещества используется сульфат бария в виде мелкодисперсного порошка. Первые один-два глотка контрастного вещества используют для обзорного изучения рельефа слизистой оболочки тела и антрального отдела желудка, по мере необходимости применяют дозированную компрессию [1]. Третий этап происходит в горизонтальном положении пациента. Проекцию в положении лежа на спине и правую косую проекцию используют для исследования пневморельефа антрального отдела, горизонтальное положение на животе, прямую, левую косую и боковую проекции – верхнего отдела и тела желудка. В процессе исследования рельефа и пневморельефа обязательно производят серию снимков, используя при необходимости дозированную компрессию для уточнения деталей [1]. Методика рентгеноскопического исследования верхнего отдела ЖКТ авторов Портного Л. М. и Дибирова М. П. (1993) выполняется в условиях двойного контрастирования и состоит из последовательной записи этапов рентгеноскопии и фиксации рентгенографических снимках в пяти 17

стандартных проекциях. Для создания двойного контраста используются газообразующие гранулы и взвесь бария [18]. Первый этап состоит из кратковременного обзорного просвечивания брюшной полости и области желудка обследуемого, находящегося в вертикальном положении. После этого обследуемый принимает внутрь газообразующие гранулы, запивая их бариевой взвесью [18]. Второй этап состоит из кратковременного просвечивания в вертикальном положении обследуемого после принятия контрастирующих веществ, с помощью которого врач получает представление о функции кардинальной части пищевода и области кардии [18]. Третий этап включает переведение обследуемого из вертикального в горизонтальное положение в помощью стола-штатива и последовательную фиксацию рентгенографических снимков в трёх первых стандартных проекциях: 1) горизонтальная левая задняя косая проекция; 2) горизонтальная правая передняя косая проекция; 3) горизонтальная прямая проекция [18]. Четвёртый этап состоит произведения в вертикальном положении обследуемого снимков в оставшихся двух стандартных проекциях: 1) вертикальная левая передняя косая проекция; 2) вертикальная правая передняя косая проекция [18]. Также авторы подчёркивают важность стандартизации проведения м е т од и к и р е н т г е н о л о г и ч е с ко г о и с с л е д о в а н и я ж е л уд к а : 1 ) Полипозиционность – создание врачом-рентгенологом оптимальных проекционных условий для выявления признаков, позволяющих с определенной степенью достоверности оценить состояние желудка; 2) Обязательность рентгенографического цикла исследования – произведение достаточного количества рентгенограмм с изображением всех частей органа для большей информативности [18]. Методика Власова П. В. и Якименко В. Ф., предложенная в статье от 2006 года, подразумевает проведение рентгеноскопического исследования 18

верхнего отдела ЖКТ в восемь этапов. Исследование проводится также с п омощ ь ю методи к и двойного конт растирования, в каче стве контрастирующего агента используется вещество Бар-ВИПС, а как газообразующую смесь – 3 г питьевой соды или 2 г лимонной кислоты, также допустимо использование уродана. Непосредственно перед проведением исследования обследуемый принимает 30 мл разведенного контрастного вещества, после чего производится раздувание желудка. Сразу же после этого обследуемый ложится на деку стола рентгеновского аппарата лицом вниз [5]. Первый этап производится в горизонтальном положении обследуемого на животе с целью исследования передней стенки желудка [5]. Второй этап осуществляется в горизонтальном положении обследуемого лежа на спине после дополнительного принятия 150 мл контраста. Данный этап предназначен для изучения задней стенки дистальной половины тела и антрального отдела желудка за исключением препилорической области, которая при этом обычно перекрывается двенадцатиперстной кишкой. В такой проекции хорошо виден угол и синус желудка [5]. Третий этап проводится в правой косой проекции в положении обследуемого на спине с небольшим поворотом на левый бок и предназначен для изучения препилорического отдела желудка, нижней трети тела желудка и всей двенадцатиперстной кишки, которая при этом выступает из-за антрального отдела [5]. Четвертый этап производится в левой косой проекции с приподнятым головным концом штатива под углом около 45 градусов, предназначен он для визуализации тела желудка [5]. Пятый этап проходит в правая косой проекции в вертикальном положении пациента и служит для изучения эзофагокардиального перехода 19

и свода желудка. На данном этапе производится снимок в момент продвижения контрастной массы через эзофагокардиальный переход [5]. Шестой этап производится в левой боковой проекции в вертикальном положении обследуемого, предназначен для изучения верхнего отдела желудка, особенное значение проведение данного этапа имеет при каскадном перегибе желудка. Снимок также выполняется в момент прохождения контрастной взвеси через эзофагокардиальный переход [5]. Седьмой этап направлен на изучение в прежнем положении дистального отдела желудка в условиях дозированной компрессии для исследования луковицы двенадцатиперстной кишки [5]. На восьмом этапе исследуются глотка и пищевод в вертикальном положении пациента в прямой и обеих косых проекциях. Эффект двойного контрастирования пищевода достигается путем быстрого заглатывания 2-3 глотков бариевой взвеси непосредственно друг за другом [5]. Завершается исследование девятым этапом, на котором изучаются желудок и двенадцатиперстная кишка в условиях тугого заполнения бариевой взвесью. С помощью прицельных снимков в вертикальном положении пациента исследуется луковица двенадцатиперстной кишки [5]. В атласе рентгенографического позиционирования и процедур группы авторов Long B. W., Rollins J. H., Smith B. J. методика изложена в 3 этапа, также с использованием в качестве двойного контраста взвеси бария и газообразующего вещества в виде порошка или кристаллов. На каждом этапе при необходимости выполняются рентгенографические снимки нужной исследуемой области пищеварительного тракта с использованием следующих стандартных проекций: передне-задней, задне-передней и косых, в вертикальном или горизонтальном положении обследуемого [43]. Первый этап предполагает просвечивание брюшной полости, для того, чтобы осмотреть печень, селезенку, почки, поясничные мышцы, костные структуры и обнаружить какие-либо кальцификаты или опухолевые массы брюшной или тазовой области [43]. 20

Второй этап исследования начинается после приема внутрь контрастного вещества в горизонтальном положении обследуемого лежа на животе. В процессе данного этапа происходит рентгеноскопическая запись и фиксирование рентгенографических снимков пищевода, желудка, и двенадцатиперстной кишки [43]. При поступлении контрастного вещества в просвет тонкой кишки начинается третий этап исследования, со стоящий из записи рентгеноскопий и фиксации снимков, полученных через небольшие интервалы во время пассажа контраста по тонкой кишке, в результате чего может появиться возможность визуализировать червеобразный отросток и илеоцекальную область [43]. В руководстве авторов K. L. Bontrager и J. P. Lampignano методика представлена следующим образом. Она также включает прием газообразующих веществ и контрастирование взвесью бария [31]. Первый этап является общим обследованием грудной клетки пациента, в том числе сердца, легких, диафрагмы и брюшной полости, в вертикальном положении [31]. В процессе второго этапа пациент держит в левой руке стакан со слабоконцентрированным раствором сульфата бария и прикрывает им левое плечо. Пациент получает указания врача-рентгенолога сколько контраста пить и когда. Наблюдая продвижение бария с экрана флюороскопа радиолог производит полипозиционное обследование, визуализируя рельеф слизистой оболочки пищевода [31]. Тр е т ь и м э т а п о м с л е д у е т о б с л е д о в а н и е ж е л уд к а и двенадцатиперстной кишки пациента в горизонтальном положении и положении Тренделенбурга с жидким (слабоконцентрированным) и кашицеобразным (концентрированным) раствором бария [31]. Таблица 1 21

Сравнительная характеристика методик рентгеноскопического исследование верхнего отдела пищеварительного тракта Методика Антонович В. Б. Количество этапов 3 Портной Л.М. и Дибиров М.П. 4 Власов П.В. и Якименко В.Ф. 8 Long, Rolling, Smith 3 Bontrager, Limpignano 3 Проекции этапов 1) Вертикальная передне-задняя; 2) Вертикальная передне-задняя; 3) Горизонтальная передне-задняя, правая косая 1) Вертикальная передне-задняя; 2) Вертикальная передне-задняя; 3) Го р и з о н т а л ь н а я л е в а я з а д н е - к о с а я , горизонт а льная правая передне-ко с ая, горизонтальная прямая; 4) Вертикальная левая передне-косая; 1) Горизонтальная передне-задняя; 2) Горизонтальная передне-задняя 3) Горизонтальная правая косая; 4) Горизонтальная левая косая в положении Тренделенбурга; 5) Вертикальная правая косая; 6) Горизонтальная левая косая; 7) Горизонтальная левая боковая с компрессией эпигастрия; 8) Вертикальные прямая и косые. 1) Вертикальные передне-задняя, задне-передняя и косые; 2) Горизонтальная задне-передняя; 3) Вертикальныепередне-задняя и косые 1) Вертикальная передне-задняя; 2) Вертикальная передне-задняя и косая; 3) Горизонтальная и в положении Транделенбурга передне-задняя Вышеуказанные методики были разработ аны исходя из расположения рентгеновской трубки под декой рентгеновского стола и, соответственно, расположения приемника рентгеновского изображения над столом. При этом облучение пациента проводилось преимущественно в задне-передней проекции. Данный тип конструкции аналогового (плёночного) рентгеновского аппарата был в первую очередь п р ед н а з н ач е н и я д л я о бе с п еч е н и я ру ч н о го п е р ед в и ж е н и я и позиционирования приемника рентгеновского изображения в процессе исследования. В настоящее время все большее распространение получают рентгеновское аппараты с телеуправляемыми столами-штативами. При 22

этом перемещение рентгеновской трубки и деки стола происходят удаленно из пультовой комнаты рентгеновского кабинета. Не требуется изменять конструкцию рентгеновского аппарата исходя из потребностей врачарентгенолога; можно использовать типовую схему расположения рентгеновской трубки и приемника изображения: трубка – над столом; приемник – под столом. Облучение пациент а производит ся преимущественно в передней проекции. Таким образом, использование методик выполнения вышеописанных рентгеноскопических исследований на аппаратах нового типа затруднительно. П о п р и ч и н е от су т с т в и я с т а н д а рт и з и р о ва н н ы х м е тод и к рентгеноскопического исследования верхнего отдела ЖКТ на телеуправляемых аппаратах нового типа и в виду отсутствия методических указаний по использованию цифровых рентгеновских установок в 2006 году на базе Городской Мариинской больницы города Санкт-Петербурга рентгенологами И. Г. Камышанской и В. М. Черемисиным была разработана модифицированная методика рентгенологического исследования верхнего отдела ЖКТ на отечественном цифровом телеуправляемом рентгеновском аппарате КРТ-ОКО [9-11]. Она состоит из следующих последовательных этапов: 1. Обзорная рентгеноскопия органов грудной полости, в положении пациента стоя, в прямой проекции, с сохранением последнего кадра скопии в памяти компьютера. 2. Обзорная рентгеноскопия органов брюшной полости, в положении пациента стоя, в прямой проекции. Последний кадр скопии верхнего отдела живота в условиях естественной контрастности также сохраняем в памяти компьютера. Пациенту даем в руки стакан с разведенным водой контрастным веществом Бар-ВИПС (50 мл), добавив туда чайную ложку соды без горки для повышения эффективности двойного контрастирования за счет выделения газа при взаимодействии соды и соляной кислоты желудка. 23

3. Рентгеноскопия пищевода с вышеуказанной контрастной взвесью, в положении пациента стоя, в левой лопаточной проекции, с проверкой функции кардиального жома на глубоком вдохе, с записью видеоклипа и выполнением первого прицельного снимка дистального отдела пищевода в фазе рельефа. Используем коллимацию, сближая вертикальные шторки диафрагмы, ограничивая область пищевода. 4. Контрольная рентгеноскопия с контрастированием пищевода, в положении пациента стоя, в прямой проекции, с повторной проверкой продвижения бариевой взвести по пищеводу и оценкой функции кардиального жома, с записью видеоклипа. 5. Рентгеноскопия брюшной полости, в положении пациента стоя, в прямой проекции, с компрессией нижнего отдела тела желудка для получения рельефа слизистой оболочки, с записью видеоклипа и выполнением второго снимка. Используем коллимацию в виде круга, ограничивающего область желудка. Для лучшей визуализации рельефа слизистой оболочки желудка увеличиваем изображение в несколько раз с пульта управления аппарата. 6. Рентгеноскопия брюшной полости, в положении пациента стоя, в прямой проекции, с компрессией выходного отдела желудка и луковицы двенадцатиперстной кишки, с записью видеоклипа и выполнением третьего снимка. Подготовить стакан контрастного вещества Бар-ВИПС (200 мл), добавив туда 1-2 г лимонной кислоты. 7. Контрольная контрастная рентгеноскопия пищевода и желудка, без коллимации, в положении пациента лежа, с опущенным головным концом, в левой лопаточной проекции. Повторно проверяем продвижения контрастной массы по пищеводу и оцениваем функцию кардиального жома, при этом записываем видеоклип и выполняем четвертый снимок области желудка. 24

8. Рентгеноскопия желудка без коллимации, в положении пациента лежа, в правой сосковой проекции, с выполнением пятого снимка области желудка. 9. Рентгеноскопия желудка в фазе тугого контрастирования, в положении пациента стоя, в левой лопаточной проекции. Для этого пациент выпивает всю контрастную массу из стакана. Завершаем исследование выполнением шестого снимка области желудка. В процессе исследования использовали возможности данного аппарата в виде увеличения изображения слизистой оболочки, в виде смещения излучателя под необходимым углом в краниальном или каудальном направлении. Применяли дозированную компрессию специальной искусственной рукой, коллимировали изображение горизонтальными и круглыми шторками. Использовали исследование в положении пациента с опущенным головным концом (Тренделенбурга). Таким образом, исследование включало минимум 6 рентгенограмм и 9 сеансов рентгеноскопии для прицеливания и оценки функции пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки, с использованием импульсной рентгеноскопии со скоростью 2,5 кадра/секунду [10]. 1.3. Общие требования к защите пациентов от медицинского облучения при выполнении рентгеноскопических исследований. 1.3.1. Дозовые величины, использующиеся в защите пациента от медицинского облучения. Произведение дозы (кермы) на площадь поля излучения. Произведение дозы (кермы) на площадь поля излучения PKA определяется как интеграл поглощенной дозы в воздухе (кермы в воздухе) по площади пучка А в плоскости перпендикулярной направлению распространения излучения: PKA  K A a ( A) dA Дж/(кг х м-2) (Гр х см2) 25

Если значение кермы в воздухе приблизительно постоянно в площади пучка (это хорошо соблюдается на практике для небольших площадей пучка), то тогда: PKA   K a ( A) dA  K a  A A Дж/(кг х м-2) (Гр х см2) Важным свойством этой величины является её инвариантность от фокуса трубки до пациента. Поглощенная доза для оценки возникновения стохастических эффектов (органные дозы). Ранее поглощенная доза определялась в точке. МКРЗ рекомендует использовать среднюю поглощенную дозу в органе или ткани, как индикатор вероятности возникновения стохастических эффектов, отдаленных последствий облучения [20-21]. В Публикации 51 МКРЕ средняя поглощенная доза в органе или ткани DT определяется как интеграл от распределения поглощенной дозы в органе деленный на массу этого органа: DT  1 mT  D dm t mT где Dt – поглощенная доза в точке органа или ткани t. Эквивалентная и эффективная дозы. Защитные величины используются для того, чтобы установить пределы облучения и добиться того, что выход стохастических биологических эффектов был бы ниже неприемлемых уровней, а тканевые реакции были бы полностью исключены. Определение защитных величин основано на средней поглощенной дозе излучения R (см. табл. 2) в объеме данного органа или ткани T, DT,R. Излучение R задается видом и энергией излучения, падающего на поверхность тела или испускаемого инкорпорированными в организме радионуклидами. Защитная величина – эквивалентная доза в органе или ткани – определяется как: H T   wR  DT ,R R Дж х кг-1; (Зв) 26

где wR – взвешивающий коэффициент излучения R. Суммирование выполняется для всех видов рассматриваемых излучений. Единицей эквивалентной дозы является Дж х кг-1, имеющей специальное название «зиверт» (Зв) [13, 19]. Таблица 2 Рекомендуемые значения взвешивающих коэффициентов излучения Вид излучения Взвешивающий коэффициент излучения (Зв/Гр) 1 1 2 20 Фотоны Электроны и мюоны Протоны и заряженные пионы Альфа- частицы, осколки деления, тяжелые ионы Нейтроны Непрерывная функция энергии нейтронов Все значения даны для излучения, падающего на поверхность тела, и л и ( д л я и сточ н и ков внут реннего облуч ения ) испущенного инкорпорированными радионуклидами Для фотонов всех энергий МКРЗ использует значение wR = 1 Зв/Гр. Таким образом, для рентгеновского излучения значение поглощенной дозы DT, выраженное в Гр численно равно значению эквивалентной дозы HT, выраженной в Зв [13]. Соотношение между вероятностью возникновения стохастических эффектов и эквивалентной дозой также зависит от количества облученных органов. Поэтому, в качестве дозиметрического критерия вероятности возникновения стохастических вредных последствий облучения была предложена некоторая комбинация органных доз. Для радиационной защиты работников и населения в целом МКРЗ в Публикации 60 [21], определило концепцию эффективной дозы как взвешенной суммы эквивалентных доз в органах и тканях: E   wT  H T T , Зв 27

где wT – взвешивающий коэффициент ткани T и w T T 1 . Суммирование производится по всем органам и тканям организма человека, считающихся чувствительными к индукции стохастических эффектов. Значения wT выбираются так, чтобы представить вклады отдельных органов и тканей в суммарный радиационный вред от развития стохастических эффектов. Единица эффективной дозы, Дж х кг-1, имеет специальное название «зиверт» (Зв) [13, 16]. Концепция эффективной дозы разработана для целей радиационной защиты человека без учета зависимости дозы и радиочувствительности от пола и возраста. Эффективная доза связана с риском радиогенных канцерогенных и наследственных последствий для здоровья: современные номинальные коэффициенты риска стохастических эффектов радиации приняты равными 5,7 х 10–2 Зв–1 для всего населения и 4,2 х 10–2 Зв–1 для персонала (взрослых) [13, 19]. Тем не менее, риск возникновения радиогенных канцерогенных последствий для здоровья существенно зависит от возрастного распределения людей в облученной популяции и в меньшей степени от полового состава. Номинальные значения коэффициентов риска могут быть модифицированы в зависимости от возраста человека в момент облучения как, например, предложено в таблице 3. В этой таблице множитель 1 соответствует человеку в возрасте 30 лет. Все множители представляют собой усредненные значения для обоих полов, хотя риски для женщин всех возрастов немного выше, чем у мужчин. Непосредственно видно, что для последней группы людей (80+) риск пренебрежимо мал, т.к. латентный период между облучением и возникновением опухоли с большой вероятностью будет превышать время дожития представителей этой возрастной группы. С другой стороны, у молодых пациентов органы и ткани более радиочувствительны, и их 28

продолжительность жизни с большой вероятностью будет превышать латентный период [13, 19, 28]. Как правило, возрастное распределение пациентов сдвинуто в область больших возрастов по отношению ко всей популяции, для которой определены номинальные коэффициенты риска, входящие в определение эффективной дозы. Соответственно, не может быть использована коллективная эффективная доза при медицинском облучении таких групп пациентов для оценки радиационного риска (вреда) с использованием номинальных значений коэффициентов риска [13, 16, 49-50]. Таблица 3 Риск в зависимости от возраста Возрастная группа (годы) < 10 10-20 20-30 30-50 50-80 80+ Множитель для номинального коэффициента риска ×3 ×2 ×1.5 ×0.5 ×0.3 Пренебрежимый риск Тем не менее, эффективную дозу рекомендуется использовать при медицинском облучении для сравнительных целей, когда группы пациентов аналогичны по возрастному и половому распределению в следующих случаях: 1. Для отслеживания тенденций в изменении доз медицинского облучения со временем в стране. 2. Для определения вклада в коллективную дозу различных рентгенологических технологий. 3. Для определения соотношений между частотой проведения различных рентгенологических исследований и их вкладом в коллективную дозу. 29

4. Для определения региональных вариаций в частоте процедур и дозах на процедуру. 5. Для сравнения частоты и доз на душу населения между разными странами. В н астоящ ее врем я в Ро ссийской Ф едерации согласно законодательству в области радиационной безопасности населения, а также в рамках государственной программы ЕСКИД необходимо оценивать значение эффективной дозы [27, 35, 40]. Коэффициенты перехода для оценки органных и эффективной дозы. Коэффициенты перехода c связывают между собой различные дозиметрические величины, относящиеся к физическим, операционным или нормируемым (защитным) (см. рис. 3). Основная цель использования коэффициентов перехода – обеспечить целостность всей системы дозиметрических величин и увязать часть из них, не измеримых на практике, с измеримыми или рассчитываемыми величинами [13] (см. рис. 4). Рисунок 3. Система дозиметрических величин 30

Рисунок 4. Связь между различными величинами, используемыми в системе обеспечения радиационной безопасности При проведении рентгенологических процедур общего назначения (рентгенография, рентгеноскопия, флюорография) и интервенционных исследований измеряемыми на практике или рассчитываемыми на основе радиационного выхода рентгеновской трубки и значения мАс за процедуру являются:  значение кермы в воздухе на входе пучка прямого излучения в тело пациента Ka,i;  значение кермы в воздухе на входе пучка прямого излучения в тело пациента, включающее в себя рассеянное от тела пациента излучение Ka,е;  произведение дозы (кермы) на площадь поля излучения PKA [19]. Методика выполнения рентгеноскопических исследований значительно отличается от методики выполнения рентгенографических исследований. Основными отличиями с точки зрения радиационной безопасности являются: • В ходе одного рентгеноскопического исследования используются различные конфигурации полей облучения и обследуются различные анатомические области. • В ходе одного рентгеноскопического исследования пациент может облучаться непрерывно в течение значительного периода времени (несколько минут). 31

• Выбор параметров проведения рентгеноскопического исследования осуществляется автоматически; экспозиция и напряжения изменяются в процессе выполнения исследования в соответствии с толщиной и плотностью исследуемого анатомического региона. Как правило, изменение параметров происходит по принципу обратной связи в соответствии с засветкой приемника рентгеновского изображения с помощи системы автоматического стабилизатора яркости/мощности дозы (АСЯ/АСМД) [40, 48-50]. Данные факторы обуславливают следующие основные особенности оптимизации рентгеноскопических исследований: Учет дозовой нагрузки пациента должен производиться, как в измеряемых дозовых величинах (ПДП, ВД, кумулятивной кожной дозе (ККД) и пиковой кожной дозе (ПКД), так и в расчетных (ЭД). Все оборудование для выполнения рентгено скопиче ских исследований должно обеспечивать вывод в реальном времени значений ВД и ККД. Должны быть установлены пороги дозы, при превышении которых рентгеновский аппарат будет выдавать предупреждение врачу рентгенологу и рентгенолаборанту. Данный порог дозы не должен ограничивать дозу пациента, а служить для информирования персонала. Не рекомендуется использовать аналоговое оборудование для проведения рентгеноскопических исследований, так как это будет сопровождаться излишней дозовой нагрузкой пациента [6, 19]. 1.3.2. Обоснование рентгеноскопических исследований. Все рентгеноскопические исследования должны быть обоснованы. Исследования должны проводиться только при наличии направления специалиста [17, 27]. Решение о проведении рентгеноскопического исследования принимает лечащий врач, основываясь на анамнезе заболеваемости, истории болезни, результатах предыдущего обследования – с одной 32

стороны и радиационной безопасности – с другой, в том числе возможности использования альтернативных методов. Окончательное решение выполнять ли рентгеновское исследование принимает врачрентгенолог. При сомнении в проведении исследования решение принимается в ходе консультации между лечащим врачом и врачомрентгенологом [5, 17]. В спорных случаях решение принимает заведующий отделением. По окончании рентгеновского исследования пациенту должна быть предоставлена полная информация о проведенном исследовании [1, 5, 18]. 1.3.3. Оптимизация рентгеноскопических исследований. Не следует проводить рентгеноскопические исследования в режиме непрерывного просвечивания (непрерывной рентгеноскопии). В таком режиме облучение пациента происходит непрерывно, с частотой 30 кадров в секунду. Данный режим сопровождается значительной избыточной дозовой нагрузкой на пациента. Качество изображения снижается за счет повышения геометрической нерезкости и размытия изображения, связанных с непроизвольными движениями пациентов и автоматизмом внутренних органов [6, 49-50]. Рентгеноскопические исследования следует проводить в режиме импульсной рентгеноскопии [29]. В таком режиме рентгеновская трубка периодически включается и выключается; количество включений за секунду соответствует числу импульсов, полученных кадров. Время экспозиции для каждого кадра не должно превышать 6 миллисекунд. Дозовая нагрузка пациентов в таком режиме снижается пропорционально уменьшению числа кадров в секунду. Эффекты геометрической нерезкости и размытия изображения существенно сокращаются. Другие качественные характеристики изображения (контрастность, четкость, яркость) не изменяются. Выбор скорости проведения рентгеноскопии должен соответствовать поставленной клинической задаче (низкие скорости для 33

исследований неподвижных органов, более высокие скорости для определения положения движущихся объектов). Рекомендуется производить рентгеноскопические исследования органов ЖКТ и мочеполовой системы со скоростью съемки не более 5 кадров в секунду [9, 19, 28]. При проведении рентгеноскопических исследований значения анодного напряжения не должны превышать 80 кВ при использовании йодсодержащих контрастных средств; 100 кВ при использовании барий содержащих контрастных средств. Оптимальным является использование напряжения 65 кВ [9, 10, 19]. Выбор силы тока и времени экспозиции должен осуществляться исходя из следующих предпосылок: при заданном значении экспозиции сила тока должна быть максимально возможной, время экспозиции должно быть минимальным. Это позволит обеспечить минимальный уровень шума и низкую геометрическую нерезкость [3, 15]. При проведении рентгеноскопических исследований требуется использовать большую толщину полной фильтрации по сравнению с рентгенографическими. Это связано в первую очередь с необходимостью свести к минимуму риск развития детерминированных эффектов облучения и, как следствие, снижать входную дозу за счет фильтрации неэффективного (не участвующего в процессе формирования изображения) низкоэнергетического излучения. Преимущественное использование низких напряжений также требует большей толщины фильтрации. Необходимо использовать комбинацию алюминиевых и медных фильтров, эквивалентную 2.5 мм Al + 0.1 – 0.3 мм Cu [6, 19, 28, 40]. В рентгеновских аппаратах для интервенционных исследований толщина меди может доходить до 0.9 мм. Следует помнить, что с увеличением толщины полной фильтрации интенсивность рентгеновского излучения будет падать; могут потребоваться боле высокие значения 34

экспозиции. Также с увеличением толщины области исследования следует уменьшать толщину полной/дополнительной фильтрации [3, 19]. С увеличением толщины фильтрации контраст изображения будет значительно снижаться. При необходимости увеличивать толщину фильтра следует снижать анодное напряжение. Например, при стандартном протоколе исследования с толщиной полной фильтрации в 3 мм Al использовалось напряжение в 70 кВ. При необходимости увеличить фильтрацию на 0,9 мм меди следует снизить напряжение до 56 кВ [3, 19, 28]. При проведении рентгеноскопических исследований не следует использовать функцию усреднения кадров (совмещения нескольких последних кадров в одно изображение). Результирующее изображение будет иметь значительно меньший уровень шума по сравнению с отдельными кадрами, доза пациента снизится, однако, потери в качестве изображения из-за геометрической нерезкости и размытия изображения приведут к существенной потере диагностической информации [19]. Для записи изображения следует использовать функцию задержки последнего кадра (для цифровых аппаратов). При этом последний кадр рентгеноскопического исследования будет оставаться на экране после прекращения облучения пациента; данное изображение можно будет подвергать постобработке [30]. Следует стремиться сохранять изображения, полученные в данном режиме, и использовать их в качестве альтернативы обычным рентгеновским снимкам при условии достаточного качества изображения. Доза пациента при этом будет ниже в среднем до 10 раз по сравнению с обычным рентгеновским снимком [2, 19]. С теми же целями следует использовать функцию воспроизведения последней рентгеноскопической записи (для цифровых аппаратов). При этом в памяти рентгеновского аппарата фиксируется запись просвечивания за весь последний период облучения пациента (до момента отпускания педали). Эту запись можно проигрывать неограниченное количество раз; 35

кадры из этой записи можно использовать вместо рентгеновских снимков при условии достаточного качества рентгеновского изображения. При использовании функции цифрового увеличения (изменения поля зрения) следует помнить, что меньший размер поля (максимальное увеличение) значительно увеличивает пространственное разрешение и четкость изображения. Однако доза пациента при этом значительно увеличивается. Обязательно сочетать изменения рабочего поля с одновременным ограничением поля облучения (коллимация). Размер поля облучения в рентгеноскопических исследованиях должен соответствовать поставленной клинической задаче. Коллимация поля облучения позволяет повысить чёткость изображения, уменьшить шум, снизить дозу на пациента и персонал [16]. При этом размер поля облучения должен оставаться достаточным для адекватного срабатывания датчиков АСЯ/АСМД. Все рентгеноскопические исследования анатомических областей с толщиной более 10 см должны проводиться с использованием отсеивающей решетки [3]. При этом повышенная дозовая нагрузка на пациента (вплоть до 60% дополнительно) будет компенсироваться значительным приростом в качестве изображения за счет снижения шума [16, 19]. Запрещается позиционировать пациента перед исследованием в режиме рентгеноскопии даже с использованием минимального количества кадров [9, 19]. Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Сбор исходных данных. В ходе данной работы была обследована выборка пациентов, которым были выполнены рентгеноскопические исследования желудка и пищевода на базе рентгеновского кабинета хирургического отделения СПб 36

ГБУЗ «Мариинская больница». Всего за 1 месяц были собраны данные по 15 пациентам с рентгеноскопией пищевода и 20 пациентам с рентгеноскопией желудка. Для каждого пациента фиксировались пол, возраст и антропометрические параметры: рост (см) и масса тела (кг). Для оценки телосложения пациентов был использован индекс массы тела (ИМТ), рассчитанный по формуле (1) Результаты определения антропометрических параметров пациентов приведены в таблице 4. Таблица 4 Антропометрические параметры пациентов Вид исследования Число пациентов Возраст, лет Пищевод 20 Желудок 15 59±141 (29-79) 61±11 (37-81) 1 Рост, см Вес, кг ИМТ, 174±13 (155-201) 168±10 (153-185) 73,5±15 (55-110) 71±16 (49-94) 24,3±4,4 (20-38,3) 25.2±5.3 (18-35) Здесь и далее данные приводятся в формате: среднее±стандартное квадратичное отклонение; диапазон выборки Рентгеноскопию проводили на аналоговоцифровом рентгеновском аппарате КРТ-Электрон (ЗАО НИПК «Электрон», РФ), оснащенном усилителем рентгеновского изображения УРИ-612 с преобразователем (РЭОП) диаметром 12 дюймов (320мм) и ПЗС матрицей 1024х1024 пикселей. Данный аппарат позволяет выполнять просвечивание пациентов со скоростью от 1 до 30 кадров в секунду. Рентгеноскопическое исследование пациентов осуществлялось в стандартном режиме с включенным автоматическим стабилизатором яркости (АСЯ). Значения анодного напряжения и силы тока изменялись в реальном времени в соответствии с толщиной области исследования пациента. Полная 37

фильтрация рентгеновского аппарата составляла 5 мм Al; расстояние источник-приемник (РИП) – 115 см. В процессе исследования определённой анатомической области позиционирование пациентов, скорость просвечивания, время просвечивания и общее число этапов исследования выбирались врачомрентгенологом индивидуально для каждого пациента, исходя из их анатомических особенностей и специфики диагноза. Определение произведения дозы на площадь (ПДП, сГр∙ х см2) о суще ствляло сь с помощью клиниче ского дозиметра ДРК-1, интегрированного в рентгеновский аппарат. На момент выполнения исследования дозиметр был технически исправен и проверен производителем. Для каждого пациента была определена структура проведения исследования: диагноз, количество выполненных этапов рентгеноскопии и количество рентгеновских снимков, тип использованного контраста. Для каждого рентгеновского снимка регистрировались анодное напряжение (кВ), размер поля (см2) и ПДП (сГр∙х см2). Для каждого этапа рентгеноскопии регистрировались положение пациента, проекция и угол поворота трубки, анодное напряжение (кВ), время облучения (с), скорость просвечивания (кадров/с) и суммарное ПДП за этап (сГр∙ х см2). Данные параметры фиксировались вручную в специально разработанную анкету (см. Приложение 1). Следует отметить, что анодное напряжение изменялось в процессе просвечивания пациента в режиме реального времени в рамках одного эт апа вследствие работы с АСЯ; регистрировались начальное, конечное и промежуточные значения (не менее 4 значений за этап). Время облучения пациентов регистрировалось вручную с помощью секундомера. В рамках данного исследования выполнялась цифровая запись всех этапов рентгеноскопических исследований и рентгеновских снимков для всех пациентов в формате DICOM. 38

Разработка модели рентгеноскопических исследований верхнего отдала ЖКТ. Определение эффективной дозы при выполнении рентгеноскопических исследований затруднено в связи с наличием следующих особенностей проведения таковых исследований: - используются различные геометрии облучения пациента (прямая, боковая, косая проекции) в рамках одного исследования; - исследование включает в себя как собственно просвечивание (рентгеноскопию пациента), так и рентгеновские снимки или стоп-кадры; - особенности выполнения рентгеноскопических исследований на цифровых рентгеновских аппаратах предусматривают включение автоматического стабилизатора (контролера) яркости (АСЯ). При этом в процессе рентгеноскопии одновременно происходит изменение, как анодного напряжения, так и анодного тока в режиме реального времени в зависимости от толщины и плотности области пациента для обеспечения постоянной интенсивности засвечивания приёмника рентгеновского изображения (ПЗС-матрица): - рентгеноскопические исследования не являются стандартизованными: точное расположение области исследования, размер поля облучения, время просвечивания и количество этапов исследования определяются исключительно состоянием и диагнозом пациента, а также квалификацией и опытом работы персонала, выполняющего данное исследование; - как правило, в рамках исследования одного органа (например, желудка) одновременно проводятся исследования и сопутствующих органов (пищевод, тонкий кишечник). Общепринятым подходом к определению эффективной дозы от р е н т ге н о с ко п и ч е с к и х ис с лед о ва ний я вля е т с я ис пользо ва ние коэффициентов перехода, соотносящих эффективную дозу с физическими величинами, характеризующими поле ионизирующего излучения. В качестве таковых, как правило, выступают ПДП или входная доза (ВД). 39

Для определения эффективной дозы было использовано программное обеспечение (ПО) PCXMC 2.0, разработанное финским агентством по радиационной и ядерной безопасности (STUK). Данное ПО основывается на методе Монте-Карло, позволяет производить определение эквивалентных доз в радиочувствительных органах и эффективной дозы с учетом всех параметров проведения рентгенографической процедуры, антропометрических особенностей пациентов. В основе данной программы лежит математический фантом (модель Кристи и Эккермана) c 24 детализированными основными радиочувствительными органами и тканями. PCXMC позволяет определять эффективные дозы для всех вариантов геометрий облучения. Однако, определение доз возможно только для отдельных рентгенографических снимков. Отдельным достоинством данного ПО является возможность полуавтоматического обсчета больших массивов данных. Основной задачей разработки модели рентгеноскопических исследований является упрощение процесса рентгеноскопии и сведение её к совокупности отдельных полей облучения без существенной потери репрезентативности. Для этого рентгеноскопические исследования пациентов были разделены по этапам просвечивания и выполненным рентгеновским снимкам. В рамках каждого этапа процесс непрерывного просвечивания пациента был преобразован в дискретный набор отдельных полей облучения для ПО PCXMC, в рамках которых условия облучения пациента не изменялись. В том случае, если существенного движения трубки (изменения положения поля облучения) в рамках отдельного этапа просвечивания не происходило, данный этап описывался одиночным полем облучения (простой этап). При этом его центр соответствовал расположению определённого внутреннего органа/анатомической области интереса. Напротив, если в процессе этапа просвечивания перемещение трубки (изменение полей облучения) было существенно, то данный этап 40

описывался совокупностью полей облучения, каждое из которых соответствовало отдельной анатомической области интереса (комплексный этап). При этом при определении полей облучения принималось, что передвижение трубки по телу пациента осуществлялось равномерно, прямолинейно и с одинаковой скоростью. Геометрические размеры полей облучения в PCXMC были выбраны идентичными размерам полей облучения пациентов, установленных медицинским персоналом при проведении исследования. Проекции полей облучения в PCXMC соответствовали реальному расположению пациента в процессе данного этапа рентгеноскопического исследования. При этом учитывалась только та проекция, в которой пациент находился большую часть времени (без учета промежуточных движений/положений). Углы поворота пациента при проведении просвечивания в косых проекциях были упрощены и приняты за кратные 45°. Список всех проекций, выбранных для описания рентгеноскопических исследований, представлен в таблице 5. Таблица 5 Использованные проекции облучения Название проекции Название проекции в PCXMC Передне-задняя (ПЗ) Заднее-передняя (ЗП) Правая боковая (Б) Левая боковая (Б) Левая задняя косая Правая задняя косая Левая передня косая Правая передняя косая Anteroposterior (AP) Posteroanterior (PA) Right lateral (LATL) Left lateral (LATR) Left posterior oblique (LPO) Right posterior oblique (RPO) Left anterior oblique (LAO) Right anterior oblique (RAO) Угол облучения в PCXMC, ° 270 90 0 180 225 315 135 45 Для определения полей облучения было необходимо определить координаты основных внутренних органов и анатомических зон интереса, облучаемых при проведении рентгеноскопических исследований пищевода и желудка. В таблице 6 и 7 представлены координаты расположения желудка и пищевода в различных проекциях в ПО PCXMC соответственно. 41

Таблица 6 Координаты расположения желудка в ПО PCXMC Проекция ПЗ Уг о л п о Точка прицеливания PCXMC Координаты органа X Y Z 270 Верхушка желудка 8 -4.5 43 270 Левый край желудка 4 -4.5 35 270 8 -4.5 27 12 -4.5 35 270 Низ желудка Правый край желудка Центр желудка 8 -7 35 90 Верхушка желудка 8 -3 43 Левый край желудка 12 -3 35 Низ желудка Правый край желудка Центр желудка 8 -3 27 4 -3 35 8 -1 35 Верхушка желудка 7 -4 43 Левый край желудка Низ желудка Правый край желудка Центр желудка 6 7 -1.5 -4 35 27 6 -6.5 35 4 -4 35 Верхушка желудка 8.5 -4 43 Левый край желудка 9.5 -6.5 35 Низ желудка Правый край желудка Центр желудка 8.5 -4 27 9.5 -1.5 35 11 -4 35 Верхушка желудка 8.5 -3.5 43 Левый край желудка 11 -5 35 Низ желудка Правый край 8.5 6 -3.5 -1.5 27 35 270 ЗП Боковая правым боком трубке Боковая левым боком трубке Косая к к 180 0 45 42

желудка Косая 135 Косая 225 Косая 315 Центр желудка 10 -1.5 35 Верхушка желудка 7.5 -3.5 43 Левый край желудка 10 -1.5 35 Низ желудка Правый край желудка Центр желудка 7.5 -3.5 27 4.5 -5.5 35 5.5 -1.5 35 Верхушка желудка 7.5 -4.5 43 Левый край желудка 4 -3.5 35 Низ желудка Правый край желудка Центр желудка 7.5 -4.5 27 10 -6.5 35 5.5 -6.5 35 Верхушка желудка 8.5 -4.5 43 Левый край желудка 6 -6.5 35 Низ желудка Правый край желудка Центр желудка 8.5 -4.5 27 11.5 -3 35 10 -6.5 35 Таблица 7 Координаты расположения пищевода в ПО PCXMC Проекция ПЗ Угол по Точка прицеливания PCXMC 270 Начало пищевода (глотка) Координаты органа X Y Z 0 2 70 43

ЗП 270 270 Уровень сердца Конец пищевода 0 0 2 2 50 43 270 Сфинктер пищевод-желудок 5 -2 40 90 Начало пищевода (глотка) Уровень сердца Конец пищевода Сфинктер пищевод-желудок 0 0 0 5 3 3 3 -1 70 50 43 40 Начало пищевода (глотка) -1 2.5 70 Уровень сердца Конец пищевода Сфинктер пищевод-желудок -1 -1 5 2.5 2.5 -2 50 43 40 Начало пищевода (глотка) 1 2.5 70 1 1 6 0.3 0.3 0.3 6 -0.3 -0.3 -0.3 5 -0.3 -0.3 -0.3 5 0.3 0.3 0.3 6 2.5 2.5 -1.5 3 3 3 -1.5 3 3 3 -1.5 2.2 2.2 2.2 -2.5 2.2 2.2 2.2 -2 50 43 40 70 50 43 40 70 50 43 40 70 50 43 40 70 50 43 40 Боковая правым 180 б о ком к трубке Боковая левым 0 б о ком к трубке Косая 45 Косая 135 Косая 225 Косая 315 Уровень сердца Конец пищевода Сфинктер пищевод-желудок Начало пищевода (глотка) Уровень сердца Конец пищевода Сфинктер пищевод-желудок Начало пищевода (глотка) Уровень сердца Конец пищевода Сфинктер пищевод-желудок Начало пищевода (глотка) Уровень сердца Конец пищевода Сфинктер пищевод-желудок Начало пищевода (глотка) Уровень сердца Конец пищевода Сфинктер пищевод-желудок Для описания комплексных этапов просвечивания были выбраны стандартизированные наборы анатомических зон интереса (координат центров полей облучения). Данные этапы являются неотъемлемой частью, как рентгеноскопических исследований пищевода, так и желудка. Сведения об этих этапах представлены в таблице 8 на примере ПЗ проекции. 44

Таблица 8 Координаты полей облучения в ПЗ проекции для комплексных этапов просвечивания Название этапа обзорная рентгеноскопия груди и живота без контраста рентгеноскопия пищевода с контрастом Координаты поля облучения № поля облучения x 0 0 0 5 8 0 0 0 5 8 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 y 2 2 2 -2 -7 2 2 2 -2 -4.5 z 70 50 43 40 35 70 50 43 40 43 В качестве координат центров полей облучения рентгеновских снимков использовались координаты конечных полей облучения для соответствующих этапов рентгеноскопии. В связи с тем, что все рентгеноскопические исследования выполнялись с АСЯ, для каждого этапа просвечивания, в том числе и комплексных, значение анодного напряжения принималось, как среднее за весь этап просвечивания. Значения анодного напряжения для рентгеновских снимков фиксировались отдельно. В качестве базовой дозовой величины для определения эффективной дозы использовалось ПДП. При этом для простых этапов значение ПДП, для выбранного поля облучения, соответствовало полному ПДП за данный этап просвечивания. Для комплексных этапов принималось, что облучение пациента в рамках данного этапа происходило равномерно. ПДП для каждого поля облучения определялось по формуле: (2); 45

г д е n – число установленных полей облучения для данного этапа. Эффективные дозы за рентгеновские снимки определялись отдельно. Эффективные дозы определялись с использование взвешивающих коэффициентов, как из 60, так и 103 публикации МКРЗ [20-21]. Следует отметить, что в практике отечественной радиационной защиты коэффициенты из 103 публикации еще официально не приняты. Для каждого пациента для каждого этапа просвечивания и рентгеновского снимка для всех проекций были установлены коэффициенты перехода от ПДП к эффективной дозе согласно следующим формулам: (3) (4) где и – эффективные дозы за этап просвечивания или рентгеновский снимок, определенные с использованием взвешивающих коэффициентов из 60 и 103 публикаций МКРЗ соответственно. Статистическая обработка данных была выполнена с использованием П О Statistica 10. Для всех выборок данных была выполнена описательная статистика. Для оценки взаимосвязи доз пациентов и параметров проведения рентгеноскопии был выполнен корреляционный анализ. Коэффициенты корреляции Спирмена считались значимыми при p<0,05. Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В результате проведенной работы были собраны параметры и режимы проведения типовых рентгеноскопических исследований верхнего отдела ЖКТ (пищевода и желудка). Сведения о режимах выполнения рентгеноскопий пищевода и желудка представлены в таблице 9. Таблица 9 46

Параметры проведения рентгеноскопий пищевода и желудка Вид исследования Кол-во этапов Кол-во снимков Среднее напряжение, кВ Скорость съемки, кадров/с Время рентгеноскопии, с Рентгеноскопия пищевода Рентгеноскопия желудка 4±1,6 (2-7) 8,7±3,4 (3-16) 1,6±1,5 (0-5) 7±4 (0-15) 79,50±4,93 (55-114) 87,18±8,97 (48,0-131,0) 5 70±31 (40-138) 199±89 (86-424) 5±1,7 (2,5-10) Распределение пациентов по заболеваниям представлено на рисунке 5. Рисунок 5. Распределение пациентов по заболеванием с градацией по полу Из рисунка видно, что наибольшее количество пациентов обследовалось с язвенной болезнью либо раком желудка, немного меньшее – со стриктурой и раком поджелудочной железы. Другие заболевания встречались значительно реже. По гендерному распределению доли заболеваемости распределились среди мужчин и женщин равнозначно. Сведения о дозах пациентов, полученных при рентгеноскопических исследованиях пищевода и желудка, даны в таблице 10. Дозы представлены в величинах ПДП и эффективной дозе, определенной с 47

использованием взвешивающих коэффициентов, как для 60, так и 103 публикации МКРЗ [20-21]. Таблица 10 Сводная информация по дозам пациентов Исследование Произведение дозы на площадь, сГр*см 2 За все исследование За рентгеноскопию За снимки Рентгеноскопия пищевода 782±460 (260-2048) 710±454 (244-1963) 103±187 (0-748) Рентгеноскопия желудка 3392±2340 (316-10309) 3038±2079 (316-9526) 353±365 (0-1535) Эффективная доза, мЗв 60 пуб. 103 МКРЗ пуб. МКРЗ 1,7±1,0 2,0±1,2 (0,4(0,5-4,8) 4,2) 7,2±5,4 8,0±5,8 (0,6(0,7-25) 23,1) Следует отметить, что распределения пациентов по значениям ПДП и эффективной дозы имеют ярко выраженный лог-нормальный характер: область низких доз, в которой сосредоточено до 80% пациентов, и область аномально высоких доз (т.н. хвост распределения). Данные распределения представлены в рис. 6 и 7 для исследований пищевода и в рис. 8 и 9 для исследований желудка для ПДП и эффективной дозы, соответственно. В качестве примера выбрана эффективная доза, определенная с использованием взвешивающих коэффициентов из 60 публикации МКРЗ [21]. 5 4 пациентовЧисло 3 2 1 0 20 40 60 80 исследование, всесГр*засПДП м 10 120 140 160 180 20 20 240 2 48

Рисунок 6. Распределение ПДП по пациентам для рентгеноскопии пищевода 7 6 5 4 пациентовЧисло 3 2 1 0 0. 05. 10. 15. 20. 25. 30. 35. 40. 45. 50. мЗвЭффективная доза, Рисунок 7. Распределение эффективной дозы по пациентам для рентгеноскопии пищевода 7 6 5 пациентовЧисло 4 3 2 1 0 10 20 30 40 исследование, всесГр*засПДП м 50 60 70 80 90 10 10 120 2 Рисунок 8. Распределение ПДП по пациентам для рентгеноскопии желудка 49

6 5 4 пациентовЧисло 3 2 1 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2 24 26 мЗвЭффективная доза, Рисунок 9. Распределение эффективной дозы по пациентам для рентгеноскопии желудка Для определения степени влияния различных параметров на выбранные дозовые величины, т.е. на ПДП и эффективную дозу, полученную при рентгеноскопических исследованиях, был проведен корреляционный анализ, результаты которого представлены в таблице 11. Таблица 11 Корреляционная зависимость ПДП и эффективной дозы от различных параметров проведения рентгеноскопических исследований Параметр Пол Возраст Рост Вес Количество фаз Количество снимков Диагноз ПДП за все Произведение дозы на площадь, сГр*см2 За все исследование NS NS 0,47 0,59 За За снимки рентгеноскопию NS NS NS NS 0,53 NS 0,60 NS Эффективная доза, мЗв 60 пуб. 103 пуб. МКРЗ МКРЗ NS NS NS NS 0,49 0,48 0,61 0,61 0,65 0,60 0,69 0,54 0,56 0,60 0,54 0,80 0,48 0,50 NS 1,00 NS 1,00 NS 0,73 NS 0,98 NS 0,99 50

исследование Напряжение NS NS NS NS NS Время 0,83 0,81 0,74 0,79 0,79 Скорость NS NS NS NS NS съемки Зависимость была рассчитана с р< 0,05. Коэффициенты корреляции меньше 0,3 отмечены, как NS (Non-significant). Следует отметить, что в рамках данного исследования не удалось оценить степень влияния размера поля облучения на выбранные дозовые величины в связи с тем, что все исследования выполнялись на максимальном размере поля (консервативно оцениваемом как 23х23 см). В ход е о б р а б от к и д а н н ы х о с т ру кту р е в ы п ол н е н и я рентгеноскопических исследований в рамках составления моделей для определения эффективных доз был проведен анализ вклада различных проекций в исследования пищевода и желудка. Данные представлены на рисунках 10 и 11 для исследований пищевода и желудка, соответственно. LATL; 6% 27% RAO; 67% AP; Рисунок 10. Вклад различных проекций в рентгеноскопию пищевода 51

13% LATL; 12% PA; 52% AP; 6% LATR; 8% RAO; 8% LAO; Рисунок 11. Вклад различных проекций в рентгеноскопию желудка Данные диаграммы свидетельствую о значительном вкладе облучения пациента в переднезадней (ПЗ) проекции при проведении рентгеноскопии, как пищевода, так и желудка. Косые проекции вносят незначительный вклад. По итогам определения эффективных доз для индивидуальных пациентов на основе построенных моделей рентгеноскопических исследований были определены коэффициенты перехода для отдельных этапов просвечивания и рентгеновских снимков. Результаты определения коэффициентов перехода от ПДП к эффективной дозе, определенной с использованием взвешивающих коэффициентов из 60 и 103 публикаций МКРЗ [20-21] для различных проекций представлены на рисунках 12 и 13 для рентгеноскопии пищевода и на рисунках 14 и 15 для рентгеноскопии желудка, соответственно. 52

34. Mean Mean±SE Min-Max 32. 2 30. 28. 26. 26. 24. 2. мкЗв/сГр*см перехода, Коэффициент 20. 18. 16. 14. 14. 12. 1. 10. 08. AP RAO LAT Пцияроек Рисунок 12. Коэффициенты перехода от ПДП к эффективной дозе (60 публикация МКРЗ) для различных проекций для рентгеноскопии пищевода 2 45. Mean Mean±SE Min-Max 40. 35. 32. 30. мкЗв/сГр*см перехода, Коэффициент 25. 20. 15. 15. 13. 10. AP RAO LAT Пцияроек Рисунок 13. Коэффициенты перехода от ПДП к эффективной дозе (103 публикация МКРЗ) для различных проекций для рентгеноскопии пищевода 53

36. Mean Mean±SE Min-Max 34. 2 32. 30. 28. 26. 26. 24. 2. 20. 17. мкЗв/сГр*см перехода, Коэффициент 18. 17. 16. 15. 14. 13. 12. 09. 10. 08. 06. AP LAO LAT LATR PA RAO Пцияроек Рисунок 14. Коэффициенты перехода от ПДП к эффективной дозе (60 публикация МКРЗ) для различных проекций для рентгеноскопии желудка 2 45. Mean Mean±SE Min-Max 40. 35. 30. 30. мкЗв/сГр*см перехода, Коэффициент 25. 20. 18. 17. 15. 15. 13. 09. 10. 05. AP LAO LAT LATR PA RAO Пцияроек Рисунок 15. Коэффициенты перехода от ПДП к эффективной дозе (103 публикация МКРЗ) для различных проекций для рентгеноскопии желудка Следует отметить, что коэффициенты перехода существенно отличаются между собой в зависимости от геометрии облучения пациента и от проекции. При этом максимальные значения коэффициентов перехода, соответствующие максимальной дозовой нагрузке, наблюдаются при проведении рентгеноскопии в переднезадней проекции (больной находится лицом к рентгеновской трубке). Коэффициенты перехода для одних и тех же проекций практически не отличаются между собой для рентгеноскопий 54

пищевода и желудка. Значительный диапазон значений коэффициентов перехода для отдельно взятых проекций объясняется вариациями в средних напряжениях для конкретного этапа/рентгеновского снимка, для определённых пациентов. На рисунке 16 представлена зависимость значений коэффициентов перехода (60 публикация МКРЗ) от анодного напряжения для этапа рентгеноскопии желудка в переднезадней проекции. -5.9192+4.= 3502*60log10(Kx) 2 34. 32. 30. 28. мкЗв/сГр*см перехода, Коэффициент 26. 24. 2. 20. 70 80 90 10 10 120 130 напряжение, кВАнодное Рисунок 16. Зависимость коэффициентов переход (60 публикация МКРЗ) от анодного напряжения для этапа рентгеноскопии желудка в переднезадней проекции Коэффициенты перехода для других этапов рентгеноскопии и других анатомических областей имели такой же характер зависимости. Для того, чтобы минимизировать влияние напряжения на итоговые значения коэффициентов перехода, был выполнен анализ распределений напряжений для отдельных этапов рентгеноскопии и рентгеновских снимков. Распределения этапов просвечивания по напряжениям представлены на рисунках 17 и 18 для рентгеноскопий пищевода и желудка, соответственно. 55

40 41% 35 30 25 23% этаповЧисло 20 17% 15 1% 10 5 3% 2% 1% 1% 1% 0 60 65 70 75 80 85 90 95 10 105 10 15 напряжение, Анодное кВ Рисунок 17. Распределение этапов просвечивания и рентгеновских снимков по значениям анодного напряжения для рентгеноскопии пищевода 20 63% 20 180 160 140 этаповЧисло 120 10 80 60 16% 40 9% 7% 20 0 50 60 4% 2% 1% 70 80 90 10 10 120 130 140 напряжение, кВАнодное Рисунок 18. Распределение этапов просвечивания и рентгеновских снимков по значениям анодного напряжения для рентгеноскопии желудка Из приведенных распределений видно, что большинство этапов просвечивания и рентгеновских снимков выполняются на напряжении 8090 кВ. На рисунках 19 и 20 приведены коэффициенты перехода от ПДП к эффективной дозе (60 публикация МКРЗ) для различных проекций в 56

диапазоне напряжения 80-90 кВ при рентгеноскопии пищевода и желудка, соответственно. 32. 2 30. 28. 28. Mean Mean±SE Min-Max 26. 24. 2. 20. мкЗв/сГр*см перехода, Коэффициент 18. 16. 16. 14. 14. 12. 10. AP RAO LAT Пцияроек Рисунок 19. Коэффициенты перехода от ПДП к эффективной дозе (60 публикация МКРЗ) для различных проекций с ограничением напряжения диапазоном 80-90 кВ для рентгеноскопии пищевода 30. 2 28. 26. 25. Mean Mean±SE Min-Max 24. 2. 20. 18. мкЗв/сГр*см перехода, Коэффициент 16. 16. 16. 14. 14. 12. 12. 10. 09. 08. 06. AP LATR LAO LAT PA RAO Пцияроек Рисунок 20. Коэффициенты перехода от ПДП к эффективной дозе (60 публикация МКРЗ) для различных проекций с ограничением напряжения диапазоном 80-90 кВ для рентгеноскопии желудка Как видно из рисунков 19 и 20 ограничение диапазона анодного напряжения не оказывает значимого влияния на средние значения коэффициентов перехода, сокращается лишь их диапазон. Помимо 57

геометрии облучения и анодного напряжения на коэффициенты перехода существенное влияние будет оказывать площадь поля облучения, однако, в рамках нашего исследования она оставалась неизменной. Итоговые сведения о коэффициентах перехода для различных проекций облучения представлены в таблицах 12 и 13 при исследовании пищевода и желудка, соответственно. Таблица 12 Коэффициенты перехода для различных проекций рентгеноскопических исследований пищевода Проекция AP LATL RAO К, 60 публикация МКРЗ, мкЗв/сГр*см2 55-114 кВ 80-90 кВ 65-75 кВ (весь диапазон) 2,6±0,3 2,8±0,2 2,4±0,1 (2,2-3,2) (2,5-3,0) (2,2-2,6) 1,1±0,2 1,4±0,2 1,0±0,04 (0,9-1,5) (1,2-1,5) (0,9-1,1) 1,4±0,2 1,6±0,1 1,2±0,06 (1,1-1,7) (1,4-1,7) (1,1-1,3) К, 103 публикация МКРЗ, мкЗв/сГр*см2 55-114 кВ 80-90 кВ 65-75 кВ (весь диапазон) 3,2±0,3 3,3±0,4 3,0±0,1 (2,7-4,0) (2,7-3,6) (2,7-3,2) 1,3±0,3 1,6±0,3 1,2±0,04 (1,1-1,8) (1,2-1,8) (1,1-1,2) 1,5±0,2 1,6±0,1 1,3±0,06 (1,2-1,8) (1,4-1,8) (1,2-1,4) Таблица 13 Коэффициенты перехода для различных проекций рентгеноскопических исследований желудка Проекция AP LATR LAO LATL PA К, 60 публикация МКРЗ, мкЗв/сГр*см2 48-131 кВ (весь 80-90 кВ диапазон) 2,6±0,2 2,5±0,1 (2,1-3,4) (2,4-2,8) 0,9±0,1 0,9±0,02 (0,8-1,2) (0,8-0,9) 1,7±0,2 1,6±0,03 (1,4-2,2) (1,5-1,7) 1,3±0,1 1,2±0,02 (0,9-1,7) (1,2-1,3) 1,7±0,2 1,6±0,03 (1,4-2,2) (1,6-1,7) К, 103 публикация МКРЗ, мкЗв/сГр*см2 48-131 кВ (весь 80-90 кВ диапазон) 3,0±0,3 2,9±0,3 (2,3-4,1) (2,6-2,8) 0,9±0,1 0,9±0,02 (0,8-1,3) (0,8-0,9) 1,7±0,2 1,5±0,03 (1,3-2,1) (1,4-1,6) 1,3±0,1 1,3±0,02 (0,9-1,7) (1,2-1,3) 1,8±0,2 1,7±0,03 (1,4-2,4) (1,7-1,8) 58

RAO 1,5±0,2 (0,9-1,9) 1,4±0,02 (1,3-1,4) 1,5±0,2 (0,9-2,0) 1,4±0,02 (1,3-1,4) Значимые различия для коэффициентов перехода по 60 и 103 публикациям МКРЗ наблюдаются только для условий облучения в переднезадней проекции [20-21]. О п р ед е л е н и е ко эф ф и ц и е н то в п е р еход а д л я вс е го рентгеноскопического исследования проводилось по следующей схеме: - Для каждой проекции была определена величина суммарного ПДП для всей выборки пациентов; - Была определена величина суммарного ПДП за все проекции для всей выборки пациентов; - Был определен процентный вклад в ПДП каждой из проекций рентгеноскопического исследования; - Полученные коэффициенты перехода для каждой из проекций (см. таблицы 12 и 13) были умножены на соответствующей данной проекции процентный вклад в ПДП; - Полученные нормализованные коэффициенты перехода были просуммированы. Результаты определения коэффициентов перехода для исследований пищевода и желудка представлены в таблицах 14 и 15 соответственно. Таблица 14 Определение итоговых коэффициентов перехода, мкЗв/сГр*см2 для рентгеноскопических исследований пищевода Проекция Суммарное ПДП за проекцию Полное ПДП за все исследований Вклад данной проекции в полное значение ПДП, % Коэффициенты перехода для каждой проекции, 60 пуб. Коэффициенты перехода для каждой проекции, 103 пуб. Нормализованные коэффициенты AP 7765 12341.6 LATL 542.6 12341.6 RAO 4034 12341.6 63% 4% 33% 2.6 1.1 1.4 3.2 1.64 1.3 0.05 1.5 0.46 59

перехода, 60 пуб Нормализованные коэффициенты перехода, 103 пуб Итоговый коэффициент перехода, 60 пуб. Итоговый коэффициент перехода, 103 пуб. 2.01 0.06 2.14 0.49 2.56 Таблица 15 Определение итоговых коэффициентов перехода для рентгеноскопических исследований желудка Проекция Суммарное ПДП за проекцию Полное ПДП за все исследований Вклад данной проекции в полное значение ПДП, % Коэффициенты перехода для каждой проекции, 60 пуб. Коэффициенты перехода для каждой проекции, 103 пуб. Нормализованные коэффициенты перехода, 60 пуб Нормализованные коэффициенты перехода, 103 пуб Итоговый коэффициент перехода, 60 пуб. Итоговый коэффициент перехода, 103 пуб. AP LAO LATL LATR PA RAO 39304.2 6350.8 11835.5 2314.8 6673.6 8137.1 74616 74616 74616 74616 74616 74616 53% 9% 16% 3% 9% 11% 2.6 1.7 1.3 0.9 1.7 1.5 3 1.7 1.3 0.9 1.8 1.5 1.37 0.14 0.21 0.03 0.15 0.16 1.58 0.14 0.21 0.03 0.16 0.16 2.06 2.28 Следует отметить, что данные итоговые коэффициенты перехода рассчитывались для суммы рентгеноскопий и рентгеновских снимков. При исключении рентгеновских снимков из исходных данных для расчета коэффициенты перехода не изменяются. При включении в исходные данные для расчета исключительно рентгеноскопии и рентгеновские 60

снимки, выполненные в преобладающем (см. рис. 17 и 18) диапазоне напряжений 80-90 кВ, их значения незначительно (2-3%) снижаются. Для сравнения было выполнено определение итоговых коэффициентов перехода для исследований пищевода и желудка по альтернативной схеме: - Для каждого пациента были определены индивидуальные полные ПДП и эффективная доза; - Для каждого пациента был определен итоговый коэффициент перехода согласно формулам 3 и 4; - Полученные итоговые коэффициенты перехода были усреднены для исследований пищевода и желудка соответственно. Сравнение коэффициентов перехода для исследований пищевода и желудка, представлено в таблице 16. Таблица 16 Сравнение двух методов определения коэффициентов перехода для исследований пищевода и желудка К перехода от ПДП к эфф. дозе, мкЗв/сГр*см2 для пищевода Источник МУК расчет эфф доз Через % вклад проекций Как среднее по пациентам 60 пуб МКРЗ 1,4 2,1 2,1 103 пуб МКРЗ 2,6 2,6 К перехода от ПДП к эфф. дозе, мкЗв/сГр*см2 для желудка 60 пуб МКРЗ 1,6 2,1 2,1 103 пуб МКРЗ 2,3 2,3 Как видно из таблицы 16, оба метода определения итоговых коэффициентов перехода приводят к идентичным результатам. Следует отметить, что определенные в рамках данной работы коэффициенты 61

перехода существенно отличаются в большую сторону от коэффициентов, представленных в отечественных нормативных документах. 62

ЗАКЛЮЧЕНИЕ На сегодняшний день внедрение современной цифровой низкодозной техники для проведения рентгенологических исследований привело к общему снижению дозовой нагрузки на пациентов рентгенологических исследований общего назначения. Тем не менее, по данным радиационногигиенической паспортизации [22], рентгеноскопические исследования находятся на третьем месте, как по числу выполненных исследований, так и по вкладу в коллективную дозу (после КТ и рентгенографии с флюорографией). Для выполнения требований по защите пациентов от медицинского облучения необходимо обладать сведениями о реальных дозовых нагрузках п а ц и е н т о в п р и п р о в е д е н и и в ы с о код о з о в ы х и с с л е д о в а н и й , характеризующихся отсутствием стандартных клинических протоколов и высокой индивидуальной субъективностью проведения. Данная работа представляет собой первую в отечественной практике попытку не только определить реальные дозовые нагрузки пациентов от рентгеноскопических исследований верхнего отдела ЖКТ как в измеряемых, так и в расчетных дозовых величинах (ПДП и эффективная доза, соответственно), но и предложить различные варианты методов определения эффективной дозы, как для экспериментальных работ по оптимизации, так и для использования персоналом отделений лучевой диагностике в повседневной практике. Целью исследования являлось оценка эффективных доз пациентов от рентгеноскопических исследований пищевода и желудка. Поставлены следующие задачи: сбор антропометрических данных пациентов и параметров проведения исследования, анализ их влияния на дозы пациентов, разработка модели рентгеноскопического исследования пищевода и желудка, определение эффективных доз пациентов и параметров, на них влияющих, определение коэффициентов перехода для рентгеноскопических исследований пищевода и желудка. 63

Работа проводилась на базе Мариинской больницы города СанктП е т е р бу р г а в р е н т г е н о л о г и ч е с ком к а б и н е т е 9 ко р п у с а н а аналоговоцифровом рентгенодиагностическом аппарате КРТ-Электрон. Были собраны данные по 15 пациентам с рентгеноскопией пищевода и 20 пациентам с рентгеноскопией желудка (все пациенты отделения за 1 месяц). Для каждого пациента фиксировались пол, возраст и антропометрические параметры: рост (см) и масса тела (кг). Для каждого пациента была определена структура проведения исследования: диагноз, количество выполненных этапов рентгеноскопии и количество рентгеновских снимков, тип использованного контраста. Для каждого рентгеновского снимка регистрировались анодное напряжение (кВ), размер поля (см2) и ПДП (сГр∙х см2). Для каждого этапа рентгеноскопии регистрировались положение пациента, проекция и угол поворота трубки, анодное напряжение (кВ), время облучения (с), скорость просвечивания (кадров/с) и суммарное ПДП за этап (сГр∙х см2). Все параметры фиксировались вручную в специально разработанную анкету. Выполнялась цифровая запись всех этапов рентгеноскопических исследований и рентгеновских снимков для всех пациентов в формате DICOM. Для создания модели исследования рентгеноскопические записи пациентов были разделены по этапам просвечивания и выполненным рентгеновским снимкам. В рамках каждого этапа процесс непрерывного просвечивания пациента был преобразован в дискретный набор отдельных полей облучения для специального ПО PCXMC 2.0. В ходе создания модели рентгеноскопических исследований выполнено упрощение процесса рентгеноскопии и сведение её к совокупности отдельных полей облучения. Рентгеноскопические исследования пациентов для этого были разделены по этапам просвечивания и выполненным рентгеновским снимкам. В рамках каждого этапа процесс непрерывного просвечивания пациента был преобразован в дискретный набор отдельных полей облучения для ПО PCXMC. Проекции полей облучения в PCXMC 64

соответствовали реальному расположению пациента в процессе данного этапа рентгеноскопического исследования. Для определения полей облучения были определены координаты основных внутренних органов и а н атом и ч е с к и х з о н и н т е р е с а , о бл у ч а е м ы х п р и п р о в ед е н и и рентгеноскопических исследований пищевода и желудка. Для каждого пациента для каждого этапа просвечивания и рентгеновского снимка для всех проекций были с помощью специальных формул установлены коэффициенты перехода от ПДП к эффективной дозе. Была выполнена статистическая обработка данных с использованием ПО Statistica 10. Для всех выборок данных была выполнена описательная статистика. Для оценки взаимосвязи доз пациентов и параметров проведения рентгеноскопии был выполнен корреляционный анализ. В зарубежной практике оценка доз пациентов и установка внутренних клинических нормативов, определяющих, являются ли дозы от данного исследования в медицинском учреждении аномально высокими или низкими (референтные диагностические уровни) осуществляется исключительно с использованием измеряемых дозовых величин. Определение эффективных доз для отдельных пациентов, как правило, не производится. Практически отсутствуют методики и модели, позволяющие оценить эффективную дозу с минимальными погрешностями. В связи с этим, аналоги предложенной модели проведения рентгеноскопических исследований верхнего отдела ЖКТ отсутствуют. Основную сложность при определении эффективной дозы пациента составляет необходимость смоделировать, как различные геометрии облучения, так и вариации в значениях анодного напряжения и экспозиции (основные дозообразующие факторы). Однако, анализ собранных записей рентгеноскопий пациентов показал, что, как правило, основное время облучения приходится на одни и те же анатомические области с минимальными отклонениями в позиционировании поля облучения. Данный факт позволил сделать вывод о возможности упрощения процесса 65

отображения облучения пациента в режиме реального времени путем приведения его к набору фиксированных полей облучения, т. е. к статиче ским условиям облучения. Исходя из этого, проце сс рентгеноскопии превращается в набор отдельных рентгенографий. Расчет эффективных доз для рентгенографических исследований, напротив, достаточно прост и реализован в различном программном обеспечении. Выбор программы PCXMC 2.0 был обусловлен наличием возможности одновременной обработки пакетов с данными (набора отдельных полей) в полуавтоматическом режиме, что значительно упрощает и ускоряет время расчета. Предварительные эксперимент с различными вариантами моделей, отличавшимися друг от друга числом отдельных полей в рамках одного этапа рентгеноскопического исследования и точностью совмещения выбранных полей с координатами анатомических зон интереса на фантоме для фиксированных значений измеренной дозы пациента показали крайне незначительные расхождения в результатах. Рассчитанные различными способами эффективные дозы отличались друг от друга не более чем на 10%. Таким образом, в ходе подготовительной работы модель подвергалась последовательному упрощению, главным образом за счет сокращения полей облучения для данного этапа рентгеноскопии. Тем не менее, для исследований пищевода существенно сократить количество полей облучения не представилось возможным, главным о б р а з о м и з - з а н е о бхо д и м о с т и у ч и т ы в а т ь о б л у ч е н и е в с е х радиочувствительных органов на пути движения рентгеновской трубки. Использованная в данной работе модель представляет собой максимально упрощенный набор статических полей облучения. Однако, п р и н е о бход и м о с т и о п и с ат ь и н у ю м е тод и ку п р о в ед е н и я рентгеноскопического исследования, этот набор может быть увеличен. Использованное допущение о равномерном прямолинейном движении трубки по телу пациента и равномерном распределении дозы 66

между выбранными полями облучения практически не сказывается на точности определения эффективной дозы. Следует отметить, что использование данной модели в реальной практике, за пределами экспериментальной работы, существенно затруднено из-за значительного объема исходных данных. В первую очередь, необходимо иметь представление о структуре проведения исследования (количестве этапов рентгеноскопии и рентгеновских снимков). Далее, для каждого этапа и рентгеновского снимка необходимо зафиксировать проекцию и геометрию облучения пациента. Наконец, для каждого этапа сканирования необходимо знать диапазон изменения анодного напряжения и, что самое главное, полное произведение дозы на площадь за весь этап сканирования. К сожалению, особенности используемых в Российской Федерации рентгеновских аппаратов не позволяют регистрировать весь этот объем исходных данных для дальнейшего ретроспективного определения эффективной дозы. Ручной же сбор данных крайне затруднителен. Необходимо помнить, что для определения произведения дозы на площадь рентгеновский аппарат должен быть оснащен исправным и откалиброванным клиническим дозиметром. Наиболее простым методом для определения эффективной дозы в условиях рентгеновского кабинета является использование коэффициентов перехода. Данный метод в настоящее время является единственным, использующимся в Российской Федерации. Для определения эффективной дозы необходимо умножить значение произведения дозы на площадь за все рентгеноскопическое исследование на соответствующий данному исследованию коэффициент. Однако, коэффициенты перехода определяются исключительно под конкретные условия облучения: для выбранной проекции, напряжения и размера поля. При использовании коэффициентов для иных условий полученное значение эффективной дозы будет завышено или наоборот занижено. 67

Используемые в настоящий момент коэффициенты перехода достаточно устарели. В частности, коэффициенты перехода для пищевода и желудка рассчитаны для облучения в задне-передней проекции (для рентгеновской трубки, расположенной за пациентом и облучающей его со спины). Результаты нашего исследования показывают, что облучение пациентов в такой проекции для современной рентгеновской аппаратуры крайне незначительно. Основной вклад в исследования вносит облучение пациента в передне-задней проекции. Как следует из результатов работы, полученные коэффициенты перехода для этих проекций отличаются в полтора-два раза, в зависимости от рабочего анодного напряжения. Таким образом, основной задачей работы было определение коэффициентов перехода, соответствующим реальным условиям облучения пациентов. Были определены коэффициенты перехода для различных проекций облучения пациентов. При этом максимальные коэффициенты перехода соответствуют облучению в передне-задней проекции, минимальные – боковым проекциям. Также были определены коэффициенты перехода для всего рентгеноскопического исследования в целом, исходя из процентного вклада отдельных проекций в дозу пациента. Полученные значения отличаются от используемых в настоящее время в полтора раза. При этом они оценены для максимального размера поля облучения характерного для приёмника изображения аппарата КРТЭлектрон. Достаточно важным является сравнение полученных коэффициентов перехода с данными из зарубежных источников. Данное сравнение представлено в таблице 17. Таблица 17 68

Сравнение коэффициентов перехода для рентгеноскопий пищевода и желудка К перехода от ПДП к эфф. дозе, мкЗв/сГр*см2 для пищевода Источник МУК расчет эфф. Доз [13] Данная работа Delichas et al. [34] Geleijns et al. [36] Hart and Wall [39] Ciraj et al. [33] Gyekye et al. [38] 60 пуб МКРЗ 1,4 2,1 2,7 103 пуб МКРЗ 2,6 К перехода от ПДП к эфф. дозе, мкЗв/сГр*см2 для желудка 60 пуб МКРЗ 1,6 2,1 3,4 3,2 2,0 1,9-2,4 3,2 103 пуб МКРЗ 2,3 Как следует из таблицы 17, установленные в данной работе коэффициенты перехода вполне сопо ст авимы с данными из Великобритании и Восточной Европы. Существенные расхождения как с данными, приведенными в отечественных нормативных документах, так и с зарубежными публикациями, можно объяснить следующими факторами: - Преимущественное использование иного диапазона анодного напряжения; - Иные настройки автоматического контроля яркости; - Иное соотношение проекций в рентгеноскопическом исследовании; - Использование различного программного обеспечения для определения эффективной дозы. В частности, при сравнении структуры рентгеноскопического исследования желудка, приведенного в данной работе и данных представленных [34] видно, что прямые проекции (ЗП и ПЗ) составляют всего 24% и 5% соответственно по сравнению с нашими 53% и 9% соответственно. Преобладает использование косых проекций (более 70%). Отсутствуют боковые проекции. Данный факт следует учитывать при интерпретации полученных данных. 69

Средние значения эффективных доз для индивидуальных пациентов и для выборки пациентов в целом вполне сопоставимы с зарубежными данными. Тем не менее, следует иметь в виду что для отдельных пациентов значения эффективной дозы в десятки мЗв сопоставимы с дозовыми нагрузками при проведении КТ с контрастом. К сожалению, в рамках данной работы не удалось оценить влияние изменения размера поля облучения пациента на эффективную дозу. Все исследования выполнялись на максимальном размере поля. Тем не менее, коллимация поля облучения для данного вида лучевой диагностики является ключевым способ снижения доз пациентов. Анализ цифровых записей рентгеноскопических исследований также выявил необоснованно высокое время облучения пациентов преимущественно в проекциях с максимальной дозовой нагрузкой (передне-задней). Для того, чтобы минимизировать дозовую нагрузку пациента при проведении рентгеноскопического исследования верхнего отдела ЖКТ следует придерживаться следующих принципов выполнения исследования: уменьшить скоро сть проведения рентгено скопии без потери репрезентативности исследования; максимально сократить время просвечивания пациента в ходе исследования; по возможности уменьшить количество этапов проведения исследования; стараться проводить рентгеноскопическое исследование пациента преимущественно в косых проекциях в вертикальном и горизонтальном положениях. Таким образом, в результате проведенной работы, мы сделали следующие заключения: 1. Была разработана модель рентгеноскопического исследования верхнего отдела желудочно-кишечного тракта для определения эффективных доз пациентов с использованием программного обеспечения PCXMC 2.0, основанного на методе Монте-Карло. Данная модель основана на упрощенном представлении рентгеноскопического исследования в виде статического облучения пациента в нескольких типовых полях, с учетом 70

различных геометрий облучения и основных дозообразующих параметров проведения исследования. 2. Разработанная модель была использована для оценки эффективных доз представленной выборки репрезентативных пациентов. При этом был произведен анализ рентгеноскопических исследований пищевода и желудка, выполнена их сегментация (разделение на этапы исследования). Эффективные дозы были определены на базе измеренного произведения дозы на площадь. Эффективные дозы для выбранных рентгеноскопических исследований по своим значениям приближаются к дозам от компьютерной томографии для тех же анатомических областей. 3. Выполненный корреляционный анализ показал, что главными дозообразующими факторами в данном исследовании являлись антропометрические характеристики пациентов (вес и индекс массы тела), количество этапов внутри отдельного исследования и полное время облучения пациента. К основным дозообразующим факторам также относятся скорость проведения исследования и площадь поля облучения; однако, для всей выборки пациентов в данном исследовании они были постоянными. Максимальный вклад в дозу пациента вносит облучение в передне-задней проекции; минимальный – облучение в боковых и косых проекциях. Следует отметить, что доза от рентгеновских снимков вносила крайне незначительный вклад в общую дозу за исследование (менее 10% от всей дозы). 4. Д л я уп рощ ен ия определения эфф ективной дозы в повседневной практике были определены коэффициенты перехода от произведения дозы на площадь к эффективной дозе как для отдельных геометрий облучения пациента, так и для исследований пищевода и желудка в целом. Полученные значения коэффициентов перехода существенно больше (в 1,5 раз) коэффициентов перехода, представленных в отечественных нормативных документах, разработанных 15 лет назад. Это объясняется более точной моделью определения эффективной дозы, в 71

частности учета различных геометрий облучения пациента и их вклада в эффективную дозу за рентгеноскопическое исследование. Полученные коэффициенты перехода сопоставимы с зарубежными. 5. По итогам работы можно предложить следующие практические рекомендации для снижения доз пациентов: 1) Ограничение числа этапов рентгеноскопии; 2) Сокращение облучения пациентов в передне-задней проекции; 3) Проведение рентгеноскопии с минимально возможной скоростью просвечивания; 4) Ограничение поля облучения размерами области интереса; 5) Ограничение времени облучения пациента в рамках отдельных этапов. 72

ВЫВОДЫ 1. На дозы облучения более влияет вес пациента, чем рост, так как коэффициенты корреляции равны 0,61 и 0,48, соответственно. Пол и возраст пациента с дозой не коррелируют. Отмечена высокая корреляционная зависимость (0,98) между произведением дозы на площадь и эффективной дозой пациента. Отсутствует корреляция между диагнозом пациента и временем облучения/дозовой нагрузкой на пациента. 2. С увеличением времени и частоты импульсной рентгеноскопии, а также числа этапов исследования и количества снимков, достоверно увеличиваются дозы пациентов. 3. Разработана модель рентгенологического исследования верхнего отдела ЖКТ, позволяющая дискретно и в целом точно вычислить эффективные дозу пациента. 4. Рассчитаны эффективные дозы пациентов при рентгеноскопическом исследовании верхнего отдела ЖКТ. Максимальный вклад (более 50%) в эффективную дозу пациента вносит рентгеноскопия, выполненная в переднезадней проекции, минимальный вклад вносят боковые и косые проекции. 5. Уточнены коэффициенты перехода произведения дозы на площадь в эффективную дозу, которые оказались выше стандартных коэффициентов в 1,5 раза. Выявлена высокая зависимость коэффициентов от проекции исследования и энергии излучения. 73

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Антонович В.Б. Рентгенодиагностика заболеваний пищевода, желудка, кишечника: Руководство для врачей // - М.: Медицина, 1987. – 400 с. 2. Блинов Н.Н., Мазуров А.И. Новые реальности в современной рентгенотехнике. Медицинская техника. 2003; 5: 3–6. 3. Блинов Н.Н. Теоретическое обоснование, исследование и разработка методов и средств минимизации лучевой нагрузки в современных рентгенодиагностических аппаратах: Дис. д-ра техн. наук. М., 2004, 289 с. 4. Братилова А. А., Голиков В. Ю., Кальницкий С. А. Уровни облучения пациентов при проведении рентгеновской компьютерной томографии в медицинских организациях Санкт-Петербурга и Ленинградской области // Радиационная гигиена – 2014 – Т. 7, №3. – c. 33–38. 5. Власов П.В., Якименко В.Ф. Рентгенодиагностика рака желудка на современном этапе // Медицинская визуализация № 3, 2006. – с. 45-59. 6. Водоватов А.В., Камышанская И.Г., Дроздов А.А. Оптимизация скрининговых исследований органов грудной клетки в цифровой рентгенографии: Сборник тезисов I Всероссийской научно-практической конференции производителей рентгеновской техники, Санкт-Петербург – 2014 – c. 28–30. 7. Голиков В. Ю., Балонов М. И., Кальницкий С. А. Уровни облучения пациентов при проведении рентгенологических исследований в СанктПетербурге и Ленинградской области // Радиационная гигиена – 2011 – Т.4, №1 – c. 5-13. 8. Голиков В. Ю., Сарычева С. С., Баллонов М. И. Оценка доз облучения пациентов при проведении интервенционных рентгенологических исследований // Радиационная гигиена – 2009 – Т. 2 № 3 – c. 26 – 31. 9. Камышанская И. Г. Инновационные малодозовые методики в цифровой рентгенодиагностике // Медицинская визуализация № 6, 2015 – с. 2-9. 10. Камышанская И. Г., Черемисин В. М. Методика исследования верхнего отдела желудочно-кишечного тракта на отечественном цифровом 74

телеуправляемом рентгеновском аппарате. Медицинская визуализация – 2006; 3: 60–64. 11. Камышанская И. Г., Черемисин В. М. Методика первичного двойного контрастирования при рентгенологическом исследовании толстой кишки на цифровом телеуправляемом рентгеновском аппарате “КРТ-Электрон”: Сборник трудов III Невского радиологического форума “Новые горизонты”, Санкт-Петербург – 2007: c. 223–224. 12. Катенев В. Л. Рентгенологическое исследование желудка, рентгеноанатомия, функциональные изменения // RADIOMED – 2012. 13. Контроль эффективных доз облучения пациентов при медицинских р е н т ге н ол о г и ч е с к и х и с с л ед о ва н и я х . М У 2 . 6 . 1 . 2 9 4 4 - 11 . М . : Роспотребнадзор, 2011 – 40 с. 14. М а з у р о в А . И . П о с л е д н и е д о с т и ж е н и я в ц и ф р о в о й рентгенодиагностике // Медицинская техника – 2010; 5: с. 10–14. 15. Мазуров А. И. Борьба с рассеянным излучением в цифровых рентгеновских аппаратах: Сборник научных трудов “Увидеть невидимое”. Выпуск 2. СПб: СПб СРП “Павел” ВОГ, 2012: с. 85–97. 16. Международная комиссия по радиационной защите. Радиационная защита в медицине: Публикация 105 МКРЗ /Под редакцией Д. Валентина; редактор русского перевода М.И. Балонов. 17. Основы лучевой диагностики и терапии: национальное руководство / под ред. Тернового С.К. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 992 с. 18. Портной Л. М., Дибиров М. П. Лучевая диагностика эндофитного рака желудка // М.: Медицина, 1993. – 227 с. 19. Применение референтных диагно стиче ских уровней для оптимизации радиационной защиты пациента в рентгенологических исследованиях общего назначения: 2.6.1. Ионизирующее излучение, радиационная безопасность: методические рекомендации МР 2.6.1.0066-12. М.: Роспотребнадзор, 2012. 12 с. 20. Публикация 103 Международной Комиссии по радиационной защите (МКРЗ). Пер. с англ. /Под общей ред. М. Ф. Киселёва и Н. К. Шандалы. М.: Изд. ООО ПКФ «Алана», 2009. 75

21. Публикация 60 МКРЗ. Ч. 2. Радиационная безопасность. Рекомендации МКРЗ 1990 г. Пер. с англ. — М.: Энергоатомиздат, 1994. - с. 208. 22. Радиационно-гигиенический паспорт Российской Федерации, Москва, 2015. 23. Радиология-практика № 2 2001, стр. 53-55. 24. Регистр лекарственных средств России РЛС // ООО "РЛС Патент" М., - 2016 25. Сарычева С. С., Голиков В. Ю., Балонов М. И., Кальницкий С. А., Братилова А. А., Шацкий И. Г., Водоватов А. В. Уровни облучения пациентов при проведении рентгенологических исследований в СанктПетербурге и Ленинградской области // Радиационная гигиена том 4 № 1, 2011. 26. Сарычева С. С., Балонов М. И., Голиков В. Ю., Звонова И. А., Кальницкий С. А., Репин В. С., Чипига Л.А. Современные уровни медицинского облучения в России // Радиационная гигиена Том 8 № 3, 2015. 27. Сарычева С. С. Радиационная защита пациентов при проведении интервенционных рентгенологических исследований: автореф. дисс. канд. биол. наук / С.С. Сарычева – Спб, 2013. – 21 с. 28. Справочник НИИ радиационной гигиены им. Профессора Рамзаева «Дозы облучения населения Российской Федерации в 2014 году», С.Петербург, 2015. 29. Aitchison F. A. A Guide to Radiological Procedures. 5th Revised edition. Saunders (W.B.) Co Ltd; 2009. 30. Bourne R. Fundamentals of digital imaging in medicine // New York: Springer, 2010. 31. Bontrager K. L., Lampignano J. P. Textbook of radiographic positioning and related anatomy // St.Louis, Missouri: ELSEVIER MOSBY, - 2014, p.825. 32. Canon C. L. Is there still a role for double-contrast barium enema examination? // Clin Gastroenterol Hepatol. - 2008. - Т. 6. - №4. - С.389-392. 33. Ciraj O., Markovi S., Kosutic D. Patient doses for barium meal examination in Serbia and Montenegro and potentials for dose reduction through 76

changes in equipment settings // Radiation Protection Dosimetry – 2005 – p. 158–163. 34. Delichas M. G., Hatziioannou K., Papanastassiou E., Albanopoulou P., Chatzi E., Sioundas A., Psarrakos K. Radiation doses to patients undergoing barium meal and barium enema examinations // Radiation Protection Dosimetry – 2004 – p. 243–247. 35. DeWerd L. A., Kissick M. The phantoms of medical and health physics: devices for research and development // New York: Springer, 2014. 36. Geleijns J., Broerse J., Chandie M. P., Schultz F. W., Teeuwisse W., Van Unnik J. K., Zoetelief J. A. Comparison of patient dose for examinations of the upper gastrointestinal tract at 11 conventional and digital X-ray units in The Netherlands // Br. J. Radiol. 71 – 1998 – p. 745–753. 37. Goei R, Nix M, Kessels AH, Ten Tusscher MP. Use of antispasmodic drugs in double contrast barium enema examination: glucagon or buscopan? Clin Radiol.1995; 50(8):553–557. 38. Gyekye1 P. K., Schandorf C., Boadu1 M., Yeboah J., Amoako J. K. Patient dose assessment due to fluoroscopic exposure for some selected fluoroscopic procedures in Ghana // Radiation Protection Dosimetry – 2009 – p. 203–208. 39. Hart D., Wall B. F. Estimation of effective dose from dose-area product measurements from barium meals and barium enemas // Br. J. Radiol. 67 – 1994 - p. 485–489. 40. Martin C. J., Sutton D. G. Practical radiation protection in healthcare // Oxford: Oxford University Press, 2015. 41. Mettler J. F., Huda W., Yoshizumi T. T., Mahesh M. Effective doses in radiology and diagnostic nuclear medicine. Radiology, 2008, 248(1):254-63. 42. Montgomery D. P., Clamp S. E., De Dombal F. T. A comparison of barium sulphate preparations used for the double contrast barium meal. Clin. Radiol. 1982; 33(3):265–269. 77

43. Long B. W., Rollins J. H., Smith B. J. Merril’s atlas of radiographic positioning & procedures // St.Louis, Missouri: ELSEVIER MOSBY, - 2016, p. 1769. 44. Patient page. Barium swallow examination // Radiol Technol. - 2004 - Т. 76. - №1 - p. 88. 45. Rubesin S. E., Maglinte D. D. Double-contrast barium enema technique // Radiol. Clin. North Am. - 2003 - Т. 41. - №2. - p. 365-376. 46. Simon I. G. Barium swallow and meal // Radiography - 1961 - Т. 27. p.401-404. 47. Sources and effects of ionizing radiation // UNSCEAR, United Nations: New York, 2008. 48. Stabin M. G. Radiation protection and dosimetry: an introduction to health physics // New York: Springer, 2007. 49. Statkiewicz-Sherer M. A., Visconti P. J., Ritenour E. R., Radiation protection in medical radiography // Maryland Heights, MO: Elsevier/Mosby, 2014. 50. Trapp J. V., Kron T. An introduction to radiation protection in medicine // New York: Taylor & Francis, 2008. 51. Yakoumakis E. Patient doses from barium meal and barium enema examinations and potential for reduction through proper set-up of equipment // Br. J. Radiol. 71 - 1999 - p.173-178. 78

ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение 1 Анкета для фиксирования данных пациента и параметров проведения исследования ФИО больного: Рост: ; Вес: ; Возраст: ; Пол: Вид исследования: Диагноз: № фазы Название (характеристика) по фазы порядку Проекция Напряжение, кВ ПДП, сГр*см2 Время просвечивания, с 80

Приложение 2 Обложка сборника тезисов, в котором размещена публикация по теме выпускной квалификационной работы Приложение 3 81

Текст публикации, размещенный в сборнике тезисов XIX Международной медико-биологической конференции «Фундаментальная наука и клиническая медицина-человек и его здоровье» 2016 г. 81

Рецензии:

Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

- у работы пока нет рецензий -

Отзывы:

Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв