radhydРадиационная гигиенаRadiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene1998-426X2409-9082NIIRG10.21514/1998-426X-2018-11-1-93-100radhyd-542Research ArticleНаучные статьиScientific articlesОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПЕРЕХОДА ОТ ПРОИЗВЕДЕНИЯ ДОЗЫ НА ПЛОЩАДЬ К ЭФФЕКТИВНОЙ ДОЗЕ ДЛЯ РЕНТГЕНОСКОПИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЖЕЛУДКА С БАРИЕВЫМ КОНТРАСТОМ ДЛЯ ВЗРОСЛЫХ ПАЦИЕНТОВESTIMATION OF THE CONVERSION COEFFICIENTS FROM DOSE-AREA PRODUCT TO EFFECTIVE DOSE FOR BARIUM MEAL EXAMINATIONS FOR ADULT PATIENTSВодоватовА. В.VodovatovA. V.

Водоватов Александр Валерьевич.

197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, д. 8

Aleksandr V. Vodovatov – PhD, the acting head of the Protection Laboratory, SPRIRH after Professor P.V. Ramzaev; Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well-Being.

Mira Str., 8, Saint-Petersburg, 197101

vodovatoff@gmail.comГоликовВ. Ю.GolikovV. Yu.

Vladislav Yu. Golikov – leading scientist, the Protection Laboratory

КамышанскаяИ. Г.KamyshanskayaI. G.

Irina G. Kamyshanskaya – MD, PhD, associate Professor SPSU Department of Oncology, head of X-ray Department, St-Petersburg UMH

ЗинкевичК. В.ZinkevichK. V.

Kseniya V. Zinkevich – resident.

St-Petersburg

БернхардссонК.BernhardssonCh.

Christian Bernhardsson – PhD, associated professor MRPDepartment of Translational Medicine LU, SUH.

Malmö

Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П.В. Рамзаева, Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаРоссияSaint-Petersburg Research Institute of Radiation Hygiene after Professor P.V. RamzaevRussian FederationГородская Мариинская больница; Санкт-Петербургский государственный университетРоссияSaint-Petersburg State University; Urban Mariinsky hospitalRussian FederationСанкт-Петербургский государственный университетРоссияUrban Mariinsky hospitalRussian FederationГруппа медицинской физики, департамент естественных наук Лундского университета, университетский госпиталь региона СконаШвецияMedical Radiation Physics, Department of Translational Medicine, Lund University, Skåne University HospitalSweden20181004201811193100Copyright © Водоватов А.В., Голиков В.Ю., Камышанская И.Г., Зинкевич К.В., Бернхардссон К., 20182018Водоватов А.В., Голиков В.Ю., Камышанская И.Г., Зинкевич К.В., Бернхардссон К.Vodovatov A.V., Golikov V.Y., Kamyshanskaya I.G., Zinkevich K.V., Bernhardsson C.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.radhyg.ru/jour/article/view/542

Рентгеноскопические исследования верхнего отдела желудочно-кишечного тракта и, в особенности, исследования желудка с бариевым контрастом, являются широко распространенными и выполняются практически во всех медицинских организациях. Данные исследования сопровождаются как значительными индивидуальными дозами пациентов, так и существенным вкладом в коллективную дозу населения Российской Федерации от медицинского облучения. Определение эффективных доз пациентов для данных исследований затруднено в связи с: 1) необходимостью учитывать движущееся поле облучения; 2) различиями в структуре исследования между индивидуальными пациентами; 3) субъективными факторами при выполнении данных исследований врачами-рентгенологами; и 4) различиями в рентгеновских аппаратах. Целью данного исследования являлось определение коэффициентов перехода от произведения дозы на площадь к эффективной дозе для рентгеноскопических исследований желудка с бариевым контрастом для различных условий расположения рентгеновской трубки (над и под столом). Исследование было выполнено на основе данных, собранных в хирургическом отделении Санкт-Петербургской городской Мариинской больницы. По результатам сбора данных по параметрам проведения и структуре исследования была разработана модель облучения пациента при выполнении рентгеноскопии желудка с бариевым контрастом. Коэффициенты перехода определяли с использованием программного обеспечения PCXMC 2.0. Рентгеноскопические исследования были разделены на набор стандартных фаз просвечивания и рентгеновских снимков, соответствующих исследуемым анатомическим зонам и проекциям облучения. Коэффициенты перехода от произведения дозы на площадь к эффективной дозе были определены как для каждой из фаз, так и для полного рентгеноскопического исследования желудка с бариевым контрастом. Полученные результаты сравнимы с опубликованными данными. Различия в абсолютных значениях коэффициентов перехода могут быть объяснены различиями в протоколах и параметрах проведения рентгеноскопических исследований желудка, а также в использованных моделях для расчета эффективной дозы. Предложенный в данной работе подход к оценке эффективной дозы учитывает все важные особенности рентгеноскопических исследований: 1) различия в структуре исследования; 2) существенное перемещение рентгеновской трубки в рамках одной фазы рентгеноскопии и 3) различия в геометриях облучения пациента в рамках одного рентгеноскопического исследования.

Fluoroscopic examinations of the upper gastro-intestinal tract and, especially, barium meal examinations, are commonly performed in a majority of hospitals. These examinations are associated both with substantial individual patient doses and contribution to the collective dose from medical exposure. Effective dose estimation for this type of examinations is complicated due to: 1) the necessity to simulate the moving X-ray irradiation field; 2) differences in study structure for the individual patients; 3) subjectivity of the operators; and 4) differences in the X-ray equipment. The aim of the current study was to estimate conversion coefficients from dose-area product to effective dose for barium meal examinations for the over couch and under couch exposure conditions. The study was based on data collected in the X-ray unit of the surgical department of the St-Petersburg Mariinsky hospital. A model of patient exposure during barium meal examination was developed based on the collected data on fluoroscopy protocols and adult patient irradiation geometry. Conversion coefficients were calculated using PCXMC 2.0 software. Complete examinations were converted into a set of typical fluoroscopy phases and X-ray images, specified by the examined anatomical region and the projection of patient exposure. Conversion coefficients from dose-area product to effective dose were calculated for each phase of the examination and for the complete examination. The resulting values of the conversion coefficients are comparable with published data. Variations in the absolute values of the conversion coefficients can be explained by differences in clinical protocols, models for the estimation of the effective dose and parameters of barium meal examinations. The proposed approach for estimation of effective dose considers such important features of fluoroscopic examinations as: 1) non-uniform structure of examination, 2) significant movement of the X-ray tube within a single fluoroscopic phase, and 3) the variety of exposure geometries within complete examination.

рентгеноскопиякоэффициенты переходаэффективная дозарентгеноскопия желудка с бариевым контрастомbarium mealfluoroscopyeffective doseconversion coefficientsReferencesBarkovsky A.N. [et. al.]. Doses from ionizing radiation to the public of Russian Federation in 2015. Information bulletin. St-Petersburg, 2016, 73 p. (in Russian).Barkovsky A.N. [et. al.]. Doses from ionizing radiation to the public of Russian Federation in 2015. Information bulletin. St-Petersburg, 2016, 73 p. (in Russian).European Commission. Medical Radiation Exposure of the European Population. Radiation Protection 180 pt. 1. European Commission (2014).European Commission. Medical Radiation Exposure of the European Population. Radiation Protection 180 pt. 1. European Commission (2014).Hart D., Jones D.G. and Wall B.F. Estimation of effective dose in diagnostic radiology from entrance dose and dosearea product measurements. NRPB Report R-262 (London: HMSO) (1994).Hart D., Jones D.G. and Wall B.F. Estimation of effective dose in diagnostic radiology from entrance dose and dosearea product measurements. NRPB Report R-262 (London: HMSO) (1994).Wall B.F., Haylock R., Jansen J.T.M., Hillier M.C., Hart D. and Shrimpton P.C. Radiation Risks from Medical X-ray Examinations as a Function of the Age and Sex of the Patient. HPA-CRCE-028. Centre for Radiation, Chemical and Environmental Hazards, Health Protection Agency (2011). Available on: https://pdfs.semanticscholar.org/d90f/22c2c119c618c6822eb094087464e5ca3c4b.pdf (Accessed 10.02.2018).Wall B.F., Haylock R., Jansen J.T.M., Hillier M.C., Hart D. and Shrimpton P.C. Radiation Risks from Medical X-ray Examinations as a Function of the Age and Sex of the Patient. HPA-CRCE-028. Centre for Radiation, Chemical and Environmental Hazards, Health Protection Agency (2011). Available on: https://pdfs.semanticscholar.org/d90f/22c2c119c618c6822eb094087464e5ca3c4b.pdf (Accessed 10.02.2018).Hart D. and Wall B.F. Estimation of effective dose from dose-area product measurements for barium meals and barium enemas. Br. J. Radiol. 67, 485-489 (1994).Hart D. and Wall B.F. Estimation of effective dose from dose-area product measurements for barium meals and barium enemas. Br. J. Radiol. 67, 485-489 (1994).Student radiographer. Guide to learning radiography. Fluoroscopy equipment. Available on: https://studentradiographer.com/?p=873 (Accessed 10.02.2018).Student radiographer. Guide to learning radiography. Fluoroscopy equipment. Available on: https://studentradiographer.com/?p=873 (Accessed 10.02.2018).Tapiovaara M., Siiskonen T., 2008. PCXMC: A Monte Carlo program for calculating patient doses in medical x-ray examinations. 2nd Ed. STUK, Finalnd.Tapiovaara M., Siiskonen T., 2008. PCXMC: A Monte Carlo program for calculating patient doses in medical x-ray examinations. 2nd Ed. STUK, Finalnd.ICRP – International Commission on Radiological Protection, 2007. Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103. Ann. ICRP., Vol. 37, No. 2–4.ICRP – International Commission on Radiological Protection, 2007. Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103. Ann. ICRP., Vol. 37, No. 2–4.Bonilha H.S., Wilmskoetter J., Tipnis S.V., Martin-Harris B. and Huda W. Effective dose per unit kerma-area product conversion factors in adults undergoing modified barium swallow studies. Rad. Prot. Dos. 1-9 (2017). doi:10.1093/rpd/ncx006.Bonilha H.S., Wilmskoetter J., Tipnis S.V., Martin-Harris B. and Huda W. Effective dose per unit kerma-area product conversion factors in adults undergoing modified barium swallow studies. Rad. Prot. Dos. 1-9 (2017). doi:10.1093/rpd/ncx006.Delichas M.G., Hatziioannou K., Papanastassiou E., Albanopoulou P., Chatzi E., Sioundas A. and Psarrakos K. Radiation doses to patients undergoing barium meal and barium enema examinations. Rad. Prot. Dos. 109(1-3), 243247 (2004).Delichas M.G., Hatziioannou K., Papanastassiou E., Albanopoulou P., Chatzi E., Sioundas A. and Psarrakos K. Radiation doses to patients undergoing barium meal and barium enema examinations. Rad. Prot. Dos. 109(1-3), 243247 (2004).Ciraj O., Markovic S., Kosutic D. Patient doses for barium meal examinations in Serbia and Montenegro and potentials for dose reduction through changes in equipment settings. Rad. Prot. Dos. 114(1-3), 158-163 (2005).Ciraj O., Markovic S., Kosutic D. Patient doses for barium meal examinations in Serbia and Montenegro and potentials for dose reduction through changes in equipment settings. Rad. Prot. Dos. 114(1-3), 158-163 (2005).Gyekey P.K., Schandorf C., Boadu M., Yeboah J., Amoako J.K. Patient dose assessment due to fluoroscopic exposure for some selected fluoroscopic procedures in Ghana. Rad. Prot. Dos. 136(3), 203-208 (2009).Gyekey P.K., Schandorf C., Boadu M., Yeboah J., Amoako J.K. Patient dose assessment due to fluoroscopic exposure for some selected fluoroscopic procedures in Ghana. Rad. Prot. Dos. 136(3), 203-208 (2009).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.