Автореферат (Оптимизация радиационной защиты пациентов при проведении диагностических исследований методом позитронной эмиссионной томографии)

На правах рукописиЧипига Лариса АлександровнаОПТИМИЗАЦИЯ РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ ПАЦИЕНТОВ ПРИПРОВЕДЕНИИ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ МЕТОДОМПОЗИТРОННОЙ ЭМИССИОННОЙ ТОМОГРАФИИ03.01.02 - БиофизикаАвторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукСанкт-Петербург – 2018Работа выполнена в Федеральном бюджетном учреждении науки «СанктПетербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиеныимени профессора П.В.Рамзаева» Федеральной службы по надзору в сферезащиты прав потребителей и благополучия человекаНаучный руководитель:доктор биологических наук, профессорБалонов Михаил ИсааковичОфициальные оппоненты:доктор технических наук, профессорНаркевич Борис Ярославовичпрезидент общероссийского союзаобщественных объединений«Ассоциация медицинских физиков России»доктор технических наук, профессорПотрахов Николай Николаевичзаведующий кафедрой электронныхприборов и устройств,Санкт-Петербургский государственныйэлектротехнический университет «ЛЭТИ»им.

В.И.Ульянова (Ленина)Ведущая организация:ФГБУ ВО «Московский государственныйуниверситет им. М.В. Ломоносова»Защита состоится «19» декабря 2018 года в 14 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.229.25 при Федеральном государственномавтономном образовательном учреждении высшего образования «СанктПетербургский политехнический университет Петра Великого» (ФГАОУ ВО«СПбПУ») по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., д. 29.С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ФГАОУВО «СПбПУ» по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., д. 29,а также на сайте ФГАОУ ВО «СПбПУ».: http://www.spbstu.ruАвтореферат разослан «____ » ________ 2018 г.Ученый секретарьдиссертационного совета,доктор биологических наук:Линькова Наталья Сергеевна2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность.Метод позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ)представляет собой радионуклидный метод исследования внутренних органовчеловека, основанный на использовании радиофармпрепаратов (РФП), меченныхкороткоживущимипозитрон-излучающимирадионуклидами,которыемоделируют перенос и превращения естественных биологических веществ,участвующих в метаболизме.

Диагностика онкологических, неврологических,кардиологических и др. заболеваний методом ПЭТ позволяет проводитьколичественный анализ биохимических или физиологических нарушений ворганизме пациента задолго до появления каких-либо морфологическихизменений. Выявление функциональных изменений, намного опережающиханатомические, делает методы ядерной медицины уникальными как в раннейдиагностике заболеваний, так и при динамическом наблюдении примененнойметодики лечения. Благодаря программе развития ядерной медицины за последнеедесятилетие количество ПЭТ-отделений в Российской Федерации увеличилосьболее, чем в 5 раз, так же растет и количество пациентов, проходящих данный видисследования.Современные ПЭТ-аппараты совмещают с рентгеновскими компьютернымитомографами, что подразумевает проведение ПЭТ-исследования совместно скомпьютерной томографией (КТ).

Этот метод (ПЭТ/КТ) связан с относительновысокими дозами у пациентов1, обусловленными как внутренним, так и внешнимоблучением. Действующая в России Единая система контроля и учетаиндивидуальных доз облучения граждан (ЕСКИД, форма 3-ДОЗ) непредусматривает отдельную регистрацию доз от данного вида диагностики,поэтому к началу проведения данной работы отсутствовала достовернаяинформация о режимах исследований и о дозах пациентов при проведении ПЭТдиагностики в России. Анализ зарубежных литературных источников показывает,что эффективные дозы пациентов при данной технологии могут достигать 20 – 30мЗв за исследование.ПредставленныеособенностиПЭТ-диагностикисвидетельствуютонеобходимости и высокой актуальности оценки структуры ПЭТ-диагностики вРоссийской Федерации, которая включает информацию об аппаратном парке,видах ПЭТ-исследований, применяемых РФП, параметрах проведенияисследований и дозах пациентов в медицинских организациях (МО) страны.Для определения доз пациентов необходим анализ существующих методов ихоценки и адаптация к современным особенностям диагностических ПЭТ/КТисследований.

На основании собранных данных необходимо провести анализ иДоза пациента – доза излучения, полученная пациентом при проведении рентгенорадиологическогоисследования13оценку состояния радиационной защиты пациентов в отечественной ПЭТдиагностике с последующей разработкой методик оптимизации, гармонизации истандартизации протоколов проведения ПЭТ-исследований.Степень научной разработанности проблемы. Принцип оптимизации защитыпациентов от медицинского облучения заключается в сохранении разумногобаланса между снижением доз у пациентов и необходимым качеством получаемойдиагностической информации. В зарубежных странах для этого разработаны иприменяются на практике единые требования проведения медицинскихисследований как с точки зрения объективных диагностических показателей, так ис точки зрения дозиметрических параметров.

Для обеспечения надлежащегокачества ПЭТ-исследования разработаны единые рекомендации, согласно которымпроводится периодическая калибровка диагностического оборудования, идействует программа сертификации диагностических отделений, нацеленная наконтроль качества работы оборудования и соответствия применяемых методиксуществующим стандартам. Для оптимизации радиационной защиты пациентов вдиагностике используют референтные диагностические уровни (РДУ), которыеявляются критерием для сравнения доз пациентов в данном исследовании собщепринятой практикой и используются для выявления аномально высоких доз.До начала данной работы в отечественной системе санитарно-гигиеническогонормирования не учитывались особенности проведения диагностическихисследований методом ПЭТ, отсутствовала система оптимизации и обеспечениякачества ПЭТ/КТ-исследований, а существующая методика оценки эффективныхдоз пациентов при КТ-сканировании, основанная на использованиикоэффициентов перехода от значения дозового параметра DLP (произведение дозына длину сканирования) к эффективной дозе, не позволяла оценить их присканировании всего тела, которое наиболее часто проводится при ПЭТ/КТисследованиях.

Это явилось основанием для выполнения данного исследования.Цель исследования. Разработка системы оптимизации радиационной защитыпациентов при проведении ПЭТ/КТ-исследований на основании исследованиязакономерностей формирования доз у пациентов и качества получаемойдиагностической информации.Задачи исследования.1. Сбор и анализ параметров проведения ПЭТ/КТ-исследований, оценкаструктуры ПЭТ-диагностики и оценка эффективных доз внешнего ивнутреннего облучения пациентов.2. Экспериментальная проверка и определение новых коэффициентов переходадля оценки эффективной дозы у пациента при КТ-сканировании.3.

Разработка системы обеспечения качества в ПЭТ, включающей контрольколичественных параметров ПЭТ-изображения и единые критерии,нацеленные на гармонизацию и оптимизацию ПЭТ-диагностики.44. Разработка системы снижения доз пациентов при ПЭТ/КТ-исследованияхпутем применения референтных диагностических уровней.5. Определение путей оптимизации протоколов КТ-сканирования за счетснижения доз пациентов при поддержании диагностического качестваизображения.Научная новизна. Впервые определена структура ПЭТ/КТ-диагностики и оценены средниеэффективные дозы пациентов на основании результатов обследования более60% ПЭТ-отделений страны. Впервые определены органные дозы при КТ-сканировании с помощью ТЛДизмерений в специализированных дозиметрических фантомах разныхвозрастных групп и проведена верификация расчётных программ в условияхсканирования всего тела.

На основании измерений определены новыекоэффициенты перехода для оценки доз при КТ. Получены зависимости коэффициента восстановления как параметракачества ПЭТ-изображения от размера очага и уровня накопленияактивности по результатам экспериментальной работы с фантомомMADEIRA. Научно обосновано использование РДУ в целях оптимизации радиационнойзащиты пациентов в ПЭТ/КТ-диагностике. Доказана нецелесообразностьприменения РДУ для внутреннего облучения пациентов.

Впервыепредложены значения РДУ для КТ-исследований всего тела и головы какчасти ПЭТ/КТ-исследований и выявлены аппараты с аномально высокимидозами. Получены зависимости дозы пациента и качества КТ-изображения отосновных параметров протоколовКТ-сканирования.Определеныоптимальные значения параметров для программ автоматическоймодуляции силы тока трёх основных производителей ПЭТ/КТ-аппаратов.Практическая и теоретическая значимость работы. В работе научнообоснована и предложена к внедрению в отечественную практику системаоптимизации защиты пациентов при проведении диагностических ПЭТ/КТисследований, включающая оценку качества ПЭТ-изображения, применениереферентных диагностических уровней для снижения доз пациентов ииспользованиеоптимальныхпараметровпротоколовКТ-сканирования;определены новые коэффициенты перехода для оценки эффективных дозпациентов при КТ-сканировании с учетом протоколов, используемых в ПЭТдиагностике.С участием автора разработаны следующие нормативно-методические документы:5 Методические указания МУ 2.6.1.3151-13 «Оценка и учет эффективных дозу пациентаприпроведениирадионуклидныхдиагностическихисследований».