CC BY
18
DOI: 10.21870/0131-3878-2022-31-3-13-25 УДК 616-073.756.8:614.876
Сравнительный анализ оценки радиационных рисков медицинского диагностического облучения пациентов на основе метода Международной комиссии по радиологической защите и методических рекомендаций Роспотребнадзора
Кащеев В.В., Пряхин Е.А., Меняйло А.Н., Панин М.С.
МРНЦ им. А.Ф. Цыба - филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, Обнинск
Данная работа посвящена сравнительному анализу оценки радиационных рисков медицинского диагностического облучения пациентов с использованием метода, основанного на рекомендациях Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ), и метода, представленного в методических рекомендациях Роспотребнадзора (Мр 2.6.1.0215-20). В ходе исследования авторами был выполнен анализ результатов расчётов величины пожизненного атрибутивного риска онкологической смертности, рассчитанной данными методиками. В качестве примера рассматривалась процедура однократного прохождения компьютерной томографии органов грудной клетки без контраста. В первом случае величина риска была рассчитана с использованием методики 103 Публикации МКРЗ на основе органных доз для следующих возрастов мужчин и женщин: обследование в 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67, 72, 77, 82 и в 87 лет. Во втором случае рассматривались данные, приведённые в таблицах, представленных в методических рекомендациях, но без учёта наследственных эффектов. Анализ проводился для двух случаев: когда отличие между эффективными дозами между процедурами компьютерной томографии не превышало 30%, и когда отличие было более 30%. Авторами было установлено, что различие в оценке риска между двумя методами превышает в 1,5 раза для возрастных групп 65 лет и старше, для мужчин и женщин в случае, если эффективные дозы близки. Если различие в дозе между двумя процедурами было более 30%, то отличие в рисках в 1,5 раза наблюдалось в возрастных группах 60 лет и старше. Оценка рисков была выполнена с учётом половозрастных характеристик, а также с использованием медико-демографических данных российской популяции.
Ключевые слова: радиационный риск, методика оценки радиационного риска, медицинское облучение, компьютерная томография, органные дозы, математическая модель, Публикация 103 МКРЗ, пожизненный атрибутивный риск (LAR), однократное облучение, эффективная доза, методические рекомендации.
Введение
Медицинское облучение является осознанным, управляемым действием двух человек: врача и пациента. Важной особенностью в данном случае является тот факт, что если организм пациента ослаблен, то вред от медицинской радиологической процедуры может превышать её пользу [1, 2]. В России, как и в мире, наблюдается тенденция к развитию и совершенствованию различных методов лучевой диагностики. Основную часть в нашей стране составляют процедуры рентгенографии и флюорографии, при этом вклад данных исследований в ежегодную коллективную дозу медицинского облучения сравнительно мал. При этом основной вклад в дозу, вносят обследования на различных компьютерных томографах (КТ) [3, 4]. В последние два года, среди всех КТ-процедур можно особо выделить компьютерную томографию органов грудной клетки - КТ (ОГК) из-за распространения COVID-19. Причём рост КТ (ОГК) наблюдается как у детей, так и у взрослых [5]. Из-за особенностей данной вирусной инфекции в группе риска в первую очередь оказываются люди пенсионного возраста, т.е. 60 лет и старше. Поэтому в данной
Кащеев В.В. - зав. лаб., к.б.н.; Пряхин Е.А.* - науч. сотр.; Меняйло А.Н. - ст. науч. сотр., к.б.н.; Панин М.С. - техник. МРНЦ им. А.Ф. Цыба - филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России.
•Контакты: 249035, Калужская обл., Обнинск, ул. Королёва, 4. Тел.: (484) 399-32-81; e-mail: nrer@obninsk.com.
работе в качестве примера для сравнительного анализа была рассмотрена процедура компьютерной томографии органов грудной клетки без контраста.
Согласно международным рекомендациям и национальным требованиям пациент должен быть проинформирован о возможном вреде медицинской диагностической процедуры [6-8]. В России на данный момент одним из главных инструментов для информирования пациента о возможном радиационном риске стали методические рекомендации МР 2.6.1.0215-20 (далее МР) [9]. Данная работа посвящена сравнительному анализу методов оценки радиационного риска онкологической смертности на основе метода 103 Публикации МКРЗ [10] и МР.
Материалы и методы
Модель и метод расчёта риска МКРЗ 2007
Расчёт величины пожизненного атрибутивного риска (LAR) смертности от рака основан на международной математической модели МКРЗ (Публикация 103) [10]. В данной статье рассматривается методика оценки величины LAR при однократном прохождении КТ органов грудной клетки.
В отсутствие облучения основным показателем риска является показатель фоновой или спонтанной онкологической смертности или заболеваемости Ло (число онкологической смертности или заболеваемости в год на 100 тыс. человек). Воздействие радиации приводит к увеличению Ло на дополнительную величину ár. Таким образом, полный показатель смертности или заболеваемости раком Л будет суммой фонового и радиационного показателей:
X = X0+XR. (1)
Фоновые показатели смертности и заболеваемости раком локализации l зависят от возраста a и пола s: т.е. А0 = Á0(a,l,s), а радиационный риск в общем случае зависит от дозы облучения D, текущего возраста a, локализации l, пола s и возраста на момент облучения g: ÁR = ÁR(g,a,l,s,D), следовательно:
Á(g,a, I, s, D) = Л0 (a, I, s) +ÁR(g, a, I, s, D). (2)
Радиогенный риск ár представляется в двух формах: аддитивной и мультипликативной. В аддитивной модели полный риск есть:
Л = А0 + 105 • EAR, (3)
где EAR - избыточный абсолютный риск (Excess Absolute Risk), обусловленный только радиационным облучением.
В мультипликативной модели полный риск записывается в виде: Л = Л0 • (1 +ERR), (4)
где безразмерная величина ERR есть избыточный относительный риск (Excess Relative Risk) или отношение избыточного абсолютного риска к фоновому показателю:
ERR = 12-EA1. (5)
Л0
После облучения радиационный риск, как EAR, так и ERR может реализоваться только через определённое время - латентный период Tls.
Для получения модели риска в МКРЗ 2007 использовались, в основном, данные о многолетнем наблюдении за состоянием здоровья переживших атомную бомбардировку жителей Японии [11]. При переносе модели рисков на другие популяции величина избыточного абсолютного
риска заболеваемости солидными видами рака в модели МКРЗ 2007 получается как взвешенное среднее так называемых аддитивной и мультипликативной моделей. Аддитивная модель даёт величину риска в форме избыточного абсолютного риска (EAR), мультипликативная модель даёт величину риска в форме избыточного относительного риска (ERR). Итоговое выражение для абсолютного избыточного риска EARinc выглядит следующим образом:
EARinc = р ■ ERRmult -Л0 + (1-р)- EARadd, (6)
EARinc = р ■ EARmult + (1-р)■ EARadd.
Здесь p - весовой множитель, зависящий от локализации опухоли. Мультипликативная и аддитивная модели в работе Preston et al. [11] даётся в форме: p(D)^£(g,s,a), (7)
где p(D) описывает вид дозовой зависимости, а £(g,s,a) описывает изменение риска в зависимости от пола s, возраста при облучении g, а также возраста дожития а. В МКРЗ 2007 принята линейная зависимость доза-эффект для риска рака, а значит p(D) = р ■ D. Формула в работе [11] даёт вид £(g,s,a):
£(g,s, a) = в3 ■ exp[a ■ g + ш ■ ln(a)]. (8)
Отсюда следует, что в рамках модели МКРЗ 2007 избыточный риск ER, как абсолютный, так и относительный, можно получить из общей формулы:
ER(g, s,a,D) = р ■ 6S ■ D ■ exp[a ■ g + w^ ln(a)]. (9)
В МКРЗ 2007 для величины избыточного абсолютного риска произведение р ■ es даётся в форме избытка раковой заболеваемости на 10 тыс. человек в год на Гр в возрасте 70 лет при облучении в 30 лет. Учитывая это, а также то, что величины р и a зависят от локализации опухоли, получим, исходя из (9), выражение для абсолютного избыточного риска EARadd, соответствующего аддитивной модели МКРЗ 2007:
EARadd(g,a, l,s,D) = D ■ ■ Q^® ■ exp[aadd(l) ■ (g - 30)]. (10)
Аналогично избыточному абсолютному риску для избыточного относительного риска в МКРЗ 2007 произведение p ■ Gs даётся в форме ERR на Гр в возрасте 70 лет при облучении в 30 лет. Учитывая это, а также формулу (10) и то, что величины р и a зависят от локализации опухоли, получаем, исходя из (9), выражение для абсолютного избыточного риска EARmult, соответствующего мультипликативной модели МКРЗ 2007:
EARmult(g,a, l,s,D) = ■ D ■ Pmult(l,s) ■ (^f™^ ■ exp[amult(l) ■ (g - 30)]. (11)
В формулах (10) и (11): l - локализация опухоли; s - пол; g - возраст при облучении; а - возраст дожития; D - доза облучения; pmuit, штиЫ, amult - параметры мультипликативной модели; padd, шаМ, aadd - параметры аддитивной модели. Так же, в формулах (10) и (11) параметры р равны соответствующему произведению р ■ 6S в формуле (9) и зависят от пола и локализации опухоли. Остальные параметры зависят только от локализации.
В МКРЗ 2007 параметры amult и aadd непосредственно не приводятся. Однако, там приведены величины, которые мы обозначим как ymu[t и yadd. Эти параметры даются в виде процента изменения ERRmult и EARadd соответственно при увеличении возраста при облучении на десятилетие. Исходя из этого и вида формул (10) и (11), параметры amult и aadd можно вычислить по следующим формулам:
ати11(1)=±-1п(1 + г-^}, (12)
Параметры Ртии, Штии, -тип, Рала, (¿ала, -ала также можно найти ниже в табл. 1. Латентный период для солидных раков в модели МКРЗ Лэ равен 10-ти годам. То есть, в течение 10 лет после облучения избыточные риски, как по мультипликативной, так и по аддитивной моделям, принимаются равными нулю. Другими словами:
ЕАПтии(д,а,1,8,0) = 0 и ЕАПааа(д,а,1,8,0) = 0, если а < д + ТЬ5. (13)
Таблица 1
Параметры модели риска заболеваемости от различных локализаций солидного рака
для модели МКРЗ 2007
Локализация опухоли Пол РтиК УтиК СОтиП Рааа Уааа Садд
Все солидные Муж. Жен. 0,35 0,58 -17 -1,65 43,20 59,83 -24 2,38
Пищевод Муж. Жен. 0,40 0,65 -17 -1,65 0,48 0,66 64 2,38
Желудок Муж. Жен. 0,23 0,38 -17 -1,65 6,63 9,18 -24 2,38
Толстая кишка Муж. Жен. 0,68 0,33 -17 -1,65 5,76 2,40 -24 2,38
Печень Муж. Жен. 0,25 0,40 -17 -1,65 4,18 1,30 -24 2,38
Лёгкие Муж. Жен. 0,29 1,36 + 17 -1,65 6,47 8,97 1 4,25
Молочная железа Жен. 0,87 0 -2,26 10,9 -39 3,5
Яичник Жен. 0,32 -17 -1,65 1,47 -24 2,38
Мочевой пузырь Муж. Жен. 0,67 1,10 -17 -1,65 2,00 2,77 -11 6,39
Щитовидная железа Муж. Жен. 0,53 1,05 -56 0,00 0,69 2,33 -24 0,01
Остальные солидные Муж. Жен. 0,22 0,17 -34 -1,65 7,55 10,45 -24 2,38
Кроме того, следует заметить, что если облучение группы лиц произошло в возрасте д, то в дальнейшем, в достигнутом возрасте а, число новых случаев заболеваний следует рассчитывать только из той доли лиц от исходной численности группы в возрасте д, которая дожила до возраста а, оставаясь здоровой, т.е. используя вероятность здорового дожития от д до а. Эту вероятность обозначим как Б1пс(д,а,1,з) и в дальнейшем будем называть функцией здорового дожития. Здесь д - возраст при облучении; а - возраст дожития; I - локализация опухоли; в - пол. При этом в возрасте облучения и ранее, естественно, функция здорового дожития по определению принимается равной единице, то есть Б1пс(д,а,1,з) = 1, а< д.
При вычислении функции здорового дожития Б1пс(д,а,1,з) должны учитываться показатели смертности от всех причин плюс показатели заболеваемости злокачественными новообразованиями, за вычетом смертности от злокачественных новообразований (случаи смерти учитываются в заболеваемости). В этом случае приближённо Б1пс(д, а, 1,5) можно определить следующим образом:
EARinc(g, а, I, s, D) = Sinc(g, a, l, s)
(17)
Sinc(д, а, l, s) = (l - x™t(i's)+W^s)-^rt(i'l's)'), a > g, (14)
где А10оШог1 (a, s) - количество смертей от всех причин в возрасте от a до a+1 на 100 тыс. человек в год; A™ort(a,l,s) - количество смертей от рака локализации l в возрасте от a до a+1 на 100 тыс. человек в год; А™с (а, I, s) - количество случаев заболевания раком локализации l в возрасте от a до a+1 на 100 тыс. человек в год.
Из (14) видно также, что Sinc(g,a, l,s) может быть найдена, используя следующую формулу:
Sinc(g, а, I,s) = sinC(0'aM ,а> д. (15)
А Sinc(0,a,l,s) можно вычислить, используя рекуррентную формулу:
Sinc (0, а, I, s) = Sinc(0, a-l,l,s)-(l- , ^
зная, что Sinc(0,0,1, s) = 1.
Полный риск возникновения рака локализации l после однократного облучения с учётом функции дожития запишется в виде:
p(l)- EARmult(g, а, I, s,D) + + ( l-p(l)) ■ EARadd(g,a,l,s,D)_.
Здесь p - весовой множитель. В МКРЗ сказано, что параметр p равен 0 для молочной железы и костного мозга, 1 - для щитовидной железы и кожи, 0,3 - для лёгкого и 0,5 - для всех остальных локализаций.
Зная избыточный абсолютный риск, можно оценить пожизненный риск возникновения рака LARinc локализации l после однократного облучения в возрасте g дозой D. Он рассчитывается суммированием значений избыточного абсолютного риска по возрасту дожития, т.е. по следующей формуле:
LARinc(g,l,s,D) EARinc(g,a,l,s,D). (18)
Здесь DDREF - коэффициент эффективности дозы и мощности дозы, учитывающий уменьшение риска в случае хронического облучения или облучения в малой дозе. В МКРЗ в Публикации 103 рекомендуется значение DDREF брать равным 2. Обычно, amax выбирается от 85 до 120 лет.
Пожизненный риск смертности в МКРЗ 2007 получается из риска заболеваемости путём умножения последнего на так называемую долю летальности. Выражение для доли летальности r выглядит так:
r = k + q(l-k). (19)
Здесь k - усреднённый с весом возраста в популяции коэффициент летальности; q - коэффициент, отражающий снижение качества жизни из-за серьёзного заболевания.
С учётом пола s и локализации l выражение для доли летальности можно записать в виде:
r(l,s) = k(l,s) + q(l,s) ■ (l - k(l,s)). (20)
Коэффициент летальности k можно получить путём усреднения по возрасту в популяции отношения показателя смертности к показателю заболеваемости для данного пола и локализации опухоли:
Здесь N(s,a) - число людей пола s и возраста a; T(s) - общее число людей в популяции пола s.
Выражение для q в МКРЗ 2007 выглядит так:
4(1, s) = qmin(l) + k(l,s) ■ (1 - qmin(l)). (22)
Здесь qmin - минимальный весовой множитель для не смертельных раков.
В МКРЗ 2007 qmin берётся равной 0,1 для всех локализаций, кроме кожи (qm;n=0) и щитовидной железы (qmin=0,2).
Итоговая формула для расчёта пожизненного риска смертности от рака выглядит так:
LARmort(g,l,s,D) = r(l,s) ■ LARinc(g,l,s,D). (23)
Методика оценки радиационного риска на основе МР
Подробно методика оценки радиационного риска при медицинском облучении пациентов описана в методических рекомендациях [9]. Согласно данной методике пожизненный радиационный риск смерти с учётом вреда от снижения качества жизни определяется с помощью поглощённых доз органов и тканей, подвергающихся радиационному воздействию, и так называемых коэффициентов риска R, представленных в виде табличных значений в методических рекомендациях. Коэффициенты пожизненного радиационного риска смерти определялись как риск на 1 мГр поглощённой дозы в органе или ткани для мужчин и женщин по пятилетним интервалам. Данные значения рассчитывались для российской популяции (данные за 2008 г.) [12] с использованием моделей 103 Публикации МКРЗ. Авторы методики представили рассчитанные значения пожизненного риска смерти с учётом вреда от снижения качества жизни по причине онкологического заболевания различных органов и тканей и наследственных эффектов для более чем 30-ти различных диагностических исследований, где каждому исследованию соответствует своя типичная эффективная доза.
Согласно МР в случае, если медицинское исследование, выполненное пациенту, содержится в списке в представленном в таблицах в МР, и полученная пациентом эффективная доза отличается менее чем на 30% от типичной, то необходимо использовать табличное значение риска. Если отличие в эффективных дозах превышает 30%, то необходимо умножить табличное значение риска на отношение полученной эффективной дозы к типичному значению для соответствующего вида исследования
Результаты и обсуждение
Как уже отмечалось выше, компьютерная томография вносит наибольший вклад в коллективную дозу медицинского облучения в России. Поэтому в качестве примера для сравнительного анализа радиационных рисков смертности была выбрана процедура однократного прохождения компьютерной томографии органов грудной клетки без контраста. Было смоделировано прохождение КТ (ОГК) с использованием двух КТ-сканеров: Toshiba Aquilion 16 и Siemens Somatom Sensation 16 для мужчин и женщин в возрасте 22, 27, 32, 37,42, 47, 52, 57, 62, 67, 72, 77, 82 и в 87 лет. При этом эффективная доза при прохождении КТ (ОГК) на Toshiba Aquilion 16 соответствует случаю, когда эффективные дозы отличаются более чем на 30%. Прохождение КТ (ОГК) на Siemens Somatom Sensation 16 даёт эффективную дозу, близкую к типичной эффективной дозе из методических рекомендаций [13].
Для оценки величины пожизненного атрибутивного риска онкологической смертности с использованием метода и модели МКРЗ 2007 использовались органные дозы из работы [13]. Параметры КТ-сканеров и соответствующие дозы представлены в табл. 2 и 3.
Результаты сравнения величин пожизненного атрибутивного риска смертности, рассчитанных с использованием метода и модели МКРЗ и данных из методических рекомендаций без учёта наследственных эффектов, представлены на рис. 1-4.
Таблица 2
Параметры КТ-сканеров
КТ-сканер Напряжение рентг. трубки, кВ Время ротации, с/скан Ширина среза Питч Сила тока, мАс КТ область сканирования, мм Эффективная доза, мЗв
Toshiba Aquilion 16 120 0,5 1 мм х 16 0,9375 148 308 11,1
Siemens Somatom Sensation 16 120 0,5 1,5 мм х 16 0,75 101 260 5,1
Таблица 3
Органные дозы при КТ (ОГК) на Toshiba Aquilion 16 и Siemens Somatom Sensation 16
для мужчин и женщин
КТ-сканер Органные дозы, мГр
щитовидная железа лёгкие молочная железа пищевод печень желудок толстый кишечник яичник поверхность кости красный костный мозг Остальные солидные, М | Ж
Toshiba Aquilion 16 12,6 10,6 9,2 10 9,7 3,8 0,6 0,1 9,8 2,9 4,6 | 4
Siemens Somatom Sensation 16 2,6 2,2 2 2,3 2,6 2,3 0,3 0,1 2,2 0,7 1,6 | 1,4
2,50E-04
2.00E-04 *
Рис. 1. Пожизненные атрибутивные риски онкологической смертности (LAR), рассчитанные с использованием метода МКРЗ и МР для мужчин при КТ (ОГК) на Somatom Sensation 16.
Рис. 2. Пожизненные атрибутивные риски онкологической смертности (LAR), рассчитанные с использованием метода МКРЗ и МР для женщин при КТ (ОГК) на Somatom Sensation 16.
6,00E-04
5,00E-04
4,00E-04 3,00E-04
oc
S
2,00E-04 1,00E-04
0,00E+00
Рис. 3. Пожизненные атрибутивные риски онкологической смертности (LAR), рассчитанные с использованием метода МКРЗ и МР для мужчин при КТ (ОГК) на Toshiba Aquilion 16.
« N • N М ■ • -М 1Р 1КРЗ
Ж X
ч ч
^ ч ч
ч
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Возраст, лет
Возраст, лет
Рис. 4. Пожизненные атрибутивные риски онкологической смертности (LAR), рассчитанные с использованием метода МКРЗ и МР для женщин при КТ (ОГК) на Toshiba Aquilion 16.
Из табл. 4 видно, что в возрастных группах после 65 лет и старше в случае, когда эффективные дозы рассматриваемых процедур близки, наблюдается расхождение в оценках риска, превышающее 30%, в частности, отличие в величине риска для мужчин и женщин в 1,5 раза между двумя методиками. В случае, когда дозы отличаются более чем на 30%, подобные расхождения в оценках риска наблюдаются в возрастах 60 лет и старше. При этом также стоит отметить, что различие в оценке риска рассмотренными методами может быть существенным при КТ (ОГК) молодых женщин и девочек, т.к. наблюдается тенденция к завышению оценок пожизненного атрибутивного риска онкологической смертности с использованием данных из методических рекомендаций.
Таблица 4
Различие (А) в величине пожизненного атрибутивного риска онкологической смертности в результате однократного прохождения КТ (ОГК), рассчитанного с использованием метода и модели МКРЗ и МР, выраженное в процентах
Пол Возраст, лет
Различие в эффективных дозах не превышает 30%
20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50-54 55-59 60-64 65-69 70-74 75-79 80-84 85+
Мужчины Женщины 7,46 -22,97 3,42 -16,54 7,18 -12,26 5,95 -4,39 12,65 -0,54 11,28 5,78 17,35 9,33 21,00 20,36 25,79 27,36 30,56 32,70 36,07 40,34 46,02 45,95 52,76 50,70 73,84 87,04
Различие в эффективных д озах более 30%
Мужчины Женщины 16,70 -25,30 12,87 -16,94 16,28 -11,11 15,07 -2,16 21,21 4,48 19,96 11,08 25,57 14,89 29,10 25,55 33,72 32,34 38,56 37,52 44,26 44,80 53,71 50,28 59,98 54,92 78,25 88,27
Различие в величине рисков объясняется тем, что метод расчётов с использованием метода МКРЗ предполагает использование органных доз, а также риски считаются для конкретного возраста, а коэффициенты риска из МР являются величинами, усреднёнными по 5-летним возрастным интервалам. Кроме того, в данной работе при расчёте с использованием методики
МКРЗ использовались медико-демографические данные РФ за 2017 г. [14], а риски из МР опираются на более ранние данные российской популяции за 2008 г. [12]. Кроме того, использование эффективной дозы при оценке риска, согласно работе [15], в старших возрастных группах может вызывать серьёзные искажения в величине LAR при КТ органов грудной клетки (табл. 4).
Заключение
В ходе работы была выполнена оценка пожизненных атрибутивных рисков онкологической смертности с использованием метода МКРЗ 2007 для мужчин и женщин при однократном прохождении КТ (ОГК) в возрастах 22-87 лет, с шагом в 5 лет. Полученный результат сравнили с данными из методических рекомендаций.
Анализ оценки рисков показал, что использование данных методических рекомендаций при КТ (ОГК) в старших возрастных группах приводит к существенному занижению величины онкологической смертности. Несмотря на близкую оценку рисков (отличие не превышает 30%) в возрастах 20-60 лет, следует с осторожностью применять данные методических рекомендаций для оценок радиационного риска пациентов на индивидуальном уровне из-за использования эффективной дозы. Кроме того, методика МКРЗ и метод, описанный в нашей ранней работе [16], позволяет выполнять оценку риска для конкретного возраста, с учётом истории предыдущих облучений. Методика, описанная в МР, позволяет оценивать риски только от однократного облучения пациента, применение её для случая многократного облучения может привести к ещё более существенным расхождениям в величине оценок радиационного риска.
Литература
1. Пономарёва Т.В., Кальницкий С.А., Вишнякова Н.М. Медицинское облучение и стратегия его профилактики //Радиационная гигиена. 2008. Т. 1, № 1. С. 63-68.
2. Калистратова В.С. Роль мощности дозы в появлении стохастических эффектов и сокращении продолжительности жизни при действии инкорпорированных радионуклидов и источников внешнего излучения //Мед. радиология и рад. безопасность. 2004. Т. 49, № 3. С. 5-27.
3. Цыб А.Ф., Иванов В.К., Бирюков А.П. Возможности радиационной эпидемиологии при решении проблем радиационной безопасности медицинского облучения //Радиация и риск. 2008. Т. 17, № 2. С. 50-62.
4. Дозы облучения населения Российской Федерации в 2016 году: информационный сборник. СПб.: НИИРГ им. П.В. Рамзаева, 2017. 125 с.
5. Кащеев В.В., Пряхин Е.А., Меняйло А.Н., Панин М.С., Селёва Н.Г., Кащеева П.В., Иванов С.А., Каприн А.Д., Иванов В.К. Оценка радиационных рисков онкологической заболеваемости детей и подростков на основе данных протоколов сканирования при обследовании на рентгеновских компьютерных томографах //Радиация и риск. 2020. Т. 29, № 2. С. 21-31.
6. Radiation protection and safety of radiation sources: International basic safety standards. General Safety Requirements No. GSR Part 3 (Interim). Vienna: IAEA, 2011.
7. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009). Санитарные правила и нормативы. СанПиН 2.6.1.2523-09. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. 100 с.
8. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (0СП0РБ-99/2010). Санитарные правила. СП 2.6.1.2612-10. М.: Центр санитарно-эпидемиологического нормирования, гигиенической сертификации Минздрава России, 2010.
9. МР 2.6.1.0215-20. Оценка радиационного риска у пациентов при проведении рентгенорадиологических исследований. Методические рекомендации. M.: Роспотребнадзор, 2020.
10. ICRP, 2007. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103 //Ann. ICRP. 2007. V. 37, N 2-4. P. 1-332.
11. Preston D.L., Kusumi S., Tomonaga M., Izumi S., Ron E., Kuramoto A., Kamada N., Dohy H., Matsuo T., Nonaka H., Thompson D.E., Soda M., Mabuchi K. Cancer incidence in atomic bomb survivors. Part III: Leukemia, lymphoma and multiple myeloma, 1950-1987 //Radiat. Res. 1994. V. 137. P. 68-97.
12. Злокачественные новообразования в России в 2008 г. (заболеваемость и смертность): справочник /под ред. акад. РАМН В.И. Чиссова, проф. В.В. Старинского. М., 2010.
13. Fujii K., Aoyama T., Koyama S., Kawaura C. Comparative evaluation of organ and effective doses for paediatric patients with those for adults in chest and abdominal CT examinations //Br. J. Radiol. 2007. V. 80, N 956. P. 657-667.
14. Злокачественные новообразования в России в 2017 году (заболеваемость и смертность): справочник /под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, Г.В. Петровой. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена - филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России, 2018. 250 с.
15. Ivanov V.K., Kashcheev V.V., Chekin S.Yu., Menyaylo A.N., Pryakhin E.A., Tsyb A.F., Mettler F.A.
Estimation of risk from medical radiation exposure based on effective and organ dose: how much difference is there? //Radiat. Prot. Dosim. 2013, V. 155, N 3. P. 317-328. DOI: 10.1093/rpd/nct008.
16. Кащеев В.В., Пряхин Е.А., Курашвили Ю.Б. Методика оценки радиационных рисков медицинского облучения на примере многократного прохождения компьютерной томографии //Радиация и риск. 2021. Т. 30, № 4. С. 24-39.
Comparative analysis of the assessment radiation risks of medical diagnostic exposure of patients based on the method of the International Commission on Radiological Protection and methodological recommendations of Rospotrebnadzor
Kashcheev V.V., Pryakhin E.A., Menyajlo A.N., Panin M.S.
A. Tsyb MRRC, Obninsk
This work is devoted to a comparative analysis of the assessment of radiation risks of medical diagnostic exposure of patients using a method based on the recommendations of the International Commission on Radiological Protection (ICRP) and the method presented in the methodological recommendations of Rospotrebnadzor (MR 2.6.1.0215-20). In the course of the study, the authors analyzed the results of calculations of the lifetime attributable risk of oncological mortality calculated by these methods. As an example, the procedure of a single passage of computed tomography of the chest organs without contrast was considered. In the first case, the risk value was calculated using the methodology of ICRP Publication 103 based on organ doses for the following ages of men and women: examination at 22, 27, 32, 37, 42, 47, 52, 57, 62, 67, 72, 77, 82 and at 87 years old. In the second case, the data given in the tables presented in the methodological recommendations were considered, but without considering hereditary effects. The analysis was carried out for two cases: when the difference between effective doses between computed tomography procedures did not exceed 30%, and when the difference was more than 30%. The authors of the work found that the difference in the risk assessment between the two methods exceeds 1.5 times for the age groups of 65 years and older, for men and women, if the effective doses are close. If the difference in dose between the two procedures was more than 30%, then a 1.5-fold difference in risks was observed in age groups 60 years and older. Risk assessment was performed with account of age and gender characteristics, as well as with the use of medical and demographic data of the Russian population.
Key words: radiation risk, methodology for assessing radiation risks, medical exposure, computed tomography, organ doses, mathematical model, ICRP Publication 103, lifetime attributable risk (LAR), single exposure, effective dose, methodological recommendations.
References
1. Ponomareva T.V., Kalnitsky S.A., Vishnyakov N.M. Medical exposure and strategy for its prevention. Radiatsionnaya gigiena - Radiation Hygiene, 2008, vol. 1, no. 1, pp. 63-68. (In Russian).
2. Kalistratova V.S. The role of dose rate in the appearance of stochastic effects and reduction of life expectancy under the action of incorporated radionuclides and sources of external radiation. Meditsinskaya radiologiya i radiatsionnaya bezopasnost - Medical Radiology and Radiation Safety, 2004, vol. 49, no. 3, pp. 5-27. (In Russian).
3. Tsyb A.F., Ivanov V.K., Biryukov A.P. Possibilities of radiation epidemiology in solving the problems of radiation safety of medical exposure. Radiatsiya i risk - Radiation and Risk, 2008, vol. 17, no. 2, pp. 50-62. (In Russian).
4. The radiation doses to the Russian population in 2016: information collection. St. Petersburg, Ramzaev's NIIRG Publ., 2017. 125 p. (In Russian).
5. Kashcheev V.V., Pryakhin E.A., Menyajlo A.N., Panin M.S., Seleva N.G., Kashcheeva P.V., Ivanov S.A., Kaprin A.D., Ivanov V.K. Radiation risks assessment of children cancer incidence based on computed tomography examination protocols. Radiatsiya i risk - Radiation and Risk, 2020, vol. 29, no. 2, pp. 21-31. (In Russian).
6. Radiation protection and safety of radiation sources: International Basic Safety Standards. General Safety Requirements No. GSR Part 3 (Interim). Vienna, IAEA, 2011.
Kashcheev V.V. - Head of Lab., C. Sc., Biol.; Pryakhin E.A.* - Researcher; Menyajlo A.N. - Lead. Researcher, C. Sc., Biol.; Panin M.S. - Technician. A. Tsyb MRRC.
•Contacts: 4 Korolyov str., Obninsk, Kaluga region, Russia, 249035. Tel.: (484) 399-32-81; e-mail: nrer@obninsk.com.
7. Radiation Safety Standards (RSS-99/2009). Sanitary-epidemiological rules and standards. Moscow, Federal Center of Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor, 2009. 100 p. (In Russian).
8. Basic Sanitary Rules for Radiation Safety (OSPORB-99/2010). Health regulations, SP 2.6.1.2612-10. Moscow, Center for Sanitary and Epidemiological Rationing, Hygienic Certification of Russian Ministry of Health, 2010. (In Russian).
9. MR 2.6.1.0215-20. Assessment of radiation risk in patients during X-ray and radiological studies. Guideline. Moscow, Rospotrebnadzor, 2020. (In Russian).
10. ICRP, 2007. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103. Ann. ICRP, 2007, vol. 37, no. 2-4, pp. 1-332.
11. Preston D.L., Kusumi S., Tomonaga M., Izumi S., Ron E., Kuramoto A., Kamada N., Dohy H., Matsuo T., Nonaka H., Thompson D.E., Soda M., Mabuchi K. Cancer incidence in atomic bomb survivors. Part III: Leukemia, lymphoma and multiple myeloma, 1950-1987. Radiat. Res., 1994, vol. 137, pp. 68-97.
12. Malignant neoplasms in Russia in 2008 (morbidity and mortality). Eds.: V.I. Chissov, V.V. Starinskiy. Moscow, 2010. (In Russian).
13. Fujii K., Aoyama T., Koyama S., Kawaura C. Comparative evaluation of organ and effective doses for pae-diatric patients with those for adults in chest and abdominal CT examinations. Br. J. Radiol., 2007, vol. 80, no. 956, pp. 657-667.
14. Malignant neoplasms in Russia in 2017 (morbidity and mortality). Eds.: A.D. Kaprin, V.V. Starinskiy, G.V. Pe-trova. Moscow, P. Hertsen MORI, 2018. 250 p. (In Russian).
15. Ivanov V.K., Kashcheev V.V., Chekin S.Yu., Menyaylo A.N., Pryakhin E.A., Tsyb A.F., Mettler F.A. Estimation of risk from medical radiation exposure based on effective and organ dose: how much difference is there? Radiat. Prot. Dosim., 2013, vol. 155, no. 3, pp. 317-328. DOI: 10.1093/rpd/nct008.
16. Kashcheev V.V., Pryakhin E.A., Panin M.S., Menyajlo A.N., Kurashvili Yu.B., Ivanov V.K. Methodology for assessing radiation risks of medical exposure on the example of multiple computed tomography. Radiatsiya i risk - Radiation and Risk, 2021, vol. 30, no. 4, pp. 24-39. (In Russian).
