Προσδιορισμός απορροφούμενων δόσεων ακτινοβολίας Χ από ακτινοδιαγνωστικές εξετάσεις κοιλίας σε παιδιά ηλικίας μέχρι 5 ετών: συσχέτιση με ανθρωπομετρικά δεδομένα

Abstract

At this study the adsorbed and the effective dose was estimated, for children up to 5 years old who made an MCU radiological examination. Using PC software, three mathematical phantoms where constructed which simulate newborn, one and five years old children. With Monte Carlo technique and registered exposure factors from 30 MCU examinations, absorbed doses where calculated for all the radiosensitive organs along with the total effective dose. With TLD dosimeters entrance dose and exit dose were measured for each child and the conversion factor from entrance dose to effective dose was estimated. Also for each child a record was kept for weight, height and age. With ultrasound examination measurement of each kidney’s three dimensions were done at 24 children. The absorbed dose depends on the selected KVp, mAs and the dimensions of the light field. The mean entrance dose of the MCU radiological examination at this essay was found to be D= 3,8 mGy for children 0,1-1,0 years old and D= 4,68 mGy for children 1-5 years old. The results are comparable with other works or techniques. The dimensions of the kidneys were measured with ultrasonography. The mean length of the large axis of the left kidney is x= 63,5 ± 10,17 mm and of the right kidney x= 60,95 ± 9,43 mm. The mean volume of the left kidneys was measured to be 28,16 cm3 and of the right kidneys 28,09 cm3. Significantly statistical difference between the length and the volume of left and right kidney and between the kidney length of male and female patients was not found. The results are comparable with other works. It is not possible to define a specific mathematical formula that connects the children entrance doses with their physical characteristics. This is due to the fact that TLD dosimeters apart from the radiological entrance dose at the skin of the child, also recorded fluoroscopic dose, which was independent of age and physical dimensions of the child. The absorbed doses at the inner body organs are greater for children with large physical dimensions. This is due to greater exposure factors and to larger entrance dose which receive the child. The entrance dose to effective dose conversion factors are decrease with age. The conversion factors for newborn are twofold compared with the conversion factors of 1 year old children. The mean effective dose per film for male patient is E= 0,165 mSv and for female E= 0,162 mSv. Also among the three age groups (newborn, 1 & 5 years old) of the examined children, the mean effective doses per film are almost equal. This happens because the mean entrance dose is larger for thicker children due to larger exposure factors but the entrance dose to effective dose conversion factor is smaller. Specific actions are recommended (chapter 12) in order to reduce the absorbed dose. Besides the results from this work can be used in order to determine reference dose for the MCU radiological examination. The Monte Carlo technique and the use of mathematical phantoms is a reliable method for calculating the absorbed organ dose that the patient receives. The mathematical phantoms can also be used for estimating doses at other radiological examinations apart from MCU.

Στην παρούσα μελέτη υπολογίστηκε η απορροφούμενη δόση οργάνων και η ενεργός δόση σε εξετάσεις κυστεοουρητικής παλινδρόμησης σε παιδιά ηλικίας έως 5 ετών στο Ακτινολογικό Εργαστήριο του Γενικού Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου ΑΧΕΠΑ Θεσσαλονίκης. Κατασκευάστηκαν με χρήση λογισμικού Η/Υ, τρία μαθηματικά ομοιώματα που προσομοίαζαν παιδιά νεογέννητα και ηλικίας ενός και πέντε ετών. Με την τεχνική Monte Carlo και με καταγεγραμμένα στοιχεία έκθεσης από τριάντα εξετάσεις παιδιών, υπολογίστηκαν οι δόσεις οργάνων σε όλα τα ακτινοευαίσθητα όργανα καθώς και η συνολική ενεργός δόση. Παράλληλα με δοσίμετρα TLD μετρήθηκε η δόση εισόδου και η δόση εξόδου σε κάθε παιδί και υπολογίστηκαν συντελεστές μετατροπής της δόσης εισόδου σε ενεργό δόση. Επίσης καταγράφηκαν τα σωματομετρικά χαρακτηριστικά ύψος, βάρος και ηλικία κάθε παιδιού και με υπερηχογραφική εξέταση σε 24 από αυτά, μετρήθηκαν οι τρεις διαστάσεις κάθε νεφρού. Η απορροφούμενη δόση εξαρτάται από την επιλεγόμενη τάση (KVp), τα mAs και τις διαστάσεις φωτεινού πεδίου. Η μέση δόση εισόδου της εξέτασης (ΚΟΠ) στην παρούσα εργασία είναι D= 3,8 mGy σε παιδιά έως 1 έτους και D= 4,68 mGy σε παιδιά ηλικίας 1-5 ετών. Οι τιμές της δόσης είναι συγκρίσιμες με άλλες εργασίες ή τεχνικές. Το μέσο μήκος του μεγάλου άξονα του αριστερού νεφρού είναι x= 63,5 ± 10,17 mm και του δεξιού νεφρού x= 60,95 ± 9,43 mm. Ο μέσος όγκος των αριστερών νεφρών μετρήθηκε να είναι 28,16 cm3 και των δεξιών νεφρών 28,09 cm3. Δεν μετρήθηκε στατιστικώς σημαντική διαφορά ανάμεσα στο μήκος και τον όγκο του αριστερού με το δεξιό νεφρό, ούτε στο μήκος νεφρού ανάμεσα σε άρρενες και θήλυ εξεταζόμενους. Τα αποτελέσματα είναι επίσης συγκρίσιμα με άλλες εργασίες. Η δόση εισόδου εξαρτάται από τα σωματομετρικά χαρακτηριστικά του εξεταζόμενου παιδιού, αλλά δεν ήταν δυνατός ο προσδιορισμός συγκεκριμένης μαθηματικής σχέσης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα δοσίμετρα TLD κατέγραφαν μαζί με την ακτινολογική δόση εισόδου στο δέρμα του εξεταζόμενου παιδιού και δόση ακτινοσκόπησης η οποία ήταν ανεξάρτητη από την ηλικία και τα σωματομετρικά χαρακτηριστικά του εξεταζόμενου παιδιού. Οι απορροφούμενες δόσεις στα εσωτερικά όργανα είναι μεγαλύτερες, όσο μεγαλύτερη είναι η σωματομετρική ανάπτυξη του εξεταζόμενου παιδιού. Αυτό οφείλεται στα μεγαλύτερα στοιχεία έκθεσης που απαιτούνται και στη μεγαλύτερη δόση εισόδου που δέχεται το παιδί. Οι συντελεστές μετατροπής της δόσης εισόδου σε ενεργό δόση είναι μικρότεροι όσο αυξάνει η ηλικία του εξεταζόμενου παιδιού. Στα νεογέννητα παιδιά υπολογίστηκαν συντελεστές μετατροπής διπλάσιοι σε σχέση με παιδιά ηλικίας 1 έτους. Η μέση ενεργός δόση ανά λήψη σε άρρενες εξεταζομένους είναι Ε= 0,165 mSv και σε θήλεις εξεταζόμενες Ε= 0,162 mSv. Επίσης ανάμεσα στις τρεις ηλικιακές ομάδες (νεογέννητα, 1 & 5 ετών) των εξεταζόμενων παιδιών, οι μέσες ενεργές τιμές ανά λήψη δεν παρουσιάζουν μεγάλες διαφορές μεταξύ τους. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ενώ η μέση δόση εισόδου αυξάνει λόγω αυξημένων στοιχείων έκθεσης, όσο μεγαλύτερη είναι η ηλικία και συνεπώς η σωματομετρική διάπλαση του εξεταζόμενου παιδιού, τόσο ο συντελεστής μετατροπής της δόσης εισόδου σε ενεργό δόση μειώνεται. Από τις μετρήσεις της παρούσας εργασίας, προκύπτουν ορισμένα μέτρα τα οποία μπορεί να παρθούν για τη μείωση της δόσης, όπως αναφέρεται και στο κεφάλαιο 12. Επίσης τα αποτελέσματα μπορεί να χρησιμοποιηθούν για τον καθορισμό δόσεων αναφοράς στην ακτινογραφική εξέταση πιθανής ύπαρξης κυστεοουρητικής παλινδρόμησης. Η τεχνική υπολογισμού δόσεων Monte Carlo και η χρήση μαθηματικών ομοιωμάτων, αποτελούν μια αξιόπιστη μέθοδο για τον υπολογισμό της δόσης οργάνων που δέχεται ο εξεταζόμενος. Τα μαθηματικά ομοιώματα που κατασκευάστηκαν μπορούν να χρησιμοποιηθούν επίσης για τον υπολογισμό δόσεων και σε άλλες παιδιατρικές ακτινολογικές εξετάσεις.