Скачать электронную версию статьи (в свободном доступе).

English Abstract

Цель: Разработка моделей для оценки эффективных доз при интервенционных исследованиях под рентгеновским контролем на органах сердечно-сосудистой системы у детей разных возрастных категорий.
Материал и методы: Для моделирования облучения и определения эффективных доз использовалось программное обеспечение PCXMC 2.0. Исследование было выполнено на базе отделения рентгенохирургических методов диагностики и лечения Санкт-Петербургского государственного педиатрического медицинского университета у детей с сердечно-сосудистыми заболеваниями в период с 2021 по 2022 г. Для каждого пациента были собраны и проанализированы физико-технические, геометрические и дозиметрические параметры. На основании собранных данных были рассчитаны значения эффективных доз и получены коэффициенты перехода от значений произведения дозы на площадь к эффективной дозе.
Результаты: На основании полученных данных были разработаны однопольные и многопольные модели облучения и рассчитаны значения эффективных доз детей при проведении интервенционных исследований на органах сердечно-сосудистой системы. Для диагностических и терапевтических интервенционных исследований значения эффективных доз находились в диапазоне от 14,8 до 65,5 мЗв. Коэффициенты перехода от значений произведения дозы на площадь к эффективной дозе составили: для возрастной категории 0 лет – 2,05 мЗв/Гр.см², 1 год – 0,80 мЗв/Гр.см², 5 лет – 0,43 мЗв/Гр.см², 10 лет – 0,27 мЗв/Гр.см², 15 лет – 0,18 мЗв/Гр.см². Кроме этого, были разработаны упрощенные модели облучения для каждой возрастной группы детей. Коэффициенты перехода для многопольных моделей значительно выше, чем для упрощенных во всех возрастных группах, что указывает на более точное распределение и учет дозы облучения в многопольных моделях.
Заключение: Несмотря на то, что многопольные модели обладают рядом преимуществ в плане точности и распределения дозы, упрощенные модели также имеют свои плюсы, которые делают их полезными в определенных клинических сценариях. Однопольные модели гораздо проще для расчета и моделирования, требуют меньше вычислительных ресурсов и времени, что ускоряет процесс планирования процедур. Однако в ситуациях, когда процедура нестандартная, пациент имеет анатомические особенности или присутствуют другие специфические условия, упрощенные модели не обеспечивают достаточную точность оценки доз облучения. В таких случаях необходимо использовать многопольные модели, которые позволяют учитывать более сложные геометрии облучения и анатомические особенности пациента, обеспечивая более точное распределение дозы и, следовательно, более надежные результаты.

Ключевые слова: интервенционные исследования, рентгеновский контроль, дети, эффективная доза, коэффициенты перехода

Реферат

Purpose: Development of models for assessing effective doses in interventional studies under X-ray control on the cardiovascular system in children of different age categories.
Material and methods: PCXMC 2.0 software was used to simulate radiation exposure and determine effective doses. The study was carried out at the Department of X-ray Surgical Diagnostic and Treatment Methods of the St. Petersburg State Pediatric Medical University for children with cardiovascular diseases in the period from 2021 to 2022. For each patient, physical, technical, geometric and dosimetric parameters were collected and analyzed. PCXMC 2.0 software was used to simulate irradiation and determine effective doses. Based on the collected data, effective dose values were calculated and conversion factors from the dosearea product to the effective dose were obtained.
Results: Based on the obtained data, single-field and multi-field irradiation models were developed and the values of effective doses for children were calculated during interventional studies on the organs of the cardiovascular system. For diagnostic and therapeutic interventional studies, the values of effective doses ranged from 14.8 to 65.5 mSv. The conversion factors from the dosearea product to the effective dose were: for the age category 0 years – 2.05 mSv/Gy.cm², 1 year – 0.80 mSv/Gy.cm², 5 years – 0.43 mSv/Gy.cm², 10 years – 0.27 mSv/Gy.cm², 15 years – 0.18 mSv/Gy.cm². In addition, simplified irradiation models were developed for each age group of children. The conversion factors for multi-field models are significantly higher than for simplified models in all age groups, indicating a more accurate distribution and accounting of radiation dose in multi field models.
Conclusion: Although multi-field models have several advantages in terms of accuracy and dose distribution, simplified models also have their own advantages that make them useful in certain clinical scenarios. Simplified models are much simpler to calculate and simulate, require less computational resources and time, which speeds up the procedure planning process. However, in situations where the procedure is nonstandard, the patient has special anatomical features, or other specific conditions are present, simplified models do not provide sufficient accuracy in estimating radiation doses. In such cases, it is necessary to use multi field models that allow for more complex radiation geometries and patient anatomical features, providing more accurate dose distribution and, therefore, more reliable results.

Key words: intervention examinations, X-ray control, children, effective dose, conversion factors

DOI: 10.52775/1810-200X-2025-108-4-99-111