Возможности программного обеспечения для мониторинга дозовой нагрузки пациентов в лучевой диагностике

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

В течение последних десятилетий в мире наблюдается увеличение количества диагностических процедур с использованием ионизирующего излучения, что связано в первую очередь с ростом количества высокодозных исследований, таких как компьютерная томография (КТ), интервенционные процедуры и применение ядерной медицины [1]. Это приводит к увеличению доли данных методов в структуре лучевой нагрузки и, как следствие, росту коллективных и индивидуальных доз облучения пациентов.

Следует отметить, что тенденции, наблюдаемые в Российской Федерации, в целом соответствуют общемировым. В Москве, по данным формы № 3-ДОЗ¹, коллективная доза выросла с 10 946 чел.-Зв в 2017 г. до 16 662 чел.-Зв в 2020 г., что напрямую связано с ростом удельного веса КТ-исследований ― с 5,5% в 2017 г. до 13,1% в 2020 г. По данным отчётной формы № 3-ДОЗ, удельный вклад в коллективную дозу от КТ-исследований достиг в 2020 г. 75,9% [2, 3]. С высокой вероятностью данная тенденция продолжится и в ближайшие годы.

Особую обеспокоенность научного сообщества вызывают случаи необоснованных многократных исследований, проводимых одному и тому же пациенту, а также факты однократных исследований с дозами более 100 мЗв [4]. По мнению ряда учёных, проведение всего двух или трёх КТ-процедур, особенно у детей, может существенно повысить риск развития злокачественных новообразований [5].

На этом фоне, согласно ряду публикаций W. Bogdanich в The New York Times², случаи возникновения видимых кожных повреждений в результате ошибок при проведении КТ перфузии головного мозга в США должны обращать на себя пристальное внимание, а их расследование и выявление причин ― получать самую широкую огласку в профессиональном сообществе. В западных странах подобные случаи послужили мощным толчком к созданию новых требований в области радиационной безопасности, в частности к обязательному применению специального программного обеспечения для учёта доз облучения пациентов. К сожалению, в России случаи возникновения детерминированных эффектов не имеют широкого резонанса, а их описание в научных русскоязычных источниках, как правило, связано с особенностями хирургического лечения пациентов [6–8]. В связи с этим требования нормативных документов по радиационной безопасности на настоящий момент не отражают необходимость фиксации доз пациента с помощью программного обеспечения в рабочих процессах отделения лучевой диагностики, а используют возможности программных продуктов только для статистического сбора информации различных медицинских организаций³.

В то же время применяемый в России ручной сбор информации для составления отчётности о лучевой нагрузке пациента и использование бумажных журналов кабинета лучевой диагностики затрудняет проведение надлежащего мониторинга радиационной безопасности. Отсутствие автоматизации повышает трудоёмкость процесса и влечёт за собой возможные ошибки по причине человеческого фактора.

Вопросам менеджмента и оптимизации дозы от диагностических исследований уделяется много внимания в международном профессиональном сообществе. В соответствии с Европейской директивой 2013/59/Euratom [9], рекомендовано проводить мониторинг и контроль дозовой нагрузки пациентов от диагностических процедур «намного более точно, чем ранее», а также следовать основному принципу современной радиационной защиты ALARA (от As Low As Reasonably Achievable ― настолько низко, насколько разумно достижимо) при обосновании и оптимизации диагностических доз облучения.

Общемировая практика по решению данной проблемы ― это использование программного обеспечения для мониторинга доз пациентов (ПО МД) с целью автоматизированного сбора, анализа и учёта доз пациента при проведении диагностических исследований различных видов: КТ, рентгенографии/рентгеноскопии, маммографии, ангиографии и пр.

ПО МД позволяет получить данные о дозах пациентов от рентгенорадиологических процедур и детальную информацию об исследованиях, отследить суммарную накопленную дозу пациента, вести статистику по аппарату, рентгенолаборанту, медицинской организации, а также проанализировать собранные дозиметрические данные, вывести причинно-следственную связь показаний дозы и условий проведения исследований, обеспечить мониторинг эффективности работы оборудования.

R.W. Loose и соавт. [10] выделили следующие задачи радиационной безопасности в медицинских организациях, решению которых способствует использование ПО МД:

• сбор дозиметрических данных для установки локальных и национальных референтных диагностических уровней (РДУ) или значений типичных доз;
• проверка соответствия средних доз от исследований с установленными РДУ;
• предотвращение, выявление и отчётность в случае непреднамеренного облучения;
• оптимизация лучевой нагрузки пациентов, особенно в области КТ и интервенциональных процедур;
• структурированная консолидация документации по дозовой нагрузке пациентов, отчётность и отслеживание;
• формирование уведомлений о превышении установленных локальных или национальных уровней;
• локальный, региональный или национальный бенчмаркинг (от англ. benchmarking ― сопоставительный анализ) лучевой нагрузки пациентов для различных модальностей и процедур.

В данный список также можно включить необходимость оценки органных доз и пожизненных атрибутивных рисков.

Необходимо добавить, что использование ПО МД требует командной работы таких специалистов, как медицинские физики, рентгенолаборанты, врачи-радиологи, врачи-рентгенологи, а также врачи общей практики, вовлечённые в процесс диагностики. Однако предполагается, что основная ответственность за использование ПО МД будет возложена на квалифицированного медицинского физика, который должен контролировать первичную установку и настройку системы, проводить проверку корректности передачи данных и расчёта основных дозовых параметров.

ЭТАПЫ РАБОТЫ С ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ

Целью настоящей работы являлось исследование основных возможностей доступного на мировом рынке ПО МД и определение ключевых технических требований к функционалу программного обеспечения. На первом этапе исследования был проведён обзор литературы по представленной тематике в базах данных PubMed, GoogleScholar и eLibrary на английском и русском языках. Для поиска использовали запросы: «dose monitoring system», «patient dose in radiology», «dose tracking software», «дозовая нагрузка пациента при лучевой диагностике», «мониторинг доз пациента».

По результатам проведённого анализа отечественных и международных литературных источников сформирован список ПО МД пациента для исследования и тестирования основных возможностей:

1. DoseWatch (GE);
2. TQM-Dose (Qaelum);
3. Radimetrics (Bayer)⁴;
4. DoseWise Portal v3.0 (Philips);
5. Teamplay (Siemens Healthineers);
6. DoseTrack (Sectra).

Работа с ПО МД строилась по следующей схеме:

1. Знакомство и установление контакта с производителем ПО МД.
2. Презентация продукта производителем.
3. Получение доступа к демоверсии ПО МД.
4. Загрузка тестового набора данных в ПО МД. Набор данных содержал информацию по проведённым рентгенологических исследованиям с 15 рентгеновских КТ. Для формирования набора данных были выбраны наиболее распространённые типы процедур исследований пациентов на КТ. Проведена полная и невозвратная анонимизация исследований в Едином радиологическом информационном сервисе (ЕРИС)⁵. Всего в набор данных вошло 3102 исследования по 20 типам процедур.
5. Апробация и тестирование ПО МД в закрытом контуре. Срок тестирования составлял не менее 1 мес для возможности полной оценки всех технических параметров ПО.

Ввиду различного уровня доступа к ПО МД, предоставленному производителями, порядок исследования каждой системы имел свои особенности. Для некоторых ПО МД ввиду технических причин апробация проводилась с использованием тестового набора данных производителя.

Указанные работы проводились в течение года, начиная с июня 2019 г.

ПРОЦЕСС ПОДКЛЮЧЕНИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МОНИТОРИНГА ДОЗ

ПО МД пациента имеют мультимодальную структуру с возможностью подключения оборудования различных производителей. Дополнением к данным системам является возможность подключения неионизирующего оборудования с целью контроля эффективности работы персонала и принятия управленческих решений.

Исследования, проведённые цифровым методом рентгенодиагностики (рентгенодиагностика, маммография, ангиография, КТ и пр.), благодаря наличию данных о дозовых показателях в протоколе DICOM (CTDIvol, DLP, DAP, AGD, SSDE и др.) хорошо систематизируются и могут быть использованы для контроля дозовой нагрузки пациента. Информация о дозе может быть извлечена из DICOM тремя способами:

1. фиксация дозовой информации в специализированных тегах, имеющихся у отдельных производителей;
2. считывание информации, хранящейся в дозовом отчёте (Dose report) исследования, методом оптического распознавания символов Optical character recognition (OCR);
3. использование файла DICOM, структурированного отчёта, содержащего информацию о регистрации расчётной дозы облучения пациента (radiation dose structure report, RDSR).

RDSR ― файл иерархичной структуры с информацией о проведённом исследовании: общей информацией об исследовании, информацией о каждой серии облучения и дозовых показателях (рис. 1). Данный формат позволяет получить наиболее полную информацию об исследовании и пациенте: например, антропометрические и демографические данные, которые необходимы для расчёта органных доз и других персонифицированных дозовых показателей. Расчёт пиковой дозы на кожу невозможен без точных параметров проведения исследования, передаваемых в формате RDSR. К сожалению, данный формат поддерживается оборудованием, произведённым не ранее 2013 г., в исследовании доля подобного оборудования с RDSR составила 7%.

 

Рис. 1. Пример Dose Report и RDSR.

 

Большинство ПО МД устанавливаются на сервер, который служит для записи, отображения, анализа и передачи данных на другие сопряжённые системы. Сервер может быть физическим, виртуальным или представлять «облачное» решение.

ПО МД может быть подключено напрямую к рабочей станции КТ, однако наиболее распространённая архитектура подключения ― это подключение ПО МД к PACS. Типовое подключение, а также роли ответственных специалистов представлены на рис. 2.

 

Рис. 2. Пример типового подключения программного обеспечения для мониторинга доз пациентов.

Примечание. МИС ― медицинская информационная система; РИС ― радиологическая информационная система.

 

После подключения ПО МД в информационную сеть МО/группы МО необходимо провести настройку передачи данных с диагностических устройств. Информация об исследовании из формата DICOM должна записываться в правильные поля ПО МД. Каждое ПО МД имеет особенности в настройке экспорта данных. При настройке проверяются корректность отображения размерности величин, алгоритм расчёта и точность определения дозовых показателей. Особенно трудозатратной задачей являются стандартизация названий протоколов исследований и определение исследований в группы для установки РДУ и дальнейшего сравнения с национальными и международными данными.

ОСНОВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ДОЗ ПАЦИЕНТОВ

В результате проведённой работы были выделены и описаны ключевые возможности ПО МД с учётом практической пользы при проведении рентгенодиагностических процедур.

В зависимости от производителя и конфигурации в ПО МД поддерживаются различные модальности: КТ, интервенционная радиология, рентгенография и рентгеноскопия, маммография, позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), ПЭТ/КТ, однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ), ОФЭКТ/КТ.

Статистика

ПО МД представляет собой базу данных параметров диагностических исследований с различными инструментами для анализа и статистической обработки. В различных ПО МД данные возможности реализованы с особенностями, однако можно выделить основные:

• наличие фильтров по дате, типу исследования, модальности, устройству, протоколу, дозовой нагрузке, области сканирования, медицинской организации, демографическим и антропометрическим данным пациента, ФИО (фамилия, имя, отчество) рентгенолаборанта и др.;
• возможность просматривать список исследований в табличном виде (рис. 3). Для каждого исследования отображается список ключевых параметров: код исследования и протокола, значения дозовых показателей (CTDIvol, DLP, SSDE, DAP и др.), время рентгеноскопии, демографические и антропометрические данные пациента, название медицинского учреждения, модель аппарата, ФИО врача и оператора и др.;
• присутствует цветовая индикация исследований, по которым были сформированы предупреждающие оповещения, в зависимости от их статуса;
• существует возможность настраивать информационную панель (Dashboard) и применять различные типы графиков и диаграмм для визуализации отфильтрованных данных. Обычно в ПО МД предлагается использовать стандартные графики или создавать новые в соответствии с необходимостью.

 

Рис. 3. Табличный вид представления данных, DoseTrack, Sectra.

 

Наличие инструментов статистической обработки позволяет рассчитывать максимальные, минимальные, средние и медианные значения, а также определять квантили, стандартные отклонения и строить тренды. Например, возможно построить столбчатую диаграмму распределения исследований по эффективной дозе для выбранного протокола и сравнить дозу от конкретного исследования с дозами других исследований по тому же протоколу. На диаграмме отображаются установленные уровни РДУ для рассматриваемого протокола КТ (рис. 4). Мониторинг информационных панелей в режиме реального времени позволяет выявить возможные отклонения в работе оборудования и персонала. Возможно также провести статистический анализ распределений доз для конкретного типа исследования, например по параметру DLP (рис. 5). В некоторых ПО МД присутствует модуль наблюдения за временем проведения исследования, включая этап подготовки, собственно исследование и период ожидания между исследованиями (рис. 6). Инструмент может быть полезен как для контроля длительности исследований, так и для выполнения рекомендаций по использованию оборудования.

 

Рис. 4. Диаграмма референтных диагностических уровней программного обеспечения для мониторинга доз пациентов, Radimetrics, Bayer.

 

Рис. 5. Статистический анализ распределений доз по параметру DLP, Teamplay, Siemens Healthineers.

 

Рис. 6. Гистограмма для параметра «Интервал между пациентами в минутах», Teamplay, Siemens Healthineers.

 

Карточка пациента

Карточка пациента содержит информацию о пациенте, включая ID (уникальный индивидуальный номер), ФИО, пол, возраст, вес, рост, индекс массы тела (ИМТ). В данном разделе также представлена информация об исследованиях, которые проходил пациент, и которые были загружены в систему. Информация о дозе пациента, полученной от рентгенологического исследования, обычно представлена как в графическом, так и в табличном виде. Отображается суммарная накопленная доза пациента от всех исследований. Обычно присутствует цветовая индикация, сигнализирующая о превышении установленных дозовых уровней, причём как для каждого исследования в отдельности, так и для суммарной накопленной дозы.

Сигнальные оповещения

Наличие автоматических сигнальных оповещений в ПО МД позволяет быстро выявить случаи превышения установленных допустимых уровней по дозовой нагрузке. В большинстве систем реализована настройка специальных «триггеров», по которым автоматически формируются оповещения и направляются на электронную почту ответственному медицинскому физику или другим пользователям системы (рис. 7). В качестве примера можно привести следующие параметры исследований, которые выступают «триггерами»: CTDIvol, DLP, DAP, ESD, SSDE, AGD, толщина компрессии молочной железы, mAs. Для каждого из этих параметров устанавливаются соответствующие допустимые уровни.

 

Рис. 7. Формирование сигнальных оповещений по уровням значений DLP, DoseWise Portal, Philips.

 

Обычно имеется цветовая индикация самих исследований и их дозовых параметров по типу «светофора» в зависимости от установленных допустимых уровней: на рис. 8 красным цветом отмечены превышенные уровни дозы. В некоторых ПО МД предусмотрена возможность установки допустимых уровней для суммарной накопленной дозы от всех исследований, которые были произведены пациенту, и которые загружены в систему. Наличие данных возможностей в ПО МД позволяет оперативно отслеживать информацию о дозе как на уровне исследования, так и на уровне пациента (рис. 9).

 

Рис. 8. Цветовая индикация параметров компьютерно-томографического исследования, Radimetrics, Bayer.

 

Рис. 9. Дозовая история пациента, DoseWise Portal, Philips.

 

Расчёт эффективной дозы

Для расчёта эффективной дозы в ПО МД используются дозовые параметры исследований в зависимости от модальности, полученные из DICOM (DLP, DAP, MGD, активность и др.). В большинстве ПО используются стандартные коэффициенты пересчёта, опубликованные в рекомендациях 60⁶ и 103⁷ Международной комиссии по радиологической защите (The International Commission on Radiological Protection, ICRP). Большим плюсом ПО МД является возможность редактировать дозовые коэффициенты и вносить собственные значения, так как, например, в Российской Федерации значения утверждённых в МУ 2.6.1.3584-19⁸ коэффициентов отличаются от международных.

Референтные диагностические уровни

Для исследования РДУ в ПО МД имеется различный функционал, позволяющий как устанавливать внешние РДУ, так и рассчитывать РДУ на основе внесённых данных. Существует возможность в дальнейшем сравнивать локальные дозовые уровни организации с национальными или международными РДУ.

Большинство ПО МД позволяет работать с РДУ для различных модальностей и типов процедур, включая интервенционную диагностику и флюороскопию. РДУ рассчитываются в ПО МД в рекомендованных дозовых единицах в зависимости от модальности [11, 12]. К плюсам некоторых систем можно отнести возможность рассчитывать РДУ для определённой группы пациентов с учётом их демографических и антропометрических данных, например педиатрические РДУ, РДУ для тучных пациентов (рис. 10).

 

Рис. 10. Установка локальных референтных диагностических уровней, DoseTrack, Sectra.

 

Использование автоматизированного ПО МД значительно упрощает и ускоряет процесс установки РДУ по сравнению с работой «вручную», увеличивает точность и достоверность результатов. Создаёт возможность осуществлять этот процесс на периодической основе.

Внедрение ПО МД позволяет использовать РДУ как инструмент оптимизации дозовой нагрузки пациентов в повседневной работе медицинской организации.

Отчёты

Формирование отчётов по загруженным данным является одной из ключевых возможностей ПО МД. Обычно отчёты включают в себя данные по дозовой нагрузке от проведённых исследований за определённый период, данные по загрузке диагностических устройств, статистику по видам исследований, используемым протоколам, областям сканирования и др. В отчёты включается информация о высокодозных исследованиях, а также исследованиях, для которых были превышены установленные РДУ и сформированы предупреждающие оповещения. Используя данную информацию, можно проводить точечный анализ выполненных исследований, выясняя причины возможных превышений.

В ПО МД предлагается либо использовать уже существующие типовые шаблоны отчётов, например ПО DoseWatch, ежемесячные отчёты по дозовой нагрузке в зависимости от области исследования/протокола исследования, либо настроить собственные отчёты с необходимыми параметрами. Чаще всего отчёт можно сформировать автоматически на основе имеющихся информационных панелей и настроить электронную рассылку специалистам по установленному графику. Возможно применение сор-тировки и фильтров по модальности, временному промежутку, учреждениям, протоколу исследования, возрасту пациентов, значениям CTDI и DLP и др. (рис. 11). Например, в отчётности ПО DoseWatch предусмотрена визуализация 10 самых высокодозных исследований за период и топ-10 пациентов с высоким значением кумулятивной дозы, обозначенной в DLP (рис. 12). Загруженность оборудования: распределение загруженности КТ-сканеров, количество проведённых исследований по КТ-сканерам, использование технологии снижения дозовой нагрузки, количество исследований в зависимости от рентгенолаборанта, врача-рентгенолога.

 

Рис. 11. Количество исследований, распределённое по диапазонам значений DLP и по модели компьютерно-томографических сканеров, общее количество исследований на каждом сканере, DoseWatch, GE.

 

Рис. 12. Пример таблицы с десятью исследованиями с максимальной дозой, DoseWatch, GE.

 

Наличие автоматизированных отчётов в ПО МД позволяет сократить время и трудозатраты на подготовку регулярной дозовой отчётности медицинского учреждения, отказаться от бумажных форм и повысить точность и качество отчётных данных. Появляется возможность для сравнения параметров диагностического оборудования, медицинских учреждений и персонала.

SSDE

Во многих коммерческих ПО МД реализована возможность расчёта такого параметра для КТ, как SSDE (Size Specific Dose Estimate). Данный параметр позволяет оценить дозовую нагрузку на пациента с учётом его геометрических размеров, в отличие от параметра CTDIvol, который определяется для стандартного пациента на фантомах диаметром 32 см (тело) или 16 см (голова). В соответствии с публикацией Американской ассоциации медицинских физиков (The American Association of Physicists in Medicine, AAPM) [13], SSDE рассчитывается на основе эффективного диаметра или водоэквивалентного диаметра пациента. Необходимая информация для расчёта обычно берётся из разметочных топограмм или набора аксиальных изображений.

Центрация пациента

Следует отметить важность правильной центрации пациента во время диагностической процедуры с точки зрения лучевой нагрузки. По некоторым исследованиям, неверная центрация может привести к увеличению диагностической дозы до 20% [14, 15]. Подобный анализ соблюдения центрации в ПО МД чаще всего проводится для КТ-исследований и в интервенционной радиологии.

ПО МД позволяет рассчитать смещение пациента относительно нулевого положения и оценить качество центрации. Отклонение фиксируется по двум осям (Х и У) на ортогональных снимках (рис. 13). Правильная центрация является одним из критериев оценки качества работы рентгенолаборантов.

 

Рис. 13. Оценка центрации пациента при компьютерной томографии, DoseWatch, GE.

 

Пиковая доза на кожу

В случае выбора интервенционной процедуры (рентгеноскопия или ангиография) в ПО МД фиксируются основные дозиметрические параметры: DAP, время рентгеноскопии, доза в референсной точке.

В большинстве систем оценить дозовую нагрузку на пациента возможно с помощью:

• пространственного представления пиковой дозы на кожу на поверхности тела пациента (рис. 14);
• «временной линии», описывающей характеристики облучения в каждый момент времени на протяжении всей процедуры (направление облучения; пиковое напряжение, кВп; количество кадров в секунду, дозовые характеристики);
• угловой развёртки дозовой карты.

 

Рис. 14. Мониторинг и оптимизация пиковой дозы на кожу при интервенционных процедурах, Radimetrics, Bayer.

 

Мониторинг дозовой нагрузки с использованием вышеуказанного функционала даёт возможность выявить ошибки в методике визуализации и в некоторых случаях оптимизировать процесс (изменить направление облучения, количество кадров в секунду, применить режимы «кинопетли» и «заморозки» изображений). ПО МД позволяет также выявить пациентов, нуждающихся в наблюдении по развитию детерминированных эффектов, связанных с высокими кожными дозами.

Органные дозы

Учитывая высокие значения доз от КТ по сравнению с другими методами лучевой диагностики, расчёт органных доз в большинстве ПО МД реализован именно для этой модальности.

Расчёт органных доз пациента проводится с помощью моделирования методом Монте-Карло, при этом моделируются параметры КТ-сканера (энергетический спектр, коллимация, фильтрация, ток на трубке). Дозовая нагрузка пациента определяется с учётом параметров протокола сканирования, таких как питч, ток и напряжение на трубке, коллимация и др. Оценка органных доз проводится с помощью выбора соответствующего фантома пациента из библиотеки фантомов [16]. Фантом предлагается автоматически с учётом данных пациента, учитываются пол и возраст пациента, возможная беременность и её срок (рис. 15). В рамках блока определения органных доз всё чаще производители ПО МД предлагают расчёт дозы на плод. В алгоритме расчёта органных доз используются коэффициенты, приведённые в ICRP 103⁹.

 

Рис. 15. Анализ эффективных органных доз пациента, DoseWatch, GE.

 

В некоторых ПО МД реализован блок интерактивной дозиметрии, который позволяет провести симуляцию дозовых сценариев, вручную изменяя параметры протокола сканирования. Присутствует возможность сравнения доз для пациентов разного возраста, веса и пола, однако точность данного метода остаётся под вопросом. Например, A. Iriuchijima и соавт. [17] провели сравнение органных доз от КТ, определённых методом Монте-Карло в ПО МД и измеренных в антропоморфном фантоме с помощью радиофотолюминисцентных дозиметров. Отклонение составило 13%, причём дозы в ПО МД имели меньшие значения. Таким образом, данный инструмент оценки должен использоваться с учётом имеющихся ограничений.

В настоящее время данные методы активно совершенствуются, включая оконтуривание органов по снимкам и расчёт органных доз. Анализ органных доз необходим для правильной оценки атрибутивных радиационных рисков.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ДОЗ ПАЦИЕНТОВ

В настоящее время ПО МД активно используется и внедряется в разных странах. В ряде публикаций [10, 18, 19] обоснована необходимость внедрения подобного программного обеспечения, приведены основные технические требования к ПО МД, а также рекомендации по внедрению и использованию. Опыт использования ПО МД приведён, в частности, на сайте компании NICE (брифинг по инновациям в области медицинских технологий)¹⁰, где анализируются 10 различных исследований, проведённых в разных странах. Исследования выполнены для различных модальностей, включая КТ, рентгеноскопические процедуры, рентген, ПЭТ и ПЭТ/КТ. К основным результатам можно отнести следующие:

• основными причинами некорректно проведённых исследований послужили высокий ИМТ пациентов и неверная центрация при укладке (КТ);
• уровни доз пациентов от проведения цифровых рентгенологических исследований значительно сократились после внедрения ПО МД, также удалось добиться снижения доз от КТ;
• обнаружены сильные расхождения в уровнях доз на разных аппаратах в одном и том же медицинском учреждении; обнаружены также расхождения и между медицинскими организациями. После соответствующего расследования было выявлено, что протоколы выбирались некорректно.

C. Heilmaier и соавт. [20] описали первые результаты внедрения ПО. Приводятся основные причины выявленных превышений установленных дозовых уровней: высокий ИМТ (52%), неверная центрация (24%), повторное сканирование (11%) и др. Подчёркивается ценность данных, полученных с помощью ПО МД с точки зрения радиационной безопасности пациента. В британском исследовании [21] оценивается первый опыт использования ПО МД: сообщается об удобстве и высокой скорости работы с большим объёмом данных, а также о влиянии выбранного дозового идентификатора для фильтрации данных на качество результатов.

Большая работа в рамках описываемой тематики была проделана Американским колледжем радиологии (American College of Radiology, ACR) и состояла в организации регистра доз от диагностических процедур (Dose Index Registry, DIR). Регистр был основан в 2011 г. и предназначен для сбора и хранения информации о дозах от исследований. Информация об исследованиях, включая такие дозовые параметры, как DLP, CTDIvol и др., автоматически направляется в регистр с ПО МД из PACS или диагностических устройств, предварительно пройдя обезличивание. К регистру подключено более 2000 учреждений, и собрана информация более чем о 50 млн исследований. Для возможности корректного сравнения данных названия исследований предварительно были стандартизированы в соответствии со словарем RadLex. Каждое МО, подключённое к DIR, регулярно получает отчёт в виде графика распределения доз из всех медицинских организаций. Наличие подобного дозового регистра позволяет эффективно проводить оптимизацию доз пациентов от рентгендиагностических исследований, выявлять случаи дозовых превышений и некорректного выбора параметров протоколов, а также повышать осведомлённость врачей-радиологов в вопросе дозовой нагрузки. Именно поэтому особенно интересно выглядят предложения по внедрению ПО МД на базе PACS, объединяющего данные нескольких медицинских организаций в рамках одной службы лучевой диагностики, например Департамента здравоохранения Москвы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современное ПО МД обладает широким спектром возможностей для автоматизированного сбора, хранения и контроля данных по дозовым нагрузкам пациентов в отделениях лучевой диагностики.

Мониторинг дозы пациента с помощью ПО МД позволяет зафиксировать в карте пациента полученную за исследование и накопленную эффективную дозу и дозовые показатели; проводить контроль превышения дозовых показателей и эффективной дозы пациента; планировать проведение новых исследований с учётом лучевой нагрузки пациента; устанавливать и применять РДУ для оптимизации дозовой нагрузки пациента; проводить сравнение с РДУ и сигнализировать о превышении; составлять отчётность отделения лучевой диагностики по дозовой нагрузке пациента для предоставления в контролирующие органы.

Говоря о необходимости внедрения ПО МД, стоит принять во внимание опыт иностранных коллег и представленные в настоящей статье положительные результаты использования ПО. Применение ПО МД позволило выявить и устранить основные причины превышения дозовых уровней при проведении диагностических процедур, снизить уровни доз пациента для различных модальностей, оптимизировать работу персонала.

Следует отметить наличие определённых ограничений и трудностей, связанных с внедрением ПО МД. К сожалению, устаревшее диагностическое оборудование не имеет возможности передавать всю необходимую информацию о пациенте и параметрах исследования, что ограничивает использование ПО МД. Так, например, затрудняет работу отсутствие формата RDSR на КТ, отсутствие информации о дозе в DICOM рентгеновских аппаратов. Именно поэтому внедряемое ПО МД должно обладать функционалом, позволяющим анализировать параметры текущего парка диагностического оборудования с учётом возможности его расширения и обновления в рамках развития отделений лучевой диагностики для медицинских организаций. Кроме того, для полноценной работы ПО МД необходима стандартизация названий протоколов исследований и кропотливая процедура «маппинга» (от англ. data mapping ― определение соответствия данных между потенциально различными семантиками одного объекта или разных объектов) исследований. На начальном этапе должны быть учтены также ожидаемые временные и человеческие затраты для установки и обслуживания системы.

В рамках настоящей работы были изучены основные возможности различных ПО МД, проведена оценка необходимости функционала для практической работы. Полный набор параметров ПО МД представлен в таблице, в которой отмечены как обязательные, по мнению авторов, так и опциональные параметры.

 

Таблица. Основные возможности программного обеспечения для мониторинга доз пациентов

№ п/п	Параметр		Наличие
1	Доступные модальности	Компьютерная томография (КТ), позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), ПЭТ/КТ, однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ), ОФЭКТ/КТ, маммография, рентгенография/рентгеноскопия, ангиография	Обязательно
		Ультразвуковое исследование, магнитно-резонансная томография, денситометрия, контраст	Опционально
2	Вендор-нейтральная совместимость		Обязательно
3	Автоматическое отслеживание дозы пациента		Обязательно
4	Считывание информации о дозе. Доступные форматы	RDSR, OCR	Обязательно
		MPPS, заголовки DICOM	Опционально
5	Карточка пациента		Обязательно
6	Анонимизатор встроенный		Опционально
7	Наличие топограмм в реестре исследований		Обязательно
8	Наличие анализа топограмм в части обоснования дозы		Обязательно
9	Расчёт эффективной дозы за исследование		Обязательно
10	Расчёт суммарной эффективной дозы пациента		Обязательно
11	Наличие модуля статистики по эффективной дозе		Опционально
12	Возможность настройки коэффициентов для расчёта эффективной дозы		Обязательно
13	Вычисление SSDE для КТ-процедур (AAPM TG 204)		Обязательно
14	Органные дозы		Обязательно
15	Расчёт дозы на кожу (peak skin dose)		Обязательно
16	Представление данных о дозе при ангиографии в виде временной линии		Опционально
17	Модуль интерактивной симуляции дозы		Опционально
18	Полностью настраиваемый модуль для локальных референтных уровней и государственных референтных уровней		Обязательно
19	Возможность настройки Dashboard		Опционально
20	Настройка автоматических уведомлений по электронной почте		Опционально
21	Инструменты сравнения исследований и дозовых нагрузок пациента	по оборудованию	Обязательно
		по медицинским организациям	Обязательно
		по группам аппаратов	Опционально
		по группам медицинских организаций	Обязательно
		по локализации	Опционально
		по области исследования	Обязательно
		по протоколу исследования	Обязательно
22	Инструмент аудита работы рентгенолаборантов	по числу и длительности исследований	Обязательно
		по качеству проведения исследования	Обязательно
		по дозовой нагрузке пациентов	Обязательно
23	Информация о выполненных исследованиях с возможностью фильтрации по модальности, расположению, устройству		Обязательно
24	Настраиваемые автоматизированные отчёты с необходимой периодичностью		Обязательно
25	Экспорт базы данных в Microsoft Exel (формат csv)		Обязательно
26	Отчёт о дозовой нагрузке пациента		Обязательно
27	Автоматизированное получение исследования из PACS		Обязательно
28	Управление функционалом пользователя и правами доступа к данным		Обязательно
29	Интеграция LDAP в корпоративный пользовательский каталог для аутентификации пользователя		Опционально
30	Создание Dose SR на основе анализа заголовков изображений (OCR)		Обязательно
31	Исходящий интерфейс HL7 для обмена информацией о дозе c другими информационными системами		Обязательно

 

Таким образом, сформирован набор ключевых требований к функционалу ПО МД:

• возможность загрузки исследований следующих модальностей: КТ, интервенционная радиология, рентгенография и рентгеноскопия, маммография, ПЭТ, ПЭТ/КТ, ОФЭКТ, ОФЭКТ/КТ;
• ведение карточки пациента;
• автоматический расчёт эффективных доз;
• оценка органных доз от процедур КТ;
• вычисление параметра SSDE для КТ;
• установка и настройка РДУ;
• расчёт дозы на кожу при ангиографии;
• наличие и возможность настройки автоматических сигнальных оповещений о превышениях установленных допустимых уровней дозовой нагрузки и других параметров;
• аудит работы рентгенолаборантов;
• инструменты аналитики с расширенными фильтрами;
• автоматизированные отчёты по расписанию;
• форматы экспорта базы данных .сsv или .xlsx, .xls или .pdf.

ПО МД позволяет повысить качество оказываемых медицинских услуг, обеспечить безопасность пациента и оптимизировать работу медицинской организации. Возможность сконфигурировать ПО МД в зависимости от потребностей конкретной медицинской организации, медицинского физика, врача-радиолога, рентгенолаборанта является ключевой для решения задач, поставленных в области радиологии и радиационной безопасности.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении поисково-аналитической работы.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом: М.П. Шатёнок ― дизайн исследования, поиск публикаций по теме, анализ литературы, обработка полученных результатов, написание текста; С.А. Рыжов ― дизайн исследования, определение основной направленности статьи, экспертная оценка списка литературы; К.В. Толкачев ― дизайн исследования, экспертная оценка списка литературы; Ю.В. Дружинина, З.А. Лантух ― систематизация и финальное редактирование статьи.

Благодарности. Выражаем благодарность за помощь в подготовке статьи к публикации исследователю данных отдела координации научных исследований Виноградовой Ирине Александровне и переводчику экспертной группы НИР Романову Андрею Александровичу.

ADDITIONAL INFORMATION

Funding source. This article was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Authors’ contribution. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work. M.P. Shatenok ― search for relevant publications, literature analysis, research design development, data processing, writing; S.A. Ryzhov ― determination of the main focus of the review, expert evaluation of literature review, research design development; K.V. Tolkachev ― expert evaluation of literature review, research design development; Yu.V. Druzhinina, Z.A. Lantukh ― systematization and final editing of the review.

Acknowledgments. We express our gratitude for the help in preparing the article for publication to the data researcher of the department for the coordination of scientific research, Irina A. Vinogradova, and to the translator of the scientific research work group, Andrey A. Romanov.

 

¹ Сведения о дозах облучения пациентов при проведении медицинских рентгенорадиологических исследований (форма № 3-ДОЗ). Режим доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_52009/c262c55885294afd998489c7f7ef8fe17e14da38/. Дата обращения: 15.03.2022.

² The New York Times. Bogdanich W. Radiation overdoses point up dangers of CT scans [Internet], 2009 (https://www.nytimes.com/2009/10/16/us/16radiation.html); After stroke scans, patients face serious health risks [Internet], 2010 (https://www.nytimes.com/2010/08/01/health/01radiation.html); West Virginia hospital overradiated brain scan patients, records show [Internet], 2011 (https://www.nytimes.com/2011/03/06/health/06radiation.html).

³ Сведения о дозах облучения пациентов при проведении медицинских рентгенорадиологических исследований (форма № 3-ДОЗ). Режим доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_52009/c262c55885294afd998489c7f7ef8fe17e14da38/. Дата обращения: 15.03.2022.

⁴ Программное обеспечение для мониторинга доз пациентов Radimetrics (Bayer) не зарегистрировано в Российской Федерации.

⁵ Официальный сайт НПКЦ диагностики и телемедицинских технологий. Единый радиологический информационный сервис. Режим доступа: https://tele-med.ai/proekty/edinyj-radiologicheskij-informacionnyj-servis_2020. Дата обращения: 15.03.2022.

⁶ ICRP, 1991. 1990 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 60. Ann. ICRP 21 (1-3). Режим доступа: https://icrp.org/publication.asp?id=ICRP%20Publication%2060. Дата обращения: 15.03.2022.

⁷ ICRP, 2007. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103. Ann. ICRP 37 (2-4). Режим доступа: https://icrp.org/publication.asp?id=ICRP%20Publication%20103. Дата обращения: 15.03.2022.

⁸ Методические указания МУ 2.6.1.3584-19 «Изменения в МУ 2.6.1.2944-19 «Контроль эффективных доз облучения пациентов при проведении медицинских рентгенологических исследований»». Режим доступа: https://base.garant.ru/73515396/. Дата обращения: 15.03.2022.

⁹ ICRP, 2007. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103. Ann. ICRP 37 (2-4). Режим доступа: https://icrp.org/publication.asp?id=ICRP%20Publication%20103. Дата обращения: 15.03.2022.

¹⁰ NICE. Radiation dose monitoring software for medical imaging with ionising radiation. Medtech innovation briefing [published: 31 October 2017]. Режим доступа: www.nice.org.uk/guidance/mib127. Дата обращения: 15.03.2022.

Об авторах

Мария Петровна Шатёнок

Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий

Email: maria.prusova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9217-7011
SPIN-код: 5165-7113
Россия, Москва

Сергей Анатольевич Рыжов

Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий; Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева

Email: s.ryzhov@npcmr.ru
ORCID iD: 0000-0002-0640-7368
SPIN-код: 6595-4011
Россия, Москва; Москва

Зоя Александровна Лантух

Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий

Email: z.lantukh@npcmr.ru
ORCID iD: 0000-0001-6623-9610
SPIN-код: 5486-6496
Россия, Москва

Юлия Владимировна Дружинина

Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий; Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования

Email: yu.druzhinina@npcmr.ru
ORCID iD: 0000-0002-3230-3722
SPIN-код: 1973-2848
Россия, Москва; Москва

Кирилл Владимирович Толкачев

Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий

Автор, ответственный за переписку.
Email: k.tolkachev@npcmr.ru
ORCID iD: 0000-0001-8871-8700
SPIN-код: 3196-7497
Россия, Москва

Список литературы

Дополнительные файлы