Estimación del riesgo de reacciones tisulares y de cáncer radioinducido, asociado a dosis absorbidas en órganos de pacientes con recurrentes exámenes de tomografía computarizada de cráneo
Date
2024-07-04Authors
Alejo Martinez, HarleyPublisher
Pontificia Universidad Javeriana
Faculty
Facultad de Ciencias
Program
Maestría en Física Médica
Obtained title
Magíster en Física Médica
Type
Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
COAR
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Citación
Metadata
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English Title
Estimation of the risk of tissue reactions and radioinduced cancer associated with absorbed organ doses in patients with recurrent head computed tomography scansResumen
Por su condición clínica, algunos pacientes pueden necesitar someterse a exámenes de tomografía computarizada (CT, por sus siglas en inglés) de cráneo de forma recurrente en un corto período de tiempo, lo que incrementa los riesgos de exposición a la radiación, tanto de tipo estocástico como de reacciones tisulares. El objetivo de esta investigación fue determinar el riesgo de reacciones tisulares en el cristalino y de cáncer en pacientes a los que se les realizaron exámenes de CT de cráneo, simples o con contraste, de manera recurrente en un período de un año, en una institución prestadora de servicios de salud de alta complejidad. Se realizó una búsqueda retrospectiva en 5051 exámenes de CT de cráneo adquiridos entre el 1 de junio de 2021 y el 1 de junio de 2022. Los parámetros radiológicos y las magnitudes dosimétricas registradas en cada uno de los estudios se extrajeron del reporte estructurado de dosis (SR) de cada paciente. Para la estimación de las dosis absorbidas en órganos se usaron los softwares VirtualDose (VD) y el del Instituto Nacional de Cáncer de los Estados Unidos (NCICT), los cuales están validados y disponibles comercialmente o para investigación. En total, se encontraron 152 pacientes con tres o más estudios de cráneo, lo que corresponde al 3.5% del total de los pacientes atendidos. El paciente con mayor número de estudios recurrentes en el período analizado alcanzó catorce CT de cráneo. Las condiciones clínicas por las que se ordenaron los estudios radiológicos estuvieron principalmente asociadas a enfermedades cerebrovasculares con el 38.8%, traumatismos de cabeza con el 38.2% y enfermedades neoplásicas malignas con el 13.2%. Los servicios que más pacientes derivaron a estudios de CT de cráneo fueron UCI Adultos, Urgencias y Hospitalización, contribuyendo con el 43.9%, 35% y 16.6%, respectivamente. Se estudió la relación entre la dosis absorbida en órganos y el indicador de dosis CTDIvol, discriminado para pacientes adultos y pediátricos, y por género. En este caso, se encontró una relación lineal en cada uno de los órganos expuestos en el campo de radiación primario. En lo relacionado con el riesgo de reacciones tisulares, ningún paciente superó el umbral de dosis (500 mGy) para opacidades o cataratas en el cristalino. Las dosis acumuladas más altas para una paciente con catorce estudios acumulados fueron en el cristalino de 353.7 mGy; en cerebro de 349.5 mGy; en tiroides de 284.0 mGy; en glándulas salivales de 427.2 mGy; en región extratorácica de 550.2 mGy; en mucosa oral de 525.4 mGy; en cavidad oral de 299.1 mGy y en glándula pituitaria de 303.2 mGy. Finalmente, se calculó el exceso de riesgo relativo (ERR) de incidencia de cáncer en cerebro, tiroides y cavidad oral a partir de las dosis absorbidas por órgano. Para esto, se aplicaron los modelos de riesgo de los Efectos Biológicos de la Radiación Ionizante (BEIR) VII. Se encontró que el ERR más alto de cáncer de cerebro fue de 0.101 para un paciente masculino de 56 años que recibió una dosis absorbida en el cerebro de 231.2 mGy en siete estudios; los ERR más altos de cáncer de tiroides y de cavidad oral fueron de 2.67 y 0.18 respectivamente, que corresponden a una dosis de 284 mGy en tiroides y 239.1 mGy en cavidad oral en una paciente pediátrica de 2 años con trece estudios acumulados de CT de cráneo. Esta investigación evidenció que el riesgo de cáncer en cada órgano está influenciado por la edad de exposición y por la dosis absorbida. Se observó que los pacientes más jóvenes y aquellos que recibieron dosis más altas de radiación presentaron un mayor exceso de riesgo relativo a desarrollar cáncer en los órganos analizados
Abstract
Because of their clinical condition, some patients may require recurrent head computed tomography (CT) scans in a short period of time, which increases the risks of radiation exposure, both stochastic and tissue reactions. The objective of this research was to determine the risk of tissue reactions in the lens of the eye and of cancer in patients who underwent recurrent simple or contrast-enhanced head CT examinations over a period of one year in a high-complexity healthcare institution. A retrospective search was performed on 5051 head CT examinations acquired between June 1, 2021, and June 1, 2022. The radiological parameters and dosimetric magnitudes recorded in each of the studies were extracted from the structured dose report (SR) of each patient, and for the estimation of absorbed doses in organs, we used VirtualDose (VD) and the National Cancer Institute of the United States (NCICT) software, which are validated and available commercially or for research. A total of 152 patients were found with three or more head CT scans, corresponding to 3.5% of the total number of patients seen. The patient with the highest number of recurrent studies in the period analyzed reached fourteen head CT scans. The clinical conditions for which radiological studies were ordered were mainly associated with cerebrovascular diseases with 38.8%, head trauma with 38.2%, and malignant neoplastic diseases with 13.2%. The services that referred the most patients for head CT studies were Adult ICU, Emergency, and Hospitalization, contributing 43.9%, 35%, and 16.6%, respectively. The relationship between the absorbed organ dose and the CTDI_VOL dose indicator was studied, discriminated for adult and pediatric patients and by gender. In this case, a linear relationship was found in each of the organs exposed in the primary radiation field. Regarding the risk of tissue reactions, no patient exceeded the dose threshold (500 mGy) for lens opacities or cataracts. The highest cumulative doses for one patient with fourteen cumulative studies were in the lens 353.7 mGy; in the brain 349.5 mGy; in the thyroid 284.0 mGy; in salivary glands 427.2 mGy; in the extrathoracic region 550.2 mGy; in the oral mucosa 525.4 mGy; in the oral cavity 299.1 mGy, and in the pituitary gland 303.2 mGy. Finally, the excess relative risk (ERR) of cancer incidence in the brain, thyroid, and oral cavity was calculated from the absorbed doses per organ. For this purpose, the Biological Effects of Ionizing Radiation (BEIR) VII risk models were applied. The highest ERR for brain cancer was found to be 0.101 for a 56-year-old male patient who received a brain absorbed dose of 231.2 mGy in seven studies; the highest ERRs for thyroid and oral cavity cancer were 2.67 and 0.18, respectively, corresponding to a dose of 284 mGy in the thyroid and 239.1 mGy in the oral cavity in a 2-year-old pediatric patient with thirteen cumulative head CT scans. This research showed that the risk of cancer in each organ is influenced by both the age of exposure and the absorbed dose. It was observed that younger patients and those who received higher doses of radiation had a higher relative excess risk of developing cancer in the organs analyzed
Keywords
Tomografía computarizada (CT)Exámenes recurrentes de CT de cráneo
Reacciones tisulares en el cristalino
Exceso de riesgo relativo (ERR)
Dosis absorbida en órganos
Keywords
Computed tomography (CT)Recurrent head CT scans
Tissue reactions in the lens of the eye
Excess relative risk (ERR)
Absorbed organ dose
Themes
Maestría en física médica - Tesis y disertaciones académicasCráneo - Tomografía
Riesgos por radiación - Cáncer
Tomografía computarizada por rayos X - Investigaciones
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