Radiation risk from CT scans : development of a numerical tool and preliminary data analysis

The growing use of Computed Tomography (CT) procedures worldwide is raising concerns about risks from medical exposure to ionizing radiation. Although in the low-dose range, CT scans involve doses higher than conventional radiographies. Mainly for these reasons, a significant increase in radiation exposure of the general population was reported in literature. This thesis focuses on the upgrade and the optimization of a software tool devoted to radiation risk assessment. The software is based on risk models proposed by BEIR VII committee and aims at estimating the lifetime risk of cancer due to CT procedures performed at hospitals. An extensive work was carried out in order to include in the risk assessment uncertainty intervals through a Monte Carlo approach. By exploiting study list export files provided by a multi-centric dose tracking system, the software was used to analyse CT exams collected over the year 2018. Data was gathered from PACS, Picture Archiving and Communication Systems, of 5 different hospitals located in Lombardy, an Italian region which counts about 10 million inhabitants. The monitoring was performed in the framework of a project promoted by Regione Lombardia (PREP, Procedure Radiodiagnostiche in Età Pediatrica). An assessment of radiation exposure trends was finally carried out and risk was analysed for the three main macro-groups of CT protocols.

Il crescente utilizzo di tomografia computerizzata (Computed Tomography, CT ) in tutto il mondo sta comportando un diffuso aumento della preoccupazione circa i rischi per esposizioni mediche a basse dosi di radiazioni ionizzanti. Poiché una TC coinvolge dosi molto più alte rispetto ad una comune radiografia, è stato osservato un aumento significativo dell’esposizione a radiazioni da esami medici della popolazione. Questo lavoro di tesi si concentra sull’aggiornamento e l’ottimizzazione di uno strumento numerico, basato sui modelli descritti nel report della commissione BEIR VII, in grado di stimare il rischio di sviluppare un cancro a seguito di un’esposizione a basse dosi di radiazioni ionizzanti, sfruttando come input i dati forniti da sistemi informativi di raccolta di dati dosimetrici ospedalieri. Nell’ambito del progetto PREP (Procedure Radiodiagnostiche in Età Pediatrica) promosso e finanziato dalla Regione Lombardia, il software è stato quindi utilizzato per analizzare i dati raccolti durante tutto il 2018, estratti da PACS (Picture Archiving and Communication System) di un pool di ospedali situato in Lombardia. Si è infine proceduto ad uno studio dei trend di esposizione e al calcolo del rischio individuale e collettivo per i tre principali macro gruppi di protocolli CT.