Bismuth-afdækning af orbita ved CT af cerebrum

Transkript

1 Bismuth-afdækning af orbita ved CT af cerebrum Udarbejdet af: Lau Østberg Larsen og Janus Damm Radiografstuderende hold 55, 7. semester. Bachelorprojekt 3. eksterne opgave Anslag: Vejleder: Carsten A. Lauridsen Sygepleje- og radiografskolen i Herlev Afleveret den 5. januar 2007 Opgaven må gerne udlånes

2 ABSTRACT: Bismuth-afdækning af orbita ved CT af cerebrum Orbital Bismuth-shielding during CT-cerebrum Formål: At vurdere billedkvalitet og måle dosis til linsen, når der benyttes Bismuthafdækning af orbita ved CT af cerebrum på scannere der benytter AEC (Automatic Exposure Control). Metode og materialer: Til dosismåling er der foretaget 60 scanninger på et fantom, hvor der på 30 af disse scan blev benyttet et 4-laget Bismuth-afdækning (0,06mm Pb). Forsøgene blev udført på en 64 MSCT scanner, med patient size - og z-axis AEC. Der blev scannet med 135 kv, og scannet fra Basis cranii til 1cm. under vertex. Rørkipningen svarede til OM (orbito-meatal) planet. Til måling af dosis til linsen blev der benyttet én TLD (Thermoluminerende Dosimetre) til hver scan. TLD en blev placeret på fantomet svarende til linsen. Til vurderingen af billedkvaliteten blev der foretaget målinger af standardafvigelsen (SD) på 5 scan med og 5 scan uden Bismuthafdækning. Derudover blev billedkvaliteten bedømt af en radiolog med over 10 års erfaring. Resultater: Den målte dosis til øjets linse er 46,03 msv med Bismuth-afdækning og msv uden Bismuth-afdækning. AEC kompenserede for den øgede attenuation fra Bismuth-afdækningen med en stigning på 12,5% i mas (fra 160 til 180 mas). Til trods for dette blev der ved brug af Bismuth-afdækningen fundet en signifikant (p=0,0001 ved en Wilcoxon s test) nedsættelse af dosis til linsen på 28%. Ved en sammenligning af målingerne, hvor der tages højde for den øgede rørstrøm, er dosisbesparelsen pr. mas blevet udregnet til 36%. Der blev ikke fundet nogen betydelig støjforøgelse eller artefakter i områder af diagnostisk interesse. Konklusion: Der skal foretages ca. 86 scanninger af cerebrum, før tærskelværdien for stråleinduceret cataract opstår, når Bi-afdækningen benyttes på en scanner med AEC. Hvis der ikke benyttes Bi-afdækning er antallet af scanninger reduceret til 63. Grundet det forhøjede mas-produkt og antallet af scanninger før tærskelværdien nås, finder vi ikke Bismuth-afdækningen relevant til voksne patienter i MSCT-scannere med AEC og kipning i forhold til OM-planet.

3 ABSTRACT (ENGLISH): Bismuth-afdækning af orbita ved CT af cerebrum Orbital Bismuth-shielding during CT-cerebrum Purpose: To assess the image quality and measure the dose to the lens of the eye when using a Bismuth-shield on the orbitas during CT-scans of the cerebrum with AEC (Automatic Exposure Control). Method and materials: 60 scans were performed on a phantom of the head. 30 of these scans were performed with a 4-layer Bismuth-shield (0,06mm Pb). A 64 MSCT-scanner with patient size - and z-axis AEC were used for the experiments. The scanner was set to 135 kv, beginning at the base of the scull to 1cm below the vertex. Angulation of the gantry was set to the OM (orbito-meatal) plane. Measurements of the dose were done by using a TLD (thermoluminecedosimetry) in each scan. The TLD was placed on the phantom according to the lens. To assess the image quality, measurements of the standard deviation (SD) were made on 5 scans with and 5 scans without the Bismuthshield. Furthermore a radiologist with more than 10 years of experience assessed the image quality. Results: The measured dose to the lens was 46,03 msv with the Bismuth-shield and msv without the Bismuth-shield. AEC compensated for the attenuation of the Bismuth-shield by increasing the mas-product with 12,5% (from 160 to 180 mas). Despite this, the use of the Bismuth-shield proved a significant (p=0,0001 using a Wilcoxons test) lower dose to the lens, the decreased dose was 28%. By comparing the doses and accounting for the increased mas, reduction in dose pr. mas was calculated to 36%, when using the Bismuth-shield. There was not found a significant increase in the noise level of the images or artefacts in areas of diagnostic relevance. Conclusion: 86 scans of the cerebrum have to be performed before reaching the limit of radiation induced cataract, when using a Bismuth-shield on a scanner using AEC. If the Bismuth-shield isn t used, 63 scans have to be performed. Due to the increased masproduct, and the number of scans before the limit is reached, we do not find the Bismuth-shield relevant for adult patients undergoing a CT-scan of the cerebrum, when using AEC and tilting the gantry according to the OM-plane.

4 Indholdsfortegnelse: 1. INDLEDNING 6 2. PROBLEMFELT 7 3. AFGRÆNSNING 9 4. PROBLEMFORMULERING Nøglebegreber LÆSEVEJLEDNING VALG AF LITTERATUR METODE Etiske overvejelser Empirisk metode Kvantitativ metode Kvalitativ metode TEORI Billedkvalitet i CT Støj Artefakter CT teknik Spiral-SSCT MSCT AEC Stråleskader til linsen Delkonklusion VALG AF ARTIKLER Præsentation af artikler KVANTITATIV EMPIRI 28

5 10.1 Materialer Scanner og protokol Bismuth TLD Fantom Forsøgsdesign Udførsel af forsøget Målinger i PACS Præsentation og analyse af resultater Delkonklusion KVALITATIV EMPIRI Overvejelser omkring interviewet Interviewsituationen Opbygning af interviewguide Etiske overvejelser Analysemetode Analyse af interview Delkonklusion DISKUSSION Forsøget en diskussion Billedkvalitet en diskussion Dosis en diskussion Relevans ved brugen af Bi-afdækning til orbita en diskussion KONKLUSION PERSPEKTIVERING LITTERATURLISTE BILAGSLISTE 51

6 1. Indledning En bacheloruddannelse i radiografi lægger vægt på en kritisk stillingtagen til praksis samt videreudvikling af faget (1 s4-5). I vores praktikperioder på diverse hospitaler, har vi observeret hvor store variationer der kan forekomme ved samme undersøgelse. Disse forskelle har eksisteret på trods af, at apparaturet har haft de samme egenskaber, og patientgrupperne har været tilnærmelsesvis ens. Ved røntgenundersøgelser er det radiologen og radiografens ansvar at sørge for at den diagnostiske kvalitet er acceptabel, hvorimod det i sidste ende er radiograferne, som er ansvarlige for at minimere den unødige dosis. Dvs. hvis radiografen har en mulighed for at mindske dosis, uden at påvirke den diagnostiske kvalitet, vil det altid være at foretrække. Den mest strålebelastende modalitet er CT-scanneren, en undersøgelse fra Storbritannien i 2005 fastslår at selvom CT kun stod for 6% af røntgenundersøgelserne, gav CT 50% af den samlede dosis i Storbritannien (2 s172). I Danmark er den sidste undersøgelse af denne art foretaget i slutningen af 90 erne, og den fastsætter at CT stod for 37% af den samlede dosis her (bilag 1). Da flere og flere undersøgelser bliver foretaget i CT (3 s15), mener vi at det i netop denne modalitet er oplagt at undersøge mulighederne for videreudvikling af dosisbesparende foranstaltninger. Vores erfaring er at CT-cerebrum er en hyppig forekommen undersøgelse, samtidig har vi oplevet stor variation i protokollerne til CTcerebrum. Nogle hospitaler har første scansnit gennem den supraorbitale-meatale linje som beskrevet af European Guidelines on Quality Criteria for Computed Tomography (4) og har dermed undgået at give orbita direkte stråling. Andre hospitaler scanner igennem orbita, da de med ovenstående kipning, flytter det første snit ned til foramen magnum. Disse forskelle på standard-protokollerne giver forskellig patientdosis. Opsætningen af protokoller anbefales, ud fra et strålehygiejnisk perspektiv, at foregå ud fra As Low As Reasonably Achievable (ALARA) -princippet, som betyder at dosis skal sættes så lavt som muligt, samtidig med at resultatet bliver tilfredsstillende (5 s792). Visse undersøgelser viser at man kan reducere dosis til orbita med 78%, ved at foretage en kipning ud af orbita (6 s176). Røntgenafdelinger skal derfor beslutte sig for om resultatet af en scanning startende ved foramen magnum opvejer den øgede dosis. 6

7 Udviklingen af nye teknologier inden for CT har forbedret mulighederne for diagnosticering. Dette har både været på det billedbearbejdende plan, hvor computerens udvikling har hjulpet til at få en bedre billedkvalitet, men også selve scanneren har udviklet sig i sin opbygning (5 s327). En af de nyere udviklinger indenfor opbygningen af CT-scanneren har været introduktion af multi-slice CT (MSCT). MSCT har gjort undersøgelsestiden hurtigere og flere rekonstruktionsmuligheder er blevet gjort tilgængelige efter at selve scanningen er fuldført. I de gamle singleslice-scannere var det ikke muligt at scanne hele fossa posterior uden at få artefakter, hovedsageligt pga. nonlineært partial volume artefakter (3 s113). Dette problem er løst med den nye MSCT teknologi vha. Volume Artefact Reduction (VAR) princippet (3 s114). Vi har i praktikken bemærket et strålehygiejnisk problem, da de øgede muligheder for bedre billedkvalitet i fossa posterior, gør det muligt at flytte første snit distalt, hvilket placerer orbita i strålefeltet. Nye scannere og protokoller kan som nævnt højne den diagnostiske kvalitet af undersøgelsen og spare tid, men vi undrer os over, at vi ikke har oplevet tilsvarende tiltag i forbindelse med at sænke patientdosis. Vi har fra udenlandske videnskabelige artikler, læst at man ved hjælp af en afdækning af orbita bestående af Bismuth (Bi) kan mindske dosis til linsen betydeligt. Endvidere konkluderer samtlige artikler, vi har læst, at brugen af Bi-afdækning er anbefalelsesværdig. Vi mener derfor at en undersøgelse af denne form for afdækning kan være relevant for mange patienter. Dette er vores motivation for at skrive denne opgave. 2. Problemfelt Det er en radiograffaglig problemstilling at sikre at patienten får en undersøgelse foretaget med et diagnostisk tilfredsstillende resultat, samtidig med at der ikke gives overflødig dosis. Hvorfor har vi ikke oplevet større kendskab til afdækning med Bi i Danmark, hvis det kan sænke dosis, uden at forringe billedkvaliteten? 7

8 Den nye teknologi i forbindelse med MSCT giver mange muligheder, kan dette have imponeret ansatte på radiologiske afdelinger i en sådan grad, at de ikke har overvejet alternativerne for, hvordan man nedsætter dosis? Muligheden for at få bedre billedkvalitet er steget, men det kan ske på bekostning af højere patientdosis. Er for meget af fokus i CT på billedkvaliteten, da man har accepteret, at det er en strålebelastende undersøgelse, og derfor nedprioriterer brugen af Bi? Eller skal der for mange scanninger af cerebrum til for at der opstår stråleskader i orbita? En røntgenafdeling bliver til en vis grad nødt til at investere i ny teknologi, for at kunne yde en tilfredsstillende service for befolkningen. Dette vil bevirke at der løbende skal implementeres nyt udstyr i afdelingen. Ressourcerne på at oplære personale i nye arbejdsgange samt lave kvalitetssikring, kan gøre at det bliver uoverskueligt at indføre nye tiltag i forbindelse med strålehygiejne, som f.eks. Bi-afdækning af orbita. Kan grunden til den manglende brug af Bi-afdækning derfor findes i ledelsens prioriteringer i forhold til implementeringen af nye arbejdsgange? Vi er ikke stødt på nogen form for strålebeskyttelse til patienter i vores praktikperioder i CT, udover gonadebeskyttere. Kan det også være et problem, at beskyttelsesmulighederne ikke bliver gjort tilgængelige på markedet, da der ingen efterspørgsel er? Kan den manglende efterspørgsel skyldes, at der ifølge afdelingen ikke foreligger valide resultater omkring effekten af forskellige afdækninger? Når der findes undersøgelser med positive resultater, hvad er grunden så til at afdækningen ikke bliver efterspurgt? Hvis de undersøgelser vi har fundet, taler sandt, hvorfor har SIS så ikke anbefalet brugen af Bi, og derved skabt større fokus på området? Er grunden til at man ikke anbefaler Bi-afdækning til orbita i Danmark, at undersøgelserne er udenlandske, og derfor ikke betragtes som valide for de danske røntgenafdelinger? Ved indførelsen af nye tiltag og arbejdsgange, skal man også være opmærksom på de konsekvenser, det vil have for radiografernes hverdag. Hvilken betydning får det for radiografen at skulle benytte Bi-afdækningen? Selv om muligheden for en dosisbesparelse er til stede, vil det så være for ressourcekrævende for radiografen at benytte afdækningen til dagligt? Det er et stort diagnostisk problem, hvis introduktionen af nye elementer under scanningen påvirker billedkvaliteten negativt. Ifølge artiklerne vi har læst kan Bi- 8

9 afdækingen have indflydelse på støjen i billedet (7 s563), og derved skabe en dårligere lav-kontrast opløsning (LKO) (5 s280). Har Bi en påvirkning på billedkvalitet, i en sådan grad at det ikke er muligt at stille en korrekt diagnose i cerebrum? Et andet problem i CT er artefakter. Artefakter kan defineres som en fejl eller støj i et billede, som ikke kan relateres til det betragtede objekt (8 s188). Dette er en uønsket effekt, og ved introduktionen af Bi-afdækning er det derfor nødvendigt at vurdere omfanget af nytilkomne artefakter. Udover aftefakter kan nye elementer i billederne, som f.eks. Bi-afdækningen, betegnes som forstyrrende for radiologen, da denne ikke er vant til at abstrahere fra disse elementer. Er grunden til den manglende brug af Biafdækning, at der skabes for mange artefakter, for meget støj og/eller forstyrrende elementer i billederne? De nyere scannere kan vha. Automatic Exposure Control (AEC) regulere dosis, så detektorerne altid vil få tilstrækkeligt med stråling til at konstruere billedet (9 s182). Et problem kan derfor være at scanneren automatisk vil give mere dosis, når Biafdækningen er til stede, og dermed ophæve dosisbesparelsen. Kan grunden til at Biafdækningen ikke bliver benyttet være, at der ikke er påvist dosisbesparelser i scannere med AEC? 3. Afgrænsning Fokus i denne opgave vil være rettet mod dosismålinger og billedkvalitetsvurderinger. Til at vurdere dosis vil vi måle overfladedosis til orbita svarende til linsen. I forbindelse med billedkvaliteten vil vi beskæftige os med støj, artefakter og forstyrrende elementer. Vi vil kun gennemgå de artefakttyper, som Bi-afdækningen har indflydelse på. Som før nævnt er CT-cerebrum en hyppig forekommen undersøgelse i CT, hvor en variation af protokollerne er blevet observeret. Vi vil derfor kun beskæftige os med denne undersøgelse. Vi vil benytte én scanner fra et hospital, hvor en 64 MSCT-scanner med AEC er tilgængelig. Til undersøgelserne vil vi benytte hospitalets standardprotokol til CT-cerebrum, da dette vil gøre opgaven mere aktuel for en røntgenafdeling. Da vi ikke finder det etisk forsvarligt at lave forsøg på patienter, hvor vi endnu ikke er sikre på et dosisbesparende resultat, har vi valgt at benytte et fantom til vores målinger. 9

10 Med hensyn til selve Bi-afdækningen har vi valgt kun at bruge ét mærke, som kan købes i Danmark. Når vi beskæftiger os med billedkvalitet, vil vi kun se det i forholdt til LKO, da det er denne opløsning, der bliver prioriteret ved CT-cerebrum. Derudover kan LKO en blive påvirket af Bi, hvilket gør en vurdering af denne opløsning relevant. Forudsætningerne for at læse denne opgave er at læseren har et grundlæggende kendskab til røntgenfysik og CT-teknik. 4. Problemformulering Hvilken indflydelse har Bismuth-afdækning af orbita på billedkvaliteten og dosis til øjets linse ved en standardprotokol CT-scanning af cerebrum? 4.1 Nøglebegreber Med Bismuth-afdækning menes en markedsført 4-laget 0.06mm Pb ækvivalent Bismuth-afdækning til orbita, rekvireret fra et dansk hospital. Med billedkvaliteten menes en vurdering af støj og artefakter i billedet. Med standardprotokol menes en uændret CT-cerebrum protokol fra en 64-slice MSCTscanner, der benytter spiral-scan og AEC på et udvalgt hospital. Med dosis til øjets linse menes en måling med TLD er placeret direkte på øjet, svarende til linsen. 5. Læsevejledning I første afsnit vil vi præsentere litteraturen, som vi bruger til at undersøge og analysere vores problemstilling. Vi vil derefter argumentere for metoderne, vi benytter til at indsamle empiri. I det efterfølgende afsnit vil vi beskrive den udvalgte teori benyttet til at belyse vores problemstillinger i opgaven. 10

11 Vi har fundet artikler der har undersøgt indflydelsen af Bi-afdækning på CT-cerebrum. Vi har brugt dem til at give os inspiration og viden i forhold til vores problemstilling og vil derfor præsentere en analyse af de udvalgte artikler. Præsentationen af vores kvantitative og derefter kvalitative empiri vil udgøre de to næste afsnit, disse to afsnit vil indeholde overvejelser, forberedelser samt analyser af vore indsamlede data. Efter vores empiriindsamlinger vil vi diskutere vores resultater i forhold til den benyttede teori. Slutteligt vil vi komme med en konklusion, hvor vi forholder os til problemformuleringen, samt lave en perspektivering hvori vi vil vurdere hvilke konsekvenser vores konklusion kan have for patienter, røntgenafdelinger og -personale. Til sidst har vi valgt at vedlægge vigtige korrespondancer som bilag. Vi har til denne opgave hentet korrespondancer med SIS, personale på røntgenafdelingerne og Santax Medico. 6. Valg af litteratur Som videnskabsteoretisk baggrund har vi benyttet bøgerne: Videnskabsteori af Jacob Birkler (10) og Videnskab og Forskning af Anne-Lise Salling Larsen og Hans Vejleskov (11) Vi har valgt disse bøger, da de begge henvender sig til mellemlange sundhedsuddannelser, og er ment som grundlag for bl.a. bachelorprojekter. Til argumentation for de benyttede empirimetoder har vi valgt bøgerne: Fra Spørgsmål til Svar af Henning Olsen (12). Denne bog forholder sig både til kvalitative og kvantitative metoder. Dette gør den egnet til at danne et overblik over de forskellige muligheder, som de to metoder indeholder. Til teorien omkring empiriindsamling og analyse har vi valgt mere uddybende litteratur: De indsamlede data ved dosismålingerne har vi valgt at analysere vha. udvalgte statistiske teorier. Til at få den fornødne viden på dette område har vi valgt at benytte bøgerne: Statistik i Ord af Hans Lund et. al. (13) og Basal og Sundhedsvidenskabelig Statistik Begreber og Metode af Klaus Johansen (14). Begge bøger giver en introduktion til de benyttede statistiske analyser. Selv om bøgerne stort set beskæftiger sig med samme teori, vælger vi at benytte begge, da det til tider kan lette forståelsen, 11

12 hvis man har flere kilder. Til præsentation af histogrammer har vi benyttet Multivariate Density Estimation (15) af David W. Scott, da den indeholder en formel anbefalet af vores statistiske vejleder. Til opslag i tabeller har vi valgt at benytte Geigy Scientific Tables af C. Lentner (16). Da tabellerne i teoribøgerne er begrænsede, er dette en bedre opslagsbog. Til vores indsamling af kvalitative data, har vi valgt at foretage et interview. Teorien omkring interviewsituationen og forberedelserne hertil, har vi valgt at benytte os af bøgerne: Interview af Steinar Kvale (17) og Kvalitative Brugerundersøgelser på Sygehusafdelinger af Rikke Gut (18). Steinar Kvale var en af de første, som begyndte at beskæftige sig med kvalitativ forskning. Der fandtes ikke meget litteratur omkring denne metode, da han begyndte at foretage kvalitativ forskning. Han valgte derfor at skrive en bog omhandlende dette emne. Dermed var han en af de første til at beskrive refleksionerne over metodiske og teoretiske spørgsmål, som kan bruges ved udførelse af kvalitativ forskning. Interview egner sig til vores opgave, da den beskriver hvilke etiske og metodiske overvejelser man skal gøre sig før et interview. Derudover har bogen et teoriafsnit om det semistrukturerede interview, hvilket passer til vores interviewsituation. Rikke Gut beskæftiger sig overordnet med samme teorier som Kvale. Teorien bliver dog fremstillet simplificeret, hvilket gør det nemmere at overskue de forskellige aspekter, som skal tages stilling til. På baggrund af dette mener vi at bogen kan hjælpe os til vores kvalitative empiriindsamling, da den giver et godt overblik. Teorien omkring CT-teknik har vi valgt at få fra bøgerne: CT-teknik af Bo Haugaard Jørgensen (3), The Essential Physics of Medical Imaging af Jerrold T. Bushberg et. al. (5), Radiologic Science for Technologists af Stewart C. Bushong (19) samt Computed Tomography: Physical Principles, Clinical Applications, and Quality Control af Euclid Seeram (8). De tre engelske bøger er alle blevet præsenteret i undervisning af CT-teknik. De er alle skrevet af enten forskere, doktorer eller professorer, og er henvendt til fysikere, læger og andet klinisk personale, som har interesse i røntgenfysik, radiografisk billeddannelse og modaliteter. Uddybelsen af de enkelte emner i afsnittene varierer lidt fra hinanden, hvilket gør dem alle egnet som litteratur til denne opgave. Vi har benyttet disse tre bøger, alt efter hvilket afsnit i opgaven de beskriver bedst. Derudover har vi benyttet dem som supplerende og 12

13 afklarende viden i forhold til hinanden. Jørgensen har skrevet sin bog som lærebog til radiografstuderende, dette giver den en mere enkel indgangsvinkel til teorien. Den indeholder dog viden og pointer, som er relevante for denne opgave. Der findes ikke meget teori omkring AEC, da det er en forholdsvis ny teknik indenfor CT-scannere. Litteraturen vi vil benytte til at belyse dette emne er rapporten: Report CT Scanner Automatic Exposure Control Systems (20) af Nicholas Keat. Rapporten præsenterer og tager stilling til forskellige producenters AEC-typer, bl.a. Toshiba Aquilion s SureExposure. Rapporten er udgivet af ImPACT Group, som er Storbritanniens evalueringscenter af CT-scannere. Vi vil supplere med Computed Tomography af Willi A. Kalender (9), da der er et mindre afsnit om emnet i denne bog der skaber et generelt overblik over funktionen af AEC. Den sidste bog vi vil bruge til vores teori er: Imaging Systems for Medical Diagnostics af Arnulf Oppelt (red.) (21). Denne bog er udgivet i samarbejde med Siemens hvilket man skal tage højde for ved læsning, da den kan være påvirket af at producenten præsenterer egne produkter. Fordelene ved den er at den er af nyere dato (2005), hvilket gør at den præsenterer nyere teknik, som ikke er tilgængelig i de andre bøger. Afsnittene vi bruger, mener vi ikke er påvirket af producenten, på en sådan måde, at den er uegnet til vores opgave. Det etiske udgangspunkt vil være i forhold til de etiske retningslinjer for sygeplejeforskning i Norden (22), som er udarbejdet af Sykepleiernes Samarbeid i Norden, og som er grundlag for Lokaletisk Komités vurderinger af ansøgninger. Anatomiske opslag vil vi foretage i Atlas der Anatomie des Menschen (23) af Frank H. Netter pga. dens deltaljerede tegninger og præcise betegnelser. Information omkring scanneren har vi indhentet vha. producentens hjemmeside (24). 7. Metode I dette afsnit vil vi præsentere og argumentere for de valgte teoretiske og empiriske metoder. 7.1 Etiske overvejelser Vores etiske overvejelser, i forbindelse med vores forsøg, er gjort i henhold til etiske retningslinjer for sygeplejeforskning i Norden, der siger: For at inddrage deltagere i 13

14 et forskningsprojekt skal det være sandsynliggjort, at den gruppe, der indgår i forskningen, har mulighed for at kunne nyde godt af resultaterne (22 s6). Da CTundersøgelser, som tidligere nævnt, giver en betydelig dosis finder vi det uetisk at udføre vores forsøg på patienter. Vi har kun en formodning om at dosis til linsen vil reduceres. Vi mener dog at der skal foreligge resultater med høj datakvalitet (beskrevet i næste afsnit), som bekræfter dosisbesparelsen, før vi finder det forsvarligt at inddrage patienter i vores forsøgsdesign. Flere afdelinger og personer vil bruge tid på denne opgave. Vi mener derfor også at vi har et etisk ansvar overfor de involverede, og er derfor forpligtet til at fremstille opgaven sandfærdigt. Opgaven vil også blive stillet tilgængelig via skolens hjemmeside, så alle interesserede kan se resultaterne. En af de første overvejelser vi gjorde før vi kontaktede afdelingerne, var at vi ville fremstå velforberedte, ambitiøse og engagerede. Overvejelserne blev gjort på grund af, at vi ikke ville mindske andre radiografstuderendes muligheder, ved at være et dårligt eksempel. Derudover gik vi ud fra at de involveredes interesse for projektet ville blive større, hvis vi åbenlyst virkede engagerede og ambitiøse Af hensyn til alle involverede har vi valgt at anonymisere alle informationer, som kan lede tilbage til personer, som muligvis ikke er interesserede i dette. Vi har valgt at bruge navnene på producenterne af scanneren og materialerne. Vi mener ikke at denne opgave får personlige konsekvenser, ved at nævne produkterne, vi benytter. 7.2 Empirisk metode Vi vil i denne opgave benytte den positivistiske videnskabsteori, som knyttes til naturvidenskaben. Ved denne metode forsøger man at finde en forklaring på forhold vha. en omhyggelig indsamling af empiri. Vi vil i forhold til alle aspekter forsøge at forholde os intersubjektivt, dvs. at vores resultater skal kunne reproduceres af andre, selvom deres holdning til emnet er anderledes (10 s ). Vores analyse vil blive foretaget i forhold til den induktive metode, da den vil være baseret på indsamling af empiri til at begrunde effekten af Bi-afdækningens betydning for dosis til linsen (10 s69). Til indsamling af empiri, kan to metoder benyttes: den kvalitative og den kvantitative. 14

15 En kvalitativ undersøgelse går i dybden, men kan ikke anvendes til at vise omfanget af de forskellige observationer. Den beskriver egenskaber, vi ikke kan måle og veje f.eks. værdier, normer eller holdninger. Kvantitativ empiriindsamling bruges til at beskrive omfanget af problemet, og på den måde muliggøre målbare resultater. (12 s10). For at skabe en høj datakvalitet skal man opnå høj reliabilitet, validitet og generaliserbarhed. (11 s35). På baggrund af dette har vi gjort følgende overvejelser omkring projektet; Da vi i denne opgave ønsker at få indblik i Bi s indflydelse på dosis, har vi valgt at benytte en kvantitativ metode ved at foretage flere scan med og uden Bi-afdækning. I henhold til vores etiske overvejelser har vi valgt at bruge et fantom, dette giver os et problem i forhold til validiteten, da resultaterne vil give en afspejling af fantomets målinger og ikke eventuelle patienters. Validiteten af projektet er derfor afhængig af fantomets lighed med et voksent menneskes hoved. Vi bestræber os på at foretage tilstrækkeligt med målinger til at opnå en høj reliabilitet. Målingen af dosis vil vi foretage ved placering af TLD er ved hvert scan. Til en vurdering af LKO har vi valgt at måle støjforholdene i de forskellige scanserier, da vi samtidig mener at billedkvaliteten skal være acceptabel, for at vores resultater vil være interessante. Til en subjektiv vurdering af billederne, har vi valgt at benytte os af et kvalitativt interview med en radiolog, med mere end ti års erfaring. Vi mener, at den store erfaring vil gøre analysen af interviewet mere generaliserbar, da erfarne radiologer bør dele basale diagnostiske og billedkvalitetsmæssige synspunkter. På denne måde vil vi være i stand til at danne os et realistisk billede af, om Bi-afdækning af orbita kan benyttes i praksis uden konsekvenser for diagnosticeringen. I de næste to afsnit vil vi beskrive den kvantitative- og kvalitative metode, vi har benyttet i opgaven. 15

16 7.2.1 Kvantitativ metode Forskellige metoder og opstillinger kan benyttes til at analysere kvantitative data. Dette afsnit vil beskrive de vigtigste metoder, som vi kan benytte til dette projekt. Det første man skal gøre ved de indsamlede data, er at få et overblik over disse. Det kan gøres ved en rangordning. Processen foretages ved at sortere dosismålingerne i forhold til værdien, hvor den mindste får rang 1 og den største får rangen svarende til antallet af målinger (13 s29-32; 14 s20). En grafisk fremstilling af data kan også være nødvendig i analysen af data. En nyttig metode til denne form for fremstilling er et histogram. Et histogram er et søjlediagram, som opsættes ved at inddele x-aksen ind i tilpassede intervaller med bredden: Søjlebredde = Dmax Dmin 1 + log 2 (n) Hvor; Dmax = højeste måling, Dmin = laveste måling og n = antallet af målinger (15 s48) Højden af søjlerne bestemmes af det antal målinger, som ligger inden for det beregnede interval. Derved fås et udtryk for hyppigheden (14 s16). Ved vores test af måleresultaterne opstilles en hypotese (H 0 -hypotese), som påstår at de målte data kommer fra samme fordeling. Dette gøres vha. en udregnet teststørrelse (t). H 0 -hypotesen kan forkastes eller bekræftes med et bestemt signifikansniveau (p-værdi) ved opslag i en tabel (14 s42). Det er dog ikke med sikkerhed muligt at forudsige hvilke tests, der kan foretages på målingerne. Vi vil derfor præsentere kravene og principperne for de enkelte tests, der er relevante for vores forsøgsdesign. Derefter vil vi foretage beregningerne i afsnittet Præsentation og analyse af resultater. De muligheder man har til at foretage en statistisk analyse kan være parametriske eller ikke-parametriske (14 s42). Derudover kan de være parrede eller uparrede. Da man kan se vores datasæt, som målinger foretaget på samme individ før og efter en intervention, benytter vi en parret (13 s80-81). En parametrisk test, som kan bruges til denne opgave, er den parrede t-test. Denne test kan bruges hvis de målte data kan antages at være normalfordelte. Dette vil fremgå af histogrammet, hvis det er klokkeformet og symmetrisk omkring middelværdien. Testen sammenligner middelværdierne for de to datasæt (13 s88; 14 s43). Hvis målingerne ikke 16

17 er normalfordelte kan man benytte den non-parametriske Wilcoxon s test. Testen foretages ved at differencen fra hvert enkelt forsøg med og uden Bi udregnes. Differencerne sættes i rangorden i forhold til deres numeriske værdi. Teststørrelsen findes ved at addere rangværdierne til de negative (Σ-) og positive (Σ+) differencer. Den mindste af de to summer (Σ min ), er teststørrelsen (14 s91-93). Hvis man kan forkaste H 0, er det muligt at sammenligne dosis fra de to forsøgsopstillinger. Middelværdien kan beregnes ved at addere målingerne som man vil undersøge, og derefter dividere med antallet af målinger. Værdien vil derfor være et udtryk som tager hensyn til alle størrelser af alle målinger. Medianen kan bruges til at vise hvilken værdi, som har den midterste rangværdi. Denne værdi tager dermed ikke hensyn til de yderste rangværdier, men giver derimod udtryk for at halvdelen af målingerne ligger over eller under medianen (13 s42; 14 s50-51) Kvalitativ metode Interviewet er helt konkret en metode, hvorpå vi kan indhente viden fra en radiolog. I et kvalitativt interview er samtalen grundlæggende, men den er dog ikke karakteriseret på samme måde som i dagligdagstalen. Det er ikke en samtale mellem to ligestillede parter, og det er langt mere struktureret, hvilket fjerner dele af spontaniteten, som man kender fra dagligdagen. Intervieweren skal bestemme emnet, og sørge for at samtalen holder sig inden for de relevante rammer, udover det skal der opfølges på svar fra radiologen (17 s19). Vi mener, at interview er anvendeligt i den del af vores opgave, hvor vi vil have afklaret nogle spørgsmål af en interviewperson, som kan bedømme et billede på et højere niveau, end vi er i stand til. Dette er grunden til at vi gerne vil interviewe en erfaren radiolog. Som udgangspunkt til interviewet har vi valgt at benytte os af et semistruktureret interview. Ved den semistrukturerede interviewform foreligger der en veldefineret og forholdsvis detaljeret interviewguide, der indeholder alle de emner, der skal belyses. (18 s20). Den semistrukturerede form vil derfor gøre det nemmere for os at afprøve hypoteser, mens der samtidig vil være plads til at bevæge sig ud i eksplorative diskussioner. På denne måde er det i løbet af interviewet muligt at få en dybere indsigt i radiologens meninger og holdninger omkring billederne (17 s104; 18 s14-22). 17

18 Det semistrukturerede interview giver en frihed i forhold til besvarelserne af interviewspørgsmålene og derved åbnes for, at radiologen kan give uddybende og nuancerede besvarelser. Dette er en dynamisk form for empiriindsamling, hvilket åbner muligheden for at uforudsete problemstillinger kan dukke op, som vi kan spørge ind til. Dette ville ikke på samme måde være muligt, hvis vi præsenterede radiologen for et spørgeskema. 8. Teori I dette afsnit vil vi præsentere den teori, vi mener, er nødvendig, til at vurdere konsekvenserne af Bi-afdækningen. Derudover er afsnittet ment som grundlag for en senere diskussion af eventuelle alternative foranstaltninger, der kan benyttes for at optimere brugen af Bi. Afsnittet vil hovedsagligt omhandle teknikker fra en Toshiba Aquilion 64, da det er denne scanner, vi har benyttet til vore forsøg. 8.1 Billedkvalitet i CT Vi ved fra de læste artikler at brugen af Bi kan give anledning til en forringet billedkvalitet i form af støj og artefakter. Vi vil i følgende afsnit beskrive disse begreber. Dette vil også være relevant teori, når vi skal måle støjen i vores fantomscanninger. Man opdeler billedkvalitet i to hovedgrupper i CT; Lav-kontrast opløsning (LKO), og Rumlig opløsning (RO). RO prioriteres når man ønsker skarptegning af mindre strukturer der afviger markant i Hounsfield Units (HU) fra det omkringliggende væv, f.eks. forskellen mellem knogler og bløddele (3 s83). LKO prioriteres når ønsker man at skelne mellem vævstyper der har små absorptionskforskelle i HU. Da grå og hvid substans kun afviger marginalt fra hinanden (3 s91), er det derfor vigtig, at LKO i billedet er god ved CT af cerebrum. En af de mest afgørende faktorer for LKO er støjen (5 s280). 18

19 8.1.1 Støj Når vi beskæftiger os med LKO, er god billedkvalitet meget afhængig af lavt støjniveau (8 s382). For at sænke støjniveauet er man nødt til at øge dosis. Den største støjfaktor er kvantestøj, der bevirker at billedet bliver grumset (3 s103). Til at beskrive forholdet mellem billedets kvantestøjforhold og dosis benyttes formlen: 1. Dosis σ = (3 s104) For at kunne bestemme niveauet af støjen i billedet, kan man vurdere et homogent område, og derefter måle hvor stor forskellen er i HU (19 s438). Dette benytter vi os af til at bestemme, om der er ændrede støjforhold efter introduktionen af Bi-afdækningen på vores fantom. Graden af støj i et afgrænset homogent område kaldes standardafvigelsen (SD). Denne værdi kan aflæses i PACS og er givet ved formlen: SD = (X i X) 2 n - 1 Hvor: X i = Den enkelte pixelværdi, X = Gennemsnittet af pixelværdierne i det valgte område og N = Antallet af pixel i det valgte område (5 s274) Artefakter Man opdeler artefakter i grupper efter udseende; ringartefakter, stregartefakter og forvrængning. Disse artefakter deles ligeledes op i grupper efter årsag; Patientrelaterede, fysisk relaterede og scannerrelaterede. De artefakter som er relaterede til fysikken er; partial volume, Beam Hardening og foton starvation. De patientrelaterede er bevægelses- og metalartefakt. Slutteligt kan der opstå artefakter ved måle- og detektorfejl, disse kaldes scannerrelaterede (3 s ). Vi vil kun gennemgå partial volume-, beamhardening- og Conebeam artefaktet, da Bi-afdækningen teoretisk ikke har indflydelse på andre artefakttyper. Partial volume deles op i to kategorier lineær og nonlinær. Det lineære partial-volume artefakt opstår når forskellige vævstyper med næsten ens HU ligger i samme voxel. 19

20 Scanneren beregner et gennemsnit af HU, og præsenterer derfor en upræcist gengivelse af det scannede objekt (8 s192). Vi mener ikke at Bi har indflydelse på denne type partial volume artefakt, men kan derimod have indflydelse på den nonlineære type. Nonlinær partial volume opstår når et objekt, som f.eks. Bi-afdækningen, kun delvist er scannet med i et plan, og slet ikke bliver scannet med ved modstående rørvinkel. Artefaktet optræder som streger, ringudtrækninger eller generelle forstyrrelser i billedet (3 s113). For at undertrykke dette artefakt kan man mindske snittykkelsen. I MSCT foretages løbende summering af tynde snit. Dette kaldes Volume Artefact Reduction (VAR) (3 s ). Som beskrevet i efterfølgende afsnit benytter MSCT en større conebeamvinkel end i single slice-ct (SSCT). Dette kan resultere i conebeamartefakter, hvilket opstår ved at et punkt kommer til at ligge i to forskellige snit ved en fuld rotation, og giver et forkert billede af strukturen. Da Bi-afdækningen placeres perifert fra rotationsaksen, vil risikoen for dette artefakt blive større, i kraft af at conebeamvinklen samtidig er størst her (3 s167; 8 s193). Conebeamartefaktet undertrykkes i Aquilion-scanneren, ved hjælp af TCOT(21 s461; 24), der beskrives nærmere i afsnittet MSCT Beamhardening artefakt opstår, når de lavenergiske fotoner ikke når frem til detektorerne, og strålebundet derved bliver hårdt. Dette kan resultere i at enkelte strukturer ændrer HU (8 s191). Der bliver dog ved præprocessingen foretaget en beam hardening korrektion, hvilket kan minimere artefaktet, når de lav-energiske fotoner bliver absorberet. Når Bi lægges på patienten, kan denne effekt opstå, og derved øges risikoen for beam hardening artefakter. Beam hardening artefaktet optræder som mørke skygger bag tætte strukturer. Ved en CT-cerebrum kan dette f.eks. være bag craniekassen (3 s. 103). 8.2 CT teknik En traditionel SSCT-scanner bygger på det princip, at man ved hjælp af flere forskellige projektioner af et objekt, kan beregne attenuationen af områder i objektet. Når en patient gennemgår en CT-scanning af cerebrum, roterer røntgenrøret rundt om patientens 20