HVILKEN INDFLYDELSE HAR DECENTRERING PÅ DOSIS TIL MAMMA?

Transkript

1 Opgavens forfattere: Kasper F. Christensen Simona D. Iftime Nielsen Mark Egelund Christina H. H. Bendtsen Opgavens vejleder: Jeanne E. Debess HVILKEN INDFLYDELSE HAR DECENTRERING PÅ DOSIS TIL MAMMA? - et CT-studie Radiografuddannelsen UCN, Aalborg Denne opgave - eller dele heraf - må kun offentliggøres med forfatternes tilladelse jf. Bekendtgørelse af lov om ophavsret nr. 763 af Hold R09s Bachelor, modul 14 Afleveringsdato d. 4. januar 2013

2 Dansk abstrakt Kontaktoplysninger: Kasper F. Christensen: Simona D. Iftime Nielsen: Mark Egelund: Christina H. H. Bendtsen: Titel Konsekvenserne for dosis til mamma ved en CT-scanning med dosismodulation, når decentrering i x- og y-planet forekommer. Problemstilling Ved en CT-undersøgelse fungerer teknikker som dosismodulation og bowtie-filter kun efter hensigten, hvis patienten lejres korrekt i scannerens iso-center. Hvis patienten decentreres kan det føre til, at dosismodulationen fejlvurderer patientens størrelse med en stigning eller et fald i dosis til følge. Decentrering kan ligeledes forårsage, at bowtie-filtret bestråler patienten forkert, hvilket kan resultere i øget eller reduceret dosis, som vil påvirke billedkvaliteten. Visse organer, såsom mamma, er særligt følsomme da de har en høj vævsvægtningsfaktor. Her er det radiografen, som har ansvar for, at stråledosis holdes så lav som mulig efter ALARA-princippet. Metode I forsøget blev der brugt en GE Discovery CT750 HD scanner, som benytter Smart ma-modulation, til at scanne et Alderson-fantom med en standard thorax-protokol. Vi valgte at sammenligne dosis ved iso-center i forhold til dosis ved otte decentreringspositioner. Ved hver af disse i alt ni positioner blev der foretaget tre scanninger med fire TLD-tabletter fordelt i mamma ved hver scanning. Der blev dermed brugt tolv TLD-tabletter ved hver position, og et gennemsnit af disse blev brugt i en Student t-test for at beregne den statistiske sammenhæng. Side 1 af 116

3 I y-planet undersøgte vi decentrering henholdsvis 2 og 4 cm over og under iso-center. I x-planet undersøgte vi decentrering 2 og 4 cm på hver side af iso-center. Konklusion Resultaterne fra forsøget viste en markant stigning i dosis til mamma ved 2 og 4 cm under isocenteret i y-planet. Ved 2 og 4 cm over iso-centeret i y-planet faldt dosis derimod. Ved decentrering i x-planet forekom kun mindre variationer i dosis ved 4 cm til højre og venstre for iso-centeret. Resultaterne ved 2 cm til højre og venstre for iso-centeret var ikke signifikante. Vores forsøg har påvist, at decentrering i x- og y-planet har signifikant indflydelse på dosis til mamma i seks ud af otte positioner. Side 2 af 116

4 English abstract Contact information: Kasper F. Christensen: Simona D. Iftime Nielsen: Mark Egelund: Christina H. H. Bendtsen: Title The consequences for the dose in mammae using a CT-scanner with dose modulation when a miscentering of the x- and y-plane occurs. Background Technics such as dose modulation and bowtie-filter does only function correctly if the patient is placed in the iso-center of the CT-scanner. If the patient is miscentered, dose modulation may estimate the size of the patient wrongly with an increase or decrease in patient dose to follow. Miscentering may also cause the bowtie-filter to radiate the patient inaccurate resulting in an increase or decrease in dose which will influence the image quality. Certain organs such as mamma are particularly sensitive as they have a high tissue weighting factor. It is the radiographer s responsibility to insure that the patient dose is kept as low as possible according to the ALARA-guidelines. Method For our study we used a GE Discovery CT750 HD scanner, which used Smart ma-modulation, to scan an Alderson-phantom with a standard thorax-protocol. We chose to compare dose at iso-center with dose at eight miscentered positions. At each of these nine positions three scans were performed, with four thermoluminescent dosimeters spread out in mamma at each scan. The averages of these twelve dosimeters from each position were used in a Students t-test to calculate statistical significance. Side 3 af 116

5 Miscentering was tested at 2 and 4 cm above and below the iso-center in the vertical plane. In the horizontal plane we tested miscentering at 2 and 4 cm on either side of the iso-center. Conclusion The results from the study showed a significant increase in dose to the mamma at 2 and 4 cm below the iso-center in the y-plane. We found a decrease in dose at 2 and 4 cm above the iso-center in the y-plane. Minor variations of the dose occurred while miscentering in the x-plane at 4 cm to the right and 4 cm to the left of the iso-center. The results of miscentering at 2 cm to the right and 2 cm to the left of the iso-center were not significant. Our study has proven that miscentering in the x- and y-plane has a significant influence on the dose to mamma in six of the eight positions. Side 4 af 116

6 Indholdsfortegnelse 2 Indledning (fælles) Læsevejledning (fælles) Baggrund (fælles) Problemområde (fælles) Problemstillinger (fælles) Et stigende antal CT-undersøgelser (fælles) Strålebiologi (fælles) Strålehygiejne ved mamma (fælles) Strålebeskyttelse (fælles) Radiografens ansvar (fælles) Billedkvalitet (fælles) Afgrænsning (fælles) Problemformulering (fælles) Centrale begreber (fælles) Operationalisering (fælles) Kategorier til operationalisering (fælles) Litteratur (fælles) Litteratursøgning (Mark) Bearbejdning af Habibzadeh et al (Simona) Analyse af artiklen (Simona) Kritik af artiklen (Simona) Bearbejdning af Matsubara et al (Kasper) Analyse af artiklen (Kasper) Kritik af artiklen (Kasper) Oversigt over artiklerne (fælles) Faglitteratur (fælles) Side 5 af 116

7 5 Metode (fælles) Videnskabsteoretisk perspektiv (Christina) Videnskabelighedskriterier (fælles) Systematik (Mark) Kontrol (Kasper) Præcision (Christina) Objektivitet (fælles) Kvantificerbarhed (Simona) Repræsentativitet (Mark) Gentagelse (fælles) Reliabilitet (Kasper) Validitet (Christina) Generaliserbarhed (Simona) Metode til klinisk forsøg (fælles) CT-scanner (fælles) Protokol (fælles) Måling af dosis (fælles) Valg af fantom (fælles) Scanningspositioner (fælles) Opsummering (fælles) Pilotforsøg (fælles) Forsøgsopstilling (fælles) Materialer (fælles) Håndtering af hardware (fælles) Håndtering af TLD-tabletter (fælles) Håndtering af fantomet i scanneren (fælles) Håndtering af mamma-fantomet (fælles) Side 6 af 116

8 5.5.6 Iso-centrering (fælles) Logbog (fælles) Arbejdsfordeling under forsøget (fælles) Bearbejdning af data (fælles) Deskriptiv statistisk (fælles) Prædiktiv statistisk (fælles) P-værdi (fælles) Parret design (fælles) Nul-hypotesen (fælles) Bearbejdning af teori (fælles) Elektronstrøm (fælles) Dosismodulation ved GE Discovery CT750 HD (fælles) Bowtie-filter (fælles) Iso-center (fælles) Decentrering (fælles) CTDI vol (fælles) TLD (fælles) Måleenheder (fælles) Gray (fælles) Sievert (fælles) Resultater (fælles) Præsentation (fælles) Analyse (fælles) Normalfordeling (fælles) Parret Student t-test (fælles) Delkonklusion (fælles) Diskussion (fælles) Side 7 af 116

9 8.1 Diskussion af resultater og teori (fælles) TLD-resultater (fælles) CTDI-resultater (fælles) Diskussion af metode (fælles) Diskussion af artikler (fælles) Habibzadeh et al (fælles) Matsubara et al (fælles) Konklusion (fælles) Perspektivering (fælles) Lovændring (fælles) Kvalitetssikring (fælles) Referenceliste Bilag 1 Vurderingsguides af artikler Bilag 2 - Litteratursøgning Bilag 3 Protokol Bilag 4 - Logbog Bilag 5 Q-Q plots Bilag 6 Student t-tests Anvendt referencesystem: Vancouver Opgavens omfang: tegn inkl. mellemrum Side 8 af 116

10 2 Indledning (fælles) Dette bachelorprojekt er udarbejdet i efteråret 2012 af Kasper F. Christensen, Simona D. Iftime Nielsen, Mark Egelund og Christina H. H. Bendtsen, radiografstuderende ved University College Nordjylland. 2.1 Læsevejledning (fælles) I denne opgave har vi valgt at bruge radiograffaglige begreber, da vi forudsætter, at læseren er uddannet radiograf eller radiografstuderende. Opgaven starter med en beskrivelse af baggrunden for projektet, hvorefter vi redegør for relevante problemstillinger. Ud fra disse afgrænser vi os til en konkret problemformulering, hvorfra vi ved hjælp af operationalisering udarbejder nogle forskningsspørgsmål og begreber. Disse begreber danner grundlaget for et litteraturstudie, som skal klarlægge, hvad der findes af eksisterende viden inden for opgavens emne. Ud fra denne viden vil vi udvælge en metode og argumentere dens relevans samt beskrive hvilke overvejelser og valg, vi har gjort os i forbindelse med vores eget kliniske forsøg. Vi vil dernæst beskrive den teori, som er relevant for at kunne besvare vores problemformulering. Herefter vil vi præsentere resultaterne fra vores forsøg. I diskussionsafsnittet vil vi kritisk diskutere vores resultater og metode samt sammenholde dem med teori og den eksisterende viden. Til sidst vil vi besvare problemformuleringen i vores konklusion og slutte af med en perspektivering. 2.2 Baggrund (fælles) Baggrunden for vores projekt er, at vi har oplevet varierende fokus på centrering af patienten ved en Computed Tomography (CT) undersøgelse både i klinikken og i vores teoretiske undervisning. I klinikken har vi oplevet, at nogle få radiografer har været meget opmærksomme på at centrere patienten korrekt, mens de fleste radiografer ikke har haft særlig fokus på dette. Det har undret os, at nogle radiografer tager centrering meget alvorligt, mens andre ikke vægter det så højt. Da den tekniske del af CT-undersøgelsen er radiografens ansvar, mener vi, det er relevant, at undersøge netop hvilke konsekvenser decentrering af patienten har. Formålet med dette projekt er derfor at undersøge hvilke konsekvenser decentrering af patienten har for en CT-undersøgelse. Side 9 af 116

11 3 Problemområde (fælles) I dette afsnit vil vi præsentere problemstillinger, afgrænsning, problemformulering og centrale begreber. 3.1 Problemstillinger (fælles) Formålet med dette afsnit er at undersøge hvilke problemstillinger, der findes i forbindelse med decentrering af patienten ved CT-undersøgelser Et stigende antal CT-undersøgelser (fælles) Som nævnt i indledningen har vi valgt at arbejde med modaliteten CT. De seneste år har denne modalitet gennemgået en rivende udvikling. Baggrunden for dette er til dels undersøgelsestiden og tilgængeligheden, som har ført til, at antallet af CT-scanninger er steget drastisk det seneste årti. Fra 2007 til 2011 steg antallet af undersøgelser i Danmark fra til CT-scanninger, hvilket var en stigning på 70% (1). Denne stigning kan skyldes, at regeringen og regionerne i 2007 vedtog at indføre en lang række kræftpakker (2). Disse kræftpakker har sat krav til, at der skal stilles en diagnose inden for en meget kort tidsramme. Fx er der diagnostikpakker, som foreskriver, at der maksimalt må gå tre hverdage fra henvisning til CT-scanning til svaret er sendt til henvisende læge (3). Dette har medført større pres på de billeddiagnostiske afdelinger, særligt på CT-scannerne, for at leve op til regeringens lovkrav. Antallet af CT-scanninger vil i fremtiden stige yderligere, da regeringen har indført screening af tyktarmskræft med start fra 2014 (4, s. 26). Selvom denne screening primært bliver udført ved en koloskopi, vil den i 10-15% af tilfældene skulle suppleres med en CT-kolografi (5). Man er desuden ved at undersøge, om tidlige stadier af lungekræft kan påvises ved screening af thorax med lav-dosis CT, hvilket kan få CT-scanninger i Danmark til at stige yderligere (6) Strålebiologi (fælles) Problemet med det stigende antal CT-scanninger er, at den ioniserende stråling blandt andet kan forårsage stokastiske skader. Stokastiske skader sker, når røntgenstrålerne absorberes i den levende organismes væv eller organer som energi (7, s. 221). Den absorberede energi kan danne frie radikaler, som kan skabe DNA-skader. Der kan derefter ske mutationer i de DNA, som er involveret i Side 10 af 116

12 henholdsvis reguleringen af celledelingen og apotopsis 1 og med disse processer ude af kontrol, kan der ske en uhæmmet celledeling, hvorved cancer opstår (8). International Commission on Radiological Protection (ICRP) vurderer at 1 ud af 1000 af de patienter, der får foretaget en CTscanning af en større del af kroppen senere hen udvikler stråleinduceret cancer (5) Strålehygiejne ved mamma (fælles) De forskellige væv i kroppen er ikke lige følsomme over for den ioniserende stråling, og der er dermed forskel på, hvor stor risikoen for stokastiske skader er alt efter hvilken del af kroppen, der bestråles (9). En indikator for de forskellige vævs strålefølsomhed er vævsvægtningsfaktoren (10). ICRP har imidlertid offentliggjort nye vævsvægtningsfaktorer for mamma, da man har fundet ud af, at netop disse organer er mere strålefølsomme end tidligere antaget. Vævsvægtningsfaktoren for mamma blev derfor ændret fra 0,05 wt til 0,12 wt i 2007 (10). Der er altså større risiko for at få en stråleinduceret cancer i mamma end tidligere antaget. Desuden ser mammacancer ud til at være stigende i Danmark. De sidste 10 år har der været en stigning af mammacancertilfælde på 2,7% hos kvinder, og det udgør dermed den kræftform med højest incidens hos kvinder (5). Langt de fleste af disse tilfælde vil formentligt have andre årsager end ioniserende stråling, men en del af tilfældene vil være stråleinducerede Strålebeskyttelse (fælles) Nu har vi fastslået, at en CT-scanning kan være skadeligt for patienten. Det er derfor essentielt, at radiografen sørger for, at patienten bliver udsat for så lidt ioniserende stråling som muligt. Ifølge Røntgenbekendtgørelsen nr. 975 (BEK 975) (11) skal radiografen, ved en CT-scanning, indstille scanparametre såsom højspænding, produktet af rørstrøm og tid, antal snit, snitbredde og afstand mellem snit, så dosis til patienten holdes så lav som foreneligt med de ønskede diagnostiske resultater (Røntgenbekendtgørelsen kapitel 13 paragraf 82). Dog nævner BEK 975 intet om lejring og centrering af patienten, selvom dette ifølge eksisterende litteratur også kan have indflydelse på dosis. Ifølge Kusk er lejring af patienten en af de faktorer, der har indflydelse på dosis ved CT (12, s. 129). Årsagen til dette er dosismodulation, som er Automatic Exposure Control inden for CT. Dosismodulation er en teknik, der bruges til at tilpasse dosis til patienten afhængig af patientens størrelse og vævssammensætningen i det scannede område. En af forudsætningerne for, at dosismodulation fungerer optimalt er, at patienten er placeret i iso-centeret, som er midten af 1 Programmeret celledød Side 11 af 116

13 scannerens gantry (12, s. 129). Matsubara K. et al. har lavet et forskningsforsøg, som også beviser dette. I dette fantomforsøg påviser de konsekvensen af decentrering ved en CT-scanning. Han og hans kolleger påviste blandt andet, at elektronstrømmen kan stige med op til 41% ved en decentrering på 5 cm under isocenteret i y-planet 2 undersøgt med et homogent fantom (13) Radiografens ansvar (fælles) Ved røntgenundersøgelser er det radiografens ansvar, at undersøgelserne udføres med så lav dosis som muligt i forhold til de diagnostiske værdier. Dette ansvar er påkrævet ved lov og udtrykkes i Røntgenbekendtgørelsen således: Alle doser skal holdes så lave som det med rimelighed er muligt under hensynstagen til de ønskede diagnostiske resultater (11). I daglig tale, om forholdet mellem stråledosis og billedkvalitet, bruger radiografer ALARA-princippet. ALARA står for As Low As Reasonably Achieveable. Princippet går ud på, at patienten skal have præcis den dosis, der skal til for at kunne be- eller afkræfte den kliniske mistanke (12, s. 132). Hvis radiografen ikke tager sit ansvar alvorligt, kan han risikere, at scanningen ikke bliver diagnostisk brugbar, så patienten skal scannes igen, eller at patienten får en unødvendig høj dosis. For blandt andet at sikre, at sådan noget ikke sker, har Institut for Kvalitet og Akkreditering i Sundhedsvæsenet udarbejdet Den Danske Kvalitets Model (DDKM). DDKM er et nationalt og tværgående kvalitetsudviklingssystem for sundhedsvæsenet, som blandt andet har til hensigt at forebygge fejl og utilsigtede hændelser i sundhedsvæsenet. DDKM definerer utilsigtede hændelser således: En begivenhed, der er følge af behandling eller ophold på et sygehus, og som ikke skyldes patientens sygdom, og som samtidig enten er skadevoldende eller kunne have været skadevoldende, men forinden blev afværget eller på grund af andre omstændigheder ikke indtraf ( næsten hændelse ). Utilsigtede hændelser omfatter både på forhånd kendte og ukendte hændelser og fejl. (14, s. 207). Hvis patienten skal scannes på ny på baggrund af ubrugeligt billedmateriale, kan man sige, at radiografen ikke har levet op til sit ansvar i loven eller fulgt ALARA-princippet og samtidig udsat 2 y-planet = lejet hæves eller sænkes Side 12 af 116

14 patienten for unødig risici. Dette kan ifølge ovennævnte citat fra DDKM defineres som en fejl, der bør indberettes som en utilsigtet hændelse Billedkvalitet (fælles) Studier viser, at decentrering også har en betydning for den diagnostiske billedkvalitet. En optimal billedkvalitet betyder, at billedmaterialet er diagnostisk brugbart. Billedkvaliteten kan beskrives som signal/støj-forholdet. Blandt andet har Toth et al. (15) rapporteret, at decentrering med 3 og 6 cm i y- planet resulterer i en stigning i billedstøj på 6% og 22%. Yderligere har Toth et al. (15) lavet et retrospektivt studie, hvor de har undersøgt, hvor meget radiograferne decentrerer patienterne i praksis. Resultaterne viste, at 46% af patienterne blev decentreret i y-planet med 20 til 60 mm med et gennemsnit på 23 mm under iso-centeret. Studiet konkluderer, at patientens decentrering resulterer i en øget dosis på op til 140% pga. kompensation for øget billedstøj. Studiet understreger vigtigheden af iso-centrering for at opnå en god billedkvalitet. Et andet studie af Habibzadeh et al. (16) har fokuseret på konsekvenserne af decentrering på billedstøj og stråledosis ved hjælp af tre forskellige CT-scannere. Studiet rapporterer målinger på 2, 4, og 6 cm under iso-centeret i y-planet med seks forskellige homogene fantomer. Studiet indeholder også en billedvurdering af patienters billeder fra syv forskellige diagnostiske centre. Resultatet viser en gennemsnitlig stigning af støj i billederne på 7%. Studiet påpeger vigtigheden af korrekt centrering af patienten for at få en god billedkvalitet. Resultaterne fra disse studier (15,16) påviser altså, at der er en sammenhæng mellem decentrering og forringelse i billedkvaliteten. Den dårlige billedkvalitet i form af øget støj kan gøre, at radiologen overser eventuelle patologiske forandringer. Konsekvensen af dette kan være, at patienten skal scannes på ny og dermed bliver udsat for yderligere dosis. Der er altså studier, som viser, at der både er en sammenhæng mellem decentrering og stråledosis og decentrering og billedkvalitet. Der er dog meget sparsomt med litteratur på området og litteraturen, som findes, kan ikke siges at være direkte repræsentativ for mennesker, da studierne har brugt homogene fantomer. Hvis et studie skal være repræsentativt for et menneske, bør man bruge et humanoidt fantom, som simulerer en menneskekrop. Flere studier har vist, at et Aldersonfantom vil være oplagt at bruge til et sådan studie. Fx har Gareth Iball og Brettle DS lavet et forsøg med dosisreducering til thorax. Forsøget blev lavet med et Alderson-fantom for at gøre det repræsentativt for mennesker (17). Et andet studie omhandlende dosisreduktion i CT har også brugt Side 13 af 116

15 et Alderson-fantom. Her brugte Christian Hohl et al. et Alderson-fantom til at påvise reduceret dosis ved at bruge en bestemt modulation (18). 3.2 Afgrænsning (fælles) Som det ses af overstående, er der god grund til, at man som radiograf er særlig opmærksom på, hvilken dosis man udsætter patienten for ved en CT-scanning. Især da der i Danmark er sket så stor en stigning i antallet af CT-scanninger. Som radiograf har man et ansvar overfor patienten, og man er underlagt principperne om god strålehygiejne fra loven. Det kan derfor undre at klinikken, vores teoretiske undervisning og loven ikke har fokus på centrering af patienten, når litteraturen vi har fundet foreskriver, at der er en nær sammenhæng mellem centrering af patienten i y-planet og dosis/billedkvalitet ved CT. Der er dog visse ting, som kan retfærdiggøre, at der ikke har været fokus på dette område. For det første har der været meget lidt forskning på området, og det er derfor sparsomt med evidensbaseret litteratur. For det andet er den eksisterende litteratur på området mangelfuld, idet samtlige artikler vi har fundet kun har fokus på decentrering i y-planet, altså når patienten hæves eller sænkes. Det er ikke blevet påvist, om decentrering i x-planet 3 har indflydelse på dosis og billedkvalitet, altså hvis patienten ligger decentreret til højre eller venstre for midten af lejet. For det tredje er der ingen forskere, som har undersøgt hvilken indflydelse decentrering har på dosis til mamma, som ICRP har fastslået er et særlig strålefølsomt organ. For det fjerde bruger forskerne fra den eksisterende litteratur alle homogene fantomer, og deres forsøg er derfor ikke direkte repræsentative for menneskekroppen. På baggrund af dette mener vi derfor, at der er gode argumenter for at undersøge, om decentrering af patienten i både x- og y-planet har indflydelse på dosis til mamma. Vi ønsker, at dette studie skal være repræsentativt for patienten, der bliver undersøgt i CT, og vi vælger derfor at anvende et Alderson-fantom, hvis vævssammensætning er tilnærmelsesvis lig et menneskes. Da man ikke kan måle billedkvalitet på et Alderson-fantom, vælger vi at afgrænse os fra billedkvaliteten og kun have fokus på dosis i dette projekt. 3 x-planet = når patienten lejres mod højre eller venstre i forhold til midten af lejet Side 14 af 116

16 3.3 Problemformulering (fælles) Efter en lang proces med undersøgelse af litteratur og relevante problemstillinger er vi derfor nået frem til følgende problemformulering: Hvilken indflydelse har decentrering i x- og y-planet i forhold til iso-centeret på dosis til mamma ved en CT thorax-undersøgelse på en GE Discovery CT750 HD scanner målt på et Alderson-fantom? 3.4 Centrale begreber (fælles) Decentrering: Decentrering skal forstås som det, der sker, når patienten ikke ligger i scannerens iso-center. Y-plan: Y-planet er højden i gantryet og ændres altså, når lejet hæves eller sænkes. X-plan: X-planet er bredden i gantryet og ændres, når patienten lejres mod højre eller venstre i forhold til midten af lejet. Iso-center: Scannerens iso-center er gantryets centrum. Dosis: Med dosis mener vi den ækvivalente dosis. 3.5 Operationalisering (fælles) Vi vælger at operationalisere vores problemformulering, da det er en måde at skabe bindeled mellem problemformuleringen og vores diskussion. Det vil sige, at vi systematisk kan gennemgå vores problemformulering i diskussionsafsnittet. Operationalisering sikrer, at vi kun undersøger de emner, som er relevante for at kunne besvare vores problemformulering. Arbejdsprocessen består i tre niveauer: kategorier, begreber og forskningsspørgsmål (19). Problemformuleringen bliver inddelt i kategorier, der endvidere inddeles i begreber, som kendetegner kategorierne og til sidst udarbejdes nogle forskningsspørgsmål. Forskningsspørgsmålene vil danne grundlag for besvarelsen af vores problemformulering i vores konklusionsafsnit. Side 15 af 116

17 3.5.1 Kategorier til operationalisering (fælles) Her indsnævres og præciseres problemformuleringen i kategorier med henblik på at udforme forskningsspørgsmål: Hvilken indflydelse har decentrering i x- og y-planet i forhold til iso-centeret på dosis til mamma ved en CT thorax-undersøgelse på en GE Discovery CT750 HD scanner målt på et Alderson-fantom? Kategorier: 1. Hvordan har decentrering i x-planet indflydelse på dosis til mamma ved CT-scanning på en GE Discovery CT750 HD scanner? 2. Hvordan har decentrering i y-planet indflydelse på dosis til mamma ved CT-scanning på en GE Discovery CT750 HD scanner? Begreber kategori 1: Decentrering: Lejring af patienten ift. iso-centeret, x-plan Dosis: Ækvivalent dosis til mamma, Alderson-fantom CT-scanner: 64-slice GE scanner, dosismodulation, bowtie-filter Begreber kategori 2: Decentrering: Lejring af patienten ift. iso-centeret, y-plan Dosis: Ækvivalent dosis til mamma, Alderson-fantom CT-scanner: 64-slice GE scanner, dosismodulation, bowtie-filter Forskningsspørgsmål: Resultatafsnit: Hvordan påvirkes den ækvivalente dosis ved decentrering af patienten i y-planet i CT? Hvordan påvirkes den ækvivalente dosis ved decentrering af patienten i x-planet i CT? Side 16 af 116

18 Teoriafsnit: Hvad er dosismodulation, og på hvilke måder kan der dosismoduleres? Hvilken indflydelse har bowtie-filteret på dosis? Hvilke metoder findes der til at måle dosis? Hvilke måleenheder bruges inden for CT til måling af dosis? Side 17 af 116

19 4 Litteratur (fælles) Forud for skriveprocessen lavede vi et litteraturstudie, som vi vil beskrive i dette afsnit. Formålet med litteraturstudiet var at undersøge, hvad der fandtes af eksisterende viden inden for området. Vi søgte efter videnskabelige artikler på databaserne PubMed og Cinahl. Disse databaser indeholdte et bredt udvalg af sundhedsfaglige og tekniske artikler, hvilket stemte overens med vores problemformulering. Vi har ved hver af de artikler, vi har fundet, benyttet Toulmin s argumentationsmodel til at analysere artiklens indhold (20, s. 76). Derudover har vi gennemgået guiden til vurdering af kvantitative artikler, som er udarbejdet af VIRA - Videnscenter for Radiografi (bilag 1). Sidst i afsnittet vil vi redegøre for de fagbøger, vi har brugt i opgaven. Litteraturen, vi beskriver i dette afsnit, kommer til at danne rygraden for vores metode og for den teori, vi vil præsentere i teoriafsnittet. 4.1 Litteratursøgning (Mark) Ud fra begreberne i vores operationalisering havde vi fundet nogle søgeord, som vi kombinerede med fritekstsøgning. Til litteratursøgningen havde vi booket en bibliotekar, som hjalp os med at kombinere søgeordene optimalt. I bilag 2 er den guide, vi har fulgt til søgningen samt selve søgningen dokumenteret. Vi havde desuden valgt følgende inklusionskriterier til vores videnskabelige artikler: Skulle være udgivet på engelsk eller dansk Skulle være relevante i forhold til vores problemformulering Som eksklusionskriterier havde vi valgt følgende: Artikler ældre end fem år Artikler, der ikke var fra et peer-reviewed tidsskrift De søgeord vi brugte på Cinahl blev valgt ud fra begreberne CT, positionering, stråledosis og mamma. Søgningen gav os 15 resultater, men da ingen af artiklerne havde arbejdet med decentrering, måtte vi fravælge dem (bilag 2). Side 18 af 116

20 I vores søgning på PubMed brugte vi samme begreber som ved Cinahl. Denne søgning gav os 12 artikler, som vi måtte fravælge, da de ikke havde arbejdet med decentrering. Til sidst forsøgte vi at lave en fritekstsøgning kun på miscentering, hvilket resulterede i tre artikler (bilag 2). Vi valgte én af disse, da de to andre ikke omhandlede decentrering, og da de ikke faldt ind under de kriterier, vi har nævnt ovenfor. Det er følgende artikel, vi valgte at benytte: Habibzadeh et al., Impact of miscentering on patient dose and image noise in x-ray CT imaging: Phantom and clinical studies fra 2012 Derudover fandt vi i bogen Multislice CT en henvisning til følgende artikel, som også faldt ind under vores kriterier (12, s.129). Matsubara et al., Misoperation of CT Automatic Tube Current Modulation Systems with Inappropriate Patient Centering: Phantom Studies fra 2009 Dermed endte vi ud med to videnskabelige artikler, som vi mente var relevante at diskutere i forhold til vores problemformulering. Vi vil nu præsentere og analysere artiklerne samt forholde os kritisk til dem. 4.2 Bearbejdning af Habibzadeh et al (Simona) Den første artikel vi har valgt er Impact of miscentering on patient dose and image noise in x-ray CTimaging: Phantom and clinical studies. Den er publiceret i tidsskriftet Physica Medica European Journal of Medical Physics i Artiklen er skrevet af følgende: M.A. Habibzadeh, som er ansat på Fakultet for Medicinsk Bestråling, Iran og Forskningscenter for Videnskab og Teknologi i Medicin, Tehran, Iran M.R. Ay, som er ansat på Forskningscenter for Videnskab og Teknologi i Medicin, Tehran, Iran og Forskningsinstitut i Nuklear Medicin, Tehran University of Medical Sciences A.R. Kamali Asl, som er ansat på Fakultet for Medicinsk Bestråling, Shahid Beheshti Universiy, Tehran, Iran H. Ghadiri, som er ansat på Forskningscenter for Videnskab og Teknologi i Medicin, Tehran, Iran og Institut for Medicinsk Fysik og Biomedicinsk teknik, Tehran, Iran Side 19 af 116

21 H. Zaidi, som er ansat på Afdeling for Nuklear Medicin og Molekylær billedbehandling, Geneva University Hospital, Schweiz og Afdeling for Nuklear Medicin og Molekylær billedbehandling, University of Groningen, Holland Analyse af artiklen (Simona) Artiklens påstand er, at decentrering af patienten øger dosis og forringer billedkvaliteten. Forfatterne har hjemmel i deres kvantitative kliniske forsøg, som blev udført ved at benytte flere CT-scannere til at scanne seks fantomer lavet af forskellige homogene materialer (16, s. 193). CT-scannerne de brugte er tre typer af GE Lightspeed- og Brightspeed-scannere med henholdsvis 4-, 8- og 64-slice (16, s. 193). Fantomerne blev scannet ved iso-centeret og ved forskellige positioner under iso-centeret i y-planet. Ved hver position blev der målt overfladedosis ved at placere en dosis-pencil oven på fantomet samt billedstøj ved at placere en Region Of Interest (ROI) i bunden af fantomet (16, s ). Forfatternes belæg er blandt andet de målinger, de fik ved at foretage ovennævnte scanninger ved positionerne 2, 4 og 6 cm under iso-centeret med 64-slice scanneren. Her påviste de med det ene fantom, at overfladedosis steg med henholdsvis 13,5%, 33,3% og 51,1% (16, s. 95). Ved de samme positioner og den samme scanner steg billedstøj med henholdsvis 1,8%, 5,4% og 13,4% (16, s. 97). Decentrering havde samme indflydelse på overfladedosis og billedstøj ved de fem andre fantomer og de to andre scannere. Scanningerne blev udført med faste parametre og uden dosismodulation (16, s. 93). Forfatterne konkluderede, at når man decentrerede under iso-centeret, steg både den overfladedosis, man måler ovenpå fantomet, men også den billedstøj man måler i bunden af fantomet (16, s. 98) Kritik af artiklen (Simona) Det første kritikpunkt er, at metoden fokuserer på overfladedosis målt med en dosis-pencil, og at de ikke har benyttet dosismodulation. Artiklen argumenterer ikke, hvorfor de har valgt at bruge pencil til at måle dosis, eller hvorfor de har fravalgt dosismodulation. Dette undrer os, da dosismodulation er en standard i de fleste CT-protokoller (21). Side 20 af 116

22 Det andet kritikpunkt er, at artiklen ikke argumenterer, hvorfor de kun har undersøgt decentrering ved 2, 4 og 6 cm under iso-centeret i y-planet. Det kunne være interessant, hvis de havde undersøgt, om decentrering i x-planet har indflydelse på dosis og billedkvalitet. Side 21 af 116

23 4.3 Bearbejdning af Matsubara et al (Kasper) Misoperation of CT Automatic Tube Current Modulation Systems with Inappropriate Patient Centering: Phantom Studies skrevet af Matsubara K, Koshida K, Ichikawa K, Suzuki M, Takata T, Yamamoto T og Matsui O. Artiklen blev udgivet i 2009 i American Journal of Roentgenology, som er et peer-reviewed tidskrift. Forfatterne er tilknyttet Faculty of Health Sciences og Faculty of Medicine ved Kanazawa University i Japan. Dette gælder dog ikke Takata og Yamamoto, som er ansat ved Department of Radiological Technology på Kanazawa University Hospital. En søgning på PubMed på forfatternes navne viste en lang liste over forfatternes deltagelse i en bred vifte af videnskabelige radiologiske artikler. Matsui O og Matsubara K står krediteret ved særlig mange artikler (22). Matsui, Ichikawa og Koshida er også alle professorer ved begge ovennævnte fakulteter, mens Matsubara er lektor Analyse af artiklen (Kasper) Forskernes påstand er, at decentrering har indflydelse på dosis og billedkvalitet. Studiet har hjemmel i eksisterende artikler og teori samt deres metode. Deres metode er et kvantitativt studie og er udført ved at scanne et homogent fantom ved iso-centeret, 2,5 og 5 cm under iso-centeret samt 2,5 og 5 cm over iso-centeret i y-planet (13, s. 863). Efter de fem scanninger har de både aflæst elektronstrømmen samt målt billedstøj ved at placere syv ROIs 4 og lavet et gennemsnit af disse (13, s. 863). Deres belæg for deres påstand er, at de ved en 16-slice GE CT-scanner med Smart madosismodulation påviste, at en decentrering på 5 cm under iso-centeret giver en stigning i dosis på 36% og et fald i billedstøj på 3% (13, s ). Ved en decentrering på 5 cm over iso-centeret faldt dosis med 23% og billedstøj steg med 15% (13, s ). De valgte ikke at undersøge decentrering i x-planet, da de mente at et leje, som buer ville gøre at fantomet ville ligge skævt (13, s. 863). Forfatterne konkluderede, at resultaterne skyldes, at dosismodulation planlægges ud fra oversigtsbilledet, som i deres forsøg blev taget med underrørsteknik (13, s. 863). De erfarede, at når fantomets midte var placeret for lavt, var fantomet blevet forstørret på oversigtsbilledet (13, s. 863). Dette medførte, at dosismodulationen havde øget elektronstrømmen. 4 Region Of Interest Side 22 af 116

24 4.3.2 Kritik af artiklen (Kasper) I forhold til artiklens metode og resultater er der ingen nævneværdige kritikpunkter. Det er et plus, at fx Matsui og Matsubara tidligere har udgivet videnskabelige artikler. Det styrker også artiklen, at den er udgivet i American Journal of Roentgenology, som er et peer-reviewed tidsskrift. En ulempe ved artiklen er, at de kun har undersøgt ændringer i elektronstrømmen og ikke stråledosis. Det kunne ligeledes være interessant, hvis forskerne også havde undersøgt decentrering i x-planet. På trods af dette har vi valgt at bruge artiklen, da der er en tæt sammenhæng mellem elektronstrøm og stråledosis. I forhold til y-planet kan vi undersøge om de ændringer i elektronstrømmen, som forskerne har fundet ved decentrering, stemmer overens med de ændringer i stråledosis, som vores forsøg muligvis munder ud i. Side 23 af 116

25 4.4 Oversigt over artiklerne (fælles) For at få et overblik over artiklernes metoder, har vi valgt at præsentere det væsentligste ind i tabellen herunder. Tabel 1 Oversigt over artikler. Studie Habibzadeh et al Matsubara et al Design Intervention Kvantitativt forsøg m/ homogene fantomer Iso-center Decentrering 2, 4 og 6 cm over iso-centeret Kvantitativt forsøg m/ et homogent fantom Iso-center Decentrering 2,5 cm og 5 cm både over og under iso-centeret. Stråledosismåling Dosis-pencil Elektronstrøm Billedkvalitet Støjniveau målt med ROI Støjniveau målt med ROI Dataanalysemetode Konklusioner Procentforskel mellem isocenteret og decentrering Stigning i overfladedosis på 14,4%, 33,6% og 53% ved en decentrering på henholdsvis 2, 4 og 6 cm En gennemsnitlig stigning på 7% af støjen i billeder Procentforskel mellem iso-centeret og decentrering Ved decentrering på 5 cm under isocenteret steg dosis med 36% og billedstøj faldt 3% Ved decentrering på 5 cm over isocenteret faldt dosis med 23% og billedstøj steg med 15% Evidensniveau II B II B Scanner GE LightSpeed 4-, 8- og 64-slice GE LightSpeed 16-slice Modulation Faste parametre Auto ma/smart ma Underrørsteknik Side 24 af 116

26 4.5 Faglitteratur (fælles) Ved udvælgelse af faglitteratur til dette bachelorprojekt, er det været et kriterium, at faglitteraturen i størst mulig omfang skal være primærfaglitteratur og så nyt som muligt. Dette har vi valgt på baggrund af, at radiografi er under konstant udvikling, og vi ønsker at arbejde med teori, der er tidssvarende og dermed så korrekt som muligt. Materialet i bøgerne skal være validt og generelt antaget som værende repræsentativt for området, det behandler. Disse tre fagbøger er vores primære kilde til teoretisk viden. Multislice CT Billedkvalitet, Dosis og Teknik Martin Weber Kusk har i 2011 igennem Radiografiens Forlag udgivet Multislice CT Billedkvalitet, Dosis og Teknik på dansk. Kusk har siden 2003 arbejdet som CT kvalitets- og udviklingskonsulent. Han underviser radiografstuderende såvel som uddannede radiografer i CT. Bogen præsenterer og gennemgår blandt andet grundprincipperne indenfor CT og gennemgår forholdet mellem billedkvalitet og stråledosis samt den bagvedliggende teknik. Den henvender sig til radiografstuderende, der søger en grundig introduktion på en letforståelig facon til CT eller til radiografer, der blot har brug for at genopfriske deres basisviden. Bogen indeholder en del skønhedsfejl, som forstyrrer læsevenligheden. Vi har anvendt denne bog til at opnå en teoretisk forståelse for CT-grundprincipperne. Computed Tomography - Physical Principles, Clinical Applications and Quality Control "Computed Tomography - Physical Principles, Clinical Applications and Quality Control" er skrevet af Euclid Seeram på engelsk. Seeram er en anerkendt forfatter og underviser indenfor billeddiagnostik. Han har taget sin uddannelse ved British Columbia Institute of Technology i Canada og har udgivet 35 artikler og 16 fagbøger. Bogen er henvendt til radiografer under uddannelse, og den giver en grundig gennemgang omkring principperne indenfor CT, som er udarbejdet på et højt akademisk Side 25 af 116

27 niveau. Dette gør bogen aktuel for radiografer og radiografstuderende og dermed også til dette bachelorprojekt. Radiation Dose from Multidetector CT Er redigeret af Denis Tack, Mannudeep K. Kalra og Pierre Alain Gevenois. Bogens anden udgave er udgivet i 2012 med en række nye kapitler om de mest up-to-date strategier og teknologier til stråledosisreduktion samt opdatering af indholdet fra den første udgave. Denne bog er et samlingsværk, hvor hvert teoriafsnit er forfattet af forskellige eksperter. Denne omfangsrige bog på 649 sider omhandler diverse aspekter af stråledosis ved CT. Den henvender sig til radiologer og radiografer og dermed også til os og vores opgave. Side 26 af 116

28 5 Metode (fælles) Efter at have kigget på hvad eksisterende litteratur siger om emnet, vil vi nu beskrive, hvilke metoder vi bruger til videre at undersøge vores problemformulering. Vi vil komme ind på, hvilket videnskabsteoretisk perspektiv vi arbejder ud fra, hvilke videnskabelighedskriterier vi har samt beskrive, hvordan vi vil opsætte vores forsøg. Desuden argumenterer vi for vores valg i forhold til forsøget med hjemmel i videnskabelige artikler. Artiklerne som bliver brugt i metodeafsnittet er til dels de samme, som blev omtalt i litteraturafsnittet, suppleret med nogle få andre artikler, som er fundet på de sundhedsvidenskabelige databaser PubMed og Cinahl. De er alle fra peer-reviewed tidsskrifter, hvilket gør dem til et validt evidensgrundlag. 5.1 Videnskabsteoretisk perspektiv (Christina) Essensen i projektet er, at beskrive og forklare et fænomen, nemlig; Hvordan bliver dosis til mamma påvirket af decentrering og hvorfor? Da dette fænomen kan beskrives matematisk, logisk og fysisk, ligger det tæt op af det naturalistiske menneskesyn (23, s ). Naturalismen er tæt forankret med positivismen, som søger at beskrive verden objektivt og neutralt uden fortolkning. Videnskabelige forsøg skal kunne føres tilbage til det andre tidligere har erfaret og observeret, hvilket vil verificere forsøgsresultaterne og øge dets validitet. Da nøgleordene ved et positivistisk studie ofte er målbarhed og analyse, passer det godt med et kvantitativt forsøg, hvor formålet er sammenligning, beregning og analyse (23, s , 24, s ). Ud fra dette har vi valgt at lave et kvantitativt forsøg, da det vil give empiri i talform. Disse tal kan analyseres og ikke mindst bruges til internt at sammenligne resultaterne. Resultaterne skal ikke præges af fortolkning, men i stedet blot beskrives objektivt. Resultaterne vil blive forklaret ud fra eksisterende viden og ud fra de erfaringer, andre forskere tidligere har redegjort for i deres videnskabelige forsøg. Foruden det teoretiske perspektiv vil vi også forholde os til de videnskabelige krav, som er beskrevet i Forskrifter for god praksis ved udvikling og forskning indenfor radiografi, som er udgivet af Radiograf Rådet i Disse krav er som følger (25): At skabe overblik over eksisterende viden At lave en velbegrundet og velbeskrevet metode At redegøre for andre forskeres arbejde med korrekt kildeangivelse Side 27 af 116

29 Vi har nu defineret projektets videnskabsteoretiske perspektiv, og vil i det efterfølgende afsnit systematisk gennemgå videnskabelighedskriterierne. 5.2 Videnskabelighedskriterier (fælles) For at sikre at vores tilgang til dette projekt er forskningsmetodologisk korrekt, vil vi gennemgå de positivistiske videnskabelighedskriterier, som Emil Kruuse er stor fortaler for. Ved at gøre dette, kommer vi omkring alle aspekter af vores metode og får dermed et grundigt kendskab til, hvilke forbehold og tiltag vi skal foretage. På den måde kan vi også minimere antallet af bias og dermed forøge projektets validitet. Vi vil starte med kort at præsentere kriterierne og dernæst forholde os til deres betydning for vores projekt. Ifølge Kruuse er de positivistiske videnskabelighedskriterier som følger: Systematik, kontrol, præcision, objektivitet, kvantificerbarhed, repræsentativitet, gentagelse, reliabilitet, validitet og generaliserbarhed (24) Systematik (Mark) Systematik betyder, at tilgangen til et projekt er velplanlagt og præget af en struktureret fremgangsmåde for at eliminere tilfældigheder. Dette gør sig gældende i alle projektets faser (24, s. 29). I vores projekt vil vi stræbe efter at forberede os grundigt til de enkelte faser i projektet. Ved at gøre dette vil vi, inden vi når en bestemt fase, kunne skabe os et overblik over hvilke faktorer, der kan påvirke vores resultat i denne fase og dermed nå at planlægge, hvordan disse kan elimineres. Det er derfor vores hensigt at udføre et pilotforsøg forud for vores endelige forsøg for få en fornemmelse af, hvad det vil sige at udføre forsøget, og om der er nogle elementer, vi skal være særlig opmærksomme på. Vi forestiller os, at forsøget vil være en af de faser, som skal planlægges særlig grundigt. Fx skal vores håndtering af data struktureres grundigt, så vi ikke kommer til at blande det sammen, ligesom vi skal planlægge rækkefølgen af vores scanninger på en hensigtsmæssig måde Kontrol (Kasper) Ved hjælp af kontrol kan man sikre, at den variabel man ønsker at undersøge, er den eneste faktor, som har haft indflydelse på resultatet. Formålet med dette er at undgå at konkludere på basis af et resultat, som er præget af tilfældigheder (24, s. 29). Side 28 af 116

30 I vores forsøg vil vi bruge kontrol til at sikre, at det så vidt muligt udelukkende er decentrering, som har haft indflydelse på resultatet for at undgå bias. Det er derfor nødvendigt, at alle andre parametre og faktorer forbliver uændret fra scanning til scanning. Eksempelvis skal vi sørge for, at fantomet ligger korrekt hver gang, og at de enkelte målinger bliver registreret præcist. Det er vores tanke, at vi vil lave et pilotforsøg, hvor vi får indsigt og øvelse i, hvordan vi kan få kontrol over mange af de faktorer, som kan påvirke vores resultat. Vi har desuden besluttet os for at føre logbog under forsøget, da det vil hjælpe os med at have kontrol både under og efter forsøget. Ved at have god kontrol med forsøget sikrer vi, at der ikke kan sås tvivl om de resultater, vi kommer frem til. Det vil styrke validiteten af vores resultat og gøre det muligt for andre forskere at gentage forsøget Præcision (Christina) Under et forskningsprojekt er det vigtigt, at man er meget nøjagtig og præcis, når man skal håndtere den empiri, man indsamler, men også når man henviser til forskellige kilder og artikler i sin opgave (24, s. 30). Måden hvorpå kriteriet præcision er indarbejdet i projektet er blandt andet ved at være nøjagtig, når der indsamles og foretages beregninger på forsøgets empiriske data. For eksempel skal der sikres, at der bliver registreret korrekte dosisværdier. Konsekvensen af en fejlregistrering vil være at der konkluderes på et forkert grundlag. Det er ligeledes vigtigt at være præcis, når der henvises til videnskabelige artikler, da en fejltolkning af artiklers resultater kan føre til, at argumentationen ikke er gangbar. Præcision er også vigtigt ved kildehenvisningerne så læseren let kan lokalisere og forstå det rationelle i argumenterne. Det styrker også projektet at have en præcis og detaljeret forsøgsbeskrivelse, således at andre kan gentage det kliniske forsøg Objektivitet (fælles) Objektivitet handler om, at man skal have en nøgtern tilgang til sin empiri uden at lade det blive påvirket af fortolkning (24, s ). Objektivitet spiller en stor rolle eftersom, vi arbejder ud fra den positivistiske videnskabsteori. Da forsøget skal udføres med en kvantitativ metode, vil vi aflæse dosis direkte fra måleapparaturet og CT-scanneren. Disse data, som dermed bliver vores empiri, vil ikke kunne påvirkes af subjektive holdninger, men vil i stedet kunne bruges til at foretage statistiske beregninger og analyser, da det er kvantificerbart. På den måde sikrer vi objektiviteten. Side 29 af 116

31 5.2.5 Kvantificerbarhed (Simona) Et væsentligt krav ved positivistiske forsøg er, at den opsamlede empiri skal bestå af tal for at kunne indgå i beregninger og sammenligninger (24, s ). Det at vores empiri skal være kvantificerbar, sikrer vi ved at registrere vores data i SI-enhederne sievert og gray. Disse enheder bliver brugt internationalt og ved at bruge ens enheder, gør vi det nemmere at bruge vores empiri til at sammenligne med andre studier. Desuden bearbejder vi vores data med statistik for at få et større overblik over vores resultater samt for at undersøge, om vores nul-hypotese kan verificeres eller falsificeres Repræsentativitet (Mark) Af økonomiske eller tidsmæssige årsager kan man vælge at lave en stikprøve. Et forsøg er repræsentativt, hvis de relevante faktorer har mulighed for at indgå i resultatet (24, s ). Vi vil sørge for, at vores resultat er repræsentativt ved at udelukke de faktorer, som vi ikke er interesserede i at undersøge. Derudover vil vi bestræbe os på at tilpasse forsøgets størrelse, således at datamængden afspejler, hvordan en CT-undersøgelse vil udarte sig, hvis radiografen decentrerer en patient. Vi ønsker, at forsøget skal være repræsentativt for en CT-undersøgelse af en patient, og det optimale ville derfor være at udføre forsøget på en patient. Dette er dog ikke lovligt, og ville aldrig blive godkendt af Videnskabsetisk Komité, da forsøget ikke er direkte til nytte for den enkelte patient. Alternativet er derfor et Alderson-fantom Gentagelse (fælles) Reproducerbarhed henviser til, om det er muligt for andre at gentage forsøget, ligesom man kan kontrollere, om resultaterne er fremkommet af tilfældigheder eller påvirket af bias (24, s ). Vi har tænkt os at gentage vores scanninger et tilpas antal gange for at sørge for at få et resultat, hvor tilfældigheder har haft mindst mulig indflydelse. Det er vores intention at være præcise og systematiske, når vi beskriver vores forsøg og resultat, således at forsøget er reproducerbart, og andres resultater er sammenlignelige med vores. Side 30 af 116

32 5.2.8 Reliabilitet (Kasper) Man skal kunne regne med, at resultaterne er rigtige og målt korrekt. Resultaterne bliver mere pålidelige, hvis andre kan gentage forsøget og komme frem til samme resultat (24, s ). Vi kan gøre vores resultat mere pålideligt ved at sikre, at de maskiner som vi benytter til aflæsning af vores resultater er kalibrerede lige inden forsøget. Derudover vil vi være to personer tilstede, når dataet skal overføres fra CT-scanneren til et regneark for at sørge for, at tallene bliver overført korrekt. Vores forsøgsbeskrivelse skal desuden være grundig og præcis udformet for at gøre det muligt for andre at komme frem til de samme resultater, hvis forsøget gentages Validitet (Christina) Hvis et forsøg har en høj validitet, betyder det, at metoden har været velegnet til at vise det, som man ønsker at undersøge (24, s ). For at sikre en høj validitet af det kliniske forsøg, har vi fortaget forskellige overvejelser omkring forsøgets udførsel. Disse overvejelser indbefatter undersøgelse og analyse af eksisterende viden, der findes på området i form af videnskabelige artikler og teori. Dette skal være med til at sikre, at projektet bliver udarbejdet med den metode, der er bedst egnet til at beskrive lige netop det, vi vil undersøge. Forsøgsresultaterne vil blive analyseret med statistisk, og vurderet, om der er nogle bias, der kan have haft indflydelse på dem Generaliserbarhed (Simona) Generaliserbarhed handler om, hvorvidt man kan overføre resultaterne fra en stikprøve til hele populationen (24, s ). I vores situation handler generaliserbarhed om, om man på basis af vores forsøg kan generalisere for, hvordan forholdene er i tilsvarende situationer. Til forsøget vil vi vælge at bruge afdelingens standard thorax-protokol, som bliver brugt til dagligt. Det vil vi gøre, fordi det er vores mål, at vores resultater skal kunne overføres til det daglige radiograffaglige arbejde ved en scanner. Derudover vil vi, som tidligere nævnt, benytte et Alderson-fantom, som materialemæssigt er opbygget, så det er tilsvarende vævet i et menneskes krop. De overvejelser vi har gjort os om de positivistiske videnskabelighedskriterier vil som sagt danne grundlaget for, hvordan vores forsøg skal opstilles. Side 31 af 116

33 Side 32 af 116

34 5.3 Metode til klinisk forsøg (fælles) Vi vil nu argumentere for de metodiske valg, vi har foretaget i forbindelse med planlægningen af vores forsøg. I afsnittet vil vi nævne vores samarbejdsafdeling, som har stillet udstyr til rådighed for os. Afdelingen er en moderne røntgenafdeling på et dansk sygehus, hvor der foretages behandlinger indenfor de fleste specialer CT-scanner (fælles) CT-scanneren, vi valgte at bruge til vores forsøg, er produceret af GE og hedder Discovery CT750 HD. Vi valgte netop denne CT-scanner, da det er den nyeste installerede scanner på vores samarbejdsafdeling. Discovery CT750 HD blev installeret på afdelingen primo 2012 og benytter derfor alt den nyeste teknik indenfor CT-diagnostik. Som vi senere vil komme ind på, har dosismodulation stor relevans for vores projekt, og vi har derfor sikret os, at CT-scanneren har denne teknik indbygget Protokol (fælles) Vi havde fire inklusionskriterier til den CT-protokol, vi ville udføre vores forsøg med: Den skulle have mammae med i scanfeltet Den skulle bruge dosismodulation Det skulle være en protokol, som var almindelig brugt i afdelingen Den skulle bruge en fast Kilo Volt Efter at have set på forskellige protokoller fra vores samarbejdsafdeling, fandt vi ud af, at afdelingens standard thorax-protokol var oplagt at bruge, da den levede op til alle fire krav. Som det ses i bilag 3, rækker scanfeltet i protokollen fra apex pulmonalis til sinus phrenicocostalis, hvilket passede med kriteriet for, at mammae skal scannes med. Denne protokol var indstillet til at tage oversigtsbilledet med underrørsteknik, dvs. posteriort-anteriort (PA), da fantomet lå på ryggen Måling af dosis (fælles) For at kunne måle stråledosis valgte vi at kigge på ThermoLuminescens Dosimetri (TLD) og Computed Tomography Dose Index (CTDI). Vi vil nu argumentere for, hvorfor vi valgte netop disse to målemetoder. Side 33 af 116

35 CTDI (fælles) CTDI er en værdi, man får fra dosisrapporten ved hver enkelt scanning. CTDI er et udtryk for, hvor meget dosis et snit har fået i gennemsnit i scanningsfeltet. Ifølge Kusk er CTDI-værdien særlig brugbar, når man vil vurdere differencen i dosis, når man ændrer på forskellige parametre. Da lejring i iso-centeret også er en faktor, der har indflydelse på dosis, var det oplagt at se på, om CTDI-værdien ændrer sig for hver scanning i vores forsøg. Det er vigtigt at slå fast, at CTDI ikke er et udtryk for dosis til mamma, men blot giver et overblik over, om den gennemsnitlige dosis pr. snit ændrer sig i forhold til decentrering og iso-centeret (12, s. 119). Derfor brugte vi kun CTDI til at validere og kontrollere vores resultater fra TLD-tabletterne og ikke direkte til at besvare vores problemformulering TLD (fælles) TLD i tabletform var særlig velegnet til vores forsøg, da vi ønskede at undersøge, hvilken indflydelse decentrering har på stråledosis til mamma. TLD-tabletterne var velegnede, da vi kunne placere dem inde i fantomets mamma, hvorved vi kunne måle dosis til et specifikt organ. Andre fordele ved TLDtabletterne var, at de har en målesikkerhed på 95% samt, at tabletterne og blødt væv har næsten samme atomnummer (26, s. 581). Det var en fordel, da vævet og tabletterne ville blive udsat for omtrent samme vekselsvirkningsprocesser og dermed fik nogenlunde samme dosis. For at vurdere, hvor mange tabletter vi skulle bruge for at få en dosis, der er repræsentativ for mamma, brugte vi igen studiet af Christian Hohl, som vi omtalte i problemstillingsafsnittet. I deres gennemlysningsforsøg ved en CT-scanner brugte Hohl og hans kolleger fire tabletter til at beregne dosis til mamma for at sikre en høj validitet af resultaterne (18). Dosis til tabletterne varierer afhængig af, hvor dybt tabletterne er placeret i mamma, og om de er placeret medialt eller lateralt (26, s. 521). Studiet viste, at fire tabletter var repræsentativt for dosis til mamma, og derfor valgte vi at bruge samme antal i vores forsøg. For at kunne forebygge metodebias måtte vi have mere end én scanning pr. position. Ydermere ønskede vi normalfordelte tal for at bearbejde vores data statistisk. Vi undersøgte derfor, hvor mange TLD-tabletter vi skulle bruge for at opnå normalfordelte data. Til dette lavede vi et field research, hvor vi talte med flere eksperter blandt andet en røntgenfysiker fra en røntgenfysikafdeling. Fysikerens erfaring var, at TLD-tabletterne er meget nøjagtige og i samråd med hende, vurderede vi derfor, at 12 tabletter ved hver scanningsposition ville være nok til at udgøre en normalfordeling. Side 34 af 116

36 Vi skulle dog være opmærksomme på, at der er flere faktorer, der kan have indflydelse på den dosis, man kan aflæse fra tabletterne. Det er blandt andet baggrundsstråling fra fx radon i jorden, men også den temperatur tabletterne opbevares ved, samt hvor vidt de udsættes for lys (27). Derfor målte vi baggrundsstråling på 8 tabletter og trak den registrerede dosis på disse fra den dosis, vi målte på de tabletter, der senere blev brugt til selve forsøget. Derudover opbevarede vi alle tabletterne samme sted og i lystætte poser. Vi besluttede os for ikke at bruge TLD-tabletterne, når vi lavede oversigtsbilleder, da man nogle gange er nødt til at tage et oversigtsbillede om. Derudover ville vi sikre, at de tre scanninger ved hver enkelt scanningsposition blev udført ens ved at bruge det samme oversigtsbillede til dem. Det vil sige, at der kun blev udført et oversigtsbillede pr. position Valg af fantom (fælles) Som nævnt i vores afgrænsning valgte vi at benytte et Alderson-fantom for at gøre undersøgelsen repræsentativ for menneskekroppen. Vi benyttede thoraxdelen af et Alderson-fantom svarende til et menneske på 70 kg Mamma på Alderson (fælles) På Alderson-fantomets thorax kunne et eksternt bryst monteres. Som vist på figur 1 var der i brystet 20 placeringer, hvor der var mulighed for at lægge cylindere med TLD-tabletter. Vi valgte fire placeringer i mamma, så tabletterne lå fordelt i forskellige dybder, hvilket betød, at nogle tabletter lå tæt ved huden, mens andre lå dybere i mamma. Derudover havde vi fordelt placeringerne i forskellige områder af mamma, som kan ses på figur 1. Når vi aflæste tabletterne, fik vi altså en repræsentativ dosis for mamma. Det skal også nævnes, at mamma var monteret på højre side af fantomet. I afsnittet om TLD-tabletter argumenterer vi for, hvorfor vi valgte netop fire placeringer. Figur 1: Her ses ABCD, som er de fire valgte placeringer i mamma Scanningspositioner (fælles) Som nævnt i vores afgrænsning besluttede vi, at vi ville undersøge decentrering i både x- og y-planet i forhold til iso-centeret. Her brugte vi igen litteraturstudiet for at beslutte, hvor mange centimeters decentrering vi skulle undersøge. Side 35 af 116

37 I studiet af Habibzadeh et al. undersøgte forskerne decentrering med en GE LightSpeed 64-slice scanner. De fandt ud af, at en decentrering i y-planet på 2, 4 og 6 cm under iso-centeret gav en forøgelse i dosis på henholdsvis 13,5%, 33,3% og 51,1% (16). Dette bliver underbygget af Matsubara et al., som har vist, at en decentrering på 5 cm giver en stigning i dosis på 36% på en GE LightSpeed 16-slice scanner (13). Toth et al. har i 2007 lavet et retrospektivt studie på 273 patienter, hvor de undersøgte, hvor meget radiograferne har decentreret i praksis ved CT-undersøgelser. Studiet konkluderede, at der blev decentreret ved 46% af undersøgelserne. I gennemsnit blev der decentreret 2,3 cm (15). Det er altså bevist, at der skete en markant stigning i stråledosis ved decentrering op til 6 cm under iso-centeret, men at der i praksis i gennemsnit blev decentreret 2,3 cm i y-planet. Ud fra disse fakta besluttede vi, at vi ville undersøge decentrering ved henholdsvis 2 og 4 cm i y-planet og begge dens akser. Som nævnt i afgrænsningen havde ingen studier undersøgt decentrering i x-planet og dens akser, og vi valgte derfor at undersøge den samme decentrering i dette plan. Altså 2 og 4 cm i begge x-planets akser. Vi giver et overblik over scanningspositionerne til sidst i dette afsnit 4.3 Metode til klinisk forsøg Opsummering (fælles) Her er en kort opsummering over det, vi besluttede i forbindelse med forsøget. Det der står med fed skrift er ord og faktorer, som det er væsentligt at forstå betydningen af, da der vil blive refereret til dem i resten af denne opgave. For at beskrive vores scanningspositioner navngav vi dem ud fra et koordinatsystem og graden af decentrering i centimeter som vist på figur 2. Der blev scannet ved 9 positioner i alt: Én ved iso-centeret (rød prik) Fire i x-planet (både x- aksen og x+ aksen) Fire i y-planet (både y- aksen og y+ aksen) Figur 2: Her ses de otte decentreringspositioner samt iso-centeret. Side 36 af 116

38 Scanningspositionerne vil fremover blive omtalt som følgende ud fra figur 2: Fantomet sænkes med 2 og 4 cm ift. iso-centeret positionerne omtales y -2 og y -4 Fantomet hæves med 2 og 4 cm ift. iso-centeret positionerne omtales y +2 og y +4 Fantomet flyttes til højre med 2 og 4 cm ift. iso-centeret positionerne omtales x +2 og x +4 Fantomet flyttes til venstre med 2 og 4 cm ift. iso-centeret positionerne omtales x -2 og x -4 Derudover kan det siges at: Ved hver scanningsposition blev der scannet 3 gange Samlet set havde vi altså 27 scanninger Der blev brugt 12 tabletter ved hver position altså 108 tabletter 8 tabletter blev brugt til måling af baggrundsstråling Samlet var der altså 116 tabletter i alt Billede 1: Tabletterne ligger i en cylinder og en pose med samme unikke nummer. Hver tablet blev tildelt et unikt nummer samt en cylinder med samme unikke nummer (se billede 1) Hver tablet blev tildelt et magasin, hvori der var plads til fire tabletter i alt (se billede 2) Magasinerne havde et unikt nummer og var inddelt i fem forskellige farver for hver akse og iso-centeret (se billede 2) Billede 2: Magasiner med unikke numre og i fem farver. Side 37 af 116

39 5.4 Pilotforsøg (fælles) Inden vores endelig forsøg anbefalede blandt andet Bachelorprojekter inden for det sundhedsfaglige område at man lavede et pilotforsøg. Formålet med dette var at få afprøvet vores metodiske overvejelser og at undgå eventuelle interventionsfejl, som kunne medføre, at resultaterne kunne blive svære at tolke eller i værste fald ubrugelige (20, s.236). Derudover ønskede vi også at udarbejde en tidsplan for det endelige forsøg, da vi havde flere aspekter, vi skulle tage hensyn til. TLD-tabletterne skulle forberedes så kort tid før forsøget som muligt. De skulle ligeledes aflæses så hurtig som muligt efterfølgende. Da vi havde dannet os et overblik over, hvor tidskrævende forsøget var, kunne vi koordinere og booke scanner, TLD-reader og -radiator, TLD-tabletter samt fantom. Vi ville koordinere forløbet således, at vi kunne udføre forsøget på scanneren uforstyrret, og så TLD-tabletterne og fantom ikke var i brug af andre studerende. Pilotforsøget startede i laboratoriet, hvor TLD-tabletterne skulle forberedes. Vi tog tid på, hvor lang tid det tog for den enkelte TLD at blive klargjort. Dernæst skulle fantomet klargøres med udmålinger til iso-centeret og huller til cylinderne i mamma. Vi var nu klar til at tage ud på vores samarbejdsafdeling og testscanne. Ved scanneren tog vi tid på, hvor lang tid det ville tage at fiksere fantomet. Vi testscannede fantomet, og ud fra oversigtsbillederne besluttede vi, at scanlængden skulle være 228 snit, da netop dette område svarede til standardprotokollen for CT-thorax. Vi testscannede otte gange, hvor fantomet blev placeret i nogle af de positioner, som vi i metodeafsnittet besluttede os for. Da vi var færdige med at testscanne, tog vi tilbage til laboratoriet og aflæste TLD-tabletterne. Dette forløb tog vi også tid på. Vi gjorde os mange gode erfaringer under pilotforsøget. Blandt andet erfarede vi, at det både vil effektivisere vores forsøg og reducere fejl, hvis vi lavede en arbejdsfordeling. I forhold til tidsplanen regnede vi os frem til, at det ville tage ca. 10 timer at forberede og organisere TLD-tabletterne. Selve scanningen ville tage ca. 12 timer plus pauser og eventuelle afbrydelser. Vi valgte derfor at booke scanneren to dage i træk i tilfælde af, at der kom mange afbrydelser. Til aflæsning og registrering af TLD-tabletterne ville det tage ca. 11 timer. Desuden dannede vores pilotforsøg grundlag for vores forsøgsopstilling til det endelige forsøg. Side 38 af 116

40 5.5 Forsøgsopstilling (fælles) Nu har vi argumenteret for vores metodiske valg, som vi ville udføre forsøget med, og vi har afprøvet dem i pilotforsøget. I det følgende afsnit vil vi uddybe, hvordan vores endelige forsøg blev udført i praksis. Vi tog udgangspunkt i kriterierne, som er nævnt tidligere i opgaven i afsnit 4.2 Videnskabelighedskriterier, nemlig; systematik, kontrol, præcision, objektivitet, kvantificerbarhed, repræsentativitet, gentagelse, reliabilitet, validitet og generaliserbarhed. Billeder brugt i dette afsnit er taget fra vores forsøg. Side 39 af 116

41 5.5.1 Materialer (fælles) Her er en oversigt over de materialer, vi brugte til forsøget: GE Discovery CT750HD scanner TLD-reader RE-2000 TLD-radiator IR-2000 Vakuumpincet Alderson fantom med mamma dxt. 116 TLD-tabletter 108 cylindere som er nummereret magasiner i farverne hvid, sort, grøn, rød og blå Nr til tabletterne til scanningerne Nr til opbevaring til baggrundsbestråling Opbevaringsposer i fire størrelser Vaterpas Skruetrækker Målebånd Tape Logbog Håndtering af hardware (fælles) Umiddelbart før forsøgets start blev CT-scanneren kalibreret, ligesom både TLD-readeren og TLD radiatoren blev kalibreret, før vi brugte dem. Side 40 af 116

42 5.5.3 Håndtering af TLD-tabletter (fælles) Vi skulle organisere 116 TLD-tabletter, som hver især skulle være unik fra start til slut. Til dette udarbejdede vi et posesystem til at håndtere de mange TLD-tabletter. Dette posesystem organiserede TLD-tabletterne som det er illustreret på billede 3. Billede 3: Billedet illustrer et eksempel på, hvordan tabletterne til akseretning x+ blev håndteret. Hver enkelt tablet blev lagt i en cylinder, som havde samme nummer som tabletten. Her er en nærmere beskrivelse af posesystemet: 4 extra large poser til hver akse, hvorpå der blev noteret: Den pågældende akse (fx y+, y-, x+ eller x-) Farve og numre på magasinerne til denne akse (6 stk. i samme farve) Numre på de tabletter, der blev brugt til denne akse (24 stk.) Tabletterne til iso-centeret (12 stk.) og baggrundsbestråling (8 stk.) lå i to poser for sig Side 41 af 116

43 9 large poser til hver scanningsposition, hvorpå der blev noteret: Den pågældende scanningsposition (fx y +2) Farve og numre på magasinerne til denne position (3 stk.) Numre på de tabletter, der blev brugt ved positionen (12 stk.) 27 medium poser med tabletter til alle scanningerne, hvorpå der blev noteret: Scanning nr. 1, 2 eller 3 ved pågældende position (fx y +2, scanning nr. 1) Farve og nummer på det brugte magasin (1 stk.) Numre på de tabletter, der blev brugt ved scanningen (4 stk.) 108 small poser til de enkelte tabletter, hvorpå der blev noteret: Nummer på tabletten og den cylinder tabletten skulle ligge i Farve og nummer på det magasin tabletten hørte til Hvilken scanningsposition og scanning tabletten skulle bruges til Under forsøget håndterede vi TLD-tabletterne således, at kun tabletterne til én position lå fremme af gangen. Som ekstra kontrol oplyste vi hinanden om TLD-tabletternes nummer, magasinfarve og nummer hver gang der foregik en aktivitet således, at vi minimerede risikoen for fejlhåndtering og registrering Håndtering af fantomet i scanneren (fælles) Som tidligere nævnt var et af de afgørende elementer for at dette forsøg blev vellykket, at fantomet var placeret korrekt. Dette af to årsager: Reproducerbarhed både af os selv hvis forsøget skulle blive afbrudt, men også af andre forskere Reliabilitet at vi kunne regne med, at resultaterne var rigtige og målt korrekt For at opnå dette placerede vi fantomet på lejet ved hjælp af scannerens laserlys, vaterpas og målebånd. For at kontrollere og sikre at det foregik ens, lavede vi markeringer på fantomet. Side 42 af 116

44 5.5.5 Håndtering af mamma-fantomet (fælles) For at placere TLD-tabletten i mamma, skulle mamma skrues af fantomet. For at sikre at mamma var placeret ens på thorax ved alle scanninger, markerede vi med tape på de fire hjørner af mamma. Disse markeringer skulle sidde overfor hinanden for, at mamma var monteret korrekt (se figur 3). Disse fire placeringer i mamma var markeret med bogstaverne A, B, C og D og havde forskellige dybder. Det gjorde, at selve tabletterne blev placeret i følgende afstande fra hudgrænsen: A. 1,2 cm fra hudgrænsen B. 0,0 cm fra hudgrænsen C. 1,7 cm fra hudgrænsen D. 2,6 cm fra hudgrænsen I logbogen registrerede vi, hvilken TLD-tablet der var placeret i henholdsvis A, B, C og D Iso-centrering (fælles) Figur 3: På billedet ses placeringerne ABCD, som tabletterne blev placeret i samt en kontrolmarkering i toppen. For at finde iso-centeret i x- og y-planet udvalgte vi den højeste og bredeste skive i den del af fantomet, som blev scannet. Vi afmonterede skiven og opmålte centrum. Derefter markerede vi siden af skiven med klistermærker og kuglepen således at iso-centeret var synlig fra alle vinkler, så det netop var det samme punkt, vi brugte ved hver scanning. Y-planet i scanneren ændres ved, at lejet hæves eller sænkes. Ved udmåling til iso-centeret noterede vi lejehøjden, som vi kunne aflæse på scannerens gantry og arbejdsstation. Da vi skulle scanne ved decentreringspositionerne i y-planet subtraherede eller adderede vi henholdsvis to og fire centimeter til dette tal. Decentrering i x-planet forekommer, når fantomet flyttes mod højre eller venstre. For at undgå at fantomet lå skævt på det buede leje, fikserede vi det ved at ligge støttepuder under fantomet. For at sikre at fantomet lå helt lige, tjekkede vi, at det lå helt vandret med et vaterpas (se billede 4). Selve decentreringen i x-planet foregik ved at lægge to eller fire centimeter til det vandrette laserlys i scanneren mod henholdsvis højre og venstre (se billede 4). Side 43 af 116

45 Billede 4: Her ses, hvordan vi i samspil med scannerens laserlys og vaterpas vil placere fantomet. Ud fra det præcis opmålte iso-center decentrerede vi således ved fire punkter i y-planet og fire punkter i x-planet som nævnt i afsnittet om scanningspositioner i metode til klinisk forsøg Logbog (fælles) For at skabe systematik, kontrol og præcision udarbejde vi en logbog. Denne logbog blev lavet som et systematisk registreringsskema i et Excel-regneark, hvor vi registrerede følgende data under forsøget: Klokkeslæt Scanningsnummer Magasinnummer og farve TLD-tabletnummer samt position i mamma Lejets position Tjek at fantomet var placeret korrekt på lejet Tjek at fantomet var samlet korrekt Placering af FOV samt antal snit på arbejdsstationen CTDI-værdi fra dosisrapporten på arbejdsstationen Formålet var blandt andet at minimere metodebias, derfor oplyste hver ansvarshavende under forsøget hele tiden hvilke TLD-tabletter, magasinnummer og farve, som var i brug til logbogsføreren. Et eksempel på logbogen er vedlagt i bilag 4. Side 44 af 116

46 5.5.8 Arbejdsfordeling under forsøget (fælles) For at sikre forsøgets kvalitet, valgte vi forud for forsøget at organisere ansvarsopgaver i blandt os. Dette valg var med til at sikre, at de enkelte opgaver blev udført på så vidt muligt samme måde under alle scanninger, og at vi opnåede en systematik, som øgede sandsynligheden for, at den enkelte opgave faktisk blev udført. Fordelingen var som følger: Simona havde ansvar for, at scannerens arbejdsstation blev betjent på samme vis hver gang. Hun havde ansvar for at samme scout blev brugt til hver position og skulle kontrollere med Mark, at der ingen TLD-tabletter var i fantomet, når der blev lavet oversigtsbilleder. Hun skulle tildele hver scanning et unikt ID på arbejdsstationen, som indeholdte hvilket TLD-tabletnummer, magasinnummer og farve, der blev benyttet. Som kontrol efter hver scanning afstemte hun med logbogsføreren dette unikke ID-nummer. Derudover skulle hun oplyse logbogsføreren om følgende data fra scanneren: antal snit scannet og CTDI fra dosisrapport. Mark havde ansvar for det fysiske arbejde med fantomet. Ved hver scanning skulle han udveksle TLD-tabletter med Christina og montere disse i fantomet samt kontrollere, at fantomet var korrekt placeret. Han skulle altså sørge for, at fantomet blev placeret på samme måde ved hver scanning, og at mamma var monteret korrekt. Derudover skulle han flytte lejet og fantomet, når dette var aktuelt, når vi begyndte at scanne ved en ny position. Ved placering af TLD-tabletterne skulle han oplyse logbogsføreren om hvilket TLD-nummer, der blev lagt i en af de fire placeringer i mamma samt, hvilken position fantomet var lejret i. Christina skulle organisere de 116 TLD-tabletter således, at Mark fik netop de TLD-tabletter, som var planlagt til den pågældende scanning. Hun skulle oplyse logbogsføreren om hvilke TLD-tabletter, der blev transporteret til scanneren samt hvilke TLD-tabletter, der blev lagt væk. Hun skulle observere, at Mark oplyste de korrekte TLD-tabletnumre i de korrekte positioner i mamma A, B, C og D til logbogsføreren. Hun skulle levere de poser, som de aktuelle TLD-tabletter kom fra, til Simona således at det unikke ID, der blev skabt på arbejdsstationen, var netop de TLD-tabletter, der blev scannet. Kasper havde til ansvar at føre logbogen under forsøget. Det var altså hans opgave at sørge for, at al aktivitet og data blev systematisk registreret. Side 45 af 116

47 5.6 Bearbejdning af data (fælles) Vores resultater valgte vi at beskrive og analysere ud fra deskriptiv og prædiktiv statistisk Deskriptiv statistisk (fælles) Deskriptiv statistik er en metode, som anvendes, når ens dataindsamling skal analyseres. Det første trin består i organisering af observationerne i tabeller eller diagrammer, så man får et første indtryk af fordelingen af data, gennemsnittet og standarddeviation (28, s. 13). For at vurdere om vores data var normalfordelt, brugte vi SPSS, som er et program til håndtering af data til statistisk analyse Prædiktiv statistisk (fælles) Vi anvendte prædiktiv statistisk til at undersøge, om forskellene mellem dosis i iso-centeret og de 8 decentreringspositioner var signifikante eller ej. Som værktøj gjorde vi brug af en parametrisk student t-test, som var udregnet i SPSS. Vi brugte denne t-test til at sammenligne målingerne fra isocenteret med hver decentreringsposition P-værdi (fælles) Sandsynligheden for at få et signifikant resultat af en statistisk test udtrykkes ved hjælp af p-værdien. Den angiver sandsynligheden for, at nul-hypotesen kan forkastes, når to grupper sammenlignes. Som afgrænsning mellem statistisk signifikans og insignifikans anvendes oftest p = 0,05. P-værdien kaldes også signifikansniveauet. Jo lavere p-værdien er, jo lavere er sandsynligheden for, at resultaterne ikke er fremkommet ved tilfældigheder, da forskellen dermed er signifikant, men derimod er en stor p-værdi udtryk for, at resultaterne er fremkommet ved tilfældigheder (28, s. 31) Parret design (fælles) En t-test kan både være parret og uparret. Ud fra sin t-test kan man konkludere, om forskellen i måledata er signifikant eller ej. Når man bruger en t-test, antager man, at ens målinger er normalfordelte (28, s. 71). I forhold til undersøgelsens design var vores forsøg et parret design. Parret t-test benyttes, når man vil teste, om differencen mellem sammenhørende par af observationer, der er normalfordelte, er signifikant forskellige. I vores tilfælde er iso-centeret én gruppe og hver decentreringsposition en anden gruppe. Scanningerne ved alle grupper blev udført med samme fantom, samme protokol og Side 46 af 116

48 samme apparatur. Vi valgte derfor at udføre en parret t-test til at analysere vores målinger. Ved den parrede t-test arbejdes der ud fra nul- hypotesen Nul-hypotesen (fælles) For at finde frem til om der er signifikant forskel mellem de forskellige grupper, vi sammenligner, startede vi med at lave en nul-hypotese, som vi derefter kunne enten be- eller afkræfte. En nulhypotese er en hypotese, der siger, at der ikke er en signifikant forskel mellem grupperne. Det vil altså sige når nul-hypotesen er falsk, er p-værdien meget lille og når nul-hypotesen er sand, vil p- værdien være stor (større end 0,05). Vores nul-hypotese var: Der er ikke statistisk forskel mellem dosis for iso-centeret og de 8 forskellige decentreringspositioner. Side 47 af 116

49 6 Bearbejdning af teori (fælles) I dette afsnit vil vi se på centrering af patienten ud fra et teoretisk perspektiv. Dette gøres, fordi det er vigtigt at have en forforståelse af teknikken bag CT og de parametre, der har indflydelse på dosis, og hvilke parametre eller teknikker, der kommer i spil, når man decentrerer patienten i forhold til isocenteret. Uden den teoretiske viden ville det være svært at forstå resultaterne af vores forsøg og vores forklaring for disse i diskussionsafsnittet. 6.1 Elektronstrøm (fælles) Elektronstrømmen, målt i mas (elektronstrøm/sekund * eksponeringstiden), er det parameter, som styrer mængden af elektroner, der rammer anodematerialet og dermed også hvor stor en mængde stråledosis, der kommer ud af røntgenrøret på CT-scanneren. Dette parameter er altså et udtryk for kvantiteten af røntgenfotonerne og dermed dosis til patienten (9). Elektronstrømmen har en nær sammenhæng med dosismodulation, som vi nu vil prøve at se lidt nærmere på. 6.2 Dosismodulation ved GE Discovery CT750 HD (fælles) Dosismodulation er i teorien den teknik, som har størst indflydelse på, hvilken dosis patienten får, når denne ligger uden for iso-centeret. For at forstå hvordan dosismodulation har indflydelse på dosis, må vi først have noget baggrundsviden om, hvordan denne teknik fungerer. Dosismodulation er blevet en standard for de fleste scannere også GE Discovery CT750 HD, som vi bruger i vores forsøg. Dosismodulation bruges til dosisreduktion og til at holde en optimal billedkvalitet. Kaldenavnet for dosismodulation er varierende for diverse scannere, og måden dosismodulation virker på er også forskellig fra producent til producent. GE kalder deres dosismodulation for Auto ma og Smart ma (7, s. 18). Den protokol som vi brugte i vores forsøg udnyttede både Auto ma og Smart ma funktionerne. Formålet med Smart ma og Auto ma er at opnå konstant billedkvalitet uanset patientens anatomi, form og størrelse. Der er for hver protokol defineret et støjforhold, Noise Index, som scanneren skal holde konstant for hele scanfeltet. Dette opnås ved at variere elektronstrømmen alt efter, om der scannes ved skulderne eller lungerne. Auto ma og Smart ma udregnes på baggrund af det sidste oversigtsbillede, som tages inden selve scanningen. Side 48 af 116

50 Billede 5: Visuel beskrivelse af hvordan Auto ma og Smart ma fungerer (29). Auto ma Ved denne funktion modulerer CT-scanneren ud fra patientens anatomi i z-retningen 5 af patienten. Scanneren varierer altså ma ned langs fx thorax afhængig af vævsdensiteten på patienten. Patienten får derved ikke samme dosis ved fx halsregionen som skulderregionen, da vævsdensiteten her er forskellig (billede 5) (7, s. 236). Smart ma Ved denne funktion modulerer CT-scanneren i x- og y-planet (også kaldet angulær) af patienten. Her vil scanneren variere ma afhængigt af, om røntgenrøret er placeret i y-planet (AP eller PA) eller x- planet (på en af de laterale sider) i gantryet. Fordelen ved dette er, at de fleste patienter fremstår tyndere AP/PA kontra det laterale plan. Scanneren kan altså give forskellig ma i løbet af en rotationen, hvilket betyder, at patienten får en dosis, som er bedre tilpasset patientens anatomi. Når man kigger på én rotation betyder det, at scanneren vil give samme ma, når røntgenrøret er placeret AP og PA, ligesom den vil give samme ma, når røret er placeret lateralt som illustreret på billede 5 (ibid). 5 z-retningen = longitudinale plan, altså langs lejet Side 49 af 116

51 6.3 Bowtie-filter (fælles) Bowtie-filtret har også indflydelse på dosis til patienten. Filtrets funktion er at filtrere fotoner fra, så stråleintensiteten varieres over scanfeltet (figur 4). Hvis patienten er placeret korrekt i gantryets isocenter, vil det betyde, at de perifere dele af kroppen vil få mindre dosis end den mediale del af kroppen. Det er en fordel, da de perifere dele af kroppen er tyndere (7, s. 234). Hvis patienten derimod bliver decentreret, vil den stråleintensitet som bowtie-filtret skaber ikke længere stemme overens med patientens anatomi. Dette har betydning for decentrering i både x- og y- planet. Figur 4: Den ovenstående figur illusterer et bowtiefilter (pilen), som filtrerer fotonerne, så stråleintensiteten er svagere ved patientens perifere dele end de mediale dele. 6.4 Iso-center (fælles) Iso-centeret i en CT-scanner ligger præcis i centrum af gantry (se figur 5). I vores søgen efter teori kunne vi ikke finde konkrete definitioner på, hvordan patienten skal lejres for at ligge i gantryets iso-center. Ud fra praktisk erfaring ved vi, at der i y- retningen centreres så vidt muligt i midten af patienten. Men er det, på det punkt hvor patienten er tykkest, og hvad gør man, når patienten afviger fra det normale og er særlig adipøs omkring abdomen? I praksis virker det til, at lejring af patienten i gantryets iso-center afhænger af radiografens skøn. Figur 5: Figuren illustrerer, at Iso-centeret er midten af gantryet. Side 50 af 116

52 6.5 Decentrering (fælles) Ifølge Tack og Kalra centrerer man korrekt ved at placere midten af patienten i scannerens isocenter. Alt andet kan altså betragtes som decentrering. Bowtie-filtret og dosismodulation fungerer kun efter hensigten, hvis patienten er placeret korrekt i scannerens iso-center (30, s ). Ved en decentrering i y-planet vil scannerens dosismodulation ud fra oversigtsbilledet tro, at patienten enten er større eller mindre end patienten faktisk er. Hvis patienten fx er centreret for lavt, vil scanneren tro, at patienten er større end han egentlig er og dermed udregne en større dosis ud fra oversigtsbilledet, som det ses på billede 6 (7, s. 233). Billede 6: Her ses, at decentrering forårsager geometrisk uskarphed af patientens størrelse. Bowtie-filtret svækker som sagt stråleintensiteten i de perifere dele af stråleskyen. Ved en decentrering i x- eller y-planet vil dette dog ikke længere stemme overens med patientens krop. Det har den konsekvens at midten af stråleskyen, som har en kraftig intensitet, rammer et område, hvor patienten er tynd. Som billede 7 illustrerer, får disse områder dermed en større stråledosis, end det var nødvendigt. Desuden rammer de perifere dele af stråleskyen et område, hvor patienten er tykkere, hvilket kan give ringe billedkvalitet, da der er brugt færre stråler end nødvendigt for at opretholde det samme Noise Index. Billede 7: På A er patientens (P) midte (stjerne) placeret i iso-centeret (sort cirkel). På B er patienten decentreret og stråleintensiteten (X ++) stemmer ikke længere overens med patientens krop (31, s.548). Side 51 af 116

53 6.6 CTDI vol (fælles) CTDI-volume (CTDI vol ) er den primære metode til at måle dosis med i CT og måles i Gray. CTDI vol beskriver den gennemsnitlige dosis til ét snit langs z-aksen (se billede 8). Det er en værdi, som udskrives i dosisrapporten efter hver scanning. Billede 8: CTDI vol er gennemsnitsdosis for ét snit (32). CTDI vol tager højde for pitch og indføres for at tage hensyn til den mindre dosisbelastning som en øgning af pitchen medfører. På scannerens arbejdsstation har vi mulighed at aflæse CTDI vol, da vi scanner med helikal teknik. CTDI vol siger altså noget om dosis til ét snit med de givne parametre, men er uafhængig af størrelsen på det scannede volumen. En fordobling af CTDI vol betyder en fordobling af dosis pr. snit for den samme patient (12, s. 119). 6.7 TLD (fælles) Til vores forsøg benyttede vi som sagt disse thermoluminescente tabletter (TLD) til at måle dosis i mammafantomet. TLD-tabletter lagrer energien fra den bestråling, de udsættes for, og denne energi frigives som lys, når tabletterne opvarmes i fx en TLD-reader. Lyset svarer til den stråledosis, tabletten er blevet udsat for under eksponeringen. Hvis man under et forsøg giver tabletterne forskellig bestråling, vil man altså kunne sammenligne værdierne og lave beregninger ud fra disse. Forberedelse og aflæsning af tabletterne sker ved brug af en ovn, en TLD-reader og en TLD-radiator. Apparaterne fungerer på følgende vis: Ovnen bruges til at nulstille tabletterne, hvilket fungerer ved at varme dem i 15 minutter ved 240 grader (27) Side 52 af 116

54 TLD-readeren (RE-2000) aflæser dosis fra tabletterne ved at opvarme dem, hvilket frigiver den energi, de besidder som lys. I readeren sidder en fotomultiplier, som både aflæser og forstærker lyset fra tabletterne. Ved aflæsning har readeren en usikkerhed på under 1 μsv (27) TLD-radiatoren (IR-2000) bruges til at give tabletterne en kendt dosis, som er nødvendigt for at vurdere tabletternes sensitivitet. I radiatoren sidder en β-kilde på 37 MBq, som kan give en dosis på 193 μgy. Denne dosis kan dog forøges alt efter behov, og når den afgiver en dosis, har den en nøjagtighed på 99,5% (27) Vakuumpincet bruges til at håndtere TLD-tabletterne rundt, da de er meget følsomme overfor berøring Når tabletterne skal forberedes til forsøget, skal de først opvarmes i ovnen som nævnt ovenfor. Dernæst skal de aflæses i readeren for at få deres aktuelle dosis, hvilket kaldes zero-counts. Tabletternes sensitivitet skal nu vurderes ved at give dem en dosis fra en kendt kilde i radiatoren. Til sidst aflæses de igen i readeren, hvor der bliver taget højde for tabletternes sensitivitet ud fra den kendte bestråling fra radiatoren. Denne sidste aflæsning giver os en dosisværdi som kaldes readercounts, og tabletterne er nu klar til at blive brugt (27). Tabletterne er følsomme overfor baggrundsstråling. Det vil sige, at når tabletterne aflæses efter forsøget, skal baggrundsstråling fratrækkes denne værdi sammen med de reader-counts, som man har registeret før forsøget. TLD-readeren er indstillet til at aflæse dosis fra tabletterne i μsv (mikrosievert). 6.8 Måleenheder (fælles) Når man taler generelt om stråledosis, er der flere forskellige enheder, man skal holde rede på. Én enhed bliver fx brugt om mængden af stråling, og en anden enhed bliver brugt, når strålingen er blevet absorberet i forskellige organer i patienten. Vi vil nu redegøre for, hvilke enheder, vi arbejder med i dette projekt. Side 53 af 116

55 6.8.1 Gray (fælles) Enheden Gray bruges om den absorberede dosis til patienten og tager ikke hensyn til skadespåvirkningen af de forskellige organer eller stråletype. Den måles typisk i milligray (mgy) (7). Et eksempel: En patient på 70kg bliver udsat for en energi på 2500 joule fra ioniserende stråling Patienten på 70 kg har altså fået 35,71 mgy i absorberet dosis. 35, Sievert (fælles) Enheden Sivert bruges, når der bliver taget hensyn til stråletype (ækvivalente dosis) eller både stråletype og vævstype (effektive dosis) og måles typisk i millisievert (msv). ækvivalent dosis = absorberede dosis (Gy) * strålevægtningsfaktoren Strålevægtningsfaktoren for røntgenfotoner, som der arbejdes med i CT, er 1 (9, s. 57). Det vil altså sige, at den ækvivalente dosis indirekte er det samme som den absorberede dosis, men kun fordi strålevægtningsfaktoren for fotonstråling er 1. Den effektive dosis tager hensyn til både stråletype og forskellige vævstypers strålefølsomhed og måles også i enheden Sivert (7, s. 220). Den er et mål for den samlede risiko for bestrålingen. Man kan udregne den effektive dosis for hvert organ, eller man kan lægge den effektive dosis fra hvert organ sammen og dermed få den samlede effektive dosis til patienten. Man udregner den effektive dosis ved at gange den ækvivalente dosis med vævsvægtningsfaktoren på det undersøgte organ. Vævsvægtningsfaktoren for de forskellige organer er foreskrevet af ICRP som omtalt i problemstillingsafsnittet og ser således ud, tabel 2: Tabel 2: ICRP's forskrifter for vævsvægtningsfaktorer (10). Side 54 af 116

56 Et kort eksempel på den effektive dosis til mamma vil derved se således ud: Absorberede dosis 340 mgy * vævsvægtningsfaktoren for fotonstråling 1 = ækvivalent dosis 340 msv. Ækvivalent dosis 340 msv * vævsvægtningsfaktor for mamma 0,12 wt = den effektive dosis til mamma 40,8 msv. Side 55 af 116

57 7 Resultater (fælles) I dette afsnit vil vi præsentere og analysere den data, vi har indsamlet under forsøget. Som det første vil vi bruge deskriptiv statistik til at beskrive og præsentere de værdier, vi har aflæst fra TLDtabletterne og CTDI. I det efterfølgende afsnit, vil vi bruge prædiktiv statistik til at analysere vores data for at vurdere, om vores resultater er signifikante. 7.1 Præsentation (fælles) Når vi sammenligner dosis i dette afsnit er det altid decentreringspositionerne i forhold til isocenteret. For TLD-værdierne har vi fratrukket baggrundsstråling og beregnet en gennemsnitsdosis for de 12 tabletter, som er brugt ved hver enkelt scanningsposition. Desuden har vi omregnet TLDværdierne fra μsv til msv. Vi har også beregnet en gennemsnitsdosis for de tre CTDI-værdier, som vi registrerede ved hver position. Vi vil først beskrive dosis til TLD-tabletterne, og værdierne for disse er præsenteret i figur 6 med isocenteret som den røde søjle. Figur 6: Forskellene i gennemsnitsdosis mellem iso-centeret (rød) og de otte decentreringspositioner (blå) målt med TLDtabletter. Ud fra figur 6 kan man se, at gennemsnitsdosis påvirkes mest i y-planet. Ved positionerne hvor lejet er blevet sænket, viser søjlerne, at gennemsnitsdosis stiger fra 7,12 msv ved iso-centeret til 8,48 msv og 10,70 msv ved henholdsvis y -2 og y -4. Ved y +2 og y +4, når lejet er blevet hævet, falder gennemsnitsdosis til henholdsvis 5,79 msv og 4,01 msv. Gennemsnitsdosis for de fire positioner i x- planet ændrer sig ikke i samme grad som værdierne fra y-planet. Når fantomet er flyttet til højre på Side 56 af 116

58 lejet er gennemsnitsdosis steget til 7,15 msv ved x +2 og 7,88 msv ved x +4. Gennemsnitsdosis falder, når fantomet er flyttet til venstre, hvor vi har målt 6,60 msv ved x -2 og 6,34 msv ved x -4. I figur 7 kan man se gennemsnitdosis målt med CTDI ved hver scanningsposition med iso-centeret som den røde søjle. Figur 7: Forskellene i gennemsnitsdosis mellem iso-centeret (rød) og de otte decentreringspositioner (blå) målt med CTDI. På figur 7 kan man se, at gennemsnitsdosis målt med CTDI følges ad med dosis til TLD-tabletterne på figur 6. Søjlerne for y -2 og y -4, hvor lejet blev sænket, viser, at gennemsnitsdosis stiger til henholdsvis 9,65 mgy og 10,77 mgy i forhold til 8,50 mgy ved iso-centeret. Ved y +2 og y +4, når lejet blev hævet, falder gennemsnitsdosis til gengæld til henholdsvis 7,41 mgy og 6,22 mgy. Ved x +2 og x +4, hvor fantomet blev flyttet til højre på lejet, steg gennemsnitsdosis til henholdsvis 8,77 mgy og 8,93 mgy. Når fantomet blev flyttet til venstre faldt gennemsnitsdosis til 8,43 mgy ved x -2 og 8,44 mgy ved x Analyse (fælles) Som nævnt i afsnit 4.6 Bearbejdning af data vil vi analysere vores data med statistisk. Vi vil først undersøge, om vores data er normalfordelte. Herefter vil vi bruge en egnet statistisk test til at vurdere, om de forskelle, som vi beskrev i forrige præsentationsafsnit, er signifikante, eller om de er fremkommet ved tilfældigheder. Side 57 af 116

59 7.2.1 Normalfordeling (fælles) For at vurdere om vores data er normalfordelte, vil vi sætte det ind i et Q-Q plot. Q-Q plot er et effektivt grafisk værktøj til at vurdere fordeling af data (28). I figur 8 har vi vist et Q-Q plot over de 12 TLD-tabletter, som er brugt ved iso-centeret. Figur 8: Q-Q plot for iso-centeret. Figur 8 viser, at vores data fra de 12 tabletter ligger tæt både over og under stregen. Da der er en god balance i dette, vurderer vi, at data fra iso-centeret er tilnærmelsesvis normalfordelt. Det samme er gældende for de resterende scanningspositioner. Q-Q plots for disse kan findes i bilag 5. Side 58 af 116

60 7.2.2 Parret Student t-test (fælles) Da vi har konkluderet, at vores data for de ni scanningspositioner er tilnærmelsesvis normalfordelte, skal vi nu undersøge, om forskellene mellem iso-centeret og de otte decentreringspositioner er signifikante. For at gøre dette, har vi udført en parametrisk parret Student t-test i SPSS. Dette kræver, som nævnt tidligere, at vi laver en nul-hypotese, som enten skal be- eller afkræftes. Vores nulhypotese er som følger: Der er ikke statistisk signifikant forskel mellem dosis ved iso-centeret og de otte forskellige decentreringspositioner Ved hjælp af t-testen udregnes en p-værdi. Som nævnt i afsnit P-værdi, har vi valgt et signifikansniveau på 5% (p < 0,05). Dermed kan vi ud fra t-testen konkludere, om forskellene i vores data er signifikante eller ej. Resultaterne er præsenteret i mean, standard deviation og p-værdier i tabel 3 og 4. Tabel 3: Oversigt over resultaterne fra den parrede student t-test for TLD (N=12). Scannings- Positioner Mean (msv) Standard deviation (msv) P-værdi Iso-center 7,12 1,05 - Y -2 8,48 2,08 0,02* Y -4 10,70 2,48 <0,001* Y +2 5,79 0,88 <0,001* Y +4 4,01 0,92 <0,001* X +2 7,15 1,18 0,90 X +4 7,88 1,26 0,01* X -2 6,60 1,25 0,07 X -4 6,34 1,46 0,03* * statistisk signifikant forskel ift. iso-centeret. Side 59 af 116

61 Tabel 4: Oversigt over resultaterne fra den parrede student t-test for CTDI (N=3). Scanningspositioner Mean (mgy) Standard deviation (mgy) P-værdi Iso-center 8,50 0,40 - Y -2 9,64 0,33 0,02* Y -4 10,76 0,50 <0,001* Y +2 7,40 0,34 0,11 Y +4 6,22 0,17 0,01* X +2 8,77 0,47 0,62 X +4 8,92 0,30 0,28 X -2 8,43 0,37 0,85 X -4 8,44 0,09 0,86 * statistisk signifikant forskel ift. iso-centeret. Ud fra resultaterne for TLD-tabletterne i tabel 3 kan man se, at x +2 (p=0,90) og x -2 (p=0,07) er de eneste positioner, hvor vi ikke har målt signifikante forskelle. I tabel 4 for CTDI-resultaterne kan man se at de værdier, der er registreret ved y +2 (p=0,11), x +2 (p=0,62), x +4 (p=0,28), x -2 (p=0,85) og x - 4 (p=0,86) ikke er signifikante. I bilag 6 kan samtlige resultater for vores t-test ses. 7.3 Delkonklusion (fælles) Resultaterne viser, at decentrering i x-planet og y-planet har en indflydelse på dosis. Ud fra t-testene på TLD-målinger kan vi forkaste vores nul-hypotese for seks decentreringspositioner: y -2, y -4, y +2, y +4, x +4 og x -4. Ud fra t-testene på CTDI målingerne kan vi forkaste vores nul-hypotese for tre decentreringspositioner: y- 2, y -4, y +4. Side 60 af 116

62 8 Diskussion (fælles) I det følgende vil vi diskutere forsøg og resultater. Vi har valgt at dele diskussionen op i tre dele. I del et vil vi diskutere resultater, i del to vil vi diskutere metode, og til sidst vil vi i del tre diskutere resultater og metode med de bearbejdede artikler fra litteraturafsnittet. 8.1 Diskussion af resultater og teori (fælles) I dette afsnit vil vi diskutere vores resultater i forhold til den teori, vi præsenterede i teoriafsnittet. For at få et overblik over, hvordan dosis afviger mellem decentreringspositionerne og iso-centeret, har vi udregnet afvigelsen i procent og sat værdierne ind i figur 9 (figuren lige herunder). Ud fra figuren vil vi starte med at diskutere den stråledosis, vi har målt med TLD-tabletterne i mamma og slutte af med at diskutere dosis målt med CTDI. Figur 9: Procentvis afvigelse i forhold til iso-center. TLD er markeret med blå, og CTDI med rød. Side 61 af 116

63 8.1.1 TLD-resultater (fælles) For dosis til TLD-tabletterne ser man både stigninger og fald ved decentreringspositionerne i forhold til iso-centeret. De største stigninger i dosis forekommer ved y -2 og y -4, hvor dosis stiger med henholdsvis 19,06% og 50,32%. Ved disse positioner er lejet sænket 2 og 4 cm, og stigningen skyldes formentligt, at oversigtsbilledet, som dosismodulationen planlægges ud fra, er taget med underrørsteknik. Jævnført teoriafsnittet bliver fantomet forstørret på oversigtsbilledet, når det placeres for tæt på røntgenrøret. Dosismodulationen har derfor vurderet fantomet til at være større, end det faktisk er, hvilket har givet en stigning i dosis, som vores resultat viser - se figur 10. Figur 10: Geometrisk forstørrelse forekommer, når fantomet placeres for tæt på røntgenrøret. I teoriafsnittet nævnte vi også, at bowtie-filtret svækker stråleintensiteten, så den er kraftigere i isocenteret end i periferien. Men ved at fantomet bliver placeret lavere ift. iso-centeret, er mamma faktisk blevet placeret nærmere iso-centeret - se figur 11. Derfor er det sandsynligt, at en decentrering ved y -2 og y -4 har forårsaget, at mamma er blevet bestrålet af denne kraftige stråleintensitet, hvilket har været med til at få dosis til at stige ved disse positioner. Figur 11: Ved at lejet sænkes, bliver mamma placeret nærmere iso-center og den kraftigere stråleintensitet (31, s. 548). Side 62 af 116

64 Forklaringen på at dosis ved y +2 og y +4 falder med henholdsvis 18,72% og 43,66% skal nok også findes i underrørsteknikken og i bowtie-filtret. Ved disse positioner er lejet nemlig blevet hævet, og på oversigtsbilledet er fantomet altså blevet gengivet mindre, end det er - se figur 12. Resultatet er, at dosismodulationen har skruet ned for elektronstrømmen med et fald i dosis til følge. Samtidig er afstanden fra iso-centeret til mamma blevet forøget, hvilket gør, at mamma er kommet længere væk fra den kraftige stråleintensitet, som bowtie-filtret skaber. Figur 12: Når fantomet placeres for langt væk fra røntgenrøret, bliver det gengivet mindre end det faktisk er. I x-planet har vi målt fald i dosis, hvor blandt andet dosis ved x -4 falder med 10,96%, mens vi også har målt stigninger, hvor fx dosis ved x +4 stiger med 10,74%. Da afstanden fra røntgenrøret og fantomet ved disse positioner ikke har forandret sig i forhold til ved iso-centeret, så har dosismodulation i teorien ikke haft nogen indflydelse ved disse positioner pga., at dosismodulation er planlagt ud fra PA-oversigtsbilledet. Forklaringen på disse forandringer kan være, at afstanden mellem fantomet og røntgenrøret, når det er placeret lateralt under en rotation, er blevet ændret pga. decentreringen. Det har forårsaget, at bowtie-filtrets stråleintensitet ikke længere stemmer overens med fantomet. Da fantomet ved disse to positioner er blevet flyttet hver sin vej i x-planet, har det ført til en dosisstigning ved den ene position og et fald i dosis ved den anden. Påvirkningen af afstanden spiller også ind, da TLD-tabletterne er placeret i mamma dxt. Ved x +4 vil afstanden mellem tabletterne og røntgenrøret, når det er placeret lateralt under en rotation, være længere end tilfældet er ved position x -4. Det kan have haft den betydning, at mamma ikke er blevet bestrålet af den samme stråleintensitet ved de to positioner. De dosisforskelle vi har målt med TLD-tabletter ved x -2 og x +2 er som nævnt ikke signifikante. Ved disse decentreringspositioner bliver bowtie-filtrets og dosismodulationens funktion ifølge teorien også påvirket. Men selvom der er en procentvis afvigelse ved disse positioner, er forskellene altså ikke signifikante. Side 63 af 116

65 8.1.2 CTDI-resultater (fælles) CTDI-dosis påvirkes ikke i samme grad som TLD-dosis. Eksempelvis stiger dosis til TLD-tabletterne med 50,18% ved y -4, mens stigningen kun er på 26,72% for CTDI. Det samme gør sig gældende ved y +4, hvor TLD falder med 43,54%, mens CTDI kun falder med 26,79%. Forklaringen på at CTDI ikke påvirkes af decentrering i samme grad som TLD er formentligt, at CTDI er den gennemsnitlige dosis til ét snit. Den dosis vi har målt med TLD-tabletterne er specifik til mamma, hvor fantomet er tykkest. Til gengæld er den dosis, vi har registeret med CTDI gennemsnittet for hele scanfeltet altså både de tykke og tynde dele af fantomet. Den eneste scanningsposition hvor TLD ikke stiger mere end CTDI er ved x +2, hvor CTDI stiger en smule mere end TLD. Forskellene ved denne position er, ligesom ved x +4, x -2, x -4 og y +2, dog ikke signifikante for CTDI-værdierne. Side 64 af 116

66 8.2 Diskussion af metode (fælles) Som det fremgår i projektet, har vi valgt at bruge en kvantitativ metodetilgang til at undersøge vores problemformulering. Det er derfor oplagt at spørge sig selv, om det er muligt, at vi kunne have brugt en anden metode, fx den kvalitative metode. Ifølge Marianne Lindahl og Carsten Juhl er den kvalitative metode en fællesbetegnelse for en række videnskabelige undersøgelsesmetoder, der tages i anvendelse, når forskeren ønsker at undersøge en række forhold, som er vanskelige at iagttage og måle. Da vores intention netop var at måle dosis, var den kvalitative metode derfor ikke oplagt, og det rigtige valg var derfor, at bruge den kvantitative metode, hvis resultater udformer sig i numeriske data (33). Men har vi haft metodebias i vores kvantitative metodetilgang, og hvilke styrker og svagheder har vores metode? For at undersøge metodebias må vi se, om der er afvigelser i vores resultater målt med TLD-tabletter. Hvis vi ser på disse, var x +2 og x -2 ikke signifikante, da p-værdierne var højere end 0,05. Grunden til dette kan skyldes en metodebias i form af type II fejl, som vil sige, at det vurderes, at der ikke er en forskel, når der faktisk er en. Altså at resultatet vurderes falsk-negativt. I vores tilfælde kan type II fejl reduceres ved fx at øge antal af TLD-målinger for hver scanningsposition. En anden metodebias kan være, at TLD-tabletterne, trods deres høje målesikkerhed, dog stadig har en måleusikkerhed på 5% (9). Selvom der har været metodebias i vores forsøg, er der dog en lang række ting, som styrker vores metode. For det første har vi, som nævnt, brugt CTDI-værdierne til at validere vores TLD-resultater. Det viser sig, at disse resultater følges ad. Altså når CTDI-værdien stiger eller falder for en given position, stiger eller falder TLD-værdierne også. Vi kan derfor konkludere, at resultaterne for TLDtabletterne, med rimelig sandsynlighed ikke er fremkommet ved en tilfældighed. En medvirkende faktor til dette er, at vores forsøg er baseret på kontrol og præcision, hvilket var to af vores videnskabelighedskriterier. For det andet har vi fastholdt repræsentativiteten ved at måle dosis på et Alderson-fantom. Ved at bruge et Alderson-fantom er vores resultater tilnærmelsesvis repræsentative for en patient, hvilket var et af vores mål med forsøget. For det tredje har vi gjort vores forsøg mere pålideligt ved at sikre, at vores CT-scanner og TLD-reader var kalibreret inden brug. Side 65 af 116

67 For det fjerde har vi sikret, at forsøget har høj validitet ved at bearbejde vores data med prædikativ statistik, hvor vi kun har valgt at arbejde videre med de resultater, hvis signifikansniveau havde en p- værdi på under 0,05. For det femte har vi haft en meget systematisk tilgang til forsøget, hvor vi fx har lavet en udførlig logbog, haft et velorganiseret TLD-tabletsystem, målt fantomet præcist op med lineal og vaterpas, haft en nøjagtig arbejdsfordeling og været omhyggelige med at notere og udregne vores data og resultater. Disse fem faktorer har været med til at styrke vores metode og dermed sikret en så lav variation i data som muligt. 8.3 Diskussion af artikler (fælles) I dette afsnit vil vi diskutere vores resultater i forhold til de resultater, vores to valgte artikler (13,16) er kommet frem til. Vi vil sammenligne resultaterne fra de videnskabelige artikler ud fra følgende kriterier: Artiklernes metode Hvordan blev dosis målt Hvilket fantom har de brugt Hvilken decentrering er blevet anvendt (x-plan, y-plan) Scannertype og dosismodulation Artiklernes resultater vil vi sammenholde med vores Vores forsøg viser, at der er en sammenhæng mellem decentrering og ændring i dosis til mamma. Selvom ingen af artiklerne undersøger dosis til mamma, vil deres resultater stadig kunne diskuteres og sammenlignes med vores ud fra den teori, som beskriver sammenhængen mellem dosis og decentrering. Vi forholder os kritisk til de nævnte artikler ved at nævne, at de kun har undersøgt, hvad der sker med dosis, når man decentrerer i y-planet. Da x-planet ikke er undersøgt i forhold til decentrering, kan vi ikke sammenligne vores resultater fra decentrering i x-planet med resultaterne fra artiklerne. Artiklerne har som dataanalyse anvendt deskriptiv statistik i form af procentforskel mellem isocenteret og decentrering. Vi har suppleret med prædiktiv statistik til at vurdere, om forskellene mellem iso-centeret og decentrering er signifikante eller ej. Artiklerne har ikke anvendt t-tests på Side 66 af 116

68 deres resultater, hvilket gør deres resultater mindre valide og ikke mulige at sammenligne med vores på dette niveau. Som allerede nævnt i afsnittet om metode til klinisk forsøg, har vi i vores forsøg målt dosis med CTDI og TLD-tabletter. De valgte artikler har brugt dosis-pencil (16) og elektronstrøm (13) til at måle dosis. En anden måde artiklerne skiller sig ud fra vores forsøg er valg af fantom. Artiklerne bruger mange forskellige homogene fantomer til at undersøge decentrering, hvor vi bruger Alderson-fantom. På trods af denne forskel mener vi godt, at vi kan drage en parallel mellem deres resultater og vores ved at holde begge op mod den teoretiske viden om dosis og decentrering Habibzadeh et al (fælles) I forhold til metoden har Habibzadeh et al. (16) brugt dosis-pencil til måling af overfladedosis, som blev anbragt på øverste overflade af fantomet. Vi har placeret TLD-tabletter inde i mamma og målt den præcise dosis til et specifikt organ. Artiklen har brugt seks slags fantomer af forskelligt materiale og størrelse. Forsøget anvendte GE scannerne: 64-, 8- og 4-slice. Da vi også har brugt en GE 64-slice scanner i vores forsøg, har vi valgt at sammenligne vores resultater med resultaterne fra 64-slice scanneren i artiklen. I forhold til resultaterne rapporterer Habibzadeh et al. om en stigning i overfladedosis ved decentrering i y-aksen under iso-centeret. Resultaterne i artiklen viste en gennemsnitlig stigning i overfladedosis på 14,4% og 33,6% ved en decentrering under iso-centeret på henholdsvis 2 og 4 cm. Artiklen undersøger samme decentreringspositioner som os, derfor er det relevant at drage en parallel fra vores resultater til deres resultater. Vores resultater for decentrering under iso-centeret ved 2 og 4 cm viser en stigning i dosis til TLD-tabletter på henholdsvis 19,06% og 50,32%. Stigningen i dosis rapporteret i artiklen er mindre end stigningen i vores forsøg. En mulig forklaring kan være, at artiklens forsøg er foretaget med faste scanningsparametre. Vores forsøg blev udført på en CT-scanner med dosismodulation. En anden forklaring kan være, at de har målt dosis på overfladen, hvorimod vi har målt dosis inde i fantomet. En sidste forklaring på forskellen må være de to forskellige måder at måle dosis på; TLD og dosis-pencil. Både resultaterne fra artiklen og vores forsøg stemmer overens med vores teori om, at en decentrering under iso-centeret vil give øget dosis Matsubara et al (fælles) Matsubara et al. (13) har undersøgt, hvilken indflydelse decentrering har på elektronstrømmen ift. iso-centeret. Forfatterne har i deres forsøg scannet et fantom med homogent materiale på en 64- slice Toshiba og en 16-slice GE-scanner. Vi har valgt, at sammenligne vores resultater med deres resultater fra GE-scanneren, da denne bruger samme dosismodulation som vores. De har valgt at Side 67 af 116

69 scanne ved iso-centeret samt ved 2,5 cm og 5 cm henholdsvis over og under iso-center altså y+ og y- aksen. I forhold til resultaterne rapporterer Matsubara et al., at elektronstrømmen lå 36% højere, når fantomet var placeret i y -5 end ved iso-centeret. Når fantomet var placeret i y +5 lå elektronstrømmen omvendt på 23% mindre end ved iso-centeret. Vores forsøg er ikke direkte sammenlignelige på dosisområdet med artiklen, eftersom artiklen rapporterer forskel i elektronstrøm, mens vi har målt dosis med TLD-tabletter. Dog bekræfter vores resultater deres resultater; en stigning i dosis ved centrering under iso-centeret og et fald i dosis ved centrering over iso-centeret. Side 68 af 116

70 9 Konklusion (fælles) I dette afsnit vil vi besvare vores problemformulering ud fra vores resultater. For at opsummere lyder vores problemformulering således: Hvilken indflydelse har decentrering i x- og y-planet i forhold til iso-centeret på dosis til mamma ved en CT thorax-undersøgelse på en GE Discovery CT750 HD scanner målt på et Alderson-fantom? Vi kan konkludere, at når Alderson-fantomet decentreres 2 og 4 cm under iso-centeret i y-planet, har decentrering den indflydelse, at dosis til mamma stiger med henholdsvis 19,06% og 50,32%. Ligeledes kan vi konkludere, at når Alderson-fantomet decentreres 2 og 4 cm over iso-centeret i y- planet, har decentrering den indflydelse, at dosis til mamma falder med henholdsvis 18,72% og 43,66%. Vi kan konkludere, at når Alderson-fantomet decentreres 4 cm til højre for iso-centeret i x-planet, har decentrering den indflydelse, at dosis til mamma stiger med 10,74%. Når Alderson-fantomet er decentreret 4 cm til venstre for iso-centeret i x-planet, har decentrering den indflydelse, at dosis til mamma falder med 10,96%. Vi fandt ingen signifikante forskelle i dosis til mamma ved decentrering 2 cm til venstre og 2 cm til højre for iso-centeret i x-planet. Samlet er konklusionen, at decentrering på en GE CT750 HD scanner har signifikant indflydelse på dosis til mamma i de fire positioner i y-planet samt 4 cm til højre og 4 cm venstre for x-planet - målt på et Alderson-fantom. Side 69 af 116

71 10 Perspektivering (fælles) I følgende afsnit vil vi gøre os overvejelser om, hvordan vores resultat kan tænkes ind i fremtiden således, at vigtigheden af lejring bliver mere synlig. Yderligere vil vi gøre os overvejelser over, hvad der videre kunne være interessant at undersøge på baggrund af vores konklusion Lovændring (fælles) Det burde være almen viden for en radiograf, at decentrering ift. iso-centeret påvirker dosis til patienten. Vores overvejelser går derfor først og fremmest på, at bekendtgørelse Bekendtgørelsen om medicinske røntgenanlæg til undersøgelse af patienter (11), bør indeholde en paragraf, som beskriver, at patienten skal lejres optimalt. Kapitel 13 Strålebeskyttelse, 82 lyder i dag således: Ved CT-skanninger skal skanneparametre der har indflydelse på patientdosis, såsom højspænding, produktet af rørstrøm og tid, antal snit, snitbredde og afstand mellem snit, indstilles så dosis til patienten holdes så lav som foreneligt med de ønskede diagnostiske resultater. Her vil vi foreslå, at der til denne paragraf blev tilføjet stk. 2 med følgende ordlyd: Ved CT-skanninger skal patienten lejres således, at det scannede område så vidt muligt ligger i skannerens iso-center. Ved at lave denne lovtilføjelse kan man øge opmærksomheden på problemstillingen for både studerende og fotograferende sundhedspersonale Kvalitetssikring (fælles) I forbindelse med sådan en lovtilføjelse kunne det være interessant, med udgangspunkt i kvalitetsudviklingsprocessen (34, s. 44), at lave en kvalitativ undersøgelse på en radiologisk afdeling - evt. hvor man udformede spørgeskemaer til radiograferne eller interviewede dem. Formålet med denne undersøgelse skulle være at dokumentere radiografens kendskab og holdning til lejring af patienten. Det kunne være interessant at triangulere denne undersøgelse med et kvantitativt retrospektivt studie, hvor det undersøges, hvor meget der decentreres i praksis ud fra oversigtsbillederne. Efterfølgende kunne afdelingen holde et seminar, hvor fx vores bachelorprojekt blev præsenteret. Dette kunne kombineres med undervisning om lejring således, at radiograferne både får et kendskab til, hvordan de skal lejre, men også hvorfor og hvilken konsekvens det har. Efter Side 70 af 116

72 en periode ville det være interessant at kvalitetsmonitorere for at måle, om kvaliteten af lejring er forbedret (34, s. 49). Side 71 af 116

73 11 Referenceliste Anvendt referencesystem: Vancouver (1) Radiologiske ydelser [Online] tilgængelig fra sygehuse/radiologiske%20ydelser.aspx [Lokaliseret den ] (2) Oversigt over indgange til pakkeforløb [Online] tilgængelig fra %20indgange%20til%20pakkeforloeb.aspx [Lokaliseret den ] (3) Diagnostisk pakke [Online] tilgængelig fra den ] (4) Finansministeriet. Aftaler om finansloven for 2011; [Online] tilgængelig fra m%20finansloven%20for%202011/aftaler%20om%20finansloven%20for%202011_web.ashx [Lokaliseret den ] (5) Statistik om brystkræft [Online] tilgængelig fra ystkraeft/ [Lokaliseret den ] (6) [Lokaliseret den ] (7) Seeram E. Computed Tomography - Physical principles, clinical Applications, and quality control. Third edit ed.; 2009 (8) Busck C, Ankersen L, Andersen K. Behandling og pleje af patienter med kræftsygdomme 1.udgave ed.: Nyt Nordisk Forlag Arnold Busck; 2000 (9) Bushberg J, Seibert JA, Leidholdt ME, Boone J. The Essential Physics of Medical Imaging. 2nd ed.: Lippincott Williams & Wilkins; 2001 (10) Side 72 af 116

74 (11) Bekendtgørelse nr. 975 af 16. december 1998 [Online] tilgængelig frav laeg%20til%20undersoegelse%20af%20patienter%20- %20for%20dentalroentgenanlaeg%20gaelder%20saerlige%20bekendtgoerelser.aspx [Lokaliseret den ] (12) Kusk MW. Multislice CT Billedkvalitet, Dosis og Teknik 1.udgave, 1. ed.: Radiografens Forlag; 2011 (13) Matsubara K, Koshida K, Ichikawa K, Suzuki M, Takata T, Yamamoto T, et al. Misoperation of CT Automatic Tube Current Modulation Systems with Inappropriate Patient Centering: Phantom Studies. AJR 2009;192: (14) DDKM - Den danske kvalitetsmodel. Akkrediteringsstandarder for sygehuse. IKAS Institut for Kvalitet og Akkreditering i Sundhedsvæsenet 2012;Maj(2. version) (15) Toth T, Ge Z, Daly MP. The influence of patient centering on CT dose and image noise. Med Phys 2007;34(7) (16) M.A. Habibzadeh MA, Ay MR, Asl ARK, Ghadiri H, Zaidi H. Impact of miscentering on patient dose and image noise in x-ray CT imaging: Phantom and clinical studies. Physica Medica 2012;28: (17) Iball GR, Brettle DS. Organ and effective dose reduction in adult chest CT using abdominal lead shielding. Br J Radiol 2011;84(1007) (18) Hohl C, Suess C, Wildberger JE, Honnef D, Das M, Muhlenbruch G, et al. Dose Reduction during CT Fluoroscopy: Phantom Study of Angular Beam Radiology 2008;246(2) (19) Bjerrum M. Fra problem til færdig opgave. 1. udgave ed.: Akademisk Forlag; 2007 (20) Glasdam S. Bachelorprojekter inden for det sundhedsfaglige område. : Nyt Nordisk Forlag; 2011 (21) CT thorax standard protokol [Online] tilgængelig fra Side 73 af 116

75 5ca82d4f7356&sfUpdated=true&docCol=6f10d6f4-56e5-47e5-b3c8- ad750dcb3d51&rec=false&pubid=9ed5914ecf7a41f b [lokaliseret den ] (22) or_uid= [lokaliseret den ] (23) Birkler J. Videnskabsteori en grundbog. 1.udgave, 5.oplag ed.: Munksgaard Danmark; 2009 (24) Kruuse E. Kvantitative forskningsmetoder i psykologi og tilgrænsende fag. 6 udgave, 1 oplag ed.; 2007 (25) Johnsen K. Forskrifter for god praksis ved udvikling og forskning indenfor radiografi. : Radiograf Rådet; 2012 (26) Bushong SC. Radiologic Science for Technologists. Mosby Elsevier; 2004 (27) TLD Reader. Dosimeters [Online] tilgængelig fra [lokaliseret den ] (28) Johanse C. Basal sundheds-videnskabelig statistik begreber og metode. 1.udgave, 3.oplag ed.: Munksgaard Danmark København; 2011 (29) [lokaliseret den ] (30) Tack D, Lalra MK, Gevenois AP. Radiation Dose from Multidetector CT. 2nd ed: Springer- Verlag Berlin Heidelberg 2012; (31) Li J, Udayasankar KU, Toth LT, Seamans J, Small CW, Kalra KM. Automatic Patient Centering for MDCT: Effect on Radiation Dose. AJR 2007;188: (32) Radiation Quantities and Units, Sprawls, Perry [Online] tilgængelig fra [lokaliseret den ] (33) Juhl C, Lindahl M. Den sundhedsvidenskabelige opgave. 2nd ed. :Munksgaard; 2010 Side 74 af 116

76 (34) Mainz J, Bartels P, Bek T, Pedersen KM, Krøll V, Rhode P. Kvalitetsudvikling i praksis 1.udgave, 1.oplag.: Munksgaard Danmark; 2011 Side 75 af 116

77 Bilag 1 Vurderingsguides af artikler Side 76 af 116

78 Side 77 af 116

79 Side 78 af 116

80 Side 79 af 116

81 Side 80 af 116

82 Side 81 af 116

83 Side 82 af 116

84 Side 83 af 116

85 Side 84 af 116

86 Side 85 af 116

87 Side 86 af 116

88 Side 87 af 116

89 Side 88 af 116

90 Side 89 af 116

91 Side 90 af 116

92 Side 91 af 116

93 Side 92 af 116

94 Side 93 af 116

95 Bilag 2 - Litteratursøgning Side 94 af 116

96 Side 95 af 116

97 Side 96 af 116