Reduktion af kontraststofdosis i CT thorax-abdomen med henblik på billedkvaliteten

Transkript

1 Reduktion af kontraststofdosis i CT thorax-abdomen med henblik på billedkvaliteten Bacheloropgave skrevet af: Rasmus Love Fristrup Ekbrant, Hold 73 Radiografuddannelsen, Zara Amalie Krog Awwal, Hold 73 Radiografuddannelsen, Professionshøjskolen Metropol, 3. januar 2016 Vejleder: Lektor Joakim Anders Oldenskov Sideantal: 47 Anslag med mellemrum:

2 Abstract - Reduktion af kontraststof dosis ved CT thorax-abdomen med henblik på billedkvaliteten Formål: Formålet med dette studie er at undersøge muligheden i at reducere kontraststofmængden ved Computer tomografi (CT) af thorax-abdomen og stadig opretholde en diagnostisk billedkvalitet. Alle data benyttet i dette studie er indsamlet gennem et retrospektivt kohortestudie. Materiale og metoder: Der er undersøgt data fra CT-scanninger af thorax-abdomen fra 18 patienter. Patienternes vægt varierede mellem 50 kg og 68 kg. Patienterne har hver gennemgået CT-undersøgelser med både 100 ml og 60 ml kontraststofdosis, 350 mg Iod/ml ved 120 kilovolt (kv). Der er målt Hounsfield units (HU) og standardafvigelse (SD) ved at placere region of interest (ROI) i aorta abdominalis, vena porta, hepar samt musculus erector spinae. Signal noise ratio (SNR) og contrast noise ratio (CNR) er blevet udregnet og sammenlignet med Rose Criterion for at vurdere billedkvaliteten. Resultater: SNR for aorta abdominalis(10.4±2.9), vena porta(10.4±3.0) og hepar(7.8±2.4) ved 100 ml ligger over tærsklen for god billedkvalitet på 5. SNR for aorta abdominalis(7.5±1.9), vena porta(7.6±2.0) og hepar(6,8±1.1) ved 60 ml, ligger ligeledes over 5 hvilket indikerer god billedkvalitet når sammenlignet med Rose Criterion. CNR ved 100 ml for aorta abdominalis(7.7±1.7) og vena porta(8.4±1.7) viste resultater højere end 5, hvor CNR for hepar(4.2±1.1) viste resultater lavere end 5 men højere end 3. CNR ved 60 ml for aorta abdominalis(4.8±1.1) og vena porta(5.5±1.0) resulterede i en CNR omkring 5 hvor CNR for hepar(3.1±0.5) akkurat oversteg tærsklen på minimum 3, for acceptabel billedkvalitet. Konklusion: Billedkvaliteten i form af SNR og CNR for aorta abdominalis, vena porta samt hepar er både ved 100 ml og 60 ml enten af god eller acceptabel kvalitet. Resultaterne viser at 60 ml kontraststof er tilstrækkeligt for at opretholde billedkvaliteten ved CTundersøgelser af thorax-abdomen i de fleste tilfælde.

3 Abstract - Computed Tomography of Thorax-Abdomen: Effects of Contrast media dose reduction on image quality Objectives: The purpose of this study is to investigate the possibility of reducing contrast media doses in Computed tomography (CT) thorax-abdomen scans and to evaluate if the image quality is being maintained. All image data is derived solely from a retrospective cohort study. Materials and methods: Data from CT thorax-abdomen scans of 18 patients has been studied. The weight of the patients ranged from 50 kg to 68 kg. The patients have each undergone CT-scans with contrast media doses of 100 ml and 60 ml, 350 mg Iodine/ml at 120 kilovolt (kv). Hounsfield units (HU) and standard deviation (SD) have been measured by placing region of interest (ROI) in aorta abdominalis, vena porta, hepar and musculus erector spina. Three ROIs have been placed and measured in each anatomic structure. Signal noise ratio (SNR) and contrast noise ratio (CNR) have been calculated and compared to Rose Criterion to evaluate the image quality. Results: SNR for aorta abdominalis(10.4±2.9), vena porta(10.4±3.0) and hepar(7.8±2.4) at 100 ml showed results above 5. SNR at 60 ml for aorta abdominalis(7.5±1.9), vena porta(7.6±2.0) and hepar(6,8±1.1) showed results above 5 which indicates good image quality, when compared to Rose Criterion. CNR at 100 ml for aorta abdominalis(7.7±1.7) and vena porta(8.4±1.7) showed results above 5, while CNR for hepar(4.2±1.1) showed results below 5 but above 3. CNR at 60 ml for aorta abdominalis(4.8±1.1) and vena porta(5.5±1.0) resulted in a CNR close to 5, while CNR for hepar(3.1±0.5) just exceeded the threshold minimum, 3, for acceptable image quality. Conclusion: SNR and CNR for aorta abdominalis, vena porta and hepar showed results of either good or acceptable image quality at both 60 ml and 100 ml. The results illustrates that the use of 60 ml contrast media dose is sufficient for maintaining the diagnostic image quality in CT thorax-abdomen in most cases.

4 Indholdsfortegnelse 1.0 Indledning Problemstillinger Kontraststof bivirkninger Kontrast induceret nefropati Udviklingen af CT Kvalitetsudvikling Afgrænsning Problemformulering Metode Retrospektive studier Forsøgsbeskrivelse Inklusionskriterier Eksklusionskriterier Placering af ROI De etiske overvejelser Det naturvidenskabelige perspektiv De positivistiske videnskabelighedskriterier Litteratursøgning Litteratur og kildetyper Fagbøger Teori afsnit Iterativ rekonstruktion (IR) Anvendt statistik Probit-plot Parret t-test Billedkvalitet Region of interest (ROI), Standard Deviation (SD) Signal Noise Ratio (SNR) Contrast Noise Ratio (CNR) Resultater og Dataanalyse Populationen... 29

5 7.2 Resultaterne sammenholdt med Rose Criterion Opsummering af resultater og analyse Diskussion God eller acceptabel billedkvalitet Konklusion Bias Perspektivering Referencer Bilagsfortegnelse Bilag

6 1.0 Indledning I løbet af vores uddannelse har vi flere gange været i praktik på forskellige hospitaler i både region Hovedstaden samt region Sjælland. Vi har oplevet at der i forbindelse med CT-scanninger (Computed Tomography) bliver givet standardiserede kontraststofdoser til de forskellige undersøgelser, hvilket ikke tager højde for hvor forskellige patienterne er. Derimod har vi oplevet at man til MR (Magnetisk Resonans) undersøgelser udregner kontraststofmængden ud fra patientens vægt individuelt, og tager højde for patienternes forskellighed. Ved CT-undersøgelser bliver patienterne inddelt i tre standard interval grupper, afhængigt af patientens vægt; patienter med en vægt under 60 kg får 60 ml kontraststof, patienter der vejer mellem 60 kg og 90 kg får 100 ml, og patienter over 90 kg får 120 ml kontrast. Vi mener at springene mellem kontraststof og vægt er for store og har derfor undret os over om det er muligt at reducere kontraststofmængden generelt da kontraststof ikke er helt ufarligt for patienten. Af denne årsag har vi valgt at undersøge om det er muligt at opnå en optimal diagnostisk billedkvalitet hvis man reducerer kontraststofmængden, da mange patienter kan få en unødvendig høj mængde kontraststof på grund af standardiserede og intervalbaserede kontraststofprotokoller, som anvendes på mange sygehuse. 2.0 Problemstillinger CT-scanning af thorax-abdomen er en af de hyppigst forekommende undersøgelser i CT hvor man anvender intravenøst (IV)-kontraststof. Vi ved gennem vores faglige viden at der kan være risici forbundet med at anvende iodholdige kontraststoffer. Indgift af iodholdige kontraststoffer kan i værste tilfælde resultere i bl.a. laktatacidose, kontraststofinduceret nefropati, anafylaktisk chok og hjertestop. Vi har derfor valgt at undersøge om det er muligt at reducere mængden af kontraststof ved CT-scanning af thorax-abdomen og samtidigt opretholde den optimale diagnostiske billedkvalitet sammenlignet med den standarddosis der anvendes til disse undersøgelser. I begrebet standarddosis menes her at både koncentration (mg Iod/ml) og mængde(ml), er ens for alle patienter. Hvis man kan anvende mindre kontraststof eller en lavere koncentration til patienter og stadig overholde de diagnostiske krav for billedkvaliteten som ved standardprotokoller vil det være mere forsvarligt i forhold til patientens renalfunktion, da man ikke bør belaste kroppen mere end højst nødvendigt. 6

7 Som radiografer er vi pålagt at arbejde med røntgenstråler under ALARA-princippet (As low as reasonably achievable) som betyder at man påfører patienten så lav stråledosis som er foreneligt med de diagnostiske krav til billedkvaliteten. Dette princip synes vi også bør gælde i forhold til brugen af kontraststofmidler. I artiklen af Nyman et al. fra 2006 foreslås netop dette, at man bør anvende ALARA-princippet i forhold til kontraststoffer, for ikke at belaste patientens renes mere end højst nødvendigt. 2.1 Kontraststof bivirkninger Anvendelse af kontraststof kan medføre forskellige bivirkninger og af denne grund er der nogle patientgrupper der enten ikke godkendes til at få IV-kontraststof med mindre det er højst nødvendigt (Vital indikation) og for andre patientgrupper skal forskellige foranstaltninger finde sted inden kontrastundersøgelsen. Man er specielt varsom overfor IV-kontraststofindgift hvis patienten lider af diabetes, multiallergi, hjertesygdomme, nedsat renalfunktion eller i forvejen tager nefrotoksisk medicin. Da kontraststoffet udskilles via renes skal alle patienter som er kendt med disse sygdomme have foretaget blodprøver inden en kontraststofundersøgelse. Disse blodprøver måler indholdet af serum-kreatinin som sammen med vægt, højde, alder, køn anvendes til at udregne egfr (estimeret Glomerulær Filtrations Rate) som er et estimat af renes udskillelseshastighed pr. minut. Ifølge European Guidelines anbefaler man at en patients egfr ligger over 45 ml/min ved kontraststofundersøgelser, men tallet varierer fra sygehus til sygehus alt efter hvad deres retningslinjer for anvendelse af kontraststof siger. Blodprøver må generelt højst være 3 måneder gamle, men hos diabetes patienter må de højst være 7 dage gamle da deres blodprøvetal kan svinge meget fra uge til uge. Mange diabetespatienter anvender metforminholdige medikamenter. Hvis kontraststoffet bliver for længe i kroppen kan stoffet interagere med metforminen hvilket kan resultere i laktatacidose. Derfor har det en stor betydning at patienten har en velfungerende renalfunktion og kan udskille kontrasten hurtigt nok. 2.2 Kontrast induceret nefropati I nogle tilfælde ved kontrastindgift udvikles tilstanden kontrastinduceret nefropati (KIN) som er akut svigt af renalfunktionen. De iodholdige kontraststoffer som anvendes til kontraststofundersøgelser herhjemme har en kemisk sammensætning der gør dem 7

8 non-ionisk lav-osmosiske. Kontraststofferne er nyretoksisk på grund af den høje koncentration af iod de indeholder som ændrer osmolariteten i kroppen. Osmolariteten påvirker den intracellulære balance i cellerne, hvilket resulterer i at væskebalancen forstyrres. Denne skæve væskebalance samt toksiciteten som ioden skaber, kan resultere i celledød. Man mener at flere og flere patienter får KIN. Dette hænger bl.a. sammen med at diabetes er ved at nå epidemiske tilstande i den vestlige del af verden, og at der af den grund også bliver udført flere kar-operationer samt andre undersøgelser som CT hvor der anvendes iodholdig kontraststof. Dette er en af årsagerne til at der bør være mere fokus på kontraststoffer med hensyn til koncentration og mængder (Nakaura et al., 2012). Data fra Landspatientregisteret, som administreres af Statens Serum Institut, viser at antallet af CT-scanninger i Danmark de seneste 8 år er steget drastisk. I 2014 blev der gennemført knapt CT-scanninger, hvor der i 2006 blev scannet ca gange (esundhed.dk, 2015). Samtidigt viser tal fra Landspatientregisteret ligeledes en stor stigning i antallet af personer med diabetes. I 2012 var der ca personer i Danmark med diabetesdiagnose. Det er en stigning på ca siden 1996, hvor der dengang var registreret ca diabetikere (ssi.dk, 2015). 2.3 Udviklingen af CT CT-scanninger udgør, ifølge Kalender, ca. 7% af det samlede antal af radiologiske undersøgelser. CT-scanninger udgør samtidigt 60% af den samlede kollektive stråledosis (Kalender, 2011 s. 176). Her er strålebelastningen størst for unge patienter og patienter som gennemgår gentagne CT-undersøgelser. På grund af den stigende bekymring som er forbundet med stigningen af den kollektive stråledosis (Chae et al., 2014), har dosisreducerende tiltag været højt prioriteret i udviklingen af CT, som f.eks. Automatic Exposure Control (AEC), Automated Tube Potential Selection, høj-pitch scanning, lav kv protokoller, mere sensitive detektorer og bedre udnyttelse af røntgenstrålingen (Chae et al., 2014). Det seneste implementerede tiltag i udviklingen af CT, er Iterativ Rekonstruktion (IR). IR er en rekonstruktions metode som er kendt tilbage fra 70 erne, men det er først i nyere tid at computerens processorkraft har været tilstrækkelig til at anvende teknikken i daglig praksis. IR er mindre støjfølsom end filtreret tilbageprojektion (FBP) og man vil derfor kunne reducere den stråledosis, som 8

9 er nødvendig for at opnå den ønskede billedkvalitet (Kusk, 2011 s. 67). Ved CTundersøgelser med kontraststof er der en direkte sammenhæng mellem billedkvalitet, stråledosis, mængde og koncentration af det injicerede kontraststof. Da der i det seneste årti er sket en stor udvikling af CT-teknologien, som løbende har forbedret billedkvaliteten, er det også nødvendigt at revidere de kontraststofdoser som bliver anvendt til CT-undersøgelser (Buls et al., 2014). Reduktion af kontraststofdosis vil især være til fordel for patienter med nyredysfunktion, da KIN er tæt forbundet med præeksisterende nyreinsufficiens og mængden af det injicerede kontraststof (Buls et al., 2014). 2.4 Kvalitetsudvikling Mange patienter som kommer til CT-undersøgelser har ikke viden omkring kontraststof, og har af denne grund tillid til os som sundhedsprofessionelle at anvendelsen af kontraststof overholder en vis kvalitet, fra sundhedspersonalets. Patienterne er ikke personligt med til at afgøre kontraststof mængden eller koncentrationen, og må derfor stole blindt på os der undersøger dem, og derfor har vi et stort ansvar over for patientens velvære og helbred under undersøgelsen samt deres efterforløb. Vi har ansvaret for at tjekke patientens oplysninger vedrørende undersøgelsen mht. indikation, gamle billeder, blodprøver mm. og da vi har et ansvar for patientens sundhed bør vi også tilstræbe at give patienten så lidt kontraststof som diagnostisk muligt, da kontraststofmængden kan påvirke helbredet. Derfor kunne et princip som ALARA også være et fremtidigt kvalitetstiltag på radiologiske afdelinger, med formålet at give patienter så lidt kontraststof som diagnostisk muligt. 3.0 Afgrænsning Vi har valgt at fokusere på CT-undersøgelser af thorax-abdomen da det er en af de hyppigst forekommende CT-undersøgelser hvor der anvendes IV-kontraststof. Patienterne som indgår i forsøget har alle fået foretaget en scanning med både 100 ml og 60 ml kontraststof og alle patienterne vejer mellem kg. Vi har valgt at fokusere på denne vægtklasse, da skellet hvormed en patient skal have 60 ml eller 100 ml kontraststof, er inddelt efter vægtintervallet: under 60 kg = 60 ml, og 60 kg - 90 kg = 100 ml. Alle undersøgelser indgår i dataindsamling er blevet beskrevet af en radiolog. 9

10 Til at vurdere billedkvaliteten af CT-scanningerne har vi afgrænset os til at anvende forholdene SNR (Signal noise ratio) og CNR (Contrast noise ratio). Disse to forhold vil blive anvendt til at se hvilken indflydelse de to kontraststofmængder har på billedkvaliteten. Billedkvalitet vil i opgaven blive beskrevet som en tærskelværdi, kendt som Rose Criterion, og beregningerne af SNR og CNR vil blive sammenholdt med Rose Criterion, for at vurdere hvorvidt kontraststofdoserne lever op til dette fastsatte kriterium. 4.0 Problemformulering Hvordan kan man reducere kontraststofdosis ved CT-undersøgelser af thoraxabdomen, og samtidig overholde en diagnostisk forsvarlig billedkvalitet? 5.0 Metode I dette afsnit vil vi præsentere vores studieform, forsøgsbeskrivelse, metodevalg og anvendte videnskabsteorier til besvarelsen af problemformuleringen, samt argumentere for brugen heraf. Vi benytter os af Harvard modellen til reference henvisninger. For at angive korrekte latinske navne på de anatomiske punkter som indgår i forsøget og opgaven, har vi anvendt opslagsbogen Netter, (2011). 5.1 Retrospektive studier Vi har valgt at lave et retrospektivt studie til at undersøge vores problemfelt. Ved at anvende et retrospektivt studie ser man tilbage på noget som allerede er sket. Denne studieform anvendes ofte inden for medicin og epidemiologi. Et retrospektivt studie udføres generelt som enten kohorteundersøgelser eller kontrolundersøgelser. Vores studie kan kategoriseres som værende en kohorteundersøgelse hvilket kan defineres som at alle mennesker i en given population har nærmere beskrevne fællestræk (Kruuse, 2007 s. 37). Disse fællestræk vil blive nævnt i den følgende forsøgsbeskrivelse. Fordelen ved kohorteundersøgelser er at det er muligt at undersøge ændringer ved en bestemt kohorte over tid. 10

11 5.2 Forsøgsbeskrivelse Til at undersøge hvorvidt det er muligt at reducere kontraststofdosis ved en CT thoraxabdomen med en intervalbaseret kontraststofprotokol, har vi udarbejdet et forsøg med henblik på at evaluere billedkvaliteten af CT-scanninger med 100 ml og 60 ml kontraststof. Koncentrationen af kontraststoffet som er anvendt er i alle undersøgelserne 350 mg I/ml. Et datasæt vil dermed bestå af to scanninger af den samme patient med de forskellige kontraststofmængder. Til indsamlingen af empirien benyttede vi Radiology Information System (RIS) til, at finde patienter der har fået foretaget gentagne kontrolundersøgelser af CT thoraxabdomen. Vores fremgangsmåde var at lave et retrospektivt studie. Vi fandt de CTundersøgelser vi ville indsamle data fra, ved at åbne dokumentationen for patientens afsluttede CT-undersøgelser, hvori den anvendte kontraststofdosis er dokumenteret. Hvis en patient er blevet scannet med 100 ml og 60 ml kontraststof, har vi noteret accession-nummeret for hver af undersøgelserne og nummeret for CT-scanneren. Via åben dokumentation noterede vi patientens vægt, og vi udelukkede samtidigt undersøgelser fra forsøget, hvis der forekom kommentarer om f.eks. subkutan injektion, eller at man på scanningstidspunktet havde været nødsaget til at reducere hastigheden af kontraststofindgiften. For at have et stort antal CT-undersøgelser til rådighed, har vi valgt at indsamle data fra seks forskellige undersøgelsesrum. Vi fandt det relevant, at et datasæt kun er sammenligneligt, hvis begge CT-scanninger er blevet foretaget i samme eller tilsvarende generation af CT-scanner. Vi har dermed undgået at sammenligne datasæt mellem forskellige fabrikanter af CT-scannere, og undgået at sammenligne data fra CTscanninger rekonstrueret med FBP med data fra CT-scanninger rekonstrueret med IR. Alle undersøgelserne er CT-scannet efter afdelingens CT thorax-abdomen protokol med IV-kontraststof Inklusionskriterier Vi vil kun indsamle data fra CT-undersøgelser af thorax-abdomen med IV-kontrast. Alle undersøgelser skal være rekonstrueret til 3 mm snittykkelse som det fremgår af afdelingens protokol. Til vores forsøg er det vigtigste inklusionskriterium at patienten er 11

12 blevet skannet to eller flere gange med de forskellige kontraststofdoser, 100 ml og 60 ml. Patientens alder, køn og indikation har ingen betydning for at indgå i forsøget. De udvalgte undersøgelser skal være foretaget indenfor for få måneders mellemrum Eksklusionskriterier Undersøgelser hvor der er åbenlys decentrering vil ikke indgå i forsøget. Subkutan kontrastinjektion og andre afvigelser fra det normale, som kan være beskrevet i åben dokumentation eller kommentarfeltet tilknyttet undersøgelsen, vil ligeledes blive ekskluderet. Undersøgelser som endnu ikke er blevet beskrevet af en radiolog vil blive fravalgt. De udvalgte undersøgelser slog vi efterfølgende op i Picture Archiving and Communication System (PACS) via undersøgelsens accession-nummer. Dermed har vi sikret os at det kun er de aktuelle undersøgelser vi ønsker at undersøge som bliver åbnet. For hver patient slog vi begge CT-scanninger op på to diagnostiske skærme, som er placeret ved siden af hinanden. Denne systematik har sørget for, at vi enkelt og overskueligt kan vurdere, at alle ROI målingerne, i begge CT-scanninger, er blevet udført i et tilsvarende niveau i patienten Placering af ROI Da vi vil evaluere de forskellige kontraststofdosers indflydelse på billedkvaliteten ud fra beregninger som bunder i ROI målinger, har vi lagt stor vægt på, at diverse ROI blev placeret ens i samme snit for hvert sæt billedserier. For at sikre os bedst mulig reproducerbarhed af ROI målingerne imellem billedserierne, har vi på forhånd udvalgt de anatomiske punkter, hvor disse skal placeres: Aorta abdominalis Vena porta Hepar Musculus erector spinae Ifølge kontraststofprotokollen, skal indgiften under normale omstændigheder ske med hastigheden 3 ml/sekund, hvor selve scanningen starter 70 sekunder efter starten af kontraststof injektionen. Dette vil, jævnfør med (Bae, 2010), medføre højest kontrastopladning på den venøse side af kredsløbet, hvilket i daglig tale blandt 12

13 radiografer og radiologer, bliver omtalt som CT-scanning i venøs fase. Jævnfør med (Nakaura et al., 2012) har vi valgt, at inddrage målinger fra den venøse og arterielle fase i forsøget, og da begge faser hver især, er vigtige for diagnosticeringen af f.eks. hypervaskulære levertumorer og levermetastaser, har vi valgt at måle i vena porta og hepar, som repræsenterer CT-scanningens venøse fase, og i aorta abdominalis som vil repræsentere den sen-arterielle fase. Til udmåling af baggrundsstøjen i billedet har vi valgt musculus erector spinae, hvor hensigten med dette valg er, at baggrundsmålingen foretages i et homogent anatomisk område som er upåvirket af kontraststoffet. Inspiration til valg af placering af diverse ROI, er hentet ud fra de anvendte metoder i artiklerne af (Nakaura et al., 2012) og (Buls et al., 2014). For yderligere at øge præcisionen af målingerne, sigtede vi først efter at få fremstillet vena porta så tydeligt som muligt, således at det i alle tilfælde var muligt at måle både aorta abdominalis, vena porta samt hepar, i det samme snit. Figur 1 viser placeringen af diverse ROI. ROI 1 aorta abdominalis, ROI 2 vena porta, ROI 3 hepar, ROI 4 musculus erector spinae. Billedet er et undervisningseksempel og 13

14 er hentet fra EasyViz. ROI målingerne som indgår i opgaven er udført i PACS og blev angivet som areal (cm²), Hounsfield-værdier (HU) med tilhørende Standard Deviation (SD). Som udgangspunkt har vi valgt at arealet for hver ROI skal være så stort som muligt inden for de anatomiske grænser. Argumentation for dette vil blive beskrevet senere i teoriafsnittet om billedkvalitet. Der kan opstå variationer af ROI målingerne, når de placeres manuelt i form af et cylindrisk eller elliptisk areal. For at minimere disse variationer, har vi udført tre målinger i hver anatomisk struktur, aorta abdominalis, vena porta, hepar og musculus erector spinae. Det endelige resultat for de anatomiske punkter, er dermed givet som gennemsnittet af de tre ROI målinger, og er angivet som HU og SD. Resultaterne er senere blevet anvendt til at udregne SNR og CNR for aorta abdominalis, vena porta og hepar. I vores udarbejdede skema noterede vi følgende parametre: Protokolnummer, mængden af kontraststof i ml samt koncentration og fabrikat, vægt, CTDI, DLP, kv, mas, ROI værdierne: HU, SD og areal af ROI. Alle data blev noteret i Microsoft Excel De etiske overvejelser Som radiografer har vi til opgave at bevare patientens værdighed samt at beskytte patientens integritet og sårbarhed. Om man skal eller bør anvende følsomme patientdata til et forsøg kan være et etisk dilemma i forhold til persondataloven. Vi mener at vi tager hånd om denne problematik ved at anonymisere al data og oplysning som vi benytter til udarbejdelsen af dette projekt. Hospitalet og ressourcepersoner er ligeledes holdt anonymt igennem opgaven og havde muligheden for til enhver tid at trække sig fra dataindsamlingen. Dette empiriske studie vil foregå i overensstemmelse med de etiske kodekser beskrevet i Radiograf Rådets Forskrifter for god praksis inden for forskning og udvikling af radiografi. 5.3 Det naturvidenskabelige perspektiv Vi har anvendt den naturvidenskabelige metode til udarbejdelsen af vores forsøg, og denne metode tager udgangspunkt i logik og objektivitet. Den naturvidenskabelige metode kan anvendes når en teori skal verificeres eller falsificeres. Denne teori skal kunne gentages et ubegrænset antal gange da det skal være muligt for andre at efterprøve denne teori. 14

15 Til at undersøge vores teori har vi anvendt den kvantitative metode som indebærer at forskningsfeltet kan gøres målbart. Vi har under vores forsøg indsamlet data som alle kan måles og vejes, samt omdannes til talværdier. Vi har under forsøget stræbt efter at være så objektive som muligt og vi har derfor arbejdet ud fra det positivistiske udgangspunkt. Positivismen kommer fra naturvidenskaben og er domineret af idealet om at forholde sig objektivt. Ved at arbejde ud fra denne tilgang tager man afstand fra spekulationer og arbejder kun med det videnskabelige (Kruuse, 2007 s. 13) 5.4 De positivistiske videnskabelighedskriterier Vi har anvendt Emil Kruuses positivistiske videnskabskriterier som ledende retningslinjer for vores forsøg. Kruuse har opstillet kriterierne systematik, kontrol, præcision, objektivitet, kvantificerbarhed, repræsentativitet, gentagelse, reliabilitet, validitet og generaliserbarhed (Kruuse, 2007 s. 29). I det følgende afsnit vil vi gennemgå kriterierne samt gøre rede for brugen af disse i vores forsøg og opgave. Systematik: Systematik er en planmæssig, ordnet fremgangsmåde, der ikke er præget af tilfældigheder (Kruuse, 2007 s. 29). For at sikre en systematisk tilgang til forsøget har vi valgt at lave en forsøgsbeskrivelse og et skema til indsamling af de målte data. Vi anvender sikker mundtlig kommunikation ved notering af data ved at den som noterer data gentager det som den der udfører målingerne siger. Vi går systematisk til værks ved at vi har gjort alle tankerne på forhånd ved at lave en forsøgsbeskrivelse og følge den. Kontrol: Målet med kontrol er at reducere risikoen for fejlkilder og dermed fejlslutninger så meget som muligt (Kruuse, 2007 s. 29). For at opnå en høj form af kontrol i vores forsøg, prøver vi at reducere fejlkilder ved at kontrollere at den samme scanningsprotokol er anvendt ved begge undersøgelser. Vi sikrer os at protokol nummeret er det samme i alle henvisninger, ergo må det også være samme kontrastprotokol der er anvendt, hvor det kun er mængden af kontraststof som varierer. Ud over dette tjekker vi at vi måler i det samme niveau i patienten ved begge undersøgelser. Og vi sikrer at målingerne bliver sammenlignelige mellem patienterne, 15

16 ved at de udvalgte anatomiske strukturer vi måler i, er let genkendelige. Vi tjekker også at snittykkelsen er den samme for at kunne sammenligne de to undersøgelser. Præcision: Præcision er vigtig ved alle former for observationer, således at observationerne bliver så objektive som muligt (Kruuse, 2007 s. 75). Vi har sørget for at være så nøjagtige som muligt i beskrivelser af vores forsøg samt metoder. Vi har angivet hvor mange målinger der er udført, hvor ROIene er placeret, samt hvilke faldgrupper som er vigtige at undgå. Hvis undersøgelsesmetoderne ikke er præcist angivet vil dette påvirke validitetsgraden og jo mere upræcise resultaterne er, des vanskeligere er det at generalisere ud fra. Vi har anvendt programmet Excel til vores databehandling og til udregningerne, samt diagrammer af vores data. Dermed har vi undgået tastefejl under udregningerne, hvilket yderligere øger resultaternes præcision. Vi har også givet en præcis beskrivelse af den repræsentative gruppe som vi har udvalgt så det er muligt at gentage forsøget. Objektivitet: Ifølge Madsen (1986), drejer emnet objektivitet sig om erkendelsens virkelighedsforhold (Kruuse, 2007 s. 30). Vi stræber efter at være så objektive som muligt for at få et realistisk og upåvirket resultat af vores målinger. Til at udføre vores målinger anvender vi det digitale redskab ROI, for at få præcise målinger af de anatomiske strukturers HU og SD. De ROI målinger vi har foretaget er derfor objektive, og kan derfor genskabes igen og igen over tid, ergo er resultaterne konsistente over tid. Kvantificerbarhed: Med kvantificerbarhed menes Kravet om at, undersøgelsesresultaterne skal kunne udtrykkes i tal (Kruuse, 2007 s. 37). Vores kvantitative oplysninger kommer ud fra det antal undersøgelser vi har indsamlet samt resultaterne og statistisk analyser heraf. I løbet af vores forsøg har vi indsamlet en mængde data fra ROI målingerne af de forskellige undersøgelser. Disse undersøgelser er nu repræsenteret som talværdier, som kan anvendes til en kvantitativ analyse af billedkvaliteten. De kvantificerede data kan også anvendes til at vurdere hvorvidt den undersøgte population er repræsentativ, ved hjælp af statistiske test. Vi har anvendt statistiske tests til bl.a. at udregne middelværdier, eventuelle normalfordelinger og signifikante forskelle. 16

17 Repræsentativitet: Ved repræsentativitet mener Kruuse at hvis man skal udvælge en stikprøve af populationen man vil undersøge, skal denne være repræsentativ for populationen i den forstand at udvælgelsen foretages ved hjælp af metoder, der sikrer hver enhed i populationen en kendt grad af sandsynlighed for at indgå i stikprøven (Kruuse, 2007 s. 42). Vores forsøg er repræsentativt for populationen som går til CTundersøgelser og kontrol. Denne population indeholder patienter der vejer mellem 5068 kg, som får lavet CT-scanning af thorax-abdomen med IV kontraststof. Vi har anvendt statiske beregninger og analyser for at konkludere at denne population er repræsentativ og at resultaterne ikke beror på tilfældigheder. Gentagelse: Når man laver en undersøgelse er det vigtigt at denne kan gentages, så det er muligt at kontrollere om resultaterne beror på tilfældigheder, og om de er afhængige af faktorer som tid og sted. For at kunne gentage en undersøgelse kræves det, at der er præcise beskrivelser af definitioner, undersøgelsespopulation, design og målemetoder (Kruuse, 2007 s. 55). Vi har gjort rede for undersøgelses metode og fremgangsmåde så præcist som muligt, så det er muligt at foretage lignende undersøgelser igen på samme måde. Vi har anvendt metoder til objektivt at vurdere billedkvalitet, som er anvendt i flere tidligere publicerede videnskabelige artikler (Nakaura et al., 2012; Buls et al., 2014). Ydermere nævner vi også hvilke fejlkilder vi har stødt på undervejs, som eventuelle lignende studier i fremtiden kan drage nytte af. Reliabilitet: Reliabilitet er den præcision eller konsistens, hvormed en prøve måler det, den måler, i en given population under normale omstændigheder (Kruuse, 2007 s. 56). Vores studie kan anses for at have høj reliabilitet, idet vores forsøgsbeskrivelse er så præcis og grundigt beskrevet at det er muligt at gentage vores resultater. Ved at kunne gentage forsøget samt få tilsvarende resultater, kan forsøget siges at være præcist og konsistent. Vi har også anvendt statistiske tests af den indsamlede data, hvilket yderligere bidrager til pålideligheden af forsøgets resultater. Validitet: Ifølge Kruuse defineres validitet som sandhed, troværdighed, gyldighed og styrke (Kruuse, 2007 s. 60). Når man undersøger om en hypotese kan verificeres eller falsificeres har validiteten en væsentlig rolle. I vores studie har vi opstillet en hypotese som skal verificeres eller falsificeres ved hjælp af analyse af statistiske beregninger samt analyse af artikler. Validitet indebærer at flere af de andre 17

18 videnskabelighedskriterier som præcision og objektivitet, samt kvantificerbarhed opfyldes. Validiteten for de anvendte artikler er også blevet undersøgt ved at lave grundig kildekritik analyse af hver af disse. Generaliserbarhed: Generaliserbarhed indebærer, at man kan drage slutninger ud fra et enkelt eller nogle få tilfælde til samtlige tilfælde Hansen et al. (1974) i Kruuse, 2007 s. 65). En undersøgelses validitet har betydning for om det er muligt at generalisere, da man ikke kan generalisere ud fra resultater som ikke er valide. Ved valide resultater skal man dog stadig være kritisk og ikke nødvendigvis foretage generaliseringer. Generaliserbarhed forudsætter at flere af de andre videnskabelighedskriterier opfyldes. 5.5 Litteratursøgning I dette afsnit vil vi præsentere vores valg af fagbøger og artikler til udarbejdelsen af opgaven. Vi vil også redegøre for metoden hvormed vi har fundet frem til litteraturen som er anvendt, samt gennemgå kildekritik analyse af hver anvendt artikel. Til at finde udvalgte artikler har vi anvendt PH Metropols biblioteks søgebase og den videnskabelige søgedatabase Pubmed.com, som er en medicinsk database fra National Library of Medicine (NLM). Pubmed.com indeholder omkring tidsskrifter med mere end 25 millioner citationer indenfor medicin, sundhed, sygepleje mm. og registreringen går tilbage til 1950 erne. Artiklerne på Pubmed.com er skrevet og gennemlæst af flere andre videnskabelige forskere samt fagpersoner og har af denne grund en vis validitet i forhold til andre søgedatabaser (Pubmed, 2015). Vores kriterier for udvælgelsen af artikler var at de højst måtte være 10 år gamle og at de skulle være så relevante som muligt i forhold til fokusområdet samt have en høj grad af validitet. Udover artikler har vi anvendt litteratur fra pensumlisten på radiografuddannelsen på PH Metropol og sørget for at læse og anvende den nyeste udgave af bøgerne. Ifølge (Rienecker et al., 2012 s ) findes der tre grundlæggende litteratursøgnings metoder: Kædesøgning, systematisk søgning og bevidst tilfældig søgning. Vi har til vores litteratursøgning anvendt søgemetoden systematisk søgning, og denne metode er anvendt da vi ledte efter litteratur om et specifikt emne som var: Kontrast dosis reduktion ved CT abdomen undersøgelser. Vi har efterfølgende suppleret litteraturen fra den systematiske søgning med litteratur fra 18

19 kædesøgning, da vi via referencerne fra de første artikler vi gennemlæste fandt frem til yderligere research på området. Til at begynde med forsøgte vi os med at anvende søgeordene: CT dosis abdomen hvormed der kom 111 hits frem på bibliotekets søgebase hvoraf hit nr. 8 var artiklen Low tube voltage dual source computed tomography to reduce contrast media doses in adult abdomen examinations: A phantom study. Denne artikel passede godt til vores emne omkring kontraststofreduktion og er publiceret i 2014 hvilket passer ind under vores tidsramme. Da denne artikel ikke kunne åbnes gennem links på Pubmed.com, måtte den i stedet bestilles igennem PH Metropols bibliotek. Da vi ønskede at finde flere artikler omkring emnet prøvede vi at anvende søgeordene: CT contrast agent reduction, hvilket resulterede i 197 hits hvoraf hit nr. 5 var artiklen Contrast agent and radiation dose reduction in abdominal CT by a combination of low tube voltage and advanced image reconstruction algorithms som er publiceret i 2015 og dermed også er baseret på nyeste forskning. På samme søgeresultat var hit nr. 3 artiklen Low contrast agent and radiation dose protocol for hepatic dynamic CT of thin adults at 256-detector row CT: effect of low tube voltage and hybrid iterative reconstruction algorithm on image quality(article) som er publiceret i Litteratur og kildetyper Ifølge (Rienecker et al, 2012 s. 174) findes der tre kildetyper som kan inddeles i primærkilder, sekundærkilde samt tertiære kilder. Vi har anvendt både sekundærkilder i form af artikler og tertiære kilder i form af fagbøger. De sekundære kilder er anvendt til at fortolke rå data samt videnskabelige teorier og disse har vi ladet os inspirere af i forhold til vores forsøgs metode samt undersøgelse af vores problemfelt. Vi har anvendt primærkilder til at give os baggrundsviden, samt som opslagsbøger. I nedenstående afsnit vil disse kilder blive præsenteret, samt vil vi argumentere for anvendelsen og validiteten af disse. Low tube voltage dual source computed tomography to reduce contrast media doses in adult abdomen examinations: A phantom study af: Thor, D., Brismar, T., og Fischer, M. Artiklen er publiceret i 2015 og undersøger hvordan man ved brugen af lav kilovolt Dual Source (DS), Single Energy (SE), eller Dual Energy (DE), kan reducere 19

20 kontraststofmængden ved CT abdomen af voksne. Artiklen bygger på et fantom studie hvor der er anvendt fire abdomen fantomer der alle simulerer et BMI fra 16 til 35 kg/m 2. Fantomerne indeholder fire beholdere med koncentrationerne 0, 2, 4 og 8 mgl/ml, og er skannet med en 64 slice DS CT-scanner. De har i forsøget anvendt seks forskellige protokoller med: En Single Source (SS) referenceprotokol (120 kv, 180 mas), fire lav kilovolt SE protokoller (70 kv og 80 kv, hvor både SS og DS anvendes) og én DE protokol med 80/140 kv. Forsøget resulterede i at kontraststoffet kunne reduceres med 53% ved DS 70 kv, 51% ved SS 70 kv, 44% ved DS 80 kv, 40% for SS 80 kv og 20% ved DE. Artiklen konkluderer at man kan anvende DS single energy CT til at reducere kontrast dosis med 44%-53% med fastholdt CNR i voksen abdomen undersøgelser på bekostning af øget stråledosis. DS Dual Energy CT kan reducere kontraststofdosis med 20% med samme stråledosis som en standard 120 kv source. Artiklen er udarbejdet i 2014 og publiceret i 2015 og er derfor meget relevant for os da den bygger på den nyeste forskning inden for vores fokusområde. Det er en meget valid kilde da den er publiceret i Medical physics som er en videnskabelig tidsskrift fra American Association of Physicists in Medicine (AAPM) som er en videnskabelig, uddannelses- samt professionel non-profit organisation hvis funktion er at rådgive fagpersoner inden for medicin. Artiklen er skrevet af tre forfattere der alle arbejder på Karolinska instituttet inden for klinisk videnskab, intervention og teknologi. Vi har anvendt denne til opbygning og inspiration af metoden til indsamling af empiri, Analyse af dataene og til at sammenholde teoretiske udregninger af CNR og SNR som beskrevet i lærebøgerne (Kusk, 2007 s. 87) og (Bushberg, 2012 s. 91). Contrast agent and radiation dose reduction in abdominal CT by a combination of low tube voltage and advanced image reconstruction algorithms af: Buls, N., Gompel, G.V., Cauteren, T. V., Nieboer, K., Willekens, I., Verfailles, G., Evans, P., Macholl, S., Newton, B., og May, J. Artiklen er publiceret i 2014 og bygger på et forsøg der har til formål at opretholde billedkvaliteten ved CT abdomen med lav kilovolt kombineret med to typer iterativ rekonstruktion ved fire reducerede kontraststof doser. I deres forsøg har de scannet minipigs, som er grise specielt opdrættet til medicinske forsøg. Som reference blev grisene scannet med 320 mg I/ml kontraststof ved 120 kv og FBP. Referencescanningerne blev sammenholdt med protokollerne som indeholdt reducerede koncentrationer på 120, 170, 220 og 270 mg I/ml scannet med 80 kv og IR. 20

21 Protokollerne med 170 mg I/ml eller derover viste ens eller højere HU-værdier end referenceprotokollen. Forsøget konkludere at man ved at kombinere 80 kv og IR tillader en kontrast reduktion på mindst 47% samt reducerer stråledosis med 16%. Denne kilde er også en nyere artikel da den er publiceret online i november 2014, hvilket er et af vores kriterier for litteratursøgning. Kilden er publiceret i European Radiology som er en tidsskrift fra European Society of Radiology (ESR) hvilket giver den en høj validitet eftersom European Radiology er Europas førende tidsskrift inden for radiologi. Tidsskriftet publicerer kun originale artikler samt state-of-the-art reviews skrevet af ledende radiologer. Flere af kildens forfattere har anerkendte stillinger samt ph.d.-grad inden for radiologi og medicin og dette giver også kilden validitet da den er skrevet af fagfolk med stor viden omkring området. Denne artikel har vi anvendt til besvarelsen af vores problemformulering, og til at sammenholde vores egne resultater. Artiklen er også anvendt til at udvide vores empiri på området omkring hvorvidt man kan reducere kontraststof i CT abdomen undersøgelser. Low contrast agent and radiation dose protocol for hepatic dynamic CT of thin adults at 256-Detector Row CT: Effect of low tube voltage and hybrid iterative reconstruction algorithm on image quality af: Nakaura, T., Nakamura, S., Maruyama, N., Funama, Y., Awai, K., Harada, K., Uemura, S., og Yamashita, Y. Artiklen er udgivet i 2012 og vurderer hvilken effekt det har på billedkvaliteten at anvende lav kontrastdosis og stråledosis protokol til CT abdomen med lav kv, hybrid iterativ rekonstruktion samt en 256 detektor scanner. Der er lavet et forsøg med 74 patienter der skulle undergå CT-scanning af hepar, hvoraf 39 blev scannet med en standard 120 kv protokol og de resterende 34 blev scannet med en 80 kv protokol med en kontraststofdosis reduktion på 40%. Alle billederne scannet med 80 kv protokollen blev også efterbehandlet med hybrid IR. Den effektive stråledosis, billedstøj og CNR for CT-scanningerne med 120 kv, 80 kv og 80 kv med hybrid IR, blev for hver protokol evalueret vha. Student t-test. Dette resulterede i at den effektive stråledosis blev reduceret med 51% i løbet af den hepatiske arterielle fase, 48% lavere i den venøse fase med 80 kv protokollen i forhold til 120 kv protokollen. Hybrid IR reducerede billedstøjen med 23% i den arterielle fase og 24% i den venøse fase. Der var ikke signifikant forskel i CNR for nogle af ROIs mellem 80 kv med hybrid IR og 120 kv 21

22 protokollen. Artiklen fastslår at lav kv med hybrid IR kan reducere stråle- og kontraststof dosis betydeligt med forsvarlig billedkvalitet for CT-scanning af hepar ved tynde patienter. Artiklen er skrevet i 2012 hvilket overholder vores kriterier om at anvende nyere viden og forskning på området. Kilden er publiceret i Radiological Society of America som er en non-profit medicinsk organisation. Alle forfattere der har medvirket i artiklen har enten en ph.d.- eller mastergrad i radiologi hvilket gør artiklens viden høj valid, da forfatterne dermed har stor kendskab til området de forsker indenfor. Denne artikel har vi anvendt som inspiration i forhold til placering af diverse ROIs i vores forsøg Fagbøger Multislice CT - Billedkvalitet, dosis & teknik er skrevet af Kusk, M. W. som er uddannet radiograf. Denne bog tager udgangspunkt i multislice CT i år 2011 og det apparatur der anvendes på danske røntgenafdelinger. Bogen gennemgår det basale indenfor CT-scannerens opbygning, samt billedrekonstrueringen og definerer også begreberne, billedkvalitet og dosis. Vi har anvendt denne bog til teorien bag CT-scanning, samt til at definere begrebet billedkvalitet som er en vigtig forudsætning for at forstå opgavens besvarelse af problemformuleringen. Kvantitative forskningsmetoder i psykologi og tilgrænsende fag er skrevet af Kruuse, E. Denne bog er udgivet i 2007 og er den 6. udgave. Bogen giver en definition af videnskabsbegrebet samt forskningsbegrebet i teorien. Den beskriver de forskellige positivistiske videnskabelighedskriterier i forhold til hinanden. Denne bog har vi anvendt til at søge empiri omhandlende videnskabsteori og forskningsmetoder til vores forsøg og opgave. Vi har i vores metodeafsnit beskrevet og anvendt Kruuses positivistiske videnskabelighedskriterier i forhold til opgaven. The Essential Physics of Medical Imaging, er skrevet af Bushberg, J. T. som er klinisk professor i radiologi og har en ph.d.-grad. Bogen er udgivet i 2012 og er 3. udgave. Bogen beskriver de grundlæggende principper, men også i dybere detaljer for 22

23 de diagnostiske modaliteter: konventionel røntgen, fluoroskopi, mammografi, CT og MRI, ultralyd og nuklearmedicinsk billeddannelse. Vi har anvendt denne bog til at klargøre og definere teoretiske begreber. 6.0 Teori afsnit I dette afsnit vil vi redegøre for de teoretiske begreber, som vi finder nødvendige at definere, for som læser at kunne forstå opgavens indhold, analyse og diskussion af resultater, samt konklusion og perspektivering. Definitionerne og begreberne vil blive fremstillet i relation til hvordan vi har anvendt teorien til at besvare problemfeltet. 6.1 Iterativ rekonstruktion (IR) FBP har de seneste årtier været den primært anvendte rekonstruktionsmetode af CTscanninger. Men udviklingen inden for algoritme design og computer hardware, har medført at IR de seneste år har vundet indpas i klinisk praksis (Bushberg, 2012 s. 357). I forhold til FBP er IR mindre følsom overfor støj, og man vil derfor kunne reducere stråledosis og opnå den samme billedkvalitet. IR teknikken bygger på en gennemgående række serier af iterationer, gentagelser om man vil, som for hver gentagelse som dataene gennemgår, kommer tættere på det virkelige billede af patientens anatomi. Man vil dog aldrig opnå 100% overensstemmelse med patientens anatomi, da man ikke kan undgå en hvis mængde støj i rådata, som danner udgangspunktet for rekonstruktionen af det endelige billede (Kusk, 2011 s. 67). Alle større fabrikanter af CT-scannere har udviklet deres egen version af IR, hvor det er de indberegnede modeller i IR metoden, som varierer de forskellige metoder fra hindanden. Den seneste og mest omfattende version af IR, Model Based Iterative Reconstruction (MBIR), skiller sig ud ved at tage højde for en række kendte faktorers indflydelse på billedkvaliteten (Kusk, 2011 s. 69). For at forbedre billedkvaliteten ved MBIR medregnes f.eks.: Arealet af fokus-pletten. I MBIR medregnes røntgenstrålingens udbredelse fra arealet af fokus-pletten. Normalt antages det, at fokus er et punkt uden udbredelse. Normalt antages det at røntgenstråling er mono-energetisk. I MBIR medregnes den poly-energetiske natur af røntgenstrålingen. 23

24 Modeller for anatomiens indflydelse på svækkelsen af strålingen. Opførelsen af støj forårsaget af systemets forskellige komponenter. Digitaliseringens indflydelse på støj i billedet Ifølge Kusk, medfører disse antagelser en yderligere reduktion af støj i billedet. Til gengæld øges beregningstiden, som kan være en forhindring i klinisk praksis, men som på sigt vil reduceres i takt med udviklingen af processorkraft. 6.2 Anvendt statistik I dette afsnit vil vi beskrive hvordan de statistiske metoder er anvendt til at belyse forskellene på resultaterne ved 100 ml og 60 ml kontraststof. Vores data stammer fra en population på 18 patienter, hvor alle er CT-scannet med 100 ml og 60 ml kontraststof. Data er dermed parret data, før og efter en intervention (Lund et al., 2004 s. 88). Før at man kan udregne hvorvidt der er signifikante forskelle mellem værdierne for ROI målingerne i HU, SNR og CNR ved 100 ml og 60 ml, er det en forudsætning, at undersøge hvorvidt differencen mellem værdierne ved de to kontraststofmængder er normalfordelte. En normalfordeling kan beskrive hvordan en population er fordelt, og når man måler på en stikprøve kan man principielt kun udtale sig om denne. Pointen med statistikken er at bruge stikprøven til at drage konklusioner på vegne af populationen (Bendsen, 2015 s. 30) Probit-plot For at afgøre om en stikprøve kan antages at stamme fra en normalfordelt population, har vi anvendt et probit-plot ved at følge metoden som den er beskrevet i Bendsen, (2015 s. 25). Nedenstående figur viser probit-plottet for data fra aorta. Værdierne på x-aksen er givet af differencen mellem HU i aorta ved 100 ml og 60 ml. Y-aksen er givet ved Excel funktionen NORM.INV (sandsynlighed, gennemsnit, standardafvigelse) som er en invers normalfordelings funktion. Sandsynligheden, p, er givet ved: 24

25 hvor r er rangen af differencen som er sorteret fra lavest til højest, og n er antallet af data. Jo mere lineær sammenhæng der er mellem dataene, jo tættere er dataene på at være normalfordelte. Figur 2 viser et probit-plot af differencen mellem HU-værdierne målt i aorta ved 100 ml og 60 ml. Korrelationskoefficienten, som ofte betegnes R², fortæller i dette tilfælde om graden af lineær sammenhæng mellem plottene og tendenslinjen. Korrelationskoefficienten R² er et tal mellem 0 og 1, hvor: R² = 0 viser at der ikke er sammenhæng mellem tendenslinjen og plottene. R² = 1 viser en perfekt lineær sammenhæng (Madsen, 2014 s. 153). I opgaven anvender vi korrelationskoefficienten fra probit-plottet som indikator for graden af lineær sammenhæng, og dermed som sandsynligheden for at differencen er normalfordelt (Bendsen, 2015 s. 32). Af eksemplet i figur 2 kan det ses, at R²=0.959, hvilket viser en høj grad af lineær sammenhæng og normalfordelingen kan dermed antages. Metoden er tilsvarende blevet anvendt til de resterende differencer mellem HU, SNR og CNR, hvor korrelationskoefficienterne, tilsvarende eksemplet i figur 2, viser at alle differencerne tilnærmelsesvist er normalfordelte. 25

26 6.2.2 Parret t-test Som nævnt er det en forudsætning for anvendelsen af t-testen at dataene er normalfordelte hvilket vi har vist er tilfældet via probit-plottene. Da vores data er parrede har vi anvendt en parret t-test. Denne test anvendes til at sammenligne middelværdierne i to parrede stikprøver. At stikprøver er parrede betyder at der er en naturlig måde at parre dataene fra den ene stikprøve med dataene fra den anden stikprøve. Fremgangsmåden er at man beregner differencen for hver talpar af de to stikprøver hvilket resulterer i 1 stikprøve der indeholder de udregnede differencer. En ttest laves af denne stikprøve med formål at undersøge om der er en signifikant forskel. Vi har anvendt Excel funktionen T.TEST til at udregne sandsynligheden, P, som er forbundet med testen. P-værdien anvendes til at be- eller afkræfte en opsat nulhypotese, som siger at der ikke er signifikant forskel mellem de testede datasæt. Ligger P-værdien over 0.05 vil det indikere at der ikke er en signifikant forskel og nulhypotesen kan bekræftes. Ligger resultaterne under 0.05 vil det indikere at der er signifikant forskel og nul-hypotesen kan afkræftes (Bendsen, 2015 s. 64). 6.3 Billedkvalitet I dette afsnit vil vi gøre rede for de begreber vi vil anvende til at vurdere, og dermed gøre det muligt, at sammenligne billedkvaliteten mellem CT-scanninger af den samme patient ved to forskellige kontraststofdoser. Faktorerne lavkontrastopløselighed (LKO) og rumlig opløsning (RO) vil normalt blive brugt til at beskrive begrebet billedkvalitet, men da disse faktorer er afhængige af scanningsprotokollens opsætning og dermed patient stråledosis, finder vi det nødvendigt at anvende en alternativ tilgang til vurdering af begrebet. Da vi vil undersøge effekten- og forskellen mellem de to forskellige kontraststofdoser, finder vi det relevant at benytte begreberne SNR og CNR, til at beskrive de to kontraststofdosers indflydelse på billedkvaliteten Region of interest (ROI), Standard Deviation (SD) Måling af HU-værdier sker ved at placere en ROI i det område man ønsker at undersøge. I PACS kan en ROI bl.a. tegnes i fri hånd med cursoren eller den kan placeres i cylindrisk og elliptisk form. Jo større arealet af den placerede ROI er, jo flere 26

27 pixels kan medregnes i beregningen af middelværdien som bliver outputtet, eller resultatet af den placerede ROI i HU. En større ROI vil have mere data (pixels) tilgængeligt end en mindre ROI, og dermed kunne beregne middelværdien mere præcist. Dog med den forudsætning at ROIen er placeret i et homogent område og inden for de anatomiske grænser. En ROI måling i væv med flere HU-værdier vil medføre en højere SD-værdi (Kusk, 2011 s. 87). Derfor har vi sørget for ikke at placere en ROI hvor der forekommer plaques i aorta, artefakter fra stents, aneurysmeclips og andet indopereret metal. Vi har samtidigt undgået kontrastfyldte kar, galdegange, cyster og metastaser ved ROI målingerne i hepar. For at kunne beskrive støj i billedet med en numerisk værdi, er SD-værdien blevet indført som et udtryk for den gennemsnitlige variation af et måleresultat. SD-værdien forstås dermed som afvigelsen fra middelværdien af arealet i en ROI måling. Så jo lavere SD-værdi, jo mindre støj i målingen, som dermed må have en højere grad af præcision (Kusk, 2011 s. 86) Signal Noise Ratio (SNR) I digital billedbehandling kan SNR defineres som signalet i forhold til den detekterede støj i billedet. Forholdet beskriver hvor stor en del af signalet som består af støj. Når signalet beskrives, som N og støjen beskrives som afvigelsen af signalet som SD, så er signal/støj forholdet givet ved (Kusk, 2011 s. 87): For at opretholde en diagnostisk sikkerhed er man interesseret i en SNR over 5 (Kusk, 2011 s. 88). Dette er også kendt som Rose Criterion efter Albert Rose. Rose Criterion fastslår at et billedes SNR mindst skal være 5 eller højere før at man med sikkerhed, kan identificere og adskille detaljer i billedet fra støj. Samtidigt falder et objekts synlighed i takt med at SNR bevæger sig mod nul (Bushberg, 2008 s. 92) Contrast Noise Ratio (CNR) CNR er en anden måde at vurdere billedkvalitet kvantitativt. CNR ligger tæt op af SNR, men adskiller sig ved at beskrive forskellen mellem to forskellige vævs indbyrdes 27

28 kontrast i forhold til SD værdien for baggrundskontrasten. Kontrast/støj forholdet er dermed givet ved (Buls et al., 2014): Hvor N 1 er de gennemsnitlige HU for det område man ønsker CNR udregnet for (f.eks. aorta abdominalis), N 2 er den gennemsnitlige HU baggrundskontrast (musculus erector spinae) og SD N 2 er SD værdien for N 2. Den relative forskel i CNR kan anvendes til at afgøre i hvilken grad en parameterkonfiguration påvirker evnen til at differentiere mellem to væv (Kusk, 2011 s. 90). Til at udregne CNR i aorta abdominalis, vena porta og hepar, har vi valgt musculus erector spinae som baggrundskontrast, jævnfør med Buls et al. (2014) da dette væv i høj grad er uafhængig af kontraststofdosen. Ifølge Cherry et al. (2012) kan Rose Criterion også anvendes til at vurdere hvorvidt en given CNR lever op til de diagnostiske krav. Ligesom ved SNR, skal CNR være over en bestemt tærskel før observatøren med sikkerhed kan være i stand til at skelne mellem et objekt og støjgenererede kontrastforskelle. Der er forsket meget i dette emne og konklusionen er at et objekts CNR skal være over 3-5 for at være detekterbart (Cherry et al., 2012). Den faktiske værdi afhænger af objektets størrelse og form, kantskarphed, synsafstand og observatørens erfaring (Cherry et al., 2012). Da Rose Criterion her er givet ved et interval, hvor CNR skal være større end 3-5, anvender vi intervallet således; at når CNR er lig med eller større end 3 er billedkvaliteten acceptabel, og når CNR er lig med eller større end 5 er billedkvaliteten god. Vi finder det relevant også at anvende Rose Criterion til vurdering af billedkvaliteten ud fra de udregnede CNR, eftersom Cherry et al. (2012) anvender samme metode til at evaluere billedkvaliteten ved nuklear medicinsk billeddannelse, hvor CNR i høj grad er den faktor man anvender til at vurdere billedkvaliteten. 28

29 7.0 Resultater og Dataanalyse I dette afsnit vil vi præsentere resultaterne af ROI målingerne som gennemsnit for hele populationen og sammenligne forskellene af de målte værdier i HU og udregnede værdier, CNR og SNR, ved at angive de gennemsnitlige forskelle mellem 100 ml og 60 ml i procenter, samt P-værdierne for alle forskellene mellem 100 ml og 60 ml. De udregnede værdier CNR og SNR vil blive holdt op imod Rose Criterion for at vurdere billedkvaliteten ved 100 ml og 60 ml med henblik på kontraststoffets udfyldelse af aorta abdominalis og vena porta og kontraststofopladningen i hepar. Tærsklen som SNR skal overstige for at opnå diagnostisk billedkvalitet bliver sat til 5 og over (Bushberg, 2008 s. 90; Kusk, 2011 s. 88), hvor tærsklen for CNR bliver sat som et interval 3-5 (Cherry et al., 2012), hvor 3 er acceptabel og 5 er god billedkvalitet. 7.1 Populationen Den lavest registrerede vægt på undersøgelsestidspunktet var 50 kg og den højeste 68 kg. Der er kun noteret vægt af patienten ved under halvdelen af CT-scanningerne som indgår i dataene, men vi har vurderet, ud fra åben dokumentation og kontraststofprotokoller fra patientens andre undersøgelser, at alle patienternes vægt må ligge mellem 50 kg og 68 kg. Dette er en antagelse, men vi mener at kunne stå ved denne, da der mindst en gang er noteret vægt i løbet af alle inkluderede patienters CTundersøgelser. Den gennemsnitlige DLP for CT-scanningerne ved 100 ml kontraststof er 532.8±151.8 mgy*cm, hvor den gennemsnitlige DLP for CTscanningerne ved 60 ml kontraststof er 457.5±141.8 mgy*cm. P-værdien (P=0.0392) viser at der er signifikant forskel mellem stråledoserne ved 100 ml og 60 ml, men da forskellen er relativt lille, antager vi at populationen har fået sammenlignelige stråledoser. Med denne antagelse udelukker vi at forskellen i stråledoserne har påvirket ROI målingerne væsentligt, hvormed det udelukkende er forskellen mellem 100 ml og 60 ml kontraststof som påvirker resultaterne. Tabel 1 viser dataene fra de i alt 18 patienter som er scannet ved en 100 ml og 60 ml kontraststof protokol. 29

30 Tabel 1. Alle værdierne for HU, SNR, CNR og DLP er udtrykt som gennemsnittet ± standardafvigelsen for populationen ved 100 ml og 60 ml. Tabellen viser de procentmæssige forskelle mellem værdierne for HU, SNR, CNR og DLP, ved 100 ml og 60 ml kontraststof, samt P værdierne for de anvendte t-tests. *Den gennemsnitlige DLP beror på et datasæt fra 15 patienter. Som man kan forvente, er der en tydelig forskel i HU, SNR og CNR, mellem 100 ml og 60 ml, da den indbyrdes forskel mellem de to doser er 40%. Med aorta abdominalis som eksempel, er koncentrationen heri 40% lavere ved 60 ml end 100 ml, hvilket har den effekt, at der vil være færre iod-atomer i det kontraststof fyldte kar til at svække røntgenstrålernes gang, med det resultat at aorta abdominalis vil have en lavere indbyrdes kontrast forskel i HU, i forhold til det omkringliggende væv. Af tabel 1 fremgår det, at der ikke er signifikant forskel mellem ROI målingerne i HU af musculus erector spinae ved 100 ml og 60 ml kontraststof (P=0,054). Dette stemmer overens med kriteriet for valg af baggrundskontrast til udregningerne af CNR, (at baggrundskontrasten bliver målt i et anatomisk område som uafhængig af kontraststofdosen). Opsummeringen af P-værdierne for de resterende forhold lyder, at der i alle andre tilfælde, er signifikant forskel mellem HU, SNR og CNR ved 100 ml og 60 ml kontraststof. 30

31 7.2 Resultaterne sammenholdt med Rose Criterion Ud fra tabel 1 ses det at de gennemsnitlige SNR for aorta abdominalis(10.4±2.9), vena porta(10.4±3.0) og hepar(7.8±2.4) ved 100 ml kontraststof i alle tilfælde ligger over tærsklen på 5, som indikerer en god billedkvalitet. Det samme gør sig gældende for de gennemsnitlige værdier for SNR i aorta abdominalis(7.5±1.9), vena porta(7.6±2.0) og hepar(6.8±1.1) ved 60 ml kontraststof. Ved 100 ml er de gennemsnitlige CNR større end 5 i både aorta abdominalis(7.7±1.7) og vena porta(8.4±1.7), hvor CNR for hepar(4.2±1.1) opfylder kriteriet for acceptabel billedkvalitet. Ved 60 ml, overstiger vena porta CNR (5.5±1.0), hvor aorta (4.8±1.1) tilnærmer sig tærsklen for god billedkvalitet. Middelværdien for CNR i hepar (3.1±0.5) lever op til den fastsatte tærskelværdi på 3 for acceptabel billedkvalitet, hvor enkelte tilfælde ikke opfylder kriteriet. For at danne et overblik af billedkvaliteten individuelt blandt patienterne, og samtidigt sætte den enkelte patient i relation til resten af populationen, har vi opstillet værdierne for SNR og CNR i aorta abdominalis, vena porta og hepar ved 100 ml og 60 ml i seks individuelle histogrammer. Hensigten med hver enkelt histogram er, at visualisere værdierne for SNR og CNR separat for aorta abdominalis, vena porta og hepar, hvor begge undersøgelser for hver individuel patient indgår i samme graf. Graf

32 Af graf 1.1 fremgår det at der er stor variation af SNR mellem patienterne. Patient 6, 8, 14 og 18 skiller sig ud fra resten af populationen og ligger langt over Rose Criterion for god billedkvalitet ved 100 ml. Ved 60 ml ligger enkelte patienter lige under tærsklen på 5. Graf 1.2 Graf 1.2 viser at CNR for alle undersøgelser med 100 ml kontraststof opfylder Rose Criterion for god billedkvalitet. Grafen viser også at CNR varierer meget imellem patienterne ved 100 ml. CNR for 60 ml opnår i de fleste tilfælde god, hvor der i enkelte tilfælde er acceptabel billedkvalitet. Graf 2.1 Graf 2.1 viser igen at der ved 100 ml er betydelig variation af SNR værdierne set over populationen. Her skiller patient 6 sig især ud med en SNR på Ved 60 ml er der 32

33 også tydelige forskelle i SNR mellem patienterne, og i flere tilfælde er der sågar meget små forskelle mellem SNR ved 100 og 60 ml for den enkelte patient. SNR værdierne for begge doser opfylder tilnærmelsesvist Rose Criterion. Graf 2.2 Graf 2.2 viser samme tendenser som de tre foregående grafer, hvor værdierne ved 100 ml i langt de fleste tilfælde ligger et godt stykke over tærsklen for god billedkvalitet. Ved 60 ml tilnærmer CNR værdierne sig god billedkvalitet, hvor enkelte tilfælde ligger midt i mellem acceptabel og god. Graf 3.1 Graf 3.1 viser både mindre variation mellem patienterne og mellem kontraststofdoserne og bryder dermed tendensen fra de forrige grafer. Én undersøgelse skiller sig ud fra 33

34 resten, ved at have en SNR på 2.1 hvilket er langt under Rose Criterion. Hvorvidt resultatet beror på patologiske faktorer, upræcise ROI målinger eller en anden ukendt faktor, er svært at analysere sig frem til, da patientens øvrige resultater for SNR samt CNR, viser de samme tendenser som resten af populationen og opfylder Rose Criterion i de andre anatomiske punkter. Graf 3.2 I Graf 3.2 ses det at der er flere tilfælde, hvor CNR i hepar ved både 100 ml og 60 ml, ikke opfylder kriteriet for acceptabel billedkvalitet. Graferne 1.1, 1.2, 2.1 og 2.2 viser en tendens om, at 100 ml medfører en større variation af værdierne SNR og CNR i mellem patienterne. For at følge op på dette har vi samlet standardafvigelserne fra tabel 1 og opstillet disse i nedenstående skema. Tabel 2 viser standardafvigelsen af de gennemsnitlige værdier for HU, SNR og CNR ved 100 ml og 60 ml. 34

35 De angivne SD værdier for HU, SNR og CNR er hentet fra tabel 1 og er af hensyn til overskueligheden opsummeret i et separat skema. Af tabel 2 fremgår det at den indbyrdes forskel mellem SD værdierne for HU i aorta abdominalis, vena porta og hepar ved 100 ml og 60 ml er relativt lille, men at SD værdierne i alle tre tilfælde er højest ved 100 ml. Igen ved 100 ml er SD værdierne for både SNR og CNR betydeligt højere end SD værdierne for SNR og CNR ved 60 ml. Det at SD værdierne ved 100 ml i alle tilfælde er højere end SD værdierne ved 60 ml, må betyde, at resultaterne af HU, SNR og CNR varierer mere imellem patienterne ved 100 ml kontraststof end ved 60 ml, samlet set over hele populationen. Dette kan tolkes som at 60 ml kontraststof giver en mere jævn kontrast udfyldning af aorta abdominalis og vena porta og kontrastopladning i hepar end 100 ml kontraststof. 7.3 Opsummering af resultater og analyse SNR ligger over 5 i aorta abdominalis, vena porta og hepar ved både 100 ml og 60 ml kontraststof. Og CNR for næsten alle individuelle undersøgelser ligger over intervallet 3-5. Sammenholdt med Rose Criterion bekræfter SNR og CNR sammen den diagnostiske sikkerhed for begge kontraststof doser. Vi ved at alle undersøgelserne er beskrevet af en radiolog ved 100 ml og 60 ml kontraststof uden anmærkninger til billedkvalitet eller kontrastopladning. Ergo må billedkvaliteten i alle tilfælde opfylde de diagnostiske krav, hvilket resultaterne, SNR og CNR i forhold til Rose Criterion også bekræfter. Med udgangspunkt i dette, kan man stille spørgsmål ved, om det er nødvendigt med 100 ml kontraststof, når man allerede opfylder de diagnostiske krav ved 60 ml. Visuelt er der en tydelig forskel mellem 100 ml og 60 ml, hvilket forskellene mellem de gennemsnitlige HU værdier også antyder (166.7±17.0 HU vs ±16.8 HU) for aorta abdominalis, men set i lyset af ovenstående kan det tænkes, at en del af patienterne har fået en unødig høj kontraststofdosis ved 100 ml. Samtidigt er der enkelte tilfælde ved 60 ml, hvor CNR for hepar ikke lever op til Rose kriteriet (3.1±0.5) og dette må tolkes som at kontraststofdosen i de enkelte tilfælde ikke har været tilstrækkelig. 35

36 8.0 Diskussion I Thor et al. (2015) er det illustreret at man kan reducere kontraststofdosis med 44%53% med Dual Source (DS) Single Energy CT, dog på bekostning af, at man i stedet får en øget stråledosis. At man ved DS Single Energy CT kan halvere kontraststofdosis, kan være relevant i forhold til CT-undersøgelser af patienter med nedsat renalfunktion, hvor de til gengæld for en lidt højere stråledosis kan få en lavere kontraststofdosis. Med denne metode ville man højst sandsynligt kunne forhindre flere akutte bivirkninger. Det kan selvfølgelig diskuteres om det er forsvarligt at udsætte patienter for en højere stråledosis, for at reducere kontraststofmængden og det ville her være en opvejning mellem akutte bivirkninger og langtidssigtede bivirkninger. Ud over dette resultat, er de også kommet frem til at man ved DS Dual Energy CT kan reducere kontraststoffet med 20% og stadig opretholde samme stråledosis som ved en standard 120 kv scanning. Resultaterne viser at artiklens metode kan anvendes til at opnå en reduktion af kontraststofmængden ved undersøgelser, når man ikke ønsker at øge stråledosis men samtidigt ønsker at opretholde billedkvaliteten. Hvis man skulle efterleve ALARAprincippet i forhold til kontraststof kunne denne protokol være et passende forslag, da man derved kan reducere kontraststofmængden betydeligt og stadig bevare billedkvaliteten uden at øge stråledosis til patienten. På det organisatoriske plan ville dette kvalitetstiltag ikke være et ressourcekrævende problem, tværtimod ville afdelingerne evt. kunne spare på kontraststof og dermed også spare ressourcer. På det sundhedsfaglige plan ville dette tiltag heller ikke kræve mere personale eller nye kompetencer, men undervisning på området omkring indførelsen. Fremtidsmæssigt og med udviklingen af diabetes ville sådan et kvalitetstiltag kunne resultere i et lavere antal kontrastinducerede sygdomme, hvilket også ville resultere i en bedre patientoplevet kvalitet. Så længe de diagnostiske krav er overholdt ville dette kun forbedre undersøgelsen samt efterforløbet for patienten. Ressourcemæssigt vil det være et større problem at risikere at påføre flere patienter kontrastinducerede nyreproblemer og lignende da man i fremtiden ville skulle bruge flere ressourcer på medicin og sygehusindlæggelser til disse end hvis man havde forsøgt at afværge problemet allerede ved undersøgelsen. 36

37 I Buls et al. (2014) præsenteres en anden metode hvormed det er muligt at reducere kontraststofmængden ved at anvende en lavere koncentration af iod pr. ml og anvende 80 kv i stedet for 120 kv. I artiklen sammenlignes fire forskellige koncentrationer på 120, 170, 220 og 270 mg I/ml kontraststof med en referencekoncentration på 320 mgi/ml. Kombinationen af 170 mg I/ml og 80 kv resulterede i at kontraststofdosen blev reduceret med 47%, hvor billedkvaliteten stadig var sammenlignelig. Udover at kunne reducere kontraststofdosen betydeligt, var det også muligt at reducere stråledosis med 16%. Artiklen nævner også at forsøget kun egner sig til standardpatienter, da adipøse patienter vil kræve en højere kv og derfor også en større mængde kontraststof. Derfor vil det ikke nødvendigvis være muligt at reducere kontraststofmængden i disse tilfælde. Tilsvarende vil man eventuelt kunne reducere kontraststofmængden yderligere for mindre patienter, samt også reducere kv yderligere. Referenceprotokollen som er anvendt i artiklens forsøg er baseret på FBP. Det er flere gange vist i foregående studier, og er alment anerkendt (Kusk, 2011), at IR er støjreducerende og dosisbesparende i forhold til FBP. Det skal også nævnes at selvom forsøget er lavet på grise, hvilket er et af de dyr hvis anatomi lægger sig tæt op ad menneskers, at resultaterne og konklusionen ikke kan overføres direkte til mennesker, men at forsøget er med til at udvikle forskning på området. Resultaterne fra denne artikel kan ifølge forfatterne ikke direkte overføres til indikationer som kardiovaskulære sygdomme, tumorer i pancreas eller læsioner i hepar. Billedkvaliteten ved denne teknik, kan blive hæmmet af at billedet kan få et blotchy eller tåget udtryk som er forbundet med kombinationen af lav kv og IR. Da vores studie er retrospektivt, er det svært at sammenligne vores tal og resultater med de to artiklers resultater. Vi er stødt på et stort antal begrænsninger ved ikke at have været tilstede på undersøgelsestidspunktet, og dermed er der opstået en del variabler vi ikke kan kontrollere. Dette vil blive uddybet senere i bias afsnittet. Begge artikler er baseret på prospektive forsøg med enten fantomer og eller dyr, hvor de har kunnet kontrollere scannings- og kontraststofprotokollen. Resultaterne af ROI målingerne som Buls et al. (2014) fremstiller, afspejler også dette, set i lyset af vores målinger, som ikke tilnærmelsesvist kommer i nærheden af de værdier, som bliver målt i forsøget på grisene. Vores data kan derimod anses som stikprøver fra et reelt dagsprogram af CT-scanninger og afspejler hermed virkeligheden og variationen af patienterne imellem, hvilket variationerne af vores ROI målinger også afspejler. 37

38 8.1 God eller acceptabel billedkvalitet Ved at sammenholde vores SNR udregninger for aorta abdominalis, vena porta og hepar ved 100 ml med Rose Criterion, er der en tydelig indikation for at disse tal overholder kriteriet for god billedkvalitet, da alle værdier ligger langt over 5. SNR for aorta abdominalis, vena porta og hepar ved 60 ml ligger ligeledes også alle over 5, hvilket indikerer at 100 ml er i overkanten, hvis god billedkvalitet kan opnås allerede med 60 ml. Dog beskriver SNR ikke alene billedkvaliteten og derfor har vi ligeledes sammenlignet tal for CNR. Udregningerne for CNR i aorta abdominalis og vena porta ved 100 ml ligger også over 5 hvilket opfylder kriteriet for god billedkvalitet, hvor CNR for hepar ligger under 5 men over 3 hvilket indikerer en acceptabel billedkvalitet. CNR for vena porta ved 60 ml ligger over 5 og CNR for aorta abdominalis tilnærmer sig tærsklen med 4.8, hvor hepar ved 60 ml akkurat ligger over 3 og derfor kun svarer til acceptabel billedkvalitet. Man kan her argumentere for at 60 ml ved nogle undersøgelser er i underkanten, da enkelte undersøgelser ved 60 ml har en CNR på under 3 i hepar. Men samtidigt er det ved flere undersøgelser i overkanten at anvende 100 ml, da dette falder langt over kriteriet for god billedkvalitet ifølge Rose Criterion. Enkelte undersøgelser har derved fået en utilstrækkelig mængde kontraststof ved 60 ml og 100 ml viser sig i fleste tilfælde at være mere end rigeligt. Løsningen på dette kunne derfor være at give mere end 60 ml og mindre end 100 ml, hvilket kunne gøres ved at indsætte flere intervaller i kontraststof protokolopdelingen. Som forventet er der en væsentlig forskel i kontrastopladningen af hepar, aorta abdominalis og vena porta når resultaterne for 60 ml sammenlignes med resultaterne for 100 ml. Dog har vores forsøg vist at selvom kontrastopladningen er mindre ved 60 ml end ved 100 ml, at billedkvaliteten stadig er tilstrækkelig set fra et diagnostisk udgangspunkt. Ydermere var der ingen af beskrivelserne som havde anmærkninger om utilstrækkelig kontraststofopladning ved 60 ml kontraststof. Vi vil derfor mene at det er muligt at reducere mængden af kontraststof ved disse undersøgelser og stadig opretholde en diagnostisk billedkvalitet, da alle undersøgelser var blevet beskrevet af en radiolog. 38

39 Vi har vist at det er muligt at reducere kontraststofdosen med 40%, ud fra opstillingen af vores resultater i forhold til Rose Criterion og argumentet for, at billedkvaliteten ved både 100 ml og 60 ml kontraststof i alle tilfælde var tilstrækkelig, for at undersøgelsen blev beskrevet. Hertil skal det dog tydeliggøres, at billedkvaliteten ikke er sammenlignelig mellem kontraststofdoserne på 100 ml og 60 ml hvilket samtlige Pværdier (P<.01) også viser, men at billedkvaliteten er tilstrækkelig ved 60 ml i forhold til populationen. 9.0 Konklusion På baggrund af resultaterne fra de anvendte artikler og vores eget forsøg, kan vi konkludere at det er muligt at reducere mængden af kontraststof ved CT-undersøgelser af thorax-abdomen og stadig opretholde en diagnostisk billedkvalitet. Det er vist at der er flere metoder hvormed at man kan opnå dette. Vores resultater viser at man inden for den undersøgte population, kan opnå god eller acceptabel billedkvalitet med 100 ml såvel som 60 ml kontraststof ved en CT thorax-abdomen. På baggrund af vores resultater konkluderer vi at det er muligt at reducere kontraststofmængden fra 100 ml ned til 60 ml og stadig opnå acceptabel billedkvalitet. Vi anbefaler samtidigt at en kontraststofmængde mellem 60 ml og 100 ml vil være en forudsætning for en god billedkvalitet. Vi konkludere derfor at en finere intervalinddeling vil være en passende løsning på problemstillingen. De anvendte artikler konkluderer også at det er muligt at reducere kontraststofdosis uden at forringe den diagnostiske billedkvalitet, og at der findes flere metoder til at opnå dette. Artiklen af Thor et al. (2015) formår at reducere kontraststofdosis med 20% ved hjælp af DS Dual Energy CT og stadig opretholde billedkvaliteten. Buls et al. (2014) fremlægger en anden metode hvormed man kan reducere kontraststofdosis, ved at anvende 80 kv og en kontraststof koncentration på 170 mg I/ml hvilket i artiklen resulterede i en kontraststof reduktion på 47% uden at forringe billedkvaliteten. 39

40 10.0 Bias Der er en række fejlkilder som er opstået ved, at vi ikke har været til stede på selve undersøgelsestidspunktet. Dette har givet uforudseelige problemer ved indsamlingen af oplysninger vedrørende CT-undersøgelserne. Vi har erfaret en utilstrækkelig registrering af patientoplysninger, hvilket har vist sig at være begrænsende for sammenligneligheden af patientens individuelle undersøgelser og sammenligneligheden af patienterne imellem. Dette er ulemper som er forventelige og er forbundet med retrospektive studier. Vi havde oprindeligt planlagt at patientens vægt skulle noteres i forsøgs skemaet og indgå i forsøget. I røntgenafdelingen er det dog ikke en standard, at notere patientens vægt på undersøgelsestidspunktet, og da der i de fleste tilfælde kun er noteret vægt ved den ene af patienternes undersøgelser, har vi valgt at undlade patientens vægt på undersøgelsestidspunktet fra forsøget. Vi har i stedet vurderet patientens vægt ud fra patientens andre undersøgelser i samme periode, og har heraf draget antagelsen om, at alle inkluderede patienters vægt lå mellem 50 kg og 68 kg, hvor 50 kg var den laveste og 68 kg den højeste vægt registreret blandt alle patienter. Vi kunne have valgt at dokumentation af patients vægt var et inklusionskriterie, det ville dog gøre indsamlingen af empiri langt mere omfattende, da sandsynligheden for at finde et match af to CT thorax-abdomen ved 100 ml og 60 ml, fra sammenlignelige CTscannere, ville falde drastisk. Et andet punkt er at de forskellige fabrikanter og generationer af scannere, har forskellige måder hvormed de angiver scannings parametrene som er anvendt til scanningen. Der er f.eks. ikke overensstemmelse mellem fabrikanterne hvordan patientdosis angives, nogle scannere angiver CTDI-max, hvor andre angiver CTDImean eller blot en CTDI-værdi, og andre tilfælde var intet angivet. Derfor har vi været nødsaget til at undlade denne faktor fra undersøgelsen, da der på dette punkt var for mange mangler og variationer. I 3 tilfælde var DLP kun angivet ved den ene af undersøgelserne i datasættet. I disse tilfælde fravalgte vi at medregne den eksisterende DLP i gennemsnittene for undersøgelsespopulationen, således at de gennemsnitlige DLP beror på data fra i alt 15 patienter. 40

41 I forlængelse af ovenstående kan det kan også kritiseres, at vi sammenligner CTscanninger som stammer fra flere forskellige generationer og fabrikanter af CTscannere, når vi er bevidste om at der er væsentlige forskelle mellem rekonstruktions metoderne som anvendes og antal slice som CT-scannerne opererer med, når man sammenligner de ældste CT-scannere med de nyeste. Vi har dog som det fremgår af forsøgsbeskrivelsen, været omhyggelige med ikke at sammenligne to scanninger af den samme patient på tværs af generationer og fabrikanter. Vi følte at det var nødvendigt at søge bredt, og inkludere undersøgelser fra seks af afdelingens CTscannere, for at øge sandsynligheden for, at indsamle empiri nok til at opnå vores mål med en population på minimum 20 patienter. En anden fejlkilde vi er stødt på undervejs i forsøget, som igen kunne være undgået ved vores tilstedeværelse, er tvivlen om hvorvidt scan delayet er tilpasset kontraststofmængden og hastigheden på indgiften af kontraststoffet. Scandelayet er indstillet i protokollen til at starte scanningen automatisk 70 sekunder efter starten af kontraststofindgiften. Men da patienternes størrelse, anatomi og tilstand kan variere mellem patientens scanninger, (og da disse faktorer vil variere patienterne imellem), vil dette kunne resultere i en variation af HU. I forlængelse af dette, er der endnu en fejlkilde forbundet ved, at injektionshastigheden af kontraststoffet (ml kontraststof/sekund), ikke bliver dokumenteret eller noteret. Da hastigheden sammen med delayet og mængden af kontraststof er betydelige faktorer, for kontrastopladningen og billedkvaliteten (Bae, 2010), er det en forudsætning for sammenligneligheden blandt populationen, men det er især vigtigt, at den individuelle patient begge gange er scannet med ens injektionsprotokoller Perspektivering I forhold til vores egen metode og fremgangsmåde kunne vi have udført et mere præcist forsøg ved at afgrænse empiri indsamlingen til kun at omfatte undersøgelser fra CT-scannere af samme fabrikant og generation. En sådan afgrænsning vil kunne reducere et antal af de fejlkilder som vi er stødt på undervejs i forsøget, og dermed øge forsøgets præcision. Vi vil nu kort gennemgå de fejlkilder som vi mener er de mest væsentlige at eliminere, ved et eventuelt lignende forsøg i fremtiden. 41

42 Da alle fabrikanter af CT-scannere har deres egen version af iterativ rekonstruktion, og de to ældste scannere som indgår i forsøget anvender FBP, vil vi anbefale at fremtidig data indsamles fra scannere med identiske egenskaber. Her har vi vurderet, at forskellen mellem undersøgelser som er rekonstrueret med IR og FBP, er en af de største kilder til variation blandt patienterne. Et andet punkt hvor identiske CT-scannere også kan forbedre forsøget, er ved angivelsen af stråledosis. Her vil dosis angives ens mellem hver undersøgelse, hvilket vil være værdifuldt i forhold til at sammenligne stråledoserne af patientens forskellige undersøgelser. Dette er især vigtigt da stråledosis har en direkte indflydelse på forsøgets resultater, ved at være en afgørende faktor for støj i billedet og dermed billedkvaliteten. Under vores studie har vi erfaret at det især er indenfor CT angiografier, hvor man kan opnå store reduktioner af kontraststofdosis. Artiklen af Song et al. (2014) konkluderer, at man ved cerebral CT angiografi kan reducere kontraststofmængden til 30 ml ved at anvende 80 kv og samtidigt overholde de billeddiagnostiske krav. I forhold til en standard CT angiografi hvor der anvendes 70 ml kontraststof ved 120 kv, kan man hermed opnå en besparelse af kontraststof på over 50%, hvilket kan gavne alle patienter generelt. Udover kontraststof besparelsen, sker der også et stort fald i stråledosis med 74%. Årsagen til at lav-kv CT angiografier kan opnå så store reduktioner af kontraststofmængden er, at når rørspændingspotentialet reduceres til 80 kv, så nærmer rørspændingen sig iods bindingsenergi i k-skallen på 33 kev (Bushberg, 2012 s. 42). Dette vil forbedre iodens og dermed kontraststoffets attenuations evne af røntgenstrålingen, hvilket skaber en højere kontrast i blodkarrene som gør det muligt at anvende en mindre kontraststofmængde end ved en konventionel scanningsprotokol på 120 kv. Denne teknik vil også øge forskellige vævstyper og organers indbyrdes kontrastforskelle, dog på bekostning af en stigning af støj i billedet, hvilket pr. definition medfører en lavere SNR og dermed en ringere LKO. Ved en CT abdomen scanning er det uhensigtsmæssigt at kompensere for denne stigning af støj, som er forårsaget af reduktionen af kv, med et forhøjet mas produkt, da forøgelsen af stråledosis er lineært forbundet med mas produktet (Kusk, 2011 s. 44). Dette medfører at teknikken ikke direkte kan overføres til rutine CT-scanninger af abdomen. Men teknikken vil i princippet kunne anvendes til CT angiografier i thorax eller abdomen hvilket (Ippolito et al., 2015) også viser i en artikel fra Maj Heri finder de det muligt at udføre CT 42

43 angiografier af thorax-abdomen med 30 ml kontraststof ved 100 kv i en 256 slice scanner. Som bonus finder (Ippolito et al., 2015) ligesom (Song et al., 2014) store dosis besparelser ved den alternative, lav-kv og lav kontraststofprotokol, i forhold til reference protokollen som anvender 120 kv og 80 ml kontraststof. 43

44 12.0 Referencer Bae, K. T. (2010) Intravenous Contrast Medium Administration and Scan Timing at CT: Considerations and Approaches. Radiology Society of America Journal, Volume 256, Issue 1. [Lokaliseret 17 December 2015] Bendsen, T. ( ) Noter i statistik. Via University college Bioanalytikeruddannelsen. s [Lokaliseret 22 December 2015] Buls, N., Gompel, G., Cauteren, T., Nieboer, K., Willekens, I., Verfailles, G., Evans, P., Macholl, S., Newton, B., May, J. (2014) Contrast agent and radiation dose reduction in abdominal CT by a combination of low tube voltage and advanced image reconstruction algorithms. European Radiology. Volume 25, Issue 6. s [Lokaliseret 17. December 2015]. Bushberg, J. T. (2012) The Essential Physics of Medical Imaging. 3. udgave. Chae, Y., Kim, Y., Lee, S. W., Park, J. E., Shim, S. S., Lee, J. H. (2014) Standard chest CT using combined automated tube potential selection and iterative reconstruction: image quality and radiation dose reduction. Clinical Imaging. Volume 38, Issue 5. [ Lokaliseret 17 December 2015] Cherry, S. R., Sorensen, J. A., Phelps, M. E. (2012) Physics in nuclear medicine. 4. udgave. Saunders Elsevier. 4. udgave. s E-bog [Lokaliseret 17 December 2015] Holmquist, F., Nyman, U. (2006) Eighty-peak kilovoltage 16-channel multidetector computed tomography and reduced contrast-medium doses tailored to body weight to 44

45 diagnose pulmonary embolism in azotaemic patients. European Radiology. Volume 16, Issue 5. s [Lokaliseret 17 December 2015] Ippolito, D., Franzesi, T., Fior, D., Bonaffini, P. A., Minitolo, O., Sironi, S. (2015) Low kv settings CT angiography (CTA) with low dose contrast medium volume protocol in the assessment of thoracic and abdominal aorta disease: a feasibility study. The British Institute of Radiology. [Lokaliseret 17 December 2015] Johansen, K. (2012) Basal sundhedsvidenskabelig statistik. Gyldendal Akademisk. 1. udgave. Kalender, W. A. (2011) Computed Tomography: Fundamentals, system technology, image quality, applications. 3. udgave. Kruuse, E. (2007) Kvantitative forskningsmetoder i psykologi og tilgrænsede fag. 6. udgave. Dansk psykologisk forlag. Kusk, M. W. (2011) Multislice CT - CT, dosis & teknik. 1. udgave, 1. oplag. Radiografiens forlag. Lindahl, M., Juhl, C. B. (2010) Den sundhedsvidenskabelige opgave - vejledning og værktøjskasse. 2. udgave. Munksgaard Danmark. Lund, H., Røgind, H. (2004) Statistik i ord. 1. udgave, 1.oplag. Munksgaard Danmark Madsen, B. S. (2014) Statistik for ikke-statistikere. 2. udgave, 3. oplag. Samfundslitteratur. Nakaura, T., Nakamura, S., Maruyama, N. Funama, Y., Awai, K., Harada, K. Uemura, S., Yamashita, Y. (2015) Low contrast agent and radiation dose protocol for hepatic dynamic CT of thin adults at 256-Detector Row CT: Effect of low tube voltage and 45

46 hybrid iterative reconstruction algorithm on image quality. Radiology Society of America. Volume 264, Issue 2. s [Lokaliseret 17 December 2015]. Netter, F. H. (2011) Atlas de Anatomie. 5. udgave. Elsevier GmbH. Rienecker, L., Jørgensen, P. S. (2012) Den gode opgave - håndbog i opgaveskrivning på videregående uddannelser. 4. udgave. Samfundslitteratur Statens Serum Institut, Landskabsregisteret CT-scanninger [Lokaliseret 17 December 2015] Statens Serum Institut, Statistik for Diabetes aader/diabetes.aspx [Lokaliseret 17 December] Thor, D., Brismar, T., Fischer, M. (2015) Low tube voltage dual source computed tomography to reduce contrast media doses in adult abdomen examinations: A phantom study. Medical Physics. Volume 42, Issue 9. s [Lokaliseret 17 December 2015]. 46

47 13.0 Bilagsfortegnelse 13.1 Bilag 1 47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57