Dosisbesparelse til lens ved CT scanning af cerebrum

Transkript

1 Dosisbesparelse til lens ved CT scanning af cerebrum - betydningen af hovedlejring Radiografuddannelsen - hold R13S University College Nordjylland Forfattere: Nikolaj Bang Ingvardtsen Louise Voetmann Vejleder: Jeanne Elisabeth Debess Bachelorprojekt - modul 14 Afleveringsdato: 6. januar 2017 Denne opgave - eller dele heraf - må kun offentliggøres med forfatter(ne)s tilladelse jf. Bekendtgørelse af lov om ophavsret nr af

2 Abstract dansk Titel: Dosisbesparelse til lens ved CT scanning af cerebrum - betydningen af hovedlejring Formål og baggrund: I de seneste år er antallet af CT undersøgelser steget. Selvom de kun udgør 14 % af alle radiologiske undersøgelser, bidrager de med ca. 70 % af den totale stråledosis fra røntgenundersøgelser. Forskning viser, at lens er mere strålefølsom end først antaget, og ICRP har derfor nedsat tærskelværdien fra 2 Gy til 0,5 Gy til lens. Projektets formål var at undersøge hvor stor forskellen var i stråledosis ved linjen fra sinus frontalis til basis cranii og linjen parallelt med palatum durum samt at undersøge den objektive billedkvalitet ved de to vinkler. Materialer og metoder: Der blev anvendt to vævsækvivalente fantomer, som blev scannet i en Siemens SOMATOM Definition Flash CT scanner ved en CT Cerebrum standard protokol. På det ene fantom blev der den på øjet placeret TLD tabletter for at kunne aflæse absorberet dosis til lens. På det andet fantom blev der aflæst den relative forskel i den objektive billedstøj vha. ROI målinger placeret anteriort, medialt og posteriort i cerebrum. Resultater: Den gennemsnitlige absorberede dosis til lens ved vinklen fra sinus frontalis til basis cranii var 13,50 mgy, mens den for vinklen parallelt med palatum durum var 74,40 mgy. Den mest effektive måde at reducere stråledosis til ens ved de to vinkler, var ved at anvende vinklen fra sinus frontalis til basis cranii, da lens holdes uden for det primære strålefelt. Ved at anvende denne vinkel resulterede det i en dosisbesparelse på 81,86 %. Der blev påvist en forringelse i billedstøjen posteriort i cerebrum på 15,43 % ved brug af vinklen parallelt med palatum durum i forhold til vinklen fra sinus frontalis til basis cranii. Konklusion: Vores resultater indikerer en signifikant besparelse i stråledosis til lens ved anvendelse af vinklen fra sinus frontalis til basis cranii uden at kompromittere den objektive billedkvalitet. Side 2 af 63

3 Kontaktinformation: Nikolaj Bang Ingvardtsen: Louise Voetmann: Side 3 af 63

4 Abstract - English Title: Dose reduction for the lens of the eye at head CT - the importance of head positioning. Purpose and background: In recent years, the number of CT examinations has increased. Although they represent only 14% of all radiological examinations, they contribute with about 70% of the total radiation dose from X-ray examinations. Research shows that the lens of the eye is more radiation sensitive than first acknowledged, and ICRP has reduced the threshold from 2 Gy to 0.5 Gy. This project aimed to investigate the difference in radiation dose at the line from the frontal sinus to the base of the skull and the line parallel to the hard palate and to examine the objective image quality at the two angles. Materials and methods: There were used two tissue-equivalent phantoms that were scanned in a Siemens Somatom Definition Flash CT scanner using a standard protocol for head CT. On one phantom there were placed TLD tablets on the outside of the eye to measure the absorbed dose to the lens. In the second phantom the Standard Deviation were measured from the relative difference in image noise using ROI measurements located anteriorly, medially and posteriorly in the brain. Results: The mean absorbed dose to the lens at the angle from the frontal sinus to the base of the skull was mgy, while for the angle parallel to the hard palate was mgy. The most efficient way to reduce the radiation dose to the lens of the two angles, was by using the angle from the frontal sinus to base of the skull, as the lens remains outside the primary radiation field. Using this angle resulted in a mean dose reduction of %. There was detected a reduction in image noise posteriorly in the brain of % using the angle parallel to the hard palate instead of the angle from the frontal sinus to the base of the skull. Side 4 af 63

5 Conclusion: Our results indicate a significant reduction in the radiation dose to the lens by using the angle from the frontal sinus to the base of the skull without compromising the objective image quality. Contact informations: Nikolaj Bang Ingvardtsen: nikolaj_ingvardtsen@hotmail.com Louise Voetmann: voetmann@live.dk Side 5 af 63

6 Indholdsfortegnelse Abstract dansk Abstract - English Forkortelser anvendt i opgaven Problemstillinger CT og dosis Strålebiologi og lens Tærskelværdier Strålereducerende teknikker Retningslinjer for CT-scanning af cerebrum Billedkvalitet Afgrænsning Problemformulering Metode Operationalisering Nominelle definitioner Begrebsoperationelle definitioner Konkretoperationel definition Videnskabsteoretisk perspektiv Litteratursøgning og udvælgelse Præsentation og udvælgelse af faglitteratur Seeram E.: Computed tomography: Physical principles, clinical applications, and quality control. 4th ed. Elsevier; St. Louis, Mo., Seibert J. A., Leidholdt E. M., Boone J. M. & Bushberg J. T.: The essential physics of medical imaging. 3. international ed. Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins; Philadelphia, Jensen P. H. et al.: Helsefysik. Nyt Teknisk Forlag; København, Juul S.: Epidemiologi og evidens. 2nd ed. Munksgaard; København, Artikelsøgning Præsentation og udvælgelse af artikler Side 6 af 63

7 5.3.1 Ainsbury E.A. et al: Ionizing radiation induced cataracts: Recent biological and mechanistic developments and perspectives for future research. Elsevier Nikupaavo U. et al.: Lens Dose in Routine Head CT: Comparison of Different Optimization Methods With Anthropomorphic Phantoms. American Journal of Roentgenology. American Roentgen Ray Society Teoretisk perspektiv Dosis Absorberet dosis Ækvivalent dosis Effektiv dosis Dosis Længde Produkt (DLP) Lens Anatomi Strålefølsomhed og katarakt Billedkvalitet Standard Deviation (SD) Low-Contrast-Detectability (LCD) Dosismodulation Statistik Indsamling af empiri CT skanner og protokoller TLD tabletter Organisering Klargøring Aflæsning Opbygning af fantomer Alderson fantom RANDO fantom Lejring af fantomer Placering af TLD tabletter på Alderson fantom Placering og aflæsning af Region Of Interest (ROI) Ansvarsfordeling Dosismåling Støjmåling Side 7 af 63

8 8. De positivistiske videnskabelighedskriterier Systematik Kontrol Præcision Objektivitet Kvantificerbarhed Repræsentativitet Gentagelse Reliabilitet Validitet Generaliserbarhed Præsentation af empiri Resultater af dosismålinger Nulhypotese for dosismåling Resultater af støjmålinger Nulhypotese for støjmåling Diskussion Dosis og dens påvirkning på udviklingen af katarakt Objektiv billedkvalitet Diskussion af metode Konklusion Perspektivering References Figurliste Bilagsliste Antal anslag i opgaven (inkl. mellemrum): Side 8 af 63

9 Forkortelser anvendt i opgaven AEC: automatisk eksponerings kontrol (dosismodulation) ALARA: As Low As Reasonably Achievable CI: konfidens-interval CT: Computed Tomography CTC: Computed Tomography af Cerebrum Gy: Gray ICRP: International Commision On Radiological Protection ISO: International Organization for Standardization kv: kilo Volt kvp: kilo Volt peak LCD: Low-Contrast-Detectability mas: milliampere sekunder msv: millisievert μsv: mikrosievert PACS: Picture Archiving and Communication System PMT: Photomultiplier Tube PPD: parallelt med palatum durum PSC: posterior subkapsulær kataract RHX: Regionshospital X ROI: Region Of Interest SD: Standard Deviation SFBC: fra Sinus Frontalis til Basis Cranii SNR: Signal-støj-forhold SPSS: IBM SPSS Statistics version 23.0 TLD: thermoluminiscens dosimetre Side 9 af 63

10 1. Problemstillinger I løbet af uddannelsen har vi været i klinisk praksis forskellige steder i region Midt- og Nordjylland. I den forbindelse undrede vi os over, hvorfor lejringen af patienter ved CT af cerebrum (CTC) foretages på to forskellige måder i de to regioner, nemlig vinklen fra sinus frontalis til basis cranii (SFBC) i region Midt- og vinklen parallelt med palatum durum (PPD) i region Nordjylland. Da vi i klinisk praksis har erfaret, at linsen ses inden for det primære strålefelt ved vinklen PPD, har vi set et kvalitetsudviklingspotentiale i at undersøge dosisbesparelsen mellem de to vinkler. Dette har været grundlaget for vores problemstillinger og den videre bearbejdning i projektet. 1.1 CT og dosis Anvendelsen af røntgenstråler er et uundværligt redskab til undersøgelse af knoglebrud, cancer og andre sygdomstilfælde. Iflg. de senest tilgængelige tal fra Landspatientregistret blev der i 2014 foretaget 5,9 millioner radiologiske undersøgelser i Danmark (1). Antallet af CTC er steget fra undersøgelser i 2012 til i 2014, og var den anden mest foretagne CT-undersøgelse i Danmark (2). En CT-scanning er blandt de enkeltundersøgelser, som bidrager med den højeste stråledosis til patienterne. Iflg. tal fra Sundhedsstyrelsen - Statens Institut for Strålebeskyttelse (SIS) stod CT-undersøgelser for 19,5 % af alle ioniserende strålingsundersøgelser i 2011 i Danmark, mens dosisbidraget udgjorde ca. 67 % af den samlede patientdosis (3). Der vil og skal til enhver tid være fokus på den stråledosis radiografen påfører patienterne, og radiografen skal altid handle ud fra principperne for ALARA (As Low As Reasonably Achievable) (4). 1.2 Strålebiologi og lens Radiografer og radiologer skal have stor forståelse for patientdosis ved CT-undersøgelser, da udsættelse for røntgenstråler kan føre til stråleskader, og i særdeleshed hvis patienten udsættes for høje doser (4). Stråleskaderne opdeles i de to hovedgrupper, deterministiske og stokastiske skader. Side 10 af 63

11 Deterministiske skader er umiddelbart konstaterbare symptomer, der kun optræder såfremt tærskelværdien overskrides for det enkelte vævs strålefølsomhed. Stokastiske skader defineres ved at være tilfældigt optrædende, da de kan opstå uafhængigt af dosisstørrelse, og derfor er der ingen sikre nedre tærskelværdi. Dog stiger risikoen for stokastiske skader med stigende stråledosis. Disse skader kaldes også senskader, da de opstår efter en latenstid på år eller årtier. Lens er det mest strålefølsomme væv i kroppen (5). Udsættes lens for en høj dosis, vil der i løbet af få måneder udvikles katarakt. Ved lavere doser vil udviklingen tage år (6). Katarakt, også kaldet grå stær, er uklarheder i lens, som kan medføre synsnedsættelse, blændingsgener og dobbeltsyn. Katarakt er en stråleskade, der ligger i gråzonen mellem deterministisk akutskade og stokastisk senskade, da en kumulering af stråledosis til lens forårsager katarakt, afhængig af den samlede dosismængde over tid. Tidligere forskning har vist, at katarakt altid vil udvikles, hvis den kumulerede stråledosis er tilstrækkelig høj (7). Ainsbury et al. estimerer at ca. 1 % af en population udsat for stråling, hvor stråledosis har været under 0,5 Gray (Gy), vil udvikle stråleinduceret katarakt. Men på trods af massiv forskning inden for feltet, er det på nuværende tidspunkt ikke muligt at differentiere stråleinduceret katarakt fra aldersbetinget katarakt (8). I 2014 var der iflg. Landspatientregistret danskere med katarakt, hvoraf defineres som en anden form end aldersbetinget (9). 1.3 Tærskelværdier International Commision On Radiological Protection (ICRP) udstedte i 2011 nye anbefalinger i forbindelse med radiologisk beskyttelse. De reviderede retningslinjer vedrører netop deterministiske skader af lens, da det i stigende grad erkendes, at nogle vævsreaktioner ikke kun sker kort tid efter bestråling, men at disse vævsreaktioner også kan forekomme over en længere periode. På den baggrund har ICRP fundet epidemiologisk bevis for, at nogle vævsreaktioner i lens med meget sen manifestation kan forårsages af meget mindre dosis end de tidligere tilladte 2 Gy. Derfor har ICRP i et statement nedsat tærskelværdien til 0,5 Gy for den absorberede dosis til lens. For den ækvivalente dosis er tærskelværdien for lens 20 millisievert (msv) i gennemsnit pr. år over en periode på 5 år, hvor dosis på et enkelt år ikke må overstige 50 Side 11 af 63

12 msv (10). Patienter, der er i et kontrolforløb eller har kroniske sygdomme, undergår ofte flere CTC undersøgelser både om året og over en årrække, hvilket kan medvirke til en kumulering af dosis til lens (11). 1.4 Strålereducerende teknikker For at reducere dosis til lens, findes der forskellige strålereducerende teknikker, hvormed det er muligt at vinkle sig fri af lens. Tidligere studier viser, at den mest effektive måde at undgå stråledosis til lens er ved at kippe gantryet, så der scannes på linjen SFBC. Iflg. Nikupaavo et al. kan det også lade sig gøre at vinkle lens fri af det primære strålefelt ved at placere patientens hoved i en hovedholder med hagen ned mod brystet for at simulere et gantry kip, hvorpå der kan scannes efter linjen SFBC (12). Bismuth-afdækning kan ved korrekt brug reducere stråledosis til lens ved CTC. Afdækningen består af en blanding af metallet bismuth og latex, der placeres som afdækning oven på patientens øjne. Afdækningen fungerer som afskærmning mod de ioniserende stråler fra CTscanneren, men for CT-scannere med automatisk eksponeringskontrol (AEC) kan anvendelsen af bismuth-afdækning medføre utilsigtede og uforudsigelige hændelser, som i værste fald kan være medvirkende til en øget stråledosis til patienten (13). 1.5 Retningslinjer for CT-scanning af cerebrum Samtlige hospitaler i region Nordjylland har beskrevet i deres retningslinjer, at scanningen skal foretages ved viklen PPD (se bilag 1). Dette resulterer i at lens befinder sig i det primære strålefelt, hvorfor lens vil få maksimal stråledosis. I region Midt er der forskellige retningslinjer for de forskellige hospitalsenheder. Nogle hospitaler vinkler efter SFBC ved at kippe CT-gantryet for derved at få lens ud af det primære strålefelt (se bilag 2), mens andre hospitaler i region Midt anvender vinkling af patientens hovedlejring for at simulere vinklen SFBC uden gantry-kip (se bilag 3). De resterende hospitaler anvender ikke nogen specifik lejringsteknik eller Gantry-kip, hvorfor lens automatisk vil være i det primære strålefelt under CTC (se bilag 4). Iflg. retningslinjerne anvendes der ikke yderligere strålereducerende teknikker, som f.eks. bismuth-afdækning, for at beskytte lens under CTC ud over de dosismodulationer, som CT- Side 12 af 63

13 scanneren i forvejen besidder, heriblandt kan nævnes SAFIRE/iDose, CareDose, X-CARE, Care kv og Z-modulation afhængigt af CT-producenten (14). 1.6 Billedkvalitet Radiografen har ansvaret for at fremstille billeder med en diagnostisk tilstrækkelig billedkvalitet og samtidig fastholde stråledosis til patienten så lav som muligt (15). Stråledosis og billedkvalitet hænger sammen, da der i CT ikke kan overeksponeres til et punkt, hvor en øgning af stråledosis påvirker billedkvaliteten negativt (16). Billedkvaliteten er i høj grad bestemt af signal-støj-forholdet (SNR) i billedet, og da lavkontrastopløseligheden (LCD) er afhængig af støjniveauet i billedet, medfører mere støj en dårligere LCD og omvendt. Da der findes meget små absorptionsforskelle i hjerneparenkymet, er LCD et vigtigt parameter for diagnosticeringen i billederne (17). Kipning af gantry kan resultere i beam-hardening og partial volume-artefakter, der på billedet ses posteriort i cerebrum. Tidligere studier har vist, at billedkvaliteten dermed forringes ved CTC med kippet gantry (18). Efter implementeringen af Dual Source CT-scannere på mange danske hospitaler anvendes kippet gantry i praksis kun på nogle få radiologiske afdelinger, da Dual Source scannere ikke kan kippe gantryet grundet deres mekaniske begrænsninger (19). Brugen af bismuth-afdækning kan medføre artefakter og forringet billedkvalitet. Derfor fraråder Sundhedsstyrelsen brug af bismuth-afdækning, og i stedet anbefaler de at se på alternative løsninger til at reducere stråledoser der rammer strålingsfølsomme organer (13). Iflg. Nikupaavo et al. ses der en tendens til, at billedkvaliteten forringes omkring fossa posterior, når der vinkles efter SFBC (12). 2. Afgrænsning Med det stigende antal CT-scanninger følger et behov for øget fokus på stråledosis til patienterne. CTC er den anden hyppigst foretagne CT-undersøgelse i Danmark. Litteraturen omhandlende katarakt er velbeskrevet, men på nuværende tidspunkt har det ikke været muligt at finde epidemiologiske studier, der viser forekomsten af stråleinduceret katarakt hos patienter, der har været udsat for ioniserende stråling. Side 13 af 63

14 Dog har ICRP vurderet, at beviserne har været tilstrækkelige til at nedjustere tærskelværdien for den absorberede dosis til lens fra 2 Gy til 0,5 Gy. Evidensbaseret litteratur, som omhandler en sammenligning af billedkvaliteten ved kip af gantry og med ikke-kip af gantry, har været sparsom. Men et tidligere studie viser, at billedkvaliteten forringes ved CTC med kippet gantry. Men da kun få radiologiske afdelinger anvender kip af gantry i dag, finder vi det ikke relevant at uddybe denne problemstilling yderligere. Trods grundig litteratursøgning har det ikke været muligt at finde evidensbaseret litteratur som omhandler en sammenligning af billedkvaliteten ved de to vinkler SFBC og PPD. Da en uddybning af emnet kunne give svar på, om der er en forskel i billedkvaliteten, finder vi det derfor relevant for radiografprofessionen at udforske denne problemstilling. Velvidende, at den ene vinkel giver en mindre strålingsdosis end den anden, er det dog aktuelt at se på, hvor stor stråledosisbesparelsen bliver ved at lejre patienten efter SFBC frem for PPD, da der til enhver tid skal være fokus på stråledosis til patienterne. Denne problematik er valgt på baggrund af de forskellige retningslinjer for lejring af patienter ved CTC, som gælder i regionerne Midt og Nordjylland, og især fordi vi kan se et kvalitetsudviklingspotentiale med fokus på den stråledosis som radiografen påfører patienten ved en CT-scanning. 3. Problemformulering Efter ovenstående afgrænsning lyder vores problemformulering: Hvor stor besparelse af stråledosis til lens kan radiografen opnå hos patienter der undergår CTC ved at vinkle patientens hovedleje efter vinklen på linjen fra sinus frontalis til basis cranii frem for linjen parallelt med palatum durum, således at risikoen for katarakt minimeres? Og er der en forskel i billedkvaliteten mellem de to vinkler? Side 14 af 63

15 4. Metode I følgende afsnit redegøres der for metodevalg, ved først at udarbejde en operationalisering efterfulgt af et videnskabsteoretisk perspektiv, som relateres til besvarelsen af problemformuleringen. Dernæst gennemgår vi vores teoretiske perspektiv, der resulterer i en litteratursøgnings- og udvælgelsesproces, som giver indblik i anvendte fagbøger og artikler. Hermed skabes grundlaget for designet til indsamling af empiri, som sker via en begrundet forsøgsopstilling, og som ender ud i målbare kvantitative data til videre bearbejdning. 4.1 Operationalisering Operationalisering benyttes som et centralt værktøj igennem hele opgaven for at sikre en sammenhæng i projektet og for at sikre, at vores problemformulering besvares (20). Dette gøres ved at udvælge centrale begreber fra problemformuleringen og præcisere, hvad vi vil undersøge gennem nominelle definitioner. Derefter udarbejdes de operationelle definitioner, hvor den begrebsoperationelle definition skal beskrive de centrale begreber, der undersøges i dette projekt. Afslutningsvis udarbejdes en konkretoperationel definition, som afklarer, hvordan vi vil indsamle den viden, der skal til for at besvare problemformuleringen (21) Nominelle definitioner De centrale begreber i vores problemformulering er dosis, katarakt, hovedlejring og billedkvalitet. Disse præciseres her nedenfor gennem nominelle definitioner. Dosis: Vi refererer til den absorberede dosis. Katarakt: er uklarheder i lens, som kan medføre synsnedsættelse, blændingsgener og dobbeltsyn. Hovedlejring: forstås som den vinkel, fantomets hoved vinkles efter. Billedkvalitet: forstås som det færdige scanningsbilledes kvalitet, hvor de reelle forhold gengives. Side 15 af 63

16 4.1.2 Begrebsoperationelle definitioner Herunder beskrives de begrebsoperationelle definitioner til hvert af de centrale begreber Dosis: Den absorberede dosis refererer til mængden af Gy der afsættes i lens ved CTC. Denne defineres som mængden af strålingsenergi pr. masseenhed, der afsættes i en person eller et objekt. SI-enheden er Joule pr. kg, som har navnet Gray (Gy). Hovedlejring: Der anvendes vinklerne SFBC og PPD for at måle stråledosis for hver af disse vinkler. Katarakt: Udviklingen af katarakt har en tærskelværdi, der iflg. ICRP er 0,5 Gy i absorberet dosis og gennemsnitlig 20 msv om året i ækvivalent dosis over en periode på 5 år, hvor dosis ikke må overstige 50 msv inden for et enkelt år. Billedkvalitet: Standard Deviation (SD) Low-Contrast-Detectability (LCD) Dosismodulation (AEC) Side 16 af 63

17 4.1.3 Konkretoperationel definition For at besvare ovenstående begrebsoperationelle definitioner, blev der foretaget to kvantitative forsøg. Det ene forsøg havde til formål gennem dosismålinger med TLD tabletter, at undersøge stråledosis til lens ved vinklerne på linje med SFBC og PPD ved CTC. Dette blev gjort for at undersøge, hvilken betydning vinklerne har for stråledosis. På grund af strålebeskyttelse af patienter, ville det ikke være etisk forsvarligt at udføre forsøget på mennesker. Iflg. Røntgenbekendtgørelsen nr. 975, 64, stk. 2 samt 66 skal alle røntgenundersøgelser være berettigede, og overflødige røntgenundersøgelser skal undgås (22,23). På baggrund af dette, anvendtes der i stedet et vævsækvivalent Alderson fantom. Det andet forsøg havde til formål gennem støjmålinger at vurdere billedkvaliteten ved de to vinkler for at vurdere, om billedkvaliteten ændres ved at vinkle efter SFBC frem for PPD. Til dette forsøg ville vi ikke anvende et Aldersonfantom, da dette er sliced, og der derfor vil fremkomme artefakter, som vil forstyrre støjmålingerne. Derfor anvendtes der et hovedfantom fra The Phantom Laboratory, der ikke er sliced. Dette fantom er vævsækvivalent i forhold til muskel- og knoglevæv. 4.2 Videnskabsteoretisk perspektiv Ud fra et radiografisk perspektiv kan et videnskabeligt projekt både være naturvidenskabeligt og humanvidenskabeligt. Projektets problemformulering lagde op til to forsøg med kvantificerbare udfald. Dette læner sig tæt op af det naturvidenskabelige synspunkt, som positivismen traditionelt set er en del af (24). Vores videnskabelige tilgang i dette projekt vil derfor være positivistisk, da fænomenerne undersøges matematisk, logisk og fysisk. Positivismens nøgleord er målbarhed, analyse syntese, årsag virkning og verificerbarhed (24). Ved at udføre kvantitative forsøg frembringes målbare data. Valget af de kvantitative forsøgsopstillinger stemte godt overens med positivismens grundlæggende fokus på verificerbar data, da positivismen har til formål at frembringe verificerbare data, der kan genskabes ved gentagelse af de dokumenterede forsøgsopstillinger, hvor der slutteligt fremkommer konklusioner, der kan verificeres eller falsificeres. Side 17 af 63

18 5. Litteratursøgning og udvælgelse I dette afsnit vil vi præsentere og begrunde anvendt faglitteratur, for dernæst at beskrive og dokumentere artikelsøgningen, hvorefter vi vil vurdere og præsentere de fundne artikler ud fra at afgøre niveauet af den eksisterende forskning inden for problemformuleringens rammer. 5.1 Præsentation og udvælgelse af faglitteratur Som et led i besvarelsen af vores problemformulering blev der brugt faglitteratur til at beskrive CT og dosis. Ydermere anvendte vi anden litteratur til at belyse emner som TLD tabletter, Alderson- og RANDO fantomer og katarakt for at få en forståelse og baggrundsviden inden for problemstillingerne Seeram E.: Computed tomography: Physical principles, clinical applications, and quality control. 4th ed. Elsevier; St. Louis, Mo., 2016 Denne teoribog omhandler kun aspekter indenfor CT, hvor formålet er at tilbyde en fyldestgørende viden omkring CT-principper og dens virkemåde samt kvalitetskontrol. I dette projekt anvendes teoribogen til at belyse emnerne hovedpositionering og billedkvalitet Seibert J. A., Leidholdt E. M., Boone J. M. & Bushberg J. T.: The essential physics of medical imaging. 3. international ed. Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins; Philadelphia, 2012 Teoribogen omhandler de fundamentale principper inden for røntgenfysik, strålebeskyttelse og strålebiologi ved både konventionel røntgen, mammografi, gennemlysning, CT og nuklearmedicin. Denne bog anvendes i dette projekt til at belyse emnerne dosis og billedkvalitet. Side 18 af 63

19 5.1.3 Jensen P. H. et al.: Helsefysik. Nyt Teknisk Forlag; København, 2012 Bogen Helsefysik omhandler ioniserende strålings biologiske virkning og fysiske natur med fokus på bl.a. grundlæggende atomfysik, strålingsdosimetri og -biologi samt principper inden for strålebeskyttelse, heriblandt metoder til måling af ioniserende stråling. Til dette projekt anvendes teoribogens afsnit omkring strålings deterministiske virkninger i øjnene samt afsnittet om dosis Juul S.: Epidemiologi og evidens. 2nd ed. Munksgaard; København, 2012 Lærebogen Epidemiologi og Evidens er en introduktionsbog til de videregående sundhedsuddannelser, hvor formålet er at gøre den studerende i stand til at fortolke forskningsresultater. Den indeholder information til at vurdere en videnskabelig artikel med epidemiologiske og statistiske synspunkter. Bogen indeholder redskaber til at omsætte forskningsresultater i en evidensbaseret praksis. I dette projekt anvendes lærebogen til at beskrive, analysere og fortolke vores forsøgsresultater. 5.2 Artikelsøgning Vi søgte efter tidligere publicerede kvantitative forskningsartikler inden for området, og til dette benyttede vi søgemaskinen PubMed, da denne hovedsageligt indeholder kvantitative artikler om naturvidenskabelige undersøgelser. Søgemaskinen PubMed er en amerikansk database, der er udviklet og vedligeholdt af National Center for Biotechnology Information (NCBI), og underlagt Medline (National Library of Medicine) i Washington DC. Søgedatabasen indeholder mere end 24 mio. citationer inden for biomedicin og sundhed. Artiklerne i PubMed er peer reviewed, hvilket vil sige, at andre forskere har kvalitetsvurderet artiklerne, inden de er blevet udgivet (25). Via PubMed søgte vi mellem naturvidenskabelige, kvantitative artikler, da vi havde valgt at besvare problemformuleringen med en naturvidenskabelig, positivistisk tilgang. Denne søgemaskine ville derfor være relevant at anvende. I PubMed blev der foretaget systematisk, afgrænset og kombineret søgning med de udvalgte nøgleord fra vores problemstilling for på den måde at begrænse udbuddet af artikler og dermed gjort vores litteratursøgning mere målrettet og præcis. Side 19 af 63

20 Når der søges i PubMed, er den ulempe at vi skal være meget præcise og målrettede i vores udvælgelse af søgeord, ellers kan de blive for snævre og derved udelukkes forskningsartikler, der kunne være relevante. Derudover kan det komplicere søgningen, hvis ikke fagtermerne oversættes korrekt fra dansk til engelsk. En anden mulighed for artikelsøgning har været gennem UCN bibliotekets egen database, hvor der også er mulighed for at søge efter internationale artikler. Her er det ligeledes også nødvendigt, at vi er præcise og målrettede i vores udvælgelse af søgeord for ikke at udelukke relevante artikler Præsentation og udvælgelse af artikler I følgende afsnit præsenteres de valgte artikler, hvor vi beskriver og begrunder udvælgelsesprocessen samt vurderinger af artikler Ainsbury E.A. et al: Ionizing radiation induced cataracts: Recent biological and mechanistic developments and perspectives for future research. Elsevier Ud fra den valgte problemformulering, valgte vi at foretage en artikelsøgning i PubMed med søgeordene: radiation induced cataract, hvilket gav 825 hits. Vi tilføjede søgeordene computed tomography AND CT, hvilket resulterede i kun 6 hits (se bilag 5). Abstracts til disse blev læst, men blev ikke fundet relevante for dette projekt. I stedet valgte vi at foretage en ny søgning i UCN bibliotekets egen database, hvor vi atter søgte på radiation induced cataract. Denne søgning resulterede i hits, men øverst i resultatlisten lå en artikel, hvis titel fangede vores opmærksomhed (se bilag 6). Grunden til, at artiklen ikke kunne findes på PubMed på daværende tidspunkt, var, at den endnu ikke var blevet publiceret (cited 20. oktober 2016), og derfor ikke var tilgængelig i PubMed. Dog var det muligt at fremsøge e-udgaven i UCN bibliotekets database. Efterfølgende blev artiklen publiceret i traditionel forstand af Elsevier, Mutation Research og derfor gjort tilgængelig i bl.a. PubMed med søgeordene: radiation cataract, lens biology, IR (Ionizing Radiation) (se bilag 7). Side 20 af 63

21 Artiklen er som tidligere nævnt udgivet i Elsevier, Mutation Research. Elsevier er en af verdens førende udbyder af informationsløsninger inden for videnskab, sundhed og teknologi for fagfolk. Elsevier har i mere end 130 år engageret sig i at fremme videnskab, sundhed og teknologi og har udgivet over tidsskrifter og mere end bogtitler (26). Artiklen er et review af tidligere studier, hvor de samlede data stammer fra alle tidligere udgivne artikler med samme emne, hvor reviewet sammenholder artiklernes epidemiologiske undersøgelser ud fra en kritisk synsvinkel mht. de metoder, der har været benyttet i de pågældende forskningsartikler. Reviewet diskuterer katarakt ved ioniserende stråling, dosismængde for udvikling af katarakt samt ICRP s retningslinjer for strålefølsomheden af lens. I dette projekt anvendes artiklen til at belyse emnerne dosismængde for udvikling af stråleinduceret katarakt og den anatomiske opbygning af lens. Artiklen er analyseret og vurderet ved hjælp af en guide til vurdering af videnskabelige, kvantitative artikler, der er udviklet af Videncenter for Radiografi (ViRa) (27) (se bilag 8). Denne er udviklet af lektor, Ph.d. og underviser ved radiografuddannelsen på UCN Jeanne Debess. Ved hjælp af denne guide har vi rangeret artiklen i forhold til S. Juuls klassifikation af evidens og styrke (28). Artiklen er en systematisk oversigtsartikel med metaanalyser, som vurderes til 1a i evidensgrad ifølge S. Juul. Derudover har vi benyttet Håndbog i Litteratursøgning og kritisk læsning af Lund H, Juhl C, Andreasen J og Møller A til at vurdere artiklen. Heri beskriver de, at kvalitetsvurderingen af systematiske oversigtsartikler bygger på fem overordnede punkter: 1. veldefinerede forskningsspørgsmål samt definition af inklusions- og eksklusionskriterier, 2. en tilstrækkeligt omfattende litteratursøgning i relevante databaser, indtil det er overvejende sandsynligt, at relevante studier identificeres, 3. udvælgelse og kvalitetsvurdering af studiernes troværdighed og reproducerbarhed, Side 21 af 63

22 4. medinddragelse af kvalitetsvurdering i sammenfatning af evidensen, 5. en kombination af de inkluderede studier i en samlet analyse, hvilket kræver, at studiernes design, intervention og patienter er rimelig ensartet (29). Forskningsspørgsmålet er klart og tydeligt beskrevet nederst i afsnit 1. Introduction. De har til formål at samle nuværende og aktuelle informationer omhandlende mekanismerne for udviklingen af stråleinduceret katarakt. Inklusionskriterierne bliver defineret løbende gennem artiklen, og eksklusionskriterierne er beskrevet i afsnit 7.5 Other. Der er foretaget omfattende litteratursøgning, hvor der også er søgt i referencer af inkluderede artikler og reviewartikler. Disse kan ses i Scopus under referencer i artiklens onlineudgave. Ainsbury et al. sammensætter og kombinerer artiklernes resultater i sammenlignelige tabeller, hvor design, intervention og forsøgspersoner/dyr er beskrevet, så det danner et overblik over ensartethed blandt artiklerne. Dette gør reviewet troværdigt og giver mulighed for at kunne gentage forskningen. Ainsbury et al. forholder sig altid kritisk i diskussionen og stiller flere artikler op mod hinanden, for at kunne komme med en vurdering af evidensen inden for artiklernes fokusområder (8). En systematisk oversigtsartikel, der er publiceret for nylig og er af god metodisk kvalitet, kan være en hurtig vej til at finde den bedst mulige evidens for en intervention rettet mod forebyggelse eller behandling, validiteten af en diagnostisk test eller risikofaktorer (29, p. 99). Efter grundig gennemgang af reviewet vurderede vi, at det ikke var relevant at søge efter flere artikler inden for dosismængden for udvikling af stråleinduceret katarakt samt den anatomiske opbygning af lens. Side 22 af 63

23 5.3.2 Nikupaavo U. et al.: Lens Dose in Routine Head CT: Comparison of Different Optimization Methods With Anthropomorphic Phantoms. American Journal of Roentgenology. American Roentgen Ray Society Ud fra problemformuleringen valgte vi at foretage en artikelsøgning i PubMed med søgeordene: computed tomography AND CT AND image quality AND absorbed dose AND lens, hvilket gav 10 hits (se bilag 9). Efter en gennemgang af de 10 abstracts, vurderede vi denne artikel som relevant for vores videre bearbejdning af projektet. Artiklen er udgivet i det månedlige tidsskrift American Journal of Roentgenology, som publiceres af American Roentgen Ray Society. Foreningen blev grundlagt i 1900 som den første radiologiske forening i USA, og har lige siden været et forum for fremskridt i radiologi siden kort efter opdagelsen af røntgenstrålerne (30). Formålet med artiklen er at undersøge forskellige optimeringsmetoder for reduktion af stråledosis til lens ved CTC og den objektive billedkvalitet ved disse. Artiklen diskuterer anvendeligheden af bismuthafdækning, kipning af gantry, dosismodulationsmuligheder samt kombinationer af disse. Artiklen anvendes til at vurdere og diskutere projektets resultater vedrørende stråledosis og den objektive billedkvalitet. Artiklen er analyseret og vurderet hjælp af ViRa guiden (se bilag 10) og herefter rangeret i forhold til S. Juuls Klassifikation af evidens og styrke (28). Artiklen er et enkeltstående case-kontrol studie, som vurderes til 3b i evidensgrad ifølge S. Juul. Derudover har vi atter benyttet Håndbog i Litteratursøgning og kritisk læsning af Lund H, Juhl C, Andreasen J og Møller A til at vurdere artiklen. Iflg. Lund et al. er de fire væsentligste kvalitetskriterier i case-kontrol studier: 1. Udvælgelse af cases. 2. Udvælgelse af kontroller. 3. Confounding. Side 23 af 63

24 4. Blinding (29). Udvælgelse af cases er baseret på artiklens formål om at reducere stråledosis til lens ved forskellige strålereducerende teknikker, for at minimere risikoen for stråleinduceret katarakt. Der bliver i artiklen anvendt en referenceprotokol i forsøgsopstillingen, der bruges som CTC standardprotokol på den radiologiske afdeling, hvor forsøgene blev foretaget. Nikupaavo et al. erkender, at deres forsøg har haft begrænsninger, i og med de kun har anvendt én enkelt scanner i stedet for flere modeller fra forskellige producenter, da fokusdetektor- og iso-detektorafstand samt dosismodulation varierer scannerne imellem. Desuden anvender de fleste scannere i dag ikke gantrykip, og da denne metode er referencen, vanskeliggøres reproducérbarheden. I artiklen har det ikke været muligt at tage højde for blinding, fordi forskernes selv har lavet forsøgene på fantomer, og de har haft kendskab til de forskellige strålereducerende teknikker ved hvert forsøg. Til trods for at artiklen ikke ligger højt i evidenshierarkiet, har vi vurderet artiklen som brugbar for at vurdere og understøtte vores eget projekts resultater vedrørende stråledosis og den objektive billedkvalitet. 6. Teoretisk perspektiv I dette afsnit beskrives relevant teori i forhold til problemformuleringen. Vi vil uddybe begreberne dosis, lens, anatomi og strålefølsomhed, samt billedkvalitet og statistiske redskaber til bearbejdning af resultater. 6.1 Dosis Der skelnes oftest i mellem tre dosisdefinitioner; absorberet, ækvivalent og effektiv dosis Absorberet dosis Den ikke-stokastiske dosimetristørrelse 'absorberet dosis' er defineret for alle typer af ioniserende stråling, der er fordelt i det absorberede medium, hvor størrelsen på mediet kan Side 24 af 63

25 være uendelig lille. Den absorberede dosis defineres som den energi, der afsættes af den ioniserende stråling pr. masseenhed af stoffet. Den absorberede dosis, som gælder for alle typer ioniserende stråling, kan beregnes således: D = ΔE Δm Hvor D er den absorberede dosis, mens ΔE er den totale afsatte energi i Joule og Δm er massen af det bestrålede stof i kg. Den absorberede dosis repræsenterer den energi pr. masseenhed, der absorberes i mediet, og som dermed kan forårsage en strålingseffekt. Den absorberede dosis er derfor den vigtigste fysiske størrelse inden for strålingsbiologien (og dermed også strålingsbeskyttelsen) (5) Ækvivalent dosis Imidlertid er sammenhængen mellem en eventuel stråleskade og den absorberede dosis ikke entydig, da nogle typer af stråling kan forårsage større biologisk skade end andre, selvom den absorberede energi, absorberet dosis, er den samme. F.eks. er risikoen for deterministiske skader 20 gange større for alfa-partikel stråling end for røntgenstråling. For at tage dette i betragtning har ICRP udarbejdet en liste over strålevægtningsfaktorer specifikt for enhver type stråling. Den modificerede, absorberede dosis betegnes ækvivalent dosis. Den betegnes med SI-enheden sievert (Sv) og beregnes således: H= D * w R hvor den ækvivalente dosis H er produktet af den absorberede dosis D og w R, som er strålevægtningsfaktoren for ioniserende stråling. Da strålevægtningsfaktoren for røntgenstråling er 1, vil den absorberede dosis i mgy svare til den ækvivalente dosis i msv. (5). Side 25 af 63

26 6.1.3 Effektiv dosis Kroppens organer har forskellige strålingsfølsomhed med hensyn til udvikling af stokastiske skader. ICRP har udarbejdet nogle risikofaktorer for stokastiske skader, kaldet vævsvægtningsfaktorer. Vævsvægtningsfaktorerne w T angiver risikofordelingen mellem organerne når kroppen udsættes for en ensartet homogen ioniserende stråling. Bliver kroppens organer udsat for inhomogen ioniserende stråling, som det er tilfældet for i de fleste CT-scanninger, er det nødvendigt at angive en samlet defineret målestørrelse, som ICRP kalder effektiv dosis. Denne er defineret som summen af produkterne af organækvivalentdoserne og deres respektive vævsvægtningsfaktorer, som udregnes således: E = Σ w T * H T hvor E er den effektive dosis mens w T er den aktuelle vævsvægtningsfaktor og H T er summen af den ækvivalente dosis til hvert organ eller væv (5). I forbindelse med dette projekt har vi valgt at se bort fra den effektive dosis, da denne ikke beskriver sandsynligheden for stråleinduceret katarakt, men derimod sandsynligheden for orbital cancer Dosis Længde Produkt (DLP) DLP er en måde at udregne dosis på. Denne udregning er baseret på CTDI volumen og scanlængde i cm, hvor CTDI volumen er dosis i z-aksen for hvert enkelt snit og udregnes således: DLP = CTDI Volume * scanlængde Iflg. Michael F. McNitt-Gray bør denne udregning kun anvendes som et vejledende index over gennemsnitlige dosisreferencer for de forskellige dele af kroppen. Selvom meningen med fantommålinger er at måle i et homogent fantom-materiale, hvor attenuationen er så tæt på det realistiske, så er der ikke mulighed for at måle de små inhomogene struktur- og vævsforskelle, der findes i et rigtigt menneske (31). Side 26 af 63

27 6.2 Lens Vi vil herunder beskrive lens anatomiske opbygning og uddybe iflg. eksisterende viden, hvor stråleinduceret katarakt kan fremkomme Anatomi Med hensyn til strålebeskyttelse er katarakt klassificeret som en deterministisk effekt. Lens er lokaliseret i den anteriore hemisphære i øjet bag ved hornhinde og iris, hvor den er omgivet af en glasklar væske, kaldet kammervæske. Lens er både transparent og elastisk, hvilket gør den i stand til fokusere på både nære og fjerne objekter. Denne funktion kaldes at akkommodere. Øjets bagerste øjenkammer har til formål at opretholde trykket på lens samt give næring, vækstfaktorer og antioxidanter til lens. Disse er meget karakteristiske funktioner for levende væv, der skal gøre det muligt for den foresatte vækst af lens gennem hele livet samtidig med, at lens bevarer sin klarhed og sine elastiske egenskaber. Når der opstår ændringer i disse funktioner, kan lens gennemsigtighed og optiske egenskaber ændres, og lens vil i stedet blive uklar. Tumorvækst i lens er ikke muligt (8) Strålefølsomhed og katarakt. Både ioniserende og ikke-ioniserende stråling kan medføre udvikling af katarakt. Selvom katarakt kan forekomme af andre årsager, ses der ofte efter høj eksponering af ioniserende stråling til lens en udvikling af katarakt i det bagerste af underkanten af linsekapslen. Dette kaldes også posterior subkapsulær katarakt (PSC). Katarakt er som sagt ikke unik for ioniserende strålingseksponering. Aldring og andre faktorer kan også spille ind i udviklingen, dog var PSC til stede hos 25 % af det personale, der hjalp med at feje det højradioaktive forurenede affald væk i Tjernobyl. ICRP konkluderede i 2012, at der ikke er noget direkte bevis for, at en enkelt ødelagt epitelcelle i lens kan udvikle katarakt. Men på trods af denne forenklede udtalelse, anses stråleinduceret katarakt stadig i høj grad for at være en deterministisk skade eller vævsreaktion. ICRP indikerer nødvendigheden af yderligere fremtidig forskning for at få Side 27 af 63

28 belyst den nøjagtige årsag til, hvorfor katarakt udvikles. Så længe man ikke helt forstår mekanismen bag stråleinduceret katarakt, anbefaler ICRP at tærskelværdien holdes på 0,5 Gy, men grænsen for hvornår der udvikles stråleinduceret katarakt, kan i fremtiden vise sig at være langt lavere (8). Resultater fra et andet review i 2015 omhandlende ioniserende strålingseksponeringer af lens på sundhedspersonale, tyder på at doser helt ned til et par msv faktisk kan føre til målbar stråleinduceret katarakt (32). 6.3 Billedkvalitet I dette afsnit beskrives og begrundes hvilke kriterier vi har anvendt for at vurdere billedkvaliteten i vores forsøg. Her vil vi komme ind på standard deviation, og hvilke parametre der har indflydelse på denne samt Low-Contrast-Detectability og dosismodulation Standard Deviation (SD) SD er udtryk for spredningen af observationer omkring en middelpixelværdi i CT-billedet. Variationen angiver rekonstruktionsunøjagtigheder, som i billedet forårsager afvigelser i forhold til de virkelige forhold. Disse afvigelser defineres som standard deviation (SD) og viser sig som støj i billedet. Der findes tre typer støj i forbindelse med CT. Den første type er kvantestøj, som defineres som forskellen mellem det antal fotoner, der forlader røntgenrøret, og det antal fotoner, som bliver detekteret. Scanparametre som har indflydelse på kvantestøjen er blandt andre kvp, mas, snittykkelse og pitch. Effektiviteten af scanneren udgøres af detektorens specifikationer samt patientens størrelse og kropsbygning. Den anden type støj, der findes ved CT, er elektronisk støj, der skabes af detektorernes fysiske begrænsninger. Det omfatter bl.a. de elektroniske komponenter, som f.eks. DAS. Det er specielt det analoge signal, der påvirkes af denne form for støj, mens det digitale signal ikke påvirkes. Den sidste type er digitalstøj, der opstår fordi digitaliseringsprocessen ikke stemmer 100 % overens med den fysiske virkelighed, da allerede akkumuleret støj forstærkes i rekonstruktionsalgoritmerne i forbindelse med forstærkning af signalet (4). Side 28 af 63

29 Det er kun kvantestøj, som radiografen har indflydelse på, og vi vil derfor kun koncentrere os om denne type i dette projekt. Det giver kun mening at måle SD i homogene materialer eller vævstyper. Indeholder vores Region Of Interest (ROI) væv med forskellige Hounsfieldsværdier (HU), vil det resultere i en stor SD, som ikke længere er et mål for støjen, men derimod for svækkelsesforskellen mellem de enkelte væv. Vi kan dog opnå relativt sammenlignelige støjforskelle ved at måle på det samme væv ved forskellige positioneringer (17) Low-Contrast-Detectability (LCD) SD bør ikke stå alene i vurderingen af billedkvalitet (4). En af de største fordele ved CT frem for konventionel røntgen er egenskaben til at visualisere lavkontrast objekter, hvor densiteten i vævene kun er svagt anderledes end baggrunden. LCD er derfor udtryk for CTscannerens evne til at adskille væv med relativ lille indbyrdes forskel i HU. LCD er ikke kun afhængig af scannerens evne til at visualisere lavkontrast objekter, den er også i høj grad afhængig af de øjne, der bedømmer billedet (16). Dette er en subjektiv vurdering foretaget af radiologen. Vi vil derfor bedømme billedkvaliteten objektivt gennem støjmålinger ved at placere ROI på udvalgte områder i cerebrum. Dette er valgt, fordi radiografen ikke har indflydelse på den subjektive vurdering af billederne Dosismodulation Til forsøgene blev der anvendt en standard cerebrum protokol, som indeholdt dosismodulationen CARE Dose4D. Princippet bag dosismodulation, også kaldet AEC, er at strålebundtet varierer efter patientens anatomi og bygning samt hvilken retning i XY planet, der scannes fra. Dette gøres for at få en regelmæssig svækkelse af strålingen i patienten, som dermed holder billedkvaliteten konstant over hele scanfeltet, mens dosis til patienten varierer efter anatomi, så der gives så lav dosis som muligt. Dosismodulationen sikrer derfor et konstant støjniveau i billedet igennem hele scanningen (4). Side 29 af 63

30 CARE Dose4D er en af Siemens dosismodulationer. Denne AEC regulerer mas over XYZ planet, hvor maskinen beregner svækkelsen i patienten over det scannede område ved hjælp af topogrammet. For at scanneren kan udregne en mas for et bestemt snit, har maskinen brug for en reference mas. Det er den mas, som radiologen har accepteret, giver en tilstrækkelig diagnostisk billedkvalitet. Maskinen vil herefter skrue op eller ned på mas, alt efter svækkelse i patienten, for at opnå den ønskede billedkvalitet i hele det scannede billede uafhængigt af patientens anatomi og vævets svækkelseskoefficient (4). Vi vil ikke ændre på protokollens opsætning, da vi vil anvende protokollen nøjagtig, som den bruges til dagligt på en radiologisk afdeling. 6.4 Statistik I dette afsnit beskrives, hvilke statistiske redskaber der er blevet anvendt til databearbejdningen i projektet. Der blev anvendt statistikprogrammet IBM SPSS Statistics version 23.0 (SPSS) til vores statistiske beregninger. Vi var interesseret i at afgøre, om vores to forsøgs data var normalfordelte, da dette er en forudsætning for at kunne udregne konfidensinterval (CI). Til at vurdere dette brugte vi Q-Q plots. Disse anvendes som en grafisk teknik til at vurdere, om data er normalfordelt. CI er et udtryk for den tilfældige usikkerhed ved et estimat. Et 95 % CI vil således med 95 % sandsynlighed indeholde den ukendte middelværdi i undersøgelsen. For at afgøre, om der findes en forskel i effekt, ses der efter, om der er en forskel blandt de eksponerede og ikke-eksponerede (33). I dette projekt ses der én eksponering for hvert forsøg ændring af hovedlejring i form af to forskellige vinkler. For at sammenligne de to vinkler ses der på, om der er forskel i de to vinklers middelværdier. Da stikprøverne i disse to forsøg er relative små, er der valgt at lave en parametrisk test, der anvendes til små stikprøver. I dette projekt benyttes Compaired Means i SPSS, der er en parret test til udregning af CI og p-værdi. Denne test anvendes, når to grupper af data skal sammenlignes. Side 30 af 63

31 Statistisk signifikans betyder, at en nulhypotese må forkastes, da de aktuelle observationer fra forsøget er mindre sandsynlige, såfremt nulhypotesen er korrekt. Denne sandsynlighed udtrykkes med en p-værdi, som almindeligvis anses for signifikant, såfremt p-værdien < 0,05. Når signifikansniveauet fastsættes til 5 %, medfører det derfor en 5 % risiko for at få et statistisk signifikant resultat, selvom nulhypotesen bekræftes. Dette kaldes for en type 1-fejl, hvor nulhypotesen forkastes, selv om den er sand. En type 2-fejl er derimod, når nulhypotesen accepteres, selvom den reelt er falsk. Denne type fejl kan forekomme ved mindre undersøgelser, hvor især forskellen mellem de to grupper er meget lille (33). 7. Indsamling af empiri For at besvare problemformuleringen er der valgt at udføre to kvantitative forsøg. Til forsøget med dosismåling blev der anvendt et vævsækvivalent Alderson fantom, hvorpå der blev placeret TLD tabletter. Til forsøget med støjmålinger blev der anvendt et vævsækvivalent RANDO fantom, hvor der på udvalgte snit blev placeret ROI målinger i postprocessingen. Vi vil i dette afsnit beskrive forsøgsdesignet, hvor CT scanner og protokol samt TLD tabletter og fantomer uddybes. 7.1 CT skanner og protokoller Til forsøgene fik vi stillet en Siemens SOMATOM Definition Flash scanner til rådighed af RHX, som er et mellemstort regionshospital i Jylland. Scanneren er en Dual Source CT-scanner med 2x128 slices. I protokollen er der anvendt dosismodulationsprogrammet CARE-Dose4D. Denne dosismodulation er standard i protokollen og er beskrevet yderligere i afsnit Til forsøgene på RHX valgte vi at følge deres protokol for cerebrum standard (34), da denne protokol blev anvendt i daglig praksis. Vi vurderede derfor, at denne protokol var optimal at benytte til forsøgene, da vi gerne ville afspejle virkeligheden. Protokollens opbygning og scanparametre er vist i tabel 1. Side 31 af 63

32 På RHX anvendes vinklen foramen magnum/glabella, svarende til linjen fra SFBC. Til forsøgene anvendte vi denne vinkel samt vinklen PPD, som benyttes i Region Nordjylland. De to vinkler er illustreret i form af nedenstående topogrammer (se figur 2 og figur 3). Vi lavede to særskilte forsøgsopstillinger, en for dosismåling og en for støjmåling. De fik hver oprettet to fiktive testpersoner med hver deres CPR nummer i Picture Archiving and Communication System (PACS) en patient til hver protokol. Ved protokollerne til dosismåling blev der i starten scannet et tomogram for hver vinkel uden TLD tabletter. Dette sikrede at centrering og vinkel passede til vores forsøgsopstilling, inden vi foretog selve Side 32 af 63

33 dosismålingerne. Ved protokollerne til støjmåling blev der ligeledes scannet et topogram for hver vinkel for at sikre tilnærmelsesvis identisk centrering og vinkel som ved dosismåling. Vi valgte at gentage hver protokol seks gange for at få en tilstrækkelig mængde data til efterfølgende statistisk beregning. Dette blev også gjort for at identificere eventuelle outliers. Til hver scanning i forbindelse med dosismåling blev der anvendt 4 TLD tabletter, som blev placeret ovenpå højre lens. Se figur 4 for flowchart over forsøgsopstilling. I postprocessingen efter hver scanning i forbindelse med støjmåling blev der placeret tre ROI målinger, én henholdsvis anteriort, medialt og posteriort i cerebrum. Figur 5 viser flowchart over forsøgsopstilligen. Side 33 af 63

34 7.2 TLD tabletter Til at måle stråledosis anvendes thermoluminiscens dosimetre (TLD) tabletter, som er et pelletmateriale kaldet MTS. Mange krystallinske materialer udviser fænomenet thermoluminiscens, og i denne forsøgsopstilling anvendes lithiumfluorid, da dette materiale er det mest gennemtestede og udbredte til klinisk dosimetri. Når krystallerne bliver bestrålet, vil en lille del af den absorberede energi blive lagret i krystallerne. Denne energi kan senere genvindes som synligt lys ved at udsætte krystallerne for en reproducerbar opvarmning, så de frigiver synlige fotoner. Det synlige lys måles i en photomultiplier tube (PMT), som omdanner lysfotoner til et målbart, elektrisk signal, som bliver forstærket og derefter målt i en tæller. Dette signal viser TLD tablettens absorberede stråledosis i mikrosievert (μsv). TLD tabletter er meget præcise og derfor et validt måleredskab (35) Organisering Til forsøget blev der brugt 48 TLD tabletter. Derudover blev der brugt otte referencetabletter, der skulle anvendes til at påvise den baggrundsstråling, tabletterne modtog i perioden fra klargøring til aflæsning. Dette svarede til baggrundsstrålingen for to døgn. TLD tabletterne blev lagt i et nummer- og farvekodesystem for at kunne inddele dem korrekt i de to hovedlejringspositioner og dermed mindske risikoen for systematiske fejlkilder Klargøring Inden TLD tabletterne kunne anvendes, skulle de igennem en annealingsproces, hvor de blev renset for tidligere dosis- og termalhistorik. Denne proces blev gjort i en annealingsovn, hvor tabletterne blev opvarmet til 400 grader i en time og derefter nedkølet over flere etaper. Hele processen i annealingsovnen tog fire timer. Side 34 af 63

35 Efter nedkølingen blev TLD tabletterne sat i slides med fire tabletter i hver. Disse slides blev farvekodet og kom derefter i en kassette for at blive irradiated i en Rados IR-2000, hvor tabletterne blev tilført fire eksponeringer svarende til 1196 μsv. Herefter blev de aflæst i en reader, Rados RE-2000S. Data fra denne aflæsning blev indført i et excel regneark, hvor batchhomogeniteten blev udregnet for at sikre, at TLD tabletterne ikke afveg fra hinanden: SD middel * 100 % < 15 % Denne blev udregnet til at være 2,52 %. Batchhomogeniteten skal ligge under 15 % for at TLD tabletterne er anvendelige (36). Efter at have testet batchhomogeniteten blev tabletterne igen aflæst i readeren for at lave en tælling af zero-counts. Herved blev den aktuelle baggrund for TLD tabletterne bestemt. Dernæst modtog TLD tabletterne en referencebestråling i irradiatoren. Denne blev fastsat til 10 eksponeringer, svarende til 2,99 msv, hvilket svarer til referencedosen for en standard CT cerebrum (37). Herefter skulle tabletterne endnu en gang i readeren. Denne gang for at få aflæst deres reader-counts. Zero-counts, referencedoser og reader-counts blev alle indført i excel-arket. Afslutningsvis kom TLD tabletterne igennem en ekstra annealingsproces for at simulere 24 timer. Ved at gøre dette vil TLD tabletternes eventuelle lavtemperatur glow peaks blive undertrykt, og dermed reduceres risikoen for fejl fra TLD tabletternes signaler (38). Efter denne proces blev TLD tabletterne lagt i små plastposer med beskrivelse, så tabletterne, der eksempelvis skulle bruges til at måle stråledosis ved vinklen SFBC, lå samlet i samme pose. Derefter var tabletterne klar til brug Aflæsning Efter forsøgets udførelse blev TLD tabletterne placeret i den samme kassette, som de var blevet aflæst i under klargøringen. For at kunne aflæse TLD tabletternes stråledosis kom de i readeren endnu en gang. Først blev referencetabletterne aflæst for at klarlægge baggrundsbestrålingen. Denne blev målt til et gennemsnit på 2,75 μsv. Da dette tal er meget lavt, anses det ikke for at have betydning for dosismålingerne. Derfor har vi valgt, at denne aflæsning for baggrundsbestrålingen ikke trækkes fra dosismålingerne, da det i praksis ikke Side 35 af 63

36 vil have nogen betydning for vores resultater. Dernæst blev de resterende TLD tabletter aflæst, hvor hver af de to vinkler blev aflæst hver for sig. For hver slide blev der indtastet zero counts, referencedosis og reader counts. Dosis blev dernæst udregnet ud fra disse værdier ved hjælp af nedenstående formel: RESd = Dose counts Zero counts Reader counts x lrd 7.3 Opbygning af fantomer Vi vil her beskrive de anvendte fantomers opbygning og begrunde, hvorfor vi har valgt forskellige fantomer til henholdsvis dosis- og støjmålinger Alderson fantom Til vores forsøg har vi benyttet hovedet fra et mandligt Alderson hovedfantom. Dette er produceret af Radiology Support Devices (RSD) og anses for at være kvalitetsstandarden inden for fantomer. Alderson fantomet er vævsækvivalent med den menneskelige krop, da fantomets knogle- og bløddele svarer til den gennemsnitlige densitet og absorption i den menneskelige krop. Det er derfor sammenligneligt at anvende Alderson fantomet til dosismåling, da den dosis, fantomet absorberer svarer til den absorberede dosis, et menneske vil få ved samme undersøgelse. Alderson fantomet er sliced i transverselle snit med en tykkelse på 2,5 cm. Hvert snit har udstansede huller til TLD tabletter. Benyttes disse huller ikke til dosismåling, erstattes de med enten knogle-, vævs- eller lunge-ækvivalente udfyldninger (39). Vi har valgt ikke at benytte de udstansede huller i fantomet, fordi lens ifølge øjets anatomi er placeret fortil i øjet. I fantomet er hullets midte placeret 1 cm inde i bløddelene. Iflg. den Internationale Standard (ISO) bør dosimetre til dosismåling ved lens placeres så tæt på øjet som muligt og helst i kontakt med legemet og vendende imod strålekilden. Korrekt placering af dosimetre til måling ved lens er vigtig, for at dosis bliver så nøjagtig som muligt (40). Side 36 af 63

37 Vi har derfor vurderet, at vores forsøgsopstilling vil være mere valid med TLD tabletterne placeret uden på fantomets øjne RANDO fantom Hovedfantomet fra The Phantom Laboratory er konstrueret med et menneskeligt kranie støbt ind i materialet. Dette RANDO materiale er vævsækvivalent med blødt væv. RANDO hovedfantomet er derfor ideelt at benytte til støjmålinger, da fantomet har en homogen hjernemasse. Hovedfantomet har desuden ingen tranverselle snit til dosismåling til forskel fra Alderson fantomet (41). Derfor har vi valgt at benytte RANDO hovedfantomet til vores støjmålinger. 7.4 Lejring af fantomer I dette afsnit beskrives lejringen af fantomerne og placeringen af henholdsvis TLD tabletter på Alderson fantomet samt ROI målinger i RANDO fantomet. Begge forsøg blev udført med to forskellige vinkler af fantomernes hovedlejring. Først blev der vinklet efter SFBC, så lens var uden for det primære strålefelt (se figur 6). Derefter blev der vinklet efter linjen PPD (se figur 7). Fantomerne blev hver især placeret med hovedet i hovedholderen. Vinklerne blev muliggjort ved hjælp af foldede stiklagner og sandsække, og ved at vinkle hovedholderen henholdsvis Side 37 af 63

38 opad til den ene vinkel og fladt til den anden. Begge fantomer blev markeret med tape og krydser, der hver markerede de to vinkler (se figur 8). Derudover blev der ikke rørt ved fantomerne mellem gentagelserne af hver protokol, og vi kunne således sikre identisk placering af fantomet i isocenteret forsøgene igennem Placering af TLD tabletter på Alderson fantom Til forsøget med dosismåling blev der anvendt 4 TLD tabletter til hver scanning. Tabletterne blev placeret oven på Alderson fantomet, svarende til højre lens. Slæderne med hver 4 tabletter blev forsigtigt tapet fast til fantomet inden hver scanning og efterfølgende fjernet skånsomt uden at flytte på fantomets lejring Placering og aflæsning af Region Of Interest (ROI) Til forsøget med støjmåling blev der i postprocessingen lagt tre ROI målinger på hver scanning, en henholdsvis anteriort i snit 13, medialt i snit 10 og posteriort i snit 9 for vinklen SFBC (se figur 9) samt tre ROI målinger for vinklen PPD, en henholdsvis anteriort i snit 22, medialt i snit 14 og posteriort i snit 10 (se figur 10). Side 38 af 63

39 Begrundelsen for ikke at benytte de samme snit til måling af støj ved de to vinkler var, at fantomets anatomiske strukturer blev placeret anderledes, når hovedets position ændrede sig i forbindelse med vinklingen. 7.5 Ansvarsfordeling For at reducere risikoen for fejl og misforståelser, udarbejdede vi en ansvarsfordeling, som var veldefineret inden forsøgenes udførelse. I dette afsnit har vi udformet ansvarsfordelinger for dosismåling og støjmåling Dosismåling Person 1 havde ansvaret for scanningerne samt at holde styr på nummerordenen af scanninger og TLD tabletter, så hver scanning matcher numrene på TLD tabletterne. Person 1 havde desuden også ansvaret for at foretage topogrammer inden selve scanningen for at sikre korrekt lejring samt at oplyse person 2 om scanningsparametre, DLP og lejeposition. Person 2 havde ansvaret for placeringen af TLD tabletterne og for at de brugte tabletter blev lagt korrekt til side og desuden det overordnede ansvar for lejringen af Alderson fantomet. Person 2 havde også ansvaret for at indføre parametre, DLP og lejeposition i Excel. Side 39 af 63

40 7.5.2 Støjmåling Person 1 havde ansvaret for scanningerne, mens person 2 havde ansvaret for at indskrive alle scanningsparametre samt DLP i Excel. Person 2 havde det overordnede ansvar for lejringen af RANDO fantomet, mens person 1 havde det overordnede ansvar for at placere ROI målinger i PACS. Person 2 indskrev til sidst ROI målingernes resultater i Excel. 8. De positivistiske videnskabelighedskriterier Kruuse definerer de positivistiske videnskabelighedskriterier, der bør inddrages ved kvantitative forskningsmetoder (42). Vi vil i dette afsnit gøre rede for disse 10 positivistiske videnskabelighedskriterier, og hvordan de er anvendt i dette kvantitative projekt. 8.1 Systematik For at vi kan sikre en planmæssig og ordnet fremgangsmåde uden tilfældigheder, er det vigtigt at medtænke systematik. Denne systematik skal vi opretholde i alle faser af vores empiriske projekt (42). For at sikre en sammenhæng i projektet, blev problemformuleringen operationaliseret. Dette gav en systematisk fremgangsmåde, der var med til at sikre, at problemformuleringen blev besvaret gennem hele projektet ved hjælp af de begrebsoperationelle definitioner. Der er i forbindelse med projektet lavet systematisk litteratursøgning i form af relevante artikler, fagbøger mm. Der blev lavet overskuelige systemer for at undgå bias og fejlkilder ved forsøgenes udførelse. TLD tabletterne blev nummererede, farvekodet og lagt i poser, så der ikke skete forveksling. Resultater fra støjmålingerne blev dobbelttjekket inden indskrivning i Excel. Ansvarsfordelingen var tydeliggjort og klarlagt inden forsøgene, så der ikke skulle opstå fejl. Side 40 af 63

41 8.2 Kontrol Kontrol har til hensigt at reducere risikoen for fejlslutninger samt sikre, at det udelukkende er den uafhængige variabel, der giver resultatet. Dette skal ske gennem en række kontrolforanstaltninger (42). Før hvert forsøg blev der scannet et topogram uden TLD tabletter for at sikre, at vinkling og iso-centrering stemte overens med forsøgsopstillingernes forudbestemte vinkler. Vi skulle kontrollere, at TLD slæden blev placeret korrekt ved hver scanning i forbindelse med dosismåling. I forsøgsopstillingerne var det udelukkende den uafhængige variabel, som blev undersøgt. For dette projekt var vinklingen den uafhængige variabel, mens alle andre scanningsparametre forblev uændret. 8.3 Præcision I et kvantitativt projekt er præcision et vigtigt begreb. I projektet er det vigtigt, at vi har nøjagtige beskrivelser af metoden, designet, forsøget, databehandlingen og fortolkningen af de data, vi har med at gøre (42). Projektet er præcist beskrevet gennem forsøgsdesign og metode, hvilket medvirker til, at forsøget kan reproduceres. Før dosismålingsforsøget kunne gennemføres, blev TLD tabletternes indbyrdes præcision testet ved at måle deres batchhomogenitet. Denne skal ligge indenfor 15 %, for at vi kan sige, at vi får præcise data (36). TLD tabletterne i dette projekt havde en batchhomogenitet på 2,5 %. Dette sikrede, at de opførte sig relativt ens. For at sikre en nøjagtig, identisk position og lejring, placerede vi tape på fantomerne, hvorpå der blev tegnet streger (se figur 8, afsnit 7.4 Lejring af fantomer). Dette sikrede en præcis og identisk fantomlejring i alle plan. Identisk centrering blev sikret ved brug af scannerens laserlys i XYZ-retningen. 8.4 Objektivitet Objektivitet opnås ved at anvende apparatur og måleudstyr i stedet for fortolkninger. Den subjektive mening skal udelukkes fra resultaterne, da det er den objektive analyse, der skal anvendes ved en kvantitativ undersøgelse (42). I projektet blev der anvendt statistiske beregninger til sammenligning og fremstilling af resultaterne for at bibeholde den objektive tilgang i projektet. Der blev kun anvendt Side 41 af 63

42 kvantificerbare data fra fantomer, og det var derfor muligt at forholde sig objektivt til resultaterne. 8.5 Kvantificerbarhed For at forsøget kan være kvantificerbart, kræver det, at undersøgelsens resultater kan nedskrives i tal. Disse tal fremkommer fra resultaterne i forsøget, antallet af forsøgsgentagelser samt statistisk analyse af forsøgenes resultater (42). Der blev anvendt kvantificerbare data i projektet. Forsøgene bestod af et antal gentagelser og et antal protokoller og lejringer. Resultaterne blev indskrevet i Excel og derefter overført til statistikprogrammet SPSS Statistics til videre bearbejdning og statistisk analyse. 8.6 Repræsentativitet De økonomiske og tidsmæssige faktorer gør det sjældent muligt at undersøge en hel kohorte, hvorfor der i stedet udvælges stikprøver, der defineres som en større eller mindre udvalgt delmængde af en undersøgelsesenhed, som skal være repræsentative for populationen (42). I dette projekt blev der ikke anvendt patienter grundet etiske hensyn og strålebeskyttelseshensyn. Der blev derfor ikke udtaget nogen stikprøve af populationen, men i stedet udført forsøg på vævsækvivalente Alderson- og RANDO fantomer. 8.7 Gentagelse Projektets forsøgsopstilling skal være reproducerbart, så den kan gentages flere gange. Dette gøres for at udelukke, at forsøgets resultater er fremkommet ved en tilfældighed. For at forsøget kan gentages, kræves det, at projektets design, metode, forsøgsopstilling, definitioner og målemetoder beskrives med stor nøjagtighed og præcision (42). Der blev udarbejdet udførlige forsøgsdesigns, således at forsøgene kan gentages senere med de samme lejringer og scanningsparametre. Derved er der mulighed for de samme valide resultater. Forsøgene blev udført på en Siemens SOMATOM Definition Flash scanner, og det vil derfor være nødvendigt at udføre gentagelsen på en sådan. Side 42 af 63

43 8.8 Reliabilitet Et resultat er pålideligt, når det samme resultat opnås hver gang undersøgelsen gentages. Hvis andre kan reproducere forsøget og nå frem til samme overensstemmelse mellem uafhængige målinger, opnår forsøget høj reliabilitet (42). Som tidligere nævnt, blev TLD tabletterne testet for batchhomogenitet. Dette blev gjort for at sikre tabletternes indbyrdes pålidelighed, når TLD tabletterne udsættes for ens stråling. For at sikre CT scannerens pålidelighed på RHX undergår den en daglig airkalibrering samt en konstanstest hver måned. 8.9 Validitet Validitet er projektets troværdighed, styrke og gyldighed. Projektet er validt, hvis det måler på det, der ønskes undersøgt. Derfor er det vigtigt, at vi i projektet undersøger den fremsatte problemformulering for at finde ud af, om den er rigtig eller forkert (42). For at sikre validiteten af målingerne i begge forsøgsopstillinger, blev hver protokol gentaget seks gange. Dette gjorde det muligt at lave statistiske tests samt at opdage, hvis én måling skulle afvige fra de andre resultater. Validiteten blev, som tidligere nævnt, begrænset af, at det ikke var muligt at udføre forsøgene på patienter. Dermed gav de ikke fuldstændigt realistiske resultater. I stedet blev forsøgene udført på Alderson- og RANDO fantomer, som begge er vævsækvivalente med menneskeligt væv, og det mener vi gjorde forsøgsresultaterne tilnærmelsesvis realistiske Generaliserbarhed For at kunne videreføre undersøgelsen til praksis forudsættes det, at man kan udlede noget generelt fra den undersøgte stikprøve til hele populationen. Det vil sige at man ud fra undersøgelsen kan forudse, at andre ud over forskeren selv kan opnå tilsvarende resultater i tilsvarende situationer (42). Med projektet ønskede vi, at forsøgene skulle kunne generaliseres og videreføres til praksis og reelle patienter. Det forsøgte vi tilnærmelsesvis ved at anvende fantomer svarende til menneskeligt væv, og samtidig brugte vi en aktuel protokol, der dagligt anvendes på RHX. Dog mangler den subjektive vurdering af billedkvaliteten, da vi i dette projekt kun har koncentreret os om den objektive billedkvalitet. Det vil derfor være nødvendigt at udføre Side 43 af 63

44 yderligere undersøgelser med henblik på den subjektive vurdering samt sammenligning af billederne for de to vinkler. 9. Præsentation af empiri I følgende afsnit vil vi præsentere resultaterne fra projektets dosis- og støjmålinger. Dette gøres ved hjælp af analytiske tabeller og figurer, som overskueliggør forsøgets data på en repræsentativ måde. 9.1 Resultater af dosismålinger Aflæsningen af den målte stråledosis i TLD tabletterne blev angivet i μsv. Disse rådata blev omregnet til msv og efterfølgende til mgy for at få den absorberede dosis. Som tidligere beskrevet er strålevægtningsfaktoren for røntgenstråling 1, hvilket betyder at 1 msv svarer til 1 mgy. Den målte stråledosis til lens ved at vinkle efter SFBC vises i tabel 2, mens tabel 3 viser den målte stråledosis til lens ved vinklen PPD. Ved hver scanning blev der anvendt fire TLD tabletter, som var placeret ved siden af hinanden tværs over øjet. Da resultaterne for disse fire TLD tabletter er tilnærmelsesvis ens, har vi anvendt TLD tabletternes gennemsnit for hver scanning i vores videre bearbejdning af resultaterne, således at vi tager udgangspunkt i seks dosimetre per vinkel frem for 24 enkeltstående dosimetre for at overskueliggøre resultaterne. Side 44 af 63

45 Det ses, at den laveste stråledosis fremkom ved at vinkle Alderson fantomet efter SFBC. Middelværdien for stråledosis ved denne vinkel var på 13,50 mgy, hvor dosis til lens ved vinklen PPD havde en middelværdi på 74,40 mgy. Der blev påvist en dosisbesparelse på 81,86 % i absorberet dosis til lens ved at anvende vinklen SFBC og dermed en dosisbesparelse til lens på 60,9 msv i forhold til vinklen PPD. Ud over dosismålingerne med TLD tabletterne, registrerede vi DLP værdien efter hver scanning. Den gennemsnitlige DLP værdi var henholdsvis 815,2 mgy*cm for vinklen SFBC og 885,6 mgy*cm for vinklen PPD. For at kunne analysere vores resultater, skulle vi som tidligere nævnt i afsnit 7.4, først vurdere, om vores data var normalfordelte. Dette blev gjort ved hjælp af Q-Q plots for målingerne ved hver af de to vinkler (se figur 11). Side 45 af 63

46 Begge Q-Q plots vurderedes til at have en tilnærmelsesvis normalfordeling af data. Derfor var forudsætningen for at udregne CI til stede. Tabel 4 viser CI for stråledosis ved de to vinkler. CI er som tidligere nævnt et udtryk for den tilfældige usikkerhed ved et estimat. Et konfidensinterval på 95 % udtrykker derfor at den sande værdi, der ønskes estimeret, med 95 % sandsynlighed ligger i konfidensintervallet. Der ses i tabel 4, at CI for de to vinkler ikke overlapper hinanden, hvilket styrker vores antagelse om, at der er forskel i stråledosis til lens ved de to vinkler. For at udregne p-værdien har vi valgt at opstille en nulhypotese. Denne skal forkastes eller bekræftes ved en parret test. I forbindelse med udregning af p-værdi har vi valgt at betegne signifikansen < 5 %, da det i iflg. Juul er den mest almindelige (33). Dette betyder at hvis p 0,05, kan nulhypotesen bekræftes, da der derfor ikke ses nogen signifikant forskel mellem de to grupper. Og modsat hvis p < 0,05, forkastes nulhypotesen Nulhypotese for dosismåling Ud fra problemformuleringen blev der opstillet en nulhypotese, der skulle give klarhed over, hvad der skulle undersøges ved hjælp af den parrede t-test i forbindelse med dosismåling til lens. H 0 : Der er ingen forskel i stråledosis til lens, uanset om der vinkles på linjen fra sinus frontalis til basis cranii eller parallelt med palatum durum. Side 46 af 63

47 Ud fra testen blev det påvist, at vores dosismålinger (p < 0,001) var langt under signifikansniveauet < 5 %. Vi kan dermed forkaste vores nulhypotese. Den fundne dosisbesparelse på 60,92 mgy er statistisk signifikant. 9.2 Resultater af støjmålinger De målte SD-værdier for hver ROI er opstillet i tabel 6 og 7. Vi ønskede at sammenligne de to vinklers SD-værdier henholdsvis anteriort, medialt og posteriort i cerebrum. For at have tilstrækkeligt med data til vores videre bearbejdning, valgtes det at anvende alle aflæste SDværdier frem for gennemsnittene af disse. Resultaterne for ROI målingerne ved brug af vinklen SFBC frem for vinklen PPD viste, at der anteriort i cerebrum var en procentvis forbedring i billedstøjen på 0,32 %, mens der medialt i cerebrum fremkom en forringelse på 1,52 %. Den største forskel blev påvist posteriort i cerebrum med en forbedring i billedstøjen på 15,43 % ved at anvende vinklen SFBC frem for vinklen PPD. Side 47 af 63

48 Vi har en formodning om, at den minimale støjforskel anteriort og medialt i cerebrum skyldes CT scannerens dosismodulation (AEC), der som tidligere nævnt har til opgave at ændre rørstrømmen. Målingen posteriort skyldes formodentlig én enkeltstående måling, der lå betydeligt over middelværdien. For at kunne analysere vores resultater, skulle vi først undersøge, om data var normalfordelte. Dette blev gjort ved hjælp af Q-Q plots for støjmålingerne anteriort, medialt og posteriort henholdsvis ved vinklen SFBC og vinklen PPD (se figur 12). De viste Q-Q plots er for de mediale ROI-målinger. Q-Q plots for anteriore og posteriore støjmålinger ved vinklen SFBC ses i bilag 11. Q-Q plots for anteriore og posteriore støjmålinger ved vinklen PPD ses i bilag 12. Ved alle Q-Q plots for støjmålingerne vurderedes det, at de havde en tilnærmelsesvis normalfordeling af data. Derfor var forudsætningen for at udregne CI til stede. Side 48 af 63

49 Tabel 8 viser CI for støjmålinger ved de to vinkler. Vi benyttede atter et konfidensniveau på 95 %. Der ses i tabel 8, at CI værdierne for vinklernes ROI-målinger overlapper hinanden, hvilket giver en formodning om, at der ikke er forskel på støjmålingerne ved de to vinkler. For at udregne P-værdierne for de tre ROI-placeringer ved de to vinkler var det nødvendigt at opstille en nulhypotese for støjmåling ud fra problemformuleringen Nulhypotese for støjmåling For at give klarhed over hvad der skulle undersøges ved hjælp af den parrede t-test ved støjmåling, blev der opstillet en nulhypotese. H 0 : Der er ingen forskel i støj, når der vinkles på linjen fra sinus frontalis til basis cranii frem for linjen parallelt med palatum durum. Side 49 af 63

50 Ud fra testen blev det påvist at vores støjmålinger var over signifikansniveauet < 5 % (anteriort: p = 92,50 %, medialt: p = 81,20 % og posteriort: p = 19,60 %). Vi må derfor bekræfte vores nulhypotese. Den fundne ændring af støj i billedet er ikke statistisk signifikant. 10. Diskussion I dette afsnit diskuteres og vurderes forsøgets resultater med inddragelse af valgt teori og artikler. Først diskuteres stråledosis i forhold til anvendelsen af de to vinkler, derefter diskuteres billedstøjen ved vinklerne og dermed den objektive billedkvalitet. Afslutningsvis diskuteres styrker og svagheder, der fremkom under projektet Dosis og dens påvirkning på udviklingen af katarakt Når lens udsættes for ioniserende stråling, kan der opstå deterministiske skader i form af stråleinduceret katarakt afhængig af den samlede dosismængde over tid, da tidligere studier har vist, at katarakt altid vil udvikles, hvis den kumulerede stråledosis er tilstrækkelig (7). Den indsamlede empiri i dette projekt viste, at den lavest opnåede stråledosis til lens forekom ved vinklen SFBC. I forhold til vinklen PPD viste resultaterne en dosisbesparelse til lens på 81,86 %. Disse var sammenlignelige med Nikupaavo et al. s resultater, der viste en dosisbesparelse på 75 % ved gantrykip, hvilket svarede til vinkling af hovedleje ved SFBC (12). Nikupaavo et al. sammenlignede deres egne resultater med tidligere studier, der viste Side 50 af 63

51 en dosisbesparelse til lens mellem % afhængigt af CT-scanner og dosismodulation. Ud fra et radiograffagligt perspektiv vil det derfor være at foretrække vinklen SFBC frem for vinklen PPD. Denne giver en langt bedre strålebeskyttelse af lens, da der i dette projekt fremkom en dosisbesparelse på 60,9 mgy i absorberet dosis, fordi lens ved SFBC ligger uden for det primære strålefelt. Selvom lens var uden for det primære strålefelt ved vinklen SFBC, blev der alligevel påvist en betydelig stråledosis til lens på 13,50 mgy. Iflg. Bushberg fremkom denne stråledosis bl.a. på grund af spredt stråling i form af Comptonspredning fra røntgenfotonerne i det primære strålefelt (16). Comptonspredning er den hyppigste interaktion i blødt væv ved CT. Røntgenfotonerne interagerede med elektroner i fantomets væv, hvorefter de fortsætter i en anden retning med et mindre energitab. Herved modtog lens stråling, selvom den var uden for det primære strålefelt. Når lens er i det primære strålefelt som ved vinklen PPD, vil lens derfor helt naturligt modtage en højere stråledosis, da der i det primære strålefelt vil fremkomme langt højere stråledosis end uden for feltet (16). Vores resultater viste en absorberet stråledosis på 74,40 mgy til lens ved vinklen PPD. Strålebeskyttelsesmæssigt kan det diskuteres, om det er forsvarligt at scanne alle CTC patienter efter vinklen PPD, som er region Nordjyllands retningslinjer, da det principielt kun er nødvendigt for de patienter, der risikerer operation (se bilag 13). Nyere epidemiologiske studier har vist, at lens er mere strålefølsom end først antaget (8). ICRP nedsatte derfor i 2011 tærskelværdien for absorberet dosis til lens fra 2 Gy til 0,5 Gy, hvor den ækvivalente dosis for et enkelt år ikke må overstige 50 msv. Som nævnt er tærskelværdien for absorberet dosis til lens 500 mgy (10). Når vinklen SFBC benyttes, gives der en stråledosis til lens på 13,50 mgy, og tærskelværdien overskrides derfor efter 37 CT scanninger af cerebrum. Anvendes i stedet vinklen PPD, hvor dosis til lens var 74,40 mgy, overskrides tærskelværdien efter kun 7 scanninger. ICRP anbefaler højest 50 msv om året i ækvivalent dosis til lens (10). Denne overstiges med 48,80 % ved anvendelse af vinklen PPD efter kun en enkelt CTC. Som tidligere nævnt undergår patienter, der er i et kontrolforløb eller har kroniske sygdomme, ofte flere CT-scanninger af cerebrum både om året og over en årrække, hvilket Side 51 af 63

52 kan medvirke til en kumulering af dosis til lens, og herved øges risikoen for udvikling af katarakt. Ud fra et strålebeskyttelsesperspektiv, vil det derfor være etisk mest forsvarligt at anvende vinklen SFBC, når der foretages CTC, for på denne måde at overholde ICRP s retningslinjer og dermed nedsætte risikoen for stråleinduceret katarakt Objektiv billedkvalitet Som tidligere nævnt er SD et udtryk for variationen i middelpixelværdierne i CT-billedet, der viser sig som unøjagtigheder i billedet (4). Vi påviste i støjmålingerne, at resultaterne var langt over signifikansniveauet < 5 % (anteriort: p = 92,50 %, medialt: p = 81,20 % og posteriort: p = 19,60 %). Vi måtte derfor acceptere vores nulhypotese, der sagde, at der ikke var nogen forskel i SD. I forbindelse med litteratursøgning til dette projekt har det været meget sparsomt, hvad vi har kunnet finde af litteratur omkring objektiv billedkvalitet og sammenligning af de to anvendte vinkler. Resultaterne for ROI målingerne viste en forskel i SD mellem vinklerne, hvor der anteriort i cerebrum var en procentvis forskel på 0,32 %, mens der medialt i cerebrum fremkom en forskel på 1,52 %. Den største forskel blev observeret posteriort i cerebrum, hvor der ved at anvende vinklen SFBC frem for vinklen PPD blev påvist en forbedring i billedstøjen på 15,43 %, hvilket svarede til en forskel på 2,27 HU. Iflg. Nikupaavo et al. fandt de en ubetydelig forskel i SD anteriort og medialt, mens de nederst posteriort havde den største variation i SD på 5-6 % ved gantrykip (12). Iflg. Ainsbury et al. kan vi, som tidligere nævnt, simulere et gantrykip ved at lejre patientens hovedleje efter SFBC (8). Vores resultater viste en større forskel posteriort i cerebrum end Nikupaavo et al. Dette skyldes formodentligt én enkeltstående måling, der lå betydeligt over middelværdien. Men at vores resultater viste en forskel posteriort i cerebrum, stemmer godt overens med den fundne litteratur. Dog var forskellen ikke stor nok til at påvise en statistisk signifikans, da vores p-værdi = 19,60 %. Nikupaavo et al. konkluderer også, at uanset hvor små attenuationsforskelle der er, kan de være vigtige for den objektive billedkvalitet ved CTC, da forskellen med hvid og grå substans kun er ca. 4-5 HU (12). Side 52 af 63

53 Vi ville gerne have foretaget en subjektiv vurdering af billederne for at påvise, om der var en reel forskel i den posteriore del af cerebrum, hvor den objektive forskel i HU var størst. Men på grund af projektets tidsperspektiv og ressourcer var dette ikke muligt Diskussion af metode I dette afsnit diskuteres projektets styrker og svagheder. Vi har foretaget et relativt lille fantomforsøg med ROI målinger. Derfor vil det kun være muligt at påvise en tendens fundet ved fantomscanning. Det er ikke muligt at overføre forsøget direkte til virkeligheden, da det ikke er foretaget på mennesker. Fantomscanninger er anvendelige til at vurdere støjniveauet i CT-billeder, fordi støj skal måles og vurderes i et homogent materiale (4). Da vi ville undersøge, om det objektive støjniveau ændrede sig ved de to vinkler, mener vi, at vi kan påvise en tendens, der kan overføres til virkeligheden, og som der kan forskes videre på. Vi ser både styrker og svagheder ved den valgte metode. Det kan ses som en svaghed, at der kun blev udført seks gentagelser af hver vinkel ved både dosismåling og støjmåling. Hvis der havde været flere gentagelser og dermed mere data, ville data sandsynligvis have været mere normalfordelte i vores Q-Q plots. På den anden side var TLD tabletterne anvendt til dosisforsøget meget reliable, da målesikkerheden lå inden for 3 %. Vi antager derfor, at resultaterne ville være ens uanset antallet af gentagelser. Ved klargøringen af TLD tabletterne blev der lavet referencetabletter, der havde til formål at klarlægge, hvilken baggrundsbestråling TLD tabletterne modtog i perioden mellem klargørelse og aflæsning. Baggrundssbestrålingen viste sig at være 2,75 μsv, hvilket vi vurderede ikke havde nogen betydning for den indsamlede empiri. Fantomerne, der blev anvendt til forsøgene, var vævsækvivalente, hvilket var med til at styrke projektet samt sikre repræsentativitet og objektivitet. For at øge generaliserbarheden, ville det være nødvendigt at udføre yderligere undersøgelser på patienter. Vi har dog i dette projekt anvendt en CT-protokol, der dagligt bliver brugt på RHX som standard protokol ved CTC. Denne bidrager til generaliserbarheden i dette projekt og kan bruges til yderligere forsøg for at kunne sammenligne med praksis. Side 53 af 63

54 Det må anses for at være en svaghed i projektet, at nogle af Alderson fantomets vævsækvivalente udfyldninger var udfyldt forkert, så der fremkom cylindre med ukorrekt væv, dvs. blødt væv inde i knoglestrukturen og omvendt (se figur 13). Dette blev observeret under dosisforsøget, da forsøget allerede var i gang. Vi vurderede dog, at forsøget skulle fortsætte på trods af observationen. Ved nærmere eftertanke skulle vi i stedet have anvendt RANDO fantomet til begge forsøgsopstillinger, da dette havde givet en mere præcis dataindsamling på dosisforsøget. Dog må det anses for at være en styrke, at TLD tabletterne var placeret uden på fantomet, som ISO beskriver, er den korrekte procedure for dosismonitorering ved lens (40), da lens anatomisk set sidder anteriort i øjet. Det ville have været mere korrekt at anvende MOSFET dosimetre i stedet for TLD tabletter, da disse er beregnet til at måle dosis i hudniveau. Denne metode blev anvendt i Nikupaavo et al. s forsøgsopstilling (12). Vi havde dog hverken ressourcerne eller udstyret til rådighed i dette projekt. Der blev ikke anvendt topogram til hver scanning, og da AEC bl.a. er bygget op på det forudgående topogram, har mas ikke ændret sig scanningerne imellem. Havde det været i praksis, ville det have haft indflydelse på dosis til patienten. Men der blev som sagt anvendt fantomer, der ikke har flyttet på sig eller ændret form, så det formodes ikke at have haft Side 54 af 63

55 indflydelse på dosis i dette projekt. Desuden havde vi ikke nok tid til forsøgene, hvis vi skulle have lavet topogrammer til alle 24 scanninger. Dette udgør en selektionsbias og anses iflg. Juul for at være en systematisk fejl (33). 11. Konklusion Vores teoretiske overvejelser sammen med artiklernes empiri, fungerede som udgangspunkt i forhold til vores metodologiske tilgang til forsøgets udformning. I dette afsnit besvares projektets problemformulering som lød: Hvor stor besparelse af stråledosis til lens kan radiografen opnå hos patienter der undergår CTC ved at vinkle patientens hovedleje efter vinklen på linjen fra sinus frontalis til basis cranii frem for linjen parallelt med palatum durum, således at risikoen for katarakt minimeres? Og er der en forskel i billedkvaliteten mellem de to vinkler? I dette projekt blev der påvist en signifikant dosisbesparelse på 60,90 mgy i absorberet dosis ved anvendelsen af vinklen SFBC frem for PPD, da den gennemsnitlige dosis til lens var 13,50 mgy ved vinklen SFBC og 74,40 mgy for vinklen PPD. Dette svarede til en procentvis stråledosisbesparelse til lens på 81,86 % ved at vinkle patientens hovedleje efter vinklen SFBC. Tærskelværdien for udvikling af stråleinduceret katarakt sammenholdt med vores empiri danner grundlag for, at vi kan konkludere, at risikoen for stråleinduceret katarakt minimeres ved anvendelsen af vinklen SFBC for patienter, der undergår CTC. Ved vinklen PPD overskrides tærskelværdien på 500 mgy efter kun 7 CTC scanninger, hvorimod patienten kan undergå op til 36 CTC scanninger uden at overskride tærskelværdien ved vinklen SFBC. Derudover vil ICRP s anbefalinger højst 50 msv om året i ækvivalent dosis til lens overskrides med 48,80 % ved anvendelse af vinklen PPD efter kun en enkelt CTC. Med hensyn til den objektive billedkvalitet, måtte vi acceptere nulhypotesen, og det var derfor ikke muligt at påvise en signifikant forskel i den objektive billedkvalitet ved Side 55 af 63

56 anvendelsen af de to vinkler. Dog vurderede vi en mindre tendens til forringet billedkvalitet i den posteriore del af cerebrum ved at anvende vinklen PPD frem for SFBC, da den største procentvise forskel var en forringelse på 15,43 %, der fremkom ved brug af vinklen PPD. Vi kan derfor konkludere, at der ikke er nogen signifikant forskel af den objektive billedkvalitet mellem de to vinkler, men at der er en tendens til en bedre billedkvalitet i den posteriore del af cerebrum ved at anvende vinklen SFBC. 12. Perspektivering Følgende perspektivering redegør for dette projekts robusthed og innovativitet ved at diskutere konklusionens konsekvenser i forhold til problemformuleringens relevans og radiografens profession. Radiografen har ansvaret for, at røntgenundersøgelsen altid foretages med omhyggelig indblænding af strålefeltet til det område, der har diagnostisk interesse (43). Aalborg Universitetshospital anvender navigationsprogrammer, der bruger overfladegenkendelse, dvs. næse, pande, øjne og ører, til CTC patienter, der efterfølgende skal opereres. Iflg. CT-udviklingsradiografen ved Aalborg Universitetshospital oplyses det, at der findes en særlig protokol til præoperationelle patienter, men at vinkel og scanfelt er de samme som ved CTC standard, hvor der vinkles efter PPD. Dette forklares med, at det er for at minimere risikoen for fejl (se bilag 13). Dette projekt kunne danne grundlag for overvejelser i Region Nordjylland, om deres CTC protokoller burde opdeles, så ikke alle CTC patienter scannes efter vinklen PPD, men kun de patienter, hvor der er mulighed for, at de efterfølgende skal undergå operation. Der vil og skal til enhver tid være fokus på en kontinuerlig kvalitetsudvikling, hvor radiografen kan inddrages i udviklingen af nye protokoller, der skal afspejle den teknologiske udvikling, hvor fokus ligger på dosisbesparelsen uden at gå på kompromis med billedkvaliteten. Det kan dog være nødvendigt at indgå kompromisser, hvis patienterne på grund af deres anatomiske egenskaber og fysiologiske tilstande ikke er i stand til at bøje nakken, så vinklen Side 56 af 63

57 SFBC opnås. Det kan derfor være en udfordring at implementere dette i praksis ved alle CTC undersøgelser uden forbehold. Før en eventuel implementering af konklusionen fra dette projekt, bør der foretages en subjektiv vurdering af billedkvaliteten, fordi vi udelukkende har koncentreret os om den objektive billedkvalitet, da denne er den eneste, radiografen har indflydelse på. En konsekvens af en optimering af CTC protokollen vil kræve en subjektiv, radiologisk vurdering af billedkvaliteten, så den stadig er forenelig med de diagnostiske krav til billedet. Side 57 af 63

58 13. References 1. Sundhedsdatastyrelsen. Radiologiske ydelser. [Internet]. Kbh S: Sundhedsdatastyrelsen; [cited 2017 Jan 03]. Available from: 2. Sundhedsdatastyrelsen. Radiologiske ydelser. [Internet]. Kbh S: Sundhedsdatastyrelsen; [cited 2017 Jan 03]. Available from: UXC&rp:A_Gruppering2=113&rp:B_Institution= &rp:C_Koen=- 1&rp:C_Alder=-1&rp:D_Aar= &rp:A_Indikator=1& 3. Sundhedsstyrelsen. Udvikling i brug af røntgenundersøgelser i Danmark - med fokus på CT [Internet]. Kbh S: Sundhedsstyrelsen; 2015 [cited 2017 Jan 03]. Available from: shx 4. Seeram E. Computed tomography: Physical principles, clinical applications, and quality control. 4th ed. St. Louis, Mo.: Elsevier; Jensen PH, Larsen TI, Lauridsen B, Søgaard-Hansen J, Thorn E, Warming L. Helsefysik: Radioaktivt, ioniserende stråling, biologiske virkninger og strålingsbeskyttelse. Kbh.: Nyt Teknisk Forlag; Olsen S, Dige-Petersen H. Strålingsbiologi. Leksikon [Internet]. Gyldendal: Kbh K. c [updated 2015 April 29]; [cited 2016 Oct 10]. Available from: g_nuklearmedicin/str%c3%a5lingsbiologi 7.Brown NAP, Shun-Shin GA, Lewis P, Cramp WA, Arlett C, Cole J, et al. Relationship of cataract to radiation sensitivity. Br J Ophthalmol. 1989;73(12): Ainsbury EA, Barnard S, Bright S, Dalke C, Jarrin M, Kunze S, et al. Ionizing radiation induced cataracts - Recent biological and mechanistic developments and perspectives for future research. Mutat. Res. 2016;770(B): Sundhedsdatastyrelsen. Aktivitet på diagnoseniveau. [Internet]. Kbh S: Sundhedsdatastyrelsen; [cited 2016 Oct 11]. Available from: rp:d_aar= &rp:C_Koen=-1&rp:C_Alder=- 1&rp:B_Diagnose= &rp:B_Sygehusejer= &rp:B_Indikator= & 10. ICRP. Statement on Tissue Reactions. [Internet]. Seoul: ICRP; 2011 [cited 2016 Oct 10]. available from: Side 58 af 63

59 11. IAEA. Radiation and cataract: Patient protection. [Internet]. Vienna: Radiation Protection of Patients (RPOP); 2013 [cited 2016 Oct 10]. Available from: icalspecialities/radiation-cataract/radiation-cataract-patient-protection.htm 12. Nikupaavo U, Kaasalainen T, Reijonen V, Ahonen S, Kortesniemi M. Lens Dose in Routine Head CT: Comparison of Different Optimization Methods With Anthropomorphic Phantoms. AJR Am J Roentgenol. 2015;204: Sundhedsstyrelsen. Brug af Bismuth-afdækning til CT-undersøgelser frarådes. [Internet]. Kbh S: Sundhedsstyrelsen; 2015 [cited 2016 Oct 19]. Available from: Veiss-Pedersen P, Poulsen JP. CT - Cerebrum standard. Dokumentsamling [Internet]. Region Nordjylland: Aalborg [updated 2016 Jun 20]; [cited 2016 Oct 11]. Available from: Bekendtgørelse af lov om brugen af røntgenstråler m.v. LBK nr 1170 af 29/11/2011. Bekendtgørelse om medicinske røntgenanlæg til undersøgelse af patienter, BEK nr. 975 af 16/12/1998. Kapitel 13; 82 [cited 2016 Oct 13]. Available from: Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt Jr EM, Boone JM. The Essential Physics of Medical Imaging. 3rd ed. Philadelphia, PA, USA.: Lippincott Williams & Wilkins, Wolters Kluwer; Kusk MW. Multislice CT: Billedkvalitet, Dosis & Teknik. Hvidovre.: Radiografiens Forlag; Hsieh J. Tomographic reconstruction for tilted helical multislice CT. IEEE Trans Med Imaging. 2000;19(9): Reimann AJ, Davison C, Bjarnason T, Thakur Y, Kryzmyk K, Mayo J, et al. Organ-based computed tomographic (CT) radiation dose reduction to the lenses: impact on image quality for CT of the head. J Comput Assist Tomogr. 2012;36(3): Nielsen P. Produktion af viden: en praktisk guide til samfundsvidenskabelig metode. 3rd ed. Kbh. Nyt Teknisk Forlag; Wackerhausen S. Operationalisering: Hvordan måler man?. Nyt Om Forskning. 1998;7(1): Bekendtgørelse af lov om brugen af røntgenstråler m.v. LBK nr 1170 af 29/11/2011. Bekendtgørelse om medicinske røntgenanlæg til undersøgelse af patienter, BEK nr. 975 af 16/12/1998. Kapitel 12; 64, stk 2. [cited 2016 Oct 18]. Available from: Side 59 af 63

60 23. Bekendtgørelse af lov om brugen af røntgenstråler m.v. LBK nr 1170 af 29/11/2011. Bekendtgørelse om medicinske røntgenanlæg til undersøgelse af patienter, BEK nr. 975 af 16/12/1998. Kapitel 13; 66. [cited 2016 Oct 18]. Available from: Birkler J. Videnskabsteori: En grundbog. Kbh.: Munksgaard Danmark; PubMed [Internet]. University College Nordjylland Biblioteket Aalborg; [cited 2016 Oct 20]. Available from: About Elsevier [Internet]. Elsevier; NX Amsterdam. c2016; [cited 2016 Dec 15]. Available from: Upubliceret materiale udarbejdet af Jeanne Debess. 28. Lindahl M, Juhl C. Den sundhedsvidenskabelige opgave: vejledning og værktøjskasse. 2nd ed. Kbh.: Munksgaard Danmark; Lund H, Juhl C, Andreasen J, Møller A. Håndbog i litteratursøgning og kritisk læsning: Redskaber til evidensbaseret praksis. Kbh.: Forfatterne og Munksgaard; Berquist TH. About AjR [Internet]. AJR Am J Roentgenol. Leesburg VA, USA. c2015; [cited 2016 Dec 15]. Available from: McNitt-Gray MF. AAPM/RSNA Physics Tutorial for Residents: Topics in CT Radiation Dose in CT. Radiographics. 2002;22(6): Barnard SGR, Ainsbury EA, Quinlan RA, Bouffler SD. Radiation protection of the eye lens in medical workers: basis and impact of the ICRP recommendations. Br J Radiol 2016;89(1060): Juul S. Epidemiologi og evidens. 2nd ed. Kbh.: Munksgaard; CT Cerebrum - Standard. e-dok dokumentsamling [Internet]. Region Midtjylland; [cited 2016 Nov 16]. Available from: &dbpath=/edok/editor/AAUHRA.nsf/&windowwidth=1100&windowheight=600& windowtitle=s%f8g&level= UCN Instructure. TLD teori. [Internet]. Instructure; Salt Lake City UT, USA. c2017; [cited 2016 Nov 15]. Available from: Side 60 af 63

61 36. UCN Instructure. Batch homogenitet. [Internet]. Instructure; Salt Lake City UT, USA. c2017; [cited 2016 Nov 16]. Available from: Sundhedsstyrelsen. CT-referencedoser Indsamling og vurdering af patientdoser ved CT. [Internet]. Kbh S: Sundhedsstyrelsen; 2015 [cited 2016 Nov 2]. Available from: ashx 38. Zoetelief J, Julius HW, Christensen P. Recommendations for patient dosimetry in diagnostic radiology using TLD. Project report. [Internet]. Belgien: European Commission; [cited 2016 Nov 16]. Available from: radiology-using-tld-pbkina19604/downloads/ki-na en- S/KINA19604ENS_002.pdf;pgid=GSPefJMEtXBSR0dT6jbGakZD00003FOkn3Tj;sid=V2veON1_ WifecoUTvJdAn79aULjY69qsUbg=?FileName=KINA19604ENS_002.pdf&SKU=KINA19604ENS_ PDF&CatalogueNumber=KI-NA EN-S 39. Radiology Support Devices. The Alderson Radiation Therapy phantom (ART) [Internet]. RSD: Long Beach CA, USA. c2014; [cited 2016 Nov 15]. Avaliable from: ISO. Radiological protection - Procedures for monitoring the dose to the lens of the eye, the skin and extremities. Geneva: ISO; The Phantom Laboratory. SECTIONAL PHANTOMS [Internet]. The Phantom Laboratory: Greenwich NY, USA. [cited 2016 Nov 15]. Available from: Kruuse E. Kvantitative forskningsmetoder: i psykologi og tilgrænsende fag. 6th ed. Kbh.: Dansk psykologisk Forlag; Bekendtgørelse af lov om brugen af røntgenstråler m.v. LBK nr 1170 af 29/11/2011. Bekendtgørelse om medicinske røntgenanlæg til undersøgelse af patienter, BEK nr. 975 af 16/12/1998. Kapitel 13; 72. [cited 2016 Dec 19]. Available from: Anvendt referencesystem: Vancouver Side 61 af 63

62 14. Figurliste Figur 1. Figur 2. Figur 3. Figur 4. Figur 5. Figur 6. Figur 7. Figur 8. Figur 9. Figur 10. Figur 11. Figur 12. Figur 13. Illustration af vinklerne anvendt i projektet. Topogram for SFBC. Topogram for PPD. Flowchart over forsøgsopstilling for dosismåling Flowchart over forsøgsopstilling for billedkvalitet Alderson fantomets lejring ved vinklen SFBC. Alderson fantomets lejring ved vinklen PPD. Alderson fantomet med tape og krydser ROI-placeringer for vinklen SFBC. ROI-placeringer for vinklen PPD. Q-Q plots for dosismåling ved de to vinkler. Q-Q plots for støjmåling ved de to vinkler. Forkerte vævsplugs i Alderson fantom. Side 62 af 63

63 Side 63 af 63

64 Bilag 1: Region Nordjyllands retningslinjer for lejring af patient ved CTC. Side 2 af 26

65 Bilag 2: Regionshospital Hernings retningslinjer for lejring af patient ved CTC Side 3 af 26

66 Bilag 3: Regionshospital Silkeborgs retningslinjer for lejring af patienter ved CTC Side 4 af 26

67 Bilag 4: Regionshospital Viborgs retningslinjer for lejring af patienter ved CTC Side 5 af 26

68 Bilag 5: Første søgeproces for Ainsbury et al. i PubMed Side 6 af 26

69 Bilag 6: Søgeproces for Ainsbury et al. i UCN bibliotekets database Side 7 af 26

70 Bilag 7: Efterfølgende søgeproces for Ainsbury et al. i PubMed Side 8 af 26

71 Bilag 8: ViRa guide Ainsbury et al. Vurdering af videnskabelige kvantitative artikler Vejledning i brug af skema: For at springe frem og tilbage i tekstfelter brug piltasten venstrehøjre. For at springe mellem tekstfelter brug TAB og Shift TAB. Hoveddelene i en videnskabelig kvantitativ artikel Abstract Background - Introduction Materials and methods Results Discussion Conclusion References Dette er en måde en kvantitativ videnskabelig artikel kan være opbygget på. Der kan være andre overskrifter og en anden rækkefølge af de enkelte dele. Kvantitative forskningsartikler kan vurderes på forskellige måder, men efterfølgende er beskrevet nogle punkter som er relevante at gennemgå, når I skal vurdere en sådan artikel. Forfatter(e) og tidsskrift Tidsskrift Elsevier Mutation Research. Publikationsår Volume Nummer Sidetal , part B. Oct.-Dec Forfatter(e) (navn, uddannelse, arbejdssted) Elizabeth A. Ainsbury. A*. Stephen Barnard. A. Scott Bright. B. Side 9 af 26

72 Claudia Dalke. D. Miguel Jarrin. E. Sarah Kunze. D Rick Tanner. A1 Joseph R. Dynlacht. C1 Roy A. Quinlan. E1 Jochen Graw. D1 Munira Kadhim. B1 Nobuyuki Hamada. F** A) Public Health England Centre for Chemical, Radiological and Environmental Hazards, Oxford, UK. B) Genomic Instability Group, Department of Biological and Medical Sciences, Oxford Brookes University, Oxford, UK. C) Indiana University School of Medicine, Department of Radiation Oncology, Indianapolis, IN USA. D) Helmholtz Zentrum München GmbH, German Research Center for Environmental Health, Institute of Developmental Genetics, Neuherberg, Germany. E) Biophysical Sciences Institute, University of Durham, Durham, UK. F) Radiation Safety Research Center, Nuclear Technology Research Laboratory, Central Research Institute of Electric Power Industry (CRIEPI), Tokyo, Japan. * Corresponding author. ** Corresponding author. 1 These authors contributed equally to this work. Titel på artikel Ionizing radiation induced cataracts: Recent biological and mechanistic developments and perspectives for future research Søgeord / emneord (keyword) IR Radiation cataract Side 10 af 26

73 Radiation lens effects Lens biology Cataract mechanisms Dosimetric modeling Er artiklen peer reviewed? (Bedømt af andre forskere der kender til artiklens indhold) Ja det er den. Det kan have den indflydelse at fejl og mangler vil blive rettet, og at artiklen har været igennem en ekstern bedømmer som vurdere kvaliteten af materialet. Background - Introduction Hvad viser tidligere undersøgelser? Tidligere studier viser at øjets linse er meget mere strålefølsomt end først antaget. ICRP nedsat dosissen til linsen i Disse retningslinjer er blevet implementeret i EU. ICRP retningslinjerne er baseret på relativt lille epidemiologisk evidens grundlag, da der kun findes et mindre antal studier der hentyder til linsens strålefølsomhed ved mindre end 2 Gy. Hvad er artiklens formål? Er der opstillet hypoteser? Har undersøgelsen teoretisk og / eller praktisk betydning? Artiklen har til formål at give et review af nyligt publiceret forskningsartikler eksplicit omhandlende biologisk og mekanisk aspekter af stråleinduceret katarakt. Side 11 af 26

74 Materials and methods Hvilket studiedesign er anvendt? Et review af tidligere studier.hvad står der i background om tidligere viden. Hvem og hvor mange deltager i studiet Inklusions- og eksklusionskriterier De har blandt andet taget udgangspunkt i 12 andre forskningsartikler, hvor forsøgspersonerne enten har været mus eller mennesker. Beskriv eksponerings og outcome (udfald) i studiet? Hvor mange gentagelser af en kendt dosis skal der til for at give katarakt, og de har kigget på hvor stor en enkeltstående dosis der skal til for at få katarakt. Statistik: Hvilken analysemetode er der anvendt De har samlet viden fra retrospektive studier og sammenholdt data sættene med hinanden, med en meget kritisk synsvinkel til de metoder, som har været benyttet i de repræsentative forskningsartikler. Er de valgte metoder valide og reliable? Nej. I og med at det er et review, så har de ikke gået i dybden med hver enkelt forsøgsopstilling, men de diskutere de valgte metoder i forhold til validitet og reliabilitet Side 12 af 26

75 Results Hvad er studiets outcome (udfald)? Det er et review, hvor der er sammenlignes resultater fra eksisterende litteratur og forskning, og derved har de ikke selv nogle data der kan give en P-værdi. Er de relevante data præsenteret klart og har data sammenhæng til de undersøgte variabler? Der opstilles data fra eksisterende forskning i tabeller med de vigtigste resultater. Dog er der ikke angivet P-værdier og standartafvigelse fra resultaterne i forskningsartiklerne. Alle opstillede hypoteser bliver enten bekræftet eller afvist gennem diskussionen. Hvad står der i background om tidligere viden. Discussion Diskussion af undersøgelsens resultater Temaer i reviewet er: DNA skader, genetiske forandringer ved ioniserende stråling, morfologi, forandringer i linsens fiber proteiner, andre typer af øjenskader relateret til non-target effekter ved ioniserende stråling, hvordan måles katarakt, dosismængde for udvikling af katarakt, dosismængdens genetiske effekter ved stråleinduceret katarakt, evidens fra andre studier vedrørende laveksponerede mennesker ved bl.a. Tjernobyl og A- bomb, dosisaspekter, energiens absorption i lens og sidst diskuteres confounding faktorer. Hvordan passer resultaterne til andres undersøgelser om det samme emne? Dette er et review, der samler over 300 forskellige artikler om emnet stråleinduceret katarakt, hvilket betyder at resultaterne af artiklernes undersøgelser passer ind i diskussionen angående emnet. Hvilke styrker og svagheder har undersøgelsen? Side 13 af 26

76 Reviewet lægger op til at stå stærkt, da baggrunden ligger i så mange tidligere forskningsartikler. Artiklen gør det klart, at der mangler yderligere forskning inden for lavdosis stråleinduceret katarakt samt en mere præcis tærskelværdi. Der skal desuden også udvikles nye og mere præcise instrumenter til måling af dosis. Conclusion Hvilke konklusioner opstilles på baggrund af undersøgelsen? Konklusionen er klar omkring al normal-biologi, -morfologi og -fysiologi omkring øjets linse. Mange af de generelle processer, der har indflydelse på stråleinduceret katarakt, er velkarakteriseret, specielt aldersrelateret katarakt. Der mangler evidens angående den menneskelige linse, da det kun har været forsøg på dyr. Hvilken evidensgrad kan artiklen tildeles? Ifølge Svend Juul er evidensgraden 1A. Yderligere kommentarer til artiklen Er der data til at underbygge konklusionen? Der er meget data til at underbygge konklusionen. Hvad kan du bruge artiklen til? Den bruges som evidens for stråleinduceret katarakt, og se på linsens opbygning herunder hvordan biologiske effekter optræder ved stråleinduceret katarakt. Hvilken målgruppe er der for artiklen? (hvem har interesse i at læse og anvende artiklens resultater) Det har radiografer, radiologer, øjenlæger, biologer og hospitalsfysikere. Er den valgte metode velegnet til at undersøge artiklens problemstilling? Ja. Er der givet penge til forskningen fra firmaer og hvilken betydning kan det have? Side 14 af 26

77 Ja der er givet forskningsmidler til alle forskere på nær to, disse midler er kommet fra officielle ministerier fra forskellige steder i EU. Referencer Jørgensen T, Mainz J, Willaing I. Litteratursøgning og vurdering af litteraturen: Kjærgaard J, Mainz J, jørgensen T, Willaing I, redaktører. Kvalitetsudvikling i sundhedsvæsenet. København: Munksgaard; pp Kruuse Emil. Kvantitative forskningsmetoder i psykologi og tilgrænsende fag. København: Dansk psykologisk forlag; 4. udgave pp Greenberg R, Daniels S, Flanders W, Eley J, Boring J.Medical Epidemiology. London: Lange Medical Books/McGraw-Hill; 3. udgave kapitel 13. Side 15 af 26

78 Bilag 9: Søgeproces for Nikupaavo et al. i PubMed Side 16 af 26

79 Bilag 10: ViRa guide Nikupaavo et al. Vurdering af videnskabelige kvantitative artikler Vejledning i brug af skema: For at springe frem og tilbage i tekstfelter brug piltasten venstrehøjre. For at springe mellem tekstfelter brug TAB og Shift TAB. Hoveddelene i en videnskabelig kvantitativ artikel Abstract Background - Introduction Materials and methods Results Discussion Conclusion References Dette er en måde en kvantitativ videnskabelig artikel kan være opbygget på. Der kan være andre overskrifter og en anden rækkefølge af de enkelte dele. Kvantitative forskningsartikler kan vurderes på forskellige måder, men efterfølgende er beskrevet nogle punkter som er relevante at gennemgå, når I skal vurdere en sådan artikel. Forfatter(e) og tidsskrift Tidsskrift American Roentgen Ray Society Publikationsår Volume Nummer Sidetal Skriv årstal Side 17 af 26

80 Forfatter(e) (navn, uddannelse, arbejdssted) Ulla Nikupaavo1,2 Touko Kaasalainen1,3 Vappu Reijonen1 Sanna-Mari Ahonen2 Mika Kortesniemi1,3. 1) HUS Medical Imaging Center, Helsinki University Central Hospital, POB 340 (Haartmaninkatu 4), Helsinki, Finland. 2) University of Oulu, Institute of Health Sciences, Oulu, Finland. 3) Department of Physics, University of Helsinki, Helsinki, Finland Titel på artikel Lens Dose in Routine Head CT: Comparison of Different Optimization Methods With Anthropomorphic Phantoms Søgeord / emneord (keyword) anthropomorphic phantom, CT optimization, image quality, lens dose, MOSFET. Er artiklen peer reviewed? (Bedømt af andre forskere der kender til artiklens indhold) JA Background - Introduction Hvad viser tidligere undersøgelser? Grundlaget for artiklen er at ICRP har nedsat tærskelværdien betydeligt, fra 2 Gy til 0,5 Gy. De ved fra tidligere studier at hvert scan giver op til ca. 100 Gy alt efter opsætningen på scanner, og derfor er de interesseret i at se på optimeringsmetoder for at reducere dosis Side 18 af 26

81 til lens ved CTC. De har læst artikler fra tidligere studier som viser at nogle indicere at der opstår katarakt ved gentagne CTC, mens andre ikke har fundet bevis for dette. Der er kilder på hvor de har deres viden fra. Hvad er artiklens formål? Er der opstillet hypoteser? Har undersøgelsen teoretisk og / eller praktisk betydning? Vores formål var at sammenligne en gruppe af metoder der er udviklet til at reducere dosis til lens ved CTC. Materials and methods Hvilket studiedesign er anvendt? Beskriv studiets design og passer det til undersøgelsen.(klinisk randomiserede forsøg, case control, tværsnitsundersøgelser eller andet)hvad står der i background om tidligere viden. Hvem og hvor mange deltager i studiet Inklusions- og eksklusionskriterier Der er valgt to forskellige fantomer, de hedder ATOM og RANDO, som er blevet brugt fordi de er sliced så der har kunnet indsættes MOSFET dosimetre i fantomet. Der er hverken brugt mennesker eller dyr. Beskriv eksponerings og outcome (udfald) i studiet? De har brugt forskellige AEC og to kipninger af gantry samt bismuth afdækning, som deres eksponeringsfaktorer. Disse er så blevet kombineret på forskellige vis for at finde den bedste strålehygiejnisk metode og også bedste billedkvalitet. SD er brugt som outcome på billedkvalitet, og dosis er målt i ækvivalent dosis med enheden Gy. Side 19 af 26

82 Statistik: Hvilken analysemetode er der anvendt Der er blevet anvendt 9 MOSFET dosimetre pr. Scanning, og scanningen er blevet gentaget 5 gange. De har herefter gentaget alle scanningerne uden MOSFET da denne giver metal artefakter på billedet, for at måle SD. Den valgte analyse metode er relevant for projektet. De beskriver ikke signifikansniveau hverken CI eller P-værdi. Er de valgte metoder valide og reliable? Der måles det som beskrives, og de har lavet et meget godt metode afsnit som beskriver alle valg og anvendte parametre, helt ned til hvilken model bismuthafdækningen er. Så det vil godt kunne lade sig gøre at gentage forsøget. Dog beskriver de ikke hvordan de er kommet frem til deres procentmæssige resultater, så resultaternes validitet kan vi sætte spørgsmålstegn ved. Results Hvad er studiets outcome (udfald)? De beskriver studiets outcome i procenter, så der er ikke nogen P-værdi på, heller ikke CI. Er de relevante data præsenteret klart og har data sammenhæng til de undersøgte variabler? Alle resultater er præsenteret i tabeller og figurer, og de har præsenteret billeder af hvor de har placeret målingerne. Dog er der ikke opgivet p-værdier, SD, eller CI værdier.hvad står der i background om tidligere viden. Side 20 af 26

83 Discussion Diskussion af undersøgelsens resultater De diskuterer fordele og ulemper ved gantrykip, i forhold til dosis og støj. Også diskuterer de at det ene fantom er opbygget anatomisk anderledes end det andet, og de bliver herfor nød til at kippe gantryet yderligere ved det ene fantom. De diskuterer fordele og ulemper ved bismuthafdæking. De diskuterer kombinationen mellem AEC og gantrykip, AEC og bismuthafdækning og uden AEC. Hvordan passer resultaterne til andres undersøgelser om det samme emne? Nogle af undersøgelserne ligner meget de data som tidligere studier viser, mens andre resultater ikke viser så stor reduktion som tidligere studier, dette kan være grundet bedre og mere udviklet scannere på det tidspunkt, end de havde tidligere. Hvilke styrker og svagheder har undersøgelsen? Svagheder: De har kun anvendt en CT scanner, i stedet for at sammenligne med flere fabrikanter, så har de kun brugt de to fantomer til dosis måling, og det ene til billedkvalitet, og de godt ved at fantomerne varierer i forhold til rigtige patienter. Styrker: De har brugt den nyeste dosimetre ved MOSFET for at vurdere dosis, disse giver den mest præcise måling til overflader. Side 21 af 26

84 Conclusion Hvilke konklusioner opstilles på baggrund af undersøgelsen? I forbindelse med deres studier har de fundet at den mest effektive måde at reducere dosis til lens er ved at benytte gantrykip, hvis gantrykip ikke er muligt grundet scanneren, eller hvis øjets linse ikke er helt ude af scanfeltet bør man anvende dosismodulation og eller bismuthafdækning. Dog skal man være forsigtig med brugen af bismuth, da disse skal placeres korrekt for at være dosisbesparende. Gantrykip kan mimikeres ved at kippe patientens hoved med hagen ned mod brystet. Hvilken evidensgrad kan artiklen tildeles? 3B Yderligere kommentarer til artiklen Er der data til at underbygge konklusionen? JA Hvad kan du bruge artiklen til? Sammenligning af resultater for den objektive billedkvalitet. Hvilken målgruppe er der for artiklen? (hvem har interesse i at læse og anvende artiklens resultater) Alle med interesse indenfor CT og dosisreduktion. Er den valgte metode velegnet til at undersøge artiklens problemstilling? Ja. Er der givet penge til forskningen fra firmaer og hvilken betydning kan det have? Ikke hvad vi kan se. Side 22 af 26

85 Referencer Jørgensen T, Mainz J, Willaing I. Litteratursøgning og vurdering af litteraturen: Kjærgaard J, Mainz J, jørgensen T, Willaing I, redaktører. Kvalitetsudvikling i sundhedsvæsenet. København: Munksgaard; pp Kruuse Emil. Kvantitative forskningsmetoder i psykologi og tilgrænsende fag. København: Dansk psykologisk forlag; 4. udgave pp Greenberg R, Daniels S, Flanders W, Eley J, Boring J.Medical Epidemiology. London: Lange Medical Books/McGraw-Hill; 3. udgave kapitel 13. Side 23 af 26

86 Bilag 11: Q-Q plots for anteriore og posteriore støjmålinger ved vinklen SFBC. Side 24 af 26

87 Bilag 12: Q-Q plots for anteriore og posteriore støjmålinger ved vinklen PPD. Side 25 af 26