MASTER I MEDICINSK BILLEDDIAGNOSTIK SYDDANSK UNIVERSITET

Transkript

1 MASTER I MEDICINSK BILLEDDIAGNOSTIK SYDDANSK UNIVERSITET Modulnummer: Masterprojekt Modultitel: Klinisk anvendelse af iterativ rekonstruktion og dosismodulation ved computer tomografi - retrospektivt studie af 464 abdominale scanninger Clinical use of iterative reconstruction and dose modulation in computer tomografi - retrospective study of 464 abdominal scans Navn: Radiograf Signe Louise Olsen Studieårgang: 2009 Hovedvejleder: Speciallæge i Radiologi, Professor, lic.med., EBIR Poul Erik Andersen Medvejledere: Radiograf, PhD stud. Helle Precht Røntgenfysiker Bjarne Rishøj Biostatistiker Oke Gerke Antal sider: 68 sider anslag eksklusiv mellemrum Afleveringsdato: 30. juli 2012

2 Abstrakt Formål: At belyse hvordan klinisk brug af iterativ rekonstruktion og dosismodulation kan optimeres ved computer tomografi af abdomen, så den diagnostiske kvalitet opretholdes samtidigt med at stråledosis til patienten minimeres. Metode: Klinisk anvendelse af idose 4 er retrospektivt undersøgt på softwareopgraderede 64 channal Philips Brilliance computer tomografi scanner. Over 13 måneder er 464 abdominale udredningsscanninger inkluderet fordelt med 116±5 referencescanninger og scanninger på henholdsvis idose 4 level 2, 4 og 5 (30, 50 og 60 % dosisreduktion). 2/3 af patienterne er kvinder, hvor middelalderen 56±17 år er ens for begge køn. 70 scanninger er ekskluderet grundet protokolafvigelser. I dét axiale snit med størst andel af hepar er målt billedstøj, billedkontrast, patientstørrelse samt patientlejring i forhold til isocenteret. Dosis for scanning og axialt snit er aflæst i scanningernes dicom oplysninger. Litteraturstudie er gennemført for idose 4 og ASIR som sammenlignelig iterative rekonstruktions metode. Resultater: Analyse af fantomstudier med idose 4 og kliniske abdominale observatørstudier med ASIR har vist, at idose 4 level 2 giver samme billedkvalitet som referencescanningerne. I forhold til referencescanninger ses billedkontrasten uændret med idose 4. Billedstøjen på level 2, 4 og 5 er henholdsvis 15±2, 17±3 og 19±3 SD, og ses derfor stigende med stigende idose 4 level, men forbedret i forhold til referencescanningerne 23±5 SD. Ved korrektion på 0,78 (p < 0,001) for referencescanninger og 0,84 (p < 0,001) for idose 4, ses dosispræcisionen lidt forbedret. Indenfor levels såvel som referencescanningerne ses op til 3 gange dosis til samme patientstørrelse. Dosismodulationens beregnede dosis kan ikke fastlåses, da radiografens kan have justeret dosis. Der ses ikke korrelation mellem anvendt dosis, patientstørrelse og opnået billedstøj. I dét axiale snit er 43 % lejret indenfor anbefalet tolerancen ±2 cm for anvendelse af dosismodulation. Der ses en tendens til, at scanninger der opnår bedste og ringest billedstøj er scannet udenfor tolerancen, men lejringens betydning for dosis og billedstøj kan ikke entydigt bestemmes. I forhold til referencescanningerne er klinisk opnået dosisbesparelser med idose 4 level 2, 4 og 5 på henholdsvis 10, 32 og 45 %. Ved referencescanningerne ses større statiskusikkerhed for dosis, hvilket kan have påvirket undersøgelsens resultater. De effektive doser bestemmes til 11 msv for referencescanninger og 10, 8 og 6 msv for level 2, 4 og 5. Konklusion: Anvendelse af idose 4 level 2 opretholder den diagnostiske kvalitet ved CT udredning af abdomen. Billedkvalitet og dosisreduktion kan potentielt optimeres ved højere grad af lejringsog dosispræcision. 2

3 Abstract Purpose: To enlighten how iterative reconstruction and dose modulation can be optimized clinically in regards to maximizing the diagnostic value and minimizing the dosage to the patient during CT of the abdomen. Methods: Clinical usage of idose 4 has been retrospectively investigated on a Philips Brilliance 64 CT scanner with the latest generation of idose 4 software. Over a period of 13 months has 464 abdominal CT scans been included, which have been divided into different idose 4 levels 2, 4 and 5 (30, 50 and 60% dosereduction) each containing 116±5 scans. 120 have been scanned previously and these are considered reference scans. 2/3 of the patients are women. The average age for the entire group is 56±17 years. 70 scans have been excluded due to deviations in the protocol. The axial image containing the greater part of the liver has been chosen to measure image noise, image contrast patient size and the centering of the patient in regards to the iso-center. Dose for the image as well as for the entire scan has been taken from the Dicom information. The literature study has been completed for idose 4 and ASIR as comparable iterative reconstruction methods. Results: Analysis of phantom studies with idose 4 and clinical abdominal observation studies with ASIR, show that idose level 2 gives the same image quality as the reference scans. The image contrast is unchanged. The image noise on levels 2, 4 and 5 are 15±2, 17±3 and 19±3, which is an improvement, compared to the reference scan s 23±5 marking. If you increase the idose 4 level you will increase the image noise. With a correction at 0.78 (p < 0,001) for reference scans and 0.84 (p < 0,001) for idose 4, the dose precision is slightly improved. Within idose 4 levels as well as reference scans you ll see a difference in dose up to a factor 3 in comparable patient sizes. The dose modulation s initial calculated dose can t be decided, the radiographer can have changed it before the scan. There is no correlation between actual dose, patient size and image noise. In the axial image only 43 % is positioned within the tolerance ±2 cm for the use of dose modulation. There is a tendency that scans with the top and the lowest image noises are scanned outside the tolerance, but the effect of the positioning for dose and noise can t be distinctively concluded. In comparison to the reference scans the dose reductions at idose 4 levels 2, 4 and 5 have been 10, 32 and 45 %. Statistically the is a substantial uncertainty in regards to dose, which may have had an effect on this report s results. The effective is set to 11mSv for the reference scans and 10, 8 and 6 msv for levels 2, 4 and 5. Conclusion: Implementation of idose 4 level 2 sustains the diagnostic quality in regards to CT of the abdomen. Image quality and dose reduction can potentially be optimised with greater extent to accuracy in positioning and choice of dose parameters. 3

4 Forord Dette masterprojekt er skrevet med radiograffaglig baggrund og forudsætter, at læseren har kendskab til radiologiske og medicinske fagtermer samt teoretisk viden om teknikken bag computer tomografi. Nedenfor ses en fortegnelse over anvendte forkortelser. Forkortelsesfortegnelse Abd. Abdomen kv Kilo Volt ACS Automatic Current Selection LKO Lav Kontrast Opløsning AEC Automatic Exposure Control MBIR Model- Baseret Iterativ Rekonstruktion AFC Alternative Forced Choice (observatørstudie) mas Mili- Ampere pr. Sekund ALARA As Low As Reasonably Achievable MR Magnetisk Resonans AP Anterior Posterior MSCT Multi Slice Computer Tomografi ASIR Adaptive Statistical Iterative Reconstruction msv Mili-Sivert CNR Contrast to Noise Ratio NPS Noise Power Spektrum CT Computer Tomografi PACS Picture Archiving and Communication System CTDI Computer Tomografi Dosis Indeks PET Positron Emission Tomografi C/W Center/Window POK PerOral Kontrast DFOV Display Field of View RIS Røntgen Informations System DLP Dosis Længde Produkt RO Rummelig Opløsning ECR European Congress of Radiology ROI Region of Interest FOV Field of View SD Standard Deviation FTP Filteret Tilbage Projektion SDU SydDansk Universitet GE GE Healthcare SFOV Scan Field of View Gy Gray SIS Statens Institut for Strålebeskyttelse HU Hounsfields unit (skala fra til 3000) SNR Signal to Noise Ratio HVL Halv Værdi-Lag SSCT Single Slice Computer Tomografi ICRP International Commission on Radiological Sv Sivert Protection (uafhængig sammenslutning) UL Ultralyd idose 4 Philips iterative rekonstruktion VEO GE 2. generation iterativ rekonstruktion IR Iterativ Rekonstruktion Ø Diameter IRIS Iterative Reconstruction in Image Space 4

5 Indhold Baggrund 8 Iterativ rekonstruktion 9 Afgrænsning 11 Problemformulering 12 Formål 12 Metode 13 Litteraturstudie 13 Anvendt teori og litteratur 15 Studiedesign 16 Protokol 16 Patientinklusion 17 Eksklusionskriterier 18 Patientgrundlag 18 Patientdosis- og størrelsesbestemmelse 18 Risikovurdering 19 Billedkvalitetsbestemmelse 19 Patientlejring 20 Statistisk analyse 21 Godkendelser og anonymisering 21 Patientdosis og cancerrisiko 22 Dosisterminologi 22 Risikobetragtninger 24 Billedkvalitets parametre 26 Diagnostiske kriterier 27 5

6 Indikationer for inkluderede patienter 27 EU guidelines diagnostiske kriterier for rutine CT af abdomen 29 Abdominal udrednings CT scanprotokoller versus EU guidelines 30 Visuel perception 31 Fysiologiske faktorer 31 Kognitiv bearbejdning 33 Closureprincippet 33 Prægnansprincippet 34 Figur og grundprincippet 34 Kliniske eksempler af scanninger med og uden idose 4 36 CT rekonstruktion 37 Iterativ rekonstruktion 37 Fantomstudier med idose 4 38 Sammenlignelighed mellem ASIR og idose 4 38 Dosismodulation 39 Doseright 39 Z-DOM 40 Vinkel modulation 40 Kliniske studier af abdominal CT med ASIR 40 Patientlejringen 44 Y-akseretningen 44 X-akseretningen 44 Validering af metode til patientstørrelsesbestemmelse 47 Inkluderede scanninger 49 Ekskluderede scanninger 50 Oversigt over projektets fund 51 6

7 Korrelation mellem idose 4 level og dosis 52 Korrelation mellem patientstørrelse og dosis 53 Patientlejring 54 Billedkvalitet 56 Gastric bypass patienter 57 Diskussion 59 Konklusion 64 Perspektivering 65 Referencer 66 7

8 Baggrund Radiologiske undersøgelser har i dag en meget central rolle i udredningen og opfølgningen af en lang række sygdomme. I de vestlige lande er således set en stigning i alle typer radiologiske undersøgelser og en markant stigning af de mest sikre diagnosticeringsmetoder CT og MR scanninger (1). Herhjemme bliver nu udført mere end 3 millioner CT scanninger årligt, hvilket er særligt bekymrende (2), idet der anvendes røntgenstråler til dannelse af det diagnostiske billedmateriale. Røntgenbestrålingen indebærer en risiko for, at patienten over tid udvikler en stråleinduceret cancer. Ud fra ICRP internationalt anerkendte risikomodel er der ligefrem proportionalitet mellem den stråledosis patienten udsættes for og risikoen for udvikling af stråleinduceret cancer (3). Nedbringelse af patientdosis er derfor helt centralt for radiologien og særligt ved CT scanninger, der bidrager til højere stråledoser end konventionelle røntgenundersøgelser (1). Dette søges opnået ved i højest muligt omfang at anvende ikke strålebelastende undersøgelsesmetoder som UL og MR. Ved CT, hvor der er sammenhæng mellem anvendte stråledosis og opnået billedkvalitet (4), er der en nøje afvejning af, hvor god billedkvalitet der er nødvendig til afklaring af den aktuelle problemstilling. Heraf ALARA princippet hvilket i den danske røntgenbekendtgørelse 975 er formuleret: Alle doser skal holdes så lave som det med rimelighed er muligt under hensyntagen til de ønskede diagnostiske resultater (5). Mange publicerede studier har vurdering af CT lavdosis protokoller til afklaring af specifikke problemstillinger som omdrejningspunkt (6-8), for netop at nedbringe patientrisikoen. Brugen af lavdosis protokoller skal overvejes nøje, da den ringere billedkvalitet samtidig indebære en vis risiko for at overse væsentlige fund, der i værste fald kan få vitale konsekvenser for patienten. CT scannerproducenterne arbejder også til stadighed med at optimere scannernes udnyttelse af stråledosis gennem udvikling af både hardware og software. På hardwaresiden har der været arbejdet på, at optimere detektorernes udnyttelse af den indkomne stråling, blandt andet gennem minimering af detektorskillerummene, bedre scintilatorer (4) og eliptiske collimatorer (9). På softwaresiden er udviklet muligheder for, at tilpasse dosis til aktuel patientstørrelse. Foruden det velkendt AEC princip, moduleres dosis yderligere til patienternes varierende anatomi ved anvendelse af producentbestemte beregningsmetoder (1). Nyeste tiltag er anvendelse af iterativ 8

9 rekonstruktionsmetode [IR], hvor producenterne reklamerer med op til 80 % dosisreduktion (10). Hvis dette virkeligt er muligt uden at forringe den diagnostiske kvalitet, vil IR kunne revolutionere CT som dosistung diagnostisk metode. Iterativ rekonstruktion IR metoden har været kendt siden CTs indtog og er baseret på gentagende statistiske eller modelbaserede [MBIR] beregninger over datasamplingen, hvilket medfører langt flere beregninger end ved konventionel rekonstruktionsmetode - filtreret tilbageprojektion [FTP]. IR har længe været anvendt til eksempelvis PET, hvor datamængden er langt mindre end ved CT. Computernes processorer kan nu imødekomme de højere krav til beregningshastighed, der muliggør at IR kan anvendes til kliniske CT scanninger. I den markedsførte software, anvendes en kombination af IR og FTP for at opnå en acceptabel undersøgelsestid (11). Billedmaterialet rekonstrueret med IR, fremstår mere støjreduceret og er fundet beskrevet at have et mere plastisk udtryk (10). Af nedenstående kliniske eksempel ses, at IR samtidig med ca. 60 % dosisreduktion faktisk opleves mere støjfyldt med reduktion af LKO. Graden af anvendt IR er derfor også et spørgsmål om, at bevare en acceptabel diagnostisk kvalitet. Figur 1: Samme patient, scanner og protokol. Til venstre 183 mas uden IR og til højre 106 mas med idose 4 level 5. 9

10 For klinisk CT er IR nyt. GE markedsførte deres 1. generation IR software ASIR i 2009 til klinisk anvendelse (12). Siden har Siemens lanceret IRIS, Philips idose 4 og GE deres 2.generation VEO (13). Derfor er der endnu kun få publicerede fantom (13-14) eller mindre kliniske studier (15-16), der uafhængigt af producenterne kan vurdere om de store dosisbesparelser kan opnås samtidigt med et diagnostisk tilfredsstillende resultat. Et uafhængigt studie fra Paris 2011 har undersøgt IR ved 2 niveauer af ASIR og idose 4. Studiet er udført med Catphan fantom og som 4AFC [four alternative forced choice] observatørstudie, hvor observatørerne skal erkende tilstedeværelsen af en kendt geometrisk figur typisk en prik på en støjfyldt homogen baggrund som illustreret i figur 2. Studiet har vist, at brug af IR ikke påvirker HU, RO og reducerer støj betydeligt for en stor dosisvariation, hvorved LKO forbedres. Støjen findes dog fordelt anderledes, hvilket kan have betydning for den visuelle perception (13). Studiet bekræfter derfor IRs egnethed til CT rekonstruktion, men fantom- og AFC fund kan ikke direkte overføres til en klinisk hverdag. Tolkningen af kliniske billeder, kræver en Figur 2: A vurdering af LKO, B vurdering af RO (13). billedkvalitet, hvor en struktur både skal kunne erkendes og genkendes i udformning og afgrænsning omgivet af patientens anatomi (17). Erkendelse er ukendte strukturer stiller højere krav til betragteren end genkendelse af kende. Hvilket er baggrunden for, at udrednings scanninger kræver en bedre billedkvalitet, end ved opfølgning af kendt patologi. Et af de tidligste kliniske studier er et pilotstudie fra USA i 2011 med ASIR. Her fik 23 patienter scannet samme 10 cm af thorax med både 40, 75, 110 og 150 mas og herefter rekonstrueret med henholdsvis 0, 30, 50 og 70 % ASIR- FTP. Billedmaterialet blev blindet vurderet af to radiologer mht. SNR, RO og kontrast ud fra europæisk kvalitetskriterier for CT samt om patologi kunne erkendes (18). Studiet fandt at SNR ved FTP var uacceptabelt ved 40 og 75 mas, mens det ved ASIR var acceptabelt ved alle mas værdier. Al patologi, hvoraf 45 % var pulmonale tumorer >1 cm kunne erkendes på alle billeder: Studiet konkluderede, at CT thorax kunne scannes med 40 mas og ASIR uden at påvirke den diagnostiske sikkerhed (19). Studiet bekræfter IRs meget store potentiale og validerer metoden for funden patologi med erfarne observatører, men det belyser eksempelvis ikke, om alle ASIR niveauer var lige klinisk egnede. 10

11 Der savnes derfor en del viden om IRs muligheder og begrænsninger, for at kunne opnå optimal klinisk udnyttelse af metoden. Især viden om begrænsningerne savnes, idet disse ikke kan forventes at være fyldestgørende belyst af producenterne. Målet med dette masterprojekt er derfor, at sammenholde nuværende viden om IR med danske kliniske erfaringer. Afgrænsning Projektet vil tage afsæt i Philips Brilliance CT, hvor de første 64 MSCT scannere på Sjælland blev opgraderet til idose 4 i april 2011 (20). På dette tidspunkt var kliniske afprøvning og fantomtest af idose 4 prototypen helt eller delvist sponsoreret af producenten (10, 21-22). Afsættet i en opraderet scanner giver mulighed for retrospektivt at sammenholde scanninger mht. billedkvalitet, dosisbesparelse og rekonstruktionstid før og efter opgraderingen til idose 4. I afdelingen som projektet vil tage afsæt i, har de involverede CT superbrugere og radiologer erfaret, at tilretningen af de abdominale scanprotokoller har været vanskeligst. Projektet har valgt den mest anvendte protokol - abdominal udredning. Denne anvendes til udredning af forskellige problemstillinger og stiller derfor høje krav til billedkvaliteten. Abdomen rummer strålefølsomme organer samt stor anatomisk- og heraf mulig patologisk variation, hvorfor optimal anvendelse af idose 4 har stor betydning for reduktion af patientens risiko for udvikling af stråleinduceret cancer og for den diagnostiske sikkerhed. 11

12 Problemformulering Hvordan kan Philips software idose 4 ved CT scanninger af abdomen opretholde den diagnostiske kvalitet samtidigt med at den iterative rekonstruktions dosisreduktions potentiale udnyttes optimalt, så patienten får lavest mulig risiko for udvikling af stråleinduceret cancer ved samme diagnosesikkerhed? Definitioner af nøgleord idose 4 Abdominal scanning Diagnostisk kvalitet Kombination af iterative og filtreret tilbageprojektion billedrekonstruktions metode vægtet i 7 niveauer fra % dosisreduktion samt dosismodulation (10). Udredningsprotokol udført som spiralscanning med IV kontrast i senvenøsfase, med eller uden peroral kontrast forberedelse af patienten. Rekonstrueret i axial, coronal og sagitalt plan (23). Billedmaterialets tekniske kvalitet vurderet på LKO, RO, kontrast og CNR (side 26). Formål At undersøge om der er en diskrepans mellem fantomstudier og de første kliniske studiers fund og den kliniske anvendelse ved abdominal udredning, hvor en del patienter er dårlige og derfor ikke kan kooperer optimalt til undersøgelsen. En analyse af metodens kliniske brug vil kunne påvise om graden af anvendt IR og benyttelse af dosismodulation kan optimeres, således at patienternes dosis minimeres samtidigt med at undersøgelseskvaliteten opretholdes. 12

13 Metode Den metodiske tilgang til besvarelse af problemformuleringen er overvejende positivistisk. Derfor er den kvantitative metode valgt til belysning af idose 4 s anvendelse i form af et retrospektivt studie af patienter scannet uden IR og på forskellige kombinationer af IR/FTP. Eksisterende viden er fundet ved et litteraturstudie. Da IR billedmateriale er fundet beskrevet med et mere plastisk udtryk, er det væsentligt af få belyst de perceptionelle faktorer. Her er den metodiske tilgang hermeneutisk og projektet har afgrænset sig til en teoretisk bearbejdning. Forud for projektarbejdet er gennemført afklarende samtaler med de CT superbrugere og radiologer der har været involveret i implementeringen af idose 4, således at overvejelser og problemstillinger omkring tilretningen af scanprotokoller samt de tidlige kliniske erfaringer er medtænkt i projektet. Herved er det sikret, at belysning af den valgte problemformulering reelt har klinisk relevans. Litteraturstudie Et litteraturstudie til indsamling af viden om idose 4 er gennemført ved artikelsøgninger (senest maj 2012) via SDUs databaser i PubMed og Cochrane på søgeordene: CT idose med afgrænsningen >2008, humane, engelsksproget fuldtekst artikler. Her er følgende 5 artikler fundet. idose 4 Studietype Scanområde IR i GE og Philips CT (13) Frankrig 2011 Prototype IR s karakteristika (21) Tyskland 2011 Prototype IR og BMI-tilpasset coronar angiografi (22) Tyskland 2011 IR ved forskellige kv ved coronar angiografi (14) Japan 2011 Dosisreduktion ved CT af øre (24) China 2012 Tabel 1: Resultat af IDose artikelsøgning Fantom observatørstudie Fantom Klinisk - 1 patient Klinisk -100 patienter Fantom Fantom Klinisk -50 patienter Thorax protokol Thorax/ Abdomen Thorax Thorax Cranie Kommerciel deltagelse Ingen Delvist finansieret af Philips Philips har bistået med prototype Philips har bistået med teknisk support Philips ansat er medforfatter Heraf er kun det første fantomstudie (13) fundet egnet til beskrivelse af IR abdominalt, idet der er anvendt scanningsparametre, der er sammenlignelige med den abdominale udredningsprotokol. Da 13

14 der savnes kliniske studier, er ASIR valgt som sammenlignelig IR metode, da VEO er MBIR og Simens anvender to-rørsteknik. En sammenligning mellem idose 4 og ASIR er mulig, idet første artikel (13) nøje belyser sammenligneligheden. Søgningen på ASIR abdominal gav 13 artikler, hvoraf de 5 nedenstående er vurderet relevante på kriteriet om sammenlignelig scanteknik (64 slice, 120 kv, AEC-teknik, kontrast serie samt axial rekon). ASIR abdomen Studietype Scan teknik IR ved store ( 91 kg) patienter (15) USA 2012 Samme patienter scannet før og med IR (25) IR versus FTP (26) Tyskland 2011 Japan 2010 Dosisreduktion ved IR efter patient vægt (27) USA 2011 Diagnostisk sikkerhed ved IR CT for patienter med Mb Crohn (16) IR retrospektivt sammenlignet med FTP CT 100IR/100FTP patienter IR retrospektivt sammenlignet med tidligere FTP CT 42 patienter IR retrospektivt sammenlignet med tidligere FTP CT 53 patienter IR retrospektivt sammenlignet med FTP 156 IR/66 FTP patienter IR og lavdosis FTP prospektivt scannet samme dag med to protokoller Ireland patienter Tabel 2: Artikelsøgning for ASIR ved kliniske studier af CT af abdomen. ACS ( 150 mas) axial recon 5 mm IR % ACS ( 80mAs) axial recon 5 mm IR % ACS axial recon 1-5 mm 40 % IR ACS efter vægt axial recon 5 mm % IR ACS (SNR %) Axial recon? mm 40 % IR Kommerciel deltagelse Ikke oplyst Studiet dedikeret til GE ansat. To forfattere har kontrakt med GE. GE ansat medforfatter GE har bistået vejledning. For studier med både idose 4 og ASIR er den direkte eller indirekte producentinvolvering langt hyppigere end set ved tidligere gennemførte litteraturstudier. Derfor er mulige kommercielle interesser valgt opgjort. Ved introduktion af nye teknologiske metoder kan det være relevant at gøre brug af producenternes ekspertise, men det kræver en særlig kritisk stillingtagen til studiernes kvalitet. De anvendte studier er vurderet valide, idet der fyldestgørende er redegjort for anvendelse af kendt metode samt patientinklusions- og eksklusionskriterier. Derfor vurderes det at producentinvolveringen ikke påvirker validiteten af studiedesign, men det kan bekymre om mulige begrænsninger er undersøgt. 14

15 Anvendt teori og litteratur Til teoriafsnittet om patientdosis og risiko er anvendt kapitlet om stråleskader fra Medicinsk Kompendium (28), lovgivning (5, 29), vejledninger (30-31) og materiale udarbejdet af Statens institut for strålebeskyttelse (2, 32), ICRP anbefalinger (3, 33) samt artikler der diskuterer risikoen ved CT scanninger (1, 34-35). Til belysning af de diagnostiske kriterier for abdominal udrednings CT scanning er EU guidelines for rutine abdomen anvendt (18). Seneste udgave er fra 1999 og bygger på ældre CT teknologi, hvilket der må tages højde for. Til den teoretiske bearbejdning af den visuelle perception er anvendt grundlæggende teori om de fysiologiske faktorer og psykologiske processer der indgår i den kognitive bearbejdning. Her er valgt litteratur (17, 36-39) der belyser, hvilket videnskabeligt belæg der ligger til grund for disse teorier. Review fra ECR 2011, har bekræftet af den almene teori om visuel perception også er gældende ved radiologisk billedbetragtning (40). Til teoriafsnittet om CT rekonstruktion og dosismodulation er anvendt grundlæggende teori (4) (41). Ved IR er fundet en egnet leder fra European Society of Radiology til beskrivelse af IR metoden generelt (11). Desuden er anvendt kommercielt materiale (10, 42) og scannermanualer (før og efter opgradering) udgivet af Philips (9, 43). Philips materiale er fundet egnet til beskrivelse af rekonstruktionsmetoden og dosismodulation. Til evalueringen af opnået billedkvalitet og dosisreduktion er anvendt det uafhængige fantomstudie der sammenholder IR hos GE og Philips (13), hvor prototypens resultater inddrages til sammenligning (21-22). 15

16 Studiedesign Da reproducerbarheden af studiedesignet er afgørende for validiteten, vil design og valgte metoder i det følgende findes detaljeret beskrevet. Projektidéen er, at se på scanninger fra en softwareopgraderet scanner, idet dette giver mulighed for retrospektivt at sammenholde patientdata mht. dosis og billedkvalitet før og efter idose 4 på samme hardware. Projektet vil analysere patientdata, på basis af det axialte snit, der rummer den mindste anatomiske variation fra patient til patient. Mindste anatomiske variation er vurderet til at være: Dét axiale snit mellem processus xiphoideus og costa 12, fri af evt. mamma og de bløde nedre abdominale dele, som har størst andel af hepar samt ingen eller mindst mulige andel af pulmonis. Figur 3: Kliniske eksempler på patientvariationen i det valgte axiale snit. Valget af CT udredning af patienter med varierende sværhedsgrad af kliniske abdominale gener, kan give suboptimal undersøgelseskvalitet ved f.eks. ukorrekt lejring og herved udfordrer rekonstruktionen og dosismodulationen. Grundet stor anatomisk variation som illustreret af figur 3, må der inkludere et større antal scanninger for, at projektets fund kan forventes konklusive. Protokol Til abdominal udredning anvendes to protokoller, der er identiske på samtlige scanparametre. Forskellen består i den perorale kontrast [POK] forberedelse af patienten. Ved protokol A for indikationen absces indtages 1 l kontrast og protokol B for indikationen tumor/akut pancreatitis indtages 1 l postevand. Ved begge indtages væsken jævnt over en time inden scanning. Selektionen 16

17 af patienter gennem RIS visitationsfelt har afdækket omfattende afvigelser i den perorale forberedelse, grundet patienternes tilstand og tilpasning til aktuel indikation. Hertil kommer at dårlige patienter erfaringsmæssigt ofte ikke har kunnet indtage den ønskede væskemængde forud for scanning. Der består derfor store usikkerheder omkring den faktiske perorale forberedelse. For at undgå systematisk fejl ved eksklusion af de dårligste patienter, og heraf ikke fyldestgørende belyse klinisk anvendelse af idose 4, er patienter uanset POK visitation inkluderet. Tabel 3: Inklusion af abdominale udredningsscanninger. Ekskluderede markeret med rød kant. Patientinklusion Patienterne er fundet ved en RIS søgning på udvalgt CT scanner, booket til CT af abdomen, visiteret til abdominal udredningsprotokol A eller B. I indkøringen af idose 4 anbefalede Philips level 5 (60 % dosisreduktion) som udgangspunkt for de abdominale protokoller. Af diagnostiske årsager er dette nedjusteret til først level 4 (50 % dosisreduktion) og siden til level 2 (30 % dosisreduktion). Med patientdata på flere levels, er inklusionsperioden bestemt således, at der er tilnærmelsesvis samme antal patienter scannet før opgraderingen samt på level 2, 4 og 5. I RIS er fundet 981 CT af abdomen scanninger i perioden, hvoraf 140 var visiteret til protokol A og 342 til B som illustreret af tabel 3. De øvrige abdominale protokol numre er søgt og ekskluderet. Ved de resterende 178 scanninger er visitationsteksten systematisk gennemgået og hvor teksten ikke umiddelbart kunne ekskludere scanning som f.eks. CT vejledt drænage, er protokol afsøgt af DICOM oplysninger i PACS og relevante inkluderet. Alle fundne protokol A-B er ligeledes verificeret i DICOM og inkluderet/ omplaceret eller ekskluderet. Udeladt er de i alt 7 patienter der er scannet på level 1,3 og 6. I inklusionsperioden er i alt 534 patienter scannet med en abdominal udredningsprotokol. Patientfordelingen på alder, køn, protokol og idose 4 level ses side 49, tillige med booking status (akut, planlagt inkl. cancerpakker), til vurdering af evt. patientforskydning i inklusionsperioden. 17

18 Eksklusionskriterier Ekskluderet er patienter scannet med armene nede, scanninger uden IV kontrast, patienter under 18 år samt scanninger der afviger i scanningsparametre (højere kv) eller scanlængde (kun nedre abdomen eller inkl. hele thorax). Scanninger af patienter med større fremmedlegemer (hofteproteser, gonadebeskytter mv.) som også kan påvirke dosismodulation er inkluderet, men registeret så andel og fordeling kan vurderes. Fordelingen af ekskluderede samt eksklusionsårsag ses side 50. Patientgrundlag En karakteristik af patientgrundlaget udføres af hensyn til reproducerbarheden og heraf mulig generalisering, samt til fremstilling af diagnostiske kriterier. Indikationen fundet i RIS er valgt opgjort i kategorier på side 27. Flere patienter vil ud fra henvisningsanamnesen kunne indplaceres i flere kategorier. Patenterne er indplaceret efter formodet hoveddiagnose - ofte underbygget af øvrige billeddiagnostik eller parakliniske fund som f.eks. UL fund eller forhøjede infektionsparametre. Patienter med flere formodede henvisningsdiagnoser uden forudgående fund er indplaceret i kategorien Øvrige. Patientdosis- og størrelsesbestemmelse Til vurdering af patientstørrelse anvender fundne studier BMI (22), vægt (27) eller diameter (16) ligesom SIS baserer referencedosimetrien på højde og vægt (30). Ved tidligere MMB opgave ophandlende CT dosistilpasning til pædiatriske patienter, fandt fysikere ved et fantomstudie (44), at anvendelse af abdominal diameter frem for vægt gav den bedste tilpasning af dosis. I studiet med mb crohn patienter (16), er den horisontale diameter anvendt. I dette projekt med stor spredning i patientstørrelse, er den horisontale diameter ikke vurderet tilstrækkelig, da patienterne i det valgte axiale snit (illustreret i figur 3) antager en meget varierende form. To metoder til patientstørrelses bestemmelse er derfor anvendt. 1: Ellipse arealberegning (A = π x a x b) ved PACS udmåling af den vertikale (2a) og horisontale diameter [Ø] (2b). Denne giver arealet på den indskrevne ellipse og tager ikke højde for uregelmæssig og asymmetrisk anatomi. Som illustreret i figur 4 vurderes metoden, at give større usikkerhed ved asymmetriske patienter. 18

19 2: Ellipse tilpasset patientanatomi, således at der skønsmæssigt er lige meget anatomi udenfor ellipsen som luft indenfor. Grundet usikkerhed ved en skønsmæssig metode, vil dens validitet og reproducerbarhed blive vurderet ved en inter- og intraoperatøranalyse. For det valgte axiale snit udføres en korrelationsanalyse mellem patientstørrelse og Figur 4: Eksempel på arealberegning ved indskrevne (gul) og tilpassede (rød) ellipse på to forskellige patienter. anvendt stråledosis (CTDI vol ) for snittet før IR og ved idose 4 levels 2,4 og 5. Risikovurdering Dosissimuleringsprogrammer som f.eks. CT-dosimetry fra ImPACT scan (45) tager ikke højde for IR, dosismodulation eller patientanatomi. Derfor er den konverteringsfaktor for abdominal CT som SIS anvender (31) (4), vurderet lige valid at anvende til sammenligning af risikoreduktion mellem de inkluderede levels og før IR. Hertil er anvendt scanningens gennemsnitlig CTDI vol, DLP og scanlængden aflæst i scanningens DICOM oplysninger. Billedkvalitetsbestemmelse Til vurdering af IR s betydning for billedkvalitet anvendes samme axiale snit som dosisvurderingen. Objektivt kan kvaliteten opgøres ved SNR, kontrastforskellen og SNR betydning for kontrasten - CNR. Grundet variation i anatomi og kontrastfase, er materialet desværre ikke fundet egnet til at vurdere RO. Målingerne er udført i PACS, der ikke understøtter duplikering af fast ROI størrelse. Som illustreret i figur 5 er derfor suboptimalt anvendt Figur 5: Eksempel på målinger af SNR (grøn) og kontrastforskel mellem muskel (gul) og knogle (rød). kvadratisk ROI 5,5 ± 0,5 cm 2, idet de fundne studier anvender fast ROI 3-10 cm 2. SNR er opgjort som gennemsnit SD, målt 3 homogene steder (fri af kar og evt. patologiske strukturer) i hepar. Da IV kontrastfasen varierer, er kontrastforskellen bestemt ved målinger i knogle og muskel der ikke påvirkes af kontrastfase. Max HU målinger er valgt, således at indvirkningen af halisterese og 19

20 fedtaflejringer i muskel (illustreret i figur 6) bliver minimeret. HU for knogle er målt som illustreret af figur 5 med strukturomkransende ROI i kompakta vertebra (arcus/spinosi) og bagerst beliggende costa. Herved sikres, at højeste HUos findes. Da der scannes i senvenøsfase vil ossøs kompakta have højeste HU. HU er målt med ROI 5,5 ± 0,5 cm2 to steder i musculus erector. Kontrastforskellen er beregnet som et gennemsnit af kontrastmålingerne for knogle og muskel. Støjens indvirkning på kontrasten bestemmes ved kontrastforskel/støj: CNR (HUos HUmusculus/SDhepar). Patientlejring Figur 6: Eksempel på øverst halisterese, nederst fedtaflejring. En væsentlig forudsætning for korrekt dosismodulation og rekonstruktion er, at patienten er scannet i isocenteret. Patientlejringens afvigelse fra isocenteret er derfor vurderet i dét axiale snit. I det vertikale plan er denne beregning foretaget ved en aflæsning af lejehøjden h i DICOM. I det axiale snit er udført en vertikal udmåling vinkelret på lejepladen til anatomiens top a og patientens diameter b. Ved beregningen patient = h + a ½b bliver målingen uafhængig af patientens komprimering af madrassen. Isocenteret er fundet ved scanning af plexiglasfantom Ø 20 cm (PACS måling 19,8 cm) og aflæsning i DICOM og beregningen h + a 9,9 cm. Patientlejring = isocenter - patient = +/- mm Idet der kan være forskel på SFOV og DFOV er vurdering af patientlejringen i det horisontale plan kun mulig i de få tilfælde, hvor lejepladen er fuldstændigt fremstillet. Retrospektivt kan patientlejringen derfor kun vurderes vertikalt. For at kunne estimere lejringens betydning for såvel billedkvalitet som patientdosis, er udført simple lejringsforsøg med væskefyldte plastdunke. Afvigelserne fra isocenteret er her ligeledes bestemt ved udmåling i PACS. 20

21 Statistisk analyse For at højne gennemskuelighed, er simpel statistisk databehandling i Excel regneark anvendt. Grundet datamængdens størrelse er det vurderet tilstrækkeligt, at sammenligne data gennem beregning af middel, max- og min-værdier, SD samt korrelation og p-værdier. Qua teori om HVL kan sammenhængen mellem patientstørrelse og anvendt dosis kun forventes at være groft tilnærmet lineær (46). Pearsons korrelationskoefficient for lineær korrelation, har ikke kunne anvendes, idet denne kræver normalfordelte data hvilket kun data for opgraderingen har kunnet opfylde. Derfor vil Spearman korrelationskoefficient for ikke-lineære (normalfordeling ikke påkrævet) sammenhænge blive anvendt (47-48). I tabel 4 ses de to korrelationskoefficienters resultater for to funktionstyper samt valgt resultatfortolkning. Korrelation Koefficient Resultatfortolkning Ved 100 % Pearsons Spearmans Ingen Svag Acceptabel Lineær f(x) ±1,0 ±1,0 <±0,5 ±0,5-0,7 >±0,71 Eksponentiel f(x) ±0,78 ±1,0 Tabel 4: Pearson og Spearmans korrelationskoefficient (48) Excel regneark til udregning af Spearmans korrelationskoefficient er fundet (48), hvor der til P værdi beregningerne er anvendt X 2 -testen. Denne resulterer i en tilnærmet værdi, der ikke er valid at anvende med observationspar >15 (47). Med dette projekts datamængder har X 2 -testen høj pålidelighed og vil blive anvendt. Simpel lineær regressionsanalyse er anvendt til at estimere SNR ved de idose 4 levels der ikke er inkluderet i projekt. Ved inter- og intraoperatøranalysen er intraclass korrelation beregnet (47). Godkendelser og anonymisering Studiet er udført med et kvalitetsudviklings sigte indenfor egen organisation, hvorfor Den Regionale Videnskabsetiske Komité har bekræftet, at Sundhedsloven 43 stk. 3 om videregivelse af helbredsoplysninger til kontrolopgaver uden patientens samtykke er gældende (29). De i opgaven anvendte patientbilleder er med afdelingsledelsens godkendelse uddraget fra PACS i jpeg format. Hvor ingen kilde er angivet, er de anvendte illustrationer udarbejdet i Words. En af projektets medvejledere er ansat i samme organisation og har derfor haft fuld adgang til alle patientdata og databearbejdninger. 21

22 Patientdosis og cancerrisiko For at kunne belyse hvilken risikonedsættende effekt en dosisreduktion vil medføre, gives her en indføring i dosisterminologi, patientdosisberegning samt hvordan og på hvilket grundlag risikoen estimeres. Dosisterminologi Da biologiske effekter ved diagnostisk brug af CT er utilsigtet, er det helt grundlæggende at søge at nedbringe disse. Her er dosisbegrebet et væsentligt værktøj til at vurdere, hvilken betydning forskelle i procedure og scanparametre har for den dosis der absorberes i patienten (joule/kg) (Gy). Til CT scanning benyttes røntgenstråling der kan få et stofs atomer til at danne ioner. Herved afsættes der energi og den ioniserende stråling ændrer udbredelsesretning. Energiafsætningen afhænger af strålingens type og energi samt objektets absorptionskoefficienter og dets tykkelse. Begrebet ækvivalent dosis vægter typen af strålingen og benævnes med enheden Sievert (Sv). For røntgenstråling er vægtningsfaktoren 1, hvorfor Gy er lig Sv (32). Strålefølsomheden er varierende for organer og væv og derfor er det område der bestråles afgørende for, hvor skadelig en given dosis er. På basis af forskning har ICRP fastsat nedenstående vævsvægtningsfaktor for organer og væv (33). Vævsvægtningsfaktorer W T Rød knoglemarv, colon, pulmonis, ventrikel, mammae 0,12 Gonader 0,08 Hepar, vesica urinaria, esophagus, thyroidea 0,04 Encephalon, cutis, periost, glandulae salivariae 0,01 Resterende 0,12 Tabel 5: Vævsvægtningsfaktor ICRP 103 (33) Ved CT af abdomen, hvor der scannes fra diagfragma til symfysen bestråles altså en stor del af de mest strålefølsomme organer. Til bestemmelse af skadevirkningen herved, beregnes middel organog vævsdoser. F.eks. beregnes huddosis ved bestemmelse af det bestrålede områdes procentvise andel af kroppens samlede hudareal, hvorefter procentdelen ganges med dosis målt i indgangsfeltet. 22

23 Den samlede belastning for en given undersøgelse kaldet effektiv dosis er summen af de middelorgan- og vævsdoser (H T ) ganget med vægtningsfaktoren (W T ) for disse (32). E = Σ T (W T x H T ) (Sv) Effektiv dosis er heraf summen af bestrålinger af enkelte organer omsat til en helkropsbestråling, hvorved skadevirkningen ved forskellige idose 4 levels kan sammenlignes. Den effektive referencedosis for CT af abdomen er 12 msv og fra SIS 2001, hvorfor der hverken indgår dosismodulation eller IR (31). I SIS nye vejledning om referencedoser for CT fra april 2012 (30), skal brug af ACS og IR nu indberettes, hvorved den dosisreducerende effekt ved disse fremover bliver belyst på landsplan. Doser for indre organer kan ikke almindeligvis bestemmes, hvorfor der kan anvendes dosissimuleringsprogrammer. På basis af matematiske fantomer, hvor absorptionskoefficienter i menneskelige organer og væv er genskabt i grove geometriske former, anvendes Monte Carlo beregninger, som er en stokastisk simulering af røntgenfotonens interaktion i fantomet. Da strålekilden roterer omkring patienten og der er store variationer i detektorkædernes dosisbehov for forskellige scannerfabrikater (44), indgår der den scanner specifikke CTDI værdi. CTDI w er dosis pr. mas enhed og bestemt ved dosismålinger i cylindrisk plexiglas fantomer ved forskellige kv og kollimeringer på hver enkelt scanner. CTDI vol for spiralscanninger er 1/pich x CTDI w for hvert rekonstruerede axiale snit. CTDI vol for snit samt et gennemsnit af disse for hele scanningen fremgår af DICOM. Den totale dosis for hele scanningen er udtrykt i DLP der er CTDI vol x scanlængden [mgy x cm] (30). Dosisprogrammer kan endnu ikke tage højde for dosismodulation, brug af IR eller faktuel patientanatomi, hvorfor det ikke i dette projekt giver et bedre estimat af risikoreduktion end ved anvendelse af konverteringsfaktoren 0,015 msv/mgycm for abdominal CT (31). EU guidelines for rutine CT af abdomen har et reference DLP på 780 mgy, hvilket resulterer i en effektiv dosis på 11,7 msv (18). 23

24 Risikobetragtninger Skønt røntgen er blevet brugt diagnostisk i over 100 år, er det ikke vist, at denne kontrollerede form for bestråling kan resultere i udviklingen af en cancer. De doser der bruges diagnostisk er i gennemsnit 1 msv årligt pr. dansker og den naturlige baggrundsstråling er omkring 3 msv årligt. Da en stråleinduceret cancer antages at udvikles over årtier, vil den diagnostiske bestråling kun udgøre 1/4 af den samlede belastning (32). Derfor kan kun forventes marginalt flere cancertilfælde blandt dem der er blevet diagnostisk bestrålet. Mange andre faktorer påvirker cancerforekomsten, hvorfor det ikke vil kunne påvises, at canceren er udviklet som følge af den diagnostiske bestråling. Når der kan estimeres en risiko ved forskellige dosisbelastninger, sker det på basis af viden fra studier af mennesker udsat for langt større og andre typer strålebelastninger primært atombomberne i Japan (28). ICRPs internationalt anerkendte måde at forsøge at nå sandheden om sammenhængen mellem dosis og risiko er, at tage disse høje doser og den øgede forekomst af cancertilfælde og projektere dem ned til diagnostisk dosisniveauet ved Figur 7: ICRPs risikomodel (32) lineær ekstrapolation som illustreret i figur 7. For en aldersuafhængig befolkning gælder det, at sandsynligheden for at udvikle en cancer for en given effektiv dosis er; 5 x 10-2 [Sv -1 ] (0,005 % pr. msv) Ud fra denne model, er der ingen nedre grænse for, hvornår stokastiske skader kan opstå (49). Risikoen for en CT af abdomen er 11,7 msv (18) x 5 x , :

25 ICRPs risikomodel har været kritiseret, og der er fremstillet opponerende teorier for det diagnostiske dosisområde (figur 8), herunder at lave doser styrker kroppens forsvar mod cancer, idet mikrobiologiske studier har påvist, at det styrker cellers reparationssystemer (Hornesis) (34) (35). I ICRPs seneste anbefalinger fra 2007, er den lineære sammenhæng fortsat gældende og derfor stadig den model, der anvendes herhjemme og mest brugt i litteraturen. Figur 8: Opponerende teorier for cancerrisiko i lavdosisområdet (34). Et andet kritikpunkt er, at modellen er gældende for en aldersgennemsnitlig befolkning og derfor ikke tager hensyn til alder og køn. Som det ses af figur 9, så har piger og unge kvinder grundet glandula mammaria større risiko end drenge og mænd indtil ca. 35 års alderen. Teoretisk er risikoen ved en CT af abdomen for en 20-årig kvinde derfor 1:694, hvor den for en 20-årige mand er 1:926. Dette er høje risici, men det skal påpeges at de alene bygger på et matematisk estimat hvis korrekthed i det diagnostiske område er uklar (34). Indtil ny viden kan bringe klarhed over risici i lavdosisområdet, beskyttes patienterne bedst ved, at undersøgelsens berettigelse er sikret og en overholdelse af ALARA princippet. Patienterne har krav på information om risici forud for deres samtykke til en radiologisk undersøgelse jf. Sundhedslovens (29). Her giver en risikoberegning patienten et håndgribeligt grundlag at tage stilling på. Figur 9: Risikomodel vægtet med alder og køn (28). 25

26 Billedkvalitets parametre SNR Signal to Noise Ratio forholdet mellem signal og støj er defineret som lokale udsving i HU målt med ROI i et homogent område og opgivet som SD. For FTP scanninger er støjen omvendt proportional med kvadratroden af dosis og tykkelsen af rekonstrueret snit. Hvorved en halvering af dosis medføre en ca. 40 % stigning af støjen. RO Rummelig opløsning er evnen til at skelne objekter fra hinanden der har mere end 10 % i indbyrdes kontrastforskel. RO er bestemmende for hvor små detaljer der kan visualiseres i et rekonstrueret snit og opgøres i lp/mm. Ro påvirkes af valgt matrix, rekonstruktionsalgoritme og snittykkelse. LKO Lav kontrastopløsning er evnen til at skelne objekter med lille indbyrdes forskel (<10 %) i HU, altså den mindste forskel i HU i et objekt af en given størrelse. SNR har en markant virkning på LKO, da små kontrastforskelle vil udviskes ved dårligt SNR. Kontrast Forskellen i HU i to forskellige væv. Valgt kv har stor indflydelse på kontrasten. CNR Contrast to Noise Ratio forholdet mellem kontrast og støj er defineret som kontrastforskellen / SNR (4) (18). 26

27 Diagnostiske kriterier For at kunne vurdere, hvilken billedkvalitet der imødegår ALARA-princippet, må vides hvilken patologi der skal erkendes og diagnosticeres i de abdominale udredningsprotokoller. Da protokollerne A-B anvendes bredere end henholdsvis absces og tumorudredning/akut pancreatitis, ses hovedindikationerne for de inkluderede scanninger nedenfor kategoriseret. Antal Indikationer for inkluderede CT scanninger idose % antal I alt Abcess Før Primær (abces, diverticulitis) L Kendt diverticulitis - abcess? L Kendt abd. fistel - abcess? L Pancreatitis Før Primær L Akut recidiv af kendt L Opfølgning af kendt L Tumorudredning Før Primær L Recidiv af malign/benign L Kontrol af kendt malign/benign L Akut abdomen/traumatisk læsion Før Primær u-/specifikke abd. gener (fri luft /ileus) L Primær stumpt/spidst abd. traume L Kontrol af kendt traume L Kirurgiske komplikationer Før Primær - øvre abd. (internt hernie, ERCP) L Primær - nedre abd. (appendicit, stomi op) L Sen opfølgning af kendt problemstilling L Gastric bypass Før Primær akut kirurgisk komplikation L Primær akut sen komplikation L Sen opfølgning af gener/ kendt problemstilling L Mb Crohn/Colitis ulcerosa patient Før Primær akutte uspecifikke gener L Primær akutte specifikke gener L Opfølgning af kendt problemstilling L Øvrig abdominal udredning Før Primær - Fokus for infiktion, ascites, hæmatom, kendt L systemisk lidelse, ikke akutte abd. gener L Kontrol af kendt patolpgi, hæmatom, cyster mv. L Tabel 6: Formodede hoveddiagnose for inkluderede CT scanninger. I alt

28 Af tabel 6 ses en relativ jævn fordeling af de forskellige kategoriserede indikationer ved levels og før IR. Underinddelingen i 1. udredning og 2. opfølgning er vægtet, idet det ved inklusionssøgningen i RIS visitationsfelt er set tilfælde, hvor kontrolscanninger af kendt patologi specifikt er visiteret til kun øvre/nedre abdomen. En reduktion af scanlængde imødegår naturligvis ALARA. Af de inkluderede scanninger er 17 % vurderet til at være opfølgningsscanninger, hvor det under den radiologiske visitation er relevant at overveje om en reduktion af scanlængden kan forsvares. Indikationer som eksempelvis fri luft, ileus eller visualisering af POK fyldte tarmsegmenter der ikke kræver høj LKO udgøre kun omkring 6 % af de inkluderede scanninger. Ved de øvrige kategorier, hvor eksempelvis afgrænsningen af infektiøse tilstande og tumorer skal visualiseres kræves høj LKO og RO, hvilket ikke kan opnås med ringe SNR. Mb Crohn/Colitis ulcerosa og gastric bypass patienter er valgt opgjort særskilt, idet disse rummer henholdsvis yngre patienter, der gentagne gange udredes radiologisk og yngre bariatriske patienter der kræver høje stråledoser. Derfor er her et særligt incitament til at søge at minimere stråledosis. Som det ses i tabel 7, udredes markant flere yngre kvinder med en højere cancerrisiko end alderssvarende mænd efter gastric bypass. Projektet vil derfor analysere om CT udredningen af gastric bypass patiennter kan optimeres. Indikation fordelt på alder og køn Patientalder Indikation I alt (% / ) Abcess, diverticulitis (37/63) Pancreatitis (69/31) Tumorudredning (44/56) Akut abd./ trauma (50/50) Kirurgisk komp (45/55) Gastric bypass (4/96) Mb crohn (40/60) Øvrige (36/64) 28

29 Tabel 7: Alders- og kønsfordelingen ved indikations kategorierne. EU guidelines diagnostiske kriterier for rutine CT af abdomen EU guidelines diagnostiske kriterier for rutine CT af abdomen anvendes ved inflammatoriske tilstande, absces, mistænkt for/kendt rumopfyldende process, læsioner af større kar (aneurismer), traumatiske læsioner og som guide til biopsi. Da projektets fundne indikationer er inkluderet, kan udredningsprotokollerne sammenholdes med kriterierne for rutine abdomen vist i tabel 8. Visualisering Skarp gengivelse Diaphragma Abdominalvæggen herunder alle herniations Vener efter intravenøs kontrast Heparparenkym og intrahepatiske vener Spleen parenkym og pancreatiske konturer Duodenum, jejunum, ileum, colon Renes og proksimale urethre Abdominale aorta og vena cava Gengivelse Lymfeknuder > 15 mm i diameter Tabel 8: EU guidelines diagnostiske kvalitets kriterier for rutine CT af abdomen (18) En skarp gengivelse af abdominale organer med lille forskel i HU kræver en høj LKO, RO og indgift af intravenøs kontrast, således at det qua forskelle i opladning af organerne og deres kapsler, bliver muligt at skelne disse tæt liggende strukturer fra hinanden. Ventriklen er ikke nævnt i EU guidelines, men her er en skarp gengivelse også nødvendig ved indikationer som: Kirurgiske komplikationer/gener efter gastric bypass eller mb. crohn med ventrikelnær inflammation. EU guidelines har også opstillet de scanparametre, kontrast og lejringsprocedurer der medfører den diagnostiske kvalitet der er ALARA ved rutine CT af abdomen. Som det ses af tabel 9 er EU guidelines for rutine CT af abdomen opstillet til sammenligning med de abdominale scanprotokoller. EU guidelines er fra 1999, hvorfor singleslice teknologien ligger til grund for anbefalingerne og hvor ACS endnu ikke var til rådighed. De væsentligste forskelle mellem udredningsprotokollerne og rutine CT af abdomen består i snittykkelse, rekonstruktionsfiltre, lejring samt anvendelse af dosismodulation og IR. Udredningsprotokollerne rekonstrueres med 3 mm axialt, coronalt og sagittalt med skarpt filter samt 1 mm axialt med blødt filter. Sidstnævnte lagres i PACS, men anvendes sjældent diagnostisk, idet denne er støjfyldt og uden idose 4. Snittykkelse på 3 mm er mindre end EU guidelines anbefalede 4-5 mm. 29

30 Abdominale udrednings CT scanprotokoller versus EU guidelines Protokol navn A B EU guidelines Indikation Lejring Absces Tumorudredning/ akut pancreatitis Rygleje med armene op over hovedet Rutine* (1) Rygleje med arme på bryst eller i hovedniveau Kontrast Intra venøs Peroral 100 ml Iomeron 350 mg/ml + 40 ml NaCl, 4 ml/s Kontrast Delay 60 s 1 L EZ-Cat/ 1 L vand Kontrast omnipaque Scanning Surview AP og Lateralt i maksimal inspiration - 1. serie Scanparametre Spiralscanning fra over diaphragma til under Symfysen i maksimal inspiration Fra top af hepar til aorta bifurkaturen FOV 350 mm Justeret ind til største abd. Ø Resolution Standard Standard Collimation 64 * 0,625 mm - Thickness 3 mm axial, coronal og sagittal recon (1mm axial) 4-5 mm ved små læsioner Pitch 0,891 1 Kv 120 Standard mas Før L L L5 100 ALARA Matrix x512 Filter 3 mm recon sharp C- 1mm standard B Standard eller soft C/W 55/ / idose 4 Level 2-5 Doseright (ACS) Modulation Adaptive filter Ja Z-DOM Ja (1) Rutine abdomen: Inflammatoriske tilstande, absces, mistænkt for/kendt rumopfyldende process, læsioner af større kar -som aneurismer, traumatiske læsioner og som en guide til biopsi. Tabel 9: A-B Radiologisk afdelings CT scanprotokoller (23) og EU guidelines for abdominal rutine CT (18). - Nutidig teknologi har også uden IR bedre støjfiltrering end i 1999, hvorfor der bør opnås samme LKO og bedre RO ved den mindre snittykkelse. Teoretisk set bør det skarpe filter bedre RO og 30

31 forringe LKO, men ved brug af IR vil det kunne afhjælpe det mere slørede udtryk. ACS og dosismodulationen bør sikre et konstant SNR gennem hele scanningen og herigennem mindske patientdosis. Endeligt er lejring med arme på bryst eller arme over hoved ligeværdigt anbefalet i EU guidelines. Førstnævnte er ikke optimalt, da armene/albuerne kommer med på øverste del af scanningen og kan give artefakter, forringet SNR og øget patientdosis ved brug af ACS og dosismodulation. Ved udredningsprotokollerne anvendes lejring med arm/arme på bryst eller ned langs siden, derfor kun når armene ikke er mulige at lejre over hoved. Grundet variationerne ved suboptimal lejring af arme, vil disse scanninger ikke være sammenlignelige med øvrige scanninger og er derfor valgt ekskluderet i dette projekt. Opsummeret bør den diagnostiske kvalitet være bedre i udredningsprotokollerne end EU guidelines anbefalinger før opgraderingen med IR. Som nævnt i indledningen har den teknologiske udvikling bedret dosisudnyttelsen ved MSCT, hvorfor det skønnes at patientdosis er tilbage på niveauet med SSCT. Visuel perception IR billedmaterialet er fundet beskrevet at kunne have et mere plastisk, sløret eller skjoldet udtryk (11), hvilket kan have betydning for perceptionen. Derfor vil de væsentligste fysiologisk faktorer og den kognitive bearbejdning ved visuel perception her blive belyst. Fysiologiske faktorer Afstanden mellem vore to øjne gør, at vi mennesker ser i stereo og heraf får en 3 dimensionel opfattelse af objekters form, størrelse og indbyrdes afstande. Vores visuelle sansning udgøres fysiologisk af øjet, hvis funktion er, at opfange lysbølger fra omgivelserne. Øjets vigtigste bestanddele er iris der styrer lysmængden gennem pupillen. Øjets linse samler det indkommende lys som brydes i corpus vitreum, hvor det fokuseres på øjet inderside retina (38). De meget densitetsfølsomme stavceller og de mindre densitetsfølsomme tapceller som registrerer forskellige bølgelængder (farver), omdanner lyset til nerveimpulser i retina (36). Det menneskelige øje kan identificere ca. 32 forskellige gråtoner og det er bedst til skelne mellem de lyse toner (39). Idet vi ser i stereo, kan form og bevægelse sanses i særlige celler. Det menneskelige øje er bedst til at detektere vertikale former. Impulser for form, bevægelse, densitet og farve registreres i 31

32 forskellige lag i retina og sendes via nervus opticus til cortex occipitale. Her samles alle impulser til en topografisk gengivelse et adapteret signal (36). Hjernen danner et inverst signal af dette, således at impulserne duplikeres med en impuls i komplementær farve, densitet eller form. Det er dette kombinerede signal, der ligger til grund for den visuelle perception. Det inverse signal kan erkende når øjet lukkes efter at have betragtes en kraftig lyskilde. Betragtes samme signal vedvarende vil hjernen overstimuleres, hvorved den inverse adaptation vil brænde fast og kun gradvist udviskes. Det vil derfor forstyrre nye adaptationer. Øjet behøver derfor variation af stimuli, for korrekt perceptuel gengivelse. Forskelle i cellernes densitetsfølsomhed og registreringen i flere lag gør - forenklet sagt, at der sker informationsoverlejring. Ved komplementære farver/gråtoner, densiteter, størrelser eller former, hvor objekter må perciperes i forhold til hinanden, medfører dette også betydeligt og uundgåelige perceptionsfejl som illustreret af figur 10 og 11 (37). A A A A A A A Figur 10: A har samme kontrast, den anatomiske baggrunden varierer. Billederne kan opleves urolige ved komplementære overgange (første og sidste billede i figur 10) og særligt hvis overgangene ligger tæt, idet øjet samtidig udfordres på sin spatiale frekvens RO. Derfor vil billeder med stor kontrastdynamik indenfor et begrænset område af gråtoneskalaen minimere perceptionsfejl og være mere rolige at se på. Samme komplementære fænomen vil opleves når objektstørrelser og densiteter ses i forhold til hinanden som illustreret af figur 11. Figur 11: Prikstørrelsen er konstant calcanius forstørres med 7 % pr. billede. For at undgå perceptionsfejl bør radiologisk billedmateriale derfor have samme forstørrelse og densitet. Ved CT scanning bestemmes forstørrelsen af DFOV og densiteten af center/window [c/w] for protokol. Da IR billeder anvender samme c/w som tidligere, modvirkes komplementære perceptionsfejl ikke af det mere støjreducerede materiale. I projektets data er set store forstørrelsesvariationer samt at densiteten ved samme c/w kan opleves højere ved små patienter. 32

33 Variationer af øjets anatomi giver dysfunktion af synet, hvilket optik (briller) i meget høj udstrækning kan kompensere for. Vores syn er bedst omkring 20 års alderen, hvorefter linsens tiltagende gulligfarvning og corpus vitreums krystallisering, vil ændre det indkommende lys brydning, hvorfor lysbehovet øges og skarpsynet nedsættes med alderen. Optik kan i nogen grad kompensere for de aldersbetingede synsnedsættelser, men ikke afhjælpe synscellernes varierende og aftagende følsomhed. Det menneskelige øje er ikke skabt til, at fokusere på korte afstande og da det overvejende er muskulært styret, udtrættes øjet af nærarbejde som f.eks. skærmarbejde. Sluttelig er synet ligesom koncentrationsevnen påvirket af psykologiske og fysiologiske faktorer så som stress, væskemangel, tør og iltfattig luft mv. (39). Med disse individuelle og situationsbestemte forskelle på vores synsfunktion og heraf visuel perception, må det forventes at følsomheden overfor IR materialets anderledes udtryk vil varierere. Kognitiv bearbejdning Den kognitive bearbejdning af visuelle indtryk er baseret på de beskrevne fysiologisk betingede forskelle og tager udgangspunkt i gestaltpsykologien. Gestalt er tysk og betyder helhed, form eller skikkelse. Gestaltpsykologien blev grundlagt af 3 tyske psykologer i begyndelsen af 1900 og er baseret på eksperimentelle studier, hvor observatører betragtede simple former og figurer, hvorefter de skulle beskrive deres opfattelse af disse. På denne baggrund har gestaltpsykologerne formuleret grundlæggende principper for formperception (37). De principper der er fundet væsentligste for radiologisk billedbetragtning, vil derfor i det følgende blive belyst. Closureprincippet Belyser tilbøjeligheden til at danne færdige figurer, helheder eller gestalter. Betragtes en ufærdig figur vil vi være tilbøjelige til, at se den som værende færdige. Det ufærdige billede opfattes som en åben gestalt, der afstedkommer en perceptuel proces, der kompenserer for mangler (Λ Α) og ubalance (ɐ a) i data. Det færdiggjorte billede er da en lukket gestalt. Mennesket danner kontinuerligt gestalter af visuelle indtryk. Åbne gestalter kræver vores opmærksomhed, hvorfor vi altid vil søge at lukke disse ved at tillægge det manglende eller korrigere for fejl (17). Dette er baggrunden for, at der ved selv meget simple observatørstudier som illustreret i indledningen forekommer falsk positive fund. 33

34 Prægnansprincippet Er interessant idet det demonstrer vores tendens til at fordreje figurer til gode gestalter. Dette er eksempelvis vist ved, at vi vil betragte vinkler indenfor en som retvinklede ( F) - også selvom vi erkender afvigelsen. Princippet er vist gyldigt ved betragtningen af varierende figurer og viser en almen tendens til, at søge det enkleste og mest formfuldende resultat, så som rette linjer og vinkler, symmetriske kurver, harmoniske runde eller elliptiske former (17). Da genkendelse forudsætter at der kan perciperes til kendte figurer og former, har betragterens erfaring stor betydning for radiologisk billedtolkning. Ved udmålinger på projektets data, er der Figur 12: Gul pil - diameter målinger perciperet efter anatomi. Rød pil måling perciperet efter tråde (stiplet linjer) på betragtningsskærm. taget højde for prægnensprincippet, idet der ved alle diameter målinger er anvendt lavpraktisk metode med tråd monteret på pc skærm kalibreret efter PACS målestoksskalering. Herved er det sikret, at målingerne er foretaget med et vinkelret udgangspunkt fra lejepladen - selv om patienten er lejret skævt som illustreret af figur 12. Figur og Grundprincippet Viser at kun eén gestalt kan være i fokus ad gangen. Danske professor, dr. phil. Edgar Rubin bidrog til gestaltpsykologien med doktordisputatsen Synsoplevede figurer fra Rubins vase (figur 13) er derfor enten en hvid vase på sort baggrund eller to sorte ansigter i profil på hvid baggrund. Det billede der ses er figur og det der ikke ses er grund. Med øvelse kan der perciperes hurtigt mellem billederne, men begge kan ikke ses samtidigt. Idet vi søger at lukke gestalten, Figur 13: Rubens vase (17). vil vi være tilbøjelige til at dvæle ved den stærkeste gestalt som da bliver figur. Under eksperimentelle studier kom Ruben frem til, hvilke karakteristika der var afgørende for vores opfattelse af, hvad der var figur og grund. Homogene og afdæmpede nuancer blev som oftest anset som grund. Figuren var oftest en genkendelig form eller god gestalt i mere dominerende nuancer. Han fandt også, at sammenhæng som det betragtede indgår i og måden hvorpå det fremtræder altså 34

35 formvariationer og baggrundens dybdevirkning, er af betydning for den visuelle perception (17). Derfor er betragterens erfaring, viden og forforståelse af det betragtede afgørende for hvad og hvordan der billedfortolkes. IR billedmaterialets mere slørede udtryk kan ændre betragterens opfattelse af hvad der er figur og grund, hvilket indebære en risiko for at patologiske forandringer bliver grund og derfor ikke erkendes. Radiologisk materiale bliver vurderet efter systematik og ofte ved flere gennemsyn evt. ved forskellige C/W visninger. Eksempelvis ses først efter oplagte forandringer foreneligt med indikation, siden sekundære tegn som forstørrede lymfeknuder mv. og sidst en gennemgang for anden abnomalitet. Herved skiftes ofte mellem figur og grund, hvilket øger muligheden for at erkende tilstedeværende patologi. Betragterens erfaring, systematik samt individuelle fysiologisk betinget følsomhed over for IR, vil have betydning for erkendelsen (40). Anvendes ovenstående viden om visuel perception til igen at betragte det kliniske eksempel fra indledningen, så opleves idose 4 level 5 mere støjfyldt, med reduktion af LKO. Målet SNR viser en støjreduktion på 6 % og derfor er der ikke kongruens mellem oplevet billedkvalitet og den kvantitativt bestemte. Hvilken betydning det vil få for den diagnostiske sikkerhed vil afhænge af betragterens synsfunktion, forforståelse og erfaring. Eksempelvis vil nogle beskrivere qua erfaring bedre kunne lukke de flere åbne gestalter som tab af LKO medføre. Andre kan være begrænset af tab af dybdevirkning etc. På næste side følger flere kliniske eksempler, så læser bevidst om perceptionelle faktorer kan søge, at bestemme de små forskelle i oplevet billedkvalitet ved IR. Figur 14: 64-årige kvinde. Til venstre uden IR; 183 mas, SNR 20,9 og højre idose 4 level 5; 106 mas, SNR 19,7. 35

36 Kliniske eksempler af scanninger med og uden idose 4 Figur 15: 19-årig mand. Venstre uden IR; 121 mas, SNR 16,2. Højre level 4; 46 mas (62 % dosisreduktion) SNR 19. Figur 16: 43-årige kvinde. Venstre uden IR; 152 mas, SNR 21,1. Højre level 5; 74 mas (51% dosisreduktion), SNR 22. Figur 17: 19-årig mand. Venstre uden IR; 195 mas, SNR 22,2. Højre level 3; 109 mas (44 % dosisreduktion), SNR

37 CT rekonstruktion Dette afsnit skal belyse det teoretiske belæg for dosisbesparelser ved brug af IR. Iterativ rekonstruktion Metoden bag statistisk IR ses simplificeret af figur 18. Absorptionen i de 4 vævsvoxler kan præcist bestemmes ved 4 beregningstrin på de 6 lineære projektioner som den 180 datasamplingen her består af (11). Scannede objektet indeholder langt flere voxeler og derfor kræves gentagne statistiske beregninger på datasamplingen bestående af flere tusinde projektioner (4). Ved IR er de gentagne beregninger på datasættet bestemmende for Figur 18: Iterativ rekonstruktion (11) præcisionen af objektgengivelsen og støjreduktionen (11). Ved FTP er antallet af projektioner i en 360 datasampling - hver projektion sendes filtreret tilbage, bestemmende for objektgengivelsen og graden af støjdæmpning. Ved FTP er valgte filter en afvejning af om RO eller LKO vægtes i protokollen. IR kan opnå bedre SNR ved gentagne beregninger, hvor FTP må anvende flere projektioner gennem scanning med overlap. Teoretisk burde forskellene i påkrævet datasampling gør, at IR kun behøver den halve stråledosis til at rekonstruere billedmaterialet. idose 4 Level mas (%) Tabel 10: mas reduktion ved idose 4 levels (9) I praksis anvender Philips en hybridalgoritme der består af både IR og FTP samt yderligere bearbejdning af rådata. Afhængigt af valgt idose 4 level (se tabel 10) indeholder datasamplingen % færre fotoner. Rekonstruktionsprocessen indeholder kort fortalt; En digitalisering af rådata. Sandsynlige anatomiske afgrænsninger/kanter detekteres, således at disse bevares under iterative diffusion med fjernelse af de høje/lave værdier i projektionerne der ud fra en strålespektrumsmodel med stor sandsynlighed ikke rummer information fra patienten. Herefter rekonstrueres med FTP, hvor RO er bevaret og den tilbageværende støj ud fra valgt level vil blive fjernet ved statistisk IR på basis af anatomisk model (10). Philips nævner ikke, at der også indgår en interpolation 37

38 (gennemsnitsberegning af omkringliggende pixels) ud fra seneste kalibreringsdata for at harmonisere variationen af signalstyrken fra detektorelementerne (4). Fantomstudier med idose 4 Philips og de tyske studier omhandlende idose 4 prototypen finder, at lavere dosis ved brug af IR ikke påvirker RO og markant forbedrer SNR og heraf LKO (10) (21) (22). Det franske uafhængige studie finder ligesom Philips og prototype artiklerne, at HU forbliver uændret (13). Det franske studies fantomresultater for RO og LKO, er ved FTP og undersøgte level 3 og 6 desværre kun opgjort for 80 kv, hvorfor deres gyldighed for de 120 kv der anvendes abdominalt, må vurderes. For 80 kv og CTDI vol varierende fra 0,5-7,1 mgy finder artiklen et fald i støjen på omkring 22 % ved level 3 og omkring 52 % ved level 6 (13). For undersøgte dosisområde er det derfor valgt level og ikke anvendt dosis der har betydning for LKO ved IR. Dette vil også være gældende for 120 kv, hvor den procentvise støjreduktion teoretisk vil være højere. Ved fantomtest sås ingen forskel i RO ved IR og FTP. Observatørstudiet fandt mindre observatørvariationer i LKO ved doser over 0,5 mgy og store variationer ved doser 0,2-0,5 mgy (13). Da observatørvariationen var væsentligt højere ved IR end FTP bekræftes, af nogle observatører er mere perceptionelt følsomme over for IR ved lave doser. Den væsentligste billedkvalitetsmæssige forskel på FTP og IR, er ikke alene mængden af støjen men også måden hvorpå støjen er fordelt. Grundet forskel i beregningsmetoder, bliver støjen fordelt noget anderledes ved IR end FTP. Støjfordelingen er opgjort i NPS [Noice Power Spektrum], der viser støjmængden ved forskellige frekvenser ( HU). Philips anser denne ændring i NPS for ubetydelig (10), mens det franske studie skriver, at selv mindre ændringer i NPS kan have betydning for den diagnostiske sikkerhed ved skelnen af LKO objekter (13). Ændring i NPS kan qua de belyste perceptionelle faktorer ændre dybdevirkningen og opfattelsen af hvad der er figur og grund. Hvilket er baggrunden for, at det franske studie fandt nogle observatører mere følsomme overfor IRs NPS ved lave doser. Ændring i NPS kan derfor også være forklaringen på, at det kliniske billedeksempel fra indledningen opleves mere støjfyldt trods lidt lavere SNR. Sammenlignelighed mellem ASIR og idose 4 Det franske studies mål var, at sammenlignelige IR ved ASIR og idose 4. Grundet hardware begrænsninger var 100 % identisk scanteknik ikke mulig, hvorfor studiet valgte en sidestilling af de 38

39 to IR producenter. Studiet fandt idose 4 næsten identisk med ASIR på de undersøgte parametre HU, RO, LKO og SNR. Største forskel ligger i NPS, der ved idose 4 ligger tættere på fordelingen og intensiteten for FTP mens ASIR har lavere intensitet (bedre støjreduktion) men også en fordeling der liggere længere fra FTP. For ASIR sås derfor store observatørvariationer allerede fra doser på 1 mgy. Studiet vurderede, at øget erfaring med IR kan udligne disse forskelle mellem ASIR og idose 4. Overordnet set er ASIR og idose 4 meget ligeværdige IR metoder. Idet forskellen i observatørvariation kun er set gældende for doser under 1 mgy, er det rimeligt at antage, at resultater fra kliniske studier af abdominal CT med ASIR vil kunne reproduceres med idose 4. Med forbehold for ultra lavdosis protokoller, kan projektets fund derfor sammenlignes med kliniske studier af ASIR. Da dosismodulationen for GE og Philips er forskellig, må denne belyses inden de kliniske studier kan vurderes. Dosismodulation Da tilstrækkelig dosis er en forudsætning for, at opnå optimal udnyttelse af IR vil Philips dosismodulationsværktøjer her blive belyst, således at dosispræcisionen til de inkluderede scanninger og evt. fejlkilder kan vurderes. I Philips scannere kan der dosismoduleres på 3 måder, hvoraf de to første er anvendt i de abdominale udredningsprotokoller: DoseRight Er ACS og tager udgangspunkt i ønsket støjniveau for den specifikke protokol. Patienternes kropsstørrelse bestemmes ud fra absorptionskoefficient på 1. surview, hvorfra systemet beregner et standard mas behov for den pågældende patientstørrelse. Før idose 4 dannede data fra senest scannede patienter på pågældende protokol referencestørrelsen (43). Dette viste sig upræcist og ved opgraderingen ændret til fast kropsreferencestørrelse på 33 cm i vandækvivalent diameter. Vandækvivalent diameter er dæmpningen gennem anatomi med varierende absorptions omregnet til tilsvarende antal cm i vandfantom. For hver 5-6 (vandækvivalent) cm patienten er større end referencen fordobles mas og den halveres for hver 7-8 cm patienten er mindre (9). Dette refererer til HVL teorien. Afviger patienten mere end 10 cm fra referencen reagerer systemet. Brugeren har herefter mulighed for, at vælge bariatrisk patient der tillader højere mas eller en pædiatrisk protokol, hvor kropsreferencestørrelsen er 20 cm. Det anbefales af Philips, at den foreslåede mas værdi kontrolleres og justeres (9). CT superbrugerne oplever, at systemet også efter opgraderingen ofte foreslår nogle mas værdier, der efter deres vurdering er alt for høje eller lave. Projektets 39

40 analyse af korrelationen mellem dosis og patientstørrelse før og efter opgraderingen, vil vise om dosistilpasningen faktisk er forbedret. Z-DOM Er dosismodulering i længderetningen. På basis af absorptionskoefficienter fra surviewet beregnes en mas profil der giver samme støjniveau igennem scanningen. Z-DOM og DoseRight anvendes samtidig, hvor systemet før scanning oplyser en max, min og gennemsnits mas, hvoraf max mas kan justeres (9). Hvilket SNR der tilstræbes er ikke synligt for brugeren, og har ikke kunnet oplyses. Vinkelmodulation Er dosismodulering i rotationsretningen som kan anvendes ved scanning af patienter der er asymmetriske i det axiale plan. Dosis regulerers under rørrotationen på basis af målinger fra forrige rotation (9). Abdomen antager en varierende elliptisk form, hvorfor en bedre dosistilpasning - størst ved de mest asymmetriske patienter, vil kunne opnås. Funktionen kan desværre ikke anvendes samtidig med ACS og Z-DOM, hvorfor den ikke anvendes ved de abdominale protokoller. Ved overgangen fra thorax til abdomen (undtaget kvinder med store mammae) stiger mas behovet. Øvre abdomen kan derfor få for lidt dosis, hvilket resulterer i ringere LKO i de øverste snit af hepar. Ved indikationer, hvor hepar ikke er diagnostisk relevant, vil vinkelmodulation kunne anvendes som f.eks. ved mb crohn og opfølgning af patologi uden hepatisk påvirkning. Dernæst kunne det overvejes om det var en fordel ved patienter der scannes med armene nede. Kliniske studier af CT af abdomen med ASIR Skønt IR ved idose 4 og ASIR er sammenlignelige, så er dosismodulations softwaren forskellige hos GE og Philips. Hos GE bestemmes dosis af et fastsat støjniveau for protokol, der kan opdeles efter patientstørrelse (vægt- eller BMI baseret ACS), hvorved der accepteres mere støj ved store patienter. Støj indexet er uafhængig af ASIR niveau ved rekonstruktionen. Ved idose 4 er det fastsatte støjniveau ens for alle patientstørrelser og det valgte level er bestemmende for dosis. De studier med ASIR der er vurderet sammenlignelig med de abdominale protokoller på anvendt scanteknik, har forskellige indgangsvinkler til at vurdere IR og heraf også variationer i anvendt metode, resultater og konklusioner. Derfor må studiernes egnethed til sammenligning med dette projekts fund også vurderes på øvrig anvendt metode. 40

41 I det tidligste japanske studie fra 2010 af 53 patienter (2/3 mænd) med tidligere FTP scanning, blev scanningerne rekonstrueret med 40 % ASIR. Patienterne blev opdelt efter BMI < 20, og > 25 for vægtbaseret ACS. To radiologer vurderede blindet scanningernes kvalitet på 5 trins skala (1.fuld acceptabel 5. uacceptabel). Studiet fandt dosisreduktion på 23 % for patienter med BMI >25 og 66 % for patienter < 20. RO var bedre ved FTP og for IR sås RO faldende med stigende patientstørrelse. SNR var bedre ved IR for alle patientstørrelser. Studiet konkluderede samlet, at 40 % IR og FTP gav samme diagnostiske kvalitet, hvor den effektive dosis kunne reduceres fra FTP på 18 msv til 13 msv. Studiet svaghed er varierende rekonstruktionssnittykkelse (1-5 mm) for både IR og FTP (26), hvorfor scanningerne teknisk ikke var 100 % sammenlignelige. I det tyske studie fra 2011 blev scanninger fra 42 patienter (3/5 mænd) med middel diameter på 29,8 cm, rekonstrueret med ASIR niveauer fra % og sammenlignet med tidligere FTP scanning. Støjniveauet for ACS blev sat 1/3 højere ved scanninger der skulle rekonstrueres med ASIR. 3 radiologer vurderede blindet de mere end 500 scanningers kvalitet på 5 trins skala efter EU guidelines kvalitetskriterier. Studiet fandt, at den diagnostiske kvalitet var acceptabelt med ASIR optil 50 %, hvorefter den sås gradvist forringet i forhold til FTP scanning. SNR sås forbedret i takt med stigende ASIR niveau. CTDI vol sås reduceret fra 19,7 mgy for FTP til 12,2 mgy (25). Omsat til effektive doser med dette projekts middel scanlængde og fås henholdsvis 13,2 msv og 8,2 msv. Studiet svaghed er, at IR scanningerne er udført på nyere GE scanner der optager 2,5 gange flere projektioner pr. rotation end scanner anvendt ved FTP scanningerne. Den opnåede kvalitet med ASIR kan derfor også tilskrives hardwareforbedringer. I det amerikanske studie fra 2011 blev 156 scanninger rekonstrueret med 20 % IR, 97 med 40 % IR og vurderet i forhold til 66 FTP scanninger. Patienterne (1/2 mænd) var opdelt efter vægt (< 60, og > 90 kg) for vægtbaseret AEC. To radiologer vurderede de 222 scanninger uafhængigt af hinanden efter EU guidelines kvalitetskriterier og 4 trins skala. Studiet fandt en gennemsnitlig SNR reduktion på 27 % for 40 % IR i forhold til FTP, men samme for patienter < 60 kg. Ved FTP blev 9 % af scanningerne vurderet af have en uacceptabel diagnostisk kvalitet, hvorimod dette kun var gældende for 3,8 % scanninger med ASIR. Subjektive vurderet fandtes SNR også forbedret med IR. CTDI vol sås reduceret fra 15,9 mgy for FTP til 11,9 mgy, hvilket giver effektive doser på henholdsvis 10,7 msv og 8,0 msv. Studiet noterede sig, at de anatomiske strukturer ved en stor andel af 40 % ASIR scanningerne havde et pixeleret og let blokagtigt udseende (27), men kunne ikke påvise at det havde en indvirkning på den diagnostiske egnethed. 41

42 I det irske studie fra 2012 blev 50 mb. crohn patienter (2/5 mænd) scannet samme dag med lavdosis FTP og 40 % ASIR, hvor dosis blev reduceret yderligere 45 %. Scanningerne blev vurderet på diagnostisk egnethed ved mb. crohn udredning af 3 radiologer på 5 trin skala. For FTP blev 86 % vurderet fuld ud acceptabel og resten acceptabel. For ASIR blev kun 48 % vurderet fuldt ud acceptabel, 32 % acceptabel, 14 % kun acceptabel ved begrænset indikation og 6 % uacceptabel. Fundet af en forringet diagnostisk kvalitet på 40 % af scanningerne adskiller sig fra de øvrige studier med ASIR anvendt ved abdominal CT. Studiet begrunder fundet med forstærkelse af artefakter i det lille bækken. Idet SNR er bestemt med ROI målinger 5 forskellige anatomiske homogene steder i scanningen, herunder på højde med acetabulum (det lille bækken) fandt studiet en øgning af støj ved brug af 40 % ASIR. Studiet bestemte de effektive doser til henholdsvis 3,5 msv og 0,98 msv (16), hvorfor dets fund skal ses i sammenhæng med anvendelse af ultra lavdosis sammen med 40 % ASIR. Ultralavdosis er ikke sammenligneligt med de abdominale protokoller, men studiets fund er interessant da det viser, at der er en nedre dosisgrænse for hvor ringe SNR IR metoden kan kompensere for. For idose 4 kan for lav dosis i forhold til valgt level, derfor få betydning for den diagnostiske sikkerhed. Sidste studie fra USA 2012 blev 100 store patienter (middelvægt på 107,6 kg) scannet med 3D dosismodulation (omtrent svarende til samtidig anvendelse af ACS, Z-dom og vinkelmodulation hos Phillips). 100 sammenlignelige FTP scanninger blev anvendt som reference. Støjniveauet blev sat 1,3 gange højere end FTP scanninger og der blev anvendt 30 % ASIR ( idose 4 level 2). Scanninger blev blindet vurderet på den diagnostiske kvalitet af to radiologer efter 5 trins skala. Studiet fandt, at FTP og IR var lige diagnostisk egnede. SNR blev også objektivt vurderet ved SD målinger. Middel SNR for ASIR var forbedret med 33 % i forhold til FTP scanninger. CTDI vol var reduceret til 13,5 mgy mod 19,7 mgy for FTP, hvilket giver effektive doser på henholdsvis 9,1 msv og 13,3 msv (15). 4 af de ovenstående studier (minus Irland 2011) vurderede % ASIR lige diagnostisk egnet som reference FTP. Grundet variationer i den dosis der ligger til grund for IR og forskelle i anvendt vurderingsmetode, er der forskelle i fundne for opnået billedkvalitet. Samlet set, ses SNR og heraf LKO forbedret, mens RO findes uændret eller let forringet. I det både anvendt dosismodulation og scannerfabrikat og model, har indflydelse på hvilken billedkvalitet samme CTDI vol vil resultere i, kan anvendt dosis i ovenstående studier ikke direkte sammenlignes med Philips scannere. 42

43 Da IR ved de to fabrikater var ligeværdige, kan et tilfredsstillende diagnostisk resultat forventes opnået med idose 4 og samme procentvise dosisreduktion som med ASIR. Af tabel 11 ses de effektive doser for FTP og IR scanningerne for de 4 studier, der fandt IR og FTP lige diagnostisk egnede. I det japanske studie, ses en markant højere effektive doser end EU guidelines reference på 11,7 msv, hvilket kan skyldes, at scanningerne er rekonstrueret på varierende snittykkelse. Derimod ses, at det amerikanske studie af store patienter fra 2012 ikke giver anledning til nogen nævneværdig højere dosis. Samlet må forventes, at idose 4 level 2 der medføre en 30 % dosisreduktion, giver samme diagnostiske resultat som FTP. Effektiv dosis FTP IR Reduktion % Japan 2010 (26) 18,0 13,0 27 Tyskland 2011 (25) 13,2 8,2 38 USA 2011 (27) 10,7 8,0 25 USA 2012 (15) 13,3 9,1 32 Middel 13,8 9,6 32 Tabel 11: Effektivdosis for studier med ASIR [msv] Observatørenigheden er interessant, idet der teoretisk kunne forventes større observatørvariation ved IR billedmaterialet. De 3 studier (Tyskland 2011, USA 2011 og 2012) der belyser observatørenigheden kan rapportere om korrelation på 0,4-0,86, men da der anvendes både kappa, korrelation og metoden ved et er uoplyst kan fundene reelt ikke sammenlignes. Kun studiet fra USA 2012 belyser, at der ikke er forskel ved vurdering af FTP og IR. I alle studierne er observatørerne beskrevet som erfarne (rutinerede/ekspert), hvorfor de belyser bedst case. Akutte abdominale udredningsscanninger kan være beskrevet af enhver vagtbærende radiologer med varierende erfaring og tilmed på hjemmearbejdsplads, hvor betragtningsforhold ikke er underlagt kvalitetskontrol og indvirkningen af IR ændrede perceptionelle udtryk er uafklaret. Studiernes observatørenighed kan derfor ikke generaliseres akutte scanninger. Slutteligt har 4 studier (Japan 2010, Irland 2011, USA 2011 og 2012) vurderet artefakters betydning for den diagnostiske kvalitet. Undtaget det irske, findes ingen forskel på forekomst eller diagnostisk betydningen af artefakter ved IR og FTP som følge af eksempelvis lejring (arme nede eller decentraliseret i forhold til isocenteret) eller store patientstørrelser. 43

44 Patientlejringen Både rekonstruktionen og dosismodulationen tager udgangspunkt i centreret patientlejring. Derfor kan lejringen i forhold til isocenteret få indflydelse på billedkvalitet og patientdosis. I scannermanualen skriver Philips, at lejring i isocenteret har betydning for billedkvaliteten, mens indvirkningen på dosismodulationen ikke nævnes (9). Beregninger for ACS og Z-DOM er baseret på surview, der er optaget med røntgenrøret under patienten (50). Decentraliseret lejring i y-akse retningen vil derfor påvirkes af geometrisk forstørrelse. Det er uafklaret hvordan dosismodulation påvirkes, af afvigelser i x-akse. For at kunne estimere lejringens betydning, er gennemført simple lejringstest med 3 x 5 L væskefyldte plastdunke, scannet med abdominal udredningsprotokol. Y-aksen Sænkes lejet 4,5 cm fra isocenteret, ses en dosisøgning på 7 % og en forringelse af SNR på 5 %. Hæves lejet derimod 9 cm fra isocenteret ses en dosisreduktion på 9 % og forringet SNR på 15 %. Uanset om patienten beregnes for stor eller lille, må dosis øges ved decentralisering i y-aksen for at bevare konstant SNR og heraf LKO. X-aksen Som det ses af figur 19 A og B, medfører en 7 cm decentralisering i x-aksen en dosisøgning på 15 % samt en 9 % bedre SNR, hvorfor patientens diameter må blive beregnet for stor som illustreret i figur 20. Da ACS Figur 19: Lejringsforsøg med 5 L plastdunke med væske. A: Lejring i Isocenteret. B: 7 cm afvigelse i x-aksen. C: Ændret form. D: 4 cm udenfor lejeplade, heraf 2 cm udenfor SFOV. 44

45 skulle sikre samme SNR, er den forbedrede SNR ikke tilsigtet og dosisøgningen derfor ikke til fulde berettigede. Indvirkning af ændring på formen af samme dæmpningsareal ses af figur 20 C (vurderet i forhold til A). Øges x-akse diameteren med 37 %, resulterer det i en dosisøgning på 72 % og en 32 % forbedret SNR. Omtrent halvdelen af dosisøgningen er derfor uberettiget. Patientens diameter i x-akse har derfor stor indflydelse på dosispræcisionen. Figur 20: Rød ellipse viser beregnet patientstørrelse ved decentraliseret lejring i x-akse retningen. Sidste lejringsvariation testet, er objekt 4 cm udenfor lejepladen, hvoraf 2 cm også er udenfor SFOV figur 19 D. I forhold til figur 19 A ses en 21 % dosisreduktion og en 3 % forringelse af SNR. Anatomi uden for SFOV indgår derfor ikke i scannerens beregning af nødvendig dosis, hvorfor manglende tilpasning af SFOV til store patienter kan betyde, at de får for lidt dosis. Resultaterne af ovenstående simple lejringstest, kan alene estimere mulige sammenhænge, idet målingerne er få og uden repetition. Fysiker ansat hos Philips undersøgte (før opgraderingen) påvirkningen ved decentralisering i y-retningen og kommet frem til dosisafvigelser på henholdsvis 5/ +8 % pr. cm decentralisering. Metoden til disse fund er uoplyst, men som følge heraf anbefaler Philips ikke anvendelse af dosismodulation ved decentraliseret lejring over ± 2 cm i y retningen (50). Philips har ikke vurderet udsvingene i forhold til opnået SNR og derfor ikke kalkuleret, hvilken andel af dosisøgningen der har en diagnostisk berettigelse. Philips fundne dosisudsving er større end projektets simple test, hvilket kan begrundes i, at Philips fund er baseret på software uden IR og at der kan være anvendt andre scanningsparametre. Skønt dosismodulationen syntes at være mest påvirket af decentralisering og anatomisk diameter i x-akseretningen (illustreret af figur 20) er dette ikke fundet belyst af Philips eller andre. Projektets fund ved simpel test har derfor ikke kunnet bekræftes dog finder Philips fysiker fundene for x- akse decentralisering sandsynlige, idet systemet anvender densitet og feltstørrelse ved beregning af diameter (50). 45

46 idose 4 softwaren kan vise isocenterets beliggenhed i y- aksen på surviewet. Brugeren har her mulighed for at justere lejehøjden, hvorefter systemet genberegner nødvendig mas for konstant SNR. Funktionen er desværre ikke tilgængelig ved protokoller der har både AP og lateralt surview. Baggrunden for funktionens begrænsninger belyses ikke i manualen (9). Opsummeret kan konkluderes, at lejringen har meget stor betydning for hvilken dosis systemet foreslår. Derfor kan Figur 21: Klinisk eksempel på decentraliseret lejring i x-akseretningen. det undre, at den viden om betydning af decentraliseret lejring i y-aksen som Philips er bekendt med, ikke er at finde i hverken manualen eller deres officielle materiale. Idet det heller ikke er formidlet til afdelingens CT superbrugere som oplærer de øvrige radiografer, er Philips anbefalinger om ikke at anvende dosismodulation ved decentraliseret lejring ±2 cm, ikke bekendt i den afdeling som projektet tager udgangspunkt i. Manglende viden om beregningsmetode og mulige kilder til fejlberegninger gør det vanskeligt for radiografer at vurdere relevansen af systemets foreslåede mas produkt. For patienten kan konsekvensen heraf enten blive en utilsigtet forringelse af det diagnostiske resultat eller unødig forhøjet stråleudsættelse. 46

47 Validering af metode til patientstørrelsesbestemmelse Patientstørrelse er bestemt ved anatomitilpasset ellipse. Denne metode er ikke set anvendt i fundne studier, hvorfor validiteten og nøjagtigheden her vil blive analyseret. Udmåling af patientstørrelse er gentaget på 90 patienter svarende til 20 % af de inkluderede scanninger af både projektets forfatter (intraoperatør) og en timelønnet studerende (interoperatør). Intramålingerne er foretaget med 3 ugers mellemrum, blindet for tidligere og interoperatørens resultater. Alle målinger er foretaget under samme betragtningsforhold. Af tabel 12 ses, at skønt variation for interoperatøren er større, så resulterer det i samme SD (beregnet på numeriske afvigelser), hvorfor usikkerheden ved anatomitilpasset ellipse er ±2 mm. Den større interoperatørvariation kan begrundes med manglende erfaring, idet intraoperatøren havde udmålt areal på omkring 100 patienter inden første analyse måling og knap 500 ved anden måling. Da ingen af de fundne studier belyser usikkerheden, ved patientstørrelsesbestemmelsen kan den opnåede usikkerhed ikke relateres hertil. Intra- og interoperatøranalyse af patientstørrelsesmåling Operatør Afvigelse [cm] Korrelation Middel Min-max SD Intraclass P-værdi Intra 0,2-0,4-0,9 0,2 0,995 >0,0001 Inter 0,3-0,7-1,2 0,2 0,993 >0,0001 Tabel 12: Intra: 3 uger mellem målinger. Inter: I forhold til middelværdier for intraoperatør. SD er beregnet på numeriske data. I figur 22 ses, at ca. 95 % af alle målinger ligger indenfor ±6 mm. Dette skal ses i sammenhæng med, at 15 % af de inkluderede scanninger havde anatomi udenfor DFOV, hvilket også var gældende i operatøranalysen. Anatomi udenfor DFOV har ikke nødvendigvis betydning for den diagnostiske kvalitet, men påvirker usikkerheden ved placering af anatomitilpasset ellipse. Ved 6 % af de inkluderede scanninger i projektet fandtes anatomi udenfor DFOV så asymmetrisk eller betydelig at x eller y diameter ved henholdsvis 64 og 6 snit, måtte bestemmes ved udmåling på surview og arealet siden beregnes. Den fundne usikkerhed på ±2 mm, kunne derfor reduceres hvis der ved enhver anatomi udenfor DFOV, var udført arealberegning i stedet. 47

48 Figur 22: Akkumuleret inter- og intraoperatør afvigelse ved patientstørrelsesbestemmelse. Målet med anvendelse af anatomitilpasset ellipse frem for arealberegning var at benytte en metode, der tog højde for varierende og asymmetrisk anatomi. I figur 23 ses forskellen på de to metoder beregnet på de 90 inkluderede snit i analysen. Middel diameter er en cm større ved anatomitilpasset end ved beregnet patientstørrelse, hvorfor metoden inkludere mere anatomi og derfor er en mere valid metode til patientstørrelsesbestemmelse. Figur 23: Forholdet mellem patientstørrelse bestemt ved anatomitilpasset og beregnet ellipseareal. 48

49 Inkluderede scanninger Med det formål at vurdere sammenligneligheden mellem levels og før IR, er fordelingen af de inkluderede scanninger opstillet i tabel 13. Her ses en optil 10 % forskel i alders- og kønsfordelingen. Idet disse er vilkårligt fordelt og forventelige ved inklusion efter tidsperiode, vurderes fordelingen på alder og køn ikke at give anledning til systematiske fejl. Patientfordeling idose Patientalder I alt Protokol Booking Level % Status % Før IR Level 2 Level 4 Level 5 I alt A 28 Planl B 72 Akut A 18 Planl B 82 Akut A 29 Planl B 71 Akut A 34 Planl B 66 Akut A 27 Planl B 73 Akut 65 sum Procentfordeling 39 % - 61 % Tabel 13: Inkluderede patienters fordeling pr. idose 4 level og før IR, på alder, køn, protokol A/B samt booking. Andelen af anvendt protokol er også fundet at afvige op til 10 %. Denne opgørelse skulle belyse den peroral kontrastforberedelse af patienten. Da der ved de inkluderede scanninger og i særdeleshed ved de vurderede axiale snit er fundet meget store variationer af kontrasttype og mængde, er anvendt protokol ikke en valid parameter, at vurdere systematiske fejl som følge af POK. I det axiale snit vil en stor arealandel af POK med højere densitet end vand eller væv give patienten en højere samlet absorption. Da densiteten ved anvendt POK variere med type og blandingsforhold, vil 49

50 en valid vurdering skulle baseres på densitets- og arealbestemmelse. Da en sådan ikke er foretaget, vil POK udgøre usikkerheder tillige med den anatomiske variation. Fremmedlegemer som hofteproteser, gonadebeskytterer og metalimplantater er identificeret på surview ved 5,5 % af scanninger med en statiskusikkerhed på ±2 % mellem levels og før IR. Idet disse højabsorptionsobjekter ikke indgår i det axiale snit, påvirker de alene middel CTDI vol for scanningen. Slutteligt er fundet en op til 11 % forskel i andelen af akutte og planlagte scanninger. Idet der efter opgraderingen først blev scannet med level 5, så 4 og siden level 2, kan denne forskel ikke forklares med ændret patienttilgang som følge af hospitalsplan. Idet der heller ikke er fundet entydige forskydninger i indikationsopgørelsen (side 27), er forskellene vurderet at være tilfældig. En højere andel af akutte undersøgelser, kunne have påvirket undersøgelseskvalitet grundet flere dårlige patienter. Ekskluderede scanninger Begrundet i risiko for systematiske fejl er 13 % af inklusionsgrundlaget på 534 scanninger ekskluderet som opgjort af tabel 14. Scanninger uden IV kontrast er ekskluderet, da disse vil opnå bedre SNR ved ROI målinger i hepar end scanninger med IV. De 7 % inkluderede scanninger der enten er scannet i artiel- eller meget senvenøsfase, er vurderet at give samme grad af usikkerheder som POK og den anatomiske variation. Lejringsvariationen ved de 5 % der er ekskluderet grundet arm/arme er mangfoldig, hvorfor det vil give meget varierende grad usikkerheder ved rekonstruktionen, dosismodulationen samt generelt have forringet billedkvalitet som følge af artefakter. Ekskluderede scanninger idose 4 level Årsag Før I alt Uden IV Arme i scanfelt kv 1 1 Thorax medscannet Kun nedre abdomen 3 3 >18 år I alt Tabel 14: Ekskluderede scanninger fordelt pr. idose 4 level og før IR samt eksklusionsårsag. 50

51 Oversigt over projektets fund I tabel 15 og 16 nedenfor ses resultaterne for inkluderede hele scanninger og de udvalgte axiale snit. Hele scanninger CTDI V [mgy] DLP [mgy x cm] Scan L [cm] idose 4 Middel Min-max SD Middel Min-max SD Middel Min-max SD Før IR 13,49 4,75-27,07 3, ,4 31,9-59,3 4,5 Level 2 12,27 5,44-27,29 3, ,4 35,4-54,5 3,8 Level 4 9,42 3,74-22,95 3, ,0 36,2-61,8 4,8 Level 5 7,76 2,69-20,41 3, ,5 35,9-61,2 4,6 Tabel 15: Resultatfremstilling for inkluderede 464 scanninger fordelt med 120 før IR, 117 på level 2, 119 på level 4 og 108 på level 5. Bidrag fra surview ikke medregnet i DLP. Axialt snit Patient Ø [cm] CTDI V [mgy] SNR [HU SD] Kontrast [HU os -HU mus ] idose 4 Middel Min-max SD Middel Min-max SD Middel Min-max SD Middel Min-max SD Før IR 30, ,13 3,7-25,6 4, Level 2 29, ,49 4,4-27,3 4, Level 4 29, ,70 3,0-20,9 3, Level 5 30, ,21 2,5-16,2 2, Tabel 16: Resultatfremstilling for inkluderede 464 axiale snit fordelt med 120 før IR, 117 på level 2, 119 på level 4 og 108 på level 5. Ved middel scanlængden 44,8 cm findes DLP for før IR ca. 10 % lavere end EU guidelines reference på 780 mgy som resulterede i en effektiv dosis på 11,7 msv. De effektive doser fås til 10,6 msv, 9,7 msv, 7,5 msv og 6,1 msv for henholdsvis før IR, level 2, 4 og 5. Level 2 svare derfor til ASIR studiernes middeldosis på 9,6 msv ved en 30 % dosisreduktion. Ved projektets middelalder 56,9±17 år er der ca. samme risiko pr. msv som befolkningsgennemsnit, hvorfor projektet bestemmer risici for level 2, 4 og 5 til henholdsvis 1:2100, 1:2700 og 1:

52 Korrelation mellem idose 4 level og dosis I forhold til den af Philips oplyste dosisbesparelse ses af tabel 17, at der opnås omkring 20 % mindre ved de inkluderede levels. I det axiale snit opnås lidt større dosisreduktion end ved hel scanning for middelpatienten. Den største afvigelse ses ved level 2, hvor der klinisk kun opnås 1 / 3 af den oplyste dosisbesparelse, hvorimod der ved level 5 opnås ¾. Procentvis dosisreduktion ved idose 4 idose 4 Philips DLP/scan L CTDI/patient Ø afvigelse SNR [HU SD] Før IR Level / Level / Level / Tabel 17: Klinisk opnået dosisreduktion af middelpatient vurderet ved hel scanning og axialt snit. Dette skal naturligvis ses i sammenhæng med opnået SNR. Dosismodulationen tager udgangspunkt i fastsat SNR for protokol og sikre konstant SNR gennem hele scanningen. SNR niveauet for abdominal udredningsprotokol er uafklaret, men SNR ses stigende med stigende idose 4 level, hvor dosisbesparelsen lå tættere på det oplyste. Som illustreret af figur 24, kan ved regressionsanalyse estimeres endnu ringere SNR ved anvendelse af idose 4 level 6 og 7. Referencedosis anvendt i tabel 17 er middeldosen af de 120 scanninger før IR. Beregnes referencen i stedet ud fra EU guidelines reference DLP på 780 mgy opnås en forholdsvis god overensstemmelse (max 2 % afvigelse) mellem Philips oplyste dosisbesparelse og faktisk opnået. En forklaring på fundet af ringere dosisbesparelse kunne derfor være, at dosis til de inkluderede scanninger Figur 24: Middel SNR±SD ved idose 4 level 2,4 og 5. 52

53 før IR har været for lav. Referencedosis ville eksempelvis blive påvirket, hvis der indgik lavdosis scanninger. Før IR ses SD i forhold til CTDI niveau for scanning 24 % højere end ved middel af level 2, 4 og 5. For det axiale snit, ses her en 9 % forhøjelse før IR. Da den statistiske usikkerhed før IR er større og heraf dosisudsvingene, kan det ikke udelukkes at lavdosisscanninger, kan have påvirket referencedosis. Dette kunne være tilfældet, hvis de betjenende radiografer hyppigere har nedjusteret dosis før opgradering end efter. Retrospektivt er det ikke muligt at belyse, hvilken grad det mas produkt som systemet på basis af dosismodulation foreslår, er blevet justeret. Ovenstående fund må derfor bekræftes ved et prospektivt studie der belyst forholdet mellem systemets foreslåede mas og faktiske anvendte, før de kan generaliseres til øvrige protokoller og afdelinger. Korrelation mellem patientstørrelse og dosis Som illustreret af figur 25, ses der store udsving i dosis til samme patientstørrelse i det axiale snit. Dette er overraskende, da dosismodulation burde sikre højre grad af dosispræcision. Nogen variation vil være forenelig med anatomiske variation og derfor diagnostisk berettigede. Projektets fund af op til 3 gange dosis både før IR og på de inkluderede levels, kan ikke alene tilskrives anatomisk variation, hvorfor årsagen er søgt belyst. Figur 25: Dosis ved axialt snit efter patientstørrelse for inkluderede scanninger før idose 4 og på level 2, 4 og 5. Idet data gav indtryk af større udsving ved de mindste patientstørrelser, er udført korrelationsanalyse efter 3 patientstørrelse samt alle inkluderede scanninger ved hvert level og før IR. Af tabel 18 ses, at før IR er dosisudsvingene for de mindste og middel patienter så betydelige, at der ikke 53