Mette Fiedel & Eva Holst Hold 52

Transkript

1 Bachelorprojekt Juni 2005

2 Indholdsfortegnelse: Indledning....4 Læsevejledning...4 I....5 Problemfeltet og dets afgrænsning...5 Problemformulering....8 II...9 Metode....9 Generaliserbarhed...10 Reliabilitet...10 Validitet...10 Metode til indsamling af data...10 Metode til bearbejdning af data...11 Metode til beregning af dosis...12 Metode til indsamling af litteratur...13 III...15 Udførsel af CTK...15 Polypper...16 Kolorektale karcinomer...16 Diverticulosis coli...17 Diverculitis coli...17 Dosisbegrebet...17 Sandsynlighed for stråleinduceret cancer...18 Delkonklusion...21 IV CT-teknik Tilbageprojektion...23 Interpolation...25 Multislice CT spiral/helical...26 Scanparametre...26 Snittykkelse...26 Scantid (s)...27 Rørstrøm (ma)...27 Rørspænding (kv)...27 Pitch Dosiseffektivitet Geometrisk halvskygge...29 Geometrisk effektivitet...29 Detektorsensitivitet...29 Perifer strålesvækkelse...30 Billedkvalitet...31 Lavkontrastopløsning...31 Bachelorprojekt Juni 2005

3 Støj Rumlig opløsning...32 Automatisk dosiskontrol Delkonklusion V...35 Behandling af empiriske data...35 Den repræsentative protokol...37 Analyse af resultater...38 Protokolvariationen...38 Scannertypens betydning for dosis...39 Diskussion af resultater...40 Diskussion af anvendt metode VI Konklusion Perspektivering...46 Bachelorprojekt Juni 2005

4 Indledning. Denne opgave er forfattet af Mette Fiedel og Eva Holst efter bekendtgørelse nr. 233 af 30. marts 2001, bekendtgørelse om radiografuddannelsen, i henhold til hvilken det gennem en skriftlig opgave skal dokumenteres, at de studerende kan bearbejde en selvvalgt problemstilling med anvendelse af en videnskabelig metode og at de studerende har erhvervet kvalifikationer indenfor radiografisk udviklingsarbejde. Opgaven undersøger om variationen i de anvendte protokoller for CT-kolografi (CTK) giver variation i patientdosis og dermed også variation i sandsynligheden for at erhverve en stråleinduceret cancer. De forskellige metoder til udførelse af undersøgelsen har vakt vores undren og vi har ønsket at finde og undersøge nogle radiograffaglige argumenter til diskussion af modaliteten. Opgaven har til formål med disse radiograffaglige argumenter at bidrage til udvikling af dels CTK, men også andet kvalitetsudviklingsarbejde. Derfor er opgavens metode og det anvendte beregningsprogram tilstræbt beskrevet med en gennemsigtighed, der gør det muligt for nuværende og kommende radiografer at anvende dem i udviklingsarbejde. Læsevejledning For at fremme opgavens læsevenlighed er den metodisk opbygget i seks hovedafsnit, som efter behov indledes med afsnittets formål og en kort beskrivelse af og begrundelse for opbygningen, ligesom afsnittet efter behov afsluttes med en delkonklusion. Der er også i stort omfang valgt illustrationer af især opgavens CT-teknikafsnit. Læseren forudsættes at være radiografer og radiografstuderende, hvorfor der er anvendt en terminologi med fagudtryk og latinske betegnelser, ligesom en del viden forudsættes. Vi vil gerne rette en tak til de mange radiografer, læger og vejledere, som velvilligt har brugt tid og ressourcer på at bidrage til denne opgave. Det har virket inspirerende og i høj grad givet stof til eftertanke undervejs. Vi håber, at denne opgaves metode og resultater er med til at gøre det ulejligheden værd. Bachelorprojekt Juni 2005

5 I. Problemfeltet og dets afgrænsning. CTK, som er udviklet i USA, har været en mulig undersøgelsesmodalitet siden Den er overvejende udviklet til brug for screening, som følge af det store fokus, der er på cancersygdomme og deres behandlingsmetoder.(1) Fokus i Danmark er ikke mindre og efter en offentlig debat om cancerbehandlingens kvalitet og resultater i Danmark - sammenlignet med nabolande - nedsatte sundhedsministeren i maj 1998 en Kræftstyregruppe. Formålet med nedsættelse af styregruppen var at belyse mulighederne for at forbedre behandlingen af cancersygdomme i Danmark, med henblik på at nedsætte morbiditeten og mortaliteten. Styregruppens arbejde førte til udarbejdelsen af den nationale kræftplan, som indeholder en række indsatsområder, herunder gennemgang af en række udvalgte cancersygdomme.(2) Cancer coli og cancer recti, også benævnt kolorektal cancer er en udvalgt gruppe, fordi kolorektal cancer er den tredje hyppigste forekommende cancersygdom hos kvinder, efter cancer mammae og anden cutiscancer end melanom, og den fjerde hyppigste forekommende cancersygdom hos mænd, efter anden cutiscancer end melanom, cancer pulmones og cancer prostata.(3) Både morbiditeten og mortaliteten af kolorektal cancer i Danmark er stigende, og den højeste i Norden. Kolorektal cancer er sjælden før 40 års alderen, men forekomsten stiger med alderen. Overlevelsen af kolorektal cancer er afhængig af det stadium, hvori sygdommene opdages og behandles. I de tidligste stadier er 5-års overlevelsen 80-90%, medens 5-års overlevelsen kun er få procent, når sygdommen har metastaseret til andre organer, primært hepar, (se bilag A), hvilket er tilfældet for 20% af patienterne på diagnosetidspunktet. (4) En særlig højrisikogruppe udgøres af mennesker, der tidligere er behandlet for kolorektal cancer og deres pårørende, - mennesker, som har mb. Crohn eller anden inflammatorisk tarmsygdom og mennesker med polypdannelser i colon. Der er tilbud om regelmæssige undersøgelser til disse mennesker, for at i videst muligt omfang at opdage en eventuel cancersygdom på et så tidligt stadium som muligt.(5) Diagnostisering på et så tidligt stadium som muligt, er naturligvis ikke kun essentielt for mennesker i højrisikogrupperne, og derfor er der som resultat af den nationale kræftplan Bachelorprojekt Juni 2005

6 planlagt en gennemførlighedsundersøgelse i København og Vejle amter af personer i aldersgruppen år med henblik på en fremtidig national befolkningsscreening for kolorektal cancer. Der tilbydes en test for blod i fæces, og såfremt denne er positiv en koloskopi. Befolkningsscreeningen resulterer i projektregi i mindst 30% nedsat risiko for at dø af kolorektal cancer. Ud fra et sundhedsøkonomisk synspunkt er det omkostningseffektivt at screene personer mellem 50 og 74 år hvert år og i højere grad end ved screening af cancer cervix og cancer mammae.(6) Et antal patienter, både patienter i højrisikogrupper og screeningspatienter, kan ikke gennemføre en koloskopi, enten pga. ileus, kirurgiske indgreb, stærke smerter eller religiøs, etisk anskuelse. For disse patienter er der alternative undersøgelsesmodaliteter, MR-kolografi, en konventionel røntgenundersøgelse af colon eller CTK. MR- kolografi er nærmest at karakterisere som en teoretisk mulighed pga. af den ringe scannerkapacitet, og vil derfor ikke indgå i denne opgave. Undersøgelsen har ingen kendte biologiske skadevirkninger, men er dyr også pga. af det anvendte kontraststof.(7) Ved både konventionel røntgenundersøgelse af colon og CTK påføres patienten en stråledosis og dermed en sandsynlighed for en stråleinduceret cancer. En konventionel røntgenundersøgelse foregår under gennemlysning og med kontrast. Undersøgelsen er strabadserende for patienten og kræver en høj grad af kompliance. Statens institut for Strålehygiejne (SIS) beregner den gennemsnitlige effektive dosis ved røntgen af colon på landsplan til at være 8 msv, der dog kan svinge mellem 6 og 14 msv afhængigt af patientanatomi, fund og undersøgerens erfaring.(8) CTK er en MSCT (multislice computer tomography) undersøgelse, og er relativ ny og ikke implementeret i større omfang i Danmark. I 2001 udgav Center for Evaluering og Medicinsk Teknologivurdering (CEMTV) en rapport Kræft i tyktarm og endetarm Diagnostik og screening. Her indgik CTK ikke i det anbefalede undersøgelsesprogram, idet det daværende videns- og erfaringsgrundlag blev anset for mangelfuldt. For at belyse hvilken plads CTK fremover ville kunne få i det danske sundhedsvæsen, tildelte CEMTV i 1999 puljemidler til to ph.d.-projekter, der sammenlignede CTkolografi med konventionel koloskopi. Der udkom d. 13. maj 2005 en MTV om Tyktarmsundersøgelse med CT- Kolografi, som konkluderer, at CTK har en plads i Bachelorprojekt Juni 2005

7 det danske sundhedsvæsen, men ikke generelt bør erstatte koloskopi som primær undersøgelse, men CTK bør erstatte røntgen af colon ved inkomplet koloskopi. Det er ved en ny undersøgelse relevant at undersøge de strålehygiejniske aspekter, både bidraget til den menneskeskabte baggrundsstråling og hvor stor en sandsynlighed modaliteten rummer for at påføre patienter en stråleinduceret cancer. CT-undersøgelser udføres med stigende hyppighed, SIS anslår at de for 10 år siden udgjorde 2% af alle undersøgelser til nu at udgøre 10-15%, og antallet er stigende i takt med udviklingen af nye undersøgelsesmodaliteter også til screeningsbrug. Derfor er CT s bidrag til den menneskeskabte baggrundsstråling også betragteligt, SIS anslår det udgør ca. 40% (9) Den gennemsnitlige effektive dosis for CTK beregnes i udenlandske arbejder (der foreligger ikke oplysninger fra SIS) til at være på 4-12 msv afhængigt af snittykkelse, kilovolt, mas og scannertype, men også afhængigt af modellen, der benyttes til at udregne dosis. (10) En CTK er altså en lavdosisundersøgelse, og har dermed ikke en høj sandsynlighed for en stråleinduceret cancer, men især fordi det kan antages, at undersøgelsen bliver udført med stigende hyppighed og som screeningsundersøgelse, hvor raske mennesker også undersøges, er det en relevant problemstilling. I denne opgave undersøges sandsynligheden for en dødelig stråleinduceret cancer. Det ligger udenfor denne opgaves rammer at undersøge sandsynligheden for mutagene skader, idet det må antages, at de undersøgtes gennemsnitsalder er høj. Screeningsprogrammer begynder ved 50 år, hvilket også er grænsen for gonadebeskyttelse i Røntgenbekendtgørelsen. Det er ved indførelse af en ny undersøgelse også relevant at vurdere undersøgelsens evne til at fremstille et diagnostiseringsmateriale. Det benævnes undersøgelsens sensitivitet og specificitet, hvor sensitivitet er et udtryk for, hvor god en undersøgelse er til at identificere de syge, som lider af den aktuelle sygdom, altså de sandt-positive. Specificitet er et udtryk for, hvor god en undersøgelse er til at identificere de raske, som ikke lider af den aktuelle sygdom, altså de sandt-negative. Ved især screeningsundersøgelser er falsk-positive fund et problem. Det er ikke af så stor betydning ved CTK, da et fund vil resultere i en biopsiudtagelse ved koloskopi, hvilket kan foregå hurtigt og uden et større indgreb. (11) Det er et lægefagligt spørgsmål og ligger derfor udenfor denne opgaves rammer at behandle. Bachelorprojekt Juni 2005

8 Desuden giver CTK også mulighed for bifund i abdomen, både relateret til kolorektal cancer og andet. Bifund rejser en del etiske og økonomiske spørgsmål, som det ligger uden for denne opgaves rammer at diskutere. Praksiserfaringer og den indsamlede empiri viser forskelle i både procedurer for CTK og de protokoller, de afvikles efter. Nogle steder anvendes peroral og/eller i.v. kontrast og nogle steder medicineres patienterne, det er et lægefagligt spørgsmål og ligger derfor uden for denne opgaves rammer at behandle. Det er radiograffagligt relevant at kunne vurdere berettigelsen af undersøgelsen, informere og lejre patienten korrekt, problemstillinger affødt heraf ligger det udenfor denne opgaves rammer at behandle. Det er også radiograffagligt relevant at kunne sikre og udvikle kvaliteten af CTK, herunder at holde patientdosis så lav som foreneligt med de diagnostiske krav, hvilket radiografer er forpligtiget til af røntgenbekendtgørelsen. Dette sikres ikke kun ved at overholde en given protokol, men ved at foretage et individuelt skøn af scanparametre i forhold til en given patient. En radiograf har altså indflydelse på, hvordan protokoller bliver afviklet, og har - sammen med radiologer - ansvar for at bekendtgørelsens bestemmelser bliver overholdt. Det har vakt vores undren om den store variation i CTK-protokoller har diagnostisk berettigelse. Det undersøges derfor om variationen i scanparametre har indflydelse på patientdosis. Hvis dette er tilfældet, vurderes hvilken variation det giver i sandsynlighed for at påføre en patient en stråleinduceret cancer. Problemformulering. På hvilken måde varierer scanparametre i CTK-protokoller i Danmark? Hvilken indflydelse har denne variation på dosis og dermed på sandsynligheden for at erhverve en stråleinduceret cancer? Bachelorprojekt Juni 2005

9 II Dette afsnit har til formål at beskrive og begrunde valg af metode til indsamling og bearbejdning af empiri. Der redegøres for den matematiske model, der anvendes til beregning af en repræsentativ protokol. Metoden har almen gyldighed, og er ikke kun anvendelig til CTK. Der redegøres for metoden til dosisberegning, herunder hvilke kriterier, der er anvendt til at udvælge dosisprogram, et program, som kan anvendes til dosisberegning af andre CT-undersøgelser end CTK. Valg af litteratur til belæg for undersøgelsen beskrives og begrundes. Indledningsvis berøres opgavens videnskabsteoretiske grundlag kort, ligesom tre grundlæggende krav til en videnskabelig undersøgelse defineres. Metode. I denne opgave anvendes en metode, som betegnes som kvantitativ, fordi alle data umiddelbart kan måles og kvantificeres. De indsamlede data kan undergå statistiske beregninger og anvendes til grafiske fremstillinger af data. Metoden betegnes som hypotetisk-induktiv, idet der ud fra enkelte udsagn (protokollerne) udføres statistiske beregninger og der på baggrund af disse beregninger drages en konklusion. Den kvantitative analyse har sin rod i positivismen. Positivisme betegner både filosofiske og videnskabsteoretiske strømninger, der har naturvidenskab som forbillede for al menneskelig erkendelse. Det er således en påstand, at der ikke findes nogen form for erkendelse, der ikke er rent erfaringsmæssig. Positivisme er et kunstord skabt sidst i 1700-tallet af franskmanden Saint-Simon, hvis elev sociologen Auguste Comte anvendte ordet til at betegne den tænkemåde, han ville indføre i videnskaben. Det positive anvendes her som det givne, altså det iagttagelige, det målelige, det virkelige og det nyttige.(12) (13) I undervisningen er Toulmins argumentationsmodel blevet introduceret. I sin grundform indeholder den tre elementer, påstand, belæg og hjemmel, en form, som er tilstræbt anvendt, om end ikke slavisk, i denne opgave. Overordnet er vores påstand, at variationen i CTK-protokollernes scanparametre resulterer i en variation i sandsynligheden for at påføre en patient en stråleinduceret cancer. Belægget er de Bachelorprojekt Juni 2005

10 anvendte teorier fra den anvendte faglitteratur og hjemlen findes gennem analyse af de indsamlede data. Der stilles grundlæggende tre krav til en videnskabelig metode, som et udtryk for i hvor høj grad undersøgelsens resultater afspejler virkeligheden. Resultaterne skal være generaliserbare, reliabile og valide. Generaliserbarhed er et udtryk for, hvorvidt et resultat kan gøres almindeligt, i denne opgave er generaliserbarheden et udtryk for om konklusionen også kan gælde protokoller, som ikke er inddraget i undersøgelsen. Reliabilitet kommer af engelsk, reliability 'pålidelighed, sikkerhed', målenøjagtighed. Det er et udtryk for, at undersøgelserne giver samme resultat, hvis de gentages (repeterbarhed), og at andre, som udfører beregninger får samme resultat (reproducerbarhed).når /hvis det ikke er muligt, skyldes det systemfejl også kaldet bias, skævheder, som optræder ved alle studier. Men reliabilitet er ikke et udtryk for om undersøgelsens formål er opfyldt. Validitet kommer af latin validitas styrke, som er et udtryk for i hvor høj grad de anvendte data beskriver undersøgelsens formål. Der er altså direkte korrelation mellem reliabilitet og validitet, nemlig graden af bias, som det derfor er vigtigt at kende for at kunne vurdere validiteten. (14) (15) Metode til indsamling af data. Da CTK er en relativ ny og ikke en almindeligt forekommende undersøgelse på ret mange hospitaler indsamledes data fra hospitaler i hele Danmark, (Færøerne og Grønland undtaget) for at sikre en tilstrækkelig datamængde. Via en søgetjeneste (16) undersøgtes det om, hvorvidt der på hospitalet findes CT-scannere. Derefter blev relevante radiologiske afdelinger telefonisk kontaktet og præsenteret for problemstillingen og bedt om accept af deltagelse. Responderede de positivt, Bachelorprojekt Juni 2005

11 fremsendtes pr. mail en præsentation af problemstillingen med en præcision af, at de fremsendte data ville blive anonymiseret. Beskrivelsen blev udarbejdet i overensstemmelse med Sygepleje- og Radiografskolens etiske retningslinjer og forelagt vejlederen før udsendelse. Beskrivelsen er vedlagt som bilag B. Ovennævnte fremgangsmåde er valgt for at sikre så høj en deltagelse som muligt. Begrundelsen for først at kontakte telefonisk er, at dels kan en personlig fremstilling stimulere interessen for at deltage, dels for at undgå, at henvendelsen forsvandt i den daglige mængde henvendelser og spam. Beslutningen om at anonymisere data er også truffet for at fjerne en eventuel frygt for at et hospital/afdeling kunne se sig udstillet pga. dårlig strålehygiejne og er dermed også begrundet i ønsket om at sikre så høj en deltagelse som muligt. Det skal pointeres, at der kun er indsamlet protokoller fra den offentlige sektor, der kendes ikke eksempler på, at CTK udføres udenfor det offentlige sundhedsvæsens regi. Metode til bearbejdning af data. Af de indsamlede protokoller er uddraget data om de scanparametre, der har betydning for patientdosis, mas, kv, kollimering/snittykkelse, pitch, scanområde og antal scannede serier. For hver parameter er variationen bestemt, middelværdien og medianværdien beregnet for at identificere den hyppigst forekommende værdi af parameteren. Medianværdien er ikke nødvendigvis identisk med middelværdien, derfor vil det heller ikke nødvendigvis være flest protokoller, som indeholder medianværdien. Dette giver en bias i metoden. For at vurdere graden af bias og mindske denne defineres kriterier for en repræsentativ protokol. Medianværdien anses for repræsentativ, når den afviger med mindre end +/- 5% fra middelværdien. Afviger medianværdien mere end dette, anvendes det indsamlede data, som er nærmest middelværdien. En protokol sammensat af medianværdier kan være teknisk umulig og/eller diagnostisk uanvendelig, hvorfor den indsamlede protokol, der rummer det største antal medianværdier, anvendes. Den repræsentative protokol defineres altså som; Bachelorprojekt Juni 2005

12 Den indsamlede protokol, som indeholder flest scanparametre, hvor medianværdien af alle data afviger mindre end +/- 5% fra middelværdien. Den repræsentative protokol bestemmes og der laves dosisberegning på denne og de indsamlede protokoller. Da samplingen er lille og variationen kan være stor, vil den repræsentative protokol ikke også nødvendigvis være dosismæssigt repræsentativ. Derfor bestemmes også den protokol, som er dosismæssigt repræsentativ. Metode til beregning af dosis. De indsamlede protokoller varierer i patientdosis af adskillige årsager, men en årsag til varians, som er fælles for alle, er scannertype og fabrikat. Dosiseffektiviteten for en scanner varierer med fabrikatet, især pga. variation i detektoropbygning. For at kunne sammenligne forskellige scannere og betydningen af parameterændringer benyttes ved dosisberegning en scannerspecifik værdi, CTDI, (Computer Tomography Dosis Indeks) som er et udtryk for dosis/mas. Den måles og beregnes på et cylindrisk hovedfantom og et cylindrisk kropsfantom af plexiglas. I disse er 5 ionkamre, et centralt placeret og fire perifert placeret, hvor den absorberede dosis måles. Middelværdien for de fire perifere målinger beregnes og et vægtet CTDI w bestemmes ved CTDI w = ( 1/3CTDI c + 2/3 CTDI p ) mgy, Der udføres et antal målinger med varierende kv og snittykkelse for hver scannertype, som dermed gør dem sammenlignelige. Men da målingerne udføres på homogene fantomer, giver CTDI værdier ikke et anvendeligt billede af variationen i patientdosis, fordi der ikke vægtes for de enkelte organer.(17) Det er altså nødvendigt at anvende en metode, som ikke alene udtrykker variationen som skyldes fabrikat og scannertype, men også variationen, som skyldes forskelle i organers absorption og strålingssensitivitet. Dertil anvendes et 3D computerfantom af en person på 70 kg og 170 cm højde. Her simuleres 27 organer og vævstypers absorption og strålingssensitivitet i 5 mm snit. Data fra simulationer, CTDI værdier og andre scannerspecifikke værdier, herunder filtrering beregnes i en Monte Carlo model. Bachelorprojekt Juni 2005

13 En Monte Carlo model er en pseudostatistisk beregningsmodel udviklet i forbindelse med udviklingen af atombomben. Metodenavnet refererer til rouletterne i Monte Carlo, idet det centrale i Monte Carlo-metoderne er anvendelsen af et kunstigt skabt statistisk element. Modellen arbejder med computerskabte pseudotilfældige tal, der udvælger en repræsentativ stikprøve af inddata, som derefter danner grundlag for videre beregning.(18) Beregningerne gentages i stort antal og det er derfor muligt efter anvendelse af MonteCarlo metoden at kende stor mængde beregnede data om organdoser. Som beskrevet i afsnit om dosisbegreb s.17 er det dermed muligt at beregne effektiv dosis, idet effektiv dosis er et udtryk for summen af de enkelte organers og vævstypers strålebelastning omregnet til strålebelastningen af en homogen helkropsbestråling. Men da beregningerne er udført på et fantom, hvor organerne er meget skematiske og bunder i en matematisk model, er de beregnede effektiv doser ikke et udtryk for virkeligheden, men for et tilnærmet resultat. Der findes flere dosisberegningsprogrammer til rådighed på internettet og det i opgaven anvendte er udvalgt på følgende måde. Den engelske sundhedsstyrelse financierer et evalueringscenter ImPACT (Imaging Performance Assessment of CT scanners) med forskningsmidler. Centret er anerkendt af fagpersoner og anses for at være uafhængig af kommercielle interesser. ImPACT tilbyder på deres hjemmeside et Patient Dosimetry Calculator program. Dette program er senest opdateret 17. juni 2004 og indeholder de scannertyper, som empirien omfatter. De scannerspecifikke værdier, som anvendes, er baseret på målinger foretaget af centret og ikke på fabrikantens oplysninger. Den beregnede effektiv dosis er tilnærmet, men da programmet anvendes i den praksis, hvor CTK bliver udført, vil dosisprogrammet, der må anses for at være fri for kommercielle interesser, også blive anvendt i denne opgave. Metode til indsamling af litteratur. For al anvendt litteratur har det været et kriterium, at litteraturen i videst muligt omfang har skullet være primærlitteratur og så ny som mulig, således at informationerne har været opdaterede og dermed så korrekte som muligt. Bachelorprojekt Juni 2005

14 Relevanskriterierne for den indsamlede litteratur har været, at den skulle have en passende mængde data til, indenfor problemformuleringens rammer, at give en fremstilling af de valgte områder af emnerne. For at udvælge de anvendte dele af kendt og ukendt litteratur er der anvendt søgeord som kolografi, colonography, kolorektal cancer, kræftplan, MSCT, dosis, dose, hormesis, strålingsbiologi. Der er anvendt målrettet søgning gennem databaser som pubmed og cinahl. Til afsnittene om dosis er anvendt den elektroniske udgave af Den Store Danske Encyclopædi, Sundhedsstyrelsens undervisningsmateriale om strålebeskyttelse, Sewerin, I. Stråleskader og Strålehygiejne og en artikel om hormesis som også er anvendt i en tidligere opgave. Endvidere er ImPACT patient dosimetry calculator med tilhørende introduktion og hjælpetekster, Sundhedsstyrelsens vejledning om referencedoser, anvendt. Som udgangspunkt har undervisningen i CT-teknik været baseret på Bo Haugaard Jørgensen CT-teknik 3. udg. hvor det er minimalt, hvad der beskrives af MSCT-teknik, derfor er 4.udg. anvendt, ligesom de angivne titler af Bushberg, Seeram, Silverman, og Bushong anvendt. Til at beskrive automatisk dosiskontrol har det ikke været muligt at finde valide kilder, det må antages, at featuren er så ny, at den endnu ikke er bearbejdet i teoretiske værker, derfor er informationerne hentet fra ImPACT s hjemmeside. Gennem en hypotetisk-induktiv metode og med belæg i den anvendte faglitteratur bearbejdes og analyseres den indsamlede empiri, således det undersøges om der er hjemmel for hypotesen, at variationen i scanparametre giver en variation i sandsynligheden for en stråleinduceret cancer. Til bearbejdelse af den indsamlede empiri opstilles en matematisk model til beregning af en repræsentativ protokol, modellen har ikke kun gyldighed for CTK. Til bearbejdelse af data udvælges et computerbaseret dosisprogam, programmet kan også anvendes til analyse af data, som ikke relaterer til CTK. Det er opgavens mål at udarbejde en undersøgelse, som har en høj grad af generaliserbarhed, reliabilitet og validitet. Bachelorprojekt Juni 2005

15 III For at sikre et fælles tredje med læserne beskrives, hvordan en CTK udføres, baggrunden for undersøgelsen, dens indikationer og kort nogle af de sygdomme, som kan diagnostiseres. De følgende afsnit har til formål at definere dosisbegrebet og beskrive, hvorledes begrebet anvendes i opgaven, samt at definere og diskutere sandsynligheden for at erhverve en stråleinduceret cancer. Dosis og sandsynlighed for stråleinduceret cancer sættes altså i teoretisk perspektiv. Udførsel af CTK. CTK er en spiralscanning med tynde snit af en veludrenset og luftfyldt colon med sekundær billedmanipulation vha. computerteknik. Herved genereres der to- og endoluminale tredimensionelle billeder af tarmen. De sidste kan simulere forholdene ved koloskopi. Patienten udrenses inden undersøgelsen for at undgå, at fæces giver falsk-positive eller falsk-negative resultater. Der forskes i virtuel udrensning, hvor elementer med CT-tal svarende til fæces filtreres fra i databehandlingen,(19) hvilket må antages at gøre undersøgelsen endnu mere skånsom for patienten. Allerede tilbage i 1980-erne blev påvisning af kolorektale tumorer vha. CT-scanning af en luftfyldt colon beskrevet. I starten af 1990-erne blev spiral-ct-scanneren og computermanipulation af de primære CT-billeder (post-processing) almindeligt udbredt. Mulighed for tredimensionelle rekonstruktioner gjorde, at forskningsaktiviteten udviklede sig hurtigt. I 1994 blev virtual colonoscopy introduceret, idet virtual refererer til virtual reality, en computerskabt, kunstig virkelighed, og colonoscopy er det amerikanske ord for koloskopi, altså en computerskabt kunstig koloskopi. CT colonography eller det danske CT-kolografi er et mere passende navn en diagnostisk, CT-baseret billeddannende teknik til påvisning af rumopfyldende patologi i colon og rectum. CTK udnytter, at luft er et velegnet kontraststof ved CT. Ved denne undersøgelse fyldes tarmen med luft, hvorved overgangen mellem luft og væv bliver tydelig, og rumopfyldende patologi i tarmen kan identificeres. Ved CT-scanning er det dog ikke muligt at identificere farveforskelle i slimhinden,og øget blodholdighed i slimhinden, karmisdannelser, små sårdannelser og pus kan ikke påvises med denne undersøgelse.(20) Bachelorprojekt Juni 2005

16 MTV for kolorektal cancer anbefaler, at colon før scanningen bliver insuffleret med enten atmosfærisk luft eller CO2, via en studs i anus. Praksiserfaringer viser, at begge dele anvendes, CO2 er mest skånsom, idet diffusionshastigheden gennem tarmvæggen er højere. Det anbefales ligeledes, at scanningen udføres som spiralscanning med patienten i prone og eventuelt suppleret med supineposition. MTV begrunder ikke sin anbefaling og praksiserfaringer viser stor variation. Undersøgelse af CTK udført hhv. supine eller prone og i kombination konkluderer, at kombinationen øger sensitiviteten for påvisning af polyposis.(21) Scanningen estimeres til at vare ca. 60 sekunder. Da der som nævnt er variation i udførelsen af undersøgelsen varierer den reelle scanningstid også. De indsamlede måldata sendes til en arbejdsstation, hvor der bliver lavet 3D rekonstruktion af colon. Praksiserfaringer viser, at der er stor variation i hvilke rekonstruktioner, der laves og hvem, der udfører arbejdet. Men resultatet muliggør en virtuel rejse gennem colon og dermed også mulighed for at diagnostisere bl.a. nedenstående sygdomme.(22) Polypper er velafgrænsede prominenser af slimhinden, og kan sidde i hele colon og rectum. Polypper er oftest under 1 cm., men kan ses op til 5-8 cm. Polypper kan være et forstadium til cancer. Multiple polypper, over 100 og gerne over 1000, kaldes polyposis og er en dominant arvelig sygdom. Tilstanden medfører, ubehandlet, altid karcinomudvikling (cancer).(23) Kolorektale karcinomer er maligne tumorer, der kan medføre invasiv vækst med deraf følgende destruktion af det omliggende væv. Der kan forekomme metastasering via blodbanen, se bilag anatomi. Ubehandlede er de næsten altid dødelige. Kolorektale karcinomer kan i langt højere grad end andre karcinomer forebygges. I 95% af alle tilfælde stammer de fra adenomer, som er relativt lettere at finde og fjerne. Det er adenomer >1 cm, der anses at have risiko for at udvikle sig til karcinomer, samtidig estimeres udviklingen fra adenom til karcinom at vare ti år eller mere. Det er disse faktorer, som er medvirkende til at gøre screening velegnet mod kolorektalcancer.(24) Bachelorprojekt Juni 2005

17 Diverticulosis coli er en tilstand med multiple divertikler i colon, oftes i colon sigmoideum og colon descendens, og er i de fleste tilfælde asymptomatisk. Det ses sjældent hos yngre personer, men hyppigheden øges med alderen. Divertikler er små udposninger (herniering) gennem colons væg, pga. svagheder i væggen eller en ændring af det intrakoliske tryk. (25) Diverculitis coli er en infektion og inflammation, der kan opstå i divertiklerne. Tilstanden kan udvikle abscesser, fisteldannelse til de omkringliggende organer og huden, og stenose af colon (både i det akutte stadium, og som følge af recidiverende diverticulitis).(26) Indikationerne for CTK varierer, men inkomplet koloskopi, obs. tumor. obs divertikler og inkonklusiv røntgen af colon forekommer i den indsamlede empiri. Dosisbegrebet. Dosis kommer af græsk portion afledt af dotos givet og er et mål for den energi, ioniserende stråling afsætter i stof, herunder menneskeligt væv. Den afsatte energi, dosis, giver anledning til celleforandringer eller cellenekrose. Denne effekt udnyttes til strålebehandling af diverse cancerformer, men er en utilsigtet skadevirkning ved en røntgenundersøgelse.(27) Dosis afhænger af strålingens energi, det bestrålede objekts tykkelse og det bestrålede stofs absorptionskoefficient. SI-enheden for absorberet dosis er J pr. kg, også kaldet gray (Gy). Absorberet dosis har indflydelse på sandsynligheden for akut opståede skader og senskader, også benævnt deterministiske og stokastiske skader. Ved en røntgenundersøgelse, herunder en CTK, udsættes patienten for en ufuldstændig og inhomogen bestråling. Strålebelastning af kroppens organer af en sådan bestråling benævnes effektiv dosis E. Den er defineret som summen af de enkelte organers ækvivalent dosis ganget med en for organerne specifik vævsvægtfaktor W, hvor ækvivalent dosis H er den absorberede middeldosis i et organ vægtet strålingens kvalitet, den benævnes Sievert, Sv. E = T (W T H T ) Bachelorprojekt Juni 2005

18 Vævsvægtfaktorerne for 12 organer og vævstyper er defineret af ICRP (28). Faktorerne angiver risikofordelingen mellem organerne, når kroppen udsættes for en homogen bestråling. De afspejler organernes relative bidrag til den totale skadevirkning, som omfatter stråleinduceret cancer og genetiske skader. En effektiv dosis vil derfor have samme sandsynlighed for en stokastisk skade som en ækvivalentdosis af samme størrelse til hele kroppen. SI-enheden for effektiv dosis er Sievert (Sv). I praksis vil en effektiv dosis kunne beregnes på følgende måde. Dosis i indgangsfeltet på patientens hud måles og det beregnes, hvor stor en procentdel af det samlede hudareal, der er blevet bestrålet, for derefter at multiplicere de to værdier med hinanden, dette er middelhuddosis eller ækvivalent dosis. Middeldosis eller ækvivalent dosis for bestrålede organer og vævstyper beregnes ligeledes. Den samlede strålebelastning eller effektiv dosis er summen af disse middeldoser multipliceret med de respektive vægtningsfaktorer. Derved er effektiv dosis anvendelig til at sammenligne forskellige røntgenundersøgelser. I denne opgave anvendes derfor effektiv dosis til beregninger. (29)(30) Sandsynlighed for stråleinduceret cancer. Der opstår sygdomme eller øget sygdomsrisiko, når stråling overfører energi til atomer og molekyler, specielt til DNA i cellerne. Virkningen på DNA afhænger af antallet af skader i DNA-molekylet, men den endelige sandsynlighed bestemmes også af cellens evne til reparere fejlene. Ved lave strålingsdoser, fx ved baggrundsstråling, kan cellen reparere sig fuldstændigt. Hvis DNA-molekylet repareres ufuldstændigt, kan cellen leve videre i transformeret form. Under en af de næste delinger kan den dø, eller den kan have en øget sandsynlighed for omdannelse til cancercelle, så længe den består, Det er de stokastiske skader, der er af interesse i denne opgave og de kan opstå efter alle dosisstørrelser. Der er ingen sikker nedre tærskel, men sandsynligheden stiger med dosis. Det drejer sig om sandsynlighed for cancer og ved bestråling af gonaderne om mutagene skader. De opstår efter en latenstid på år eller årtier; leukæmi har den korteste latenstid. Mutagene skader ses først efter en eller flere generationer. Det enkelte tilfælde af cancer efter ioniserende stråling kan ikke skelnes fra cancer af anden årsag.(31). Bachelorprojekt Juni 2005

19 Det er værd at bemærke, at ICRP, (International Commission on Radiological Protection) som er en uafhængig organisation, hvis anbefalinger bl.a. ligger til grund for EU-direktiver, anvender ord som probability, consequence eller expectation og anser ordet risk for følelsesladet. Dansk sprogbrug vanskeliggør udeladelse af ordet risiko, men det er tilstræbt i denne opgave. Den internationalt anerkendte metode til at beskrive sammenhængen mellem dosis og sandsynligheden for stråleinduceret cancer baseres på epidemiologiske undersøgelser af grupper af bestrålede personer. Ved lineær ekstrapolation af disse resultater ned til dosisniveauet for røntgenundersøgelser fås følgende resultater. Sandsynlighedsfaktoren for indtræden af en dødelig stråleinduceret cancer anføres af ICRP som Sv -1 udtrykket viser, at i en population, der udsættes for en gennemsnitlig ækvivalent dosis pr. individ på 1 Sv., må der påregnes 5 dødelige cancertilfælde per 100 individer. (32) Den gennemsnitlige øgede sandsynlighed efter bestråling er altså vurderet til ca. 5% pr. Sv. eller ca. 0,02% efter en almindelig røntgenundersøgelse. Sandsynligheden varierer med alderen, idet den er ca. tre gange højere hos små børn end hos voksne.(33) Baggrundsstrålingen i Danmark er ca. 3 msv/år, og det antages, at udsættelse for 6-60 msv øger en persons risiko for at dø af kræft med 0,1%, således at livstidsrisikoen for at dø af cancer øges fra 25%, som gælder for hele den danske befolkning, til 25,1%. Dette skal sammenholdes med den effektive stråledosis ved CTK er beregnet til at være på 4-12 msv.(34) Metoden er fra tid til anden genstand for debat og kritik både i videnskabelige, populærvidenskabelige værker og i medier, som kun er populære, hvilket ofte vil være patienternes referenceramme. Det er derfor en ofte forekommende situation for en radiograf at skulle forklare en foruroliget patient om farlige stråler og hvordan sandsynligheden for en stråleinduceret cancer beregnes. Utilsigtet skadevirkning af stråling har været kendt næsten lige så længe som erkendelsen af stråling, allerede Becquerel kunne rapportere om arytmi og ulceration, fordi han havde efterladt radioaktivt materiale i en vestelomme. Og mutagene skader blev påvist i 1927 gennem nogle forsøg med bananfluer. Men ikke desto mindre har til eksempel radium været anvendt i den første halvdel af det 20. århundrede til Bachelorprojekt Juni 2005

20 skønhedspleje, cocktails, møbelpolitur o.m.a. Så almenheden havde ikke noget skræmmebillede af stråling. Men de 2 atombomber over Hiroshima og Nagasaki og de følgende års mange prøvesprængninger ændrede opfattelsen og i 1958 publicerede The United Nations Scientific Committee on the Effects af Atomic Radiation (UNSCEAR) 3 modeller for sammenhængen mellem sandsynlighed og dosis. Den lineære model, som er beskrevet ovenfor, er uden nedre tærskelværdi og den mest konservative, fordi den forudsiger den største mængde af skade ved lave doser. I 1960 besluttede ICRP og den amerikanske pendant at lægge den lineære model til grund for deres anbefalinger og modellen har siden været paradigmet for strålings evne til at forårsage skade.(35) Det er derfor også denne model, som ligger til grund for lovgivningen og anbefalingerne på området i Danmark. Der eksisterer også en modteori, en teori om hormesis ( hormesis er afledt af hormon, der igen kommer af græsk hormaein at sætte i bevægelse ) der postulerer at lave stråledoser kan have en gavnlig effekt for levende væv, idet strålingen skulle stimulere DNA-molekylets evne til at regenerere, mens større doser af samme stråling er skadelig. Lav dosis opfattes her som stråling under 250 mgy, hvilket ækvivalerer ca. 100 gange baggrundsstrålingen i Danmark. Teorien støtter sig dels til undersøgelser, der viser øget sygdomsresistens i områder med høj baggrundsstråling. Dels på at de epidemiologiske undersøgelser, som ligger til grund for linearitetsprincippet, viser lavere målinger end det ekstrapolerede resultat. Teorien dukker med jævne mellemrum op i debatten, både som terapimetode og også som en mulighed for at reducere udgifterne til strålebeskyttelse ved røntgen og nuklearmedicinske undersøgelser.(36) Denne opgave skal ikke tage stilling til de to teorier, men det er uomtvisteligt nyttigt for en radiograf at have kendskab til de antagelser, der ligger til grund for beregningerne og de spørgsmålstegn, der kan sættes ved dem. Men der mangler stadig viden før strålebeskyttelsen kan ignoreres og radiografers fri adgang til ioniserende stråling kan betragtes som et personalegode. Bachelorprojekt Juni 2005

21 Delkonklusion CTK er altså en CT-undersøgelse, hvor det efter en databearbejdning er muligt at foretage en virtuel rejse i colon. Det gør det muligt at diagnostisere en række sygdomme, herunder kolorektal cancer. Patienten bliver ved undersøgelsen udsat for en stråledosis, som har en sandsynlighed for at påføre patienten en stråleinduceret cancer. Der er forskellige teorier og beregningsmetoder for dosis og denne sandsynlighed. Som dosisbegreb anvendes i denne opgave effektiv dosis, hvilket ækvivalerer en homogen helkropsbestråling. Effektiv dosis anvendes, fordi det gør det muligt at sammenligne dosisbelastning ved forskellige røntgenundersøgelser. Til at vurdere sandsynligheden for at erhverve en stråleinduceret cancer anvendes den af UNSCEAR, ICRP og dermed med også SIS benyttede lineære model uden nedre tærskelværdi. Denne model anvendes, fordi den er den mest konservative og indgår i det lovmæssige grundlag for en radiografs arbejde. Bachelorprojekt Juni 2005

22 IV. I de følgende afsnit sættes problemstillingen i et teknisk teoretisk perspektiv. Der redegøres kort for MSCT-teknik og detektorsystemer. Scanparametre, herunder pitch, af betydning for dosis bearbejdes, efterfulgt af begrebet dosiseffektivitet. For radiografer er det et kerneområde at kunne vurdere dosis i forhold til billedkvalitet, derfor redegøres for nogle elementer af billedkvalitet for MSCT. For at sikre et fælles tredje indledes med en kort gennemgang af billeddannelse i CT. CT-teknik. De sidste 30 år har CT-scannere undergået en enorm udvikling til brug indenfor klinisk diagnostisering, fra de første spæde skridt af Hounsfield og Ambrose i starten af 1970 erne, hvor scantiden var 4½ minut for hvert snit, til nutidens CT-scannere, hvor scantiden til hele thorax (med flere snit) er mindre end et minut. (37) Det generelle princip i CT er, at røntgenrør og detektorer bevæges i en cirkel omkring patienten (38) figur 1 Røntgenrøret udsender enten en kontinuerlig eller pulserende ( pulser pr. sek.) røntgenstråling (39). Med passende mellemrum registrerer detektorer, hvor stor del af den udsendte røntgenstråling, der har passeret en smal vævsskive af patienten. Måldata fra den scannede vævsskive sendes fra detektorerne til et lagermedie i CT-scanneren, hvor de via matematiske algoritmer, filtreret tilbageprojektion og interpolation, bliver rekonstrueret til et billede, en matrix af pixels. (40) Filtreret tilbageprojektion består af to uafhængige processer; tilbageprojektion og filtrering. Bachelorprojekt Juni 2005

23 Tilbageprojektion danner ofte udgangspunkt for billedrekonstruktion i nutidens CT-systemer. Inden den egentlige billedberegning defineres en tom billedmatrix (ex ). Efter den første projektion registreres det, hvor stor en absorption, der har fundet sted i hver enkelt bane over samtlige detektorer, en attenuationsprofil. Den absorption, der har fundet sted over den enkelte detektor bliver altså ligeligt fordelt over en bane af pixels. For hver projektion vil samtlige attenuationsprofiler blive fordelt i billedmatrixen. Da hver projektion bliver taget fra forskellige retninger, vil strukturerne i objektet efterhånden træde frem og billedet tager form. Figur 2 Som det fremgår af figur 2 er objektet ikke er skarpt afgrænset mod omgivelserne. Denne udviskning kaldes punktspredning. Det stjerneformede rekonstruktionsartefakt (punktspredning) har en forstyrrende effekt på forståelsen af objektets opbygning og må derfor reduceres mest muligt. (41) Filtreringens primære opgave er at undertrykke den punktspredning, der opstår ved tilbageprojektionen. Filtreringen kan endvidere styre graden af både rumlige opløsning og lavkontrastopløsning. Under filtreringen bliver de enkelte attenuationsprofiler underkastet en matematisk manipulation, før de bliver tilbageprojiceret. Figur 3 Bachelorprojekt Juni 2005

24 Dette betyder, at hver attenuationsprofil, f (x), punkt for punkt, multipliceres med en matematisk funktion, g (x), kaldet convolution kernel. Resultatet af dette, den resulterende funktion, h (x), vil efterfølgende blive tilbageprojiceret. Convolution kernel vælges ud fra et ønske om, hvilke egenskaber det færdige billede skal have, og der kan almindeligvis vælges mellem forskellige convolutionsfiltre. Figur 4 Jo kraftigere convolutionsfilter man anvender, jo bedre vil den rumlige opløsning efterfølgende blive. Samtidig vil lavkontrastopløsningen efterfølgende bliver dårligere, da hårde convolutionsfiltre vil øge støjniveauet. Af figur 5 fremgår både filtrenes indflydelse på den rumlige opløsning og støjniveauet i et billede. Figur 5 Ved brug af filtreret tilbageprojektion, til forskel for kun tilbageprojektion, vil man kunne se, at objektet nu er skarpt afgrænset mod omgivelserne. Punktspredning er ved filtreret tilbageprojektion således reduceret i forhold til simpel tilbageprojektion. (42) Bachelorprojekt Juni 2005

25 Figur 6 Interpolation er beregning af en værdi mellem to kendte værdier. Da helical/spiral er en uafbrudt ring (i 3D), er der ikke nok data til at rekonstruere et 2D billede. Derfor må data beregnes i 2D-planet med interpolation. 360 Figur 7 lineær interpolation beregner planet til det rekonstruerede billede med data fra en 360 rotation. Interpolationsalgoritmen bliver kaldt lineær, fordi det forudsættes, at der er en lige linie mellem to data-punkter. Resultatet af 360 interpolation er et transversalt billede, næsten identisk med konventionel CT. Men når man ændrer billedet til coronale eller sagittale snit, kan der forekomme sløring. For at hindre dette kan man bruge 180 interpolationsalgoritme, hvor der kun bruges data fra en halv (180 ) rotation, hvilket betyder, at de kendte data-punkter ligger tættere på hinanden. 180 interpolation vil forbedre opløsning i z-aksen, og forbedre coronale og sagittale snit. Men samtidig vil 180 interpolation øge støjen i billedet i forhold til 360 interpolation, men ikke signifikant.(43) Stråleintensitetsniveauet af den enkelte pixel i matrix vises i gråtoner, hvis intensitet bliver målt i CT tal med enheden Houndsfield Units (HU) (44) Houndsfield Units bliver beregnet efter følgende formel; CT(x,y) = 1,000 ((µ(x,y) µ vand ) / µ vand ) Hvor µ(x,y) er tallene for (x,y) pixelen før konversionen til CT-tal, µ vand er attenuationkoefficienten for vand, og CT(x,y) er det beregnede CT-tal, der bliver vist i billedet. µ vand er omkring 0,195 ved den røntgenstrålingsenergi, der typisk bruges ved CT-scanning. CT tallene strækker sig fra 1000 til +3000, hvor 1000 svarer til luft, 300 til 100 svarer til blødt væv, 0 svarer til vand, og knogler og kontraststoffyldte områder går op til (45) Bachelorprojekt Juni 2005

26 Multislice CT spiral/helical. CT-scannere er løbende blevet forbedret i takt udviklingen af computerteknologien og der har været en rivende udvikling af røntgenrør, detektorarrangement, systemarkitektur og scanfilosofi. Hver gang en teknik er taget i brug eller der har været en væsentlig forbedring i systemarkitekturen, har man talt om at en ny generation af CT-scannere (46). Relevant for denne opgave er 3. generationsscanneren, der introducerede en detektorbue, som kunne dække hele objektet. (47) En variation af 3. generationen lagde ved hjælp af slipringsteknologien, grund for helical/spiral scanning. MSCT scannere blev introduceret i 1998 i USA. De er baseret på 3. generationsscannere, men med multiple longitudinalt placerede detektorrækker i et antal, der varierer efter fabrikat (f.eks 8, 16, 24 osv.). Fordelen ved multiple detektorrækker, i forhold til Single Slice CT (SSCT) med en enkel detektorrække, er, at man kan scanne den samme mængde væv, som ved SSCT, men på halvdelen - eller mindre af den tid, som SSCT skal bruge, eller vice versa. I MSCT kan detektorerne arbejde selvstændigt eller i grupper, og derfor kan en ønsket snittykkelse opnås på flere måder, afhængigt af hvordan detektorerne er konfigureret. (48) Opbygningen af detektorkæderne afhænger af fabrikat og kan eksempelvis fremstilles i symmetriske detektorsystemer (General Electric), asymmetriske detektorsystemer (Siemens, Marconi) og matrix-hybride detektorsystemer (Toshiba) (49). Se Bilag C Scanparametre. Snittykkelse. Snittykkelsen er et mål for, hvor bred en vævsskive (i patientens længdeakse), der scannes i en rotation. Snittykkelsens bredde afhænger af kollimeringen. Kollimeringen sker af to omgange. Primærkollimeringen er den indblænding, der sker umiddelbart efter røntgenrøret og er afgørende for hvor bredt et strålebundt, der sendes gennem patienten. Primærkollimeringen er i grove træk bestemmende for snittykkelsen, men er i høj grad medbestemmende ved patientdosis. Sekundærkollimering er den indblænding, der sker umiddelbart foran detektorkæden. Sekundærkollimeringen reducerer spredt stråling til detektorerne. (50) Bachelorprojekt Juni 2005

27 Figur 8 Ved at øge snittykkelsen, øges antallet af samplinger, hvilket giver mindre støj og dermed en bedre lavkontrastopløsning (LKO) se side 31. Men samtidig vil en øgning af snittykkelsen medføre en forringelse af den rumlige opløsning (RO) se side 32.Tykke snit, primærkollimering, vil desuden give er større patientdosis. (51) Scantid (s) er et mål for, hvor længe eksponeringen varer. Scantiden kan gøres kort ved urolige patienten eller ved undersøgelser, hvor patienten skal holde vejret, afhængigt af deres respiratoriske formåen. (52) Rørstrøm (ma) er et mål for, hvor stor en mængde elektroner der pr. sek. bevæger sig fra katoden til anoden under en eksponering. Mængden af røntgenstråler produceret i røntgenrøret er direkte proportional med rørstrømmen (ma) og scantiden (s) benævnt mas-produkt En øgning af mas-produktet vil resultere i, at flere røntgenstråler vil nå uhindret frem til detektorerne. Når detektorerne bliver rigeligt forsynet med røntgenstråler, vil signalet være kraftigere, og billedet vil derfor blive støjsvagt. (53) En fordobling af masproduktet vil mindske støjen med (2) eller 41%. (54) Men samtidig vil en øgning masproduktet resultere i en større absorberet dosis i patienten. (55) Rørspænding (kv) er et mål for hvilken energi røntgenstråler har, og derved hvor stor penetrationsevne, de har. En forøgelse af kv vil, alt andet lige, øge patientdosis med kv-forøgelsen i fjerde potens. Men nedsættes mas, samtidig med at kv sættes op, vil det give en reduktion af stråledosis.(56) Bachelorprojekt Juni 2005

28 Pitch. Ved single slice spiral CT er pitch defineret som forholdet mellem den længde (mm) som CT-lejet bevæger sig under en 360 -rotation af røntgenrøret og snittykkelsen; Pitch = leje-bevægelse pr 360 -rotation / snittykkelse Ved MSCT er der fabrikatafhængige definitioner på pitch, baseret på forholdet mellem den længde, som lejet bevæger sig under en 360 -rotation og enten snittykkelse (af en enkelt detektorrække), kollimering af detektorrækken, eller strålebredden i centrum af rotationen. Pitch = leje-bevægelse pr 360 -rotation / snittykkelse Pitch = leje-bevægelse pr 360 -rotation / kollimering af detektorrækken Pitch = leje-bevægelse pr 360 -rotation / strålebredde (57) Pitch har betydning for patientdosis, billedkvaliteten og scantiden. En pitch = 1,0 betyder, at lejebevægelsen er lig med snittykkelsen, således at snittene ligger i forlængelse af hinanden. En pitch < 1,0 betyder, at der vil forekomme overlapning af snittene, hvilket kan medføre en lille forbedring i billedkvaliteten og en højere patientdosis. (58) Figur 9 Figur 10 En øgning af pitch vil have samme effekt, som at trække i en fjeder. Og da mas produktet pr. mm hermed reduceres, vil en forøgelse af pitch reducere patientdosis. I modsætning til SSCT, hvor en øgning af pitch ikke har indflydelse på støjen, da antallet af fotoner er uændret (hvis vævet sættes homogent), selvom snittykkelsen ændres (58), vil en pitch >1,0 ved MSCT betyde en hurtigere scantid og mindre patientbevægelse, men samtidig vil antallet af dataopsamlinger inden for det aktuelle område blive reduceret, hvilket medfører en forøgning af støj, og dermed en forringelse af LKO. Ved en pitchforøgelse vil RO ikke blive berørt, i modsætning til SSCT, da MCST har en konstant interpolationsbredde, og derved bevare sin snittykkelsen, uanset pitch. (59) Bachelorprojekt Juni 2005