Optimering af Columna cervicalis undersøgelser

Transkript

1 Omar Muharemovic, Martin Drost Nielsen & Michael Rasmus Sauer Pedersen Syvende semester, hold 53 Optimering af Columna cervicalis undersøgelser - et fantomforsøg - Bachelorprojekt 3. eksterne prøve Vejleder: Anette Kjeldal Sygepleje- og Radiografskolen Kbh. Amt Afleveret den 06. januar 2006 Anslag: Opgaven må gerne udlånes

2 Indholdsfortegnelse 1.0 Indledning Problemstillinger Afgrænsning Problemformulering Nøglebegreber Overvejelser omkring litteraturvalg Metode Etiske overvejelser Overvejelser omkring henvendelser i form af breve og vejledninger Indsamling af data fra røntgenafdelinger Overvejelser omkring fantomet Opbygning af plexiglasfantomet og vurdering af billedkvalitet Overvejelser ved valg af vurderingsgruppe Overvejelser vedrørende dosismålinger Valg af afdeling og modalitet Overvejelser i forbindelse med rastere Kritik af metode Empiri Forsøgsopstilling og udførelse Resultater Statistik Dosis Kontrast (K) Rumlig opløsning (RO) Kontrolværdier mellem Alderson- og plexiglasfantom Analyse og diskussion Dosis - en diskussion Kontrast en diskussion Rummelig opløsning en diskussion Fælles Diskussion Fejlkilder Konklusion Perspektivering Litteraturliste Bilagsfortegnelse... 51

3 1.0 Indledning På baggrund af vores gode erfaringer med at skrive den afsluttende opgave på fjerde og sjette semester, har vi besluttet os for at genoptage samarbejdet til dette bachelorprojekt. Inspirationen til projektet udsprang oprindeligt i vores undren over de forskellige røntgenafdelingers brug af raster i forbindelse med undersøgelser af columna cervicalis. Konkret har vi konstateret, at ét af de hospitaler som vi har været i praktik på, har valgt rasteret fra ved disse undersøgelser, hvorimod de to andre hospitaler konsekvent bruger raster. Vi har derfor set nærmere på protokollerne for cervicaloptagelser på vores respektive hospitaler, hvilket har vist en stor variation omkring flere parametre ved undersøgelserne og dermed variation af afgivet dosis. I afsnittet om optimering i Bekendtgørelse nr. 823 står der, at alle doser skal holdes så lave som rimeligt opnåeligt (1 2 ). Denne bekendtgørelse samt ALARA-princippet, (as low as reasonabley achievable) (2 s. 3), som kort fortalt bygger på mindst mulig dosis til patienten ved den enkelte undersøgelse viser, at optimering er en vigtig del af radiografens arbejde. Vi føler derfor, at det forpligter radiograferne til at gøre en indsats for at opnå dette ideal og at arbejdsgangene kontinuerligt bliver videreudviklet med indførelsen af nye teknologier og teknikker. Dette gav inspiration til at hente data fra resten af de offentlige hospitaler på Sjælland og Lolland Falster omkring de forskellige eksponeringsparametre der bruges ved cervicaloptagelser de enkelte steder (Bilag 1). Disse data viste en stor variation omkring alle parametre ved cervicalundersøgelser hospitalerne i mellem, hvilket affødte større interesse hos os for optimering af cervicaloptagelser. Vores gennemgang af data i forbindelse med alle udførte columna cervicalis undersøgelser i år 2004, på det hospital vi har valgt at udføre vores undersøgelser på, viser at 64,5 % af patienterne var under 50 år (Bilag 2). En optimering af cervicalundersøgelsen med mulig dosisreduktion til følge vil mindske risici for senere udvikling af stokastiske skader hos denne gruppe patienter. Behovet for optimering understreges af, at thyroidea, som er placeret centralt i halsregionen har en forholdsvis høj vægtningsfaktor i forhold til effektiv dosis (1, s.11). 2.0 Problemstillinger Som radiografer er vi forpligtede til at udføre alle undersøgelser, så en acceptabel Side 2 af 75

4 billedkvalitet opnås med den mindst mulige dosis. Denne forpligtelse har udgangspunkt i lovgivningen og derfor skal vi til stadighed optimere de enkelte undersøgelser og benytte os af de nyeste teknikker til at efterleve kravene. Det er vores opfattelse, at en undersøgelse som columna cervicalis er et oplagt emne at kigge på, da vi her kan se mange problemstillinger forbundet med optimering. Afhængig af hvilket speciale vi har med at gøre, kan columna cervicalis undersøgelser projiceres på forskellige måder (Bilag 3). Det som undrer os i forbindelse med disse projektioner er, at der røntgenafdelinger og radiografer i mellem er uenighed omkring hvorvidt optagelserne skal udføres AP eller PA (hvor vi selvfølgelig må tage i betragtning, at visse traumepatientgrupper som er fikseret med halskrave på et skadeleje kun kan tages AP). I de projektionsbøger, vi har haft adgang til på de respektive afdelinger og i litteraturen som vi har benyttet os af til dette projekt, er der kun forevist en AP-projektion (3 s. 354 & 4, s. 152). Udfra vores indsamlede data fra samtlige offentlige sjællandske hospitaler (Bilag 1) kan vi konstatere at nogle hospitaler har PA projektionen som standart i deres protokol. På afdelingerne som vi har været tilknyttede, oplever vi en tendens til, at radiograferne på egen hånd trodser protokollerne og laver undersøgelserne PA i stedet for AP. De begrunder deres valg med, at det teoretisk skulle være strålebesparende uden dog, at have videnskabeligt belæg for disse formodninger. Et bachelorprojekt lavet i 2005 af studerende på Radiografskolen i Odense (5) har vist, at den effektive kropsdosis ved en lateral columna lumbalis undersøgelse fordobles, når man har organer med høj vægtningsfaktor placeret mod strålekilden. Vi undrer os over, at man ikke tidligere har undersøgt hvorvidt en dosisbesparelse kan opnås ved cervicalundersøgelser, hvis de tages PA frem for AP, fordi netop ved en AP-projektion vender man oesophagus og thyroidea mod strålekilden. Påvirker det billedkvaliteten i negativ retning eller bunder det i traditioner på afdelingerne at man vælger den ene frem for den anden? Det kan muligvis have en betydning for den geometriske uskarphed i form af forstørrelse og penumbraeffekt ved projicering af columna cervicalis. Vores indsamlede data fra røntgenafdelingerne på Sjælland og Lolland Falster viser en stor variation omkring de modaliteter der benyttes til columna cervical optagelser. På Side 3 af 75

5 50% af hospitalerne forefindes CR, 45% har DR og 20% benytter stadig konventionelle film/folie systemer (nogle røntgenafdelinger er i besiddelse af flere modaliteter)(bilag 1). Valg af modalitet har stor indvirkning på afgivet dosis til patienten, hvilket er blevet påvist i flere videnskabelige artikler. En af disse undersøgelser påviser en signifikant dosisreduktion på op til 75% ved pædiatriske columna lumbalis undersøgelser, når der benyttes digitale systemer frem for konventionelle film/folie systemer, uden at dette påvirker den billeddiagnostiske kvalitet betydeligt (6). Derudover påvises i en lignende undersøgelse, at der kan opnås en dosisreduktion på 50% ved at gå fra CR til DR (7). Vi undrer os over, at der stadig anvendes apparatur af ældre dato som Satella / Orbix / Arcosphere (alle uden automatik) til columna cervicalis undersøgelser på de afdelinger som også er i besiddelse af et CR vægstativ. Valget kan efter vores opfattelse være begrundet videnskabeligt eller hænge sammen med traditioner på de enkelte afdelinger. For at udnytte de ressourcer radiograferne har til rådighed på de enkelte afdelinger, kræver det selvfølgelig kendskab til de muligheder, der ligger i justering af de forskellige parametre til en given undersøgelse. I forbindelse med columna cervical optagelser undrer det os, at man på enkelte hospitaler kan foretage denne undersøgelse uden raster, når man de fleste andre steder benytter dette til at mindske den sekundære stråling til filmen (Bilag 1). Ifølge bekendtgørelsen nr (8), må raster kun anvendes hvor det er absolut påkrævet og da med så lavt et skaktforhold som foreneligt med de diagnostiske krav til billedet. Har vi på afdelingerne mulighed for at vælge rasteret fra eller vælge mellem de forskellige typer raster og har vi tilstrækkelig viden til at træffe det korrekte valg? På et af de hospitaler hvor vi har været i praktik, blev procedurerne i løbet af vores uddannelse ændret fra altid at have anvendt raster ved stående knæoptagelser til, at der nu konsekvent ikke bruges raster ved disse undersøgelser. På det samme hospital bruges der heller ikke raster ved Thorax-optagelser i seng. Det undrer os derfor, at der både på denne og de fleste andre røntgenafdelinger stadig bruges raster til cervical optagelser, når denne region størrelsesmæssigt umiddelbart er at sammenligne med et knæ, men til gengæld er meget mere strålefølsom grundet thyroideas og oesophagus høje vægtningsfaktor. Rastere produceres med forskellige skaktforhold, antal lameller per centimeter og af forskellige materialer og opbygning. I en undersøgelse fra 2003 har Side 4 af 75

6 forfatterne via forsøg med forskellige rastere opnået en dosis reduktion på 21% ved at anvende den mest optimale rastertype ved columna lumbalis undersøgelser (9). Denne artikel ligger op til, at vi som radiografer i højere grad vægter vores valg af raster, men det kræver jo også, at der er flere rastertyper at vælge imellem på de enkelte afdelinger. Kan man ved at vælge et raster med lavere skaktforhold eller ved helt at undvære raster, reducere dosis til patienten, men bevare tilstrækkelig god billeddiagnostiskkvalitet ved columna cervicalis undersøgelse? I forbindelse med sekundær stråling ved cervical optagelser har vi en anden problemstilling vedrørende airgab. Airgab er en metode til at nedsætte den sekundære stråling til filmen ved at øge objekt-film afstanden. Da den spredte stråling udgår diffust fra patienten bliver intensiteten af denne stråling til filmen mindre med større afstand mellem patient og film (10 s. 220). Dog bliver den geometriske uskarphed også øget ved at gøre denne afstand større. Vi undrer os derfor over, at man ved de laterale cervical optagelser mange steder anvender raster, da der på grund af skulderens anatomiske placering opstår et naturligt airgap mellem columna cervicalis og film. Desuden vil der ved en PA-optagelse også opstå et naturligt airgap, som i mindre grad vil have en reducerende effekt på den spredte stråling på filmen. Er brug af raster dermed ikke en overflødig ekstra foranstaltning til at fjerne den ikke billeddannende sekundære stråling? Ifølge vores indsamlede data (Bilag 1) er der også forskel i den kv og mas, der benyttes på de forskellige afdelinger til columna cervicalis optagelser. Hospital Modalitet Orbix/ AEC kv mas FFA Raster Raster AP/PA Vægstativ Ja/Nej (m) Ja/Nej type 1 CR Vægstativ Ja ,15 Ja r =10 parallelt 2 CR Vægstativ Nej ,1 Ja r = 10 fokuseret AP Op til radiog raf Side 5 af 75

7 Figur 1. Viser variation i de forskellige parametre på to af hospitaler (taget fra bilag 1) Disse forskelle er betydelige og det undrer os, da ændringer i kv og mas som bekendt har afgørende betydning for både kontrasten og sværtningen i billedet. Forskellene i disse parametre afdelingerne imellem må også betyde, at der er forskel i den dosis patienterne modtager på de enkelte afdelinger. Hvilken protokol lever bedst op til Røntgenbekendtgørelsen, der i sin helhed handler om kun at bruge en dosis, som er tilstrækkelig til at give en acceptabel diagnostisk kvalitet? Man skal som radiograf være 100% sikker på at finde den bedste balance mellem de to parametre, for at opnå en tilstrækkelig billedkvalitet med mindst mulig dosis. Vigtigheden understreges af, at der er undersøgelser som viser, at en optimering af parametrene kv og mas kan medføre en dosisreduktion på op til 30% ved columna lumbalis undersøgelser (9). Desuden konkluderer en anden fantomundersøgelse, at der kan opnås en dosisreduktion på op til 30% ved at forøge spændingen med 20 kv (11). Udfra vores indsamlede data (Bilag 1) har vi som tidligere nævnt observeret, at der er afdelinger som stadig bruger apparatur af ældre dato til columna cervicalis optagelser, mens afdelingerne samtidig er i besiddelse af andet apparatur med automatic exposure control (AEC). Det undrer os, at man nogle af de steder hvor man allerede er i besiddelse af apparatur med AEC, foretager optagelser med to-punkts teknik. Det er måske forbundet med, at det kan være svært at placere patienten korrekt i forhold til det centrale målekammer på grund af lordosen eller også bunder det i andre årsager. Vil anvendelsen af automatik, som selv regulerer mas-produktet, kunne bidrage til en reduktion af stråledosis i forbindelse med columna cervicalis optagelser? Vi har registreret, at der på vores respektive afdelinger ikke bliver ændret i den eksterne filtreringen til columna cervicalis undersøgelser. De nyeste røntgenrør er udstyret med en kombination af aluminium og kobber filtre, som kan kombineres efter behov og dermed bidrage til at øge den monokromatiske stråling. Bekendtgørelse nr (8) siger, at røntgenrørets filtrering skal vælges så høj som muligt, fordi filtrering er med til at fjerne de lavenergetiske røntgenfotoner, som ellers ville blive absorberet i patienten og dermed ikke ville være billeddannende (10 s. 75). Det undrer os, at Side 6 af 75

8 radiograferne sjældent benytter muligheden for at ændre filtreringen og at afdelingerne heller ikke lægger op til det. På røntgenafdelingerne på Sjælland og Lolland Falster benyttes en film fokus afstand (FFA) der varierer mellem 100 til 180 cm til columna cervicalis optagelser (Bilag 1). En undersøgelse viser, at en ændring af FFA på 30% (fra 100 til 130 cm) giver en reduktion af effektiv dosis på 44% ved columna lumbalis undersøgelser med brug af automatik (12).Desuden vil den forøgede FFA formindske den geometriske uskarphed, så hvis resultaterne af undersøgelsen kan overføres til cervical optagelser, er der altså flere fordele at hente. Den forøgede FFA kan dog samtidig skabe fysiske begrænsninger i form af dårligere arbejdsstillinger for radiografen ved liggende optagelser eller begrænsninger for apparaturets rækkevidde. Optimering af en undersøgelse som columna cervicalis besværliggøres af, at der ikke eksisterer retningslinier på EU-plan for netop denne undersøgelse. Derimod er der ved undersøgelser af f.eks. pelvis, thorax og columna lumbalis udarbejdet retningslinier i European Guidelines on Quality Criteria for Diagnostic Radiographic Images (2 s. 16), som foreskriver både de diagnostiske krav, kriterier for patientdosis og eksempler på god radiografisk teknik. Problemet er, at vi på vores respektive afdelinger har erfaring med, at kvalitetssikring bliver udført på de projektioner, som allerede er beskrevet af European guidelines. Kan dette være årsag til, at undersøgelser som columna cervicalis ikke bliver optimeret, da afdelingerne hellere vil tilstræbe, at bruge ressourcer på at opfylde de allerede fastsatte krav? I sidste ende drejer det sig om, at de eksisterende ressourcer der forefindes på afdelingen bliver udnyttet optimalt. 3.0 Afgrænsning Vores projekt tog som tidligere nævnt udgangspunkt i vores undren omkring problematikken ved brugen af raster til columna cervicalis undersøgelser og efterfølgende fandt vi frem til mange flere problemstillinger. Vi ser en god grund til at undersøge mulighederne for at optimere parametrene ved denne undersøgelse, fordi thyroidea, som har en vægtningsfaktor på 0,05 (5% af helkropsdosis), ligger centralt Side 7 af 75

9 placeret i strålefeltet ved både AP, PA og LAT projektionerne. Da thyroidea er placeret anteriort i forhold til columna cervicalis, vil vi se på om der er en effekt på den absorberede dosis i thyroidea ved at ændre strålegangen fra AP til PA. Vi kan konstatere, at der er variation hospitalerne imellem (Bilag 1) og da der også radiografer imellem eksisterer forskellige holdninger til strålegangen, mener vi derfor, at der er brug for at undersøge dette. Vi vil undersøge hvilken projektion AP eller PA der påfører patienten mindst dosis, men samtidig opfylder kravene til billedkvaliteten. Udover AP/PA problematikken vil vi se på lateral optagelsen, da denne er en del af alle standart optagelser. Skrå og funktionsoptagelser vil vi ikke undersøge, da disse optagelser laves med en lateral parameteropsætning. Det vil sige, at en lateral optagelse i forhold til dosis og billedkvalitet tilnærmelsesvis svarer til de to projektioner hver især. Vi ser på undersøgelser af columna cervicalis, som kan udføres på vægstativet og dermed ser vi bort fra de problemer der kan opstå i forbindelse med lejring af f.eks. nogle traumepatienter, hvor projektionerne pga. patienternes tilstand ikke kan tages på vægstativet og hvor anden lejring må tages i anvendelse (f.eks.liggende). CR er en modalitet, som vi har arbejdet meget med i vores praktikperioder og det er en veldokumenteret og gennemtestet modalitet. I vores indsamlede data (Bilag 1), har vi kunnet se, at der er afdelinger der er i besiddelse af modaliteten CR med vægstativ udstyret med AEC, men udelukkende tager columna cervical optagelser med to-punkts teknik enten på Orbix/Satella/Arcosphere eller vægstativ. Vi vælger at se på om disse afdelinger vil kunne opnå en dosisreduktion ved at udnytte AEC ved columna cervicalis undersøgelser. Som sagt vælger vi vægstativet udstyret med AEC som undersøgelsesgrundlag, da modaliteterne Orbix/Satella/Arcosphere efterhånden er forældede og ikke giver mulighed for at arbejde med automatik. Vi ser på hvordan de forskellige kv-områder kombineret med AEC, som selv regulere mas-produktet og på den måde vil sørge for den mindst mulige dosis til patienten, vil kunne bidrage til dosisreduktion samtidig med at billedkvaliteten bevares. Vi undersøger også mulighederne for at benytte os af forskellige rastertyper med forskellige skaktforhold og vil samtidig se på forskellene i absorberet dosis til thyroidea, Side 8 af 75

10 ved optagelser taget uden raster og med raster af forskellige typer. Volumen på halsregionen er omtrent samme størrelse som knæregionen, hvor man stort set aldrig benytter sig af raster. Derfor finder vi det meget relevant, at undersøge denne mulighed for at spare patienten for dosis. Som sagt vil der opstå et naturligt airgap ved PA og især ved lateral optagelser og vi vil se på, om dette naturlige airgap i sig selv gør brug af raster overflødigt og om dette er nok til at bibeholde den billedkvalitet, som ellers ville have gjort et raster nødvendig. 4.0 Problemformulering Hvordan kan vi optimere parametrene (AP/PA, LAT, raster/ikke raster og kv) på CR modaliteten, ved at benytte os af AEC i forbindelse med columna cervicalis optagelser, så vi opnår en dosisreduktion til patienten, men stadigvæk bevarer tilstrækkelig billedkvalitet? 4.1 Nøglebegreber Billedkvalitet: - Rumlig opløsning (RO): Rumlig opløsning defineres som den mindste forskel i afstanden mellem to objekter der kan adskilles med et givent billedsystem. - Kontrast (K): I røntgen defineres kontrasten som forskellen i strålingens svækkelse igennem de forskellige væv og i billedet defineres den som synlig divergens i gråtoner mellem tæt liggende regioner med små absorptionsforskelle. - Tilstrækkelig billedkvalitet: De værdier for kontrast og rumlig opløsning som vi opnår med afdelingens standard projektioner anvender vi som udtryk for tilstrækkelig billedkvalitet. - Dosis: Vi måler den absorberede dosis i thyroidea 5.0 Overvejelser omkring litteraturvalg Vi benytter os af artikeldatabasen PubMed samt Goggle Scholar til at søge efter tidligere undersøgelser, der vil kunne hjælpe os med vores projekt. Vi har søgt på artikler, der omhandler digital radiography, cervical spine, spine, dose, x-ray og grid. På trods af omfattende søgning har det ikke været muligt at finde artikler der omhandler comlumna cervicalis undersøgelser i relation til parameteroptimering. Til gengæld er Side 9 af 75

11 der lavet mange videnskabelige forsøg i forbindelse med optimering af parametre ved columna lumbalis undersøgelser. Dermed er vi enige om, at bruge disse artikler som inspirationskilder og sammenlignings- og diskussionsgrundlag. Vi vil i denne sammenhæng kritisere, at European Guidelines on Quality Criteria for Diagnostic Radiographic Images (2) kun har udgivet retningslinier for få røntgenundersøgelser og bl.a. ikke har beskæftiget sig med columna cervicalis. Det kan efter vores mening være grunden til, at fysikere og radiografer har en tendens til at vælge at lave projekter i forbindelse med de beskrevede undersøgelser, hvor de andre, herunder columna cervicalis, bliver nedprioriteret. En af de artikler, vi benytter os af, er udgivet i The British Journal of Radiology, A study and optimization of lumbar spine X-ray imaging systems (6), der er lavet i samarbejde mellem svenske og engelske fysikere. Denne artikel, samt A study and optimization of lumbar spine x-ray imaging systems (9) der er skrevet i 2003, har inspireret os til at undersøge mulighederne for optimering af kv og brug af raster i vores undersøgelse af columna cervicalis ved brug af AEC. En anden artikel udgivet i 2004 på UCD School of Diagnostic Imaging i Dublin (12) har givet næring til yderligere fordybning i emnet, da forfatterne beviser, at en simpel ændring i en af parametrene (film-fokus afstand) kan medføre en væsentlig reduktion af dosis uden påvirkning af billedkvaliteten i forbindelse med columna lumbalis undersøgelser. Artiklen Digital Skeletal Radiography Reduction of absorbed dose by adaption of exposure factors and image processing (11) har inspireret og hjulpet os i opbygningen af vores plexiglasfantom til brug for billedkvalitetsvurdering. Forfatterne til artiklen benytter sig af et selvbygget fantom til vurdering af kontrast i billedet, opbygget på baggrund af et histogram, til columna lumbalis AP og LAT projektioner. Artiklen Measurement of image quality in diagnostic radiology (13) har vi støttet os til undervejs, da denne beskriver forskellige metoder til billedkvalitetsvurdering. Vi benytter os desuden af et bachelorprojekt lavet i 2005 af studerende fra Odense (5). Vi er klar over, at det ikke er en videnskabelig artikel, men vi bruger den til at påpege, at vores resultater er i overensstemmelse med hinanden. Til beskrivelse af vores metode benytter vi os af Kvantitative forskningsmetoder i psykologi og tilgrænsende fag af Emil Kruuse (15) og Kvalitetsudvikling i sundhedsvæsenet af Jan Mainz (17). Disse bøger beskriver de forskellige videnskabelige Side 10 af 75

12 metoder man kan benytte sig af og dermed hjælper de os til at vælge den mest optimale metode til udførelse af vores projekt. Som supplement har vi valgt at anvende Videnskab og forskning af Anne-Lise Salling Larsen og Hans Vejleskov (14), som netop er rettet mod studerende på de professionsrettede mellemlange videregående uddannelser. Til vores tekniske problemstillinger, som vi præsenterer i både metoden og diskuterer og analyserer i forhold til vores resultater, anvender vi The Essential Physics of Medical Imaging af Bushberg et al. (21) og Physics for Diagnostic Radiology af Dendy PP og Heaton BJ (10). Bushberg er PhD. og arbejder på radiologisk afdeling ved University of California Davis Medical Center, Sacramento i Californien. Dendy er ansat ved Department of Medical Physics and Clinical Engineering I Cambridge UK. Principles of Radiographic Imaging skrevet af Richard R. Carlton, MS, og Arlene McKenna Adler, M.Ed. (24) er pædagogisk opbygget og derfor et godt redskab til grundforståelse inden for radiografi, da den indeholder forklaringer med tilhørende illustrationer. Disse bøger har afsnit der samlet omfatter alle de parametre som vi gerne vil undersøge muligheden for optimering af. Denne teori bruger vi som ledetråd for hvilke resultater vi kan forvente af vores forsøg, ligesom vi kan diskutere eventuelle afvigelser i vores resultater ud fra teorien. Vi er dog stødt på et problem i forbindelse med litteratur søgningen, angående lgm-værdi (Logarithm of the median of the histogram) da det ikke har været muligt at fremskaffe videnskabelig litteratur omkring dette emne. Vi har derfor benyttet os af vejledning ved Palle Mull Jørgensen (CR superbruger på Bispebjerg hospital samt underviser på efteruddannelseskurser for radiografer og er ekstern underviser i dette emne på Sygepleje- og Radiografskolen i Herlev), som har fremskaffet fuji s kompendium FCR (Fuji Computed Radiography) General Description of Image Processing (18), hvori der beskrives Fuji s værdi for sensitivitet (S). Fuji s metode til udregning af denne S-værdi er identisk med Agfa s udregning af lgm-værdi. Denne vejledning samt Fuji s kompendium har vi brugt som bindeled mellem disse to systemer. Dette er en kritik af vores benyttede radiograffaglige litteratur, som ikke forklarer disse værdier, ligesom producenterne af udstyr til røntgenafdelingerne holder kortene tæt til kroppen når det gælder information om deres produkter. Til vores statistik har vi benyttet os af Basal sundhedsvidenskabelig statistik begreber Side 11 af 75

13 og metode af Klaus Johansen (22). Bogen har vi fået anbefalet af vores vejleder i statistik, da den beskriver de elementære statistiske principper og den er rettet mod alle sundhedsfaglige grupper. I forbindelse med gennemgang af anatomi, fysioloigi og positionering har vi anvendt Orthopedic Imaging af A Greenspan (3), Clark s Positioning in Radiography af Swallow RA et al. (4) og Endocrine Physiology af PE Molina (26). 6.0 Metode Formålet med vores projekt er at optimere parametrene kv, AP/PA/LAT strålegang og raster/ikke raster, for at opnå en reduktion i dosis til patienten, men stadig bevare en tilstrækkelig billedkvalitet. Vi gennemgår i dette afsnit vores overvejelser omkring indsamling af empiri, dvs. beskriver vores tanker bag valget af vores metode til dosismålinger og vurdering af billedkvaliteten og de problemer vi er stødt på undervejs. Empirisk forskning benytter sig af observationer eller andre former for data. I modsætning hertil består en teoretisk forskning i at studere og kritisk vurdere forskellige synspunkter vedrørende en problemstilling. De to former ekskluderer ikke men komplementerer hinanden, da empirisk forskning i mere eller mindre grad er baseret på teoretisk baggrundsviden. Forskning som baserer sig udelukkende på empiri forefindes ikke, da man altid har en hvis forestilling om det man undersøger en forudforståelse (14 s.18). Vi anvender teorien til at skabe en forudforståelse for vores forsøg og indsamlingen af empiriske data, ligesom teorien vil kunne give os nogle svar på, hvad vi kan forvente af vores forsøgsresultater. Efterfølgende vil vi også kunne diskutere den indsamlede empiri i forhold til teorien. I vores forsøg vælger vi at benytte os af den kvantitative metode, som har sit fundament i den positivistiske videnskabsteori. Kvantitative data er dem, som bl.a. benyttes ved målinger og test og kan gøres op talmæssigt. For at kunne optimere en columna cervicalis optagelse, indsamler vi empiri ved at udføre et eksperiment, som er en kvantitativ metode. Fordelene ved et forsøg er, at vi som ledere af forsøget har kontrol over alle de variabler, som kan påvirke eksperimentet. Side 12 af 75

14 Figur 2. Forholdet mellem relevante variabler i et eksperiment. (15 s.139) Vi vil i vores forsøgsopstilling påvirke de uafhængige variabler, som er kv, raster/ikke raster, AP/PA og LAT. Andre variabler, som også kan have betydning for resultatet, neutraliser vi ved at holde dem konstante (f.eks. filtrering, FFA og indblænding). I forhold til kvantitative metodetyper er eksperimentet det der giver den bedste mulighed for at opfylde f.eks. validitet og reliabilitet (15 s ). 6.1 Etiske overvejelser I forbindelse med vores projekt har vi gjort os etiske overvejelser omkring udførelsen af vores forsøg. Vi undersøger bl.a. hvordan en ændring i parametre ved columna cervical optagelser giver en ændring i dosis til patienten. Da dosis i form af røntgenstråling i sig selv indebærer en risiko for stokastiske skader for patienten, vil det derfor være uetisk, at udføre disse forsøg på mennesker. Disse overvejelser har vi gjort i relation til Helsinkideklarationen, som siger at forskere skal vurdere et projekts fordele i forhold til eventuelle risici (14 s.26). Efter vi har vurderet vores projekt, har vi valgt at udføre vores forsøg på fantomer, som er ækvivalente med gennemsnitspatienter. 6.2 Overvejelser omkring henvendelser i form af breve og vejledninger For ikke at forhindre andre studerende i fremtiden at kunne henvende sig i lignende situationer, har vi grundigt overvejet, hvordan vi henvender os på en respektabel måde. Ved den lejlighed har vi taget flere overvejelser i betragtning. F.eks. overvejelser omkring, hvilke forudsætninger personen vi henvender os til har, det vil sige om vedkommende besidder faglig viden inden for radiografi. Det har betydning for vores sprogbrug om vi benytter os af fagtermer, eller om det er nødvendigt at forklare detaljeret med hverdagssprog. Indholdsmæssigt har vi tænkt på, om vores henvendelse Side 13 af 75

15 indeholder alle oplysninger, som er nødvendige for at personen får indsigt i vores projekt. Vi forklarer kort og præcist, hvilket mål vi vil opnå med vores projekt og formålet med vores henvendelse skal gøres klar, det vil sige, hvad vi konkret ønsker svar på (16 s , 147). I forbindelse med vores opgave har vi haft adskillige henvendelser til både røntgenafdelinger, ansvarlige fysikere, personale hos SIS og i forbindelse med vejledning i statistik. Desuden har vi udarbejdet en vejledning til de personer, der skal deltage i vurderingen af billedkvaliteten (Bilag 4). Vores kriterier til udarbejdelse af de skriftlige henvendelser er, at vi kort og præcist beskriver formålet med vores projekt og en præcis formulering af de informationer vi søger. I forbindelse med henvendelser til røntgenafdelinger, hvor vi indsamler parametre omkring columna cervicalis undersøgelser, har vi udarbejdet en tabel, hvor respondenten nemt og hurtigt kan tilbageformidle svar (Bilag 5). Ved henvendelse til en af de eksterne vejledere vi har brugt til statistik, har vi gjort os overvejelser omkring, hvordan vi har formuleret os, da personen ikke er inden for radiograffaget. Det har krævet, at vi har skrevet en detaljeret forklaring til nogle af de fagtermer, som vi normalt ikke tænker over, når vi snakker med kollegaer. Henvendelsen har krævet også en telefonisk samtale, for at forklare os yderligere (Bilag 6). Vejledningen til vurdering af billedkvaliteten skal give præcise retningslinier til de responderende personer om, hvad de skal kigge efter og hvordan de skal tildele deres observationer værdier. Til formålet har vi også udarbejdet et skema som er let at udfylde og forholde sig til (Bilag 7). 6.3 Indsamling af data fra røntgenafdelinger Vores oprindelige undren omkring de forskellige parametre som benyttes ved columna cervicalis optagelser, havde basis i vores erfaringer fra de respektive røntgenafdelinger. Da vi konstaterede divergens mellem parameteropsætningen på de tre hospitaler imellem (vores respektive praktikafdelinger), besluttede vi os for at gå i dybden med at undersøge hvor omfattende disse forskelle var. Dermed besluttede vi at indsamle parametre omkring undersøgelsen fra alle offentlige hospitaler på Sjælland og Lolland Falster. Dette gjorde vi ved at kontakte de pågældende hospitalers røntgenafdelinger via Side 14 af 75

16 en , som indeholdt en skriftlig henvendelse og et skema til udfyldelse af afdelingen (Bilag 5). Efterfølgende udarbejdede vi en tabel som indeholdende samtlige væsentlige parametre omkring undersøgelsen columna cervicalis fra alle adspurgte hospitaler (Bilag 1). Vi fik svar fra alle hospitaler vi rettede henvendelse til, hvilket gjorde vores indsamling af parametre særdeles repræsentativ for Sjælland og Lolland Falster (17 s.219). Besvarelserne viste sig at indeholde betydelige forskelle omkring flere parametre end forventet. Da disse forskelle vil påvirke dosis til patienten gav det os inspiration til at inddrage flere parametre for undersøgelsen som vi anså for at have størst påvirkning på dosis - kv, AP/PA/LAT og raster/ikke raster. 6.4 Overvejelser omkring fantomet Som tidligere nævnt er vi enige om, ikke at udføre vores eksperiment på patienter og dermed skal vi finde en passende metode til at indsamle empirien med. Vi har undersøgt hvilke muligheder vi har og det har vist sig at Statens institut for strålehygiejne (SIS) er i besiddelse af et Aldersonfantom. Dette fantom, som er skiveopdelt, har indstøbt knogler og ækvivalerer en menneskekrop. Dermed er det muligt at simulere en røntgenoptagelse af columna cervicalis og lave røntgenbilleder, hvor knoglestrukturen vil fremstå. Vores oprindelige tanke var at måle både dosis og billedkvalitet på dette fantom. Billedkvaliteten ville vi måle ud fra en subjektiv vurdering af røntgenbilleder taget ved brug af Alderson. Figur 3. Alderson fantom Tanken var at tage et røntgenbillede ved hver parameterændring og præsentere disse billeder for et antal radiologer (mindst to), med henblik på en subjektiv vurdering af billederne. Disse vurderinger skulle kvantificeres ved hjælp af et spørgeskema der kunne graduere svarmulighederne. Denne metode nævnes som en oplagt mulighed i artiklen Mearsument of image quality in diagnostic radiology (13). Side 15 af 75

17 Dermed besluttede vi at lave vores første pilotprojekt med det formål at afprøve ændringer og opstille design, for at se hvordan vi kunne gennemføre vores forsøg mest hensigtsmæssigt og indsamle erfaringer i arbejdet med fantomet. Dette ville hjælpe os til at finde ud af hvorvidt det ville være muligt at udføre disse målinger i praksis og indsamle relevant data til brug i forbindelse med senere analyse (17 s.186). I denne sammenhæng lavede vi nogle simple målinger, set i forhold til forskelle i indgangsdosis ved ændring af få parametre. Ved dette fantomforsøg fandt vi ud af, at der på grund af Aldersonfantomets skiveopdeling, optrådte horisontale striber på billederne. Disse opstod som et resultat af manglede stråledæmpning mellem de enkelte skiver på grund af luft i mellem, hvilket bevirkede højere sværtning af billedet i disse regioner. Det var en af årsagerne til, at vi gik bort fra ideen om at anvende dette fantom til billedkvalitetsmålinger og kun bibeholdt det til måling af dosis. Ulempen ved denne metode var også, at vurderingen af billedkvaliteten blev meget subjektiv og baserede sig på en lægefaglig billeddiagnostisk vurdering i stedet for billedkvalitet i form af aflæsning af kontrastforhold og rumlig opløsning, som er en udbredt metode til kvalitetssikring af billedkvaliteten. Dermed skulle vi finde en anden metode til at måle billedkvaliteten på. 6.5 Opbygning af plexiglasfantomet og vurdering af billedkvalitet Efterfølgende besluttede vi os for at prøve at konstruere et fantom som ækvivalerede halsregionen på Aldersonfantomet. Tanken var at bruge plexiglasplader til at agere bløddele i kombination med et kobberfantom anvendt til kvalitetsmåling. Da vi søgte artikler til brug ved opgaven, stødte vi på en undersøgelse der baserede sine målinger på et selvkonstrueret fantom og dette gav også yderligere inspiration (11). Dette kobberfantom kaldet DIGRAD (Testphantom Digital Radiography) indeholder en 1mm Cu plade, hvor der er skiver til kontrast aflæsning og liniepar fantom til aflæsning af rummelig opløsning med et liniepar system. Vi lagde ovenpå pladen fire skiver plexiglas for at agere bløddele fra halsregionen med hensyn til at få noget spredt stråling. Vores sammenligningsgrundlag var tal for følsomhed eller gennemsnitlig eksponering i billedet, som på Agfa systemer hedder lgm-værdi (Logarithm of the median of the histogram), hvilket svarer til Sk værdi ved Fuji systemer. Side 16 af 75

18 Ækvivalensen mellem fantomerne har vi opnået ved at få samme lgm-værdi for både Alderson- og kvalitetsfantomet ved så identisk opstilling og parametre som muligt. Vi vil følgende tage udgangspunkt i Fuji CR systemets S og L værdier, for bedre at kunne forklare hvad lgm er. Først vil vi forklare hvad et histogram er, da S og L samt lgm-værdierne udregnes med udgangspunkt deri. Histogrammet er en grafisk fremstilling af de energiniveauer som fosforpladen indeholder efter eksponering. Histogrammet repræsenterer alle energiniveauer lige fra områder som kun indeholder energi fra baggrundsstråling, til områder som har modtaget maksimum røntgenstråling direkte fra røntgenrøret (18 s.7). Disse yderområder i histogrammet er reelt uden diagnostisk betydning og ønskes derfor gengivet som henholdsvis hvidt og sort. Figur 4. Histogram for Sk (lgm) værdi Ud fra dette histogram bestemmer man så hvilket energiniveau der er størst og stadig indeholder anvendeligt diagnostisk information (Smax) og lavest energiniveau der stadig indeholder anvendeligt diagnostisk information (Smin), alt efter hvilken region af kroppen vi eksponerer på. Dette kan så omsættes til værdier på den digitale 10bit (0-1024) gråskala for CR, hvilket angives som Qmax og Qmin, svarende til forudbestemte ønskede densitetsværdier for den enkelte billedregion. Hvor Smax Qmax og Smin Qmin mødes, dannes der to skæringspunkter som forbindes lineært i den digitale gråskalas bredde fra 0 til Dette kaldes også for L værdien i det pågældende billede eller bredden af energiniveauer som gengives digitalt. Energiniveauet svarende til den digitale gråskalaværdi 511 (midten af 10-bit skalaen) kaldes Sk. Det er denne logaritmiske værdi der bruges til at beregne S værdien, som er et udtryk for gennemsnits-eksponeringen af billedet. Sk værdi er også hvad der Side 17 af 75

19 repræsenterer lgm i Agfa sammenhænge, dvs. Sk = lgm (Fuji Agfa) (18 s.17). Ud fra dette har vi med vores fantomer derved antaget, at når deres indbyrdes histogrammers middelværdier stemmer over ens, er der en sammenhæng mellem deres absorption gennem fantomet. Vi målte lgm-værdi på aldersonfantomet med afdelingens eksisterende protokol for columna cervicalis. Denne værdi var så vores referenceværdi, som vi ville opnå på vores konstruerede fantom. Efter den første eksponering med vores fantom fik vi en for lav lgm, hvilket betød, at billedet var undereksponeret. Vi fjernede derfor to af plexiglaspladerne og eksponerede igen, hvilket gav en lgm værdi der var lidt højere, men stadig undereksponeret. Det viste sig til sidst, at kobber fantomet alene uden plexiglas plader ikke kunne give os en tilfredsstillende værdi og dermed kunne vi ikke opnå den spredte stråling fra plexiglas pladerne uden at undereksponere vores billeder. Vi konstaterede dermed, at vi ikke kunne bruge kobber i vores opstilling, da det ville betyde, at vores fantom ville få en tykkelse, som lå langt fra en hals. Dermed ville fantomet heller ikke generere den samme mængde spredte stråling, som en menneskekrop ved en optagelse i klinikken. Derfor var vores næste tanke at opbygge fantomet af plexiglas alene, men vi ville naturligvis ikke kunne undvære et linieparfantom i opstillingen. Efter at have vendt problematikken med afdelingsfysikeren på den afdeling, hvor vi kommer til at udføre vores forsøg, fik vi udleveret et liniepar fantom på 5x5cm (Nuclear Associates-Carls Place.N.Y ) lavet af 0,01mmPb (bly), som vi satte imellem alle vores plexiglas plader (svarende til columna cervicalis) med en samlet tykkelse på ca. 10 cm. Linieparfantomet er den mest almindelige måde at vurdere rumlig opløsning (RO) på, ved at se, hvor mange linie par pr millimeter (lp/mm) man subjektivt kan adskille ved at betragte et billede af linieparfantomet og aflæse den tilhørende værdi (19 s.126.). RO defineres ved den mindst synlige forskel i afstand mellem to objekter på et billedsystem (20 s.139). Denne gang fik vi et overeksponeret billede. Vi observerede, at hver gang vi ændrede på tykkelsen med en én centimer tyk plexiglasplade, fik vi en ændring i lgm der ville svare til, at vi skulle have 6-7 plexiglas plader ekstra for at opnå vores referenceværdi fra Aldersonfantomet. Dette ville i sig selv betyde, at vi fik et meget tykkere fantom end en standard hals tykkelse og vi antog dermed, at mængden af spredt stråling også ville Side 18 af 75

20 blive for høj, hvilket ikke var ønskværdigt. Vi fik så den ide, at lægge en aluminiums plade mellem plexiglaspladerne svarende til placeringen af columna cervicalis. På grund af aluminiums højere absorptionkoefficient ville pladen derfor kunne udligne vores lgm værdi på fantomet og agere en homogen columna cervicalis, med en mere korrekt samlet tykkelse, der svarer til et standard menneskes hals region. Efter at have drøftet problematikken omkring måling af kontrasten i billedet med afdelings fysikker, fik vi boret 11 huller med dybder fra 0,1 til 2,1 mm med 0,2 mm intervaller. Dette skulle give os en variation i absorptionen gennem plexiglaspladen, som ville kunne aflæses som ændring i kontrasten imellem skiverne. Ved siden af disse huller placerede vi i øverste højre hjørne ovennævnte 5x5 cm bly liniepar fantom. Til sidst lykkedes det os med en sådan opstilling, at opnå en tykkelse på vores fantom, der svarede til halstykkelsen på Aldersonfantomet. Figur 5. Liniepar- og kontrast fantom (en del af vores plexiglas fantom) Ved efterfølgende målinger har vi fået en lgm-værdi der nøjagtig svarer til den som vi har opnået på Aldersonfantomet. Fantomet opstilles så det let ved små ændringer kan simulere alle vores ønskede projektioner (AP/PA og LAT) og i forhold til disse projektioner kan vi ændre på de parametre (uafhængige variabler) vi vil undersøge (kv og Raster) ved hjælp af AEC. Vores konstruerede fantom giver os dermed mulighed for at lave en objektiv vurdering af billedkvaliteten set i forhold til dosis. Figur 6. Plexiglas fantom Et fantom som giver mulighed for både at kvalitetsvurdere kontrast og rumlig opløsning er meget anvendt og veldokumenteret metode. Personen som vurderer billedet registrerer alle synlige kontrastskiver og det højeste antal liniepar/mm som kan skelnes Side 19 af 75

21 fra hinanden. Det er i princippet en kvantificering af en subjektiv vurdering (13). Vi går ud fra, at respondenterne vil vurdere billederne med variation i de tildelte værdier og derfor vil vi anvende statistik til at bestemme signifikansen (p-værdien) af vores forsøg. p-værdien defineres som sandsynligheden for at den fundne forskel er tilfældig (22 s.32). Vi finder det naturligt at præsentere statistik i afsnittet om resultater (afs ). 6.6 Overvejelser ved valg af vurderingsgruppe Billederne eksponeret på vores plexiglasfantom til billedkvalitetsvurdering skal efterfølgende vurderes. Fremvisningen skal foregå samme sted under samme forhold (vi benytter os f.eks. af samme diagnostiske skærm og belysningsniveau) så der ikke forekommer eksterne påvirkninger af de enkelte vurderinger (13 s.32-33). Ved disse foranstaltninger opnår vi de mest optimale muligheder for at øge gyldighed og troværdighed (validitet) i vores undersøgelse ved vurdering af vores billeder (14 s.40). Vores kriterier til udvælgelsen af personer til kvalitetsvurderingen er, at det skal være mindst to personer som vurderer billederne, hvilket anbefales ifølge artiklen Measurement of image quality in diagnostic radiology. Derudover må deltagerne ikke have kendskab til vores projekt og de skal se på billederne uafhængigt af hinanden, så de er mest muligt upartiske i deres vurdering. Vi vil i den forbindelse anonymiserer alle vores foreviste billeder, så der ikke er mulighed for at se en sammenhæng mellem de valgte parametre og deres indvirkning på billedkvaliteten. Som sagt udfører vi en statistisk analyse i forbindelse med vurdering af billeder. Statistik og de tilhørende resultater finder vi naturlig at præsentere i afsnittet om resultater (afs ). 6.7 Overvejelser vedrørende dosismålinger Vi har kontaktet SIS i forbindelse med vores overvejelser vedrørende dosismålinger og drøftet problematikken med Sektionsleder og civilingeniør Peter Grøn, om den bedst egnede metode til vores forsøg (Bilag 8). Vi har talt om at undersøge den effektive dosis ved hjælp af dosisudregningsprogrammet Monte Carlo, men det er vi blevet frarådet, da man der forholder sig til helkropsrisiko og ikke kun det enkelte organ. Efter hans anbefaling vil det mest optimale være at måle den absorberede dosis (D, den per masse enhed absorberede energi der ved ioniserende stråler afsættes i organet) til strålefølsomme organ thyroidea (vægtningsfaktor 0,05), da dette vil give os den bedste Side 20 af 75

22 indikator for ændringer i dosis ved columna cervicalis undersøgelser (1 s.10-11). Strålingsfølsomheden (per ækvivalent dosisenhed) er forskellig for de enkelte organer i kroppen med hensyn til udvikling af stokastiske skader i form af kræftsygdomme. Sandsynligheden for en senskadevirkning per ækvivalent dosisenhed kan beskrives ved de såkaldte vævsvægtsfaktorer (w T ) for organer og andre væv. Vævsvægtfaktorerne angiver risikofordelingen mellem organerne, når kroppen udsættes for en homogen bestråling. Det betyder, at hvis en senskade viser sig en gang i fremtiden, er sandsynligheden for at den viser sig i organ 1 lig med w1, i organ 2 lig med w2 osv. Ved en columna cervicalis undersøgelse bestråles hele thyroidea, hvorimod de omkringliggende organer kun bestråles delvist. Dermed vil dosis til disse organer ikke bidrage i samme grad til den effektive dosis, som den afsatte dosis til thyroidea, da vævvægtningsfaktoren netop afspejler organernes relative bidrag til den samlede senskade, som inkluderer dødelig og ikke-dødelig kræft i det nævnte organ, samt alvorlige genetiske skader (23 s.22 ). Vi har aftalt, at vi får udleveret 35 TLD- (Termoluminiscensdosimetre) tabletter sammen med Aldersonfantomet den dag vi udfører forsøget. Ved termoluminiscensdosimetri udsættes små tabletter, oftest bestående af LiFkrystaller (Lithium fluorid), for bestråling. I disse krystaller vil den energi, som ioniserende stråling ved interaktioner tilfører materialets elektroner, løfte elektronerne op i en energitilstand, hvor de bliver fanget i fælder i strukturen. Ved stuetemperatur er der kun ringe sandsynlighed for, at termiske svingninger kan løfte de fangne elektroner ud af fælderne igen, men ved kraftig varmepåvirkning kan elektronerne frigives og de vil falde tilbage til deres normale tilstand under afgivelse af energi i form af lys. En TLD-tablet lagrer information om strålingsdosis ved akkumulering af fangne elektroner i takt med, at tabletten bestråles. Den strålingsdosis som tabletten udsættes for, resulterer i et antal fangne elektroner. Aflæsning af tablettens modtagne dosis foregår ved, at tabletten opvarmes over et tidsrum på sekunder, hvorved elektronerne løftes ud af fælderne. Ved opvarmningen detekteres det udsendte lys fra tabletterne ved hjælp af en fotomultiplikator og den totale lysemission er proportional med strålingsdosis til tabletten (21 s.641, 750).. Side 21 af 75

23 Vi skal udføre 30 forskellige målinger af dosis med forskellige parametreopsætninger. De resterende fem TLD-tabletter bruger vi til at øge præcision (reproducerbarhed) af vores forsøg, ved at gentage udvalgte målinger (15 s.19-20). Vi er blevet instrueret i hvordan TLD-tabletterne skal placeres og har fået udleveret en instruktion som vi skal følge (bilag 9). Vi placerer tabletterne centralt ved thyroideas anatomiske beliggenhed i fantomet og dermed får vi en værdi for den absorberede dosis i thyroidea. 6.8 Valg af afdeling og modalitet Vi har gjort os overvejelser omkring valg af modalitet og forsøgsopstilling på baggrund af de muligheder vi har haft til rådighed på de respektive afdelinger og de erfaringer vi har gjort os undervejs. Vi udfører undersøgelsen på ét hospital og holder os til det samme apparatur ved alle målinger, for at udelukke bias i form af variationer i apparaturets ydeevne og opsætning. I vores indsamlede data har vi kunnet se, at de fleste hospitaler er i besiddelse af både CR/DR og konventionel røntgenapparatur. Meningen med vores forsøg er ikke at sammenligne de forskellige modaliteter, men at se på mulighederne ved CR og optimere de eksisterende ressourcer. Vores valg af røntgenafdeling har vi truffet ud fra vores kriterier som har været, at afdelingen skulle være udstyret med CR med både Satella/Orbix/Arcosphere og vægstativ med automatik og udskifteligt raster. Mening er at se på de muligheder for dosis reduktion der er i forbindelse med AEC på en afdeling hvor der normalt anvendes to punkts teknik. Der er flere undersøgelser i forbindelse med optimering af columna lumbalis optagelser, som peger mod en reduktion i dosis ved anvendelsen af AEC. Da der kun har været et hospital, som har kunnet leve op til disse krav, har vi rettet henvendelse til pågældende afdeling og søgt tilladelse til at udføre vores forsøg. Vi har haft en samtale med afdelingen, hvor vi har forklaret vores hensigter og de har været meget åbne med hensyn til at stille deres ressourcer til rådighed. 6.9 Overvejelser i forbindelse med rastere I forbindelse med vores eksperiment vil vi udelukkende bruge det eksisterende udstyr, som befinder sig i det tildelte rum, hvori vi udfører alle vores målinger. Det har vist sig, at det pågældende rum er udstyret med to fokuserede raster (140 cm) med skaktforhold på henholdsvis r=8 og r=12, begge med 36 lameller per centimeter. Vi har på Side 22 af 75

24 røntgenafdelingen opdaget en uoverensstemmelse mellem den normalt benyttede FFA=100 cm til columna cervicalisoptagelser og rasternes fokuseringsafstand. Derfor har vi drøftet problematikken med afdelingens kvalitetskoordinator og fysikker om hvorvidt det vil have en betydning for vores målinger. Konklusionen har været, at det ikke vil have den store betydning, da vi ved vores optagelser skal bruge en forholdsvis lille indblænding og stråleviften dermed kun vil divergere i lille grad. Dette understøttes af en undersøgelse hvori det beskrives, at et raster fokuseret på 100 cm har en FFAtolerance på op til 30% (12).Vi fandt også forklaring på det i litteraturen, som siger, at et fokuseret raster, som røntgenafdelingerne primært benytter sig af, har løst problemet i forbindelse med en højere procentvis dæmpning af den perifere del af primær stråling, hvilket var problem med de parallelrastere. En forkert film fokus afstand (dvs. en afstand som afviger fra den rasteret er primært fokuseret på) vil ikke påvirke den centrale del af strålingsbundtet, men dæmpning vil gradvis forøges længere ud til kanterne pga. strålingens divergerende facon. Ved at bevæge rasteret under eksponeringen reducerer man også synligheden af lameller på billedet i form af linier (24 s , 10 s ). Vi vælger dermed at måle dosis og billedkvalitet med disse to typer raster, ligesom vi laver målinger uden raster (Vi bruger betegnelsen r=0 når der ikke anvendes raster). Vi holder FFA konstant under hele undersøgelsen og giver dermed alle vores målinger samme forhold. Som tidligere nævnt holder vi alle de variabler, som vi ikke vil undersøge konstante (indblænding, centrering, lejring, kassette, apparatur ) der kan påvirke vores undersøgelse (15 s ) Kritik af metode Vi er klar over, at vi baserer vores forsøg på det der svarer til en enkelt patient (Alderson ækvivalerer et menneske). Det optimale vil være at indsamle vores empiri ved undersøgelser på patienter, hvor vi vil få den naturlige variation i anatomi og patologi omkring columna cervicalis, men af etiske grunde, som vi tidligere har nævnt, er dette ikke forsvarligt. Til gengæld giver metoden med to fantomer en frihed til at lave forsøg med alle de parameteropsætninger som vi ønsker, uden at skulle tænke på risiko for patienten. Dette giver os, efter vores mening, den mest tydelige indikator for, i hvilket omfang vores forsøg vil give svar på vores problemformulering. Side 23 af 75

25 Hvis vi brugte patienter i vores forsøg eller fremstillede billeder i diagnostisk kvalitet ved hjælp af Aldersonfantomet, kunne vi vælge en anden metode til vurdering af billedkvaliteten, hvor vi involverer radiologer i vurderingen af vores billeder. Ulempen ved denne metode er at vurderingen vil være subjektiv og baseret på de lægefaglige diagnostiske kriterier. Til gengæld giver vores metode, med de to fantomer der ækvivalerer hinanden, mulighed for at måle dosis og sammenholde den med billedkvaliteten. Da vi benytter os af et fantom til måling af kontrast og rumlig opløsning anvender vi dermed en udbredt metode blandt radiografer til kvalitetssikring af billedkvaliteten på røntgenafdelingerne. De mulige fejlkilder som vi støder på under vores forsøg finder vi naturligt at præsentere i analyse- og diskussionsafsnit efter de præsenterede resultater (afs. 8.5). 7.0 Empiri I det følgende afsnit vil vi præsentere vores forsøgsopstilling og det apparatur som vi benytter til forsøget. Det er et krav til videnskabelige projekter, at man beskriver sit forsøg så andre kan gentage samme forsøg og under samme forhold få samme resultater (17 s.19-20). Vi vil efterfølgende præsentere vores resultater og sammenholde dem med teori i analysen og diskussion af empirien. Til sidst vil det føre os til den endelige konklusion. 7.1 Forsøgsopstilling og udførelse Vi udfører vores forsøg i et undersøgelsesrum der er udstyret med Philips Bucky Diagnost. Røntgenrøret er af typen SRO ROT 350 produceret i juni 2003 med en 9 mm anode og en anodevinkel på 13. Vi benytter os af vægstativ Bucky Diagnost Wall Stand, som er udstyret med et bevægeligt 140 cm fokuseret raster (r=12, N=36 l/cm) og herudover bruger vi også et raster (r=8, N=36 l/cm) til forsøgene. Lamellerne i begge rastere er lavet af bly (Pb), materialet i mellem lamellerne er fibre og overfladen er beklædt med carbonfibre. Rasteret med skaktforhold r=12 har en kontrast forøgelse faktor k=3.6 og en selektivitet på Σ = 6.4. Rasteret med skaktforhold r=8 har en k=2.0 og en selektivitet Σ= 4.3. Dosismålinger på Aldersonfantomet udfører vi ved hjælp af TLD-tabletter, som er fremstillet af LiF (lithiumfluorid), der har en tolerance på ± 5%. For at være sikre på, at tabletterne ikke modtager direkte stråling under målingerne, pga. tidligere nævnte Side 24 af 75

26 mellemrum mellem fantomets skiver, placerer vi de enkelte tabletter centralt i skive nummer 9. Det svarer til den anatomiske placering af isthmus thyroidea. I forhold til målingerne på både Alderson og Plexiglasfantomet sikre vi os en konstant centrering og indblænding ved at markere centreringen på Alderson svarende til Cartilago Cricoidea. Indblændingen holder vi fast dels ved hjælp af markeringer på vægstativet og dels ved hjælp af en hukommelsesfunktion på røntgenrøret. Indblænding er meget vigtigt parameter ved brug af AEC. En præcis (mindst mulig) indblænding vil også giver den bedste fornemmelse for ioniseringskammerets placering. Dog vil en indblænding der er for lille og skærer igennem ioniseringskammeret, får det til at operere som om undersøgte struktur er meget tæt, hvilket vil resultere i længere Figur 7. Lateral opstilling med alderson fantom eksponering og dermed et mørk billede (24 s.506). Fantomerne placeres med columna centralt placeret i målekammeret og efter bedst radiografaglig vurdering. I forbindelse med dosismålinger med de ønskede parameteropsætninger, nedskriver vi de nødvendige oplysninger i en resultatliste tilsendt fra SIS (Bilag 10). Ved de optagelser som vi foretager på vores plexiglasfantom i forbindelse med vurdering af billedkvaliteten, holder vi film-objekt afstanden (FOA) ved alle tre projektionsopstillinger konstant i forhold til målinger på Alderson. Det vil sige afstanden mellem columna cervicalis på Aldersonfantomet og afstanden til aluminiumspladen (der agerer columna) i plexiglasfantomet. Vores lgm-værdi skal også stemme overens ved de samme projektionsopstillinger med identiske parametre på de to fantomer. Billederne eksponeres på en 18x24 cm fosforplade (Barium fluorohalid bromid BaFBr aktiveret med Europium) med en matrix på 1514 x 2044 med en pixelstørrelse på 118 x 118 µm. Fosforpladen bruges i CR til at lagre energien fra de indkomne fotoner, til senere aflæsning i en reader (25 s.166). Gennem hele forløbet bruger vi den samme billedplade og efter hver eksponering slettes pladen en ekstra gang for at være sikre på, at fjerne resterne af det forrige latente billede Side 25 af 75

27 og på den måde have samme udgangspunkt for hver eksponering. Billederne bliver desuden aflæst i den samme reader efter hver eksponering (AGFA ADC Compact High Productivity CR Reader). Billedpladen bliver registreret under et bestemt nummer og arkiveret i PACS, så vi nemt kan finde dem frem senere i forbindelse med billedvurdering. For at eliminere fejlkilder fra vores side, skal vi under forsøget hver især varetage bestemte opgaver, for at sikre os at procedurerne bliver ensartet udført. Til vores billedkvalitetsvurdering vælger vi, udfra de kriterier vi har nævnt i metoden, tre radiografstuderende der er i praktik på afdelingen. De får vores vejledning (Bilag 4), ligesom de også bliver trænet og instrueret mundtligt. Billederne bliver efterfølgende vurderet på en Siemens SHD MPixel 21.3 High Bright Color Flat Panel Display under samme lysforhold for de tre respondenter. 7.2 Resultater Vi har valgt at præsentere vores resultater med både grafer og tabeller, hvilket vil give et større overblik over den indsamlede empiri, dog starter vi afsnittet med teoretisk gennemgang af de statistiske resultater Statistik Ved vurderingen af forholdsvis kontrast (K) og rummelig opløsning (RO), udfra billeder eksponeret på vores plexiglasfantom, viste der sig en mindre variation af de observerede værdier i vurderingsgruppen, som bestod af tre respondenter (bilag 11). Ved variation forstås forskelle på målelige egenskaber mellem genstande eller individer af samme art. De variationer som er opstået ved vurderingen af vores billeder skyldes, at forskellige personer har undersøgt de samme subjektive egenskaber og kommet til forskellige resultater. Efter konsultation med vores statistik vejleder, udførte vi med en computerprogram variansanalyse (ANOVA- Analysis of Variance). Programmet krævede, at vi tastede alle vores rådata ind, hvilket gav 90 forskellige sæt data (bilag11). Formålet med variansanalyse er at splitte observationerne op i komponenter repræsenterende de forskellige variabler som måtte påvirke dem. Det mundede ud i, at vi fik resultater for signifikans (p-værdi) for vurderinger af forholdsvis kontrast og rummelig opløsning, ligesom en p-værdi for dosisforskelle blev udregnet. Ud fra beregningerne kunne man se på effekten af de forskellige variabler og deres Side 26 af 75

28 betydning/hyppighed (F-frequency) for resultaterne. p-værdien giver svar på om forskellen, f.eks. mellem to behandlingsmetoder, kan være tilfældig (p>0,05) eller ikke tilfældig (p 0,05), når man tager de forskellige variabler i betragtning (22 s.30-31, 118). Ved en gennemgang af de statistiske beregninger kan man udlede, at dosis forskelle er signifikante i vores forsøg. Forskellige raster opstillinger har størst indvirkning på kontrast ved alle tre strålegang og der er en signifikant forskel (ikke tilfældig) p<0,05, om man benytter sig af raster r=12, r=8 eller ingen raster. kv er den anden variabel som har størst betydning for kontrast værdierne. Der er en signifikant forskel imellem de tre kv områder p= <0,05. Når man statistisk sammenligner AP med PA er der ingen signifikant forskel i forhold til kontrast, om man gør sin stråle gang AP eller PA. Ved vurdering af både kontrast og rummelig opløsning viser der sig ingen signifikant forskel imellem respondenternes vurdering p>0,05. Det viser sig også, at der ikke er en signifikant forskel p>0,05 i RO om man ændrer kv i de tre områder på forholdsvis 55, 60 og 66 kv. Til gengæld er der en signifikant forskel i forbindelse med RO (p 0,0001), om man foretager undersøgelse AP eller PA. Ved alle tre strålegang er der en signifikant forskel p 0,0001, om man bruger raster r=12, r=8 eller ingen raster Dosis En måling foretaget med en protokolbestemt parameteropsætning gældende for den røntgenafdeling hvor vi har valgt at udføre vores undersøgelse (Bilag 12), gav en absorberet organdosis (D) i thyroidea på 0,406 msv. Målingen blev foretaget på Aldersonfantomet med AP strålegang ved hjælp af to-punkts teknik med 60 kv, 20 mas og raster r=12. Efterfølgende udførte vi med de samme eksponeringsværdier en PA og LAT optagelse og her blev absorberet organdosis i thyroidea til henholdsvis 0,074 msv og 0,125 msv. Disse tre projektioner har vi efterfølgende brugt som referencer og sammenligningsgrundlag for de resultater vi har opnået med vores målinger foretaget med AEC ved forskellige kv og raster opsætninger. Side 27 af 75

29 0,3 0,25 0,2 dosis (msv) 0,15 0,1 0, kv 60 kv 66 kv AP r=12 0,252 0,199 0,166 AP r=8 0,184 0,183 0,154 AP r=0 0,104 0,079 0,07 PA r=12 0,045 0,043 0,038 PA r=8 0,04 0,038 0,035 PA r=0 0,015 0,015 0,014 LAT r=12 0,047 0,042 0,042 LAT r=8 0,046 0,033 0,033 LAT r=0 0,029 0,021 0,019 Figur 8. Dosis i forhold til de valgte parameter opsætninger med AEC. Reference dosis foretaget med afdelingsparametre gav ved AP D= 0,406 msv og ved PA D=,074 msv Figur 8 viser, at når vi foretager målinger med AEC og et raster med skaktforhold r=12 ved 55 kv vil dosis være 0,252 msv. Dosis falder til 0,184 msv når vi udskifter rasteret til et med r=8. Der opnås mere end en halvering af dosis ved helt at fjerne rasteret ved undersøgelsen. En PA strålegang ved samme parameteropsætning som tidligere nævnt for AP, vil følge samme tendens i fald af dosis ved forskellige rasteropsætninger med den betydelige forskel hvad angår dosis, når vi sammenligner PA med AP undersøgelser. Udfra figur 8 kan vi se et fald i dosis ved højere kv, så f.eks. en AP projektion med raster r=12 ved 55 kv giver en organdosis til thyroidea på 0,252, ved 60 kv 0,199 msv og ved 66 kv 0,166 msv. Tendensen holder ved alle andre parameteropsætninger med samme rastertype og strålegang, dvs. højere kv medfører Side 28 af 75

30 lavere dosis. LAT målingerne viser samme tendens Kontrast (K) Ved vurdering af billedet fremstillet med afdelingens protokol, der som sagt udgør vores reference, er der ved en AP projektion opnået en K på 0,7 mm i dybden. Ligeledes er der ved henholdsvis en PA og LAT projektion med tilsvarende parameteropsætning opnået en værdi for K på 0,7 mm i dybden. kontrast (dybde i mm) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, kv 60 kv 66 kv AP r=12 0,7 0,83 0,7 AP r=8 0,8 0,9 0,96 AP r=0 0,96 0,96 0,96 PA r=12 0,7 0,83 0,7 PA r=8 0,83 0,83 0,83 PA r=0 0,76 0,9 1 Figur 9. Kontrast for AP/ PA med AEC i forhold til udvalgte parametre (den laveste værdi er udtryk for den bedste kontrast). Referencen er K=0,7 dybde i mm. Figur 9 viser, at værdierne for AP og PA projektionerne foretaget med AEC tilnærmelsesvis giver den samme K. F.eks. vil en AP projektion med raster r=12 ved 55 kv give en K på 0,7 dybde i mm. Tilsvarende vil der ved en PA projektion med samme parameteropsætning opnås samme K. Man kan observere, at den bedste K ved PA og AP projektioner opnås med en raster r=12 ved alle tre kv områder, men en kontrast med raster r=8 bliver kun forringet i mindre grad i forhold til raster r=12. En eksponering ved 55 kv med raster r=12 giver Side 29 af 75

31 en K=0,7 dybde i mm og med r=8 en K=0,8 dybde i mm. Ved forøgelse af kv varierer kontrastværdierne fra 0,7 dybde i mm for den bedste til 0,96 dybde i mm for den dårligste og man kan observere, at kontrasten forbliver den samme eller forringes i lille grad for samme raster og projektionsopsætning. Ved en LAT optagelse varierer kontrastværdierne fra 0,7 til 0,9 mm i dybden (hvilket svarer til kontrastforskellen mellem to naboskiver i plexiglasfantomet). Forskellene er dermed relativt små og man kan ikke fastsætte en klar tendens, bortset fra at vi kan se at K forbliver nogenlunde konstant og at raster r=8 giver en mindre forbedring af kontrasten i forhold til raster r= ,9 0,8 0,7 Ko ntrast (dybde i mm) 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, LAT r=12 0,83 0,76 0,83 LAT r=8 0,7 0,7 0,7 LAT r=0 0,7 1 0,83 Figur 10. Kontrast for LAT med AEC i forhold til udvalgte parametre (den laveste værdi er udtryk for den bedste kontrast). Reference måling for LAT er 0,7 dybde i mm Rumlig opløsning (RO) Ved en AP projektion udført med afdelingens standardparametre, vurderes RO til 1.8 lp/mm. Ved en tilsvarende PA projektion falder RO til 1.46 lp/mm og ved LAT vil RO være lig med 1.33 lp/mm. Side 30 af 75

32 1,8 1,6 1,4 1,2 RO (lp/ mm) 1 0,8 0,6 0,4 0, kv 60 kv 66 kv AP r=12 1,6 1,6 1,66 AP r=8 1,53 1,6 1,6 AP r=0 1,4 1,26 1,4 PA r=12 1,4 1,4 1,4 PA r=8 1,2 1,4 1,4 PA r=0 1,26 1,2 1,1 Figur 11. RO for AP PA med AEC i forhold til udvalgte parametre I figur 11 kan man se at en AP projektion med raster r=12 udført med AEC giver en RO på omkring 1.6 lp/mm i alle tre kv-områder. Et raster r=8 giver en tilsvarende RO, hvorimod RO falder til ca. 1.4 lp/mm når der ikke bruges raster. En PA projektion vil til gengæld give en lavere RO sammenlignet med AP projektionerne i alle kv-områder og med alle rasterkombinationer. Også her kan man observere en forringelse af RO når der ikke bruges raster. Ved LAT optagelserne (figur12) giver en raster r=8 en lille forbedring i RO i forhold til raster r=12 og uden raster i alle tre kv-områder, f.eks. vil RO øges fra 1.2 til 1.4 lp/mm når man benytter raster r=8 i områderne 60 og 66 kv. Side 31 af 75

33 1,4 1,35 1,3 RO (lp/ mm) 1,25 1,2 1,15 1, LAT r=12 1,2 1,2 1,2 LAT r=8 1,3 1,4 1,4 LAT r=0 1,26 1,2 1,2 Figur 12. RO for LAT med AEC i forhold til udvalgte parametre. Reference måling for LAT er 1,33 lp/ mm Kontrolværdier mellem Alderson- og plexiglasfantom Vores første tre målinger, som vi benyttede til reference/sammenligningsgrundlag, udførte vi som sagt tidligere med afdelingens eksisterende protokol. Da disse målinger blev foretaget med to-punkts teknik, dvs. et fast mas produkt, kunne vi ikke benytte os af den værdi til at kontrollere ækvivalensen af de to anvendte fantomer. I stedet har vi gjort brug af den i metodeafsnittet omtalte lgm værdi, som vi også har lagt til grund for opbygningen af vores plexiglasfantom. Ved alle tre reference målinger var lgm værdierne ens for de to fantomer. Vi har i forbindelse med vores målinger registreret de mas værdier vi har opnået med AEC ved forskellige parameteropsætninger ved både dosismålinger på Aldersonfantomet og billedkvalitetsmålinger på plexiglasfantomet. Dette har vi gjort for at sikre os en ekstra gang, at vores to fantomer ækvivalerer med hinanden og at AEC en vil sørge for det nødvendige mas produkt opnås med de forskellige opsætninger. Vi har dermed også haft en fornemmelse for, i hvilken retning de forskellige parametre har indflydelse på mas værdierne. I nedenstående tabel ses forholdet mellem mas værdierne på de to fantomer ved samme parameteropsætninger. Side 32 af 75

34 Alderson Plexi AP 4 AP 6 AP 8 AP 10 AP 12 PA 14 PA 16 PA 18 PA 20 LAT 22 LAT 24 LAT 26 LAT 28 LAT 30 Projektion/ M ålings nr. Figur 13. mas i forhold til alderson- og plexiglas fantom Ud fra figur 13 kan man observere, at mas værdierne for AP og PA projektionerne stort set er identiske på henholdsvis Alderson- og plexiglasfantomet ved alle målinger. Lateral viser til gengæld en vis afvigelse ved de første to laterale målinger ved lav kv og med raster, men dette udlignes i højere grad ved højere kv. De forskelle der fremkommer ved de laterale optagelser kan skyldes, at formen af vores plexiglasfantom ikke svare helt over ens med Alderson i den laterale projektion. Vi vil belyse dette nærmere i vores analyse og diskussions (afs. 8.5) 8.0 Analyse og diskussion Vi har i vores forsøg benyttet os af AEC, for at se om man ved hjælp af denne teknik kan opnå en dosisreduktion uden at gå på kompromis med billedkvaliteten i forhold til de på afdelingen anvendte protokoller der benytter to-punkts teknik. De resultater vi kom frem til ved vores målinger, sammenligner vi både indbyrdes ved at se på tendenser, ligesom vi sammenholder dem med referencemålinger, som er udført efter røntgenafdelingens protokoller. 8.1 Dosis - en diskussion Vores resultater viser en signifikant dosisreduktion i absorberet organdosis til thyroidea ved at gøre strålegangen PA i stedet for AP. Dette kan forklares med thyroideas Side 33 af 75

35 anatomiske placering anteriort i forhold til columna cervicalis beliggende mellem cartilago thyroidea og incisura jugularis (26 s.73). Dermed vil en AP strålegang udsætte thyroidea for næsten direkte stråling, da der er væsentligt mindre væv for strålingen at passere igennem i forhold til en PA strålegang. Ved en PA projektion vil fotonerne blive svækket af columna cervicalis og det omkringliggende væv og dermed vil der blive afsat mindre dosis i thyroidea (24 s.210). Vores resultater viser, at ved at gøre strålegangen PA vil det medføre en reduktion i absorberet dosis til thyroidea, som vil have en betydning for effektiv dosis, idet at thyroidea har en relativ høj vævvægtningsfaktor på 0,05 (5% af samlet helkropsdosis). Vævsvægtfaktorerne (w t ) er defineret som forholdet mellem risikoen for en senskadevirkning i det enkelte organ (r t ) og summen af alle (hele kroppen) organers risiko for senskade (23 s.22). Thyroideas høje vægtningsfaktor skyldes dennes vigtige endokrinologiske funktion. Glandula thyroidea syntetiserer, oplagrer og udskiller de jodholdige thyroideahormoner, som har betydning for normal vækst og udvikling, samt for en række homeostatiske funktioner inklusiv varme- og energiproduktion (26 s.74) En dosisreduktion vil mindske risikoen for den skadelige biologiske virkning af ioniserende stråling i forbindelse med columna cervicalis undersøgelse, i det virkningen beror på en generel forstyrrelse af cellens fint afbalancerede biologiske ligevægt. Som sagt tidligere er der kun to afdelinger på Sjælland og Lolland Falster som har PA som standard projektion. Hospital Modalitet Orbix/ Vægstativ AEC Ja/Nej kv mas FFA (m) Raster Ja/Nej Raster type AP/PA 1 Film/folie Speed400 2 Film/folie Speed400 Satella Nej m Ja r =8 PA parallelt Orbix Ja ,3m Nej PA Figur 14. Viser to hospitaler, som udfører undersøgelse af columna cervicalis PA. Alle andre hospitaler på Sjælland og Lolland Falster gør det AP, bortset fra den ene, hvor valget af strålegang er overladt til radiografen (bilag 1). Vores resultater tyder på, at disse to afdelinger sparer patienterne for dosis i forhold til hospitaler der benytter sig af AP strålegang til columna cervicalis undersøgelser. Vigtigheden af en dosisreduktion understreges af, at dette vil bidrage til en nedsat risiko Side 34 af 75

36 for stokastiske skader, som er karakteriseret ved, at de først optræder lang tid efter bestrålingen. Sandsynligheden for, at en stokastisk skade vil vise sig en gang i fremtiden, vokser med strålingsdosens størrelse, hvorimod alvorligheden af skaden (hvis den viser sig) er uafhængig af dosens størrelse. Der er desuden ikke nogen tærskeldosis, hvorunder skaden ikke kan optræde. Den skadelige stokastiske virkning af ioniserende stråling skyldes bl.a. multiplikationen af skadede celler, der bliver utilstrækkeligt kontrolleret af de normale biologiske processer med cancerceller som resultat (27 s.342 & 23 s.43). Da stråledosens størrelse som nævnt øger risikoen for en stokastisk skade, betyder det, set ud fra vores resultater, at man ved en PA projektion ved columna cervicalis undersøgelser mindsker sandsynligheden for en induceret cancer i forhold til en AP strålegang. Vores resultater er i overensstemmelse med den konklusion, som studerende fra Odense kom frem til i deres Bachelor projekt (5), at dosis reduceres, når man har organer med de højeste vævvægningsfaktorer væk fra strålekilden i forbindelse med columna lumbalis laterale undersøgelse. Dette understøttes også af litteraturen, som siger at strålefølsomme organer skal placeres tættest på filmen (24 s.210). Ligeledes vil en PA projektion ifølge vores resultater kunne medføre en signifikant reduktion i organ dosis på op til fem gange og dermed mindskes risikoen for stokastiske skader. Vores målinger viser, at en forøgelse af kv ved brug af AEC vil reducere organdosis til thyroidea. Det stemmer også overens med det vi ved fra teorien, at en forøgelse af kv, uden at kompensere for andre faktorer, vil give en højere strålingsdosis til patienten. Hvis man til gengæld kompensere en forøgelse af kv ved samtidig at formindske sin mas produkt, er en signifikant dosisreduktion opnåelig. En forøget kv vil resultere i mindre procentdel af de bløde (lavenergetiske) fotoner, som bliver absorberet i vævet og forøger dosis til patienten, men ikke bidrager til billeddannelsen (24 s. 212). Vores resultater svarer til dem der er påvist i en fantomundersøgelse (11), der viser en dosisreduktion med % ved brug af højere kv-områder ved columna lumbalis undersøgelser. Tendensen, at højere kv reducerer dosis i vores undersøgelse kan ses på nedenstående graf (Figur 15) og den er tydeligst ved målinger udført AP med raster r=12, hvor vi opnår en dosisreduktion på ca. 50% ved at gå fra 55 til 66 kv. Ved PA og LAT med raster r=12 er denne reduktion på ca. 20%. Side 35 af 75

37 0,3 0,25 Dosis (msv) 0,2 0,15 0,1 AP r=12 PA r=12 LAT r=12 0, kv Figur 15. Grafen viser dosis reduktion ved højere kv for raster r=12 ved AP,PA og LAT Dosisreduktionen ved øgning af kv kan forklares ved, at AEC er programmeret til at regulere eksponeringstider og sørger for en passende middelsværtning ved at afbryde eksponeringen i det øjeblik den nødvendige dosis har nået filmen. AEC virker ved hjælp af ioniseringskamre (1-3), der består af to elektrisk ladet parallelle plader med en spændingsforskel imellem placeret i et luftfyldt rum. Røntgenstrålingen ioniserer luftatomerne på sin vej, som så bliver elektrisk ledende. Der vil gå strøm af ioner fra den ene til den anden plade og den vil resultere i opladning eller afladning af kondensatorer i måleenheden. Ved at variere værdien for opladning eller afladning af kondensatorer, bestemmer man, hvornår elektriske kredsløb vil åbne for højspændingsafbryderen og dermed bestemme sværtningen af filmen (10 s.137). Som tidligere nævnt vil en forhøjet kv resultere i mere gennemtrængelige fotoner og dermed vil man kunne opnå den samme sværtning med færre fotoner (mindre mas), hvilket vil resultere i en dosis reduktion. Sammenligner vi vores målinger udført med AEC med referencen (udført med to-punkts teknik), er AEC klart at foretrække hvad angår en dosisreduktion. Vores målinger viser, at når man udskifter et raster med skaktforholdet r=12 til et med r=8 vil der ske en signifikant dosisreduktion. Ved helt at fjerne rasteret vil dosis falde betydeligt. Et raster er som bekendt et effektivt middel til reduktion af den spredte Side 36 af 75

38 stråling for at forøge kontrasten i billedet, men et raster vil også øge dosis til patienten afhængig af rasterets egenskaber som skaktforhold og antal af lameller/mm. Det er i overensstemmelse med vores resultater, som viser, at raster med r=8 er mere strålehygiejnisk end det med r=12. 0,3 0,25 Dosis (msv) 0,2 0,15 0,1 AP PA LAT 0,05 0 r=12 r=8 r=0 Raster Ratio (r) Figur 16. Dosis reduktion ved 55kV for AP,PA og LAT med forskellige raster ratio Udover at dæmpe den spredte stråling, dæmper rasteret også en del af den primære stråling. Højere dæmpning af primærstrålingen vil resultere i en forøgelse af dosis til patienten, idet vi skal kompensere for tab i intensiteten ved at regulere vores eksponeringstider ved at forøge mas. Hvor stor en ændring af mas produktet er nødvendig ved brug af raster, kan regnes som funktion af Grid Conversion Faktor (GCF). GCF = mas med raster / mas uden raster. GCF vil stiger med højere kv og rasterratio (r) (24 s. 272). Figur 17. Grid conversion factor (Raster konverterings faktor) (24 s. 272) mas-produktet som har direkte indflydelse på dosis, reguleres i vores forsøg af AEC en. Udfra den præsenterede teori kan vi beregne og kontrollere, om mas bliver reguleret som teorien foreskriver og på den måde fastslå, om teorien kan omsættes til Side 37 af 75

39 praksis. Det vil også vise om vores resultater er korrekte. Her vises et eksempel, hvor vi har en AP måling med AEC på 60 kv med raster r=8 som har givet 8,88 mas. Tilsvarende måling med samme parametre, men med raster r=12, har ved vores målinger givet 9,95 mas. I tabellen (figur 17) kan man aflæse GCF for rasterne med skaktforhold r=8 og r=12. Ved at indsætte mas-værdien for raster med r=12 kan man beregne mas-produktet for raster med r=12. 8,88mAs x = 3,75 x = 11,2mAs 4,75 Med samme udregning for PA får vi mas-produktet for raster med r=12 til at være 12,5, hvor AEC en har givet 11 mas i vores måling. Dette viser, at der er en marginal forskel mellem de beregnede og de målte mas-værdier på ca. 1½ mas. Den marginale forskel kan skyldes manglende finjustering af AEC en eller det som vi tror vil have den største betydning for udregningen at GCF-tabellen er lavet på baggrund af kliniske tests på pelvis og kranie og er tilnærmede værdier (24 s.272). Rasteret er karakteriseret ved to faktorer: - raster ratio r = h/d (hvor h er lamelhøjden og D er afstanden mellem lameller) - antal af lameller pr. centimeter. Disse er direkte afhængige af hinanden. En formindskelse af afstanden imellem lamellerne, for at øge antal af lameller pr. centimeter, vil ændre r, medmindre h (lamel højden) bliver reduceret. Begge raster i forsøget er med 36 lameller pr. cm., dvs. at deres raster ratio ændres med forskellige h. Normalt varierer ratio fra 8:1 til 16:1 og det anbefales, at et 8:1 raster bruges ved eksponeringer under 85 kv og en 10:1 eller 12:1 benyttes ved eksponeringer over 85 kv (ved forøgelsen af kv vil Compton effekten være mere udtalt og dermed dannelse af spredt stråling) (10 s.124). Det var vores hensigt at undersøge denne anbefaling og benytte os af raster r=8 i stedet for r=12, som benyttes som standard på pågældende afdeling ved undesøgelser af columna cervicalis. Udfra vores forsøg kan man tydeligt se, at et raster med skaktforholdet r=8 er mere strålehygiejnisk ved både AP, PA og LAT. 8.2 Kontrast en diskussion Referencemålingen foretaget med afdelingens standard protokol har givet en kontrast på 0,7 mm i dybden ved AP med 60 kv og 20 mas. De tilsvarende PA og LAT målinger Side 38 af 75

40 gav samme resultat. Målinger foretaget med AEC en viser, at en eksponering med 55 kv og 66kV og raster med r=12 giver en tilsvarende god kontrast ved AP og PA (figur 9). Ændring af strålingens gennemtrængningsevne gør kv til den primære faktor som har betydning for kontrastforskelle i et røntgenbillede. Grundet stoffers forskellige absorptionskoefficienter opstår der kontrast i billedet og forholdet mellem absorptionskoefficienter og kilovolt kan bedst illustreres via nedenstående figur (Figur 18). Figuren viser at differencen mellem to vævsabsorptionskoefficienter er større ved lav kilovolt end høj kilovolt og dermed i større grad udligner kontrast i billedet (10 s.115). Figur 18. Variation i absorptions koefficient med foton energi for muskel( ) og knogle( ). Vores indsamlede resultater, i forbindelse med kontrastvurdering på plexiglasfantomet af vores respondentgruppe viser, at kontrasten enten forringes eller forbliver den samme ved forøgelsen af kv. At der ikke er større forskelle skyldes muligvis at 55 og 66kV ligger tæt på hinanden på absorption-kv kurven og dermed er kontrastforskellene marginale (figur 18). Man kan konstatere, at kontrasten forringes en anelse når man går fra raster med r=12 til raster med r=8 ved AP og PA strålegang. Dermed er det et spørgsmål om, hvorvidt den forringelse af kontrasten vil have en betydning ved den endelige diagnostik, når man samtidig ved, at et raster med r=8 er mere strålehygiejnisk. De målinger vi har foretaget uden raster, viser en betydelig forringelse af kontrasten, hvilket også stemmer med teorien som siger, at et raster er et effektivt middel til reduktion af den spredte stråling (24 s.266). Det skal dog sættes op imod, at målinger har vist, at der er en væsentlig dosisbesparelse at hente hvis man kan undvære det. En forøgelse af kontrasten med raster i forhold til ikke raster, kan matematisk skrives som funktionen k (kontrast forøgelse faktor), hvor Side 39 af 75

41 k = kontrast med raster / kontrast uden raster. k varierer normalt fra 2 til op til 4, hvilket betyder, at kontrast er så mange gange bedre med raster end uden. En højere k værdi opnås ved at øge antallet af lameller pr. centimeter, men dette er ikke uden omkostninger. Flere lameller pr. centimeter bevirker, at en højere procentdel af den primærstråling vil blive dæmpet. Denne dæmpning er givet som d/d+d, hvor d er lameltykkelsen og D er afstand imellem to lameller (10 s.123). Figur 19. Raster geometri (10 s.123). De oplysninger som vi har angående k-værdier for de to rastere vi benytter os af, er at rasteret med r=12 har en k-værdi på 3,6 og rasteret med r=8 har en k-værdi på 2,9. Som sagt peger vores resultater i retning af, at der ved brug af et raster med r=12 opnås en marginal forbedring af kontrasten ved AP og PA projektioner i forhold til brug af raster med r=8. LAT målingerne viser til gengæld den omvendte tendens, at et raster med r=8 giver bedre kontrast i forhold til r=12. Denne afvigelse i forhold til den tidligere præsenterede teori gør, at vi må forholde os kritisk til resultater for LAT projektioner. En mulig årsag til denne afvigelse kan skyldes flere faktorer. For det første er billedvurderingen subjektiv og den vil afhænge af respondenter. Da disse afvigelser i forvejen er marginale (0,1 mm er mindre end forskellen mellem to naboskiver i plexiglasfantomet), kan de skyldes små forskelle ved den visuelle vurderingen. Hvis en respondent vurderer kontrasten i et billede til K=0,7 mm i dybden og to andre ser naboskiven i stedet, som har en værdi på K=0,9 mm i dybden, får man gennemsnitlig vurdering til at svare til et sted mellem de to skiver (K=8.3 mm i dybden). Vi er i litteraturen også stødt på den mulige forklaring, at et raster med r=8 anbefales ved eksponeringer under 85 kv, som vi også benytter os af og et raster med r=12 til eksponeringer over 85 kv (10 s.124). Jo højere kv, jo mere fremadrettet bliver Side 40 af 75

42 de compton- spredte fotoner og dermed vil der være flere af dem som tilfældigt sværter filmen. Ved at eksponere med lavere kv vil den indkomne foton have lavere kinetisk energi og dermed vil den blive mere afbøjet ved vekselvirkningen med atomets valenselektron. Ved samtidig at have flyttet objektet længere væk fra filmen, vil en mindre procentdel af disse compton fotoner ramme filmen og flere vil ramme forbi (24 s ). Det kan være, at det naturlige airgab der opstår ved lateral projektion af columna cervicalis er stort nok til at fjerne spredt stråling i en grad, at den ikke har betydning for billeddannelsen. Denne teknik nævnes også i litteraturen som en enkelt mulighed til forøgelse af kontrast (24 s.276). 8.3 Rummelig opløsning en diskussion Referencemålingerne i forhold til rumlig opløsning vurderet udfra liniepar/mm i vores plexiglasfantom ved en AP projektion giver en RO på 1,8 liniepar/mm. En tilsvarende PA projektion giver en RO 1,47 liniepar/mm og en LAT projektion resulterer i 1,34 liniepar/mm. Vi ved fra teorien, at jo større objekt film afstand (OFA) der er til en given optagelse jo større vil den geometriske uskarphed også være. I vores forsøgsopstilling har denne geometriske uskarphed en hvis effekt, da det er columna cervicalis der betragtes og denne flyttes væk fra filmen ved at ændre strålegangen fra AP til PA (større OFA) (10 s ). Dette har effekt på billedet i form af forstørrelsesfaktoren (FF), da man ved øget OFA og derved mindsket film fokus afstand (FFA) opnår et forstørret og samtidigt mere forvrænget billedet. Man kan med en simpel udregning beregne denne forstørrelses faktor FF = FFA/OFA (24 s ). Dette kan til dels forklare den gennemgående forringelse i RO for PA i forhold til AP i vores projekt. PA ligger i gennemsnit 14% lavere i vurderingen af RO i forhold til en AP undersøgelse, også når man kigger på vurdering af billeder foretaget med AEC ved alle parameteropsætninger (figur11). RO ændres ikke signifikant ved ændringer i kv ved vores forsøg. Vi ved fra teorien at en ændring i mas produktet er proportional med sværtningen i billedet, hvorimod dette er ikke tilfælde med kv. Der er lavet flere undersøgelser med det formål at belyse sammenhæng imellem sværtningen og forøgelsen af kv. Det har resulteret i den såkaldte 15 % regel, som siger, at en forøgelse af kv med 15 % vil resultere i en Side 41 af 75

43 fordobling af sværtningen, hvilket svarer til en fordobling af mas produktet. Det modsatte er også gældende (24 s ). Men når vi benytter AEC, er den programmeret til automatisk at regulere masproduktet udfra den forudindstillede kv og ønskede sværtning. Når en passende billedsværtning opnås vil eksponeringen blive afbrudt (10 s.137). Når vi øger vores kv, har vi som tidligere nævnt, øget røntgenbundets fotonenergisammensætning (hårdere stråling) og dette vil gøre, at der skal produceres færre fotoner i røntgenrøret for at opnå den samme sværtning på filmen. Dette skyldes, at der bliver absorberet og svækket færre fotoner i vævet, hvilket vil, som tidligere nævnt, give mindre dosis til patienten. Ved AP og PA strålegang bliver RO signifikant forringet, når man udskifter raster r=12 med raster r=8 og hvis man helt udelader raster, sker der en yderligere forringelse. Vi ved, at vores benyttede raster med r=12 har en selektivitet (Σ) på 6.4 og rasteret med r=8 har en Σ på 4.3. Rasteret som absorbere større procent af spredt stråling end primærstråling betegnes at have større grad af selektivitet (Σ). Σ = % transmission af primær stråling / % transmission af sekundærstråling Jo bedre rasteret er til at fjerne spredt stråling og dæmpe mindre primærstråling, jo større selektivitet har det (24 s.272). Det kan hermed konstateres, at der ved AP og PA strålegang med den højere selektivitetsfaktor for raster med r=12, er en signifikant forbedring af RO i forhold til raster med r=8 og uden raster. Ligesom ved vurdering af kontrast ved LAT optagelser, viser det sig, at et raster r=8 giver en signifikant forbedring af RO i forhold til raster r=12. Denne afvigelse har vi prøvet at finde en mulig årsag til i forrige afsnit om kontrast (afsnit 8.2). 8.4 Fælles Diskussion Ved vores målinger foretaget med AEC, viser det sig, at AEC en giver en signifikant reduktion i organdosis til thyroidea ved både AP, PA og LAT (figur 8), og med visse parameteropsætninger bevares billedkvaliteten i forhold til referencemålinger foretaget med afdelingens standardprotokoller for columna cervicalis undersøgelser. Når man sammenligner PA og AP undersøgelser i hvilken som helst sammenhæng, viser det sig, at man ved PA opnår en signifikant dosisreduktion. Billedkvalitetsmæssigt viser det sig med signifikans, at kontrasten forbliver uændret i mellem AP og PA strålegang ved samme parameteropsætning, når der bruges AEC. Side 42 af 75

44 Når vi sammenligner AEC målinger med referencemålingerne, kan vi observere at vi får den samme kontrast (0,7 mm i dybden) ved at benytte os af AEC ved AP og PA med raster r=12 ved 55 og 66 kv, som med afdelingens standard projektion med 60 kv og 20mAs og raster r=12. Det skal igen understreges, at der vil være en signifikant dosis reduktion ved brug af AEC, samt en yderligere dosis besparelse ved PA strålegang. En mindre signifikant forringelse af kontrasten er til at observere når man går over til raster r=8 og til 60 kv ved AP og PA strålegang, så spørgsmålet er om dosisbesparelsen kan opveje denne forringelse af kontrast. Ved LAT strålegang viser det sig, at kontrasten forbliver stort set uændret ved højere kv og en lille forbedring af kontrasten sker med et raster r=8. Med raster r=8 opnås der ens værdi for kontrast (0,7 mm i dybden) i alle tre kv områder ved AEC, hvilket svarer til kontrasten ved referencemålingen. RO falder fra 1,8 lp/mm ved AP (med afdelingens standard projektion) til 1,47 lp/mm ved PA foretaget med samme parameteropsætning. Ved målinger med AEC er det også en gennemgående tendens, at RO er signifikant bedre ved AP end ved PA strålegang (ca. 0,2 lp/mm, som svarer til forskellen i to nabo måleregioner i plexiglasfantomet). Vi kan konstatere, at den bedste RO (1,66 lp/mm) vi kunne opnå med AEC, er foretaget med raster r=12 ved 66 kv. Sammenligner vi det med vores AP referencemåling, som giver en RO på 1,8 lp/mm, er det en minimal forskel. Den bedste RO med PA strålegang har værdi på 1.4 lp/mm. Når man ved, at der med en PA strålegang opnås en væsentlig dosisreduktion og kontrasten samtidig bibeholdes, rejser spørgsmålet sig, om disse fordele kan opveje tabet i RO som er på 0,4 lp/mm. RO ved LAT optagelser viser samme tendens som ved vurdering af kontrast, dvs. at RO med signifikans bliver forbedret med et raster r=8. Forsøget har vist, at kv generelt ikke har en signifikant betydning (p>0,05) i forhold til RO, hvad enten det er PA, AP eller LAT optagelser. 8.5 Fejlkilder Vi har i gennem vores projekt erfaret flere mulige fejlkilder, der kan have betydning for vores resultater. I forbindelse med forsøget, har vi konstateret, at lgm-værdien har været den samme for de to benyttede fantomer, ved samme parameteropstilling. Dog var lgmværdien generelt lavere ved målinger foretaget med AEC, i forhold til de Side 43 af 75

45 referencemålinger vi foretog med to-punkts teknik. Vi har drøftet problematikken med afdelingens fysiker, ligesom vi i vores gennemgang af litteraturen har fundet mulige årsager til det. Først og fremmest har vi fundet ud af, at afdelingens to arbejdsstationer var i uoverensstemmelse med hinanden, hvor arbejdsstationen, hvor vi har udført vores forsøg, har vist en gennemgående tendens til at have en lavere lgm værdi på 0,12. Det betyder så, at hvis vores billeder var blevet aflæst på den anden arbejdsstation, ville de have haft en højere lgm-værdi. Det kan muligvis forklares med fejl ved laseren i readeren. Til aflæsning af det latente billede anvendes en laser, der skanner på tværs af fosforpladen. Derved stimuleres den fangede energi i pladen og der frigives synligt lys, som resultat af dette. Lyset opfanges efterfølgende af fiber optik, der leder det hen til en fotomultiplier. Dette signal bliver derefter konverteret til et digitalt signal der kan fremstilles på en computer eller printes ud som et røntgenbillede. Billedpladen bliver efterfølgende udsat for kraftigt lys, der fjerner de sidste rester af det latente billede i pladen (25 s.166). Man kan forestille sig, at laseren i vores benyttede reader er blevet svækket med tiden eller på grund af manglende service, ikke er justeret optimalt, hvilket har givet generelt dårligere tal for sensitivitet, lgm og dermed også en mulig forringelse af billedkvaliteten. Ved Laterale undersøgelser udført med AEC, viste det sig, at vores to fantomer ikke gav den samme mas værdi (figur 13), især ved målinger med raster r=12 og r=8 ved 55 kv. Når man ser på grafen kan man konstatere, at ved AP og PA målinger følger de to mas værdier meget tæt hinanden. Det betyder at plexiglas fantomet i høj grad var egnet til målinger ved AP og PA opstillinger grundet den højere grad af ækvivalens imellem de to fantomer. Afvigelsen i mas imellem de to fantomer ved LAT kan skyldes flere mulige årsager. Ved den laterale projektion var plexiglasfantomet ikke forsynet med det der svarede til skulderen på Alderson fantomet. Hvis skulderen dermed delvist dækkede målekammeret, grundet forøgelsen i vævstykkelsen, ville det trække mere i mas for at opnå den samme sværtning sammenlignet med plexiglas fantomet, som ikke havde variation i tykkelsen. En LAT opstilling på Aldersonfantomet ville give den anatomisk korrekte lordose, hvilket har betydning for hvordan og i hvilken grad columna cervicalis dækker målekammeret. Vi ved fra teorien, at AEC kun kan sikre en nødvendig sværtning, hvis vi som radiografer har sørget for en præcis lejring af patienten og korrekt valg af det Side 44 af 75

46 aktive ioniseringskammer. Den undersøgte anatomiske struktur skal være placeret direkte foran ioniseringskammeret ellers risikerer vi at få en forkert eksponering i billedet (24 s.505). På plexiglasfantomet udgjordes columna cervicalis af et lige stykke aluminiumsplade, som også visuelt præcist kunne placeres foran målekammeret. På den anden side havde Alderson fantomet den naturlige lordose og lejringen blev foretaget efter den bedste radiografiske vurdering. Det skal dog understreges, at dette ikke havde betydning for at se på forskellene i billedkvaliteten i mellem referencemålingerne og målingerne foretaget med AEC, da alle billedmålinger blev udført under samme forhold. Det betyder, at det muligvis var en gennemgående fejl der gjaldt for alle LAT målinger. 9.0 Konklusion På baggrund af vores arbejde med dette projekt og vores forsøg på at optimere bestemte parametre, har vi erfaret hvor stor en kompleksitet der ligger i at reducere dosis uden at påvirke billedkvaliteten ved columna cervicalis undersøgelser. Vi har arbejdet med optimering af parametrene nævnt i vores problemformulering i forbindelse med columna cervicalis undersøgelser ved at udføre et eksperiment, som har været baseret på målinger på to fantomer. Vi har opstillet 30 forskellige parameteropsætninger, hvor de første 3 er udført med afdelingens standard parametre (reference målinger) og de resterende 27 er udført på CR med AEC. Absorberet dosis i thyroidea er blevet målt ved hjælp af TLD-tabletter på et Aldersonfantom ækvivalerende et menneske. Billedkvaliteten er efterfølgende blevet vurderet af tre respondenter på billeder eksponeret på et selvopbygget plexiglasfantom, der ækvivalerer Aldersonfantomet. På baggrund af vores projekt kan vi konkludere, at man med fordel kan benytte sig af AEC ved columna cervicalis undersøgelser, idet vi har opnået en signifikant dosisreduktion ved både AP, PA og LAT strålegang, hvor det har været muligt at bevare billedkvaliteten ved visse parameteropsætninger i forhold til den pågældende afdelings benyttede to punkts teknik. Den optimerede parameteropsætning, udført med AEC, der i vores projekt bedst kan matche billedkvaliteten på eksponeringer udført med afdelingens standartprotokol er en AP strålegang udført med AEC ved 66 kv og med et raster med skaktforholdet r=12. Ved denne parameteropsætning er absorberet dosis i thyroidea blevet signifikant Side 45 af 75

47 reduceret med ca. 60 %, hvor kontrasten er bevaret men hvor der er en mindre forringelse af den rumlige opløsning på ca. 8 %. Når vi optimerer strålegangen og foretager en PA projektion i stedet for AP med AEC, 66 kv og raster med skaktforhold r=12, opnår vi en signifikant reduktion i absorberet dosis på ca. 90 %. Med denne parameteropsætning opnås den samme kontrast, men med en forringelse på 22 % i rumlig opløsning i forhold til afdelingens protokol som vi bruger som reference. Vores projekt viser, at vi kan optimere kv ved at forøge den fra 55 til 66 kv ved både AP, PA og LAT strålegang, da der er signifikant dosis reduktion at opnå, samtidigt med at billedkvaliteten i høj grad bevares. Ved AP/PA projektion opnås der en signifikant forbedring af kontrasten og RO ved raster r=12 i forhold til raster r=8, dog er den forskel minimal (ca. 0,2mm i dybden, hvilket svarer til ca. 11 %). En større forringelse forekommer når man sammenligner raster r=12 mod r=0. Den optimerede parameteropsætning for en LAT projektion, udført med AEC, der i vores projekt bedst kan matche billedkvaliteten på eksponeringen udført med afdelingens standartprotokol er foretaget med 66 kv og et raster med skaktforhold r=8. Ved disse parametre opnås der en signifikant reduktion i absorberet dosis på 74 %, hvor kontrasten forbliver den samme og rumlig opløsning bliver signifikant forbedret med 5 %. Vores projekt viser, at hvis man benytter sig af et raster r=8 ved laterale optagelser, så bevarer man både kontrasten og RO i alle kv områderne og opnår en signifikant dosis reduktion i forhold til reference målingen. Dog skal dette tages med forbehold på baggrund af de mulige fejlkilder der ligger i opbygningen af vores fantom til lateral strålegang (se fejlkilder 8.5) Perspektivering Formålet med vores projekt har været at optimere parametrene kv, AP/PA/LAT strålegang og raster/ikke raster i forbindelse med columna cervicalis undersøgelse, for at opnå en reduktion i dosis til patienten, men stadig bevare en tilstrækkelig billedkvalitet. Vi mener, det er lykkedes os at optimere parametrene således, at vi har opnået en signifikant dosisreduktion med bevarelse af tilstrækkelig billedkvalitet. Dermed håber vi, at resultatet af vores projekt først og fremmest vil være til glæde for den afdeling, hvor forsøgene er blevet udført og andre afdelinger der benytter CR. Dog vil alle andre afdelinger kunne benytte vores projekt som et fundament til yderligere fordybelse i emnet, da det viser flere tendenser i retning af dosisreduktion i forhold til Side 46 af 75

48 de undersøgte parametre og deres indbyrdes interaktion. Vores forsøg har været baseret på fantomer og dermed vil et fremtidigt perspektiv være, at radiografer og radiologer i fællesskab undersøger de i konklusionen anbefalede parametre ved inddragelse af patienter, før den endelige implementering. Især PA strålegangen er en oplagt parameter, at følge op på, da den væsentlige dosisbesparelse i forhold til AP måske kan opveje den i vores projekt viste mindre forringelse af RO. På baggrund af de erfaringer vi har gjort os i forbindelse med opbygningen af et fantom, har der vist sig et stort behov for et fantom der ækvivalerer et menneske og som samtidig kan bruges til vurdering af kontrast og rumlig opløsning. Vi håber, at vores projekt vil inspirere andre til at videreudvikle et fantom, der nemt kan tilpasses flere formål og benyttes i radiograffaglige projekter. Side 47 af 75

49 11.0 Litteraturliste 1. Sundhedsstyrelsens bekendtgørelse nr. 823 af 31. oktober (6b) Carmichael JHE et al. European Guidelines on Quality Criteria for Diagnostic Radiographic Images 1996, 1626EN 3. (2b) Greenspan A Orthopedic Imaging Lippincott Williams & Wilkins 2004 Fourth Edition 4. (3b) Swallow RA et al. Clark s Positioning in Radiography Eleventh edition Butterworth Heinemann Ltd 1986, Reprinted Lateral Columna Lumbalis på den rette måde Tilgængelig: 6. Ludwig K, Ahlers K, et al,lumbar spine Radiography:Flat-panel Detectoer versus Screen Film and Storage-Phosphor Systems in Monkeys as a Pediatric Model [Online: ] Tilgænglig: 7. Karl Ludwig, MD, Kathrin Ahlers, BS, Dag Wormanns, MD, Michael Freund, MD, Thomas M. Bernhardt, MD et al. Routine Skeleton Radiography Using a Flat-Panel Detector: Image Quality and Clinical Acceptance at 50% Dose Reduction [Online: ] Tilgængelig: &dopt=Abstract 8. Bekendtgørelse om medicinske røntgenanlæg til undersøgelse af patienter (Bekendtgørelsen nr. 975 af 16. december 1998) Sundhedsstyrelsen 9. G McVey, D.Phil 1, M Sandborg, PhD 2, D R Dance, PhD, FIPEM 1 and G Alm Carlsson, PhD, FInstP 2, A study and optimization of lumbar spine X-ray imaging systems [Online: ] Tilgængelig: (5b) Dendy PP et al. Physics for Diagnostic Radiology IOP Publishing Ltd and Individual Contributors Second Edition Side 48 af 75

50 11. Axelsson B, Petersen U, Wiltz HJ. Digital skeletal radiography. Reduction of absorbed dose by adaptation of exposure factors and image processing [Online: ] Tilgængelig: &dopt=Abstract 12. P. C. Brennan *, S. McDonnell and D. O'Leary, Increasing film-focus distance (ffd) reduces radiation dose for x-ray examinations [Online: ] Tilgængelig: Martin CJ, Sharp PF, Sutton DG. Measurement of image quality in diagnostic radiology.1999[online: ] Tilgængelig: &dopt=Abstract 14. (8b) Larsen AS, Vejleskov H Videnskab og forskning 1. udgave, 1. oplag - Gads forlag (7b) Kruse E Kvantitative forskningsmetoder i psykologi og tilgrænsende fag 16. (10b) Dalland O. Pedagogiske utfordringer for helse- og sosialarbeidere. 1. udgave 1999, 2. oplag Oslo: Gyldendal Norsk Forlag A/S (9b) Mainz J, Kjærgaard J, Jørgensen T, Willaing I. Kvalitetsudvikling i sundhedsvæsenet. 1. udgave, 2. oplag. København: munksgaard Danmark FCR (Fuji Computer Radiography) - General Description of Image Processing - Fujifilm Jason Oakley, Digital imaging : a primer for radiograhers, radiologists and healthcare professionals London : Greenwich Medical Media. 20. Seibert JA, et al, Practical Digital Imaging and Pacs, United States of America Medical Physics Publishing, Bushberg JT, et al, The essential physics of medical imaging. Second edition. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, Klaus Johansen Basal sundhedsvidenskabelig statistik 1.udgave 1. oplag Munksgaard Danmark 2002 Side 49 af 75

51 23. Per Hedemann Jensen, Bente Lauridsen, Jens Søgaard-Hansen og Lisbeth Warming. Kursus i helsefysik - 3. udg.. - Roskilde : Forskningscenter Risø, Richard R. Carlton, Arlene M. Adler Principles of Radiographic Imaging 3. udgave Delmar Pizzutiello RJ, Cullinan JE, Kodak Medical Radiographic Imaging, Eastman Kodak Company, Molina PE Endocrine Physiology Lange Medical Books/McGraw-Hill Graham DT, Cloke P Principles of Radiological Physics Churchill Livingstone Fourth Edition 2003 Side 50 af 75

52 12.0 Bilagsfortegnelse Bilag 1 Indsamlede eksponeringsparametre fra de offentlige røntgenafdelinger på Sjælland og Lolland Falster Bilag 2 Antallet af columna cervicalis undersøgelser 2004 Bilag 3 Columna cervicalis projektioner Bilag 4 Vejledning i forbindelse med billedkvalitetsvurdering Bilag 5 Henvendelse til røntgenafdelingerne Bilag 6 Henvendelse i forbindelse med vejledning i statistik Bilag 7 Vurderingsskema til kontrast og rumlig opløsning Bilag 8 Henvendelse til SIS Bilag 9 Vejledning fra SiS Bilag 10 Resultatliste for termoluminecensdosimetri, TLD Bilag 11 Rådata Bilag 12 Standard projektion af columna cervicalis på pågældende afdeling Side 51 af 75

53 Bilag 1 Indsamlede eksponeringsparametre fra de offentlige røntgenafdelinger på Sjælland og Lolland Falster Col. Cervicalis undersøgelse udføres på vores afdeling med følgende parametre: Gentofte Modalitet Orbix/ CR/DR Vægstativ kv AEC (automatik) Ja/Nej mas FFA Film fokus Raster hvis raster Rasterratio og type AP/PA DR Væg. Combi i Wallstand JA 66 kv afstand Ja/Nej Ca Cm Ja Fukuseret 115 cm R15 / N80 AP Køge Modalitet CR/DR Orbix/ Vægstativ AEC (automatik) Ja/Nej kv mas FFA Film fokus Raster hvis raster Rasterratio og type AP/PA Konventionel film/folie, speedklasse 400 Orbixlignende apparat ved navn satella fra Nordisk Røntgenteknik Nej afstand Ja/Nej 110 Ja 8 lineært PA Roskilde Modalitet CR/DR Orbix/ Vægstativ AEC (automatik) Ja/Nej kv mas FFA Film fokus Raster hvis raster Rasterratio og type AP/PA Konventionel Film/folie Lanex regualar (ca. Speed 400) afstand Orbix JA cm Ja/Nej Nej PA Side 52 af 75

54 Modalitet CR/DR Glostrup Frederiksborg amt med 4 afdelinger (Hillerød, Frederikssund, Helsingør og Orbix/ Vægstativ kv mas AEC (automatik) Ja/Nej FFA Film fokus Raster Ja/Nej Hvis raster Rasterratio og type AP/PA afstand CR Arcosphere (rum8) Nej cm. ja Fokuseret Paraellt raster Ratio = 8 AP CR Arcosphere (rum8) Nej cm. ja Fokuseret Paraellt raster Ratio = 8 Lat/ skrå DR Vægstativ (rum 2 og 4) Ja 60 Densitet = cm Ja Bevægeligt / fokuseret Ratio = 12 AP/lat/s krå CR Vægstativ (rum 5) Hørsholm) Modalitet Orbix/ CR/DR Vægstativ Ja 60 Densitet = 0 AEC (automatik) Ja/Nej kv mas 110 cm Ja Bevægeligt / fokuseret Ratio = 10 FFA Film fokus Raster hvis raster Rasterratio og type AP/lat/s krå AP/PA CR Orbix Nej Fin fokus AP/PA: LAT: 60 AP/PA: LAT: 32 afstand Ja/Nej 1.1 m Ja Ikke fokuseret Fast R=8 Afhængig af radiograf CR Vægstativ Nej Fin fokus AP/PA: LAT: 60 AP/PA: LAT: m Ja Fokuseret Bevægeligt R=10 Afhængig af radiograf Side 53 af 75

55 Hvidovre Modalitet CR/DR Orbix/ Vægstativ AEC (automatik) Ja/Nej kv mas FFA Film fokus Raster hvis raster Rasterratio og type AP/PA afstand Ja/Nej CR Satella Nej cm Ja R=8 Fokuseret AP/LAT RIS Modalitet CR/DR Orbix/ Vægstativ AEC (automatik) Ja/Nej kv mas FFA Film fokus Raster hvis raster Rasterratio og type AP/PA afstand Ja/Nej Rum 21 CR Vægstativ Ja/Nej Ja R=12 Fokuseret 110 cm Rum 41 CR Vægstativ Ja/Nej Ja? AP AP Rum 25 DR Vægstativ Nej Ja R=12 AP Nykøbing Sjælland og Holbæk Modalitet Orbix/ AEC CR/DR Vægstativ (automatik) Ja/Nej kv mas FFA Film fokus Raster hvis raster Rasterratio og type AP/PA FILM Vi er ikke digitaliserede. Vægstativ Ja 60 afstand Ja/Nej 110 Ja Bucky raster Kender ikke ratio AP Ringsted Modalitet CR/DR Orbix/ Vægstativ AEC (automatik) Ja/Nej kv mas FFA Film fokus Raster hvis raster Rasterratio og type AP/PA CR Orbix Nej 66 12,5 afstand 100cm Ja/Nej Ja 1:8 Focuseret AP Side 54 af 75

56 Frederiksberg Modalitet Orbix/ CR/DR Vægstativ AEC (automatik) Ja/Nej kv mas FFA Film fokus Raster hvis raster Rasterratio og type AP/PA CR vægstativ Ja/nej (radiograf vælger selv) HvisAEC 63 Hvis ikke 60 afstand Ja/Nej Ja Ja R=17 Bevægeligt R=12 Fokuseret AP Kalundborg Modalitet Orbix/ CR/DR Vægstativ AEC (automatik) Ja/Nej kv mas FFA Film fokus Raster hvis raster Rasterratio og type AP/PA CR + DR afstand Ja/Nej Ja ,15 Ja 10/ parallelt AP Slagelse Modalitet CR/DR Orbix/ Vægstativ AEC (automatik) Ja/Nej kv mas FFA Film fokus Raster Ja/Nej hvis raster Rasterratio og type AP/PA afstand CR Vægstativ Nej Ja bevægeligt bucky raster 10:1 AP CR Fri Nej 65 Vægstativ Ja (når der CR Cosmos bruges (bucky) automatik) Ja 6:1 AP 115 Ja bevægeligt bucky raster 10:1 AP Side 55 af 75

57 Bispebjerg Modalitet Orbix/ CR/DR Vægstativ AEC (automatik) Ja/Nej kv mas FFA Film fokus Raster hvis raster Rasterratio og type AP/PA afstand Ja/Nej CR Orbix Nej Ja Fokuseret R=8 AP Herlev Modalitet CR/DR Orbix/ Vægstativ AEC (automatik) Ja/Nej kv mas DR Vægstativ Ja 66 FFA Film fokus afstand Raster hvis raster Rasterratio og type AP/PA Ja/Nej Fokuseret 110 Nej AP Amager Modalitet CR/DR Orbix/ Vægstativ AEC (automatik) Ja/Nej kv mas FFA Film fokus Raster hvis raster Rasterratio og type AP/PA Modalitet CR/DR konventio nel DR vægstativ Ja ma Næstved (Stege, Nakskov og Fakse) Orbix/ Vægstativ kv mas Satella (næsten en orbix) når det kan lade sig gøre ellers vægstativ AEC auto matik Ja/ Nej nej AP/lat/skrå +R 57, -R 55 Dens +R 57, -R 57 AP/lat/skrå +R 32, -R 12½ Dens +R 63, -R 20 afstand 1 meter Ja FFA Film fokus afstand ca. 1m Ja/Nej Raster Ja/Nej både og alt efter hvem der foretage r us. 40 L/cm ratio10:1 FFD 110 hvis raster Rasterratio og type fokusere t r=6 (eller r=4 efter apparatu r) AP AP/PA både og alt efter hvem der foretage r us. Side 56 af 75

58 Modalitet CR/DR konventio nel eller DR Nykøbing Falster Orbix/ Vægstativ AEC auto matik Ja/ Nej vægstativ nej kv AP/lat/skrå +R 57, -R 55 DR 55 Dens +R 57, -R 57 DR 55 mas AP/lat/skrå +R 32, -R 12½ DR 24 Dens +R 63, -R 20 DR 32 FFA Film fokus afstand 1.10m Raster Ja/Nej både og alt efter hvem der foretag er us. hvis raster Rasterrati o og type fokuseret r=6 AP/PA både og alt efter hvem der foretag er us. Side 57 af 75

59 Bilag 2 Side 58 af 75

60 Bilag 3 Columna cervicalis projektioner Side 59 af 75

61 Bilag 4 Vejledning i forbindelse med billedkvalitetsvurdering Tak fordi du har vist interesse for at hjælpe os med vores projekt. Vi har taget 30 forskellige røntgenbilleder af vores kvalitetsfantom som indeholder nogle kontrastcirkler og et linieparfantom. Du bliver præsenteret for alle billeder i vilkårlig rækkefølge og ved hvert billede skal du vurdere hvor mange cirkler der er synlige og ligeledes hvor mange liniepar per millimeter du kan se. Værdierne fra din vurdering skal du skrive ind i nedenstående tabel udfra det angivne billednummer. Antallet af kontrastskiver skrives under kontrast og antallet af liniepar i kolonnen benævnt rumlig opløsning. Du vil blive instrueret mundtligt umiddelbart inden fremvisningen, hvor vi også besvarer eventuelle tvivlsspørgsmål. På forhånd tak. Omar, Martin og Rasmus Hold 53 Side 60 af 75

62 Bilag 5 Henvendelse til røntgenafdelingerne Kære på røntgenafdeling xxx! Vi er tre syvende semester studerende, der er i gang med vores bachelorprojekt. Vi undersøger muligheden for at optimere forskellige parametre ved col. cervicalis undersøgelser, så vi opnår en dosis reduktion og bevarer den billeddiagnostiske kvalitet. I forbindelse med det, har vi også brug for jeres hjælp i form af besvarelse af den nedenstående tabel. Meningen er at indsamle data i forbindelse med col. cervicalis undersøgelser fra alle røntgen afdelinger på Sjælland og Lolland Falster, for at sammenligne dem og se på forskelle. Col. Cervicalis undersøgelse udføres på vores afdeling med følgende parametre: Modalitet Orbix/ AEC FFA hvis raster CR/DR Vægstativ (automatik) kv Film Rasterratio AP/PA Ja/Nej mas fokus Raster og type afstand Ja/Nej Vi håber I vil hjælpe os og besvare vores så hurtig som mulig. På forhånd tak Michael Rasmus Sauer Pedersen, Martin Lauritz og Omar Muharemovic, Hold-53 Side 61 af 75

63 Bilag 6 Henvendelse i forbindelse med vejledning i statistik Kære xxxx! Først og fremmest vil jeg sige tak, fordi du har vist viljen og interessen til at hjælpe os. Vi er tre i vores gruppe, som har brug for vejledning i forbindelse med de statistiske metoder. Kort sagt drejer det sig om følgende: Vi har to fantomer. Det ene er et menneskeligt fantom (svarer fuldstændig til et menneske), som vi måler strålingsdoser på (i hals regionen) og det andet fantom er et som vi selv har opbygget og svarer, med sine strålingsegenskaber, til det første fantom. På det andet fantom måler vi to størrelser, kontrast i billedet og rummelig opløsning. Vi laver først en eksponering med de standard parametre, som der bruges normalt på xxx hospital. Vi måler på dosis, på kontrast og rummelig opløsning og ud fra alle tre målinger får vi nogle værdier. Det bliver vores reference værdier dvs. sammenligningsgrundlag. Efterfølgende vil vi eksperimentere med de forskellige parametre. Der er mange forskellige parametre, som har betydning for et røntgen billede og dets diagnostiske kvalitet, ligesom alle disse parametre påvirker dosis til patienten. Jeg nævner flere af disse parametre, bare for at du kan danne et billede af, hvad det dreje sig om: AP eller PA strålegang, raster ikke raster (på engelsk grid), kv (kilovolt), mas (milliampere sekund), AEC (Automatic Exposure Control), FFA (film fokus afstand), filtrering. Ideen med vores opgave er så at ændre på nogle af parametrene - to eller tre af dem - og så måle igen på doser, kontrast og rummeligopløsning for så at sammenligne vores resultater med de reference værdier som vi har. På nuværende tidspunkt ved vi, at vi vil ændre på følgende: 1. Vi laver en PA projektion og sammenligner resultatet med en standard AP projektion. 2. Vi laver en projektion uden raster og sammenligner med en standard projektion med raster. 3. Vi laver også undersøgelser med at benytte AEC og laver målinger med tre forskellige kv og muligvis med tre forskellige afstande (denne måling i punkt 4 er vi endnu ikke sikre om vi laver, fordi det kan være meget omfatende). Side 62 af 75

64 Du skal hjælpe os med at vores målinger bliver videnskabelig korrekt præsenteret og at vi opnå en reproducerbarhed, validitet, signifikans i vores opgave. Kort sagt at den bliver videnskabelig og statistisk korrekt. Jeg vil vedhæfte det foreløbige oplæg til vores projekt. Tusind tak for hjælp Med venlig hilsen Rasmus, Martin og Omar Side 63 af 75

65 Bilag 7 Vurderingsskema til kontrast og rumlig opløsning Reference- Måling 1 Reference- Måling 2 Reference- Måling 3 Kontrast RO Test-måling 4 Test-måling 5 Test-måling 6 Test-måling 7 Test-måling 8 Test-måling 9 Test-måling 10 Test-måling 11 Test-måling 12 Side 64 af 75

66 Test-måling 13 Test-måling 14 Test-måling 15 Test-måling 16 Kontrast RO Test-måling 17 Test-måling 18 Test-måling 19 Test-måling 20 Test-måling 21 Test-måling 22 Test-måling 23 Test-måling 24 Test-måling 25 Test-måling 26 Side 65 af 75

67 Test-måling 27 Test-måling 28 Test-måling 29 Test-måling 30 Side 66 af 75

68 Bilag 8 SIS Knapholm Herlev Att.: xxxxx Brøndby Strand den Vedrørende dosismåling i forbindelse med bachelorprojekt. Hej xxxxx Vi er tre radiografstuderende fra Sygepleje- og Radiografskolen i Herlev, der er i gang med vores bachelorprojekt. I den forbindelse henvender vi os for at få afklaret nogle problemstillinger angående valg af metode til målinger af dosis ved columna cervicalis optagelser. Vi vil i vores projekt bl.a. lave målinger med raster og uden raster, AP og PA projektioner (hvilken side der er mest strålehygiejnisk at vende patienten på), tre forskellige kv områder med AEC. Vi har indsamlet alle Sjællandske røntgen afdelingers eksponeringsparametre og kan se at der er store forskelle ved columna cervicalis undersøgelse.vi vil prøve at vise at man godt kan opnå en dosis reduktion ved at optimere undersøgelsen. Vi vil sammenligner vores resultater med en afdeling i HS hvor vi også udfører undersøgelse. Vi håber du kan give os svar på vores problemstillinger eller hjælpe os videre med vores projekt. Vi kan kontaktes på telefon xxxxxxxx. På forhånd tak Rasmus, Martin og Omar - Hold 53 Side 67 af 75

69 3. eksterne prøve Omar, Martin & Rasmus Bilag 9 Vejledning fra SiS Side 68 af 75 Hold 53

70 Bilag 10 Resultatliste for termoluminecensdosimitri, TLD (Røntgenstråling) TLD nr. Oplysninger om anvendelsen: Eksponerings- og gennemlysninstid, kv, ma, tid (mas) Dosimeterplacering etc.: Huddosis msv. Side 69 af 75

71 Bilag 11. Rådata Måling Dosis Kontrast Rumlig opl. Nr. Respondent Strålegang Raster kv mas (msv) (d/mm) (lpr/mm) 1 1 AP PA LAT AP AP AP AP AP AP AP AP AP PA PA PA PA PA PA PA PA PA LAT LAT LAT LAT LAT LAT LAT LAT LAT Side 70 af 75

72 31 2 AP PA LAT AP AP AP AP AP AP AP AP AP PA PA PA PA PA PA PA PA PA LAT LAT LAT LAT LAT LAT LAT LAT LAT AP PA LAT AP Side 71 af 75

73 65 3 AP AP AP AP AP AP AP AP PA PA PA PA PA PA PA PA PA LAT LAT LAT LAT LAT LAT LAT LAT LAT Side 72 af 75

74 Bilag 12 Standard projektion af columna cervicalis på pågældende afdeling Side 73 af 75

75 Side 74 af 75