Axial/sekventiel CT Cerebrum

Transkript

1 Axial/sekventiel CT Cerebrum -Et fantomstudie omkring off-centrerings indflydelse på støj og lavkontrast Professionshøjskolen University College Nordjylland Bachelorprojekt, modul 14 Afleveret fredag d. 7. juni 2013 kl Vejleder: Louise Bach Jensen Radiografstuderende: Maja Jürgensen R10V Marie S. Andersen R10V Rafal H. Pasja R10V Birgitte J. Olesen R10V Radiografuddannelsen Opgavens omfang: tegn inkl. mellemrum Denne opgave - eller dele heraf - må kun offentliggøres med forfatter(ne)s tilladelse jf. Bekendtgørelse af lov om ophavsret nr. 202 af

2 Abstract - Axial/sekventiel CT Cerebrum - Et fantomstudie omkring off-centrerings indflydelse på støj og lavkontrast Indledning: På Regionshospitalet i Viborg har radiologer kritiseret billedkvaliteten ved axial CT scanning af cerebrum (CTC). Ved CTC i Viborg kippes gantryet rutinemæssigt for at stråle uden om den følsomme øjenlinse. For at få plads til gantrykip, er det nødvendigt at hæve patientlejet, hvorved patienten off-centreres og bowtie-filteret mister sin tiltænkte effekt, da filteret kun virker optimalt ved iso-centrering. I projektet har vi undersøgt sammenhængen mellem billedkvalitet og off-centrering. Metode: Til forsøget er anvendt en Philips Brilliance 40 slice CT scanner og et Catphan 600 fantom. Til alignment af fantomet, samt til efterfølgende databehandling og beregning af SD og CNR har vi anvendt programmet CT AutoQA Lite v Manuelle ROI-målinger: Philips Extended Brilliance Workspace workstation 4, med diagnostisk skærm. Med udgangspunkt i afdelingens protokol for axial CTC foretog vi ti skanninger i isocenter og i 5 off-centreringspositioner -10 mm til -50 mm med scanparametre svarende til sygehusets CTC protokol: 120 kv, 350 mas, 5 mm snittykkelse, FOV 250 mm. Efter skanningerne beregnede vi støj (SD) og CNR ud fra ROI målinger. Konklusion: Idet resultaterne er opnået ved et fantomstudie, skal de ses som en tendens for, hvad der sker i et fantom og disse tendenser kan formodes at kunne overføres til virkeligheden. Billedkvaliteten er påvirket af en stigning af støjniveauet, målt som SD. Stigningen svarer til ca. 7,7 % målt fra isocenter til off-centrerings position -30 mm, hvor den stagnerer til og med -50 mm. Der kan ikke konkluderes noget entydigt om stigning i SD, i forhold til de perifere områder i billedet, da disse værdier varierer meget tilfældigt. Der foreligger ingen klare tendenser for resultater i forhold til LKO og CNR, da værdierne varierer meget. Dette kan skyldes stikprøvens størrelse. CNR- værdiernes variation stiger dog i takt med tiltagende off-centreringsniveau i y-retning, hvilket kan være forårsaget af SD niveau. 1

3 Abstract - Axial / sequential CT Cerebrum - A phantom study about the off-centering influence on the noise and low contrast Introduction At the Regional Hospital in Viborg radiologists have criticized the quality of axial CT images of the cerebrum (CTC). In Viborg the gantry is usually tilted for CTC to avoid the beam passing through the lens of the eyes. To make room for a gantry tilt, it is necessary to raise the patient bed thereby off-centering the patient and losing the effect of the bowtie-filter, since the filter only works as intended when iso-centered. This project has examined the relationship between image quality and off-centering. Method For the trial study a Phillips Brilliance 40-slice CT scanner and a Catphan 600 phantom were used. The alignment of the phantom, subsequent data processing and calculations of SD and CNR were done using the program CT AutoQA Lite v Manual ROImeasurements: Philips Extended Brilliance Workspace workstation 4 with a diagnostic monitor. Using the department s protocol for axial CTC, 10 scans in iso-center and 10 scans in 5 off-centering positions (-10 mm to -50 mm) were performed. All scan parameters were equivalent to the hospital s CTC protocol: 120 kv, 350 mas, 5 mm slice thickness, FOV 250 mm. After performing the scans, noise (SD) and CNR were calculated from ROI measurements. Conclusion: Since the results are obtained by a phantom study, they should be seen as a trend of what happens in a phantom and these trends are likely to be transferred to patient exams in clinical practice. Image quality is affected by an increase in noise level, measured as SD. The image quality was affected by an increase in noise level, measured as SD. The increase in noise from iso-center to a 30mm off-centering position was at approx. 7.7 % whereas no significant increase was observed from -30mm through -50 mm. No significant increase in SD was found in relation to the peripheral areas of the image because these values vary a lot. There are no clear trends for performance relative to LKO or CNR, as the values also vary a lot. This may be due to small sample size. The variation of CNR increases as the off-centering level in the y-direction rises. This may be caused by the SD level. 2

4 Indholdsfortegnelse ABSTRACT - AXIAL/SEKVENTIEL CT CEREBRUM - ET FANTOMSTUDIE OMKRING OFF-CENTRERINGS INDFLYDELSE PÅ STØJ OG LAVKONTRAST... 1 ABSTRACT - AXIAL / SEQUENTIAL CT CEREBRUM - A PHANTOM STUDY ABOUT THE OFF-CENTERING INFLUENCE ON THE NOISE AND LOW CONTRAST... 2 FORKORTELSER ANVENDT I OPGAVEN: INDLEDNING (FÆLLES) BAGGRUND OG PROBLEMSTILLINGER (FÆLLES) Afgrænsning (fælles) Problemformulering (fælles) KVALITETSUDVIKLINGSTEORI (FÆLLES) METODE (FÆLLES) Operationalisering (fælles) Nominel definition af begreber (fælles) Operationelle definitioner (fælles) Forskningsspørgsmål (fælles) Videnskabsteori (fælles) De positivistiske videnskabelighedskriterier (fælles) Systematik (BJO) Kontrol (BJO) Præcision (MSA) Objektivitet (MSA) Kvantificérbarhed (MSA) Repræsentativitet (MJ) Gentagelse (MJ) Reliabilitet (MJ) Validitet (RHP) Generalisérbarhed (RHP) Etiske overvejelser (BJO) Etik i forskningsarbejdet (BJO) Nytteværdien i forskningsarbejdet (BJO)

5 4.3.3 Projektets rammer (BJO) Det interne videnskabsetiske perspektiv (BJO) Litteratursøgning (fælles) Analyse af artikler (fælles) Artikel 1 (fælles) Artikel 2 (fælles) Skematisk oversigt over artikler (fælles) Præsentation og kritik af kilder (fælles) Kildekritik af artikler (fælles) Kildekritik af fagbøger (fælles) Forsøgsopstilling (fælles) CTP 404 (fælles) CTP 486 (fælles) CTP 515 (fælles) Opstilling af Catphan 600 (fælles) Sikring af fantomets position (fælles) Scanningsparametre (fælles) Pilotforsøg (fælles) Udførelse af forsøg (fælles) Logbog (fælles) Beregning af billedkvalitet (fælles) AutoQA Lite (fælles) Støj (SD) (fælles) LKO og CNR (fælles) TEORI (FÆLLES) Iso-center (fælles) Teori billedkvalitet (fælles) SD (fælles) LKO og CNR (fælles) Bowtie-filter (fælles) RESULTATER (FÆLLES) SD - præsentation af måledata og analyse (fælles) LKO - præsentation af måledata og analyse (fælles) CNR - præsentation af måledata og analyse (fælles) Fejlkilder (MJ) DISKUSSION (FÆLLES)

6 7.1 Diskussion af anvendt metode (BJO) Diskussion af anvendt teori (MSA) Diskussion af SD (RHP) Diskussion af lavkontrastopløselighed (LKO) (RHP) Diskussion af CNR (MJ) KONKLUSION (FÆLLES) PERSPEKTIVERING (FÆLLES) REFERENCES BILAGSLISTE

7 Forkortelser anvendt i opgaven: CT: Computer Tomografi CTC: Computer Tomografi af Cerebrum FOV: Field Of View SFOV: Scan Field Of View IEC: International Electrotechnical Commission SD: Standard Deviation SNR: Signal-Noise-Ratio CNR: Contrast-Noise-Ratio LKO: Lav Kontrast Opløselighed DAS: Data Acquisition System ROI: Region Of Interest ALARA: As Low As Reasonably Achievable HU: Hounsfield Units kv: kilovolt mas: milli Ampere sekunder VGA: Visual Grading Analysis 6

8 1. Indledning (fælles) Denne opgave omhandler, hvorvidt off-centrering af patienten i forhold til iso-centeret påvirker billedkvaliteten, ved en axial Computer Tomografi scanning af cerebrum (CTC) uden kontrastindgift. Vi vil udføre første del af et kvalitetsudviklingsprojekt på Regionshospitalet Viborg. Projektet udføres som et fantomstudie med et Catphan 600 fantom, scannet med en Philips Brilliance 40 slice CT-skanner. 2. Baggrund og problemstillinger (fælles) CT-scanning af cerebrum er, med over undersøgelser årligt, den hyppigst forekommende CT-undersøgelse i DK (1). På Regionshospitalet Viborg blev der foretaget 3359 CTC i 2012 (1). CT er en stråletung modalitet, der bruges mere og mere til både diagnostisk udredning og til planlægning af strålebehandlinger (2). I søgen efter et relevant emne til projektet, tog vi kontakt til afdelingsfysiker på Billeddiagnostisk afdeling på Regionshospitalet Viborg. Her blev vi informeret om, at radiologer har udtalt, at billedkvaliteten på afdelingens cerebrum scanninger ligner noget fra 70 erne. Det stod hermed klart, at der var behov for at udføre et klassisk kvalitetsudviklingsprojekt, som skulle omhandle optimering af billedkvaliteten ved afdelingens axial CTC. Der vil og skal altid være fokus på den stråledosis, der påføres patienterne, og radiografen skal altid handle ud fra principperne for ALARA (3). Ved sekventiel/axial CTC er det muligt med en Philips Brilliance 40 slice scanner at kippe gantryet, så man undgår bestråling af den strålefølsomme øjenlinse. Philips Brilliance 40 slice CT scanner, som bruges på det pågældende sygehus, har et max gantrykip på 30 (4). I praksis forholder det sig dog således, at gantryet kun kan kippe 22, når patienten er iso-centreret. Afdelingens CT superbruger oplyser, at denne kipningsvinkel ikke er stor nok til at undgå bestråling af øjenlinsen. Undersøgelser viser, at stråledosis til orbita og dermed til den følsomme øjenlinse kan reduceres med hhv. 87 % og 88 % ved kipning af gantryet under undersøgelsen. Kipning er den bedst kendte metode til strålebeskyttelse af øjenlinsen i forbindelse med CTC (5,6). Røntgenstråler kan forårsage stråleskader og disse skader betegnes som stokastiske eller deterministiske (7). En kendt form for stråleinduceret stokastisk skade er katarakt (grå stær). Denne lidelse viser sig som synsnedsættelse på grund af uklarheder i øjets linse (8). 7

9 På Regionshospitalet Viborg bestræbes der netop på, at stråle uden om orbita ved axial CTscanning af cerebrum, med henblik på at beskytte øjenlinsen mod udvikling af stråleinduceret katarakt. Som tidligere beskrevet, er de 22 kipning ikke nok til at kippe, så øjenlinsen bliver fri fra strålefeltet, når patienten er lejret med hovedet i den ikke-justérbare hovedholder, der hører til scanneren. For at få plads til den nødvendige kipning på 30, ser personalet sig nødsaget til at hæve lejet. Dette medfører, at patienten off-centreres og scannerens iso-center kommer derved til at ligge for lavt i cerebrum. Korrekt centrering Centrering for højt Centrering for lavt I et studie undersøges hyppigheden af off-centrering af patienter ved CT-undersøgelser. Forskere har her analyseret resultater af retrospektive CT-scanninger og der konkluderes, at patienten er off-centreret i y-retningen i 46 % af undersøgelserne (9). Flere faktorer har indvirkning på billedkvaliteten ved CTC (3). Første del af kvalitetsudviklingsprocessen begynder med at undersøge, hvad ændring af lejehøjden og deraf følgende off-centrering af patienten, betyder for billedkvaliteten. Ved først at undersøge dette aspekt, kan det bekræftes eller udelukkes om denne variabel har indvirkning på billedkvaliteten. Der vil efterfølgende være mulighed for videre studier, med andre variable som f.eks. kvp og/eller mas, da disse parametre også kan have indflydelse på billedkvaliteten (7). Fra teorien er vi bekendte med, at off-centrering har negativ indvirkning på billedkvaliteten (7). Derfor er vores fokus at undersøge off-centrerings betydning for billedkvaliteten, fordi vi vurderer, at det er uhensigtsmæssigt at ændre på scanparametre som mas og kv, før vi har undersøgt off-centrerings indflydelse. Sygehusets protokol indeholder ikke retningslinjer omkring korrekt iso-centrering, og der findes ikke mange tilgængelige forskningsresultater på området. 8

10 Off-centrering af patienten påvirker både patientdosis og billedkvaliteten (3). I et fantomstudie omhandlende CT af abdomen, undersøges påvirkning af patientdosis og billedkvalitet ved off-centrering af patienten. Her viser det sig, at huddosis forøges med ca % ved 30 mm off-centrering og ved 60 mm off-centrering stiger dosis med %. Resultatet viser også, at billedstøjen øges med ca. 6 og 22 % ved en off-centrering af patienten på henholdsvis 30 og 60 mm (10). Centrering af patienten er lige så vigtig i CT, som ved konventionel røntgen og en off-centrering kan både øge huddosis og forringe billedkvaliteten (7). I klinisk praksis bør der fokuseres mere på virkningen af off-centrering af patienten (9). Bowtie-filteret er et indbygget strålekorrektionsfilter, der bla. bruges til CTC scanning med henblik på at reducere dosis til de perifere områder (7). Bowtie-filteret ensretter stråleintensiteten ved at sortere lav-energetiske stråler fra strålebundtet, og dermed er filteret med til at mindske støj i billedet og dosis til patienten (3). Patienten skal være centreret korrekt i iso-centeret for at få et korrekt billede af anatomien. Ved en CT-undersøgelse fungerer teknikker, som anvendelse af bowtie-filter, kun efter hensigten, hvis patienten lejres korrekt i scannerens iso-center. (3). Billedkvaliteten er i høj grad bestemt af signal-støj-forholdet (SNR) i billedet (11). Lavkontrastopløseligheden (LKO) er afhængig af støjniveauet i røntgenbilledet. Mere støj medfører dårlig LKO og omvendt. LKO en vigtig parameter for diagnosticeringen af billederne. Ved CTC er der brug for høj LKO, da der findes meget små absorptionsforskelle i hjerneparenkymet (7). 2.1 Afgrænsning (fælles) Som det fremgår af problemstillingerne, er der klare argumenter fra teorien for, at billedkvaliteten påvirkes ved off-centrering af patienten ved en CT-scanning. Endvidere viser evidensbaserede forsøgsresultater, at off-centrering af patienten i forhold til iso-centret, resulterer i mere støj i billedet under en CT- scanning af abdomen. Evidensbaseret litteratur omhandlende off-centrering har været sparsomt og de studier, vi har analyseret, omhandler abdomen-scanninger. Derfor finder vi det relevant at undersøge, om off-centrering også påvirker billedkvaliteten ved cerebrum-scanninger. Valget træffes dels fordi CTC er den hyppigst foretagne CT-undersøgelse i Danmark, og specifikt fordi Regionshospitalet Viborg rutinemæssigt off-centrerer patienter under CTC undersøgelser, og de kritiseres for billedkvaliteten på disse scanninger. Off-centrerings betydning for øget stråledosis til patienten kan også være en vigtig faktor at undersøge. Vi har dog valgt at koncentrere dette 9

11 studie omkring billedkvaliteten, dels fordi Regionshospitalet Viborg har et specifikt ønske om at få undersøgt off-centreringsproblematikken og dels fordi der er mangel på evidensbaserede forsøg på området. Ligeledes fremgår det af problemstillingerne at støjniveauet har negativ indvirkning på LKO, som er en meget betydningsfuld parameter i afbildning af hjerneparenkymet. Ifølge vores teoretiske for-forståelse og grundige forundersøgelser af parametrenes betydning for billedkvaliteten, har støj i form af SD, LKO og CNR stor betydning for billedkvaliteten i CTC, og derfor vil vi i resten af opgaven koncentrere os om disse parametre. Målingerne foretages for at undersøge, hvorvidt parametrene SD, LKO og CNR varierer i forbindelse med off-centrering, og vi afgrænser off-centrering til 6 forskellige indstillinger: 0 mm (iso-centeret), -10 mm, -20 mm, -30 mm, -40 mm og -50mm. (det indebærer at lejet er hævet i +y retningen). Vi måler kun værdierne for off-centrering i -y retningen, da personalet i praksis aldrig off-centrerer i +y retningen. Målingerne udføres med sygehusets CTC-protokol, og scanparametrene vil være uændrede under alle målingerne, derfor vil off-centrering være vores eneste uafhængige variabel. 2.2 Problemformulering (fælles) Med henblik på at undersøge sammenhængen mellem off-centrering og billedkvalitet forstået som SD, LKO og CNR, kommer vi frem til følgende problemformulering: Hvilken indvirkning har off-centrering på billedkvaliteten i form af SD, LKO og CNR, når patienten off-centreres ved en axial CT-cerebrum scanning uden kontrast, foretaget på en Philips Brilliance 40 slice scanner? 3. Kvalitetsudviklingsteori (fælles) Kvalitetsudviklingsprocessen på hospitalerne sker som en systematisk læringsproces efter principperne i en af dagligdagens redskaber i kvalitetsudviklingen, nemlig kvalitetscirklen, der forløber i 4 trin, kaldet Plan-Do-Study-Act. 10

12 Figur 1. Kvalitetscirklen Disse trin har tilsammen til formål systematisk og målrettet at udvikle kvaliteten af sundhedsvæsenets ydelser inden for rammerne af den eksisterende viden (12). Trin 1 Plan: omhandler planlægning af, hvad der skal ske. Hvilke mål har man og hvilke tiltag skal sættes i gang? Hvem gør hvad, hvor og hvornår? Trin 2 Do: gennemførelse af planen, hvor der iværksættes tiltag og der indsamles data med det formål at vurdere effekten. Trin 3 Study: analyse og vurdering af data. På baggrund af de indsamlede data evalueres om målene om forbedringer fra Trin 1 er opnået. Trin 4 Act: reaktion på resultaterne. Hvis der skal ændres eller justeres i tiltagene, udarbejdes en ny Plan, og dermed er næste kvalitetscirkel iværksat. Kvalitetsudviklingsprojektet begynder på trin 1 med identifikation af problemstillingen, at patienter til axial CTC off-centreres i forhold til iso-centret. Vi vil derfor udarbejde en forsøgsprotokol, som redskab til at undersøge, hvilken indvirkning denne off-centrering har på billedkvaliteten i forhold til SD, LKO og CNR. Efter planlægning af undersøgelsen, bevæger vi os videre til trin 2, hvor fantomforsøget, der handler om at scanne ved forskellige centrerings-niveauer, udføres. I den forbindelse indsamler vi data til analysen, der foregår på trin 3. Efter analysen evalueres, om målene fra Trin 1 er nået. 11

13 4. Metode (fælles) I følgende afsnit redegøres for metodevalg og videnskabsteoretisk ståsted relateret til besvarelse af problemformuleringen. 4.1 Operationalisering (fælles) Operationalisering benyttes som et centralt værktøj i hele opgaven for at skabe sammenhæng i projektet og til sikring af, at problemformuleringen besvares (13). Nøglebegreberne i problemformuleringen analyseres og der udarbejdes forskningsspørgsmål, med det formål at besvare projektets problemformulering. På denne måde skabes der sammenhæng og kongruens i opgaven. Ud fra problemformuleringen har vi foretaget en nominel definition af udvalgte nøglebegreber. Dernæst er der fundet underbegreber til nøglebegreberne med operationelle definitioner og disse har ført os til forskningsspørgsmålene, der besvares ved hjælp af relevante kilder Nominel definition af begreber (fælles) Først defineres nøglebegreberne i vores problemformulering: Scanparametre: Er tekniske aspekter, der påvirker det færdige scanningsbillede. Radiografen har indflydelse på disse aspekter. Billedkvalitet: Forstås som det færdige scanningsbilledes kvalitet, så billedet gengiver de reelle forhold. Axial CT-scanning af cerebrum: undersøgelse, hvor gantrykip forårsager, at det primære strålefelt ikke rammer øjenlinsen Operationelle definitioner (fælles) I dette afsnit defineres vores underbegreber. Scanparametre: - Iso-center - y-retningen 12

14 Billedkvalitet: - Standard deviation (SD) - Lav Kontrast Opløselighed (LKO) - Contrast - Noise - Ratio (CNR) Axial CT-scanning af cerebrum: - Bowtie-filter Regionshospitalet Viborgs scanprotokol til axial CT scanning af cerebrum-voksen uden kontrastindgift Forskningsspørgsmål (fælles) Ud fra ovenstående underbegreber har vi formuleret forskningsspørgsmål, som vi vil belyse med relevant teori og empiri. Det vil hjælpe os til at få belyst alle aspekter i vores problemformulering. Efter hvert spørgsmål vil vi i parentes angive, om vi vil finde svaret ved hjælp af teori eller empiri. Scanparametre: - Hvordan defineres iso-center? (teori) - Hvorfor er det vigtigt at placere patienten i iso-centeret i forhold til billedkvaliteten? (teori) - Hvad sker der med SD, LKO og CNR når der off-centreres i -y-retning? (empiri) Billedkvalitet: - Hvordan defineres støj (SD), og hvilken betydning har støj for billedkvaliteten? (teori) - Hvordan defineres LKO, og hvilken betydning har den for billedkvaliteten? (teori) - Hvordan defineres CNR og hvilken betydning har den for billedkvaliteten? (teori) - Hvordan vil vi måle SD, LKO og CNR? (teori og empiri) - Hvilken indflydelse har off-centrering på SD, LKO og CNR? (empiri) - Hvad har indflydelse på SD, LKO og CNR? (teori) Axial CT-scanning af cerebrum: - Hvordan defineres et bowtie-filter og hvilken funktion har det? (teori) 13

15 - Hvilken indvirkning har bowtie-filter på SD, LKO og CNR? (teori) - Hvad sker der med bowtie-filterets funktion ved off-centrering? (teori og empiri) - Hvilke scanparametre vil vi anvende til målingerne? (teori) 4.2 Videnskabsteori (fælles) Ud fra en naturvidenskabelig/nomotetisk tilgang undersøges, om der er sammenhæng mellem billedkvalitet og korrekt iso-centrering. Problemformuleringen belyses ud fra et positivistisk synspunkt, nærmere bestemt logisk positivisme/-empirisme (14). Der anvendes teori fra fagbøger og litterære studier, samt indsamlet empiri med lignende studier, hvor der er brugt kvantitative metoder. Alle observationer/målinger identificeres ud fra en logisk struktur og ved hjælp af matematiske og statistiske redskaber analyseres vores datamateriale. Den logisk empiriske tilgang er kendetegnende ved, at alt skal kunne måles og vejes og det, der ikke kan måles, skal gøres målbart (14) De positivistiske videnskabelighedskriterier (fælles) Kruuse definerer en række positivistiske videnskabelighedskriterier, der knytter sig til de kvantitative forskningsmetoder (15). I det følgende afsnit redegøres for kriterierne enkeltvis, og hvordan vi har fulgt dem gennem projektet. Dette er i overensstemmelse med Kruuses blik på, at kriterierne bør inddrages i forskningsmetodologiske analyser Systematik (BJO) Fordrer en planmæssig, ordnet fremgangsmåde uden tilfældigheder. Systematik er essentiel i alle faserne i en empirisk undersøgelse. Vigtigheden af systematik, afspejles i, at det indgår i OECD s definition om videnskabelighed (15). Forud for den empiriske dataindsamling forelå en systematisk fremgangsmetode til udførelsen af denne. Vi udarbejdede Excel ark, som vi systematisk noterede måledata i. Vi har været systematiske i vores beskrivelse af metode med henblik på at andre vil kunne foretage samme forsøg. Ved at operationalisere problemformuleringen er begreberne, som førte os til forskningsspørgsmålene, blevet systematiseret Kontrol (BJO) er medvirkende til elimination af tvivl angående den uafhængige variabels ansvarlighed for et givet resultat. Hensigten med kontrolforanstaltninger er i videst mulig omfang at reducere risiko for fejlslutninger. Kontrol skal også sikre, at et givet resultat kan generaliseres og 14

16 dermed ikke er et enkeltstående fænomen (15). Som kontrol af apparatur inden forsøgsstart, blev scanneren kalibreret, og der blev checket, at de seneste kvalitetstests af scanneren viser overensstemmelse. For at sikre ensartethed i udførelsen af forsøget, har hvert gruppemedlem haft en fast, forudbestemt opgave. Uafhængigt af hinanden er der kontrolleret, at fantomet var korrekt opstillet. Fantomets placering er kontrolleret med vaterpas, laserlys og analyseprogrammet, der hører til fantomet. For at sikre korrekt notering af forsøgsresultater, har en person skrevet resultaterne ned, hvor efter en anden har kontrolleret, at tallene stemte overens med de målte værdier. Ved at vælge kun én uafhængig variabel i forsøget, er der mindre risiko for at andre parametre kan have indflydelse på resultaterne Præcision (MSA) udgør en vigtig parameter i forskningsprocessen. Det er vigtigt at referere præcist og anvende kildehenvisninger i litteraturgennemgangen. Tillige er det essentielt at nominelle definitioner er præcise, ligesom der skal være nøjagtige beskrivelser af metodetype, design, målinger, databehandling, resultatfortolkning og rapportering (15). Som garant for præcision, er litteraturen til brug for projektet systematisk analyseret og nøje udvalgt ud fra opstillede kriterier for kildekritik. Desuden angives kildereferencer præcist og kontinuerligt gennem hele opgaven. Med henblik på at kunne udføre forsøget i praksis er der udarbejdet tydelige og detaljerede afsnit omkring metode og design. Der er forud for forskningsforsøget besluttet og argumenteret for de statistiske valg, og resultaterne er diskuteret i forhold til den valgte teori Objektivitet (MSA) Dette handler om at gøre sig observationer, der ikke er afhængige af observatøren. Objektivitet søges opnået ved at bruge apparatur og måleresultater i stedet for fortolkninger (15). Da objektiviteten opnås ved hjælp af brugen af kvantificérbare data, som ikke påvirkes af tolkning, mener vi at kunne leve op til objektiviteten i projektet. Den detaljerede beskrivelse af fremgangsmåde til udførelse af forsøget, muliggør reproducérbarheden af forsøget med samme udfald Kvantificérbarhed (MSA) er kravet om at undersøgelsesresultaterne skal kunne udtrykkes i tal efter udført statistisk analyse af de kvantitative oplysninger (15). 15

17 Det via projektet indsamlede datamateriale består af tal og målbare enheder. Materialet er beaarbejdet og analyseret statistisk, og opfylder dermed kriteriet for kvantificérbarhed Repræsentativitet (MJ) I stedet for undersøgelse af en hel kohorte, udvælges stikprøver, der defineres som en større eller mindre udvalgt delmængde af en undersøgelses enhed; disse skal være repræsentative for populationen. Stikprøvestørrelsen er endvidere afhængig af økonomiske og tidsmæssige faktorer (15). Stikprøvestørrelsen på 10 målinger pr. valgt lejehøjde er dels valgt ud fra et tidsmæssigt aspekt, for at vi kunne nå at indsamle, bearbejde og diskutere alle aspekter omkring målingerne, og dels fordi at måleusikkerheden er mindre ved fantommålinger. Forsøget er repræsentativt for CTC foretaget på en Philips Brilliance 40 slice scanner med afdelingens standard voksen-protokol (16) Gentagelse (MJ) Det er vigtigt at undersøgelsen kan gentages af andre på et senere tidspunkt. Dette gør, at man kan kontrollere, om resultaterne er udslag af tilfældigheder, er afhængige af tid og/eller sted, eller om de udelukkende er forårsaget af generelt gældende lovmæssigheder. Omhyggelige og præcise beskrivelser af definitioner, undersøgelsespopulation, målemetoder og design er påkrævet, for at andre skal kunne gentage forsøget (15). Forsøgets design og metodeopstilling er valgt og udarbejdet punktligt for at kunne nå frem til lignende resultater. Forsøgsopstillingen er systematisk beskrevet og de anvendte statistiske redskaber til dataanalysen er nøje gennemgået og behandlet i samråd med erfarne statistikere. De eventuelle fejlkilder, der er ved forsøget, er beskrevet og diskuteret, så andre har mulighed for ikke at gentage fejlene Reliabilitet (MJ) Defineres som stor overensstemmelse mellem uafhængige målinger af det samme. Hvis andre kan reproducere forsøget og nå frem til samme resultat, opnår forsøget høj reliabilitet (15). Efter faglig vejledning har vi valgt antallet af målinger for at sikre, at forsøgets resultater ikke skyldes tilfældig variation. Forsøgsprotokollen er præcis og systematisk, så andre kan lave samme forsøg. Forsøget er foretaget med fantomet Catphan 600, på en Philips Brilliance 40 slice scanner. Sygehusets sædvanlige cerebrum protokol benyttes, og det er dermed ikke sandsynligt, at der skulle fremkomme variation her. 16

18 Validitet (RHP) Validitet handler om grad af troværdighed i de resultater vi kommer frem til. Forsøget skal afspejle virkeligheden bedst muligt (15). For at kunne opfylde kravet om at tilnærme os virkeligheden, skulle vi udføre projektet på en patient, men af etiske grunde foretages et fantomstudie, da patienten ikke bør udsættes for en potentiel risiko for stråleskade. Da vi måler, om støjen ændrer sig som en funktion af lejehøjden, skal dette udføres i et homogent materiale og et fantom er velegnet til dette formål. Hermed kan resultaterne alligevel vise noget om de virkelige forhold. Ved at anvende en nøje beskrevet metode, hvor vi benytter os af flere forsøg med de faste parametre fra sygehusets CTC-protokol, prøver vi at sikre høj validitet Generalisérbarhed (RHP) forudsætter, at man kan udlede noget generelt ud fra den undersøgte stikprøve til hele populationen. Ekstern validitet, også kaldet bogstavelig generalisation er et begreb, der dækker over, at man ud fra undersøgelsen kan forudse, at andre udover forskeren selv kan opnå tilsvarende resultater i tilsvarende situationer (15). Idet forsøget er et fantomstudie og der ikke er scannet på mennesker, kan resultatet ikke overføres direkte til virkeligheden, uden at der skal medtænkes en række faktorer. Vi har ikke haft mulighed for at fremskaffe eller fremstille et fantom, der giver samme svækkelsesprofil som et menneskekranie. Idet vi undersøger parameteren støj i et homogent fantom, mener vi, det fortæller noget om virkelige forhold. Vi har scannet med den protokol, som afdelingen scanner med til daglig, og det burde kunne påvise en tendens, der viser om off-centrering har nogen indvirkning på støjniveauet i billederne. 4.3 Etiske overvejelser (BJO) I videnskabeligt arbejde er der specifikke forhold som gør krav på en etisk belysning (14). I dette afsnit belyses nogle af de etiske overvejelser, vi har gjort os i vores forskningsprojekt. Der redegøres for vores metodiske valg, set ud fra et etisk perspektiv Etik i forskningsarbejdet (BJO) I Etik for radiografer i Danmark beskrives der etiske retningslinjer, som sætter mennesket i centrum. Der opfordres ydermere til at radiografen skal kunne dokumentere udviklings- og forskningsresultater, fordi det sikrer, at radiografen i højere grad er med til at gavne professionens status og udvikling (17). I autorisationsloven kap står der skrevet, at en sundhedsperson er forpligtiget til at vise omhu og samvittighedsfuldhed (18). I et kvantitativt 17

19 forskningsprojekt som vores, hvor der kvalitetsudvikles på et radiograffagligt teknisk aspekt, som gerne skulle komme mange patienter til gavn, er der flere etiske aspekter at have for øje. Birkler skriver om tre konkrete forhold, der kræver etisk belysning i forskningsarbejdet i praksis Nytteværdien i forskningsarbejdet (BJO) Først handler det om at estimere nytteværdien i forskningsarbejdet. Er forskningen relevant inden for det pågældende område (14)? Vi har valgt at udvikle på den stråletunge CT - undersøgelse, der foretages flest af i Danmark, så det vil hermed have nytteværdi for mange patienter. Vi laver et specifikt projekt, som udspringer af billedkvalitets-problemer på en akutafdeling, hvor der foretages mange CTC. Flere radiologer har kritiseret den nuværende billedkvalitet og projektet har derfor til formål at forbedre billedkvaliteten, så lægen kan stille en præcis diagnose for patienten Projektets rammer (BJO) Det næste specifikke forhold i videnskabeligt arbejde omhandler rammerne for det konkrete projekt (14). Hvis målingerne skulle foretages så tæt på virkeligheden som muligt, ville det indebære scanninger af patienter, men da det vil påføre patienten unødig stråling, har vi af etiske grunde valgt at lave et fantomstudie. Vi har derfor også vurderet at retningslinjer, der er udstedt fra Videnskabsetisk komité, ikke er relevante i denne type forsøg, da de henvender sig til forsøg foretaget med patienter. Tidspunktet for forsøgets udførelse foregår i et tidsrum, hvor det er til mindst mulig gene for patienter og personale. Hvis der opstår en akut situation på afdelingen, afgives scanneren til personalet. Afdelingen, som vi samarbejder med i dette projekt har ingen økonomisk interesse i projektet, da de ikke er producenter af den scanner, der skal laves forsøg med. Afdelingen er interesseret i at billedkvaliteten forbedres, så der kan diagnosticeres ud fra de mest optimale betingelser. Samarbejdet med afdelingen har bestået af hjælp fra personale til udførelse af forsøget og ved at låne os udstyr, som fantom og scanner Det interne videnskabsetiske perspektiv (BJO) De sidste etiske forhold relateret til forsøget er, hvad Birkler betegner som det interne videnskabsetiske perspektiv, og omhandler, at etikken gerne skal blive en naturlig del af forskerens adfærd (14). Dataindsamlingen er foretaget objektivt og systematisk, og databearbejdningen er omgået med omhu og samvittighedsfuldhed. Erfarne og uvildige 18

20 statistikere har gennemlæst forsøgsprotokollen, så vi kunne sikre, at de anvendte statistiske redskaber kunne give sande resultater af vores målinger. Der er foretaget omhyggelig validering af vores empiriske litteratur ved hjælp af kvantitative vurderingsskemaer for at sikre en saglig og pålidelig besvarelse af vores problemformulering (Bilag 1). 4.4 Litteratursøgning (fælles) Med henblik på at finde relevant faglitteratur, er pensumlisterne fra vores uddannelse, samt undervisernes forslag til supplerende litteratur gennemgået. Endvidere blev der søgt i UCN s biblioteksdatabase og på Bibliotek.dk med centrale begreber fra operationaliseringen. I det følgende afsnit præsenteres de artikeldatabaser, der er søgt i, samt søgeprofil og søgestrategi (19). Artikelsøgningen indledtes med søgning i PubMed, der omfatter mere end 22 millioner videnskabelige peer-reviewed artikler indenfor biomedicinsk litteratur. Der søgtes på engelsksprogede artikler med forskellige kombinationer af ordene: CT, brain, isocenter, axial scan, off-centrering, miscentering, image quality, noise. Første søgning gav 360 resultater, og de næste 7 søgninger gav mellem 54 og 0 resultater. Dernæst søgtes i CINAHL (Cumulative Index to Nursing and Allied Health Literature) og her fandtes tilsyneladende ingen artikler, der er brugbare for vores forsøg. Efter gennemlæsning af en del af artiklerne fra PubMed, fandt vi ingen artikler, der belyser, hvad off-centrering af patienten ved netop CTC betyder for billedkvaliteten. Vi valgte 2 artikler, der omhandler studier vedrørende off-centrerings indvirkning på dosis og støj ved body-og abdomen-fantom scanninger (Bilag 2) Analyse af artikler (fælles) I dette afsnit analyseres de to artikler, vi valgte at bruge til at beskrive og diskutere metode og teori Artikel 1(fælles) Habibzadeh M.H, Ay M.R, Kamali Asl A.R, Ghadiri H. og Zaidi H. Impact of miscentering of patient dose and image noise in x-ray CT imaging: Phantom and clinical studies. Formålet med undersøgelsen er at vurdere den kliniske indflydelse af patientens off-centrering på stråledosis og billedstøj i forbindelse med CT-scanninger. 19

21 Baggrund for undersøgelsen var at undersøge betydningen af off-centrering af patienten for bowtie-filterets oprindelige funktion ifht. modulation af røntgenstrålens sammensætning og dens indflydelse på både stråledosis og støjniveau. Yderligere var undersøgelsens formål at påvise radiografens rolle ifht. centrering af patienten ved sammenligning af resultater fra 7 forskellige billeddiagnostiske centre, der tilsammen rådede over tre forskellige scannermodeller fra GE. Metode og materialer: Artiklen er skrevet på baggrund af et fantomforsøg, samt en retrospektiv analyse som viser, hvorvidt off-centrering af patienten påvirker stråledosis og støjniveau i forbindelse med CTscanninger. Til formålet anvendtes seks forskellige fantomer scannet med 120 kvp, 200 ma, gantry rotationstid 2 sec., collimering 4 x 5 mm axiale snit. Der anvendtes et stort bowtiefilter, da alle scanninger var udført med et stort FOV. Fantomernes centrum var placeret 0, 2, 4 og 6 cm under scannerens iso-center. Billedets støjniveau var defineret som SD og dette blev målt ved anvendelse af en rektangulær ROI, der dækkede 60 % af den nederste halvdel af fantomets areal (Fig. 2). SD er målt for hvert snit optaget gennem én rotation og senere beregnet som gennemsnit. Scanningerne gennemførtes på tre scannere: GE 64-slice Lightspeed VCT, GE 8-slice Brightspeed Edge og GE 4-slice Lightspeed QX/i. Ud fra scanninger af fantomer udarbejdedes en regressionsmodel. Figur 2. Rektangulære ROI der dækker 60 % af nederste halvdel anvendt til at måle SD i hvert snit af et polyætylen fantom 20

22 Resultater: Off-centreringsstørrelsen varierer fra 1,7 cm til 3,7 cm. Der ses en tydelig sammenhæng mellem off-centrering og støjniveau. Figur 3. Figur 4. Figur 5. Figur 3-5 viser sammenhæng mellem off-centreringens størrelse og stigning i støjniveauet (SD) for de tre anvendte GE-scannere. Vandfantom-målingerne viser en stigning af SD, som ikke er lineær, men har tendens til at tiltage efter en vis tærskel. Konklusion: Resultater viser at off-centrering af patienten medfører tydelig stigning af stråledosis, samt at støjniveauet målt som SD også er steget, dog i mindre grad end stråledosis. 21

23 Artikel 2 (fælles) TothT, Ge Z, Daly M.P. The influence of patient centering on CT dose and image noise. Formålet er at vurdere de kliniske konsekvenser for CT dosis og billedstøj i forhold til centrering af patienter i SFOV. Baggrunden for undersøgelsen er, at relationen mellem objektstørrelse, billedstøj og dosis er kendt i radiograffaget, men nylige studier har vist manglende viden om vigtigheden af isocentrering. Metode og materialer: Der er i artiklen udført et klinisk forsøg, samt en retrospektiv analyse af, hvordan patientcentrering påvirker dosis og støj. Fantomer i forskellige størrelser og udformninger blev scannet på en GE Light Speed VCT scanner. Der blev scannet med 120 kvp, 8x5 mm axiale snit, gantryrotation 1 sek. Fantomerne blev placeret 0; 3 og 6 cm under iso-centret, scoutscanninger udførtes med røntgenrøret i positionerne kl. 12 og kl. 3. Der blev målt SD, som indikator for billedstøj. Målingerne blev foretaget på et ellipseformet areal svarende til 80 % af fantomets ensartede areal. Ændringer i SD ved off-centrering, blev målt i øverste og nederste halvdel af ROI uafhængigt af hinanden. Forskerne har selv udviklet softwareværktøjer til beregning af off-centreringen ud fra de retrospektive oversigts-scanninger. Ved statistisk dataanalyse blev der lavet en regressionsanalyse af overfladedosis og støj, som funktion af fantomstørrelse og centreringsfejl. Resultat: Resultaterne er overført fra fantomstudierne til mennesker og her påpeger forskerne, at dosisforøgelsen kunne være anderledes, end de blev præsenteret i forsøget. Fantomresultaterne viser, at der er evidens for at dosis og støj øges ved off-centrering af patienten i klinisk praksis. Studiet har vist, at off-centrering af patienten med 3 og 6 cm i y-planet forøger overfladedosis på et 32 cm fantom med hhv. 18 % og 41 % og billedstøjen med hhv. 6 % og 22 %. Ifølge artiklen skyldes dette at off-centrering medfører uhensigtsmæssige ændringer i bowtiefilterets funktion, hvilket giver områder med større støj. 22

24 Konklusion: Selv om bowtie-filtre har været anvendt siden introduktionen af nogle af de første CTscannere, er der manglende viden omkring filtrenes kliniske indvirkninger på dosis og støj. I klinisk praksis skal der fokuseres mere på off-centrering, da det påvirker dosis og billedkvalitet. Der bør tilskyndes til at forbedre patient-centrering, især i højden Skematisk oversigt over artikler (fælles) Med henblik på at skabe overblik over metoder og resultater i artiklerne, præsenteres de her i tabelform: 23

25 Forfattere og titel Toth et al The influence of patient centering on CT dose and image noise Artiklens evidensniveau II b II b Forsøgsdesign Intervention Kvantitativt fantomstudie af flere størrelser fantomer. Endvidere retrospektiv evaluering af 273 voksne patienters 549 (body-) scanninger. Isocentrering og 2 off-centreringer i 3 og 6 cm under isocenter Habibzadeh et al Impact of miscentering of patient dose and image noise in x-ray CT imaging Kvantitativt klinisk studie i form af forsøg med 6 fantomer. Retrospektiv analyse af 480 patienter på 7 diagnostiske centre, hvor off-centrerings effekt på billedstøj undersøges Iso-centrering og 3 offcentreringer under iso-center med 2, 4, 6 cm. Scannertype GE Light Speed VCT 3 modeller af GE Light Speed scannere (4-, 8-, 64- slice). Modulation Fast parameterindstilling Fast parameterindstilling Billedkvalitet Metode for dataanalyse Konklusioner Standarddeviation målt som indikator for støj. Målt på ROI, der udgør 80 % af det scannede objekts areal Deskriptive statistiske analyser. Mange grafiske fremstillinger (scatterplots, histogrammer, tabeller) Procentvise udregninger af øgning af støj Offcentrering i 3 og 6 cm i y-planet forøger billedstøjen med 6 % og 22 %. I 46 % af forsøgets CTscanninger sker der off-centrering, som gennemsnitlig er 23 mm under scanners iso-center. Skærpet fokus på patientcentrering er vigtig. Støj målt ud fra ROI, der udgør 30 % af det scannede objekts areal (60 % af nederste halvdel) Der genereredes regressionsmodeller som funktion af fantomstørrelse og centrerings-fejl. Udregning af procentvise forskel i støjniveau mellem isocentrering og off-centrering Stigning i støjniveau på ca 7 % ved off-centreringer. Bowtie-filter virker uhensigtsmæssigt ved offcentrering. Radiografer bør være meget opmærksomme på korrekt patient-positionering. 4.5 Præsentation og kritik af kilder (fælles) I dette afsnit præsenteres og vurderes valgt litteratur til besvarelse af problemformuleringen. Faglitteraturen er vurderet ud fra B!NKO tjeklisten fra det Sundhedsfaglige Fakultet og Syddansk Universitetsbibliotek (20). Artiklerne er vurderet ud fra guides, udviklet til vurdering af kvantitative artikler (21). 24

26 4.5.1 Kildekritik af artikler (fælles) Toth T; Ge Z; Daly MP. The influence of patient centering on CT dose and image noise. Med Phys Jul; 34 (7): Hensigten med artiklen er at vurdere de kliniske konsekvenser af off-centrering af patienten i SFOV, og bowtie-filtres indvirkning på dosis og støj i denne sammenhæng. Artiklen pointerer vigtigheden af korrekt isocentrering og radiografens pligt til at være omhyggelig med centreringen. Artiklen henvender sig til radiografer og andre med interesse for billeddiagnostik. Forfatterne Toth T og Ge Z, er ansatte hos CT system engineering, GE Healthcare. Dette kan være en kritik af artiklen, da der kan være personlige interesser involveret. Dog er resultaterne i artiklen systematisk analyseret efter avancerede metoder, derfor formoder vi at forskerne er objektive. Daly MP er ansat hos Electromagnetics Laboratory, University of Illinois. Artiklen, der er peer-reviewed, er udgivet i 2007 af tidsskriftet Medical Physics. Indholdet i artiklen underbygges af henvisninger til mange referencer. Der findes andre artikler, der omhandler emnet og de er kommet frem til lignende resultater. Vi vil i opgaven bruge artiklen til at finde forskningsresultater om offcentrerings indflydelse på billedkvaliteten i forhold til SD. Habibzadeh MA, Ay MR, Kamali asl AR, Ghadiri H, Zaidi H. Impact of miscentering on patient dose and image noise in x-ray CT imaging: Phantom and clinical studies. Physica Medica. 2012; 28(3): Formålet med denne artikel er at undersøge effekten af off-centering af patienter med hensyn til billedstøj og patientdosis i 3 forskellige modeller af forskellige kommercielle GE CTscannere på syv billeddiagnostiske centre. Desuden vil man klarlægge radiografens rolle i forbindelse med positionering ved scanninger. Målgruppen er radiografer og andre med interesse for billeddiagnostik. De 5 forfattere er alle ansatte ved tekniske og medicinske fakulteter på universiteter i Iran, Schweiz og Holland. Oplysningerne i artiklen er dokumenteret af 28 referencer. Der findes andre artikler, der også har belyst emnet og de har fundet lignende resultater. 25

27 Artiklen, der er fra 2012, er udgivet af Physica Medica og er optaget i den peer-reviewede PubMed database. Vi anvender artiklen til at diskutere metode, samt belyse virkninger af offcentrering og ikke mindst radiografens rolle ved CT-undersøgelser. Zarb F; Rainford L; McEntee MF. Image quality assessment tools for optimization of CT images. Radiography ;16(2): : Hensigten med artiklen er at informere om vigtigheden af at producere CT-billeder af høj kvalitet med henblik på at opnå størst mulig diagnostisk information fra billederne. Normalt medfører højere billedkvalitet en tilsvarende højere stråledosis til patienten, så derfor er der brug for viden om værktøjer til vurdering af billeder af passende diagnostisk anvendelighed. I artiklen er der uddybende beskrivelse af parametre, der har indflydelse på billedkvaliteten. Artiklen er henvendt til radiografer og andre med interesse for faget. To af forfatterne, har en Ph.d. og den tredje har en MSc, og de er alle radiografundervisere i henholdsvis Irland og på Malta. Denne artikel er peer-reviewed og udgivet i Radiography i Artiklen underbygger sit indhold med henvisning til hele 46 referencer. Artiklen bruges i forhold til inspiration til metode. Da vi kun anvender artiklen få steder, laver vi ikke en uddybende analyse af hele artiklen Kildekritik af fagbøger (fælles) Til at danne grundlæggende forståelse for de teoretiske aspekter, som er afgørende i projektet, valgte vi faglitteratur skrevet af anerkendte forskere/radiologer. Seeram E. Computed Tomography: Physical Principles, Clinical applications, and Quality Control. 3. ed. St. Louis, Mo.: Saunders; 2009: Seeram er Master of science i medicinsk billeddannelse og avancerede studier på British Columbia Institute of Technology. Bogen er fra uddannelsens pensumliste og omfatter mange aspekter i forhold til CT, som er beskrevet på en meget uddybende måde. Den er rettet mod radiografer og radiologer og giver en god beskrivelse af emnet. Bogen er kun 4 år gammel, henviser løbende til referencer, som omfatter både andre forfattere eller forskning og dette resulterer i et højt fagligt niveau. Bogen er kvalitetsvurderet af 13 fagpersoner, heraf flere professorer med tilknytning til CT. Bogen er valgt som kilde til projektets teoriafsnit, da den beskriver den grundlæggende teori omkring billedparametre som støj (SD), lavkontrast (LKO) og CNR. Som en af de få teoretikere behandler Seeram iso-centrering, der er et 26

28 centralt begreb i projektet. I afsnittet om iso-centrering henvises der til flere af de artikler, vi anvender som hjemmel i diskussionen af teori og metode. Kusk M.W.: Multislice CT billedkvalitet, dosis & teknik, 1. udgave, 1. Oplag Radiografiens forlag 2011: Matin Weber Kusk er radiograf og arbejder som kvalitets- udviklingskonsulent på Esbjerg Sygehus. Han blev tildelt prisen Best Scientific Paper på European Congress of Radiology i Wien. Vi har i undervisningen anvendt Multislice CT til grundlæggende beskrivelse af CTteknikken, som er bogens primære fokus. Bogen er den første udgave og Kusk refererer til egne kliniske erfaringer i gennemgang af teorien. Bogen er skrevet på dansk. Manuskriptet blev gennemgået af en superbruger i CT, som har givet respons på indholdet. Bogen er udgivet gennem Radiografiens Forlag, og anbefales som supplerende litteratur for radiografer. For yderligere validering af bogen, kunne det ønskes at den var gennemlæst af flere fagpersoner. Vi anvender bogen som supplement til teoriafsnittet. Bushberg, Jerrold T. et. al, The essential physics of medical imaging. Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, 3. international ed Jerrold T. Bushberg og de 3 medforfattere Seibert, Leidholdt og Boone er professorer i radiologi ved University of California (UC). Denne pensumbog har et højt fagligt niveau, og omhandler røntgenfysik, strålebeskyttelse og billeddannelse inden for de respektive radiografiske modaliteter. Målgruppen er radiologer, radiografer, samt studerende og øvrige med interesse for radiograffaget. Forfatternes hensigt er at nye læsere kan blive grundigt indført i emnet. Bogen er veldokumenteret ved hjælp af referencer. I projektet bruger vi bogen som kilde til teori om CT billedkvalitet. Bushong SC. Radiologic science for technologists: physics, biology, and protection. 9 th st. Louis, Mo; 2008 Forfatteren er professor i radiologi ved Baylor College of Medicine, Houston. Bogen er skrevet med henblik på at formidle basisviden om radiografi både teoretisk og i praksis. Den henvender sig til radiografer og andre inden for faget. Bogen er læst af 28 korrekturlæsere, hvor op mod halvdelen har direkte tilknytning til radiologi og har tilsvarende videnskabelige titler, som Bachelor af Science (BS), Radiologic Technologist (RT) og Master of Science (MS). Vi anvender bogen som kilde til angivelse af ROI-størrelse. 27

29 Madsen BS. Statistik for ikke-statistikere. 2. udgave. Frederiksberg: Samfundslitteratur; Bogens forfatter Birger S. Madsen, er en erfaren statistiker og underviser. Indholdet i bogen udspringer direkte af hans erfaringer med at undervise i statistik. Han er lektor ved Økonomisk Institut på Københavns Universitet. Hensigten med bogen er at forklare, hvordan man bearbejder, analyserer og præsenterer data fra forskellige områder, på en enkelt og forståelig måde. Materialet i bogen er gennemlæst af to lektorer ved Økonomisk Institut på Københavns Universitet og bogen er desuden oversat til engelsk. Der er skrevet meget litteratur omkring statistik, men grunden til at vi har valgt denne bog er fordi den henvender sig til uddannelser, hvor der skal anvendes statistik på et grundlæggende niveau, med enkelte statistiske redskaber og simple beregninger. Vi anvender bogen i vores opgave til statistisk metode. Mainz, Jan. Kvalitetsudvikling i praksis. Munksgaard Danmark, Kbh., 2011 Redaktørerne af bogen er Jan Mainz, Paul D. Bartels, Peter Rhode, Kjeld Møller Pedersen, Vibeke Krøll og Toke Bek. Jan Mainz er professor i Kvalitetsudvikling ved Syddansk Universitet og ledende overlæge ved Aalborg psykiatriske Sygehus. Han er speciallæge i samfundsmedicin, Ph.d ved Århus Universitet. Mainz har holdt utallige foredrag om kvalitetsudvikling, ligesom han har udgivet talrige artikler om emnet. Han er desuden forfatter og medforfatter af 15 bøger. De øvrige redaktører er ligeledes beskæftigede med kvalitetsudvikling på højt plan. Bogen giver en samlet, opdateret beskrivelse af centrale emner og temaer i kvalitetsudvikling i sundhedsvæsenet, baseret på national og international viden og erfaring. Bogen har til formål på et evidensbaseret grundlag at beskrive det teoretiske og praktiske afsæt for moderne kvalitetsudvikling i sundhedsvæsenet. Bogen henvender sig til alle faggrupper i sundhedsvæsenet. Vi har valgt at anvende denne pensumbog til at beskrive kvalitetsudviklingsprocessen med udgangspunkt i kvalitetscirklen. Birkler J. Videnskabsteori. En grundbog. 1. udgave, 6. oplag 2009 Munksgaard Danmark 2005: Jacob Birkler er forfatter, cand. mag. i filosofi og psykologi fra Aarhus Universitet. Han underviser bla. i fagene videnskabsteori og forskningsmetodologi, samt filosofi og etik. Bogen om videnskabsteori er fra vores pensumliste. Birkler gennemgår alle de centrale 28

30 videnskabsteoretiske retninger, herunder positivismen, som er den mest relevante retning i vores kvantitative studie. Desuden skriver han om videnskab og etik, og begrebernes gensidige indflydelse på hinanden. Han giver også læseren et mere konkret indblik i videnskabsetikken, han skriver om specifikke forhold i det videnskabelige arbejde i praksis og om videnskabens nytteværdi. Birkler henvender sig til de mellemlange sundhedsuddannelser. Der er henvist til referencer og flere personer har gennemlæst bogens manuskript. Bogen er anvendt til at belyse opgavens videnskabsteoretiske ståsted, med en beskrivelse af de positivistiske kendetegn, og vi har anvendt den til at begrunde vores etiske overvejelser omkring metode. FRD. Etik for radiografer i Danmark etiske retningslinjer, der sætter mennesket i centrum. FRD's kongres 2008: Disse retningslinjer er udarbejdet af en arbejdsgruppe bestående af en radiograf, 2 lektorer fra radiografuddannelsen, en kvalitetskoordinator, en udviklingskoordinator og en tovholder fra Forening af Radiografer i Danmark (FRD). Der refereres til flere relevante kilder i folderen og der er yderligere sammensat en kommentargruppe bestående af 11 radiografer, der har gennemlæst og kommenteret konstruktivt på retningslinjerne. Hensigten med retningslinjerne er, at de skal være samtalepartner, når dilemmaer diskuteres i faglig sammenhæng og dermed være med til at finde de rette løsninger og minimere uretfærdighed. Desuden er de tænkt som en styrke for radiografen i at få mulighed for at identificere etiske dilemmaer, samt fokusere på forskellige perspektiver i etiske dilemmaer. Retningslinjerne er henvendt til radiografer og radiografstuderende. I projektet anvendes retningslinjerne som udgangspunkt for de etiske aspekter og overvejelser, der er gjort igennem metoden. Kruuse E. Kvantitative forskningsmetoder i psykologi og tilgrænsende fag, Dansk psykologisk forlag, 6. udgave Emil Kruuse er forfatter og cand. mag. i psykologi. Han er foredragsholder for psykologistuderende på Danmarks Lærerhøjskole. Bogen er tiltænkt alle faggrupper, der er interesseret i forskningsmetoder, der giver mulighed for at beskrive forskningsresultater vha. generelle lovmæssigheder i tal (nomotetik), og dermed give læseren indsigt i, hvordan man kan bedømme det empiriske grundlag for teorier og hypoteser ud fra de positivistiske videnskabelighedskriterier. Kruuse henvender sig til forskere, der selv skal gennemføre empiriske undersøgelser, hvor der skal bruges kvantitative indsamlingsmetoder og 29

31 positivistisk undersøgelsesdesign. I bogen nævnes flere akademikere som har gennemlæst og kommenteret på Kruuses værk, desuden benyttes der flere valide referencer. Vi anvender bogen til at strukturere vores forskningsmetode ud fra de positivistiske videnskabelighedsskriterier. Catphan 500 and 600 manual. The Phantom Laboratory Hensigten med manualen er at instruere i korrekt opstilling og anvendelse af fantomet. Der introduceres til fantomets forskellige moduler og deres anvendelsesmuligheder. Målgruppen er brugere af fantomet og manualens faglige niveau er tilpasset personer, der beskæftiger sig med CT-teknik. Forfatteren er Ph.d-fysiker David J. Goodenough, der i samarbejde med sælgeren, The Phantom Laboratory, har udarbejdet manualen. Det er dermed kompetente personer, der står bag. Af de 22 referencer, der dokumenterer oplysningerne i manualen, er de 8 skrevet af Goodenough, hvilket måske kan påvirke objektiviteten. Denne manual er skrevet i 2012 og må dermed anses for at være opdateret og anvendelig til vores formål, der er at blive vejledt i opstilling af fantomet, samt som hjemmel til at argumentere for arealet på de ROIs, vi har anvendt til vores målinger. Publikationen for IEC standarden. International Electrotechnical Commission (IEC) I manualen defineres standarder for de parametre og kriterier, der skal anvendes ved udførelsen af CT-scanninger med hensyn til billedkvalitet, patientdosis og positionering. Målgruppen er ansatte inden for CT teknik og det faglige niveau et tilpasset disse. Udgiveren er International Electrotechnical Commission (IEC), der er et standardiseringsorgan, som beskæftiger sig med elektriske, elektroniske og relaterede teknologier. I IEC- publikationen defineres danske standarder for de parametre og kriterier, der skal anvendes ved udførelsen af CT-scanninger med hensyn til billedkvalitet, patientdosis og positionering. Vi bruger manualen til at besvare vores forskningsspørgsmål om, hvordan vi måler på billedkvalitets-parametrene i vores projekt. Desuden bruger vi den som hjemmel til at vælge ROI- størrelse. 4.6 Forsøgsopstilling (fælles) I det følgende afsnit beskrives, hvordan forsøget er udført. 30

32 Til forsøget anvendtes en Philips Brilliance 40 slice CT scanner. Det anvendte fantomet er et Catphan 600 (22). Til alignment af fantomet, samt til efterfølgende databehandling har vi anvendt programmet CT AutoQA Lite v (23) Beskrivelse og anvendelse af Catphan 600 Figur 6. Catphan 600 fantom Figur 7. Skematisk oversigt over Catphan 600. Fantomet indeholder elementerne CTP 404, CTP 591, CTP 528, CTP 515 og CTP

33 Catphan 600 fantomet er designet til vurdering af multi-slice CT-scannerens maksimale ydeevne, og det bruges til at teste billedkvaliteten ved CT-scannere. Fantomet har en cylindrisk plastskal med udvendigt ø på 200 mm og indvendigt ø på 150 mm. Der kan placeres forskellige moduler med ø 150 mm i fantomet, alt efter test-behov. Som standard indeholder Catphan 600 disse 5 moduler i nævnte rækkefølge: CTP 404, CTP 591, CTP 528, CTP 515 og CTP 486. Af de 5 moduler bruges de 3 nedenstående i vores projekt CTP 404 (fælles) Dette modul kaldes også Section one og har ø 150mm og tykkelse 25 mm. Modulet indeholder blandt andet et element med 4 røntgenfaste korrektionstråde, der skal ligge symmetrisk, hvis fantomet er placeret korrekt. Der prøvescannes for at se om opsætningen er i orden. Vi anvender dette element til at vurdere, om vi har opstillet fantomet korrekt, inden vi foretager check med programmet CT AutoQA Lite v Desuden anvender vi modulet til at beregne CNR, hvor vi måler HU for Teflon og HU og SD for modulets baggrund. Formlen for udregning af CNR præsenteres i beregning af CNR. Figur 8. Snit gennem CTP 404 modulet med blandt andet de 4 røntgenfaste korrektionstråde (ramps) 32

34 CTP 486 (fælles) Dette modul har ø 150 mm, tykkelse > 40mm. Modulet, der også kaldes homogenitetsmodulet, er udført i et ensartet materiale, hvis CT-nummer (HU) ligger inden for 2 % af vands, dvs HU. Ved at indtegne ROI, kan der måles SD for middelværdien af de antal pixels som udgør ROI. Vi bruger modulet til at få oplysninger, så vi kan vurdere billedkvaliteten i forhold til SD. Figur 9. Snit gennem CTP 486 modulet med og uden integrerede ROI CTP 515 (fælles) Modulet er opbygget af et homogent materiale, som indeholder to grupper af elementer (Fig. 10). Den ene gruppe er såkaldte supra-slice, som er placeret lateralt og er fordelt på tre grupper med contrast niveau svarende til 3, 5 og 10 HU, som procentmæssig svarer til forskel i LKO på 0,3; 0,5; 1 %. Hver gruppe indeholder elementer i størrelse fra 2 til 15 mm. De tre grupper har en tykkelse på 40 mm i fantomets længderetning. Medialt er der placeret anden gruppe (sub-slice) karakteriseret af kontrasten svarende til 1 %. Denne er opdelt på tre undergrupper, der hver indeholder elementer med diameter på 3, 5, 7 og 9 mm. Forskellen mellem dem er dimension i z-akse, som svarer til 3, 5 og 7 mm (Fig. 11). 33

35 Figur 10. Tværsnit gennem lavkontrastmodulet CTP 515 Figur 11. Modul CTP 515 set fra siden Opstilling af Catphan 600 (fælles) Kassen med Catphan 600 fantomet placeres på lejet (uden madras) ved gantry- enden i CTscanneren. Hængslerne på kassen skal vende væk fra gantryet. Kassen åbnes, låget drejes 180º tilbage og virker som en kontravægt til fantomet, når det placeres. Catphan 600 tages ud af kassen og hænges på enden af denne. Har kassen tendens til at tippe, lægges kontravægt i låget (eks. sandpose), og man kan bruge patientstropperne til at fiksere med. Fingerskruerne, der sidder mellem fantom og kasse, bruges til at nivellere fantomet i vater. Når fantomet er i vater, skubbes det sidelæns på kassen, så de 5 hvide centreringsprikker på toppen af fantomet ligger i scannerens laserlys-streg i z-retningen. Lejet hæves og køres ind 34

36 til, hvor laserlysets x og y s skæringspunkt rammer den hvide markeringsprik for laterale højde på siden af CTP 404 elementet. Figur 12. Opstilling af Catphan 600 fantom Sikring af fantomets position (fælles) Ved at evaluere scanningsbilledet af section 1, som er CTP 404, kan det sikres, at fantomet er korrekt opstillet. Sektionen indeholder 4 røntgenfaste korrektions-tråde, der er indlejret med en vinkel på 23 fra basis til top i modulet. Ved korrekt opstilling, er de 4 tråde placeret symmetrisk i forhold til hinanden. Ved manglende symmetri, justerer man igen og scanner. Dette gentages, indtil der er symmetri. Ud over den visuelle bedømmelse, kan man med fordel aligne fantomet mere nøjagtigt ved hjælp af analyseprogrammet CT AutoQA Lite v Vi har anvendt begge metoder til vores forsøg. 35

37 4.6.3 Scanningsparametre (fælles) Ud fra eksisterende axial/sekventiel CT af cerebrum-protokol fra Regionshospitalet Viborg scanner vi med følgende scanparametre (16): Parametre kv mas collimering Snittykkelse (mm) Increment (mm) Filter Værdi x 0, Brain standard (bowtie) FOV (mm) 250 Tabel 1. Protokol for axial/sekventiel CT af cerebrum uden kontrastindgift fra Regionshospitalet Viborg Under forsøget holdes alle ovenstående parametre konstante. Den uafhængige variabel i forsøget vil være off-centreringen, som bestemmes til 0 mm (iso-center), -10 mm, -20 mm, - 30 mm, -40 mm og -50 mm i -y retningen. Da vi betragter punktet 0,0 i et koordinatsystem som punktet for iso-centret, vil dette betyde, at vi kan regulere vores off-centrering ved at hæve lejehøjden i +y retningen. Det resulterer i, at patienten hæves og iso-centret vil da ligge for lavt i cerebrum (-y retningen). Alle målingerne vil foretages, hvor x = Pilotforsøg (fælles) Før de endelige målinger, valgte vi at udføre et pilotforsøg. Dels for at lære måleredskaberne at kende og dels for at afdække eventuelle fejl og mangler ved undersøgelsesmetoden. Pilotforsøget var et redskab til at vurdere, om forsøgsdesignet levede op til kriterierne for den kvantitative forskningsmetode (19). Inden pilotforsøget udformedes en tjekliste med de punkter, som var relevante. Under pilotforsøget rettede vi punkterne til, så de stemte overens med de arbejdsforhold, som var til rådighed. Arbejdet blev stringent uddelegeret imellem os, så der ingen tvivl var om, hvad hver især skulle koncentrere sig om. Dette gjorde vi for at opnå systematik, præcision og kontrol, for dermed at minimere risiko for fejl. Pilotforsøget skabte endvidere grundlag for at udarbejde en tidsplan for selve målingerne. På denne måde kunne vi meddele afdelingen, hvor lang tid vi forventede at skulle gøre brug af det lånte udstyr i form af scanner, fantom, computer m.m. Under pilotforsøget blev det tydeligt, at der lå store udfordringer i at få analyseprogrammet CT AutoQA Lite v til at samarbejde med scanneren. Med hjælp fra personale, datamatiker og fysiker, blev vi endelig fortrolige med fantomet og programmet. 36

38 Efter pilotforsøget blev vi klare over vigtigheden i at lave en hensigtsmæssig strukturering af datamaterialet, så det ikke blev blandet sammen. Der blev derfor oprettet en individuel mappe til hver måling. Planen var at foretage målingerne uden for afdelingens normale program, hvilket resulterede i at vi scannede om natten. Vi fandt det også mest hensigtsmæssigt at udføre samtlige scanninger på én gang, så dette kunne gøres under samme air-kalibrering og dermed sikre stor sandsynlighed for ensartethed. Under pilotforsøget førte vi logbog Udførelse af forsøg (fælles) Indledningsvis aftørrede vi scanneren for at sikre os mod, at der kunne være rester af kontrastvæske, derefter foretog vi en air-kalibrering af scanneren, for at sikre os at have et pålideligt måleinstrument. Måleudstyr som skal bruges til godkendte tests skal verificeres med en kalibrering for at eliminere den eventuelle måleusikkerhed, der kan være ved måleinstrumentet (24). Som ekstra sikkerhed har vi sammenholdt resultatet af kalibreringen med de seneste kalibreringer og de opfyldte kravene. I fællesskab opstillede vi Catphan 600 fantomet ifølge instruksen i den tilhørende manual. Da vi efter visuelt skøn og adskillige tjek med vaterpas mente, at placeringen var i orden, foretog vi en scanning for at sikre os, at fantomet var aligned. Til at vurdere alignment, anvendte vi programmet CT AutoQA Lite v Resultatet viste en afvigelse på 0,3, hvilket ligger inden for tolerancen. Da fantomet var aligned, fikserede vi det med stropperne på lejet, så vi var sikrede mod at fantomet blev displaceret under lejeryk. Vi har valgt at anvende eksisterende protokol for Axial CT- Cerebrum 40 slice, uden kontrastindgift, fra Regionshospitalet Viborg. Vi nulstillede scanneren ved toppen af fantomet. Dernæst kørtes fantomet ind, så alle moduler i fantomet blev scannet. Vi noterede scanlængden 222 mm og brugte den samme scanlængde hver gang. Ved beskrivelse af forsøgets udførelse benævnes studerende som A, B, C og D. Først oprettede vi en mappe med unikt ID for hver scanning for at kunne holde styr på, hvor data hørte til. A scannede 10 gange i træk og overførte data til PACS. B stod bag ved og observerede, at samme fremgangsmåde anvendtes hver gang. B aflæste og meddelte oplysninger fra scanningen. Disse blev noteret af C. Efter 10 scanninger byttede A og B roller. C udvalgte på Viewerskærmen de 4 mest repræsentative billeder fra hver scanning og sendte dem til PACS. Udvælgelse foregik ved at vælge billedet med synlig markeringsprik, der 37

39 angiver centrum for modul CTP 486, plus et billede under og 2 billeder over. Fra PACS overførtes de 4 billeder til en såkaldt Robot-computer, hvor D lagde billederne i unik mappe og derfra til USB stik i systematisk nummererede mapper, med henblik på videre databehandling med CT AutoQA Lite v Logbog (fælles) Under forsøget er der ført logbog over al aktivitet under målingerne med henblik på at opnå præcision, systematik og kontrol, og dermed minimere risikoen for målebias. Der registreredes følgende data under forsøget: Punkt A B C D E F G H I J K Logbog / Tjekliste under udførelse af målinger Rengøring af scanner (Fjerne evt. rester af kontrastmiddel) Check af seneste kalibreringer (Air-kalibrering) Opstilling af fantom Kontrol af korrekt placering af fantom Kontrol med vaterpas Kontrolscanning, alignment med AutoQA Lite Fiksering af fantom Tidspunkt for scanning: Scannings ID/-nummer Lejeposition y-retning Scanlængde 38

40 Punkt A Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok B Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek C Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok D Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek E Vater Vater Vater Vater Vater Vater Vater Vater Vater Vater Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok Ok F 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 G Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek Tjek H 10/5 10/5 10/5 10/5 10/5 10/5 10/5 10/5 10/5 10/5 I J 89cm 89cm 89cm 89cm 89cm 89cm 89cm 89cm 89cm 89cm K 222 (mm) 222 (mm) 222 (mm) 222 (mm) 222 (mm) 222 (mm) 222 (mm) 222 (mm) 222 (mm) 222 (mm) Beregning af billedkvalitet (fælles) Til beregning af billedkvalitet anvendte vi billedberegningssprogrammet AutoQA Lite v3.1.01, der er udviklet til beregninger af scanninger med CatPhan 600 fantomet AutoQA Lite (fælles) Data-analyseprogrammet AutoQA Lite v Dette softwareprogram fra Iris QA er udviklet til analyse, beregning og evaluering af CT fantom-billeder. Programmet er udviklet til delvis at opfylde anbefalingerne i IEC ( )(24). I forsøget bruges programmet til alignment af fantomet, samt til dataanalyse af de målinger, der er foretaget i forhold til lavkontrast, støj (SD), middelpixelværdi teflon, middelpixelværdi baggrund og SD baggrund, til beregning af CNR. I det følgende afsnit beskrives, hvordan parametrene støj (SD), LKO og CNR er beregnet. 39

41 Støj (SD) (fælles) I projektet er støjen defineret som standard deviationen (SD). I Catphan 600 s 486 modul findes der 5 faste ROI, der danner udgangspunkt for vores målinger. De 5 ROI er placeret, så en ROI ligger i centrum og uden om denne er der placeret 4 perifere ROI i positionerne kl. 3, 6, 9 og 12. Afstanden fra centrum af center ROI til centrum af hver perifer ROI er 60 mm (Fig. 13). Figur 13. Som det fremgår af forsøgsbeskrivelsen, er der ved iso-centrering og 5 off-centreringer, foretaget 10 målinger, men der præsenteres kun beregninger fra tre målinger, da resultaterne afviger minimalt fra hinanden. De ROI, der er målt på, er placeret i midtersnittet af CTP486- modulet. Dette snit er lokaliseret ud fra den centermarkering, der indikerer midten af selve modulet. SD beregnet ud fra IEC standarden (24) medførte en manuel placeret ROI, som udgør 40 % af objektets areal (Fig. 14). Målingen var udført på Philips workstation med en diagnostisk skærm. 40

42 Figur 14. For at placere ens manuel ROI på 40 % af fantomets homogene areal, udarbejdedes en systematisk tilgang. Først lagdes en horisontal og vertikal linje, som ses på figur 14, så skæringspunktet for de 2 linjer ligger i midtpunktet. Næste skridt var at lægge 4 linjer på 24,9 mm, som udgjorde den endelige reference, sådan at den ydre del af ROI blev placeret så præcis som manuelt opnåeligt. Analyseprogrammet har for hver ROI-måling, fraset den manuelle, målt værdien for hver enkelt pixel og beregnet en gennemsnitsværdi for pixelværdien (Mean). Programmet oplyste SD-værdier, som udtryk for afvigelsen fra middelpixelværdien. Ved beregning af SD findes den gennemsnitlige værdi fra måling af hounsfieldværdier (HU) af N antal pixels med følgende formel: HUmiddel Og fordeling af disse afvigelser, som angives ved standardafvigelse (SD) beregnes fra følgende formel: SD ( ) ( ) ( ) ( ) 41

43 Ifølge den Gaussiske fordeling betyder det, at 68,2 % af alle målinger vil ligge inden for 1. standardafvigelse, mens 95,4 % vil ligge inden for 2. standardafvigelse (Fig. 15). Dette betyder, at jo mindre standardafvigelsen er, des mindre støj er der i billedet, og dette medfører større præcision i billedfremstillingen (7). Figur 15. Normalfordeling af støjen (7) LKO og CNR (fælles) Vi anvendte CTP 404 til at beregne CNR, hvor vi måler HU for Teflon og HU og SD for modulets baggrund med denne formel: CNR Analyseprogrammet har målt middelpixelværdi i en ROI placeret i tefloncylinderen (Fig. 8) og middelpixelværdien for en ROI placeret i modulets baggrund samt SD for baggrund. CNR har ingen SI-enhed da HU/HU = ingen enhed. LKO Til beregning af LKO kan nedenstående ligning anvendes: K1,2 42

44 Hvor K er en procentvis forskel i den lineære svækkelseskoefficient. En kontrast på 1 % svarer til en forskel på 10 HU. 5. Teori (fælles) I dette afsnit vil vi præsentere den teori, der er valgt ud fra vores forskningsspørgsmål, som skal være hjælp til besvarelse af problemformuleringen. 5.1 Iso-center (fælles) CT iso-centret er defineret som skæringen af gantryets rotationsakse (25). Scannerens isocenter ligger dermed nøjagtig i gantryets centrum (Fig. 16). Ved korrekt positionering af patienten ligger scannerens iso-center i patientens iso-center (3). Patientens iso-center er vanskeligt at definere. Ingen fundne kilder, beskriver nøjagtigt, hvordan man finder patientens iso-center, men i praksis centreres der i midten af patienten i y- retningen. Y- akse Iso- center X-akse Z-akse Figur 16. ISO-centers placering 5.2 Teori billedkvalitet (fælles) I dette afsnit præsenteres de billedkvalitets-parametre, der måles på i forsøget. For at kunne diskutere de endelige resultater vil vi, med udgangspunkt i vores forskningsspørgsmål, definere SD, lavkontrast og CNR, og dermed skabe grundlag for forståelse af deres betydning og indflydelse på den diagnostiske værdi af scanningen. 43

45 5.2.1 SD (fælles) SD er et udtryk for den gennemsnitlige variation fra middelpixelværdien. Variationen angiver rekonstruktionsunøjagtigheder, som i billedet forårsager afvigelser i forhold til de virkelige forhold. Disse afvigelser defineres som standard deviationen (SD) og viser sig som støj i billedet. Der findes tre forskellige typer støj i CT, og støjen kan have forskellige årsager. Første type er kvantestøj, der ses som forskel mellem det antal fotoner, der forlader røntgenrøret og antallet af fotoner, der bliver detekteret. Kvantestøj er under indflydelse af scanparametre, så som kvp, mas, snittykkelse, gantry- rotationstid og pitch. Disse parametre kan radiografen have indflydelse på. Scannerens effektivitet bestemmes af detektorernes specifikationer og penumbra-størrelse, samt af patienten (f. eks. patient størrelse og kropsbygning). Den anden kilde, der påvirker forekomsten af støj er scannerens indlejrede fysiske begrænsninger, der inkluderer elektronisk støj (skabt af detektorer og andre arbejdende elektroniske komponenter, som f. eks. DAS), samt spredt stråling m.m. Den tredje støj-influerende faktor er rekonstruktions parametrene. Generelt producerer en højopløsnings rekonstruktions algoritme et større støjniveau, primært fordi disse algoritmer gemmer eller forstærker højfrekvent indhold i projektionen. Dette skyldes at den største del af støjen optræder som højfrekvente signaler (3). De to sidstnævnte støjkilder har radiografen ingen indflydelse på. SD er et af de aspekter, vi vil anvende til vurdering af billedkvaliteten. Dette er valgt for at give en målbar værdi for støjen i billedet og dermed gøre analysen af resultaterne så objektive som muligt. Det er vigtigt at understrege at støjen har stor indvirkning på lavkontrastopløsligheden, da høj SD vil medføre lav LKO (7) LKO og CNR (fælles) LKO er en af CT s største forcer og LKO er udtryk for scannerens evne til at adskille væv med relativ lille indbyrdes forskel i HU og kan udtrykkes ved hjælp af følgende formel, hvor H 1 og H 2 er homogene væv. Deres indbyrdes forskel er udtryk for kontrasten mellem de to væv (7): 44

46 CNR fortæller om forholdet mellem vævs indbyrdes kontrast og standardafvigelsen, når to objekter skal adskilles. Man er oftest blot interesseret i den relative forskel i CNR for på denne måde at kunne afgøre, om en given parameter sænker eller øger muligheden for at differentiere væv. Når vi laver CTC scanninger har vi brug for en høj LKO og accepterer derfor mindre støj for at kunne se de små absorptionsforskelle i hjerneparenkymet. Dette kræver en relativ høj dosis (7). En anden måde til at visualisere blødt væv, er en sænkning af kvp, som vil medføre mere støj og dermed dårligere LKO, men til gengæld vil kontrasten mellem vævene tydeliggøres, da den øgede forskel i HU vil være gavnlig for differentieringen og dermed diagnostikken (7). Det betyder at parameterkonfigurationen har en direkte indflydelse på scannerens evne til at differentiere, men ingen af disse parametre vil i vores forsøg blive ændret på og derved vil vi kunne argumentere for, at lejehøjden kan ændre på værdien for lavkontrasten. Støj har afgørende betydning for hvor god lavkontrasten er, jo mindre støj i billedet, jo højere/bedre lavkontrast (11). Objektkontrasten (C O ) kan også beregnes fra følgende: Co = 1 e -µz Hvor µ er den lineære absorptionskoefficient, mens z er tykkelsen af objektet (11). Det ovennævnte viser, at ikke kun SD, men også LKO og CNR er meget betydningsfulde parametre. 5.3 Bowtie-filter (fælles) Bowtie-filteret er et strålekorrektionsfilter formet som en butterfly. Formålet med det er at forme strålingsintensiteten til patientens anatomi, således at de antageligt tyndere og perifere dele af patienten får mindre stråledosis end de tykkere dele (7). Dette filter kan også opfattes som CT-scannerens ækvivalent til absorptionskilerne, der anvendes i konventionel røntgen for at ensarte eksponeringen ved fx hånd- og fodoptagelser (7). Et bowtie-filter anvendes desuden til at producere en mere ensartet stråling til detektorerne. Bowtie-filterets funktion ved off-centrering af patienten vil ikke virke efter hensigten, da filteret og anatomien forskydes i forhold til hinanden (Fig. 18). Dette kan forårsage uønsket øgning af både dosis og støj (3). 45

47 Figur 17. Bowtie-filterets funktion i forhold til modulation af røntgenstrålen (3) Figur 18. Bowtie-filters virkning ved off-centrering (3) 46

48 6. Resultater (fælles) I dette afsnit vil vi præsentere de målingsresultater, vi fik fra dataanalyseprogrammet Auto QA Lite, der er udviklet til at beregne billedkvalitet ud fra scanninger med Catphan fantomer. 6.1 SD - præsentation af måledata og analyse (fælles) Tabel 2 viser scanparametrene der scannes med og disse holdes konstante under alle målingerne. Scanparametre for alle scanninger mas kv FOV Snit Matrix mm 512x512 Tabel 2. Tabel 3 til 8 viser værdierne for SD målt på ROI placeret i center af fantomet og i 4 udvalgte perifere områder (se fig. 13 i afsnittet beregning af SD ). Tabellerne indeholder alle data fra tre målinger (A, B og C), som er udført i iso-center og 5 off-centreringsniveauer (-10 mm til - 50 mm). Hver tabel repræsenterer ét off-centreringsniveau. SD værdier (HU) Iso-center: x = 0 mm og y = 0 mm. Målinger: A, B og C A B C Center ROI 2,637 2,726 2,59 kl. 3 2,379 2,306 2,401 Kl. 6 2,296 2,443 2,536 Kl. 9 2,504 2,439 2,345 Kl. 12 2,464 2,664 2,182 Tabel 3. SD værdier (HU) Off-center: x = 0 mm og y -10mm Målinger: A, B og C ROI pos. A B C Center 2,685 2,681 2,672 kl. 3 2,462 2,535 2,376 Kl. 6 2,492 2,376 2,517 Kl. 9 2,519 2,35 2,394 Kl. 12 2,405 2,327 2,498 Tabel 4. 47

49 SD værdier (HU) Off-center: x = 0 mm og y = - 20 mm. Målinger: A, B og C ROI pos. A B C Center 2,679 2,72 2,696 kl. 3 2,579 2,146 2,675 Kl. 6 2,371 2,493 2,284 Kl. 9 2,356 2,538 2,602 Kl. 12 2,506 2,173 2,643 Tabel 5. SD værdier (HU) Off-center: x = 0 mm og y = - 30 mm. Målinger: A, B og C ROI pos. A B C Center 2,767 2,735 2,781 kl. 3 2,289 2,395 2,358 Kl. 6 2,764 2,297 2,504 Kl. 9 2,14 2,351 2,384 Kl. 12 2,401 2,376 2,393 Tabel 6. SD værdier (HU) Off-center: x = 0 mm og y = -40 mm. Målinger: A, B og C ROI pos. A B C Center 2,778 2,746 2,793 kl. 3 2,572 2,525 2,574 Kl. 6 2,535 2,301 2,475 Kl. 9 2,531 2,642 2,526 Kl. 12 2,359 2,432 2,111 Tabel 7. SD værdier (HU) Off-center: x = 0 mm og y = - 50 mm. Målinger: A, B og C ROI pos. A B C Center 2,743 2,767 2,75 kl. 3 2,535 2,548 2,548 Kl. 6 2,475 2,414 2,445 Kl. 9 2,385 2,397 2,408 Kl. 12 2,423 2,403 2,226 Tabel 8. 48

50 Figur 19 og 20 er taget fra analyserapporten, som AutoQA Lite har genereret. Figurerne illustrerer middelværdierne (Mean) for de pixels, der er i den specifikke ROI, samt variationen fra middelpixelværdierne udtrykt som SD (StdDev). Analysen af SD er foretaget på målinger af specifikke ROI (A, B, C, D og E). Her vises to figurer resten findes i bilag (Bilag 3). Figur 19. Måling A: isocenter. ROI A, B, C, D og E svarer til henholdsvis ROI placeret i centrum, kl. 3, kl. 6, kl. 9 og kl. 12 Figur 20. Måling A: -10 mm. ROI A, B, C, D og E svarer til henholdsvis ROI placeret i centrum, kl. 3, kl. 6, kl. 9 og kl

51 SD (HU) SD(HU) For at skabe overblik over alle værdierne for SD, har vi valgt at fremstille grafiske illustrationer. 2,7 2,5 2,3 Center kl. 3 kl. 6 kl. 9 kl. 12 2,1 iso Figur 21. Måling A for off-centrering 0 til -50 mm 2,7 2,5 2,3 Center kl. 3 kl. 6 kl. 9 kl. 12 2, Figur 22. Måling B for off-centrering 0 til -50 mm 50

52 SD (HU) 2,7 Center 2,5 2,3 kl. 3 kl. 6 kl. 9 kl. 12 2, Figur 23. Måling C for off-centrering 0 til -50 mm Figur viser SD-værdiens variation i henholdsvis center ROI og de fire perifere ROI (kl. 3, 6, 9 og 12) i forhold til ændringer i off-centreringsniveauet. Grafens forløb for center-roi er tilnærmelsesvis ens for måling A, B og C og samtidig ses en tendens til, at støj i center-roi stiger i takt med at off- centrering øges. I alle tre målinger har center ROI den højeste SD værdi i forhold til de perifere ROI målinger. I forhold til de andre grafer, som symboliserer ROI svarende til kl 3, 6, 9 og 12, kan ses en mere eller mindre tilfældig variation af SD-værdien, hvor der ikke umiddelbart ses en sammenhæng mellem værdier for de enkelte ROI (kl 3 til 12) og off-centreringsniveauet. Der ses en tendens i alle tre målinger til at SD-værdien varierer mindst ved off-centrering på -10 og -50 mm. Yderligere præsenteres SD værdier for ROI 40 % areal (Tab. 9). SD for ROI 40 % areal iso center 2,6 off -10mm 2,7 off -20mm 2,7 off -30mm 2,8 off -40mm 2,8 off -50mm 2,8 Tabel 9. 51

53 2,85 Center ROI (manuel) 40 % areal 2,8 2,75 2,7 2,65 2,6 Center ROI (manuel) 40 % areal 2,55 2,5 iso center off - 10mm off - 20mm off - 30mm off - 40mm off - 50mm Figur 24. SD-værdierne i forhold til off-centreringens størrelse SD er lavest ved iso-centrering (Fig. 24). Fra iso-center til -10 mm off-centrering stiger SD med 3,8 %. Fra iso-center til -30 mm off-centrering stiger SD med 7,7 %. Denne stigning forbliver uændret i off-centreringsniveauerne -40 mm til -50 mm. Figur 24 og tabel 9 viser SD-værdierne for manuel lagt center-roi med en størrelse på ca. 40 % af fantomets homogene areal (24). SD værdierne i figur 24 er kun præsenteret for måling A, da værdierne i måling B og C er ens med måling A (Bilag 4). 6.2 LKO - præsentation af måledata og analyse (fælles) Her præsentes resultater bearbejdet af analyseprogrammet AutoQA Lite, som stammer fra stikprøver bestående af 3 målinger (A, B og C). Efter tabellen (Tab. 10) vises diagrammer for hver eneste måling, og denne gennemgang afsluttes med en mere detaljeret præsentation, hvor vi sammenligner data fra alle tre målinger (Tab. 11). LKO er oplyst som en procentvis størrelse og ifølge teorien svarer 1 % LKO til at objektet adskiller sig fra baggrunden med 10 HU (7). Det vil sige at den LKO, der er præsenteret i deres oprindelige værdier på y-aksen skal aflæses således at 0,4 % svarer til 4 HU. 52

54 Vi forholder os primært til de mindste objektstørrelser på 3-5 mm (Tab. 10), da evnen til at kunne skelne små strukturer ved CTC, er afgørende for den diagnostiske pålidelighed (7). Anden årsag er at graferne udvikler sig som parallelle og jævne omvendt proportionale kurver, hvor indbyrdes sammenhænge mellem LKO-værdierne forbliver uændrede uanset objektstørrelse (Fig ). For at skabe overblik, præsenteres først værdierne for 3-5 mm objektstørrelse i nedenstående tabel, hvor farverne svarer til grafernes farve (Tab. 10). Værdierne er omregnet til HU. 3 mm 4 mm 5 mm LKO A (HU) 0 mm 3,6 2,7 2,2 LKO B (HU) 0 mm 3,4 2,5 2 LKO C (HU) 0 mm 3,1 2,3 1,9 LKO A (HU) -10 mm 2,9 2,2 1,7 LKO B (HU) -10 mm 3,9 2,9 2,3 LKO C (HU) -10 mm 3,7 2,8 2,2 LKO A (HU) -20 mm 3,3 2,5 2 LKO B (HU) -20 mm 4 3 2,4 LKO C (HU) -20 mm 3,9 3 2,4 LKO A (HU) -30 mm 4,1 3,1 2,5 LKO B (HU) -30 mm 3,1 2,3 1,9 LKO C (HU) -30 mm 3,2 2,4 19 LKO A (HU) -40 mm 3,7 2,8 2,2 LKO A (HU) -40 mm 3,8 2,8 2,3 LKO C (HU) -40 mm 3,1 2,3 1,9 LKO A (HU) -50 mm 3,2 2,4 1,9 LKO B (HU) -50 mm 3,5 2,7 2,1 LKO C (HU) -50 mm 3,4 2,5 2 Tabel 10. HU-værdier for objektstørrelse 3-5 mm ved måling A, B og C for hver centrerings position 0 til -50 mm Figur viser 6 grafer for henholdsvis måling A, B og C. Graferne ligger tæt op ad hinanden og deres relative indbyrdes forhold er stabile. 53

55 0,4 0,375 0,35 0,325 0,3 0,275 0,25 0,225 0,2 0,175 0,15 0,125 0,1 0,075 0, mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm Contrast (%) 0 mm Contrast (%) -10 mm Contrast (%) -20 mm Contrast (%) -30 mm Contrast (%) -40 mm Contrast (%) -50 mm Figur 25. LKO for måling A for objektstørrelserne 3-15 mm præsenteret ved grafer for de 6 centreringer 0,4 0,375 0,35 0,325 0,3 0,275 0,25 0,225 0,2 0,175 0,15 0,125 0,1 0,075 0,05 3 mm 4 mm 5 mm 6 mm 7 mm 8 mm 9 mm 10 mm 11 mm 12 mm 13 mm 14 mm 15 mm Contrast (%) 0 mm Contrast (%) -10 mm Contrast (%) -20 mm Contrast (%) -30 mm Contrast (%) -40 mm Contrast (%) -50 mm Figur 26. LKO for måling B for objektstørrelserne 3-15 mm præsenteret ved grafer for de 6 centreringer 54

56 0,4 0,375 0,35 0,325 0,3 0,275 0,25 0,225 0,2 0,175 0,15 0,125 0,1 0,075 0,05 3 mm 4 mm 5 mm 6 mm 7 mm 8 mm 9 mm 10 mm 11 mm 12 mm 13 mm 14 mm 15 mm Contrast (%) 0 mm Contrast (%) -10 mm Contrast (%) -20 mm Contrast (%) -30 mm Contrast (%) -40 mm Contrast (%) -50 mm Figur 27. LKO for måling C for objektstørrelserne 3-15mm præsenteret ved grafer for de 6 centreringer For at opsummere præsentation af LKO valgte vi at vise en rækkefølge i forhold til LKO værdier for hver måling i den nedenstående tabel (Tab. 11). LKO - rækkefølgen (højest - lavest) Måling A (centrering) Måling B (centrering) Måling C (centrering) mm -20 mm -20 mm mm -10 mm -10 mm 3. 0 mm -40 mm -50 mm mm -50 mm -30 mm mm 0 mm 0 mm/-40 mm mm -30 mm Tabel 11. LKO resultater fra stikprøvemålinger vist i rækkefølgen fra højeste (1.) til laveste (6.) Ved måling A ses, at den højeste LKO opnås ved centrering -30 mm; -40 mm og isocenter. Der ses på tabellen og grafen for målinger B og C, at der ikke er sammenhæng mellem dem og måling A, da det er målinger fra andre centreringer, der karakteriseres af højeste/laveste LKO-værdier (Tab. 11). Her ses at LKO for isocenter og -30 mm off-centrering i målinger B 55

57 og C ligger lavest, mens LKO for samme centreringer er højest for måling A. Samme mønstre ses ved LKO for -10 og -20 mm off-centrering. Disse hører til de positioner med højeste LKO i målinger B og C, mens disse centreringer har laveste LKO-værdi i serie A. Figur 28 viser LKO-værdier for måling A, udført i isocenter. For overskuelighedens skyld er disse grafer samlet for målinger A, B og C i figurerne LKO-værdier for andre offcentereringsniveauer kan ses i bilag (Bilag 5). Figur 28. Måling A iso-center 6.3 CNR - præsentation af måledata og analyse (fælles) Tabel 12 indeholder data fra tre målinger (A, B og C), som er udført i isocenter, som er den første af de seks forud omtalte centreringsniveauer. Hver efterfølgende tabel (Tab ) repræsenterer et centreringsniveau -10 til -50 mm. Tabellerne viser værdierne for HU Teflon, HU Baggrund, SD Baggrund og CNR. De tre første værdier er udlæst fra dataanalyseprogrammet AutoQA Lite, og er anvendt til at beregne CNR. 56

58 CNR for Iso-center: x = 0 mm og y = 0 mm Målinger: A, B og C HU Teflon HU Baggrund SD Baggrund CNR Måling A 880,1 108,77 5,5 140,2 Måling B 877,3 109,48 5,36 143,3 Måling C ,1 5,06 152,4 Tabel 12. I tabel 12 ses at værdierne for HU Teflon varierer fra højest til lavest med 0,3 % og HU Baggrund varierer fra højest til lavest med 1,2 %. Denne lave variation går igen i alle seks centreringsniveauer og derfor præsenteres ikke yderligere. CNR for Off-center: x = 0 mm og y -10mm Målinger: A, B og C HU Teflon HU Baggrund SD Baggrund CNR Måling A 878,1 106,36 8,12 95,0 Måling B 878,4 107,04 6,26 123,2 Måling C 877,3 106,03 7,92 97,4 Tabel 13. CNR for off-center: x = 0 mm og y = - 20 mm Målinger: A, B og C HU Teflon HU Baggrund SD Baggrund CNR Måling A 880,7 106,02 6,1 127,0 Måling B 879,6 106, ,9 Måling C 878,9 107,82 6,78 113,7 Tabel

59 CNR for off-center: x = 0 mm og y = - 30 mm Målinger: A, B og C HU Teflon HU Baggrund SD Baggrund CNR Måling A 878,3 106,51 5,26 146,7 Måling B 876,8 106,83 5,82 132,3 Måling C ,52 6,84 112,9 Tabel 15. CNR for off-center: x = 0 mm og y = - 40 mm Målinger: A, B og C HU Teflon HU Baggrund SD Baggrund CNR Måling A 877,6 106,9 4,5 171,3 Måling B 877,5 105,9 5,82 132,6 Måling C ,85 7,7 100,3 Tabel 16. CNR for off-center: x = 0 mm og y = - 50 mm Målinger: A, B og C HU Teflon HU Baggrund SD Baggrund CNR Måling A 878,9 104,47 7,3 106,1 Måling B 878,2 103,57 7,54 102,7 Måling C 878,7 104,24 4,4 176,0 Tabel 17. I alle målinger ses, at middel HU Teflon og middel HU Baggrund varierer minimalt. I SD baggrund findes derimod stor variation mellem de enkelte målinger. Denne variation imellem centreringsniveauerne varierer fra 4,4 HU til 8,12 HU, svarende til en totalvariation på 85 %. Størst afvigelse i SD Baggrund og dermed i CNR ses i off-centreringspositionerne -40 og -50 mm. CNR varierer i alle de seks centreringer fra værdierne 95 til 176, svarende til en variation på 58

60 CNR værdier 84 % fra højeste til laveste værdi. Størrelsen på variationen synes at være tiltagende i takt med større off-centrering. Figur 29 viser at der, ved ekstrahering af data fra tabel 12-17, ses en isoleret variation af CNR-værdierne imellem stikprøvemålinger i forhold til off-centreringsniveauet. Med isoleret variation menes, at værdierne i figur 29 viser en objektiv forskel mellem den laveste og højeste CNR-værdi imellem stikprøvemålinger A, B og C. For objektivitetens skyld præsenteres værdierne ikke som procentvise spredning, da denne i høj grad vil være påvirket af den laveste CNR værdi for det pågældende centreringsniveau. CNR - indbyrdes spredning A, B og C CNR - indbyrdes spredning A, B og C Figur Fejlkilder (MJ) I dette afsnit belyses eventuelle fejlkilder og hvordan disse kan have påvirket resultatet i form af bias. Til forsøget er der lånt et Catphan 600 fantom. Fantomet er lejret og indstillet på lejet, og derefter ikke afmonteret mellem de 60 scanninger. Der er ikke taget højde for lejeryk, som man ved forekommer i praksis, dette kan skabe en systematisk fejl, som kan have indvirkning på billedkvaliteten. Til aflæsning af resultaterne er der benyttet software, som er udviklet til Catphan-fantomer (23). Tre uger før aflevering af denne opgave blev vi kontaktet af den medicotekniker, som har udlånt os fantomet. Hun informerede os om, at softwaren (23) muligvis ikke aflæste og analyserede målingerne på de perifere ROI korrekt. Vi så os derfor nødsaget til yderligere at 59

61 foretage målinger af SD, denne gang med manuelt lagte ROI, som kunne be- eller afkræfte analyseresultaternes validitet. Det viste sig, at SD-værdierne fra de manuelt lagte ROI gennemgående stemte overens med de første analyseresultater. De få variationer man kunne se, kan antageligvis forklares med måleusikkerheden, der er forbundet med placeringsnøjagtighed af manuelle ROI. Der blev derfor taget beslutning om at anvende SDværdierne fra manuelle perifere ROI til at styrke måleresultater fra softwaren. Under forsøgsprocessen er der i gruppen blevet diskuteret metode og valg af fantom til at belyse problematikken. Da det er CTC scanninger vi undersøger støjforhold i, og fantomet ikke svarer til anatomien i den menneskelige kranie, er der ikke kalkuleret med faktorer, som knogletætheden i basis cranii - dette ville også kunne resultere i en systematisk fejl. Benyttelse af et antropromorft fantom kunne være fordelagtigt i forhold til gengivelse af bløddelenes attenuationskoefficienter og hermed også de vilkår i forhold til visualisering af hjerneparenkymet, som er et område, hvor billedkvaliteten skal være så høj som muligt. Dette kunne gøre forsøget mere repræsentativt, reliabelt, validt og generalisérbart. Metodisk er der benyttet kilder fra artikler med lignende forsøg. Disse forsøg er foretaget på basis af fantomundersøgelser relateret til abdomen og dette giver os kun mulighed for at få inspiration til metode, men man kan ikke direkte sammenligne resultater. Vi har i vores søgen ikke kunne finde litteratur eller forsøg, der er foretaget på axiale CTC scanninger med samme protokol og må derfor konkludere, at der tilsyneladende ikke findes undersøgelser på området, som kunne bidrage til sammenligning med data og eventuel styrke vores metode. Der er arbejdet struktureret og systematisk under forsøget og med registreringen af data. Det kan alligevel ikke udelukkes, at enkelte data er blevet fejlnoteret og dermed har fået en naturlig konsekvens for resultaterne for et lille studie som vores. 7. Diskussion (fælles) I det følgende afsnit vil vi diskutere den anvendte metode og teori, samt de resultater vi er kommet frem til. Dette vil være med til at diskutere de forskningsspørgsmål vi har udledt og ført frem til en besvarelse af problemformuleringen. 7.1 Diskussion af anvendt metode (BJO) I diskussionen vurderes gode og mindre gode aspekter ved den anvendte metode. Til besvarelse af problemformuleringen, har vi set det hensigtsmæssigt at gøre brug af den kvantitative forskningsmetode, og vi har forsøgt at leve op til de positivistiske videnskabelighedskriterier, som er gældende for kvantitative forskningsmetoder (15). 60

62 Dette er gjort for at sikre forsøgets højeste validitet og reliabilitet. Der kan diskuteres om alle kriterier er opfyldt. Generalisérbarheden er på nogle punkter ikke opfyldt. Da studiet er lille og foretaget på et fantom og ikke et menneske, vil det kun være muligt at påvise en tendens fundet ved fantomscanning. Derfor kan forsøget ikke overføres direkte til virkeligheden. Fantomscanninger er dog anvendelige og brugt til at vurdere støjniveauet i CT-billeder, da støj skal måles og vurderes i et homogent materiale (3, 26, 11). Da vi hovedsagelig vil måle om støjen ændres, når fantomet off-centreres, mener vi dog at kunne påvise en tendens, som kan overføres til virkeligheden og eventuel videreforskes på. Generalisérbarheden er efterlevet ved at scanne et fantom med afdelingens CTC protokol og med afdelingens Philips 40 slice scanner. Analyseprogrammet der hører til Catphan fantomet, bliver anvendt af fysikere og medico-ingeniører og er godkendt til beregning af billedkvalitet ved CT- scanninger (23). Det optimale ville have været at scanne fantomet med samme hovedholder, som afdelingen normalvis anvender til CTC. Dette var ikke muligt, da fantom og hovedholder ikke kunne være i scanneren på samme tid. Da vi ikke ved, hvorvidt selve hovedholderen forårsager en forøgelse af støj, må vi se det som en mulig metodologisk fejlkilde. Det kunne give anledning til at foretage undersøgelse af dette. Hvis der skulle foretages en Visual Grading Analysis (VGA), ville det være hensigtsmæssigt at hovedholderen er med under scanningerne. Ved at scanne under de samme forhold som i praksis, har vi overvejet om Catphan 600 fantomet, til dette studie har nogle begrænsninger, der kan have indflydelse på reliabiliteten af vore målinger. Med udgangspunkt i afdelingens protokol, har vi scannet fantomet med en mas på 350, som bruges ved patientundersøgelser af CTC. Til måling af støjniveauet anvendes det homogene modul CTP 486, der har densitet svarende til vand-ækvivalens, dermed er fantomet egnet til projektets målinger. Fantomet mangler den del, der skal simulere kraniet. Dette vil bevirke, at fotonerne ikke bliver svækket af kranieknogler i fantomforsøget, hvad der ellers ville ske under virkelige forhold. Derfor får svækkelsesprofilerne, under en patientundersøgelse af CTC et anderledes forløb end dem, der bliver registreret under vores fantom-forsøg (7). Dette vil betyde, at der ikke opstår beam-hardening, som ellers kunne have indflydelse på de målte værdier. Derfor kan scanneren have tendens til at beregne sig til andre svækkelseskoefficienter, som teoretisk set kan resultere i højere hounsfieldværdier (7). Ud fra retrospektive CTC billeder, kunne vi have bestemt et acceptabelt støjniveau ved at placere ROI i cerebrospinalvæsken, og ud fra disse målinger fastsætte en mas-værdi. Vi vil 61

63 mene at resultaterne fra fantommålingerne, vil vise en tendens, der kan sammenlignes med virkeligheden, blot vi ikke sammenligner værdiernes størrelse. Til at analysere støj (SD), lavkontrast og CNR, anvendes analyseprogrammet AutoQA Lite til databearbejdning. Vi kender dermed ikke værdierne på de enkelte pixels, inkluderet i de påsatte ROI, altså vi kender ikke værdierne for vores observation. Vi kan ikke, med statistiske beregninger, vurdere om vi arbejder med normalfordelte observationer og kan derfor ikke udføre signifikanstests på vores data. Der præsenteres og analyseres ud fra tallene og graferne, som programmet beregner. Der forsøges at overskueliggøre de tendenser, der fører til svaret på vores problemformulering. Der konkluderes på tendenser og procentafvigelser, som kan vises ud fra analyse af disse data. Da vi konsekvent og tydeligt beskriver tilgangsmåden til analyse af data, mener vi at det er muligt for andre at foretage samme udregninger. Vi har lavet en omfattende litteratursøgning for at finde empiri til at sammenligne vores forsøgsresultater. Det lykkedes os ikke at finde artikler, der omhandler præcis samme problemstilling som vores. Derimod fandt vi artikler baseret på fantomstudier CT af abdomen, der også anvender off-centrering, som den uafhængige variabel, og det gør artiklerne brugbare til at diskutere metode og resultater med. Artiklerne behandler dog ikke parametrene LKO og CNR, så vi kan kun sammenligne resultaterne for SD. Da vi fra starten var oplyst om, at afdelingen kunne lokalisere billedkvalitetsproblemet til de anteriore områder, valgte vi ikke kun at måle på den centrale ROI, som IEC standarden foreskriver (24). Vi valgte også at måle på og præsentere værdier for perifere ROI placeret i position kl. 3, 6, 9 og 12, for at kunne vurdere om støjen var tiltagende i de anteriore del af fantomet (kl. 12). Da resultaterne fra de perifere ROI varierer meget og der derfor ikke kan ses en entydig tendens, kan det diskuteres om det skyldes at størrelsen på de perifere ROI, indeholder for få observationer. For eksempel anvender Habibzadeh et al. en rektangulær ROI med et areal på 30 %, hvilket muligvis giver en mere pålidelig stikprøvestørrelse med flere observationer. Da der måles på flere ROI er der rigtig mange stikprøver med mange observationer i hver stikprøve (27). Det bevirker, at vi ikke har haft tids- og kapacitetsmæssig mulighed for at bearbejde alle 10 målinger fra vores forsøg. Derfor har vi udtaget 3 målinger fra hver lejehøjde. Datamaterialet er gemt. Hvis Regionshospitalet Viborg har brug for data fra flere end de tre målinger, kan resten bearbejdes efterfølgende. 62

64 Artiklerne anvender forskellige arealer på central ROI for at måle SD (9, 28). Vi anvender to metoder - én, hvor IEC standarden følges, ved at måle på en ROI dækkende cirkel svarende til 40 % af det homogene areal (24), og én hvor vi metodologisk følger Bushong og QA Lite, der måler på en central ROI og 4 perifere ROI, der hver indeholder minimum 100 pixels (26, 23). Valgene begrundes med, at der i IEC manualen defineres danske standarder for de parametre og kriterier, der skal anvendes ved udførelsen af CT-scanninger med hensyn til billedkvalitet, patientdosis og positionering (24). En yderligere begrundelse er at afdelingen oplever en forringelse af billedkvaliteten i den anteriore del af cerebrum, derfor finder vi Bushongs metode anvendelig til at vurdere om støjen er varierende i disse områder. 7.2 Diskussion af anvendt teori (MSA) I teoriafsnittet præsenteres de aspekter, som udgør grundsten for vores projekt og deres betydning for billedkvaliteten i form af SD, LKO og CNR. Der implementeres også viden om bowtie-filterets funktion, der kan have direkte betydning for disse under off-centrering. Samme tilgang anvendes i forhold til den tidligere omdiskuterede ROI-problematik, dette løses endvidere med Bushong, QA Lite manualen og IEC standarden (26, 23, 24). Den oprindeligt anvendte faglitteratur, var ret sparsom i forhold til de problematikker, vi beskæftiger os med. Der uddybes derfor med artikler fundet i videnskabelige databaser. Disse fund er dokumenteret i afsnittet Analyse af artikler, hvor de supplerer vores teoriafsnit og supplerer yderligere med teoretisk viden, baseret på veldokumenterede fantomforsøg (9, 28) I det følgende opsummeres den problemrelevante teoretiske viden, som diskuteres med artiklernes resultater og deres indflydelse på projektet. Her analyseres, hvilken betydning det ovenstående har for forskningsspørgsmålene. Bowtie-filterets funktion er velbeskrevet i teoriafsnittet (Fig. 17). I forbindelse med offcentrering har bowtie-filteret betydning for billedkvalitet, sådan at hvis patienten ikke er placeret korrekt i iso-center, sker der en tilsvarende displacering af bowtie-filteret i forhold til det scannede objekt. Dette resulterer i at røntgenstrålerne fordeles uhensigtsmæssigt i forhold til anatomien og vil dermed forårsage støj (3). Dette aspekt undersøges yderligere ved hjælp af andre kilder. Ud fra analysen af kilderne ses en sammenhæng mellem off-centrerings størrelse og det målte støjniveau, hvilket bekræftes med resultater fra Habibzadeh og Toth (28, 9). Ud fra teorien har vi en formodning om, at støjniveauet stiger i takt med at fantomet off-centreres. Derfor skulle off-centrering af fantomet i -y retningen medføre en displacering af bowtie-filteret. 63

65 Desuden dokumenteres at bowtie-filterets størrelse har indflydelse på billedkvaliteten, betragtet som støj (SD). I overensstemmelse med teorien, forringer et stort bowtie-filter i mindre grad billedkvaliten ved off-centrering, end et lille bowtie-filter. Dette medfører dog større stråledosis til patienten (9). Årsagen er filterets udformning, som i mindre grad skaber fotondepriverede områder i de perifere dele af det scannede objekt (Fig. 17). Dette nuancerer vores viden om de sammenhænge, der kan spille en rolle under off-centrering i forhold til billedkvaliteten. Ifølge oplysninger fra Philips er det ikke muligt på nuværende tidspunkt, for radiografen at vælge en anden bowtie-filter størrelse under en CTC på Brilliance 40 slice CTscanner (4). Det ovenstående fastslår, at bowtie-filteret er det element, der har størst indflydelse på den off-centreringsproblematik, der belyses i vores projekt. Teorien fører derfor til den overbevisning, at der også kan være en overensstemmelse mellem de billedkvalitetsproblemer, som afdelingen har i forhold til de anteriore dele af cerebrum. Vi formoder derfor at støjen især skulle være tiltagende i takt med større off-centrering. Dette kan også være med til at diskutere den del af vores forskningsspørgsmål, der omhandler offcentrerings indflydelse på SD. Lavkontrast er en vigtig billedkvalitetsparameter, især ved en CTC. Her er brug for en høj LKO og der accepteres mindre støj for at kunne se de små absorptionsforskelle i hjerneparenkymet (7). Ifølge teorien er LKO og CNR afhængig af støjen i billedet. Jo mere støj jo dårligere LKO og CNR (3). Da støjen stiger med off-centreringens størrelse, samt at LKO og CNR bliver påvirket af støj, har vi teoretisk begrundelse for at LKO og CNR vil falde ved off-centrering. Ud fra dette bearbejdes og analyseres data for at se, om disse tendenser viser sig i vores resultater. Andre parametre kan have positiv og negativ indvirkning på LKO, som f.eks. røntgenstrålernes energi, kvp (7). Da vi i dette forsøg kun har én uafhængig variabel, nemlig off-centrering, formoder vi at det er denne, som har påvirkning på støjen og dermed også på LKO og CNR. I de omtalte artikler behandles LKO og CNR ikke. Derfor diskuteres disse udelukkende med teori. (9, 28). 7.3 Diskussion af SD (RHP) Støj defineret som standarddeviationen er udtryk for den gennemsnitlige variation fra middelpixelværdien og viser sig som unøjagtigheder i billedet. Der findes tre former for støj. Den første er kvantestøjen, der afhænger af scanparametrene, den anden skyldes elektronisk 64

66 påvirkning fra selve scannerens komponenter og den tredje påvirkes af den anvendte rekonstruktionsalgoritme (3). Ifølge Seeram skal patienten placeres i iso-centret for at et få korrekt billede af anatomien, da der ved off-centrering sker misforhold mellem patientens anatomi og bowtie-filterets placering (3). I vores forsøg har vi brugt et 20 cm vandfantom og har taget udgangspunkt i, at ændringer i resultater viser, hvad der sker ved off-centrering af fantomet, og ikke ved off-centrering af en person. Der er blandt teoretikere divergerende meninger om, hvor stort et areal ROI skal dække, for at være repræsentativ til at give korrekt information om støj angivet som SD. Referencer Min. %-størrelse/ Min. antal pixels Side Zarb 10 % 149 Bushong 100 pixels 383 Toth 80 % 3094 Habibzadeh 30 % 194 IEC Standard 40 % 20 AutoQALite 15x15 pixels 8 Catphan 600 1,75 % 30 Tabel 18. Forskellige referencer på ROI størrelse til måling af SD (29, 26, 9, 28, 24, 23, 22) Efter målingerne aflæstes resultaterne ud fra analyseprogrammets beregninger på de 5 ROI. Vi lagde dernæst manuelt en 40 % ROI for at opfylde IEC standardens anbefalinger (24). Måleresultaterne viser, at der ingen nævneværdig forskel er mellem den indlejrede centrum- ROI på 1,75 % og den manuel indtegnede centrale ROI på 40 % (se resultat afsnit). I artikel 1 (9) undersøges, hvordan patientcentrering påvirker støj og dosis, vi omtaler kun støj. I artiklen foretages målinger på et 20 cm vandfantom, svarende til fantomet i vores forsøg. Undersøgelsen viser, at off-centrering af fantomet med +30 mm og +60 mm i y-planet forøger støjen med hhv. 6 % og 22 %. I vores forsøg, har vi målt med off-centreringer i 5 niveauer fra -10 mm til -50 mm og vores resultater viser samstemmende med Toth et al. at der sker en forøgelse af støj i takt med, at off-centreringen øges. Det skal påpeges, at målinger fra de perifere ROI varierer så tilfældigt, at det er svært at få øje på sammenhængen mellem de perifere ROI s SD-værdier og off-centrerings-niveauet. I forhold til iso-center viser vores målinger en forøgelse af SD på 3,8 % ved -10 mm og -20 mm off-centrering, og 7,7 % stigning ved -40 mm og -50 mm off-centrering. En tilsvarende stigning ser vi i artikel 2, hvor der sker en stigning af støj på 3-7 % ved off-centreringer på henholdsvis +2, +4 og +6 cm af 65

67 et 21 cm vandfantom, målt på nederste halvdel af fantomet. De forskelle, der er mellem artiklernes resultater og vores resultater, kan muligvis forklares med, at der til forsøgene er anvendt forskellige scanner-typer og -protokoller. Som det kan læses i artikel 1 dækker ROI 80 % af det scannede objekt. I artiklen er der målt på pixelværdien i øverste og nederste halvdel af ROI for at vurdere, om der er lokale forskelle i fantomet. Det viser sig, at der er forøgelse af støj i nederste halvdel, og det forklares med, at bowtie-attenuationen øges ved off-centreringen. I vores forsøg forventede vi at finde mest støj i kl. 12 positionen, idet radiografen på Regionshospitalet Viborg fortalte os, at der på CTCscanningsbilleder var problemer i områder, svarende til den anteriore del af kraniet. Vores forventning i forhold til, hvor støjen skulle variere mest, stammer såvel fra den ovennævnte artikel 1, som fra vores teori afsnit. Det forekommer både fra teoretiske overvejelser og empiri at off-centrering i det lodrette plan (y-aksen) ikke kun forårsager større stråledosis, men også nedsat billedkvalitet i form af støj (3, 9, 28). Når der off-centreres med -10 til -50 mm i y-planet, sender røntgenrøret gennem bowtie-filter et strålefelt, hvor den mest intensive del rettes mod posteriore dele af cerebrum, i stedet for mod cerebrums centrale dele. Det indebærer, at ved røntgenrørets laterale positioner, vil centrum af cranium og især de anteriore områder bliver scannet med nedsat antal af fotoner i forhold til, hvad der oprindeligt kunne forventes (3, 9, 28). Ud fra teorien kan det give en formodning om, at støjen skulle variere mest i ROI placeret kl. 12. Målinger viser at SD værdierne for de 4 perifere ROI varierer mere end SD værdien for centrale ROI. Der ses tydelige individuelle afvigelser for variationerne i SD i centrum ROI i forhold til de samme variationer i SD, der ses for de fire perifere ROI. Afvigelserne for kl. 12 positionen viser ingen entydighed, da SD-værdierne, for alle perifere ROI, har indbyrdes variation med op til 31 % målt i forhold til den laveste værdi. Variation for SD værdierne set specifik for bestemte ROI i forbindelse med vores stikprøver, som omfatter målinger A, B og C ser følgende ud: ROI centrum indbyrdes variation 7,84 % ROI kl 3 indbyrdes variation 24,66 % ROI kl 6 indbyrdes variation 21,02 % ROI kl 9 indbyrdes variation 23,46 % ROI kl 12 indbyrdes variation 20,76 % 66

68 Vore undersøgelser viser en tendens til, at SD-værdien er højest i den centrale ROI i forhold til de perifere. Ser vi på de centrale ROI (både på 1,75 % og 40 %) ses en stigning af SD, som øges i takt med off-centrering (Tab. 9). Som nævnt findes denne sammenhæng ikke ved de perifere ROI. Tendensen til, at SD-målinger udført på centrale ROI stiger, stemmer overens med de teoretiske forventninger, samt artiklernes empiri. Tendensen ses, uanset om der blev målt på lille eller stor ROI. Tilsvarende sammenhæng mellem teori og empiri ses ikke ved målingerne for perifere ROI. Der ses, at den indbyrdes variation mellem SD-værdierne for perifere ROI i måling A, B og C synes at være mindst i iso-center og ved off-centrering -10 og -50 mm (Fig ). Vi har ingen teoretisk forklaring på, hvorfor der er indbyrdes variation på SD i de perifere ROI, som er en tredobling af den indbyrdes variation, der karakteriserer de centrale ROI. Variationen hænger muligvis sammen med metoden. Vi véd fra vores statistiske teori, at hvis stikprøvestørrelsen var større, ville der være mindre variation (27). Vi antager derfor, at hvis vi havde haft en større stikprøve i form af en ROI med større areal placeret perifert, så ville der være flere pixelværdier at udregne middelværdier og SD ud fra. Den tilfældighed der ses i variation af SD-værdier for de perifere ROI, kunne også skyldes, at scanneren har implementeret algoritmer til at kompensere for SD i periferien ved offcentrering. I så fald kunne det delvis forklare den manglende sammenhæng mellem SDværdier på perifere ROI og off-centreringsniveau. 7.4 Diskussion af lavkontrastopløselighed (LKO) (RHP) Ifølge teorien, vil LKO have en stor betydning for billedkvaliteten, da LKO er den parameter der gør det muligt, at skelne små objekter fra baggrunden, eller 2 objekter, der attenuationsmæssigt ligger tæt på hinanden. Dette er af stor betydning ved CTC (7). Støj har afgørende betydning for hvor god lavkontrasten er, jo mindre støj i billedet, jo højere/bedre lavkontrast (11). Det er svært at afgøre noget på en så lille stikprøve (27). Som man kan læse i præsentationsafsnittet kan nøjagtig samme centreringsposition give forskellige LKO værdier. Resultaterne fra måling B og C er ens i forhold til, hvilke centreringspositioner, der giver de mest optimale LKO værdier. LKO værdierne for måling A stemmer ikke overens med de tendenser, som ses ved analysen af LKO-værdier for måling B og C. Der er tale om en tydelig variation, som er svær at forklare med teori. Forklaring på variationen, kunne muligvis findes ved at studere opbygningen af fantomets lavkontrast-modul CTP 515 (22). 67

69 Lavkontrastobjekter er placeret i perifere områder af fantommodulet (Fig. 10). Der ses at 1 %- objekterne er placeret mellem kl. 6 og kl. 9, samt 0,5 % -objekterne er placeret mellem kl 2 og kl. 6, mens objekter med 0,3 % forskel, altså 3 HU, er placeret superiort mellem kl 10 og kl. 2. Dette var med forventningen om, at en bestemt SD variation i en bestemt perifer ROI kunne være årsagen til variationen af LKO værdier. Dette gav ikke nogen forklaring, som stemte overens med teorien. Tanken med denne tilgang var at teorien belyser, at støjniveauet har indflydelse på LKO, så de steder/centreringer, hvor støjen er høj, skulle LKO-værdien være tilsvarende lav, og omvendt (3). Sammenligningen mellem grafer for SD og grafer for LKO, viste ingen sammenhæng mellem støj og LKO for de perifere ROI. Selvom vi skulle finde en sammenhæng mellem SD variation for bestemte ROI og LKO variation, ville det være svært at påvise, da SD variation i LKO i modul CTP 515 ikke nødvendigvis svarer til samme SD variation som er målt i modul CTP 486. En forklaring kunne være, at Catphan fantomet eller den medfølgende software, ikke er beregnet til off-centrerings målinger og dette kunne medføre en vis usikkerhed i forhold til resultaterne for LKO. 7.5 Diskussion af CNR (MJ) Data fra målingerne varierer en del, dog kun på SD værdier, hvor denne variation giver udslag på beregningsresultater af CNR. Det er svært at afgøre noget endegyldigt på basis af en så lille stikprøve, men selv om der ikke er en tydelig sammenhæng mellem værdierne for CNR og centreringsniveau som sådan, så kan der ses ret tydelig sammenhæng mellem variation af CNR værdier og centreringsniveauer, som kunne begrundes teoretisk (Fig. 29). Ifølge Kusk og den anvendte ligning er CNR omvendt proportional af SD-niveau, hvis værdi for Mean HU for teflon og baggrund holdes konstante. Mean HU for teflon og baggrund er ikke konstante på grund af de i teoriafsnittet omtalte støjkilder, men vi kunne tillade os denne antagelse, da disse værdier ikke varierer nævneværdigt. De målte CNR-værdier synes ikke at stemme overens med teorien, da CNR ved større off-centrering, burde have tendens til at falde, på grund af mere støj. I de målte CNR værdier observeres der derimod en anden tendens, da spredning af værdierne synes at stige med større off-centreringniveauer (Fig. 29). 8. Konklusion (fælles) Vores teoretiske overvejelser sammen med artiklernes empiri, fungerede som udgangspunkt i forhold til vores metodologiske tilgang til forsøgets udformning. Opnåede resultater blev 68

70 analyseret og diskuteret og dette resulterede i en konklusion, som svarer på vores problemformulering. Idet forsøget er udført som et fantomstudie, kan resultaterne være forbundet men en vis manglende generaliserbarhed, som omtales i diskussion af metode. Da målingerne er analyseret af QA Lite programmet, der umiddelbart ikke er beregnet til at analysere data fra off-centrering, kan dette betyde, at måleværdierne er behæftet med en vis unøjagtighed og derfor baseres konklusionen på de tendenser, vi har analyseret os frem til. Vidende om disse begrænsninger udførte vi en manuel kontrol af resultaterne, som har styrket målingernes reliabilitet og validitet. Vi kan konkludere, at off-centrering af Catphan 600 fantom, under scanning med CTC protokol fra Regionshospitalet Viborg, udført på Philips Brilliance 40 slice CT-skanner, resulterer i påvirkning af billedkvaliteten. Billedkvaliteten er påvirket af en stigning af støjniveauet, målt som SD. Stigningen svarer til ca. 7,7 %, målt fra isocenter til off-centrerings position -30 mm, hvor den stagnerer til og med -50 mm. Der kan ikke konkluderes noget entydigt om stigning i SD, i forhold til de perifere områder i billedet. Vores analyse og diskussion skaber dog grundlag for at konkludere, at der ses en sammenhæng mellem SD-værdier, målt på centrale ROI, og deres stigning i takt med off-centreringsniveauet. Bowtie-filterets displacering i forhold til fantomet under offcentrering kan medføre manglende fotontæthed på uhensigtsmæssige steder, og det kan være med til at forklare stigningen i støjniveauet. Som påpeget i diskussionen, kan off-centreringens indflydelse på LKO ikke forklares på det teoretiske plan, da målingerne synes at variere uafhængig af både off-centrering og dermed af stigningen i SD. Vi kan ikke konkludere nogen entydig sammenhæng mellem CNR-værdier og off-centrering, på grund af værdiernes tilfældige variation. Denne variation kan skyldes, at tendenserne er baseret på få målinger. 69

71 9. Perspektivering (fælles) Da forsøget er udført som et led i et kvalitetsudviklingsprojekt, mener vi at resultaterne fra forsøget skaber basis for næste led i kvalitetsudviklingsprocessen. Ud fra de tendenser, der påvises i forsøget, ser vi det hensigtsmæssigt at udvikle en regulerbar hovedholder, så patienten kan flektere hovedet svarende til den vinkel, man rutinemæssigt kipper gantry med, for stadig at skåne øjenlinsen. Afdelingens protokol for axial CTC kunne med fordel optimeres, så der eksplicit redegøres for krav til hensigtsmæssig patientlejring. Endelig kunne scannerproducenten opfordres til at udvikle et design, så der kan foretages tilstrækkelig stort gantrykip uden behov for at ændre lejehøjde. Afdelingen kunne evt. udarbejde en speciel protokol med axial CTC med gantrykip til traumepatienter, som ikke må flektere nakken. Protokollen skulle tage udgangspunkt i oprindelige axiale CTC for at skåne øjenlinsen. Disse patienter burde også tilbydes en axial scanning, for at sikre den mest optimale fremstilling af hjerneparenkymet. For at kompensere for den nedsatte billedkvalitet i de anteriore dele af cerebrum ved offcentrering, kunne man til denne protokol anvende et stort bowtie-filter, som ifølge Toth sikrer væsentlig mindre støjniveau end det oprindelige til CTC anvendte lille bowtie-filter. Dette ville være på bekostning af øget stråledosis, derfor kan denne protokols anvendelse kun retfærdiggøres i forhold til scanninger af traumepatienter. I forbindelse med forsøget anvender vi et Catphan 600 fantom. Andre typer af fantomer kunne også være anvendelige, f.eks. et antropomorft fantom. Dette fantom ville svare mere til anatomien i cerebrum, og derfor kunne der bedre tages højde for de forskellige vævs attenuationskoefficienter. Dette ville også skabe mulighed for at lave en Visual Grading Analysis (VGA), hvor radiologer bedømmer billeder ud fra et referencebillede, eller rangordner billederne i forhold til billedkvaliteten (29). På baggrund af et videnskabeligt forsøg konkluderes, at 46 % af patienterne er off-centreret ved CT-scanninger (9). Derfor ser vi kvalitetsudviklingspotentiale i at afdække årsagen til centrerings-fejlene. Vi forestiller os, at der kan foretages et kvalitativt studie, eventuelt i form af et fokusgruppeinterview. Fokus skulle være at undersøge, hvilken viden om og holdning, radiografen har til vigtigheden af korrekt patientcentrering, samt hvordan radiografen oplever sin egen rolle i scanningssituationen. Hvis undersøgelsen afslører mangelfuld viden om centrering, kunne der naturligt følges op med undervisning om emnet. For at inddrage alle i processen, kan man vælge at personalet får til opgave selv at arrangere undervisningen. Ledelsen kan benytte sig af det faktum, at der ved personlig inddragelse af personalet i et 70

72 emne, opstår en ejerskabsfølelse, der virker motiverende og giver faglig stolthed blandt personalet (1). 71

73 References 1. Statens Serum Institut. Radiologiske ydelser [Internet]. c2012 [cited 2013 Apr 21]. Available from: gehuse/radiologiske%20ydelser.aspx 2. Lægehåndbogen. [Internet]. c2012 [cited 2013 May 22].Available from: 3. Seeram E. Computed Tomography: Physical Principles, Clinical Applications, and Quality Control. 3 rd ed. St. Louis Missouri: Saunders; Philips. Philips brilliance 40-slice CT scanner - manufacturer specifications [Internet]. [cited 2013 May 29]. Available from: 6.Yeoman LJ, Howarth L, Britten A, Cotterill A, Adam EJ. Gantry angulation in brain CT: dosage implications, effect on posterior fossa artifacts, and current international practice. Radiology July; 184: Kusk M W. Multislice CT - billedkvalitet, dosis & teknik. Frederiksberg: Radiografiens Forlag; Lægehåndbogen [Internet]. c2012 [cited 2013 May 22].Available from: 5. Keil B, Wulff J, Schmitt R, Auvanis D, Danova D, Heverhagen JT, Fiebich M, Madsack B, Leppek R, Klose KJ, Zink K. Protection of eye lens in computed tomography--dose evaluation on an anthropomorphic phantom using thermo-luminescent dosimeters and Monte- Carlo simulations. Rofo Dec;180 (12):

74 9. TothT, Ge Z, Daly MP. The influence of patient centering on CT dose and image noise. Med.Phys. 2007; 34(7): Li J, Udayasankar UK, TothTL, Seamans J, Small WC, Kalra MK. Automatic patient centering for MDCT: effect on radiation dose. AJR Am J Roentgenol. 2007;188 (2): Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt EM Jr, Boone JM. The essential physics of medical imaging. 3 rd international ed. Philadelphia Pennsylvania: Lippincott Williams & Wilkins; Mainz J, Bartels PD, Rhode P, Pedersen KM, Krøll V, Bek T. Kvalitetsudvikling i praksis. 2.oplag. København: Munksgaard Danmark; Nielsen P. Produktion af viden: en praktisk metodebog. 3. udgave, 2. oplag. København: Nyt Teknisk Forlag; Birkler J. Videnskabsteori: En grundbog. 5. oplag. København: Munksgaard Danmark; Kruuse E. Kvantitative forskningsmetoder i psykologi og tilgrænsende fag. 6. udgave København: Dansk psykologisk Forlag; Region Midt. Protokol CT cerebrum 40 slice -spiral- VIBORG e-dok [Internet]. [cited 3/22/2013]. Available from: Foreningen af Radiografer i Danmark. Etik for radiografer i Danmark: Etiske retningslinjer, der sætter mennesket i centrum. Frederiksberg C: Foreningen af Radiografer i Danmark; Autorisationsloven [Internet]. [cited 6/12013]. Available from: 73

75 19. Glasdam S, editor. Bachelorprojekter inden for det sundhedsfaglige område: indblik i videnskabelige metoder. København: Dansk Sygeplejeråd, Nyt Nordisk Forlag Arnold Busck; Det Sundhedsfaglige Fakultet, Syddansk Universitetsbibliotek. BINKO - basismodul i informationskompetence[internet]. Odense: Syddansk Universitet. c2005 [cited 2013 Apr21]. Available from: UC viden. Studenterportalen. Vurdering af videnskabelige artikler Bilag_4_Kvantitativ_vurdering_Egerod.pdf [Internet]. [cited 6/6/2013]. Available from: The Phantom Laboratory. Catphan 500 and 600 manual. [Internet].The Phantom Laboratory. c 2009[cited 2013 Apr 16]; Available from: Manual til Auto QA Lite [Internet]. [cited 5/272013]. Available from: Publikationen for IEC standarden. [Internet]. International Electrotechnical Commission (IEC) 2006 [cited 2013 Jun4]. Available from: Radiology-TIP - database : Isocenter [Internet]. [cited 5/25/2013]. Available from: Bushong SC. Radiologic science for technologists: physics, biology, and protection. 8 th ed. St. Louis, Missouri: Elsevier Mosby; Madsen BS. Statistik for ikke-statistikere. 2. udgave. Frederiksberg: Samfundslitteratur; 74

76 Habibzadeh MA, Ay MR, Kamali asl AR, Ghadiri H, Zaidi H. Impact of miscentering on patient dose and image noise in x-ray CT imaging: Phantom and clinical studies. Physica Medica. 2012; 28(3): Zarb F, Rainford L, McEntee MF. Image quality assessment tools for optimization of CT images. Radiography. 2010; 16(2): Anvendt referencesystem: Vancouver 75

77 Bilagsliste Bilag 1 Kvantitativt vurderingsskema s. 77 Bilag 1.1 Vurdering af Habibzadeh et al.: Impact of miscentering on patient dose and image noise in x-ray CT imaging: Phantom and clinical studies s. 77 Bilag 1.2 Vurdering af Toth et al.: The influence of patient centering on CT dose and image noise s. 81 Bilag 1.3 Vurdering af Zarb et al.: Image quality assessment tools for optimization of CT images s. 85 Bilag 2 Artikelsøgning s. 88 Bilag Artikelsøgning fra PubMed s. 89 Bilag 3 Støjmålinger for måling A fra QA Lite s. 90 Bilag 4 SD værdier for målinger A, B og C både fra QA Lite og fra manuelle målinger, samt målinger fra 40 % ROI s. 92 Bilag 5 - LKO målinger i grafisk form fra QA Lite s