Lungescreening ved lav dosis CT

Lungescreening ved lav dosis CT opgaven Martin Bjerregaard Wied Studienummer: 66080015 Hold 65 Afleveringstidspunkt: 7. april 2010 Anslag: 27.441 Professionshøjskolen Metropol Vejleder: Lau Kent Jeppesen

Underskriftsblad: Martin Bjerregaard Wied Jeg udgiver ikke andres arbejde for eget arbejde eller har skaffet sig uretmæssig hjælp til besvarelse af opgaven. Martin Bjerregaard Wied 07/04-2010:

Indholdsfortegnelse: Martin Bjerregaard Wied 1.0 Indledning s. 4 2.0 Afgrænsning s. 5 3.0 Problemstilling s. 5 4.0 Problemformulering s. 6 5.0 Metodeafsnit s. 7 6.0 Teori parametre s. 9 6.1 Billedkvalitet s. 9 6.2 Windowing s. 10 6.3 Window-width (WW) s. 11 6.4 Window-level (WL) s. 12 6.5 Milliampere pr. sekund (mas) s. 12 6.6 Kilovolt (kv) s. 13 6.7 Kollimering s. 14 6.8 Snittykkelse s. 14 6.9 Pitch s. 15 6.10 Filter s. 15 7.0 Diskussion s. 16 8.0 Konklusion s. 19 9.0 Perspektivering s. 20 10.0 Litteraturliste s. 21 11.0 Bilagsfortegnelse s. 22

1.0 Indledning: Martin Bjerregaard Wied I denne opgave har jeg valgt at skrive om lungecancer screening ved brug af lav dosis CT. Screening er i forvejen noget der allerede er taget i brug, i dag screener man bla. for mammae cancer. Dette er med til at nedsætte mortaliteten da man gerne vil opdage canceren i så tidligt et stadie som muligt mhp. tidlig behandling før dannelsen af fjernmetastaser. Der har tidligere været lavet forsøg med lungecancer screening, dog ved brug af røntgen-thorax. Her fandt man ud af, at denne form for screening ikke kunne anbefales da mortaliteten ikke faldt. Dette skyldtes at man ikke var i stand til at diagnosticere patienterne i et tidligt stadie med den klare grund at røntgen af thorax ikke er følsomt nok, og man fandt generelt ikke maligne infiltrater i lungerne hvis de målte < 2 cm i diameter (Jesper Holst Pedersen, Asger Dirksen & Jørgen Helge Olsen, 2002). Det gør det derfor interessant at arbejde med lungescreening, da man har taget hele screeningsspørgsmålet med lungecancer op til revurdering, man er nu i stedet begyndt at bruge lav dosis CT til formålet. Her har man mulighed for at finde infiltrater < 1 cm. Det gør det derfor muligt at diagnosticere patienter med lungecancer i stadie I, og herved øge chancerne for overlevelse efter 5 år til 60-85 %. Til sammenligning er chancerne for overlevelse næsten lig 0 % ved en sen diagnose i stadie IV (Jesper Holst Pedersen, Asger Dirksen & Jørgen Helge Olsen, 2002). Ved lav dosis CT er man nødt til at gå på kompromis med billedkvaliteten da man gerne vil nedsætte dosis til patienten, i forhold til normal lunge scanning med CT har man nedsat dosis 10 gange. Disse screeningsforløb ville ikke være særlig hensynsfulde hvis der var stor chance for at danne en stråleinduceret cancer. Derfor finder jeg det interessant at kigge nærmere på de specifikke krav til billedkvalitet, når flere krav til fremstilling af patologi skal overholdes, og samtidig når man giver så lav en dosis (Jesper Holst Pedersen, Asger Dirksen & Jørgen Helge Olsen, 2002). 4

2.0 Afgrænsning: Martin Bjerregaard Wied I denne opgave vil jeg ikke gå ind og sammenligne screeningerne med fordele og ulemper ved SSCT (Single Slice CT) og MSCT (Multi Slice CT) men fokusere udelukkende på spiral MSCT. For at finde ud af hvad for nogle parametre der bliver arbejdet med har jeg taget kontakt til hospitalet hvor dette screeningsforsøg foregår og har herefter fået udleveret nogle protokoller som er dem jeg vil tage udgangspunkt i (Bilag 1 og bilag 2). Derudover vil jeg også se lidt nærmere på andre protokoller fra det selvsamme hospital, hvor jeg sammenholder parametrene fra en lav dosis spiral MSCT og en fuld dosis spiral MSCT. Dette gør jeg for at finde ud af hvad for nogle ændringer der er fra lav dosis CT til den fulde dosis CT scanning og evt. belyse hvor meget man går på kompromis med billedkvaliteten i forhold til dosis. I denne opgave vælger jeg at diskutere de forskellige parametre ift. billedkvaliteten i stedet for at analysere. 3.0 Problemstilling: I min opgave har jeg valgt at tage udgangspunkt i spiral MSCT da det er disse scannere der bliver brugt til screeningsforsøget i Danmark. Det er interessant for mig at gå ind og kigge nærmere på disse screeningsforsøg da de er den første af slagsen hvor man bruger MSCT til at screene patienter. Dette er kun blevet muligt pga. lav dosis CT, og her er det interessant at gå ind og kigge på hvad der sker ved billedkvaliteten når man kører lav dosis kontra fuld dosis CT. Hvilke parametre er det helt præcist der bliver ændret på? Hvorfor bliver der ændret på parametrene? Disse spørgsmål er essentielle i denne opgave da man bliver nødt til at gå på kompromis med billedkvaliteten når man kører lav dosis CT. Dog er det stadig nødvendigt at få fremstillet den ønskede patologi så klart som muligt, og stadig give minimum dosis. Man har ikke lyst til at give særlig stor dosis til patienterne da det i virkeligheden er raske patienter i en bestemt målgruppe som man tager ind og scanner, derfor ville det være yderst uheldigt at placere en stråleinduceret cancer. 5

Hvor meget dosis er det så patienterne får, og hvad svarer det til? Dette er noget der også er meget relevant da en del af radiograf faget går ud på at gå på kompromis, hvor meget kan man slække på billedkvaliteten før dosis er langt nok nede? Alt dette er noget jeg prøver at få belyst igennem min opgave, først ved at gennemgå alle parametrene rent teoretisk og bagefter tage det op til diskussion og rent faktisk sammenligne de to protokoller for at se hvad det er der bliver ændret på. 4.0 Problemformulering: Hvilke parametre ændrer man ved lav dosis CT ift. normal lunge CT? Og hvad gør dette ved billedkvaliteten? 6

5.0 Metodeafsnit: Martin Bjerregaard Wied Bushong, S C. 2008, Radiologic Science for Technologists Physics, Biology, and Protection, St. Louis, Mosby Inc. Denne bog er blevet brugt helt tilbage i modul 2, men finder den dog alligevel brugbar til at forklare om de forskellige parametre og den grundlæggende teori. Den beskriver også MSCT spiral scanneren, og her har jeg valgt at benytte den som et godt supplement. Jesper Holst Pedersen, Asger Dirksen & Jørgen Helge Olsen: Screening for lungecancer med lavdosis CT. Ugeskrift for Læger 2002 Tilgængelig d. 19/3 2010 http://www.ugeskriftet.dk/portal/page/portal/laegerdk/ugeskrift_for_laege R/Artikelvisning? purl=/ugeskrift_for_laeger/tidligere_numre/2002/ufl_2002_02/ufl 2002_02_35234 Denne artikel er fundet inde på www.ugeskriftet.dk som er et ugeskrift for læger. Heri har jeg fundet motivationen til at skrive om lungescreening, da den går ind og forklarer hyppigheden af lungecancer som gør det til et relevant problem, samt går ind og fortæller om tidligere forsøg med lungescreening. Jørgensen, B 2005, CT-teknik Indføring i CT-teknikkens grundprincipper, Forlaget Utopia, Ballerup. Denne bog om CT-teknik er skrevet på dansk, hvilket gør den meget nemmere at forstå. Jeg finder denne bog god som supplement til de andre to, da det nogenlunde er det samme der står i dem bare på forskelligt sprog. Jeg har i mine overvejelser taget med at Bo Jørgensen ikke har nogle referencer med i sin bog, og det er derfor jeg ikke finder den alene 100% troværdig, men sammen med de to andre CT bøger finder jeg den ganske fornuftig. 7

Kalender, W 2005, Computed Tomography, Publicis Corporate Publishing Erlangen, Germany Jeg har valgt også at bruge Kalenders Computed Tomography sammen med Seerams. Jeg synes de dækker meget godt ind over hinanden og da netop Seerams bog er fra 2001 er det godt at have en lidt nyere bog med som måske er lidt mere up-to-date. Bogen her er bla. blevet brugt i undervisningen om CT, så finder den både relevant og troværdig at tage i brug. Protokoller udleveret af lungescreeningshospital Disse bruges til at se hvad for nogle parametre undersøgelserne bliver udført med og gør at jeg kan gå ind og lave en sammenligning på dosis i forhold til de normale lungescanninger ved MSCT. Dette begrænser mig derfor også til udelukkende at basere min opgave på de forsøg der er kørt med screeningen og tage udgangspunkt i disse protokoller. Schroeder T, Schulze S, Hilsted J, Gøtzsche L (red.) 2008, Basisbog i medicin & kirurgi, Munksgaard, København. Jeg vil bruge denne bog til at få mere forståelse af lungecancer. Bogen er generelt blevet brugt gennem hele studiet for at forklare teorien bag de forskellige patologiske tilstande. Jeg bruger bogen som et supplement til selve forståelsen bag maligne tumorer. Seeram, E 2001, Computed Tomography, W.B Saunders Company, Philadelphia. Jeg har brugt Seerams bog til at beskrive de forskellige parametre der bliver brugt ved MSCT og de grundlæggende principper bag scanningerne. Jeg har haft med i mine overvejelser at bogen er fra 2001, og på 9 år er der sket rigtig meget på CT området, dog har jeg fundet den teori der er beskrevet relevant da Seeram netop kommer ind over MSCT og teknikken bag. 8

I dette teori afsnit vil jeg gerne komme lidt nærmere ind på de forskellige parametre der bliver brugt ved en CT scanning generelt. Parametrene er de samme man har med at gøre ved en lav dosis CT som ved en fuld dosis CT. Så jeg vil her skabe en forståelse for hvad det er vi har med at gøre, og hvad der kan reguleres på ved sådan en scanning. Dette ønskes da en regulering i værdierne er nødvendig for at opnå en lav dosis og samtidig have en tilfredsstillende billedkvalitet som kan fremstille den ønskede patologi tydeligt. 6.0 Teori - parametre: 6.1 Billedkvalitet Der er forskellige faktorer der har indflydelse når man snakker om billedkvalitet. Alle disse faktorer er nogle der bliver fremstillet efter en bearbejdning af rådata man har fået fra CT scanningen. De faktorer der er afgørende for den endelige billedkvalitet er: - Lavkontrastopløsning (LKO) - Støj - Spatial opløsning (rumlig opløsning) / Højkontrastopløsning (HKO) - Artefakter (Kalender 2005, s. 98-120) (Jørgensen 2005, s. 96-105) Lavkontrastopløsningen er systemets evne til at skelne mellem vævstyper af næsten samme absorptionskoefficient. Når vi kigger på lungebilledet er dette kun vigtigt inde omkring mediastinum da vævet der og en eventuel cancer ville ligge meget tæt på hinandens absorptionskoefficient. Derfor når det er lungescreening har man ikke brug for så meget LKO da absorptionsforskellen i luften kontra canceren er stor. Støj er en del af et signal der ikke indeholder nogen information og er altid noget der vil være tilstede i billedet. Det er dog noget man kan formindske, og støjen er derfor også afhængig af nogle forskellige faktorer, bla. mas, kv snittykkelse og pitch er alle noget der går ind og påvirker graden af støjen i billedet, og jeg vil derfor senere kigge nærmere på de to protokoller og sammenfatte billedkvaliteten på lav dosis og fuld dosis CT. 9

Den spatiale opløsning er systemets evne til at fremstille små strukturer med højere absorptionskoefficients forskelle (Kalender 2005, s. 103). For at systemet skelner mellem 2 forskellige strukturer er der nødt til at være mindst 100 HU (HU vil blive beskrevet senere i opgaven) i forskel når man snakker om spatial opløsning (Kalender 2005, s. 103). Den spatiale opløsning er dog også afhængig af forskellige faktorer så som fokusstørrelse, da jo mindre vores fokus bliver jo mindre geometrisk uskarphed kommer der i billedet, feltstørrelse (Field of View FOV), snittykkelse og pitch (Kalender 2005, s. 103-104) (Jørgensen 2005, s. 99-100). Som den sidste ting har artefakterne også noget at sige når vi taler om billedkvalitet. Artefakterne er ikke noget vi er særlig glade for da det ikke er noget der er i objektet men noget der er rent computerskabt (Kalender 2005, s. 117-118) (Jørgensen 2005, s. 106). Det kan bla. være bevægelses artefakter der kommer på billedet fordi patienten under scanningen trækker vejret. Dette vil man helst undgå da artefakterne kan gå ind og blande sig med den patologi man gerne vil se på, og derved kan der komme forkerte diagnoser ud af det da artefakterne som sagt er computerskabt og ikke er noget der findes i patienten. 6.2 Windowing For at få en grundlæggende forståelse for WW og WL bliver man nødt til at beskrive den lineære attenuationskoefficient (µ). µ er afhængig af materiale og beskriver noget om de forskellige væv i kroppens evne til at absorbere fotonerne. Derfor er µ størst ved lav kv og ved høj densitet såsom i knoglerne. Denne værdi er derfor afgørende når man kigger på CT billederne da hvert væv har forskellig densitet og derfor også forskellige µ (Jørgensen 2005, s. 89-90). 10

Nedenfor ses en graf over attenuationskoefficienten for forskellige typer væv ved forskellige energier (Kalender 2005, s. 30-31) (Jørgensen 2005, s. 90). Når man så snakker om CT-værdier er de defineret i forhold til vand x 1000. Denne enhed angives i Hounsfield-Units (HU). Disse CT-værdier bliver fremstillet i gråtoner så det menneskelige øje kan skelne mellem de forskellige værdier. Når værdierne bliver fremstillet er der omkring 4000 CT-værdier. Det menneskelige øje kan kun skelne mellem 25-35 gråtoner. Derfor tager man og sammensætter CT-værdierne til én gråtone så vi får færre gråtoner som det menneskelige øje så kan se. Når dette sker, vil der ske et betydeligt informationstab og vævsdifferentieringen vil blive forringet. Dette kan undgås ved at tage et mindre udsnit af CT-værdierne, dette kalder vi for window-width (WW) (Kalender 2005, s. 31-32) (Jørgensen 2005, s. 92-93). 6.3 Window-width (WW) WW er de CT-værdier man vælger at kigge på. Hvis man har 4000 CT-værdier og udvælger dem der ligger fra -50 til 150 så har man én gråtone som dækker omkring 6 CT-værdier. Når man har udvalgt et så smalt vindue vil alle pixels der er under -50 være sorte og pixler over 150 vil være hvide (Kalender 2005, s. 31-32) (Jørgensen 2005, s. 93). Man kan derfor vælge mellem at køre med brede vinduer (> 400 HU) og smalle vinduer (< 400 HU). Et smalt vindue giver en god lavkontrastopløsning og en bedre 11

vævsdifferentiering, det giver dog også mere støj i billedet. Dette vindue bliver oftest brugt til bløddele. Det brede vindue giver et godt overblik og undertrykker støjen i billedet. Dette vindue bliver oftest brugt til lunger, ører og knogler, dvs. områder med store kontrastforskelle (Kalender 2005, s. 31-32) (Jørgensen 2005, s. 94). Til højre ses en illustration taget fra Kalenders Computed Tomography der viser hvornår man bruger de forskellige vinduer. 6.4 Window-level (WL) WL er den CT-værdi som er i centrum af gråtoneskalaen. Derfor hvis man vil betragte lungerne sætter man sit WL i centrum for de CT-værdier som man ønsker at se på (Kalender 2005, s. 31-32) (Jørgensen 2005, s. 94). 6.5 Milliampere pr. sekund (mas) Rørstrømmen (ma) er givet ved elektronmængden der befinder sig mellem katoden og anoden i røntgenrøret. Det vil sige at det producerede antal røntgenfotoner er proportional med rørstrømmen og tiden (s). (Bushong 2008, s. 246-247, s. 152-153) (Jørgensen 2005, s. 119) mas produktet er derfor afgørende for hvor mange røntgenfotoner der udsendes fra røntgenrøret, og rammer patienten. Under en CT scanning vil man normalt gerne have så mange fotoner igennem patienten som muligt. Hvis antallet af fotoner der udsendes er stor, så er der flere fotoner til at interagerer med patienten og i sidste ende flere fotoner der vil nå frem til detektorerne. Dette medfører et stærkere signal og nedsætter derfor støjen. Man skal dog være varsom med at øge sit mas produkt da det er direkte 12

proportional med dosis til patienten (Bushong 2008, s. 246). Der er derfor en sammenhæng mellem mas produktet, støjen i billedet og dosis til patienten. Nedenfor ses en graf der beskriver sammenhængen mellem støj og eksponering (Jørgensen 2005, s. 119-120): 6.6 Kilovolt (kv) Kilovolten er bestemt som røntgenfotonens energi. Her er rørspændingen afgørende, jo højere spænding der er imellem katoden og anoden, jo mere energi bliver der tilført røntgenfotonerne (Bushong 2008, s. 139). En høj kv vil føre til bedre penetrationsevne af objektet og derfor nedsætte støjen i vores billede, dog forværrer den vævsdifferencen (µ), altså evnen til at skelne mellem de forskellige typer væv (Bushong 2008, s. 155) (Jørgensen 2005, s. 120-121). Det man også gerne vil opnå med sin kv er at nedsætte beam hardening artefakterne. Beam hardening artefakter er et fænomen der opstår hvis energisammensætningen af fotonerne ændrer sig meget på vej gennem en patient, artefakterne tager til i styrke ved lav kv. Dette sker fordi massetætheden og derfor absorptionen er stor i fx. costae, og derfor vil størstedelen af fotonenergien ved lav kv blive absorberet og lidt af den vil penetrere og blive registreret i detektoren. Dette gør at der kommer beam hardening artefakter, og det kan undgås ved at skrue op for kilovolten da der så vil være en mindre absorption og derved mindre forskel i energisammensætningen på vej gennem en patient (Kalender 2005, s. 118) (Jørgensen 2005, s. 180). 13

6.7 Kollimering Martin Bjerregaard Wied Kollimering også kaldet indblænding sker i en MSCT over to gange. Primærkollimering som finder sted lige efter røntgenrøret og sekundærkollimering som finder sted lige før detektorkæden. Ved den primære kollimering arbejder man med en justerbar- og en fikseret kollimering. Den justerbare kollimering er placeret så langt fra vores fokus som muligt da man gerne vil reducere penumbra (geometrisk halvskygge) (Kalender 2005, s. 49-50) (Jørgensen 2005, s. 52-53). Penumbra er uønsket da alle detektorkæderne skal have samme antal fotoner. Den justerbare kollimering er også afgørende for cone beamen som er hvor tykt et strålebundt vi sender af sted i patientens z-retning, derfor er det her er en del af snittykkelse bestemmelsen. Den fikserede kollimering bestemmer fan beamen som er størrelsen af strålebundtet i patientens x,y-retning. Den sekundære kollimering er som sagt stråleblændingen der sker lige før detektorkæden. Denne er justerbar og er bestemmende for snittykkelse, reduktion af sekundær stråling og forbedring af den spatiale opløsning dvs. afblænding af penumbara (Kalender 2005, s. 50-51) (Jørgensen 2005, s. 53). 6.8 Snittykkelse Snittykkelsen er defineret som strålebundtets indblænding i z-aksen. Snittykkelsen har indflydelse på LKO da en minimering af snittet vil medføre at der kommer færre fotoner til detektorerne (svagere signal) og dermed bliver der skabt mere støj. Hvis man vil have bedre LKO må man lave snittykkelsen større, dette vil dog medføre til en forringelse af den spatiale opløsning (Kalender 2005, s. 110-112) (Jørgensen 2005, s.121-122). 14

6.9 Pitch Martin Bjerregaard Wied Pitch er forholdet mellem bordbevægelsen og strålebredden, og er beskrevet ved følgende formel: Pitch = bordbevægelse pr. 360º / strålebredden. Hvis pitchen er 0,5 vil der være en overlapning af de billeder man får frem og det øger patientdosis, hvis man derimod øger sin pitch og der ikke sker en overlapning vil der være væsentlig mindre dosis til patienten (Seeram 2001, s. 252-253) (Bushong 2008, s. 385-386). En større pitch har dog ulempen ved at give mere støj i billedet og derved en forringelse af vores LKO. 6.10 Filter Filteret i en CT scanner er til for at forbedre strålehygiejnen og rekonstruktionsprocessen. Filteret er et fladfilter og består oftest af kobber eller aluminium og er placeret lige efter røntgenrøret. Når der bliver eksponeret bliver alle de lav energiske fotoner absorberet i filteret, og man fjerner derved en del af dosis til patienten. De fotoner man fjerner, ville aldrig være blevet billeddannende da de ville blive absorberet i patienten og ikke nå ned til detektoren (Seeram 2001, s. 86-87) (Jørgensen 2005, s. 51). Efter fotonernes passage af det første filter skal de igennem et bow-tie-filter som er tyndt centralt og tykt perifert. Denne form for filter bliver brugt da man gerne vil have at strålebundtets hårdhed er det samme over hele objektet, og derved mindsker man risikoen for beam hardening artefakter (Kalender 2005, s. 51) (Jørgensen 2005, s. 52). 15

7.0 Diskussion: Martin Bjerregaard Wied I min diskussion vil jeg tage lav dosis CT screeningen af lungerne op mod fuld dosis CT scanning af lungerne. Her vil jeg se hvilke forskelle der er i parametrene i de to protokoller som jeg har fået udleveret af screeningshospitalet (bilag 1 og bilag 2). Da screeningsforsøget har kørt i længere tid er det en 16 slice CT scanner der bliver brugt. Jeg har derfor fremskaffet fra selvsamme hospital deres protokol for fuld dosis CT af lungerne med en 16 slice CT scanner, så jeg kan gå ind og sammenligne direkte. Igennem teorien har jeg snakket om nogle forskellige krav der er generelle for god billedkvalitet. Da screeningsforsøget kun kigger efter maligne tumorer i lungevævet kan man slække lidt på kravene til en god billedkvalitet. I lungerne er der en stor absorptionsforskel mellem selve lungevævet der er fuld af luft og så de maligne tumorer der kan ligge der. Denne store absorptionsforskel gør at det ikke længere er lavkontrastopløsningen man kigger på, men mere højkontrastopløsningen. LKO er kun noget man ser på når to forskellige væv har næsten samme absorptionskoefficient, og dette kan man ikke sige luft og en malign tumor har. Kravet for at man kigger på HKO er at der mindst er en forskel på 100 HU, og det er der i dette tilfælde. Når man ikke har brug for at se på LKO kan man derfor tillade sig at ændre nogle af sine parametre drastisk. Nogle af disse ændringer vil jeg nu gennemgå for at se hvad det helt præcist er der sker i billedet med de parameterændringer der finder sted. Det første jeg vil kigge på er mas produktet i de to protokoller. Fuld dosis CT en har et mas produkt på 150 mens lav dosis CT en har en mas på 40. Dette er en kæmpe ændring, og da mas produktet er direkte proportionalt med dosis til patienten kan jeg her allerede se at dosis til patienten næsten er faldet med ¼. Dette har selvfølgelig også sin betydning på billedkvaliteten, og som nævn i teorien vil støjniveauet blive øget markant ved et mindre mas produkt da der vil komme mindre fotoner igennem til detektorerne og derfor et ringere signal, dette svagere signal vil fremstå som støj i billedet, men da støjen mest betyder en forringet LKO er dette acceptabelt. 16

Kilo volten er øget til 140 kv i lav dosis kontra 120 kv ved fuld dosis. Denne øgning i kv gør at penetreringen af objektet vil blive forbedret og i dette tilfælde vil det derfor nedsætte støjen en smule. Som nævnt i teorien vil vævsdifferencen blive forringet, men da der i forvejen er høje absorptionsforskelle i lungerne vil dette ikke have den store betydning. En anden faktor der er vigtig i vores tilfælde er artefakterne. Ved en høj kv mindsker man beam hardening artefakterne som ville ske i costae da massetætheden her er meget høj. Ved en højere kv vil energisammensætningen i fotonerne ikke ændre sig så meget igennem objektet og vi vil derfor se mindre beam hardening artefakter i vores billede. Pitchen ved en fuld dosis ligger på 0,938, dvs. der er en lille overlapning og dette gør at dosis også stiger til patienten. Ved lav dosis CT en er pitchen 1,5, dette er en stor øgning og der er her ingen overlapning. Igen vil støjen blive øget når der ingen overlapning er og pitchen er høj, da det nu kræver at systemet skal rekonstruere billederne endnu mere end hvis der var en overlapning. Man øger pitchen for at få dosissen så langt ned som muligt hvilket er vigtigt i screeningstilfældet. Snittykkelsen er 2 mm på fuld dosis- og 3 mm på lav dosis CT. Som skrevet i teorien bliver LKO bedre ved et større snit og den spatiale opløsning ringere. Støjen bliver mere tiltagende som snittet bliver mindre, og man bruger her et lidt større snit til lav dosis for også at begrænse støjen og få et stærkere signal, da man i forvejen bruger en meget lavere mas. Da snittykkelsen bliver større bliver tilgangen af fotoner til detektorerne også større. Kollimeringen der bliver brugt ved fuld dosis CT er 16 x 1,5 og ved lav dosis CT er den 16 x 0,75. En højere kollimering giver en mindre dosis til patienten, og det er derfor der bliver brugt en 16 x 1,5 ved fuld dosis CT en. Dog vil en kollimering i patientens z-retning over 1 resultere i at man ikke vil kunne fremstille billedet i voxler. Det er derfor man ved lav dosis CT bruger en kollimering der hedder 16 x 0,75. Dette gør at patienten får en lidt højere dosis, men man kan fremstille CT billedet i voxler, og derved rekonstruere 17

det i 3D og derefter udregne volumen af det infiltrat der evt. ligger i lungerne og se om det vokser. Window settet er ikke oplyst på fuld dosis CT protokollen, men på lav dosis CT en bliver der kørt med et WW på 1500 og et WL på -500. Så ved lav dosis CT en bliver der brugt et ret bredt vindue. Det brede vindue bliver her brugt for at prøve at undertrykke alt den støj man har i billedet, og da man både kører med så lav en mas og højere pitch er der en hel del støj. Så det er helt klart fornuftigt at bruge et så bredt vindue. 18

8.0 Konklusion: Martin Bjerregaard Wied Efter jeg har gennemgået de forskellige parametre har jeg fundet frem til at de parametre der bliver ændret på i de to protokoller er kv, mas, snittykkelsen, kollimeringen og pitchen. Disse parametre er alle nogle der har noget at sige ift. billedkvaliteten og dosis. Kilo volten er lidt højere end normalt men er i dette tilfælde en god løsning på den lave mas der bliver brugt. Man er også nødt til at have en høj kv for ikke at få beam hardening artefakter, og hvis disse udebliver fra vores billede er det med til at give os en bedre billedkvalitet. mas produktet er en stor del af vores billedkvalitet og dosis. På screeningshospitalet har de valgt at køre med en meget lav mas på 40. Dette gør at dosis til patienten bliver sat drastisk ned, men samtidig forringer det også vores billedkvalitet. Heldigvis er det kun LKO der bliver forringet pga. et øget støjniveau, og da man kun kigger på HKO i billedet betyder dette ikke særlig meget. Grunden til vi kun kigger på HKO er at der bliver ledt efter maligne tumorer i lungerne og ikke i mediastinum. Hvis dette var tilfældet var man nødt til at opretholde en god LKO for at se de forskellige strukturer. Kolimeringen er endnu en parameter der er blevet ændret, her har jeg fundet ud af at der er blevet valgt den kollimering ved lav dosis pga. man så kan rekonstruere ens CT billede i 3D og derefter udregne volumen af infiltrat, trods en lille øget dosis til patienten. Snittykkelsen er også en parameter der har noget at sige når man snakker dosis og billedkvalitet. Da man gerne vil begrænse støjen ved lav dosis CT bruger man et 3 mm snit, kontra 2 mm ved fuld dosis. Dette har dog den ulempe at det forringer den spatiale opløsning som vi gerne vil se på. Samtidig bruger man et større snit som kompensation for at køre med så lav mas. Når snittet øges vil tilgangen af fotoner til detektorerne stige, derfor er det i vores tilfælde en fordel med et større snit da vi så vil kunne få et stærkere signal. Pitchen der bliver brugt er på 1,5 ved lav dosis kontra 0,938 på fuld dosis. Som beskrevet i diskussionen gør dette at vi ikke får noget overlap ved scanningen. Dette gør at patienten får en del mindre dosis men samtidig vil støjen i billedet tage til da systemet skal rekonstruere meget mere. 19

Alt i alt har jeg fået det indtryk af at man slækker ret meget på billedkvaliteten netop for at give så meget mindre i dosis til patienten da man ikke vil give en stråleinduceret cancer. Dog er billedkvaliteten stadig god nok til lungescreening da de ting man slækker på ikke er behøvet i billedet (LKO). Derfor kan man tillade sig at få et meget mere støjfuldt billede end ved en normal lunge scanning med CT. Dog er der altid nogle parametre i rekonstruktionsfasen man kan ændre på og bla. lave et stort vindue for at kompensere for alt den støj man har i billedet. Den dosis man ender med at give patienten er minimal og er presset ned under 1 msv, hvilket svarer til hvad man giver ved en normal mammografi, kontra en fuld dosis CT hvor der bliver givet ca. 9 msv. 9.0 Perspektivering: Som radiografstuderende har denne opgave været relevant for mig og utrolig lærende. Jeg har fundet ud af hvad de forskellige parametre ved en CT scanning af thorax gør ved billedkvaliteten samt hvor meget dosis man giver patienten, både ved lav dosis og fuld dosis CT og hvad disse doser svarer til. Nogle parametre har mere indflydelse på dosis til patienten og det er utrolig vigtigt som radiograf at vide hvad det er for nogle parametre samt hvad de gør ved vores billedkvalitet. Dette kan jeg bruge når jeg kommer ud i klinikken og arbejder med en CT scanner, der vil jeg kunne begrunde hvad jeg gør ved en CT af thorax og om det er forsvarligt ift. dosis til patienten. 20

10.0 Litteraturliste: Martin Bjerregaard Wied 1. Bushong, S C. 2008, Radiologic Science for Technologists Physics, Biology, and Protection, St. Louis, Mosby Inc. s. 139, 152-153, 155, 245-247, 385-386 2. Jesper Holst Pedersen, Asger Dirksen & Jørgen Helge Olsen: Screening for lungecancer med lavdosis CT. Ugeskrift for Læger 2002 Tilgængelig d. 19/3 2010 http://www.ugeskriftet.dk/portal/page/portal/laegerdk/ugeskrift_for_laeger/artike lvisning? purl=/ugeskrift_for_laeger/tidligere_numre/2002/ufl_2002_02/ufl 200 2_02_35234 3 sider 3. Jørgensen, B 2005, CT-teknik Indføring i CT-teknikkens grundprincipper, Forlaget Utopia, Ballerup. s. 51-54, 89-110, 119-124, 180 4. Kalender, W 2005, Computed Tomography, Publicis Corporate Publishing Erlangen, Germany s. 30-35, 49-51, 98-121 5. Protokoller fra lungescreenings hospital (bilag 1 og bilag 2). 6. Schroeder T, Schulze S, Hilsted J, Gøtzsche L (red.) 2008, Basisbog i medicin & kirurgi, Munksgaard, København. s. 425-430 7. Seeram, E 2001, Computed Tomography, W.B Saunders Company, Philadelphia. s. 83-88, 249-253 Antal sider i alt: 95 sider 21

11.0 Bilagsfortegnelse Martin Bjerregaard Wied Bilag 1: Lungescreenings protokol ved lav dosis CT s. 23 Bilag 2: Lunge scanning ved fuld dosis CT s. 24 22

Bilag 1: Lungescreenings protokol ved lav dosis CT 23

Bilag 2: Lunge scanning ved fuld dosis CT 24