University College Nordjylland Udarbejdet af: Radiografuddannelsen, R05s Inge Nybro Kristensen Bachelorprojekt, 7. semester Majken Gøttler Hansen 2. januar 2009 Anne Mette Thim Kristensen Antal tegn: 95.921 Vejleder: Kristian Vejle Bilagshæftet er vedlagt separat. Denne opgave eller dele heraf må kun offentliggøres med forfatternes tilladelse jf. Bekendtgørelse af lov om ophavsret nr. 763 af 30.06.2006.
Indholdsfortegnelse 1. Indledning...1 2. Problemstillinger...1 3. Afgrænsning...6 4. Problemformulering...7 4.1 Centrale begreber...7 5. Metodebeskrivelse...8 5.1 Opgavens opbygning...8 5.2 Metodiske og videnskabsteoretiske overvejelser...9 5.3 Litteratursøgning samt valg og kritik af kilder...13 5.3.1 Litteratursøgning ift. empiri...13 5.3.2 Litteratur til beskrivelse af opgavens metode...14 5.3.3 Litteratur til beskrivelse af anvendt teori...16 5.4 Metodekritik...17 6. Teori...18 6.1 Fotoners interaktion i væv...19 6.2 Strålebiologi...21 6.3 AEC...23 7. Eksisterende empiri...23 7.1 Vurdering af eksisterende empiri...25 8. Egen empiri...26 8.1 Kompressionsmålinger...26 8.2 Fantomforsøg...28 8.3 Analyse af egen empiri...31 8.3.1 Statistisk analyse af data fra kompressionsmålinger...31 8.3.2 Statistisk analyse af data fra fantomforsøg...34 8.4 Vurdering af empirisk dataindsamling...39 9. Diskussion...42 10. Konklusion...45 11. Perspektivering...46 12. Referenceliste...47
1. Indledning Vi har i denne opgave valgt at beskæftige os med brugen af kompressionsbånd ved røntgenoptagelser af columna lumbalis. Vi har valgt dette emne, da vi under deltagelse ved European Congress of Radiology (ECR) i Wien 2008 blev præsenteret for et røntgenleje med et kompressionsbånd påmonteret. Da vi ikke havde set kompressionsbåndet anvendt i praksis, vakte denne præsentation undren, idet vi blev fortalt, at kompressionsbåndet ofte var standardudstyr ved salg af røntgenapparater. Formålet med opgaven er at undersøge kompressionbåndets indflydelse på stråledosis, når abdomen komprimeres ved røntgenoptagelser af columna lumbalis ift. AP-projektionen. Til bearbejdning af emnet har vi valgt at udføre en spørgeskemaundersøgelse, kompressionsmålinger på frivillige forsøgspersoner og et fantomforsøg. Spørgeskemaundersøgelsen fungerer som en forundersøgelse, der klarlægger, hvor udbredt brugen af kompressionsbånd er på de offentlige sygehuse i Danmark. Spørgeskemaet samt en beskrivelse og analyse heraf er vedlagt i bilag 1-4. Alle bilag er vedlagt i et separat bilagshæfte. Vi har gennem opgaven refereret ud fra referencesystemet Harvard, og benytter betegnelsen ibid. ved gentagelse af kildehenvisninger. Ibid. henviser derved til den sidst anvendte kilde i teksten. 2. Problemstillinger Lænderygbesvær eller ondt i ryggen betegnes i dag som en folkesygdom. Ifølge undersøgelser, der omhandler emnet, vil 80% af befolkningen på et tidspunkt i deres liv opleve rygsmerter. Endvidere har ca. 50% af befolkningen haft rygsmerter inden for det seneste år (Indahl 2004 s. 15). Gennem de seneste 20-30 år har flere og flere patienter med rygbesvær henvendt sig til udredning af deres symptomer. Dette skyldes bl.a. et udbygget sundheds- og socialvæsen, mindre accept af smerter og flere udrednings- og behandlingsmuligheder (Sundhedsstyrelsen 1997 s. 12). Røntgenoptagelser af columna lumbalis er ofte en af de første undersøgelser, der foretages i udredningsforløbet i forbindelse med lænderygsmerter. Ifølge Sundhedsstyrelsens landspatientregister blev der i 2003 udført 89.274 røntgenundersøgelser af columna lumbalis, mens antallet i 2005 var 94.453 (foreløbig opgørelse), hvilket viser den føromtalte stigningstendens (SST). Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 1
Mange af disse røntgenoptagelser giver ikke væsentlige informationer om årsagerne til symptomerne, og der foretages derfor mange røntgenundersøgelser af columna lumbalis, der ikke medfører en diagnose. Hos 70-80% af patienterne er diagnosen, selv efter en grundig undersøgelse, uspecifikt rygbesvær. Det er kun ved mistanke om infektion, inflammatoriske lidelser, frakturer eller malignitet, at røntgenbillederne indeholder informationer, der har betydning for den videre udredning og evt. behandling. Hos 90% af patienterne med akut lænderygbesvær (varighed under tre mdr.) aftager symptomerne desuden spontant. Ved disse patienter vil en røntgenundersøgelse derfor være overflødig (Sundhedsstyrelsen 1997 s. 30, 32 og 38). I praksis har vi oplevet, at mange patienter udelukkende henvises til røntgenundersøgelse af columna lumbalis med smerter som eneste indikation uden information om smerternes varighed. Derved påføres mange patienter ioniserende stråling, uden at det nødvendigvis medfører diagnostiske informationer. Dette er modstridende med bekendtgørelse (bek.) nr. 975: Bekendtgørelse om medicinske røntgenanlæg til undersøgelse af patienter fra 1998, hvor der i kap. 12 64 står: Enhver røntgenundersøgelse i forbindelse med diagnosticering og behandling af en sygdom skal være berettiget, idet både tilstanden hos den person der røntgenundersøges og det forventede resultat af undersøgelsen skal indgå i vurdering af berettigelsen. I samme bek. står der i kap. 13 66, at: Overflødige røntgenundersøgelser skal undgås. Hvis man sammenholder antallet af årlige røntgenoptagelser af columna lumbalis med det faktum, at mange af dem ikke medfører en diagnose, opstår der et muligt kvalitetsudviklingsprojekt, hvor man vil kunne videreudvikle retningslinierne for hvilke indikationer, der berettiger, at patienter henvises til røntgenoptagelser af columna lumbalis. Dette er dog en lægefaglig problemstilling, som ligger uden for vores kompetenceområde som radiografer. Vi kan i stedet udføre et kvalitetsudviklingsprojekt omhandlende optimering af proceduren for røntgenoptagelser af columna lumbalis, således at stråledosis minimeres så meget som muligt. I Danmark findes Den Danske KvalitetsModel, som understøtter kvalitetsudviklingen i det danske sundhedsvæsen. Det overordnede formål med denne model er at forbedre kvaliteten, hvilket gøres ved at fremme de forskellige aspekter af patientforløbet. Det drejer sig om de faglige og organisatoriske aspekter, således at der opnås et kontinuerligt patientforløb og i det hele taget et optimeret kvalitetsniveau (Sundhedsstyrelsen 2004 s. 5-6). Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 2
Høj kvalitet defineres ifølge World Health Organisation og Sundhedsstyrelsen som høj professionel standard, effektiv ressourceudnyttelse, minimal patientrisiko, høj patienttilfredshed og helhed i patientforløbet (Kjærgaard et al. 2006 s. 25-26). Som radiografer og dermed en del af det danske sundhedsvæsen er det vores ansvar at højne kvaliteten, i det arbejde vi udfører. Vi kan bl.a. højne kvaliteten ved at reducere patientrisikoen, idet en nedsættelse af stråledosis vil reducere risikoen for at påføre patienten en stråleskade. Det er derfor relevant at undersøge, om kompression af abdomen reducerer stråledosis og dermed også patientrisikoen. Stråleskader opdeles i deterministiske og stokastiske skader. Deterministiske skader kaldes også akutte skader, men opstår kun ved meget højere stråledoser, end der er tale om ved alm. røntgendiagnostik. Der er derimod risiko for at påføre patienterne stokastiske skader i form af en stråleinduceret cancer eller genetiske forandringer (Bushberg et al. 2002 s. 814). The International Commission on Radiological Protection (ICRP) estimerer, at 1 ud af 25.000 påføres en dødelig cancer efter at have modtaget 1 msv effektiv dosis, hvilket underbygger vigtigheden i at holde stråledosis så lav som mulig, således at ALARA-princippet håndhæves (bek. nr. 975 65 og Bushberg et al. 2002 s. 799). Ikke alle væv er lige følsomme over for ioniserende stråling, og der er dermed forskel på, hvor stor risikoen for stokastiske skader er, alt efter hvilke væv der bestråles. En indikation for de forskellige vævs strålefølsomhed er vævsvægtningsfaktorerne (W T ) (Bushberg et al. 2002 s. 57-58 og bek. nr. 823 s. 11). Ved røntgenoptagelser af columna lumbalis benyttes automatisk eksponeringskontrol (AEC) for bl.a. at opnå den ønskede sværtning i billederne. AEC fungerer ved, at der i detektorpladen er et eller flere målekamre, som måler antallet af fotoner, der har penetreret patienten og er nået hen til detektorpladen. Når den ønskede sværtning er opnået, vil eksponeringen automatisk afbrydes, så billedet hverken under- eller overeksponeres. Ved AEC er det eksponeringsfaktoren kv, der overordnet er bestemmende for billedkvalitet og stråledosis, idet det er denne variabel, radiografen kontrollerer (Thompson et al. 1994 s. 184). Ved korrekt indstilling af kv sikrer brugen af AEC, at ALARA-princippet overholdes. Desuden har korrekt indblænding, FOA, air-gap, blybeskyttelse og valg af filter betydning for den stråledosis, patienten påføres (Carlton & Adler 2006 s. 156-157 og 177). Et andet dosisbesparende tiltag ved columna lumbalis-optagelser er positioneringen af patienten. Der er flere videnskabelige artikler, der behandler emnet, og de kommer bl.a. frem Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 3
til, at en PA-positionering er det mest optimale ift. en reducering af stråledosis. Som modargument nævnes forringelse af billedkvaliteten pga. den forstørrelse, som en øget afstand mellem columna lumbalis og detektorpladen medfører. Dette er dog modbevist i andre artikler, hvor radiologer har vurderet billedkvaliteten ved hhv. PA- og AP-projektioner. Derudover er der yderligere den fordel ved PA-projektionen, at de divergerende røntgenstråler medfører, at intervertebralrummene afbildedes mere korrekt pga. lændelordosen. Flere af de førnævnte artikler beskriver en dosisbesparelse ved PA-positioneringen, der bl.a. skyldes den naturlige kompression af abdomen, der opstår, når patienten positioneres i bugleje. I artiklerne er der dog ingen direkte hjemmel, der validerer kompressionens dosisbesparende effekt. (Brennan & Madigan 2000, Heriard, Terry & Arnold 1993, Tsuno & Shu 1990 og Young 2007). Patientens habitus har ligeledes indflydelse på den stråledosis, som vedkommende modtager. De faktorer, der her har indflydelse på stråledosis, er atomnummer, densitet og vævstykkelse. Jo højere atomnummer, desto flere fotoner absorberes der i vævet. Det samme gælder for densiteten og vævstykkelsen. Røntgenfotonerne dæmpes med en vis procentdel, for hver given vævstykkelse de passerer, idet røntgenfotoner svækkes eksponentielt gennem vævet. Densiteten beskriver, hvor tæt atomerne i et givet væv er placeret, hvilket ligeledes har indflydelse på svækkelsen (Carlton & Adler 2006 s. 239). Ved columna lumbalis-optagelser er vævstykkelsen den eneste af de tre ovenstående faktorer, radiografen direkte kan ændre. Vævstykkelsen kan bl.a. mindskes vha. et kompressionsbånd, hvilket dog muligvis også vil medføre en ændring i densiteten. Man kan derfor formode, at kompressionsbåndets effekt afhænger af, om fordelene ved en reduceret objekttykkelse overstiger den evt. ulempe, en øget densitet medfører. Når vævet komprimeres, medfører det ligeledes en reduktion af spredt stråling (Okholm 1971 s. 252). Vi har i praksis ikke oplevet, at kompressionsbånd bliver anvendt på røntgenafdelingerne. For at sikre os, at dette ikke er en tilfældighed, har vi i en forundersøgelse udsendt spørgeskemaer til 58 offentlige sygehuse i Danmark, hvor vi har spurgt ind til brugen af kompressionsbånd. Ud af de 58 adspurgte røntgenafdelinger har 50 (86%) svaret. Ingen af disse afdelinger benytter kompressionsbånd til røntgenoptagelser af columna lumbalis. Seks af røntgenafdelingerne har tidligere benyttet kompressionsbånd, men der er ikke noget entydigt svar på, hvorfor brugen ophørte. Der er dog fire afdelinger, der bl.a. har benyttet Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 4
kompressionsbånd for at forbedre billedkvaliteten, mens halvdelen stoppede med at bruge det, da det besværliggjorde arbejdsgangen. Ligeledes er der enkelte afdelinger, der giver udtryk for, at brugen af kompressionsbånd er til stor gene for patienterne. Af de 50 afdelinger, der har svaret på spørgeskemaet, giver 34 (68%) udtryk for, at uvidenhed er årsag til, at kompressionsbånd ikke benyttes. En mere udførlig præsentation og analyse af spørgeskemaundersøgelsen kan findes i bilag 4. I en forskningsrapport fra 1984, konkluderes det, at man ved 4-5 cm kompression kan halvere stråledosis til patienten (Boura & Ström 1984 s. 19). Rapporten er skrevet i en tid, hvor film-folieapparatur stadig blev brugt i stor udstrækning. Den hurtige udvikling inden for røntgenteknologi har medført, at der i dag på røntgenafdelinger i Danmark stort set kun benyttes digitale røntgenapparater. I forbindelse med indførelsen af digital radiografi er det blevet muligt for radiografen/radiologen at manipulere med billedmaterialet ved at indstille window width og window level. Hermed er det til dels muligt at kompensere for et over- eller undereksponeret røntgenbillede (Carlton & Adler 2006 s. 348-350). Teknikken nedsætter risikoen for, at røntgenbilledet skal tages om pga. dårlig billedkvalitet. Dog er det selvfølgelig ikke hensigten, at window width og window level skal erstatte den korrekte indstilling af kv og mas, da manipulation af et over- eller undereksponeret billede kan medføre tab af informationer, og samtidig vil stråledosis til patienten øges (Jurik 2002 s. 7-8). Det digitale udstyr medfører en bredere margen ift. over- og undereksponering, hvilket muligvis kan være årsag til, at der i dag ikke benyttes kompressionsbånd på de offentlige sygehuse i Danmark. Det vil derfor være interessant at undersøge, om kompressionsbåndet har en tilsvarende stråledosisbesparende effekt ved brug af de digitale røntgenapparater i dag, når man sammenligner med resultaterne fra forskningsrapporten fra 1984. Man kan undre sig over, at kompressionsbånd ikke benyttes, idet bek. nr. 975 kap. 13 73 fastslår, at: Der skal anvendes kompressionsanordninger når dette er hensigtsmæssigt med henblik på at reducere patientdoserne og forbedre billedkvaliteten. Dette viser tydeligt det krav om brug af kompressionsbånd, der er fastsat fra Sundhedsministeriet, selvom formuleringen hensigtsmæssigt kan lægge op til en subjektiv vurdering. Sundhedsstyrelsen er ved at revidere bek. nr. 975, og vi har derfor kontaktet Statens Institut for Strålebeskyttelse (SIS) via e-mail, for at høre om 73 vil blive ændret. Det kan ifølge SIS Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 5
være, at formuleringen vil blive ændret, men kravet om brug af kompression som dosisbesparende tiltag vil fortsat eksistere (bilag 5). I Lov om radiografer står der i kap. 2 9, at: En radiograf er under udøvelsen af sin virksomhed forpligtet til at udvise omhu og samvittighedsfuldhed. Hvis radiografen skal overholde denne paragraf og samtidig efterleve kravet i bek. nr. 975 vedrørende brugen af kompression, kan man undre sig over den manglende brug af kompressionsbånd. Den eneste gyldige grund til ikke at benytte kompressionsbånd er, hvis det hverken har nogen dosisbesparende eller billedkvalitetsforbedrende effekt, som 73 foreskriver. Vi finder det derfor interessant at undersøge kompressionsbåndets effekt. 3. Afgrænsning I Danmark udføres der mange røntgenoptagelser af columna lumbalis, idet lænderygsmerter er blevet en folkesygdom. Mange af disse undersøgelser viser ingen tegn på patologi eller andet, der kan forklare patienternes smerter. Derfor påføres mange patienter en stråledosis, der ikke nødvendigvis medfører en diagnose, hvilket understreger vigtigheden af at holde stråledosis så lav som mulig ved disse undersøgelser. Positioneringen af patienter ved columna lumbalis-optagelser har gennem en årrække været et omdiskuteret emne. Flere undersøgelser viser, at der er flere fordele ved PA-positioneringen frem for AP-positioneringen. I flere artikler nævnes den naturlige kompression af abdomen, der opstår ved liggende PA-optagelser, som en forklarende årsag til den stråledosisreduktion, der forekommer. Denne påstand er dog ikke bevist direkte, idet de alle sammenligner dosis ved hhv. PA- og AP-positioneringen. Dermed har placeringen af de pågældende organer ift. røntgenrøret også indflydelse på resultatet, hvorved det ikke udelukkende er kompressionens effekt, der undersøges. I bek. nr. 975 fremgår der i 73 et krav om brug af kompression som et dosisbesparende og billedkvalitetsforbedrende tiltag, der skal benyttes, når det er hensigtsmæssigt. Man kan sikre billedkvaliteten ved brug af AEC, og kompression medfører en reduceret vævstykkelse, som bevirker, at der dannes mindre spredt stråling, hvilket forbedrer billedkvaliteten. Derfor vælger vi udelukkende at undersøge kompressionsbåndets effekt på stråledosis. Vores forundersøgelse viser, at der ikke benyttes kompressionsbånd på de fleste offentlige røntgenafdelinger, og størstedelen af disse kan ikke begrunde dette fravalg. Det vil derfor være relevant ud fra et kvalitetsudviklende perspektiv at bestemme den mulige stråledosisbesparende effekt ved kompression af abdomen. Derved kan det undersøges, om det ift. stråledosis er hensigtsmæssigt at benytte kompressionsbånd ved columna lumbalis- Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 6
optagelser, som bek. nr. 975 foreskriver. Vores opgave kan efterfølgende danne baggrund for en videre vurdering af, om en evt. implementering vil være aktuel. 4. Problemformulering Formålet med opgaven er, ud fra et kvalitetsudviklende perspektiv, at undersøge anvendeligheden af kompressionsbånd som et stråledosisbesparende tiltag set i lyset af røntgenafdelingernes manglende brug af dette. Vi har på forhånd en formodning om, at hypotesen Kompression af abdomen medfører en ændring i stråledosis ved APrøntgenoptagelser af columna lumbalis er sand, og vi har ud fra denne hypotese udarbejdet vores problemformulering: Hvilken effekt har kompression af abdomen, opnået vha. et kompressionsbånd, ved APrøntgenoptagelser af columna lumbalis, ift. den stråledosis patienten modtager? 4.1 Centrale begreber Kompression: Indebærer, at abdomen presses sammen, så patienten bliver tyndere (Harning 2001 s. 46). På engelsk omtales det enkelte steder som tissue displacement, idet vævet omfordeles, og derved presses en del af vævet ud til siderne og væk fra strålefeltet (Brennan & Madigan 2000 s. 1199). Kompressionsbånd: Et bånd, der sidder fast på et røntgenleje eller en wall stand, og spændes over patientens abdomen (se billede 9 s. 31), så der opnås kompression (Harning 2001 s. 46). Columna lumbalis: Ved røntgenoptagelser af columna lumbalis henviser vi til standardoptagelser og derfor ikke røntgenoptagelser med henblik på fx fraktur eller scoliose. Effekt: Vi undersøger kompressionsbåndets effekt ift. stråledosis. Vi beskriver ikke emnet billedkvalitet, idet brug af kompressionsbånd ikke har nogen negativ indflydelse herpå. Stråledosis: I vores opgave er det, med mindre andet er nævnt, den absorberede dosis, vi omtaler. AP-røntgenoptagelser: Vi vælger AP-projektionen, fordi apparaturet, vi udfører fantomforsøget på, har forprogrammeret eksponeringsindstillingerne til netop denne positionering. I forundersøgelsen fandt vi ligeledes ud af, at dette er den mest anvendte positionering. Selvom vi benytter en specifik protokol, omhandler opgaven effekten af en generel procedureændring mere end en konkret protokolændring. Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 7
5. Metodebeskrivelse Formålet med opgaven er som sagt, at undersøge kompressionsbåndets indflydelse på den stråledosis patienten modtager ved røntgenoptagelser af columna lumbalis ift. APprojektionen. For at give læseren et overblik over indholdet i de enkelte afsnit giver vi i det følgende afsnit en beskrivelse af opgavens videre opbygning. 5.1 Opgavens opbygning Vi har valgt overordnet at opbygge vores opgave ud fra princippet i IMRAD-formatet. IMRAD er en engelsk forkortelse for Introduction, Methods, Results And Discussion (Lindahl & Juhl 2007 s. 35). På denne måde vil vi skabe systematik og overskuelighed, hvorved vi vil opnå en logisk opbygning, der fastholder den røde tråd gennem hele opgaven. I de følgende underafsnit 5.2 og 5.3 vil vi beskrive de overvejelser og valg, der ligger til grund for vores fremgangsmåde. Vi vil først klarlægge vores metodiske og videnskabsteoretiske overvejelser, og derefter gennemgå den litteratursøgning, der ud fra de centrale begreber i problemformuleringen danner baggrund for valg af empiriske og teoretiske kilder. Herefter vil vi begrunde vores valg af kilder samt give en kritisk vurdering af dem. Vi vil ligeledes give en beskrivelse af de valgte metodiske kilder. Til sidst i metodebeskrivelsen vil vi komme med en kritisk vurdering af metoden. Derefter vil vi beskrive den teoretiske baggrund relateret til brugen af kompressionsbånd. Det teoretiske afsnit vil både indeholde en beskrivelse af røntgenfotonernes interaktion med væv, strålebiologi samt AEC. Herefter vil vi i afsnit 7 gennemgå eksisterende empiri, hvorefter vi vil vurdere metode og resultater herfra ift. begreberne validitet, reliabilitet og generaliserbarhed, der defineres i samme afsnit. I det efterfølgende afsnit vil vi præsentere og analysere vores egen indsamlede empiri ved først at gennemgå fremgangsmåderne og derefter resultaterne fra vores undersøgelser, der består af kompressionsmålinger på frivillige forsøgspersoner og et fantomforsøg. Vi vil ligeledes vurdere vores egen empiri efter samme kriterier som ved vurderingen af eksisterende empiri. Her vil vi bl.a. også klarlægge de bias, der evt. kan være. Vi vil herefter diskutere emnet vha. en triangulering, hvilket betyder, at vi anvender forskellige synsvinkler til at diskutere vores problemformulering (Lindahl & Juhl 2007 s. 203). Vi vil således sammenholde vores egen indsamlede empiri med eksisterende empiri og Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 8
teori og derved diskutere kompressionsbåndets effekt. Til at illustrere diskussionsafsnittets indhold har vi udarbejdet figur 1, der viser trianguleringen ift. vores problemformulering. Teori Problemformulering Analyse af egen empiri Analyse af eksisterende empiri Figur 1: Illustration af princippet i triangulering ift. de synsvinkler vi benytter, for at kunne besvare vores problemformulering, der er omdrejningspunkt, og derfor er placeret i centrum af figuren. Diskussionsafsnittet vil ende ud i en konklusion, der vil være den endelige besvarelse på problemformuleringen. Vi vil derefter i perspektiveringen se på besvarelsen af problemformuleringen i et større perspektiv, idet vi her vil beskrive konklusionens konsekvenser og indflydelse på praksis. 5.2 Metodiske og videnskabsteoretiske overvejelser I dette afsnit præsenterer vi vores videnskabsteoretiske tilgang til opgaven samt de metodiske virkemidler, vi gør brug af ift. besvarelsen af problemformuleringen. Vi benytter en kvantitativ metode, idet vi herved opnår så sikker og gyldig viden som mulig ift. problemformuleringen. Vi vælger at bruge en analytisk forskningsmetode, som har til formål at afprøve på forhånd formulerede hypoteser. Dette gøres ved et eksperimentelt design, hvor vi aktivt manipulerer med en faktor og registrerer konsekvensen heraf. I vores tilfælde manipulerer vi med den abdominale tykkelse ved brug af et kompressionsbånd. Ved at benytte analytisk forskning opnår vi mulighed for at teste sammenhængen mellem kompression og stråledosis og derved vurdere, om kompressionen er årsag til en evt. ændring i stråledosis (Madsen 2003 s. 160-161). Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 9
Vi har skrevet opgaven ud fra en positivistisk tilgang til problemformuleringen. I positivismen er det generelt præcision og logik, der ligger til grund for den tilgang, man har til verden, og herved opnås der sikre data om hårde fakta. Positivismen som rendyrket filosofi eksisterer stort set ikke længere, men dens strenghed, renhed og systematiske fremgangsmåde spiller dog stadig en stor rolle ift. forskningen i dag, da viden kun kan opnås gennem metodisk videnskabelig observation af virkeligheden. Kvantitative metoder har derfor sin oprindelse i positivistisk videnskabsteori (Aadland 2004 s. 167-168). For senere at kunne afprøve vores data statistisk, har vi opstillet hypotesen, kaldet H 1, der lyder: Kompression af abdomen medfører en ændring i stråledosis ved AP-røntgenoptagelser af columna lumbalis. Der findes krav til en videnskabelig hypotese. For det første skal den kunne efterprøves empirisk. Dvs., at man skal kunne efterprøve sammenhængen mellem de fænomener, der ønskes undersøgt. Hypotesen skal ligeledes kunne kvantificeres. Dvs., at den indbyrdes sammenhæng mellem fænomenerne opstillet i hypotesen skal kunne udtrykkes som et kvantitativt forhold, hvilket betyder, at man kan vise en større eller mindre grad af sammenhæng mellem fænomenerne (Zachariae 1998 s. 44). I vores tilfælde vil vi hermed ud fra vores forsøg kunne afgøre og måle hvilken sammenhæng, der eksisterer mellem kompression af abdomen og en ændring i den absorberede stråledosis. For at undgå fejl i analyseresultaterne vælger vi at formulere H 1 uden en formodning om en evt. stigning eller reduktion i stråledosis. Da der altid kan være undtagelser, hvor en hypotese ikke gælder, er det ikke muligt at verificere den. Det er derfor mere anvendeligt at benytte falsifikationsprincippet, hvor man i stedet forkaster en hypotese. Derfor opstiller vi en modsvarende hypotese, kaldet nulhypotesen (H 0 ). Kan H 0 med stor sikkerhed forkastes, kan vi acceptere vores oprindelige hypotese H 1 (ibid. s. 132). Vores H 0, lyder: Kompression af abdomen medfører ingen ændring i stråledosis ved AP-røntgenoptagelser af columna lumbalis. Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 10
For at kunne besvare problemformuleringen benytter vi den kvantitative forskningsmetode kaldet hypotetisk deduktiv metode. Denne metode består af begreberne induktion og deduktion. Via deduktion kan man opstille en specifik hypotese ud fra generel teoretisk viden. Når man begrunder vha. deduktion, beviser man sin påstand ud fra en logisk udledning. Et eksempel på dette kunne være: Patienter med diabetes skal behandles med insulin. Patienten X har diabetes, og derfor skal patienten X behandles med insulin. Hermed har vi draget en konklusion om noget specifikt, der begrundes ud fra noget generelt. Induktion er derimod at formulere ny teori om noget generelt ud fra noget specifikt, fx ud fra observationer eller eksperimenter (Birkler 2005 s. 66-69). Brugen af induktion og deduktion i den hypotetisk deduktive metode kan visualiseres vha. følgende illustration: Ny almen viden Problemstillinger Konklusion Formulering af ny teori Det almene (Det generelle, teori) Hypotese Vores hypotese I n d u k t i o n D e d u k t i o n Analyse af forsøgsresultater Analyse af empiri Det specifikke (Enkelt tilfælde, empiri) Opstilling af teori ift. hypotese Teoriafsnit i opgaven Vores forsøgsresultater Logisk slutning ud fra opstillet teori Figur 2: Den hypotetisk deduktive metode (inspireret af Nielsen 2006 s. 105). Vi har konkretiseret figuren ved at koble opbygningen af vores opgave på, hvilket ses i de farvede kasser. Figur 2 er opdelt i induktion til venstre og deduktion til højre. Ift. deduktionen kan man se, at man ud fra generel teori fremstiller en hypotese. Herefter opstilles teori, der ligger til grund for sammenhængen mellem faktorerne i hypotesen. Ud fra hypotesen og teorien drages der en specifik konklusion. I denne opgave foretages deduktionen ved at opstille hypotesen H 1, ud Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 11
fra den generelle teori præsenteret i problemstillingerne. Vi beskriver derefter en teoretisk indfaldsvinkel, der kan forklare den sammenhæng, der er opstillet i H 1. Ud fra dette drager vi en logisk slutning. Denne logiske slutning efterprøver vi i vores forsøg. Ved induktion har man empiriske data fra et specifikt eksperiment eller observationsstudie. Disse data analyseres, så de kan danne en ny teori, som kan bruges generelt. Vi anvender induktion, idet vi ud fra en analyse af resultaterne fra vores forsøg kan konkludere, hvilken effekt kompressionsbåndet har. Herved kan forsøgsresultaterne danne baggrund for en generel viden om effekten af kompression. Opgavens indhold kan relateres til kvalitetsudviklingsprocessen, der er illustreret i figur 3. Figur 3: Kvalitetsudviklingsprocessen (inspireret af Kjærgaard et al. 2006 s. 25). Hvis vi ser på vores opgave ift. figur 3, har vi i problemstillingerne bl.a. beskrevet den aktuelle praksis ift. brugen af kompressionsbånd ved at udføre spørgeskemaundersøgelsen som et forstudie. Resultatet fra undersøgelsen har vi sammenholdt med kriteriet, der er opstillet i bek. 975 73, om at kompressionsanordninger skal benyttes, når det er hensigtsmæssigt ift. stråledosis og billedkvalitet. Ved at sammenholde aktuel praksis med kriterier for god praksis kan vi påpege afvigelsen, idet der ikke benyttes kompressionsbånd ved columna lumbalis-optagelser, som kriteriet foreskriver. Dette misforhold lægger op til, at vi kan vurdere, om praksis skal ændres, eller om der skal formuleres nye kriterier for brug af Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 12
kompressionsbånd. Denne vurdering vil vi foretage ud fra resultaterne af vores forsøg, idet en ændring af praksis afhænger af kompressionsbåndets effekt. 5.3 Litteratursøgning samt valg og kritik af kilder Dette afsnit har vi opdelt i tre underafsnit. I det første gennemgår vi vores søgning efter og valg af empiri. Herefter beskriver vi de valgte kilder ift. beskrivelsen af opgavens metode og anvendeligheden af disse. I sidste underafsnit præsenterer vi de kilder, vi anvender til at beskrive de teoretiske aspekter ved brugen af kompressionsbånd. 5.3.1 Litteratursøgning ift. empiri I vores litteratursøgning har vi søgt ud fra de centrale begreber i problemformuleringen, samt på begreberne radiografi og kompressionsanordning. Vi har søgt i databaserne CINAHL (1981-2008), PubMed+ (1950 erne-2008) og SveMed+ (1977-2008), da de alle er større anerkendte databaser, der indeholder videnskabelige sundhedsfaglige artikler, der er udvalgt ud fra forskningsmæssige kvalitetskrav (PubMed+, CINAHL og SveMed+). Vi har ikke fastsat kriterier for, hvor gamle de artikler, vi søger efter, må være. Dette skyldes, at vi under forberedelserne til opgaven har erfaret, at materialet vedrørende kompression og brugen af kompressionsbånd er sparsomt, og vi har derfor ikke begrænset søgningen for ikke at frasortere relevante kilder. Vi har desuden kontaktet SIS i håb om, at de havde empiri om emnet, men dette var ikke tilfældet. Vi har opstillet tabel 1-3 over vores søgeresultater. Tabel 1: PubMed+ Søgeord Antal Antal hits anvendelige Compression device 10808 0 Compression band 653 0 Compression band AND lumbar spine 4 0 Compression band AND radiography 72 0 X-ray AND compression band 78 0 X-ray AND compression band AND lumbar spine 0 0 Compression device AND lumbar spine AND radiation protection 1 0 Lumbar spine AND radiation protection 58 0 (1) Lumbar spine AND radiation dose 199 0 (3) I databasen PubMed+ søgte vi først på ordene compression device eller compression band, som er den engelske oversættelse af det centrale begreb kompressionsbånd. Som det ses i Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 13
tabel 1, gav disse søgninger et meget stort antal hits. Derfor indsnævrede vi søgningen ved at inkludere flere af de centrale begreber i de enkelte søgninger. Fire af de artikler, vi fandt, behandler AP/PA-problematikken ved røntgenoptagelser af columna lumbalis. I disse artikler beskrives naturlig kompression som en mulig medvirkende årsag til den dosisreduktion, der forekommer, når patienterne positioneres liggende PA i stedet for AP. Da disse artikler ikke direkte omhandler kompressionsbåndets effekt, fravælger vi dem alligevel ift. den videre udredning. Tabel 2: CINAHL Søgeord Compression device Compression AND radiation dosage Lumbar spine AND radiation dosage Lumbar spine AND compression Radiography AND compression Antal hits Antal anvendelige 56 0 7 0 6 0 93 0 454 0 Tabel 3: SveMed+ Søgeord Antal Antal hits anvendelige Kompression 13 0 Ländrygg 4 0 Stråldosen 2 1 Radiation dose 14 0 Compression 112 0 Lumbar spine 15 0 Røntgen 0 0 Radiografi 204 1 Som det ses i tabel 2, fandt vi ingen brugbare artikler i databasen CINAHL. I databasen Svemed+ fandt vi, som det ses i tabel 3, den samme anvendelige kilde både under søgeordet stråldosen og radiografi. Artiklen hedder Viktigt att komprimera för att minska stråldosen og omhandler udviklingen af en ny kompressionsanordning. Denne artikel går ikke i dybden med effekten af kompression, som er vores problemstilling. Til gengæld er den anvendelig ift. en kaskadesøgning, der indebærer en søgning i referencelister fra relevante artikler (Lindahl & Juhl 2007 s. 58). Herved fandt vi frem til forskningsrapporten Kompression vid ländryggsröntgen, som også er nævnt i problemstillingerne. Rapporten er fra 1984 og er udgivet af Statens strålskyddsinstitut, hvilket er den svenske pendant til SIS i Danmark. Den beskriver et forsøg, der afprøver kompressionsbåndets indflydelse på stråledosis og billedkvalitet, og er derfor relevant ift. vores opgave. Vi vil derfor benytte denne rapport til at udføre den føromtalte triangulering i diskussionen, hvor den vil indgå som eksisterende empiri. Rapporten vil blive udførligt beskrevet i afsnit 7 og vurderet i afsnit 7.1. 5.3.2 Litteratur til beskrivelse af opgavens metode For at finde anvendelige kilder ift. opgavens metode har vi søgt i litteratur fra pensumlisten. Her har vi fundet relevante begreber, som vi har benyttet i den videre søgning. Vi endte med at bruge følgende bøger: Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 14
Videnskabsteori en grundbog af Jacob Birkler har vi benyttet til at forklare den hypotetisk deduktive metode, der anvendes i opgaven. Bogen er henvendt til studerende ved mellemlange sundhedsvidenskabelige uddannelser og giver en beskrivelse af de grundlæggende videnskabsteoretiske forskningsmetoder. Vi benytter en illustration fra kap. 9 Samspillet mellem teori og empiri anvendelse af hypotetisk/deduktiv metode i projekter af Klaus Svanholm Nielsen fra bogen Valg der skaber viden Om samfundsvidenskabelige metoder som inspiration til at danne vores egen illustration af den hypotetisk deduktive metode. Det vellykkede eksperiment Introduktion til klinisk eksperimentel forskningsmetode af Bobby Zachariae beskriver bl.a. kravene til, hvorledes videnskabelige hypoteser skal formuleres. Vi bruger den derfor ift. vores hypoteser. Bogen henvender sig til alle faggrupper, der beskæftiger sig med sundhedsvidenskabelige problemstillinger og ønsker indsigt i den videnskabelige proces. I bogen Forskningsmetoder i folkesundhedsvidenskab benytter vi kap. 9 Kvantitative forskningsmetoder forskningsprotokollen af Mette Madsen, idet der her gives en grundig beskrivelse af det eksperimentelle design, som vi benytter os af. Bogen er henvendt til alle sundhedsprofessioner som et redskab, der guider igennem de folkesundhedsvidenskabelige forskningsmetoder. I bogen gennemgås de videnskabsteorier, der ligger til grund for de kvantitative forskningsmetoder dog ikke. Vi har derfor suppleret med bogen Og eg ser på deg... - Vitenskapsteori i helse- og sosialfag af Einar Aadland til at give en beskrivelse af positivismen, der overordnet danner ramme om vores metode. Bogen beskriver positivismens anvendelighed ift. kvantitative studier. Til sidst benytter vi Den sundhedsvidenskabelige opgave Vejledning og værktøjskasse af Marianne Lindahl og Carsten Juhl til beskrivelse af IMRAD-formatet og triangulering samt Kvalitetsudvikling i sundhedsvæsenet en lærebog af Johan Kjærgaard et al. til at beskrive kvalitetsudviklingsprocessen. Bogen henvender sig til faggrupper i sundhedssektoren og giver et indblik i de relevante metoder, redskaber og strategier ift. kvalitetsudvikling. Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 15
5.3.3 Litteratur til beskrivelse af anvendt teori For at finde litteratur til at beskrive teorien, der ligger til grund for kompressionsbåndets evt. effekt, har vi søgt i SCVUBA og i pensumlisten for hele radiografuddannelsen. Vores søgeresultateter fra SCVUBA er at finde i tabel 4 nedenfor. Tabel 4: SCVUBA Søgeord Antal Antal hits anvendelige Kompression 1 0 Kompressionsbånd 0 0 Røntgenteknik 4 1 Columna lumbalis 5 0 Ved at søge på røntgenteknik fandt vi bogen Røntgenteknik - bind 1 fra 1971, der meget kort beskriver kompressionens anvendelighed. Fra pensumlisten bruger vi den radiograffaglige bog The essential physics of medical imaging af Jerrold T. Bushberg et al. til bearbejdning af teoriafsnittet, da den dybdegående beskriver emner som strålebiologi og fotoners interaktion med væv. Til gengæld er emnet AEC ikke udførligt beskrevet, og vi supplerer derfor med Principles of Imaging Science and Protection af Michael A. Thompson et al. til beskrivelse af dette emne. Vi har ligeledes benyttet denne bog som inspiration til at illustrere den eksponentielle sammenhæng mellem transmitteret stråling og objekttykkelse. Principles of Radiographic Imaging An Art and a Science af Richard R. Carlton og Arlene M. Adler benytter vi udelukkende til at illustrere fotonernes interaktion i væv. Til beskrivelsen af effektiv dosis og formlerne til udregning heraf benytter vi bek. nr. 823 Bekendtgørelse om dosisgrænser for ioniserende stråling. I forbindelse med vores fantomforsøg havde vi behov for at lokalisere organernes placering ift. fantomet, og til dette benyttede vi Anatomy in Diagnostic Imaging af P. Fleckenstein og J. Tranum-Jensen. I bogen fremstilles organerne i flere planer både i form af CT-billeder og alm. røntgenbilleder, hvilket muliggør lokaliseringen. Vi har brugt Statistisk problemløsning Præmisser, teknik og analyse af Svend Kreiner til at beskrive de metoder, vi benytter til statistisk analyse i afsnit 8.3.1 og 8.3.2. Bogen er skrevet på et niveau, der forudsætter, at man på forhånd har grundlæggende viden om flere begreber Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 16
inden for statistisk analyse. Den beskriver dog meget udførligt den statistiske analyse af kvantitative data, og vi finder den anvendelig, idet den beskæftiger sig med mange relevante emner ift. vores opgave. Vi har suppleret med artiklen Correlation and Simple Linear Regression af Kelly H. Zou, Kemal Tuncali og Stuart G. Silverman til beskrivelse af sammenhængen mellem korrelationskoefficienten R og den deraf afledte R-kvadreret, idet nogle aspekter af denne sammenhæng ikke beskrives i den ovenstående kilde. 5.4 Metodekritik Det analytiske design, der opnår det højeste evidensniveau, er det randomiserede eksperiment, hvor man tilfældigt inddeler forsøgspersoner i to grupper, der hhv. påvirkes eller ikke påvirkes af en faktor. Der er dog ofte praktiske og/eller etiske problemstillinger, der gør, at det randomiserede eksperiment ikke er muligt at udføre (Madsen 2003 s. 164 og Kjærgaard et al. 2006 s. 91). I vores tilfælde er det især etiske problemstillinger, der sætter deres begrænsninger, idet det ikke kan forsvares ud fra ALARA-princippet. Vi kan således ikke undersøge kompressionsbåndets effekt på patienter, da vi ikke kan forsvare, at gruppen af patienter, hvor der benyttes kompressionsbånd, evt. modtager en større stråledosis end den anden. Dette skyldes, at vi ikke med sikkerhed kan forudsige, hvilken effekt kompressionsbåndet har ift. stråledosis. I det randomiserede eksperiment inddeles patienterne som sagt i to grupper, men ift. vores problemformulering vil det mest optimale være, hvis den samme person fik foretaget to røntgenundersøgelser hhv. med og uden kompression, hvor dosis registreres. Dette vil dog medføre, at patienten modtager en ekstra, og ift. diagnosticeringen overflødig, eksponering, hvilket ikke kan forsvares etisk ud fra 66 i bek. 975, der siger, at overflødige røntgenundersøgelser skal undgås samt 9 i Lov om radiografer, der beskriver radiografens pligt til at udvise samvittighedsfuldhed. For at afspejle virkeligheden så præcis som mulig under hensyntagen til de etiske problemstillinger har vi i stedet udført et fantomforsøg. Det anvendte fantom består af vævsækvivalent materiale indeholdende knogler og er derfor til dels sammenligneligt med et menneske. Fantomet har dog ikke organer, hvilket medfører, at der ingen differentieringsgrad er i det bløde væv. Dette har dog ingen betydning ift. vores forsøg, idet det er forskellen i dosis med og uden kompression, vi undersøger. Når begge forsøgsopstillinger er ens, med undtagelse af kompressionen, vil den manglende differentieringsgrad ikke have direkte indflydelse på resultatet. Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 17
Da fantomet ikke indeholder organer, benyttede vi os af CT- og røntgenbilleder for at lokalisere, hvor organerne ville have været placeret ift. columna lumbalis. Dette giver dog risiko for bias, idet placeringen af TLD-tabletterne ud fra billederne vil være en subjektiv vurdering. I det optimale fantomforsøg ville vi bruge et fantom lavet af et komprimerbart materiale. Det var imidlertid ikke muligt at fremskaffe dette, og vi benyttede derfor et hårdt fantom, hvorpå vi monterede et 10 cm tykt lag flæsk. Hermed vil omfordelingen af væv ikke foregå på samme måde som ved et menneske, men da vi med forsøgsopstillingen blot vil undersøge effekten af en reduceret objekttykkelse opnået ved brug af kompressionsbånd, er resultatet stadig brugbart, da det vil kunne vise en evt. dosisbesparende tendens. Ved at benytte AEC sikrer vi en ensartet sværtning af billederne i begge forsøgsopstillinger, hvilket gør, at vi kan se bort fra denne faktor i opgaven. Hermed kan vi koncentrere os om kompressionsbåndets dosisbesparende effekt, og samtidig opnår vi et mål for, hvor meget mas reduceres, hvilket er en indikator for reduktionen i dosis. Vi udfører fantomforsøget AP, selvom vi i mange artikler, beskrevet i problemstillingerne, er blevet gjort opmærksom på, at den mest optimale positionering er PA. Vi vælger dog AP, idet apparaturet, der blev benyttet i fantomforsøget, havde en forudindstillet protokol til netop denne positionering. Kompressionsbåndet og den aktuelle wall stand var ligeledes designet til AP-positioneringen. 6. Teori I de efterfølgende underafsnit vil vi først beskrive fotonernes passage gennem væv samt den skadelige effekt, røntgenstråler kan have. De deterministiske skader, der kort omtales i problemstillingerne, forekommer som sagt kun ved betydeligt højere doser, end der er tale om ved alm. røntgendiagnostik, og vi vil derfor ikke beskrive denne type skader yderligere (Bushberg et al. 2002 s. 814). Vi vil derudover opstille tabeller indeholdende samtlige W T. Vi vil dog kun beskrive værdierne for mavesækken, gonaderne og huden, da disse har relevans for de forsøg, vi udfører i forbindelse med indsamling af empiri. Vi vil forklare valget af netop disse organer yderligere i underafsnit 8.2. Til sidst vil vi beskrive teorien bag brugen af AEC, da det bliver anvendt i fantomforsøget og dermed har betydning for dette forsøgs resultater. Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 18
6.1 Fotoners interaktion i væv Når røntgenfotonerne passerer gennem kroppen, undergår de processen attenuation, der sker pga. den absorption og spredning af røntgenfotoner, der forekommer ved de to typer vekselvirkning, fotoelektrisk effekt og comptonspredning. Da vekselvirkning sker mellem fotoner og elektroner i vævets atomer, afhænger attenuationen af vævets atomnummer, densitet og vævstykkelse (Bushberg et al. 2002 s. 40 og 45-46). Følgende formel udtrykker sammenhængen mellem attenuationen og tykkelsen af det væv, røntgenfotonerne har passeret. Formel 1: n = µ N x (ibid. s. 45) n angiver antallet af attenuerede fotoner, og N er det oprindelige antal fotoner. µ er en konstant kaldet den lineære attenuationskoefficient. Den angiver den del af fotonerne, der attenueres fra monokromatisk stråling pr. tykkelse af et givet materiale og er desuden afhængig af fotonenergien og densiteten. x er udtryk for materialets tykkelse. Formel 1 er dog kun gældende ved meget små tykkelser, idet en lineær sammenhæng mellem attenuation og objekttykkelse ikke forefindes, når tykkelsen øges. Derfor er det ved røntgenoptagelser følgende formel, udledt af formel 1, der omfatter alle objekttykkelser, der gælder: Formel 2: N = N 0 e -µx (ibid. s. 46) I formel 2 er N 0 et udtryk for det oprindelige antal fotoner, mens N angiver det resterende antal fotoner efter attenuationen. µ og x er fortsat hhv. den lineære attenuationskoefficient og tykkelsen af det passerede materiale. Denne sammenhæng viser, at røntgenfotonerne svækkes eksponentielt gennem objektet. Virkeligheden er dog mere kompliceret, end formel 2 indikerer, idet røntgenstråling er polykromatisk, og fotonerne passerer forskellige typer væv med hver deres lineære attenuationskoefficient. Den eksponentielle sammenhæng er dog stadig gældende (ibid. s. 45-46). For at klargøre hvilken sammenhæng der er mellem objekttykkelsen og antallet af transmitterede fotoner, vil vi ud fra formel 2 redegøre for, hvilken effekt det har på antallet af transmitterede fotoner, når objekttykkelsen er forholdsvis stor og lille. Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 19
For forståelsens skyld antager vi, at når objekttykkelsen er lille, går x mod nul. Dette medfører, at: N = N 0 e -µ 0 N = N 0 e 0 N = N 0 1 N = N 0 Dvs., når x 0, vil N N 0 Det betyder, at jo mindre objekttykkelsen er, desto færre fotoner vil der attenueres. Da en stor del af attenuationen sker ved comptonspredning vil en reduceret objekttykkelse også resultere i en reduktion af den spredte stråling (Bushberg et al. 2002 s. 45 og Okholm 1971 s. 252). Når objekttykkelsen derimod er stor, antager vi, at x går mod uendelig ( ), hvilket medfører, at: N = N 0 e -µ N = N 0 e - N = N 0 0 N = 0 Dvs., når x, vil N 0 Dermed vil der blive attenueret flere fotoner, desto større objekttykkelsen er. For at opnå en tilfredsstillende sværtning i billedet kræves der derfor flere fotoner, og derved en højere mas, desto tykkere objektet er, hvilket medfører en forøgelse af dosis, idet mas og dosis er proportionale (Bushberg et al. 2002 s. 137). Den eksponentielle attenuation illustreres i figur 4 og 5. Incident x-rays Figur 4: Illustration af fotonernes svækkelse gennem vævet (Carlton & Adler 2001 s. 194). Figur 5: Grafen viser sammenhængen mellem transmitteret stråling og objekttykkelse (inspireret af Thompson et al. 1994 s. 211). Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 20
Hvis man ser på fotonernes interaktion med væv ift. kompression, må man ud fra ovenstående udregninger og figurer formode, at kompression af abdomen vil medføre en dosisreduktion, når objekttykkelsen mindskes. Formel 2 kan dog ikke direkte beskrive kompressionsbåndets effekt, da kompressionen muligvis vil øge vævets densitet og dermed ændre attenuationskoefficienten, der som tidligere nævnt har indflydelse på antallet af attenuerede fotoner. Det er derfor afgørende for kompressionsbåndets effekt, hvor stor indflydelse kompressionen har på densiteten. 6.2 Strålebiologi Den biologiske effekt, røntgenfotoner kan have ved alm. røntgendiagnostik, kaldes stokastiske skader. De skader, der her er tale om, er genetiske skader og udvikling af en stråleinduceret cancer. Sværhedsgraden af skaden er ikke dosisafhængig, men risikoen, for at den opstår, øges i takt med, at stråledosis stiger (Bushberg et al. 2002 s. 814). De forskellige væv er ikke lige følsomme over for den ioniserende stråling, og der er dermed forskel på, hvor stor risikoen for stokastiske skader er, alt efter hvilke væv der bestråles. En indikator for de forskellige vævs strålefølsomhed er W T. De faktorer, der har indflydelse på et vævs strålefølsomhed, er cellernes delingspotentiale og differentieringsgrad. Jo højere delingspotentiale og jo mindre differentieringsgrad desto højere vil strålefølsomheden og dermed også W T for det bestemte væv være (ibid. s. 57-58 og 826). Tabel 4 Væv/organ W T Gonaderne 1) 0,2 Knoglemarv (rød) 0,12 Colon 0,12 Lungerne 0,12 Mavesækken 0,12 Blæren 0,05 Bryst 0,05 Hepar 0,05 Oesophagus 0,05 Thyreoidea 0,05 Hud 0,01 Knogleoverflade 0,01 Resten af kroppen 2) 0,05 Total 1 1) For ækvivalent dosis til gonader benyttes den højeste af doserne til ovarierne og testiklerne. 2) Resten af kroppen består af følgende organer og væv: binyre, hjerne, tyndtarm, nyre, muskler, bugspytkirtel, milt, brissel, livmoder samt de ydre luftveje. (bek. nr. 823 s. 11) Tabel 5 Væv/organ W T Knoglemarv 0,12 Colon 0,12 Lunger 0,12 Mavesækken 0,12 Bryst 0,12 Resten af kroppen* 0,12 Gonaderne 0,08 Blæren 0,04 Oesophagus 0,04 Hepar 0,04 Thyreoidea 0,04 Knogleoverfladen 0,01 Hjerne 0,01 Spytkirtlerne 0,01 Hud 0,01 Total 1 *Resten af kroppen: Binyrer, cavum nasi, cavum oris, pharynx, larynx, galdeblære, hjerte, nyrer, lymfeknuder, muskler, oral mucosa, pancreas, prostata, tyndtarm, milt, thymus, uterus/cervix (ICRP) Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 21
De nuværende W T ses i tabel 4. ICRP har imidlertid offentliggjort nye W T, der ses i tabel 5. De er endnu ikke anerkendt i Danmark, men da det sandsynligvis kun vil være et spørgsmål om tid, inden de bliver indført, vælger vi at benytte dem i opgaven. I tabellerne har vi fremhævet de organer, der er relevante ift. vores opgave. Ud fra tabel 4 og 5 kan man se, at mavesækken nu bliver prioriteret højere end før. Ved columna lumbalis-optagelser er mavesækken således et af de mest strålefølsomme organer, der bestråles. Gonaderne er ikke så strålefølsomme, som tidligere antaget, men det er stadig vigtigt at tage højde for gonaderne, da det er her, de genetiske skader kan opstå. Huden er ikke specielt strålefølsom, men det er stadig vigtigt at være opmærksom på dette organ, da det er her, den største dosis absorberes. Dette skyldes, at attenuationen foregår eksponentielt, og stråledosis er derved størst ved hudoverfladen. For at kunne vurdere risikoen for, at patienten udvikler en stokastisk skade, udregnes den effektive dosis (E). For at kunne udregne den effektive dosis skal man først udregne den ækvivalente dosis (H), der angives i enheden sievert (Sv) og tager højde for strålingens type og energi. Den ækvivalente dosis for et bestemt væv (H T ) udregnes ud fra formel 3: Formel 3: H T = W R D T (bek. nr. 823 s. 10) D T angiver den gennemsnitlige absorberede dosis i et organ eller væv (T). W R angiver strålevægtningsfaktoren, som for røntgenfotoner er 1. Derfor vil den ækvivalente dosis ved diagnostisk røntgen altid svare til den absorberede dosis. Den effektive dosis udregnes ud fra formel 4: Formel 4: E = Ʃ W T H T (ibid. s. 11) Effektiv dosis angives i enheden Sv og beskriver summen af de vævsvægtede ækvivalente doser. Derved tages der højde for de enkelte organer og vævs strålefølsomhed, idet W T indgår i formlen, og man kan derved estimere risikoen for at udvikle en stokastisk skade, idet risikoen er proportional med den effektive dosis (Thompson et al. 1994 s. 443-444 og bek. nr. 823 s. 10). Vha. formel 3 og 4 kan vi ud fra de dosismålinger, vi vil udføre i fantomforsøget, udregne den effektive dosis. Anne Mette Thim Kristensen, Majken Gøttler Hansen og Inge Nybro Kristensen, R05s 22