Procena doza i optimizacija protokola pri standardnim pregledima višeslojnom kompjuterizovanom tomografijom

Abstract

Kompjuterizovana tomografija (CT) je jedan od najznačajnijh dijagnostičkih modaliteta, čija upotreba raste iz decenije u deceniju. U ukupnom broju radioloških pregleda CT je zastupljena sa 5-10%, ali je njen doprinos ukupnoj dozi za populaciju veći od 50%. Osnovni pokazatelji kvaliteta slike i doza, kao i prateći radijacioni rizik zavise od primenjene radiografske tehnike odnosno CT pregleda. U smislu dobre radiološke prakse i u skladu sa osnovnim principima zaštite od zračenja, poželjna je primena najniže moguće doze za pacijenta uz održavanje kvaliteta slike i dijagnostičke informacije. Cilj istraživanja jeste definisanje optimalnog protokola pregleda višeslojnom CT za dijagnozu pojedinih regija tela, kao i da se utvrde doze i radijacioni rizik za pacijente pre i nakon optimizacije protokola. Analizom je obuhvaćeno ukupno 437 pacijenata, koji su podeljeni u grupe prema regijama tela koje su snimane: I–nekontrastni CT glave, II-CT glave sa i.v. kontrastom, III-CT grudnog koša, IV-CT abdomena i karlice i V-CT angio (CT angiografija aortoilijačnog segmenta i donjih ekstremiteta). Studija je izvedena u 2 faze: u I fazi je korišćen standardni protokol za regiju tela koja se snimala, a u II fazi CT pregledi su izvedeni po modifikovanom protokolu (promenom parametra vrednosti mAs), uz minimalne zahteve u pogledu kvaliteta slike.Na osnovu dozimetrijskih pokazatelja procenjena je efektivna doza i radijacioni rizik za pacijente u obe faze. U studiji su korišćene smernice iz Vodiča EUR 16262 EN, u kojima su definisani parametri za procenu kvaliteta slike da bi se analizirali različiti anatomski preseci određenih regija tela koji su se snimali. Kvalitet slike za svakog pacijenta je ocenjen pomoću trostepene skale vizualizacije za svaki parametar anatomske regije: 0-detalji su vidljivi, 1-detalji se prikazuju, 2-detalji se jasno prikazuju. Korišćena je subjektivna metoda gde su dva iskusna radiologa vršili interpretaciju slike. Konačna ocena kvaliteta slike svakog pregleda odgovara zbiru svih parametara procenjenih po trostepenoj skali vizualizacije. Zatim je za potrebe izračunavanja veličine FOM (figure of merit) izračunata vrednost indeksa ocene kvaliteta slike (zbir svih ocena parametra/brojem parametara). Vrednost FOM je izračunata kao količnik indeksa ocene kvaliteta slike i efektivne doza po pacijentu. Prosečna vrednost FOM za svaku grupu ispitanika nam je poslužila kao relativni pokazatelj za upoređivanje između neoptimizovane i optimizovane grupe ispitanika za isti tip pregleda. Poređenjem vrednosti efektivne doze u prvoj i drugoj fazi istraživanja kvantifikovano je smanjenje radijacionog opterećenja za pacijente nakon optimizacije protokola. Rezultati su pokazali da je optimalnim izborom protokola u smislu parametara ekspozicije (smanjenjem vrednosti mAs) moguće značajno smanjiti dozu zračenja kod pregleda glave za 7,5%, kod pregleda glave sa angiografijom za 7%, kod pregleda grudnog koša za 40%, kod pregleda abdomena i karlice za 25%. Grupa CT angio nije mogla da bude optimizovana, jer aparat nije prihvatao promenu kvaliteta slike kod zadatih parametara optimizacije. Primenom standardnih protokola postiže se kvalitet slike bolji nego što je neophodno, a samim tim i veća doza zračenja nego što je potrebno. Optimalnim izborom protokola u smislu parametara ekspozicije moguće je značajno smanjiti dozu zračenja, uz održavanje kvaliteta slike koji je dovoljan za adekvatnu radiološku interpretaciju slike.

Computed tomography (CT) is one of the most significant diagnostic methods whose application has been increasing from decade to decade. Among the total number of radiological examinations CT accounts for 5-10%, however, its contribution in the whole dosage for the population is greater than 50%. Main indicator of the quality of images and dosages as well as the accompanying irradiation risk depend on applied radiographic technique that is CT examination. In the sense of good radiological practice and in accordance with basic principles of protection from irradiation, the application of the lowest possible dosage for a patient together with preserving the quality of image and diagnostic information are mostly welcomed. The goal of the research is to define the optimum examination protocol by multislice CT in diagnostics of certain body regions as well as to determine dosages and irradiation risk for patients both before and after protocol optimization. The analysis has included 437 patients divided into groups according to body regions which have been scanned: I-unenhanced head CT, II contrast enhanced head CT, III–chest CT, IV–abdomen and pelvis CT and V–angio CT (CT angiography of aortoiliac segment and lower extremities). The study has been conducted in 2 phases: in the first phase standard protocol for the scanned body region has been applied, and in the second phase CT examinations have been carried out according to the modified protocol (by change of parameters of values mAs) with minimum requirements regarding the image quality. On the basis of dosimetric indicators the efficient dosage and irradiation risk for the patients in both phases have been assessed. In the study the guidelines form the Guide EUR 16262 EN have been observed where parameters for the assessment of image quality have been defined in order to analyze different anatomic cross sections of certain body regions. Image quality for each patient was assessed by three-level visualization scale for each parameter of anatomic region: 0–details are visible, 1–details are presented, 2–details are clearly presented. A subjective method was applied where two experienced radiologists performed the image interpretation. Final assessment of image quality of every examination corresponds to the sum of all parameters according to three-level visualization scale. Further, for the need of calculation of the size of FOM (figure of merit) the value of the index of assessment of the image quality (sum of all assessments of parameters/number of parameters) has been calculated. The value of FOM has been calculated as a quotient of the image quality assessment index and effective dosage per patient. The average value of FOM for every group of patients has offered us a relative indicator for comparison of non-optimum and optimum group of patients for the same type of examinations. By comparison of values of effective dosage in the first and second phase of the research a decrease in irradiation load for patients after protocol optimization was quantified. The results have shown that by optimum protocol selection in the sense of exposition parameters (by reduction of values of mAs) it is possible to reduce significantly the irradiation dosage at unenhanced head CT examination for 7,5%, at contrast enhanced head CT examination for 7%, at chest CT examination for 40%, at abdomen and pelvis CT examination for 25%. The group CT angio could not be optimized since the device did not accept the change in image quality at set optimization parameters. By application of standard protocols the image quality better than required was achieved and along with this, a higher irradiation dosage occurred than required. By selection of protocol in the sense of exposition parameters it is possible to reduce irradiation dosage significantly along with preserving image quality which is sufficient for adequate radiological image interpretation.