martin bjerregaard wied radiografuddannelsen
TRANSCRIPT
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
Lungescreening ved lav dosis CT
Modul 7 opgaven
Martin Bjerregaard Wied
Studienummer: 66080015
Hold 65
Afleveringstidspunkt: 7. april 2010
Anslag: 27.441
Radiografuddannelsen – Professionshøjskolen Metropol
Vejleder: Lau Kent Jeppesen
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
Underskriftsblad:
Jeg udgiver ikke andres arbejde for eget arbejde eller har skaffet sig uretmæssig hjælp
til besvarelse af opgaven.
Martin Bjerregaard Wied 07/04-2010: _______________________________________
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
Indholdsfortegnelse:
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
1.0 Indledning:
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
2.0 Afgrænsning:
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
5.0 Metodeafsnit:
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
6.7 Kollimering
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
6.9 Pitch
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
7.0 Diskussion:
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
8.0 Konklusion:
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
10.0 Litteraturliste:
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
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
11.0 Bilagsfortegnelse
Bilag 1: Lungescreenings protokol ved lav dosis CT s. 23
Bilag 2: Lunge scanning ved fuld dosis CT s. 24
22
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
Bilag 1: Lungescreenings protokol ved lav dosis CT
23
Martin Bjerregaard WiedModul 7
Radiografuddannelsen
Bilag 2: Lunge scanning ved fuld dosis CT
24