Subiecte

Abstract

În acest studiu de dublă sursă cu dublă sursă (DSCT), am investigat retrospectiv doza de radiații și calitatea imaginii CT de urgență portală venoasă la 60 de pacienți (28 de femei, vârstă medie 56 de ani) cu un indice de masă corporală) ≥ 30 kg/m 2. Pacienții au fost dihotomizați în grupurile A (IMC median 31,5 kg/m 2; n = 33) și B (36,8 kg/m 2; n = 27). Au fost evaluați indicele volumetric al dozei CT (CTDIvol), estimarea dozei specifice dimensiunii (SSDE), lungimea produsului (DLP) și doza eficientă (ED). Au fost calculate raportul contrast-zgomot (CNR) și cifra de merit (FOM) CNR independentă de doză. Calitatea subiectivă a imaginii a fost evaluată utilizând o scară în cinci puncte. Valorile medii ale CTDIvol, SSDE, precum și ale DLP și ED normalizate au fost de 7,6 ± 1,8 mGy, 8,0 ± 1,8 mGy, 304 ± 74 mGy * cm și 5,2 ± 1,3 mSv pentru grupa A și 12,6 ± 3,7 mGy, 11,0 ± 2,6 mGy, 521 ± 157 mGy * cm și 8,9 ± 2,7 mSv pentru grupa B (p 36,8 kg/m 2 .

Introducere

Obezitatea, care este definită ca un indice de masă corporală (IMC) de cel puțin 30 kg/m 2, reprezintă o problemă în creștere în societățile occidentale 1. Pacienții obezi prezintă o provocare specială de diagnostic în situații de urgență, deoarece calitatea imaginii cu ultrasunete și cu raze X este limitată. În acest context, o calitate mai bună a imaginii este asociată cu o doză mai mare de radiații pentru pacient 2. Mai mult, atât diametrul portului, cât și disponibilitatea ad-hoc a imaginii prin rezonanță magnetică sunt limitate 3.4. Prin urmare, tomografia computerizată (CT) reprezintă adesea singura modalitate de examinare neinvazivă și ușor disponibilă pentru a clarifica starea medicală a unui pacient obez. Ca expresie a adaptării tehnice la o populație de pacienți din ce în ce mai obeză, scanerele CT moderne au diametre mai mari de portic de până la 80 cm, mese pentru pacienți cu o capacitate maximă de greutate de 300 kg, o putere mai mare a tubului care asigură simultan o viteză de masă stabilă în ciuda unui sarcină mai mare la masă, precum și un câmp vizual mai mare 5 .

În această situație, CT cu sursă duală (DSCT), care a fost introdus la mijlocul anilor 2000, asigură utilizarea simultană a două tuburi 3,5,6. Cu toate acestea, în special la pacienții tineri obezi, echilibrul optim între penalizarea dozei de radiații și potențialul periclitare al pacientului datorită calității reduse a imaginii cauzate de limitarea dozei este esențială.

Scannerele DSCT ale celei de-a treia generații au două tuburi cu raze X cu o putere maximă a generatorului de 120 kW fiecare, permițând curenți de tuburi de până la 1300 mA fiecare. În combinație cu modularea automată a dozei și reconstrucția iterativă, aceste caracteristici contribuie la calitatea imaginii și la optimizarea dozei de radiații la pacienții obezi 5.7. Mai mult, scanerele DSCT de generația a treia oferă protocoale de ton înalt cu un factor de ton de până la 3,2. Această tehnică permite scanarea continuă a unui volum abdominal complet în mai puțin de o secundă 5, reducând în consecință atât artefactele mișcării, cât și probabil (atunci când sunt combinate cu un timp de rotație redus de până la 0,25 s) 5 doza de radiație conform mai multor studii 8.9, 10 . La pacienții obezi, totuși, aceste avantaje produc la rândul lor un zgomot de imagine mai mare datorită unui curent limitat al tubului: tuburile CT generează doar o anumită cantitate de radiații X în timpul timpilor de achiziție extrem de scurți ai protocoalelor CT cu pas înalt. Prin urmare, CT cu pas înalt nu a putut fi aplicat într-o populație de pacienți fără greutate, fără a risca până acum o încredere diagnostică redusă la pacienții obezi. Acest lucru a fost confirmat de studiile CT cu ton intens, care până în prezent au analizat în principal indivizii cu greutate normală 10,11,12 .

Scopul acestui studiu a fost de a evalua impactul unui protocol de achiziție CT cu ton înalt asupra dozei de radiații și a calității imaginii la pacienții obezi, care au primit un CT portal de urgență venoasă al abdomenului pe un scaner DSCT de generația a treia.

Material si metode

Selectarea pacientului

Acest studiu retrospectiv cu centru unic a fost aprobat de comisia de revizuire instituțională responsabilă (numărul de proiect 811-16) al Universității Ludwig-Maximilians din München, cu o derogare pentru acordul informat scris. Studiul a fost realizat în conformitate cu Declarația de la Helsinki.

Toate examinările au fost efectuate pe un scaner DSCT de generația a treia (SOMATOM Force, Siemens Healthineers) între februarie 2015 și decembrie 2016. În acest interval de timp, un total de 60 de pacienți au îndeplinit următoarele criterii de includere:

Dureri abdominale acute

DSCT abdominal cu pas înalt în faza portal-venoasă

CT fără contrast și cu doză mică, scanări CT repetate ale aceluiași pacient și examinări ale pacienților cu o greutate corporală> 300 kg au fost excluse de la analize suplimentare.

Protocol de achiziție CT

Valori de radiații

Valorile individuale ale produsului selectat pentru tensiunea tubului și timpul curentului tubului, precum și indicele volumic al dozei CT (CTDIvol) și produsul cu lungimea dozei (DLP) au fost documentate din raportul de dozare, care a fost stocat automat în sistemul de arhivare și comunicare a imaginilor ( Syngo Imaging 2010, Siemens Healthineers). DLP a fost normalizat pentru o lungime tipică de scanare abdominală de 40 cm 14,15. Doza eficientă normalizată (DE) a fost apoi calculată prin înmulțirea DLP normalizat cu factorul de conversie specific k pentru abdomen adult și CT pelvian combinate de 0,017 mSv/mGy * cm 18,19 .

În plus, am evaluat estimarea dozei specifice mărimii (SSDE), care, potrivit lui Christner și colab. reflectă doza pacientului mai independent de mărimea 20. În mod similar cu alți autori 9,20,21, SSDE a fost calculat prin înmulțirea CTDIvol cu ​​dimensiunea factorului de conversie specific dimensiunii conform raportului AAPM 204 20,22. Dimensiunea individuală a fost obținută prin însumarea diametrelor anteroposterior (AP) și lateral (LAT) din imagini CT transversale la nivelul ficatului mediu (dimensiune = AP + LAT) 20 .

Calitatea obiectivă a imaginii

La fiecare pacient, atenuarea a fost măsurată de un radiolog cu 8 ani de experiență în imagistica abdominală (R.F.). În detaliu, pe imagini de fază venoasă-portală, ROI-urile rotunde sau ovale au fost plasate manual în ficat (dimensiunea ROI, 150-300 mm 2), pancreasul (100-200 mm 2), splina (150-300 mm 2), cortexul renal (100-200 mm 2) precum și aorta abdominală (35-150 mm 2) și vena portă principală (40-80 mm 2) 15. Pentru fiecare regiune, au fost efectuate și mediate trei măsurători individuale. Măsurătorile ficatului, aortei abdominale și ale venei portale principale au fost efectuate la același nivel. În timpul măsurării, radiologul a evitat cu atenție eterogenitățile luminale focale sau parenchimatoase, cum ar fi calcificări, material trombotic, leziuni focale, conducte și/sau artefacte.

Pentru a determina zgomotul imaginii și raportul contrast-zgomot (CNR) al structurii anatomice individuale, ROI cu o dimensiune de 200-400 mm 2 au fost plasate manual în mușchii psoas și în țesutul adipos mezenteric adiacent. Potrivit lui Wichmann și colegii 15, zgomotul imaginii a fost definit ca deviația standard (SD) a ROI în grăsimea mezenterică (SDfat), iar CNR specific organului a fost calculat după cum urmează:

Deoarece ATVS a fost activat, am calculat, de asemenea, valorile cifrei de merit (FOM) pentru fiecare organ din ambele grupuri pentru a furniza date obiective ale diferențelor în CNR independente de ED 23,24. FOM CNR poate fi calculat folosind următoarea formulă 15:

Evaluarea calității imaginii subiective și a artefactelor de mișcare

Toate imaginile CT abdominale portal-venoase au fost citite în consens de doi radiologi cu 8 (R.F.) și 14 (C.G.T.) ani de experiență în imagistica abdominală. Imaginile au fost analizate aleator cu setări de fereastră reglabile liber. Cititorii au fost orbi de datele individuale ale pacienților și de rapoartele CT.

Calitatea subiectivă a imaginii a fost evaluată utilizând o scară în cinci puncte conform Guimaraes și colab. 25: 1, calitate excelentă a imaginii; 2, calitate bună a imaginii; 3, corectă, dar cuprinde o calitate a imaginii; 4, calitate slabă a imaginii; 5, non-diagnostic, distorsiuni severe.

Similar cu altele 12, artefactele de mișcare au fost clasificate ca „nici unul”, „minor” sau „major”. Artefactele de mișcare minoră au fost definite ca „calitate a imaginii moderat redusă, încredere suficientă în diagnostic”, în timp ce artefacte majore de mișcare au fost definite ca „calitate redusă a imaginii sever, lipsă de încredere în diagnostic”.

Influența dimensiunii asupra dozei de radiații și a calității imaginii

Pentru o analiză suplimentară a dozei de radiații și a calității imaginii, populația studiată a fost dihotomizată pe baza mărimii medii la nivelul ficatului mediu (AP + LATmean) 20. În detaliu, AP + LATmeanul calculat a fost de 73,6 ± 6,2 cm (72,0-75,2 cm). În consecință, 33/60 de pacienți au fost incluși în grupa A (AP + LAT 73,6 cm).

Statistici

Analiza datelor a fost efectuată folosind IBM SPSS Statistics pentru Windows, versiunea 24.0 (IBM Corp., Armonk, N.Y., SUA). Un nivel de semnificație a = 0,05 a fost utilizat pe tot parcursul studiului. Datele au fost inițial evaluate pentru normalitate aplicând testul Kolmogorov-Smirnov. Variabilele continue sunt furnizate ca medie ± deviație standard (interval de încredere de 95%). Variabilele care nu respectă distribuția normală sunt prezentate ca mediană (25%; interval intercuartil de 75%).

Variabilele celor două grupuri au fost comparate în funcție de t testați dacă datele au fost distribuite în mod normal. Mann-Whitney U testul a fost utilizat dacă datele nu au fost distribuite în mod normal. Analiza de corelație Spearman a fost aplicată pentru a investiga impactul IMC asupra ED.

Rezultate

Dintre cei șaizeci de pacienți incluși în acest studiu, 28 au fost femei și 32 bărbați. Vârsta medie a pacientului a fost de 56 ± 17 ani.

Caracteristicile pacientului

Caracteristicile pacientului sunt rezumate în Tabelul 2. IMC mediu a fost de 31,5 kg/m 2 (30,8 kg/m 2; 33,5 kg/m 2) în grupa A și 36,8 kg/m 2 (33,2 kg/m 2; 40,2 kg/m 2) în grupa B (p Tabelul 2 Caracteristicile pacientului.

Doza de radiații

Tabelul 3 și Fig. 1 furnizez date privind doza de radiații pentru ambele grupuri. În grupa A, tensiunea mediană a tubului selectat a fost de 100 kV (90 kV; 100 kV) și media curentă a tubului selectată a produsului 213,6 ± 39,4 mAs (199,7-227,6 mAs), în timp ce grupul B a fost caracterizat printr-o tensiune mediană a tubului selectată de 100 kV (100 kV; 120 kV) și un produs mediu selectat de curent al tubului de 259,0 ± 45,4 mAs (241,0-277,0 mAs) (p Tabelul 3 Lungimea scanării, parametrii tubului și doza de radiații.

imaginii

Valorile medii ale CTDIvol, SSDE și DLP au fost 7,58 ± 1,84 mGy (6,92-8,23 mGy), 7,99 ± 1,78 mGy (7,36-8,62 mGy) și 363,7 ± 101,5 mGy * cm (327,8-399,7 mGy * cm) pentru grupa A și 12,60 ± 3,74 mGy (11,12-14,07 mGy), 10,99 ± 2,55 mGy (9,99-12,00 mGy) și 630,6 ± 182,4 mGy * cm (558,5-702,8 mGy * cm) pentru grupul B (p Tabelul 4 Rezultate ale calității imaginii obiective.

În ceea ce privește FOM CNR independent de doză, valorile din grupa A au fost semnificativ mai mari pentru toate organele măsurate în comparație cu grupa B (p 2. Pentru ambele grupuri, nu au fost documentate artefacte de mișcare minore sau majore.

Discuţie

În studiul de față am investigat doza de radiații și calitatea imaginii CT-urilor portalului venos de urgență a abdomenului la pacienții obezi pe un scaner DSCT de generația a treia. Credem că descoperirile noastre adaugă informații relevante în domeniul CT abdominal de urgență la persoanele supraponderale, deoarece lipsesc date comparabile. Rezultatele noastre sugerează că capacitățile generatoare de tuburi mari ale DSCT din a treia generație, în combinație cu modul în ton înalt (Flash) și reconstrucția iterativă, permit examinarea CT abdominală a pacienților supraponderali, oferind atât o calitate bună a imaginii, cât și o doză rezonabilă de radiații.

SSDE, reprezentând un alt descriptor al dozei care poate fi derivat din CTDIvol 20, ia în considerare dimensiunea individuală a pacientului și astfel reflectă mai precis doza medie absorbită a pacientului. De notat, media calculată a sumei diametrelor AP și LAT care definesc limita pentru cele două grupuri (IMC mai mic și IMC mai mare) a fost de 73,6 cm în prezentul studiu. Conform Tabelului 1 din Raportul AAPM 204, această dimensiune corespunde aproape exact unui factor de conversie SSDE de 1 și, prin urmare, CTDIvol obținut pentru o fantomă standard de 32 cm diametru 22. Am evaluat o creștere semnificativă a SSDE în grupul cu un IMC și, respectiv, un diametru mai mare - deși mai puțin distincte în comparație cu creșterea CTDIvol. Aceste descoperiri contrastează cu Christner și colab. 20 care au sugerat că SSDE este mai mult sau mai puțin independent de dimensiunea pacientului. Cu toate acestea, Li și colab. 21, care a creat fantome de calcul ale întregului corp din imagini clinice ale pacienților normali și supraponderali, a arătat că obezitatea are un efect semnificativ asupra coeficienților dozei, care nu poate fi prezis folosind doar diametrul corpului și că SSDE supraestimează doza de organ pentru pacienții obezi.

Protocoalele DSCT cu pas înalt cu factori de pas de cel puțin 1,9 12 permit reducerea artefactelor de mișcare, care prezintă un interes deosebit în CT toracică. În prezentul studiu al obezității abdominale cu un pas prestabilit de 1,55, nu au fost documentate artefacte de mișcare minore sau majore. Înălțimea aplicată, care este încă în mod clar mai mare decât în ​​protocoalele cu înălțimea standard 15, pare, așadar, suficient de mare pentru CT abdominală. În acest context, cu modelele anterioare de scanare CT, pitch-ul a trebuit redus pentru a acumula doza de radiații și a crește calitatea imaginii la examinările CT ale pacienților obezi, dacă tubul a atins limita maximă de putere 3. În acest studiu, nu a fost necesară scăderea în continuare a pasului în ciuda dimensiunii mari a pacientului, deoarece generatorul de tuburi al scanerului DSCT de generația a treia utilizat are capacități mai mari 7 .

Rezultatele prezentului studiu ar trebui interpretate în contextul proiectării studiului și al limitărilor acestuia. În primul rând, datele CT au fost colectate doar de la un anumit furnizor (Siemens Healthineers) și nu am comparat nici protocoalele de achiziție CT cu pitch standard, nici pacienții cu IMC standard cu high-pitch. Astfel, se recomandă studii suplimentare pentru a crește generalizabilitatea. În al doilea rând, nu am aplicat un protocol dedicat cu kV scăzut din cauza preocupărilor privind calitatea imaginii în acest studiu de obezitate. Cu toate acestea, credem că o reducere suplimentară a tensiunii tubului (de exemplu, 80 kV) poate fi rezonabilă cel puțin la persoanele cu un IMC mai mic de 37 kg/m2 pentru a realiza o optimizare suplimentară a dozei, menținând în același timp încrederea diagnosticului. În al treilea rând, pacienții extrem de obezi (greutate> 300 kg) nu au fost incluși, deoarece poziționarea lor este dificilă în ceea ce privește diametrele standard ale porticului și limitele de greutate ale mesei. Dezvoltarea viitoare a CT de către marii producători ar putea face față impactului epidemiologic al obezității asupra unităților de urgență. În cele din urmă, urgențele vasculare nu au fost evaluate explicit în acest studiu portal-venos CT. Cu toate acestea, CNR în vasele abdominale mari a fost ridicat, permițând diagnosticarea patologiilor relevante terapeutic.

În concluzie, CT de urgență în ton ridicat al abdomenului în faza portal-venoasă poate fi efectuată în mod obișnuit la pacienții obezi datorită capacităților mari de generator de tuburi de DSCT de generația a treia. În studiul de față, doza de radiații a crescut la persoanele cu un IMC> 36,8 kg/m2, deoarece a fost activată modularea automată a dozei (ATCM și ATVS). Această creștere nu a depășit nivelurile de referință de diagnostic. FOM CNR independent de doză a fost cel mai mare la pacienții obezi cu IMC 2, în timp ce calitatea imaginii a rămas suficientă la pacienții cu IMC mai mare. Protocolul CT cu ton intens aplicat trebuie adaptat în funcție de metodele dedicate de optimizare a dozei și a calității imaginii.

Disponibilitatea datelor

Seturile de date generate și/sau analizate în timpul studiului curent sunt disponibile de la autorul corespunzător la o cerere rezonabilă.