Abstract

Fundal: Noile tehnici au redus doza de radiații eliberată de la examenul de tomografie computerizată (CT). Aceste tehnici nu afectează numărul de scanări comandate, numărul de faze în fiecare examinare sau lungimea scanării, deoarece acești parametri sunt controlați de furnizorii de comenzi și de tehnologii CT. Scopul acestui studiu a fost de a determina dacă implementarea CT cu doze mici a dus la o creștere a expunerii la radiații din cauza unor obiceiuri de comandă mai liberale sau a unor intervale de scanare mai liberale.

asupra

Metode: Am identificat cele mai frecvente tipuri de examinare CT printr-un studiu retrospectiv al datelor de facturare din 2013. A fost implementată o campanie pentru scanări CT cu doze mici și au fost colectate date din 2 luni anterioare și 2 luni după (n = 797; vârsta medie = 51,0 ani ± 20,5; interval, 4 până la 97 de ani) și analizate pentru diferențe în doza de radiații, suprafața totală scanată și numărul de faze solicitate utilizând teste t nepereche.

Rezultate: Conform datelor de facturare, cea mai mare categorie de scanări CT a fost CT abdominal (31% din toate examinările CT). După implementarea campaniei cu doze mici, nu s-a observat nicio diferență în numărul fazelor de examinare comandate (1,2 ± 0,5 vs 1,3 ± 0,6, P = 0,15), nicio creștere a lungimii scanării (45,1 ± 7,5 cm vs 43,7 ± 10 4 cm, P = 0,08) și o scădere globală a dozei (1.069 ± 634 mGy * cm față de 676 ± 480 mGy * cm, P

  • Relația doză-răspuns - radiații
  • expunerea la radiații
  • radiologie
  • studii retrospective
  • tomografie - radiografie calculată

INTRODUCERE

Radiații medicale

Tomografiile computerizate (CT) au devenit sursa dominantă de radiații, în special în Statele Unite. 1.2 Utilizarea CT a crescut de la 6,1 scanări la 1.000 de persoane în 1970 la 48 de scanări la 1.000 de persoane la mijlocul anilor 1990. 3 Numărul total de scanări CT pe care le primește fiecare pacient are o distribuție înclinată la dreapta, 33% având> 5 CT, 5% având> 22 și 1% având> 38. 4 Unele studii, precum urografia CT, necesită faze multiple care măresc substanțial doza unei singure examinări. 5 Pe măsură ce medicii de orice tip devin mai concentrați din punct de vedere geografic și mai specializați, numărul absolut de scanări CT per pacient crește dramatic. 6 Creșterea scanărilor nu s-a dovedit a se potrivi cu o scădere echivalentă a radiației per scanare. Creșterea dozei crește calitatea imaginilor și duce la o incertitudine diagnostică mai mică. Există mai multe strategii pentru a reduce doza de radiații la pacienți, cum ar fi alegerea diferitelor tipuri de examinare, scăderea puterii de radiație și limitarea câmpului expus la radiații în timpul examinării.

Riscuri de radiații

Expunerea la radiații diferă în funcție de sursă. Expunerea profesională răspândește doza pe o întreagă carieră. 8,9 În schimb, imagistica medicală concentrează o doză mare de radiații pe durate scurte. 10 Cel mai acceptat model de expunere la radiații este modelul liniar fără prag, în care nicio cantitate de radiație nu este considerată sigură. 11,12 Cu toate acestea, acesta este doar un model și supraestimează riscul de sarcoame și subestimează cancerele la populațiile sensibile. 11,13,14 CT-urile abdominale au cea mai mare doză de radiații și doza cumulativă din orice modalitate de imagistică. 15

Metode de reducere a riscului

Software-ul poate reduce cantitatea de expunere la radiații în mai multe moduri. Curentul către tubul de raze X poate fi modulat și poate reduce radiațiile cu aproximativ 40% pentru CT abdominale fără pierderi de calitate. 16.17 Un computer poate fi utilizat pentru a crea un model și a reconstrui imagini care pot reduce radiațiile cu 34% până la 42%. 18,19 Dezavantajul este că crearea unui model este dificil din punct de vedere al calculului și poate avea un impact grav asupra timpului de răspuns al unui studiu. 20,21 În loc să creeze un model nou pentru fiecare scanare, un computer poate utiliza reguli statistice, cum ar fi reconstrucția iterativă statistică adaptativă (ASIR) de către GE Healthcare. 22-24 În timp ce această metodă este semnificativ mai rapidă din punct de vedere al calculului decât crearea unui model, calitatea diagnosticului scanării scade cu atât mai mult se aplică aceste reguli statistice.

Pe baza convingerii că scanările CT cu doze mai mici prezintă un risc mai mic de pericol, scopul studiului nostru a fost de a determina dacă aplicația clinică a ASIR a redus doza de radiații în scanările abdominale într-un sistem de asistență medicală de dimensiuni medii fără a modifica preferințele de comandă, crescând numărul a examinărilor solicitate sau creșterea acoperirii CT. Mai exact, am căutat să evaluăm dacă introducerea CT cu doze mici a schimbat numărul de examinări comandate, numărul de faze solicitate și lungimea scanărilor dobândite de tehnologi. Cu alte cuvinte, ne-am întrebat dacă efectul CT cu doze mici a fost similar cu consumul de alimente cu conținut scăzut de grăsimi etichetat „lite” de care ajungeți să mâncați mai mult.

METODE

Acest studiu retrospectiv a fost aprobat de comisia de revizuire instituțională; nu era necesar consimțământul pacientului. Toate datele au fost gestionate în conformitate cu Legea privind portabilitatea și responsabilitatea asigurărilor de sănătate. Toate examinările au fost efectuate pe scanere CT LightSpeed ​​VCT CT (GE Healthcare). ASIR a fost introdus la un nivel de 40% combinat cu 60% proiecție înapoi filtrată pentru imaginea finală. Protocoalele de modulare a tuburilor au fost neschimbate în timpul studiului.

Datele de facturare ale pacienților pentru scanările CT au fost colectate pentru anul 2013. Datele anonimizate au fost sortate după părțile corpului scanate și după frecvență. Examinările abdomenului și a abdomenului/bazinului și a studiilor asupra pietrei renale au fost agregate pentru analiză.

A fost începută o campanie pentru scanări CT cu doze mici, iar datele din 2 luni înainte și 2 luni după inițierea campaniei au fost colectate și analizate folosind teste t nepereche pentru diferențe în doza de radiații, suprafața globală scanată și numărul de faze solicitate.

În faza 1, am evaluat impactul ASIR prin selectarea pacienților care au fost supuși unei scanări CT a abdomenului cu 1 lună înainte și 1 lună după trecerea la reconstrucția statistică în iulie și noiembrie 2014. Studiile de contrast și non-contrast nu au fost diferențiate. Dimensiunile anterio-posterioare (AP) și laterale au fost măsurate pe cel mai larg segment al abdomenului în porțiunea mediană a scanării. Expunerea la radiații a fost raportată de scanerele CT ca o valoare a volumului indicelui de dozare CT (CTDIvol) pentru fiecare fază de scanare. A fost apoi calculată o estimare a dozei specifice mărimii (SSDE) pentru a indica mai bine doza de radiații, luând în considerare habitusul corporal și pentru a valida măsurătorile CTDIvol. Au fost efectuate teste t nepereche pe seturile de pacienți pre-ASIR și post-ASIR, comparând datele demografice ale pacientului, dimensiunile AP, CTDIvol și valorile SSDE normalizate. Valorile P au fost determinate pentru fiecare. Histogramele care compară doza și frecvența seturilor de date CTDIvol și SSDE au fost create în Excel (Microsoft, 2015).

În faza 2, am analizat numărul de faze de scanare și doza totală de radiații ca un proxy pentru a vedea dacă conștientizarea strategiilor cu doze mici a crescut, fără să știe, expunerea la doză utilizând aceeași populație reprezentativă în lunile iulie și noiembrie ca în faza 1 Au fost înregistrate produsul cu lungimea dozei totale (DLP) și numărul total de faze pentru fiecare întâlnire cu pacientul. DLP-ul total ține cont de lungimea scanării și de sarcina mai mare de radiații a scanării abdomenului/pelvisului comparativ cu scanarea abdominală. Efectul unei lungimi mai mari de scanare asupra expunerii la radiații a pacientului nu este luat în considerare în valorile raportate SSDE și CTDIvol. Datorită modulației curentului tubului, DLP nu se referă direct la CTDIvol înmulțit cu lungimea scanării. În schimb, calculele interne ale scanerului CT reproduc un DLP, ținând cont de doza variabilă de-a lungul axei z lungi a pacientului. Pentru analiza datelor, ne-am bazat pe DLP raportat, așa cum sa menționat în raportul de doză, care a însumat toate fazele unui singur pacient. Scanările Scout nu au fost înregistrate în raportul de dozare pentru scanerele instituționale.

Au fost efectuate teste t nepereche pe seturile de pacienți pre-ASIR și post-ASIR DLP comparând datele demografice, numărul de scanări și DLP total pentru fiecare întâlnire cu pacientul.

În timpul fazei 3, am extins selecția pacienților pentru a include din iunie până în iulie pentru pre-ASIR și din octombrie până în noiembrie pentru post-ASIR pentru a permite analiza obiceiurilor de ordonare ale medicului atât pentru numărul de examinări comandate, cât și pentru numărul de faze pe examen. Testele t nepereche au fost apoi efectuate folosind seturile de pacienți extinse, inclusiv datele demografice ale pacienților, numărul de scanări și DLP total pentru fiecare întâlnire cu pacientul.

DLP a fost înmulțit cu factorul k adecvat pentru scanările abdominale într-o manieră agregată pentru a prezice riscurile bazate pe populație pentru înainte și după implementarea ASIR. 25 Factorul k reflectă riscul agregat al tuturor organelor abdominale și al altor organe iradiate în timpul scanărilor abdominale. DLP a fost apoi utilizat pentru a calcula riscurile de radiații bazate pe populație.

REZULTATE

Analiza datelor de facturare a arătat că 31% (75.190/239.834) din totalul scanărilor CT ale sistemului spitalicesc au implicat abdomenul (Tabelul 1). Datorită procentului mare, ne-am concentrat asupra impactului ASIR asupra scanărilor abdominale. Scanarea CT abdominală seamănă cel mai mult cu măsurătorile fantomă de 32 cm utilizate la calcularea expunerii la doză.

Numărul de scanări tomografice computerizate (CT) în 2013 pe baza datelor de facturare agregate

Faza 1

Rezultatele fazei 1 ale testelor t nepereche pentru iulie și noiembrie sunt prezentate în Tabelul 2. Au fost efectuate puțin mai multe scanări în iulie decât noiembrie (243 vs 233). Grupurile pre-ASIR și post-ASIR nu au fost semnificative statistic la compararea vârstei (52 ± 20 vs 53 ± 20 ani, P = 0,59), dimensiunea AP (26,4 ± 5,3 vs 26,1 ± 5,0 cm, P = 0,48), AP + dimensiuni laterale (60,8 ± 9,8 cm vs 60,3 ± 9,8 cm, P = 0,62) sau lungimea scanării (45,1 ± 7,5 cm față de 43,7 ± 10,4 cm, P = 0,08), respectiv.

Demografia pacientului și factorii de tomografie computerizată analizați înainte și după reconstrucția iterativă prezentate de faza de analiză

Histograme ale estimării dozei specifice mărimii (SSDE) și ale volumului indicelui dozelor de tomografie computerizată (CTDI) după frecvență înainte și după reconstrucția iterativă.

Compararea întâlnirilor cu pacienții pre-ASIR și post-ASIR a relevat modele similare cu fazele individuale de scanare. Numărul de faze din cele 2 grupuri (1,27 ± 0,60 vs 1,29 ± 0,63, P = 0,79) nu a fost statistic diferit. Această constatare arată că implementarea software-ului CT cu doze mici nu a dus la o creștere compensatoare a câmpului vizual selectat de tehnologi sau la o creștere a medicilor care au comandat examinări multifazice.

Faza 2

În analiza fazei 2 (Tabelul 2), DLP total a scăzut cu 34% (1.076 ± 527 mGy * cm pre-ASIR vs 715 ± 512 mGy * cm post-ASIR, P 20 Scanările CT abdominale au fost în centrul acestui studiu din cauza asemănarea cu fantoma de 32 cm, numărul total de scanări CT abdominale în populația de pacienți și cantitatea mai mare de radiații necesare pentru scanările CT abdominale comparativ cu alte scanări CT.

Pe baza analizei noastre a scanărilor CT abdominale, folosirea unei strategii de reducere a dozei care reduce radiația de fază individuală prin ASIR sau prin alte mijloace va reduce cantitatea totală de radiații către populație fără o creștere a numărului de scanări sau o mai mare ordonare a mai multor radiații. -examinări intense de către medici. Această reducere se traduce printr-o reducere cumulată de 433.000 mSv în cursul anului. Pe baza studiilor conservative ale populației care corelează expunerea la radiații cu tumorile maligne din populație din cauza expunerii la bomba atomică, o reducere anuală de 433.000 mSv din scanările CT abdominale ar putea reduce numărul de tumori maligne atribuite posibil radiațiilor medicale cu 22,2 pe an (pe baza extrapolării 1 malignitate la 2.000 mSv de expunere la întregul corp la nivel de populație). 4

Pragurile de expunere la radiații se schimbă pe măsură ce imagistica cu doze mai mici devine mai răspândită. Deși studiile pediatrice atribuie o cauză proximală a unor tipuri de cancer expunerii la radiații, incidentele de cancer la adulți pot avea un timp mai lung de apariție comparativ cu pacienții pediatrici. 6,7 Doze mai mici pot fi la rândul lor legate de un timp mai lung până la apariția malignității. Toate modelele de expunere la radiații acceptă o reducere a dozelor medicale actuale la un nivel cât mai mic pe cât posibil rezonabil.

Reducerea secundară ASIR în acest studiu spitalicesc folosind metodologia SSDE a fost în strâns acord cu reducerea de 37% folosind CTDIvol fără a ține cont de mărimea pacientului. Mai important, distribuția dozei de radiații s-a modificat mai jos, fără a fi necesară înlocuirea scanerelor CT existente.

Reduceri suplimentare ar putea fi realizate prin mutarea clinicianului care ordonează obiceiurile departe de examinările inutile multifazice. O examinare fără și cu contrast va avea radiația de două ori mai mare decât o scanare cu contrast, indiferent de strategiile de economisire a dozei implementate. Pe baza datelor furnizate, mai mult de 60% din examinări au cel puțin 2 faze, majoritatea fiind faze necontrastate solicitate de către clinicieni care ordonă.

Singurele limitări în eșantionarea noastră au provenit din calcule incorecte CTDIvol bazate pe fantoma de 16 cm în loc de fantoma de 32 cm. Această situație a avut loc numai cu 2 scanări de pacienți. Doisprezece copii au fost excluși din acest studiu pe pacienți adulți. Pacienții noștri au avut dimensiuni laterale abdominale diferite și 41% s-au extins dincolo de câmpul vizual al scanerului, datorită unei diete americane consistente. Mărimea eșantionului nostru ar fi fost sever redusă dacă am fi folosit metodologia AP + laterală recomandată de Asociația Americană a Fizicienilor în Medicină. 26 Pentru a compensa, am făcut recomandări pentru a normaliza expunerea la radiații în funcție de dimensiunea pacientului, cu modele teoretice care arată modul în care expunerea la radiații ar fi redusă pentru pacienții mai mari pe baza SSDE lor. Mai mult, diferite procese de boală, cum ar fi ascita, determină o circumferință abdominală mai mare, fără o creștere a grăsimii corporale care ar atenua în mod previzibil expunerea la radiații. Acest factor de confuzie a fost depășit de o dimensiune mare a eșantionului și de consistența măsurătorilor AP.

CONCLUZIE

Implementarea strategiilor de reducere a software-ului pe scanerele CT existente poate reduce expunerea la radiații cu aproximativ 37% și poate transfera distribuția scanărilor de radiații într-un profil mai favorabil, fără a schimba preferințele medicului de a ordona din cauza dozei mai mici percepute. În timp ce studiile pediatrice au fost centrul principal al controlului radiațiilor, tomografiile abdominale au cea mai mare sarcină radiațională și sunt cel mai frecvent tip de tomografii, așa cum arată datele noastre. Extrapolarea din datele noastre de scanare CT abdominală, folosind o strategie de reducere a dozei care reduce radiația fazei individuale prin ASIR sau alte mijloace poate reduce cantitatea totală de radiații către populație fără o creștere a numărului de scanări sau o ordonare crescută a mai multor radiații- examinări intense de către medici.

Acest articol îndeplinește Consiliul de acreditare pentru educația medicală absolventă și Consiliul American de specialități medicale Menținerea competențelor de certificare pentru îngrijirea pacientului și cunoștințe medicale.

MULȚUMIRI

Autorii îi mulțumesc lui Kenneth Lewis, dr. Și Jerome Jones, dr. Pentru asistență în acest studiu. Autorii nu au niciun interes financiar sau de proprietate asupra subiectului prezentului articol.