8. Optimoi pediatriset tutkimusparametrit

Koska tietokonetomografian yleinen käyttö diagnostisena välineenä vaikeuttaa parametrien säätämistä kuvanlaadun optimoimiseksi, vähintäänkin peruskuvausparametreja olisi säädettävä potilaalle aiheutuvan säteilyannoksen hallitsemiseksi .

a. Keskitä potilas gantryyn – Koska potilaan iholle tuleva annos on osittain riippuvainen ihon etäisyydestä tietokonetomografiakuvaajan polttopisteestä (käänteisen neliön laki), potilaan vartalon sijoittaminen tietokonetomografiakuvauksen gantryn keskelle vähentää potilaalle aiheutuvaa säteilyannosta .

b. Annosten pienentäminen projektionäkymien (topogrammin) aikana – Vaikka oletusasetus projektionäkymän ottamiselle voi tyypillisesti olla anteroposteriorinen CT-skannereissa, skanneri todennäköisesti sallii posteroanteriorisen projektionäkymän ottamisen makuuasennossa olevalle potilaalle. Tämä vähentää merkittävästi säteilylle herkkien elinten, kuten miesten sukurauhasten, rintojen, kilpirauhasen ja silmän linssin, annoksia, jotka sijaitsevat potilaan poistumistasossa. Projektiokuvassa käytettävän suurjännitteen ja putkivirran asianmukainen säätö vähentää merkittävästi potilaaseen kohdistuvaa säteilyannosta. O’Daniel et al. mittasivat tähystysskannauksen säteilyaltistuksen 21 skannerilla, jotka edustavat 11 eri mallia kolmelta eri valmistajalta. He totesivat, että säätämällä skannausparametreja oletusarvoisessa survey-skannauksessa 120 kVp:stä 80 kVp:hen ja muuttamalla putken asento 180°:sta 0°:een, säteilyaltistus voitiin kaikissa skannereissa vähentää alle rintakehän röntgenkuvauksen säteilyaltistuksen.

c. Aksiaalinen vs. spiraalinen tila – Vartalon kuvantaminen suoritetaan tyypillisesti spiraalisessa tilassa, jossa röntgensäde on jatkuvasti päällä skannauksen aikana, kun potilaan anatomia etenee jatkuvasti gantryn läpi. Tämä johtaa potilaan anatomian sylinterimäisen tilavuuden säteilytykseen; skannaustilavuuden pituus vastaa skannauspituutta eli z-akselia. Huippuluokan nykyaikaisissa tietokonetomografiaskannereissa on ohjelmoidut kollimaattorin terät, jotka vaimentavat niiden kudosten säteilytystä, joita ei kuvata sylinterimäisen tilavuuden päiden vieressä. Jos tätä suhteellisen uutta kollimointiominaisuutta ei ole, säteilytettävän tilavuuden päissä olevia kudoksia säteilytetään tarpeettomasti. Potilastietojen sylinterimäinen tilavuus mahdollistaa kuvien uudelleenmuotoilun jälkikäteen poikittaistasosta joko koronaali- tai sagittaalitasoon. 3D-mallit voidaan muotoilla uudelleen jälkikäteen. Yksi pitkä skannaus kierteisen skannauksen aikana on parempi kuin useat alueelliset skannaukset, jotta vältytään skannausten päällekkäisyyksiltä vierekkäisten monialueisten skannausten pysähdys- ja aloituskohdissa.

Pään kuvantaminen on tyypillisesti suoritettu aksiaalisessa tilassa. Röntgensäde pyörii 360° potilaan ollessa paikallaan. Gantry-sohva siirtää potilaan vartaloa gantryyn röntgensäteen ollessa sammutettuna. Kierto toistetaan, kunnes potilaan anatomian sopiva skannauspituus on säteilytetty. Koska potilassohva on paikallaan säteilytyksen aikana, ohjelmoituja kollimaattorin teriä ei tarvita estämään kuvaamattoman potilaan anatomian säteilytystä. Potilaan kehon liikkuminen kuvauksen aikana ei heikennä resoluutiota z-suunnassa (potilaan pituusakselin suuntainen suunta). Joidenkin valmistajien mukaan teknologi voi ohjata säteilytyksen aloittamista kunkin viipaleen osalta. Teknikon huolellinen potilaan tarkkailu mahdollistaa kunkin kuvauksen aloittamisen silloin, kun potilaan liikkuminen on epätodennäköisempää.

Pediatrisen kuvantamisen yhteydessä teknologin, radiologin ja lääketieteellisen fyysikon on harkittava huolellisesti aksiaalisen ja spiraalisen kuvantamisen etuja ja haittoja. Pediatrisessa kuvantamisessa spiraalisesti otetut pään tutkimukset tai aksiaalisesti otetut vartalon tutkimukset voivat olla oikea valinta. Kun potilas on yhteistyökykyinen, vartalon kuvantamiseen valitaan yleensä spiraalikuvaus, koska kuvat voidaan muotoilla uudelleen mihin tahansa kolmesta käytettävissä olevasta tasosta ja koska niillä voidaan luoda 3D-malleja. Koska kuvan resoluutio z-akselilla ei heikkene aksiaalisen skannauksen aikana, joissakin tapauksissa, kliinisestä kuvaustehtävästä riippuen, aksiaalinen skannaustapa voi olla suositeltavampi.

Jotkut skannerit mahdollistavat yksittäisten kuvien käynnistämisen käyttäjän toimesta aksiaalisen skannauksen aikana. Tämä tekniikka voi olla erityisen hyödyllinen yhteistyöhaluttoman potilaan kohdalla. Jos tämäntasoinen ohjaus ei ole mahdollista, spiraalitila voi olla paras valinta, koska tämä tekniikka minimoi koko kuvaustilavuuden keräämiseen tarvittavan ajan.

Jos skanneria ei ole suunniteltu niin, että skannaustilavuuden päissä olevat ei-kuvattavat kudokset säästyisivät säteilytykseltä spiraaliskannauksen aikana, aksiaalinen kuvaustila voi johtaa näihin elimiin kohdistuvan annoksen vähenemiseen. Aksiaalinen skannaus gantryn ollessa kallistettuna pään ottamisen aikana voi joissakin tapauksissa vähentää säteilyannosta säteilyherkkiin elimiin, esim. silmän linssiin.

d. Pienennä ilmaisimen kokoa z-suunnassa kuvauksen aikana – Sekä spiraali- että aksiaaliskannauksessa skannaus olisi suoritettava pienimmällä skannerin tarjoamalla ilmaisimen elementtikoolla z-suunnassa. Jos tämä pienin ulottuvuus on 0,5 mm, potilaan kudoksen skannattu vokseli on suunnilleen kuutio. Tämä mahdollistaa kuvien uudelleenmuotoilun sagittaali- tai koronaalitasossa tai 3D-mallissa menettämättä suuren kontrastin erottelukykyä poikittaistasoon nähden. Uudelleenmuotoilun jälkeen useita 0,5 mm:n viipaleita olisi yhdistettävä, jotta voxelin tilavuus (pituus) kasvaisi ja kuvan kvanttimotteria voitaisiin vähentää ilman, että potilaalle aiheutuva säteilyannos kasvaa. Osittaisesta tilavuuden keskiarvoistamisesta (paksut viipaleet) johtuva kuvanlaadun heikkeneminen on tasapainotettava kvanttimottlen lisääntymistä (ohuet viipaleet) vastaan, kun valitaan viipaleen paksuus, jolla uudelleenmuotoillut kuvat näytetään.

e. Säädä putkivirran ja valotusajan tuloa Putkivirran (röntgensäteiden tuotantonopeus) ja valotusajan (röntgensäteiden tuottamisen kesto) tulo ohjaa skannauksen aikana tuotettujen röntgensäteiden määrää. mAs:n muuttaminen muuttaa suoraan säteilyannosta samaan suuntaan ja siihen liittyvä kuvien kvanttihäiriö (kohina) muuttuu vastakkaiseen suuntaan. mAs on säädettävä potilaan fyysisten mittojen mukaan; suuremmat potilaat vaativat suuremmat mAs:t, jotta kvanttimotteria ei lisättäisi kohtuuttomasti. Tarvittava mAs riippuu myös kuvantamistehtävästä. Kun tehdään korkearesoluutioista rintakehän tietokonetomografiaa, hengitysteiden läpäisevyyden ja parenkymaalisen keuhkosairauden arvioinnissa voidaan käyttää pienempiä mAs-arvoja (pienempää annosta), koska korkeakontrastisiin kuviin vaikuttaa ensisijaisesti terävyys, ei kvanttimotiloinnin kohtalainen lisääntyminen. Samoin jotkut ovat käyttäneet erityisiä matala-annosprotokollia kammioiden koon ja katetrin kärjen sijainnin tarkasteluun . Toisaalta korkeampi mAs (suurempi annos) on tarpeen maksassa olevien etäpesäkkeiden esiintymisen arvioimiseksi, jotka saattavat jäädä huomaamatta matalakontrastisessa kuvassa, jossa kvanttimotteria on lisääntynyt.

f. Milloin kilovoltin säätäminen – kVp:n suurentaminen lisää kunkin fotonin kuljettamaa energiaa ja johtaa läpäisevämpään röntgensäteeseen. Pienempi kVp pienentää potilasannosta ja lisää kuvassa esiintyvää kvanttimotteria, kun taas kVp:n kasvattamisella on päinvastainen vaikutus, jos mAs pysyy muuttumattomana. Tyypillisesti mAs:tä muutetaan vastakkaiseen suuntaan kuin suurjännitteen muutosta, jotta säteilyannoksen ja kuvan kvanttimotterian muutosaste pienenee. KVp:n valinta olisi tehtävä kuvassa olevan kohteen kontrastin parantamistarpeen ja kohteen koon perusteella. Potilaan anatomian luiset yksityiskohdat tai pehmytkudostutkimukset, joissa käytetään suonensisäistä tai intraluminaalista kontrastiainetta, lisääntyvät vähentämällä kVp:tä ja lisäämällä mAs:ää, jotta kuvassa säilyy hyväksyttävä kvanttimotteria. Potilaan anatomian pehmytkudoksia, joita kuvataan ilman kontrastiaineen käyttöä, parannetaan tyypillisesti lisäämällä kVp:tä ja vähentämällä sopivasti mAs:ää, jotta saadaan kohtuulliset potilasannokset. Luun yksityiskohtien parantamiseksi tai CT-angiografian suorittamiseksi 100 kVp on kohtuullinen keskikokoisille ja suurille lapsipotilaille. Vastasyntyneistä pieniin lapsipotilaisiin voidaan kuvata jopa 80 kVp:n suurilla jännitearvoilla. 80 kVp:n kuvat CT-kuvauslaitteen suurimmalla putkivirralla eivät kuitenkaan tuota riittävää määrää röntgensäteilyä, jotta kuvassa säilyisi kohtuullinen kvanttimotoriikka suuremmilla lapsipotilailla. Pehmytkudosten arvioimiseksi ilman suonensisäistä tai oraalista kontrastin antoa 120 kVp on kohtuullinen suurimmassa osassa lasten pehmytkudosten kuvantamista.

g. Pitch-Pitch on CT-pöydän etäisyyden suhde, jonka CT-pöytä etenee skannerin läpi gantryn 360°:n kierron aikana suhteessa röntgensäteen viuhkasäteen leveyteen z-suunnassa. Suuremmat pitch-arvot eivät aiheuta kuvanlaatua heikentäviä rekonstruktiovirheitä, ennen kuin anatomian kohta kuvataan alle 180°:n pyörimisliikkeen kautta. Useimmissa skannereissa tämä tapahtuu yli 1,4:n pitch-arvoilla. Suuremman jakovälin etuna on säteilyannoksen pieneneminen, jos muita parametreja ei muuteta, koska jokaista anatomian pistettä säteilytetään lyhyemmän aikaa. Säteilyannos on verrannollinen arvoon 1/jako. Kasvattamalla säteilytyhjiötä lyhenee aika, joka kuluu tiedonkeruun alusta loppuun. Tämä vähentää liikeartefaktien ja hengityksen pidättämiseen liittyvien ongelmien mahdollisuutta. Pitchin kasvattamisen haittapuolena on kuvien kvanttimotterian lisääntyminen, jos muita parametreja ei muuteta. Sävelkorkeuden valinta on sovitettava yhteen mAs:n valinnan kanssa, jotta saadaan aikaan asianmukainen potilasannos ja kuvanlaatu. Yleisesti ottaen pediatrisen vartalon kuvantamisessa on käytettävä noin 1,3-1,4:n jakoa ja lyhyttä kiertoaikaa (∼ 0,5 sekuntia) kokonaiskuvausajan minimoimiseksi. Lisää putkivirtaa tarpeen mukaan, jotta saavutetaan aiemmin käsitelty potilasannoksen tavoitearvo.

h. Manuaalinen tai automaattinen valotuksen ohjaus – Useimmissa nykyaikaisissa tietokonetomografiaskannereissa on jonkinasteinen AEC, joka on suunniteltu muuttamaan putkivirtaa (mA) potilaan kehon läpi kulkevan röntgensäteilyn reitin pituuden mukaan. Näin ollen mA muuttuu automaattisessa tilassa, kun säde pyörii posteroanteriorisen lateraalisen, anteroposteriorisen lateraalisen ja muiden projektioiden välillä ja kun säde siirtyy potilaan kehon z-suunnassa. AEC-ominaisuus on suunniteltu siten, että se luo kuvia, joissa on sama kvanttimottle riippumatta säteilyn kulkureitin pituudesta potilaan kehon läpi . Joidenkin skannereiden rakenne mahdollistaa AEC:n suoraviivaisen soveltamisen sekä aikuis- että lapsipotilaille. Valitettavasti joidenkin tietokonetomografiaskannereiden AEC:n rakenne ei ole intuitiivinen, ja käyttäjän voi olla vaikea hallita sitä pediatristen potilaiden osalta. Operaattori voi valita tämän automaattisen tilan tai poistaa sen käytöstä, jos se on käytössä. Kun automaattinen tila on pois päältä, putkivirta toimii vakioarvolla riippumatta säteen kiertoprojektiosta tai säteen sijainnista potilaan z-akselilla. Tietokonetomografiakuvaajan AEC-tilaa ei pitäisi käyttää lasten kuvantamiseen, jos käyttäjä ei ole saanut pätevältä lääketieteelliseltä fyysikolta mittausten avulla vahvistusta siitä, että AEC-tilan käyttö johtaa kohtuullisiin potilasannoksiin. Joissakin tapauksissa AEC-tilan käyttö voi lisätä potilasannosta manuaaliseen tilaan verrattuna.