8. Ottimizzare i parametri dell’esame pediatrico

Perché l’uso generale della TC come strumento diagnostico rende difficile regolare i parametri per ottimizzare la qualità dell’immagine, come minimo, i parametri di scansione di base dovrebbero essere regolati per gestire la dose di radiazioni al paziente

a. Centrare il paziente nel gantry-Perché la dose di ingresso alla pelle del paziente è in parte una funzione della distanza della pelle dal punto focale dello scanner CT (legge dell’inverso del quadrato), posizionando il corpo del paziente al centro del gantry CT si riduce la dose di radiazioni al paziente .

b. Ridurre le dosi durante la proiezione delle viste di scout (topogramma) – anche se l’impostazione predefinita per l’acquisizione dell’immagine di scout in genere può essere anteroposteriore sugli scanner CT, lo scanner probabilmente permette una proiezione posteroanteriore dell’immagine di scout sul paziente supino. Questo riduce significativamente le dosi agli organi radiosensibili, come le gonadi maschili, il seno, la tiroide e il cristallino dell’occhio, situati sul piano di uscita del paziente. La corretta regolazione dell’alta tensione e della corrente del tubo utilizzato per la vista di proiezione riduce significativamente la dose di radiazioni al paziente. O’Daniel et al. hanno misurato l’esposizione alle radiazioni della scansione di proiezione su 21 scanner che rappresentano 11 modelli diversi di tre produttori diversi. Hanno determinato che regolando i parametri di scansione della scansione di indagine predefinita da 120 kVp a 80 kVp e cambiando la posizione del tubo da 180° a 0°, l’esposizione alle radiazioni potrebbe essere ridotta da tutti gli scanner a meno dell’esposizione di una radiografia del torace.

c. Modalità assiale contro elicoidale-L’imaging del corpo è tipicamente eseguito in modalità elicoidale, in cui il fascio di raggi X è continuamente acceso durante la scansione mentre l’anatomia del paziente avanza continuamente attraverso il gantry. Questo si traduce nell’irradiazione di un volume cilindrico dell’anatomia del paziente; la lunghezza del volume di scansione è uguale alla lunghezza della scansione, o asse z. Gli scanner CT di fascia alta contengono lame di collimatore programmate che attenuano l’irradiazione dei tessuti che non vengono ripresi adiacenti alle estremità del volume cilindrico. Se questa caratteristica di collimazione relativamente nuova non è presente, i tessuti alle estremità del volume irradiato sono irradiati inutilmente. Il volume cilindrico dei dati del paziente permette di riformattare le immagini retrospettivamente dal piano trasversale al piano coronale o sagittale. I modelli 3D possono essere riformattati retrospettivamente. Una lunga scansione durante la scansione elicoidale è meglio di diverse scansioni regionali per eliminare la sovrapposizione della scansione alla fine e all’inizio delle scansioni multiregione adiacenti.

L’imaging della testa è stato tipicamente eseguito in modalità assiale. Il fascio di raggi X è acceso per una rotazione di 360° con il paziente fermo. Il lettino del gantry fa avanzare il corpo del paziente nel gantry mentre il fascio di raggi X è spento. Il ciclo viene ripetuto fino a quando non viene irradiata la lunghezza di scansione appropriata dell’anatomia del paziente. Poiché il lettino del paziente è fermo durante l’irradiazione, le lame del collimatore programmate non sono necessarie per prevenire l’irradiazione dell’anatomia del paziente non fotografata. La risoluzione nella direzione z (direzione parallela all’asse lungo del paziente) non è degradata dal movimento del corpo del paziente durante l’acquisizione. Alcuni produttori permettono al tecnologo di controllare l’inizio dell’irradiazione per ogni fetta. Un’attenta osservazione del paziente da parte del tecnologo permette l’inizio di ogni acquisizione quando è meno probabile che il paziente si muova.

Nell’imaging pediatrico, i vantaggi e gli svantaggi dell’imaging assiale ed elicale devono essere attentamente considerati dal tecnologo, dal radiologo e dal fisico medico. Nell’imaging pediatrico, gli studi della testa acquisiti elicoidalmente o gli studi del corpo acquisiti assialmente possono essere la scelta corretta. Quando il paziente è collaborativo, la scansione elicoidale è in genere la modalità di scelta per l’imaging del corpo a causa della capacità di riformattare le immagini in uno qualsiasi dei tre piani disponibili, oltre alla capacità di creare modelli 3D. Poiché la risoluzione dell’immagine lungo l’asse z non è degradata durante la scansione assiale, in alcuni casi, a seconda del compito di imaging clinico, la modalità assiale di scansione può essere preferita.

Alcuni scanner permettono l’avvio di immagini individuali da parte dell’operatore durante la scansione assiale. Questa tecnica può essere particolarmente utile nel paziente non cooperativo. Se questo livello di controllo non è possibile, la modalità elicoidale può essere la scelta migliore perché questa tecnica riduce al minimo il tempo necessario per raccogliere l’intero volume di scansione.

Se lo scanner non è progettato per risparmiare i tessuti non fotografati alle estremità del volume di scansione da irradiazione durante la scansione elicoidale, la modalità assiale può comportare una riduzione della dose a questi organi. La scansione assiale con il gantry inclinato durante l’acquisizione della testa in alcuni casi può ridurre la dose di radiazioni agli organi radiosensibili, ad esempio il cristallino dell’occhio.

d. Ridurre la dimensione del rivelatore nella direzione z durante l’acquisizione: sia per la scansione elicoidale che assiale, la scansione dovrebbe essere eseguita con la dimensione minima dell’elemento del rivelatore nella direzione z fornita dallo scanner. Se questa dimensione minima è di 0,5 mm, il voxel scansionato del tessuto del paziente è approssimativamente un cubo. Questo permette di riformattare le immagini nei piani sagittale o coronale o in un modello 3D senza perdita di risoluzione ad alto contrasto rispetto al piano trasversale. Dopo la riformattazione, più fette da 0,5 mm dovrebbero essere combinate per aumentare il volume del voxel (lunghezza) e ridurre la chiazza quantica nell’immagine senza aumentare la dose di radiazioni al paziente. La perdita di qualità dell’immagine dovuta alla media di volume parziale (fette spesse) deve essere bilanciata da un aumento della macchia quantica (fette sottili) quando si seleziona lo spessore della fetta con cui vengono visualizzate le immagini riformattate.

e. Regolare il prodotto della corrente del tubo e il tempo di esposizione: il prodotto della corrente del tubo (tasso di produzione dei raggi X) e il tempo di esposizione (durata della produzione dei raggi X) controlla il numero di raggi X prodotti durante la scansione. Cambiando i mAs cambia direttamente la dose di radiazioni nella stessa direzione e la macchia quantica associata nelle immagini (rumore) cambia nella direzione opposta. I mAs dovrebbero essere regolati in risposta alle dimensioni fisiche del paziente; i pazienti più grandi richiedono mAs maggiori per prevenire aumenti inaccettabili di quantum mottle. I mAs richiesti dipendono anche dal compito specifico di imaging. Quando si esegue la TC del torace ad alta risoluzione, i mAs più bassi (dose inferiore) possono essere utilizzati per valutare la pervietà delle vie aeree e la malattia polmonare parenchimale, perché le immagini ad alto contrasto sono influenzate principalmente dalla nitidezza, non da un aumento moderato di quantum mottle. Allo stesso modo, alcuni hanno utilizzato speciali protocolli a bassa dose per visualizzare le dimensioni ventricolari e la posizione della punta del catetere . D’altra parte, sono necessari mAs più elevati (dose più alta) per valutare la presenza di metastasi nel fegato, che possono essere mancate su un’immagine a basso contrasto con un aumento di quantum mottle.

f. Quando regolare il kilovoltaggio – Aumentando il kVp si aumenta l’energia trasportata da ogni fotone e si ottiene un fascio di raggi X più penetrante. Un kVp più basso diminuisce la dose al paziente e aumenta le macchie quantiche nell’immagine, mentre un aumento del kVp ha l’effetto opposto se i mAs sono invariati. In genere, i mAs vengono cambiati in direzione opposta al cambiamento dell’alta tensione per ridurre il grado di cambiamento della dose di radiazioni e della chiazza quantica nell’immagine. La scelta del kVp dovrebbe essere fatta sulla base della necessità di miglioramento del contrasto soggetto nell’immagine così come la dimensione del soggetto. I dettagli ossei dell’anatomia del paziente o gli studi dei tessuti molli che utilizzano un agente di contrasto IV o intraluminale sono aumentati da una riduzione del kVp e da un aumento dei mAs per mantenere una macchia quantica accettabile nell’immagine. I tessuti molli dell’anatomia del paziente ripresi senza l’uso di un agente di contrasto sono tipicamente migliorati da aumenti nel kVp con riduzioni appropriate nei mAs per risultare in dosi ragionevoli per il paziente. Per migliorare i dettagli ossei o per eseguire l’angiografia CT, 100 kVp è ragionevole per i pazienti pediatrici di medie e grandi dimensioni. I neonati e i piccoli pazienti pediatrici possono essere ripresi con valori di alta tensione fino a 80 kVp; tuttavia, le immagini a 80 kVp alla massima corrente del tubo dello scanner CT non produrranno un numero adeguato di raggi X per mantenere una ragionevole chiazza quantica nell’immagine per i pazienti pediatrici più grandi. Per valutare i tessuti molli senza somministrazione di contrasto per via endovenosa o orale, 120 kVp è ragionevole per la maggior parte delle immagini dei tessuti molli nei bambini.

g. Aumentare il pitch-Pitch è il rapporto tra la distanza del tavolo della TAC che avanza attraverso lo scanner durante una rotazione di 360° del gantry rispetto alla larghezza del fascio di raggi X nella direzione z. L’aumento del passo non comporta errori di ricostruzione che degradano la qualità dell’immagine fino a quando un punto dell’anatomia non viene ripreso attraverso meno di 180° di rotazione. Per la maggior parte degli scanner, questo si verifica a valori di passo superiori a 1,4. Il vantaggio dell’aumento del passo è una riduzione della dose di radiazioni se altri parametri non vengono modificati, perché ogni punto dell’anatomia viene irradiato per un tempo più breve. La dose di radiazioni è proporzionale a 1 / passo. Aumentando il passo, il tempo trascorso dall’inizio alla fine dell’acquisizione dei dati viene ridotto. Questo riduce la possibilità di artefatti da movimento e di problemi con la ritenzione del respiro. L’aspetto negativo di un aumento del passo è l’aumento del mottle quantistico nelle immagini se gli altri parametri non vengono modificati. La scelta del passo deve essere bilanciata con la scelta dei mAs per risultare in una dose adeguata al paziente e nella qualità dell’immagine. In generale, per l’imaging del corpo pediatrico, utilizzare un passo di circa 1,3-1,4 e un breve tempo di rotazione (∼ 0,5 secondi) per ridurre al minimo il tempo totale di scansione. Aumentare la corrente del tubo come richiesto per ottenere la dose target del paziente discussa in precedenza.

h. Controllo manuale o automatico dell’esposizione – La maggior parte degli scanner CT all’avanguardia hanno un certo livello di AEC che è progettato per cambiare la corrente del tubo (mA) in risposta alla lunghezza del percorso dei raggi X attraverso il corpo del paziente. Pertanto, il mA nella modalità automatica cambia quando il fascio ruota tra le proiezioni laterale posteroanteriore, laterale anteroposteriore e altre e quando il fascio si sposta lungo la direzione z del corpo del paziente. La funzione AEC è progettata per creare immagini con la stessa macchia quantica indipendentemente dalla lunghezza del percorso della radiazione attraverso il corpo del paziente. Il design di alcuni scanner permette l’applicazione diretta di AEC sia per i pazienti adulti che per quelli pediatrici. Purtroppo, il design di alcuni scanner CT AEC non è intuitivo e può essere difficile da padroneggiare per l’operatore per i pazienti pediatrici. Questa modalità automatica, quando presente, può essere selezionata o deselezionata dall’operatore. Quando la modalità automatica è disattivata, la corrente del tubo funziona a un valore costante indipendentemente dalla proiezione rotazionale del fascio o dalla posizione del fascio lungo l’asse z del paziente. La modalità AEC dello scanner CT non dovrebbe essere utilizzata per l’imaging pediatrico se gli operatori non hanno la verifica da parte del loro fisico medico qualificato tramite misurazione che l’uso della modalità AEC risulta in dosi ragionevoli per il paziente. In alcuni casi, l’uso della modalità AEC può aumentare la dose al paziente rispetto alla modalità manuale.