8. Optimaliseer de parameters voor pediatrisch onderzoek

Omdat het algemeen gebruik van CT als diagnostisch instrument het moeilijk maakt om parameters aan te passen om de beeldkwaliteit te optimaliseren, moeten op zijn minst de basisscanparameters worden aangepast om de stralingsdosis voor de patiënt te beheersen.

a. De patiënt in de gantry centreren – Omdat de ingangsdosis voor de huid van de patiënt gedeeltelijk een functie is van de afstand van de huid tot het brandpunt van de CT-scanner (omgekeerd-kwadraatwet), vermindert het plaatsen van het lichaam van de patiënt in het midden van de CT-gantry de stralingsdosis voor de patiënt .

b. Verminder doses tijdens projectie scout (topogram) views- Hoewel de standaardinstelling voor de scout beeldacquisitie typisch anteroposterior kan zijn op CT-scanners, staat de scanner waarschijnlijk een posteroanterior projectie scout beeld toe op de rugligging van de patiënt. Hierdoor worden de doses aan stralingsgevoelige organen, zoals de mannelijke geslachtsklieren, de borst, de schildklier en de ooglens, die zich in het uittredevlak van de patiënt bevinden, aanzienlijk verminderd. Een juiste afstelling van de hoogspanning en de buisstroom die voor het projectiezicht worden gebruikt, vermindert de stralingsdosis voor de patiënt aanzienlijk. O’Daniel et al. hebben de stralingsblootstelling van de scoutscan gemeten op 21 scanners van 11 verschillende modellen van drie verschillende fabrikanten. Zij stelden vast dat door aanpassing van de scanparameters van de standaardscoutscan van 120 kVp tot 80 kVp en wijziging van de buispositie van 180° tot 0°, de stralingsblootstelling van alle scanners kon worden verminderd tot minder dan de blootstelling van een thoraxradiografie.

c. Axiale versus spiraalvormige modus – Beeldvorming van het lichaam wordt meestal uitgevoerd in de spiraalvormige modus, waarbij de röntgenbundel tijdens de scan continu aanstaat terwijl de anatomie van de patiënt continu door de gantry beweegt. Dit resulteert in de bestraling van een cilindrisch volume van de anatomie van de patiënt; de lengte van het scanvolume is gelijk aan de scanlengte, of z-as. Geavanceerde CT-scanners bevatten geprogrammeerde collimatorbladen die de bestraling verminderen van weefsels die niet in beeld worden gebracht aan de uiteinden van het cilindrische volume. Als deze relatief nieuwe collimatiefunctie niet aanwezig is, worden weefsels aan de uiteinden van het bestraalde volume nodeloos bestraald. Het cilindrische volume van patiëntgegevens maakt het mogelijk de beelden retrospectief opnieuw te formatteren van het transversale vlak naar het coronale of sagittale vlak. 3D-modellen kunnen retrospectief worden geherformatteerd. Eén lange scan tijdens spiraalvormig scannen is beter dan verschillende regionale scans om overlapping van scans bij het begin en einde van aangrenzende multiregionale scans te elimineren.

Beeldvorming van het hoofd is gewoonlijk uitgevoerd in de axiale modus. De röntgenbundel is ingeschakeld voor een 360 ° rotatie met de patiënt stationair. De portaalbank schuift het lichaam van de patiënt in de portaal terwijl de röntgenstraal uit is. De cyclus wordt herhaald totdat de juiste scanlengte van de anatomie van de patiënt is bestraald. Omdat de patiëntenbank tijdens de bestraling stilstaat, zijn geprogrammeerde collimatorbladen niet nodig om te voorkomen dat de anatomie van de patiënt die niet wordt bestraald, wordt bestraald. De resolutie in de z-richting (richting evenwijdig aan de lange as van de patiënt) wordt niet aangetast door beweging van het lichaam van de patiënt tijdens de bestraling. Sommige fabrikanten stellen de technicus in staat het begin van de bestraling voor elk plakje te regelen. Zorgvuldige observatie van de patiënt door de technoloog maakt het mogelijk elke opname te starten wanneer het minder waarschijnlijk is dat de patiënt beweegt.

Bij beeldvorming van kinderen moeten de voor- en nadelen van axiale en spiraalvormige beeldvorming zorgvuldig worden afgewogen door de technoloog, radioloog en medisch fysicus. Bij beeldvorming van kinderen kan spiraalvormig onderzoek van het hoofd of axiaal onderzoek van het lichaam de juiste keuze zijn. Wanneer de patiënt meewerkt, is spiraalvormig scannen meestal de voorkeursmodus voor beeldvorming van het lichaam, omdat de beelden kunnen worden geherformatteerd op elk van de drie beschikbare vlakken en omdat er 3D-modellen kunnen worden gemaakt. Omdat de resolutie in het beeld langs de z-as niet afneemt tijdens axiaal scannen, kan in sommige gevallen, afhankelijk van de klinische beeldvormingstaak, de axiale wijze van scannen de voorkeur hebben.

Sommige scanners maken het mogelijk dat de operator tijdens het axiale scannen individuele beelden initieert. Deze techniek kan bijzonder nuttig zijn bij een patiënt die niet wil meewerken. Als dit niveau van controle niet mogelijk is, kan de spiraalvormige modus de beste keuze zijn, omdat deze techniek de tijd minimaliseert die nodig is om het volledige scanvolume te verzamelen.

Als de scanner niet is ontworpen om niet-behandelde weefsels aan de uiteinden van het scanvolume te sparen van bestraling tijdens spiraalvormig scannen, kan de axiale modus resulteren in een vermindering van de dosis voor deze organen. Axiaal scannen met de gantry gekanteld tijdens de hoofdopname kan in sommige gevallen de stralingsdosis aan stralingsgevoelige organen verminderen, b.v. de ooglens.

d. Verklein de afmeting van de detector in de z-richting tijdens de acquisitie – Voor zowel spiraalvormig als axiaal scannen moet het scannen worden uitgevoerd met de kleinste afmeting van het detectorelement in de z-richting die door de scanner wordt geleverd. Als deze minimumafmeting 0,5 mm bedraagt, is de gescande voxel van patiëntenweefsel ongeveer een kubus. Hierdoor kunnen beelden in het sagittale of coronale vlak of in een 3D-model opnieuw worden geformatteerd zonder verlies van contrastrijke resolutie ten opzichte van het transversale vlak. Na het herformatteren moeten meerdere 0,5 mm-doorsneden worden gecombineerd om het volume van de voxel (lengte) te vergroten en de quantummottle in het beeld te verminderen zonder de stralingsdosis voor de patiënt te verhogen. Verlies van beeldkwaliteit als gevolg van gedeeltelijke volumemiddeling (dikke plakken) moet worden afgewogen tegen een toename van kwantummottle (dunne plakken) bij het selecteren van de dikte van de plakken waarop opnieuw geformatteerde beelden worden weergegeven.

e. Het product van de buisstroom (snelheid van röntgenproductie) en de belichtingstijd (duur dat röntgenstralen worden geproduceerd) regelt het aantal röntgenstralen dat tijdens de scan wordt geproduceerd. Verandering van de mA’s verandert de stralingsdosis rechtstreeks in dezelfde richting en de bijbehorende kwantumvlek in de beelden (ruis) verandert in de tegenovergestelde richting. De mA’s moeten worden aangepast aan de fysieke afmetingen van de patiënt; grotere patiënten hebben een grotere mA nodig om een onaanvaardbare toename van de quantum mottle te voorkomen. De vereiste mA’s zijn ook afhankelijk van de specifieke beeldvormingstaak. Bij het uitvoeren van hoge-resolutie CT van de borst, lagere mAs (lagere dosis) kan worden gebruikt om luchtweg doorgankelijkheid en parenchymale long ziekte te beoordelen, omdat hoge-contrast beelden worden beïnvloed in de eerste plaats door scherpte, niet een matige toename van quantum mottle. Evenzo hebben sommigen gebruik gemaakt van speciale lage-dosis protocollen om de ventriculaire grootte en de locatie van de tip van de katheter te bekijken . Anderzijds is een hogere mAs (hogere dosis) vereist om de aanwezigheid van metastasen in de lever te beoordelen, die kunnen worden gemist op een laag-contrast beeld met verhoogde quantum mottle.

f. Wanneer moet de kVp worden aangepast? Een verhoging van de kVp verhoogt de energie van elk foton en resulteert in een meer doordringende röntgenbundel. Een lagere kVp verlaagt de patiëntdosis en verhoogt de kwantumtle in het beeld, terwijl een verhoging van de kVp het tegenovergestelde effect heeft als de mAs onveranderd blijft. Gewoonlijk wordt de mAs in de tegenovergestelde richting van de verandering in hoogspanning veranderd om de mate van verandering van de stralingsdosis en de quantum mottle in het beeld te verminderen. De keuze van kVp moet worden gemaakt op basis van de behoefte aan contrastverbetering van het beeld en de grootte van het onderwerp. De benige details van de anatomie van de patiënt of studies van weke delen met een intraveneus of intraluminaal contrastmiddel worden vergroot door een verlaging van kVp en een verhoging van mAs om een aanvaardbare quantum mottle in het beeld te behouden. Zachte weefsels van de anatomie van de patiënt die zonder gebruik van een contrastmiddel worden afgebeeld, worden gewoonlijk verbeterd door verhoging van de kVp met passende verlaging van de mA’s om redelijke patiëntdoses te verkrijgen. Om de details van botten te verbeteren of CT-angiografie uit te voeren, is 100 kVp redelijk voor middelgrote tot grote pediatrische patiënten. Neonaten tot kleine pediatrische patiënten kunnen worden afgebeeld met hoge spanningswaarden zo laag als 80 kVp; echter, 80 kVp beelden bij de maximale buisstroom van de CT scanner zal niet een adequaat aantal röntgenstralen produceren om redelijke quantum mottle in het beeld voor grotere pediatrische patiënten te handhaven. Om zachte weefsels te evalueren zonder IV of orale contrasttoediening, is 120 kVp redelijk voor de meeste beeldvorming van zachte weefsels bij kinderen.

g. Verhoog pitch-Pitch is de verhouding van de afstand die de CT-tafel aflegt in de scanner tijdens een rotatie van 360° van de gantry ten opzichte van de breedte van de röntgenbundel in de z-richting. Verhoogde pitch-waarden leiden niet tot reconstructiefouten die de beeldkwaliteit verminderen totdat een anatomisch punt wordt afgebeeld door minder dan 180° rotatie. Bij de meeste scanners gebeurt dit bij pitchwaarden van meer dan 1,4. Het voordeel van een grotere spoed is een verlaging van de stralingsdosis indien andere parameters niet worden gewijzigd, omdat elk anatomisch punt korter wordt bestraald. De stralingsdosis is evenredig met 1 / steek. Door de verticale hoek te vergroten wordt de verstreken tijd tussen het begin en het einde van de gegevensverzameling korter. Dit vermindert de kans op bewegingsartefacten en problemen met de ademhaling. De keerzijde van een verhoging van de pitch is de toename van quantum mottle in de beelden indien andere parameters niet worden gewijzigd. De keuze van de toonhoogte moet in evenwicht zijn met de keuze van de mAs om te resulteren in de juiste patiëntdosis en beeldkwaliteit. In het algemeen wordt voor de beeldvorming van het pediatrische lichaam een steek van ongeveer 1,3-1,4 en een korte rotatietijd (∼ 0,5 seconde) gebruikt om de totale scantijd tot een minimum te beperken. Verhoog de buisstroom als nodig is om de eerder besproken patiëntendosis te verkrijgen.

h. Handmatige of automatische belichtingsregeling – De meeste moderne CT-scanners hebben een zekere mate van AEC die is ontworpen om de buisstroom (mA) te wijzigen in reactie op de lengte van het traject van de röntgenstralen door het lichaam van de patiënt. Daarom verandert de mA in de automatische modus wanneer de bundel tussen de posteroanterior laterale, anteroposterior laterale en andere projecties roteert en wanneer de bundel zich in de z-richting van het lichaam van de patiënt verplaatst. De AEC-functie is zodanig ontworpen dat beelden met dezelfde quantummottle worden gemaakt, ongeacht de padlengte van de straling door het lichaam van de patiënt. Het ontwerp van sommige scanners maakt een ongecompliceerde toepassing van AEC voor zowel volwassen als pediatrische patiënten mogelijk. Helaas is het ontwerp van de AEC van sommige CT-scanners niet intuïtief en kan het voor de operator moeilijk zijn om deze voor pediatrische patiënten onder de knie te krijgen. Deze automatische modus kan, indien aanwezig, door de operator worden geselecteerd of gedeselecteerd. Wanneer de automatische modus is uitgeschakeld, werkt de buisstroom op constante waarde, ongeacht de rotatieprojectie van de bundel of de plaats van de bundel langs de z-as van de patiënt. De AEC-modus van de CT-scanner mag niet worden gebruikt voor beeldvorming bij kinderen indien de gebruiker niet via metingen door zijn gekwalificeerde medisch fysicus heeft laten verifiëren dat het gebruik van de AEC-modus resulteert in redelijke patiëntdoses. In sommige gevallen kan het gebruik van de AEC-modus de patiëntdosis verhogen ten opzichte van de manuele modus.