8. Optimera pediatriska undersökningsparametrar
Då den allmänna användningen av CT som ett diagnostiskt verktyg gör det svårt att justera parametrar för att optimera bildkvaliteten, bör åtminstone grundläggande skanningsparametrar justeras för att hantera stråldosen till patienten .
a. Centrera patienten i portalen – Eftersom ingångsdosen till patientens hud delvis är en funktion av hudens avstånd från CT-skannerns fokalpunkt (omvänd kvadratisk lag), minskar stråldosen till patienten genom att placera patientens kropp i mitten av CT-portalen .
b. Minska doserna vid projektion av scoutbilder (topogram) – Även om standardinställningen för scoutbildförvärv vanligtvis kan vara anteroposterior på datortomografer, tillåter skannern troligen en posteroanterior projektion av scoutbilden på den liggande patienten. Detta minskar avsevärt doserna till strålningskänsliga organ, t.ex. manliga könskörtlar, bröst, sköldkörtel och ögats lins, som är belägna vid patientens utgångsplan. Korrekt justering av den högspänning och den rörström som används för projektionsbilden minskar avsevärt stråldosen till patienten. O’Daniel et al. mätte strålningsexponeringen från scoutskanning på 21 skannrar som representerar 11 olika modeller från tre olika tillverkare. De fastställde att genom att justera skanningsparametrarna för standardskanning från 120 kVp till 80 kVp och ändra rörpositionen från 180° till 0° kunde strålningsexponeringen från alla skannrar minskas till mindre än exponeringen för en röntgenbild av bröstkorgen.
c. Axialt kontra spiralformat – Kroppsavbildning utförs vanligtvis i spiralformat, där röntgenstrålen är kontinuerligt påslagen under skanningen när patientens anatomi kontinuerligt avancerar genom portalen. Detta resulterar i bestrålning av en cylindrisk volym av patientens anatomi; skanningsvolymens längd är lika med skanningslängden, eller z-axeln. De senaste toppmoderna datortomograferna innehåller programmerade kollimatorblad som dämpar bestrålningen av vävnader som inte avbildas i anslutning till den cylindriska volymens ändar. Om denna relativt nya kollimationsfunktion inte finns, bestrålas vävnader vid den bestrålade volymens ändar i onödan. Den cylindriska volymen av patientdata gör det möjligt att i efterhand omformatera bilderna från det transversala planet till antingen det koronala eller sagittala planet. 3D-modeller kan formateras om i efterhand. En lång skanning under helixskanning är bättre än flera regionala skanningar för att eliminera skanningsöverlappning vid stopp och start av intilliggande multiregionala skanningar.
Avbildning av huvudet har vanligtvis utförts i axialläge. Röntgenstrålen är på för en 360° rotation med patienten stationär. Gantrycellen förflyttar patientens kropp in i gantrycellen medan röntgenstrålen är avstängd. Cykeln upprepas tills lämplig skanningslängd av patientens anatomi har bestrålats. Eftersom patientstolen är stationär under bestrålningen är det inte nödvändigt med programmerade kollimatorblad för att förhindra bestrålning av icke avbildade delar av patientens anatomi. Upplösningen i z-riktningen (riktning parallellt med patientens långa axel) försämras inte av att patientens kropp rör sig under registreringen. Vissa tillverkare låter teknikern styra starten av bestrålningen för varje skiva. Teknikerens noggranna observation av patienten gör det möjligt att påbörja varje bildtagning när det är mindre troligt att patienten rör sig.
I pediatrisk avbildning måste för- och nackdelarna med axiell och spiralformad avbildning noggrant övervägas av teknikern, radiologen och den medicinska fysikern. Vid pediatrisk avbildning kan heliskt förvärvade huvudstudier eller axialt förvärvade kroppsstudier vara det rätta valet. När patienten är samarbetsvillig är spiralskanning vanligtvis det bästa valet för kroppsavbildning på grund av möjligheten att omformatera bilderna till något av de tre tillgängliga planen samt möjligheten att skapa 3D-modeller. Eftersom upplösningen i bilden längs z-axeln inte försämras vid axial skanning kan i vissa fall, beroende på den kliniska avbildningsuppgiften, det axiella skanningsläget vara att föredra.
Vissa skannrar gör det möjligt för operatören att initiera enskilda bilder under axial skanning. Denna teknik kan vara särskilt användbar när patienten inte är samarbetsvillig. Om denna kontrollnivå inte är möjlig kan det helikala läget vara det bästa valet eftersom denna teknik minimerar den tid som krävs för att samla in hela skanningsvolymen.
Om skannern inte är utformad för att skona icke avbildade vävnader i ändarna av skanningsvolymen från bestrålning under helikal skanning kan det axiella läget resultera i en minskning av dosen till dessa organ. Axial skanning med portalen lutande under huvudet kan i vissa fall minska stråldosen till strålningskänsliga organ, t.ex. ögats lins.
d. Minska detektorstorleken i z-riktningen under förvärvet – För både spiralformad och axial skanning bör skanningen utföras med den minsta detektorelementstorlek i z-riktningen som tillhandahålls av skannern. Om denna minsta dimension är 0,5 mm är den skannade voxeln av patientvävnad ungefär en kub. Detta gör det möjligt att omformatera bilder i sagittal- eller koronalplanet eller i en 3D-modell utan förlust av hög kontrastupplösning i förhållande till tvärplanet. Efter omformatering bör flera 0,5 mm skivor kombineras för att öka voxelns volym (längd) och minska kvantmotsättningen i bilden utan att öka stråldosen till patienten. Förlust av bildkvalitet på grund av medelvärdesbildning av partiell volym (tjocka skivor) måste vägas mot en ökning av kvantmottle (tunna skivor) när man väljer den skivtjocklek vid vilken de omformaterade bilderna visas.
e. Justera produkten av rörström och exponeringstid – Produkten av rörströmmen (röntgenproduktionens hastighet) och exponeringstiden (varaktighet som röntgenstrålarna produceras) styr antalet röntgenstrålar som produceras under skanningen. En ändring av mAs ändrar direkt strålningsdosen i samma riktning och den tillhörande kvantmotsättningen i bilderna (brus) ändras i motsatt riktning. mAs bör justeras med hänsyn till patientens fysiska dimensioner; större patienter kräver högre mAs för att förhindra oacceptabla ökningar av kvantmottle. Den mAs som krävs beror också på den specifika avbildningsuppgiften. När man utför högupplösande bröstcert kan lägre mAs (lägre dos) användas för att bedöma luftvägsgenomsläpplighet och parenkymal lungsjukdom, eftersom högkontrastbilder främst påverkas av skärpa, inte av en måttlig ökning av kvantmottle. På samma sätt har vissa använt särskilda lågdosprotokoll för att se ventrikelstorleken och placeringen av kateterspetsen . Å andra sidan krävs högre mAs (högre dos) för att bedöma förekomsten av metastaser i levern, som kan missas på en lågkontrastbild med ökad quantum mottle.
f. När man ska justera kilovoltage – En ökning av kVp ökar den energi som varje foton bär med sig och resulterar i en mer genomträngande röntgenstråle. En lägre kVp minskar patientdosen och ökar kvantmotsättningen i bilden medan en ökning av kVp har motsatt effekt om mAs är oförändrad. Vanligtvis ändras mAs i motsatt riktning till förändringen av högspänningen för att minska graden av förändring av stråldosen och kvantmotsättningen i bilden. Valet av kVp bör göras på grundval av behovet av kontrastförbättring av objektet i bilden samt objektets storlek . De beniga detaljerna i patientens anatomi eller undersökningar av mjuka vävnader med hjälp av ett intravenöst eller intraluminalt kontrastmedel ökas genom en minskning av kVp och en ökning av mAs för att bibehålla en godtagbar kvantmottle i bilden. Mjukvävnader i patientens anatomi som avbildas utan kontrastmedel förbättras vanligen genom en ökning av kVp med lämpliga minskningar av mAs för att resultera i rimliga patientdoser. För att förbättra detaljer i ben eller för att utföra CT-angiografi är 100 kVp rimligt för medelstora till stora pediatriska patienter. Neonatala och små pediatriska patienter kan avbildas vid höga spänningsvärden så låga som 80 kVp. Bilder med 80 kVp vid CT-skannerns maximala rörström kommer dock inte att producera ett tillräckligt antal röntgenstrålar för att bibehålla en rimlig kvantmotsättning i bilden för större pediatriska patienter. För att utvärdera mjuka vävnader utan intravenös eller oral kontrasttillförsel är 120 kVp rimligt för de flesta avbildningar av mjuka vävnader hos barn.
g. Öka pitch-Pitch är förhållandet mellan det avstånd som CT-bordet avancerar genom skannern under en 360° rotation av portalen i förhållande till bredden på röntgenstrålens fläktstråle i z-riktningen. Ökade pitchvärden resulterar inte i rekonstruktionsfel som försämrar bildkvaliteten förrän en anatomisk punkt avbildas genom mindre än 180° rotation. För de flesta skannrar inträffar detta vid pitchvärden som är större än 1,4. Fördelen med ökad pitch är en minskning av stråldosen om andra parametrar inte ändras, eftersom varje anatomipunkt bestrålas under en kortare tid. Stråldosen är proportionell mot 1 / stigning. Genom att öka stigningstakten minskas den förflutna tiden från början till slutet av datainsamlingen. Detta minskar risken för rörelseartefakter och problem med andningsuppehåll. Nackdelen med en ökning av tonhöjden är att kvantmotsättningen i bilderna ökar om andra parametrar inte ändras. Valet av tonhöjd måste balanseras med valet av mAs för att resultera i lämplig patientdos och bildkvalitet . I allmänhet bör man för bildbehandling av barnkroppar använda en pitch på cirka 1,3-1,4 och en kort rotationstid (∼ 0,5 sekunder) för att minimera den totala skanningstiden. Öka rörströmmen vid behov för att uppnå den målpatientdos som diskuterats tidigare.
h. Manuell eller automatisk exponeringskontroll – De flesta moderna CT-skannrar har någon nivå av AEC som är utformad för att ändra rörströmmen (mA) som svar på längden på röntgenstrålarnas väg genom patientens kropp. Därför ändras mA i det automatiska läget när strålen roterar mellan posteroanterior lateral, anteroposterior lateral och andra projektioner och när strålen förflyttas längs patientens kropp i z-led. AEC-funktionen är utformad för att skapa bilder med samma kvantmottle oberoende av strålningens väglängd genom patientens kropp. Utformningen av vissa skannrar gör det möjligt att direkt tillämpa AEC för både vuxna och barnpatienter. Tyvärr är utformningen av vissa datortomografers AEC inte intuitiv och kan vara svår för operatören att behärska när det gäller pediatriska patienter. Detta automatiska läge, när det finns, kan väljas eller avbrytas av operatören. När det automatiska läget är avstängt fungerar rörströmmen på ett konstant värde oberoende av strålens rotationsprojektion eller strålens placering längs patientens z-axel. CT-skannerns AEC-läge bör inte användas för pediatrisk avbildning om operatörerna inte har fått bekräftelse från sin kvalificerade medicinska fysiker genom mätning att användningen av AEC-läget resulterar i rimliga patientdoser. I vissa fall kan användningen av AEC-läget öka patientdosen jämfört med det manuella läget.