Dental Cone Beam CT. Gerald Torgersen. Kvalitetskontrollarbeid (QA) - optimalisering og dosereduksjon

Transkript

1 Gerald Torgersen Dental Cone Beam CT Kvalitetskontrollarbeid (QA) - hvilke parametere måler vi - hvorfor måler vi de og hva brukes resultatene til? - optimalisering og dosereduksjon - litt om doser

2 Parametere som måles ved en QA Rørspenning (kv) Eksponeringstid (s) Totalfiltrering (mmal) Dose For alle disse Repeterbarhet - konstanstest Reproduserbarhet teste forskjellige innstillinger (kv, ma,..) Spredt stråling i og utenfor båsen

3 QA-regime eksempel: Anbefalinger fra SEDENTEXCT (utkast) RADIATION PROTECTION: CONE BEAM CT FOR DENTAL AND MAXILLOFACIAL RADIOLOGY; SEDENTEXCT; 2011

4 Dosebegreper hva måles Punktdose (ESAK 1 ) (mgy) Dose-areal-produkt (DAP 2 ) (mgy cm²) Computed tomography dose index (CTDI) (msv) Doseutbyttet (dose/mas) Måles ikke ved QA: Effektiv dose 1 Entrance surface air kerma 2 Egentlig Kerma Areal Produkt, men betegnelsen DAP mest utbredt

5 Effektiv dose Et estimat på risiko for strålingsskader Dental CBCT Doser fra forskjellige undersøkelser blir sammenliknbare (berettigelse, optimalisering) Doser fra undersøkelser kan sammenliknes med den naturlige bakgrunnsstrålingen Helkroppsdose Naturlig bakgrunnstråling (snitt 3,5 msv/år) Kort om doser: Statens strålevern, Stråledoser og grenseverdier Graf: Statens strålevern

6 Dosemåling - QA Totaldosen for en undersøkelse fås fra: Dose Areal Product (DAP/KAP) Dose Length Product (DLP) (CTDI høyde av FOV) Disse kan brukes til å estimere pasientdoser Litteraturen 1,2 og strålevernet 3 heller til bruk av DAP Så vi gjør som Strålevernet sier 1 Lofthag-Hansen, S., A. Thilander-Klang, et al. (2008). 2 Holroyd and Walker, Friberg, E. G. (2010). Krav for bruk av Cone Beam CT ved odontologiske virksomheter. Østerås, Statens Strålevern.

7 Dose-areal-produktet DAP Definisjon: dosen hvor som helst langs strålefeltet ganger arealet strålefeltet har der Enhet for eksempel mgy cm² dose = 1 Areal = 1 X-ray d Får samme verdi overalt (kvadratloven) Punktdose på avstand d fra fokus Dose d DAP Stråleareal d dose = 1/4 areal = 4 dose = 1/9 areal = 9 2 d 3 d Gir oss et mål på den totale strålemengden som pasienten utsettes for i en undersøkelse Brukes til å definere referansedoser

8 Dose-areal-produktet DAP DAP kan brukes til å sammenlikne Strålebelastning for prosedyrer på en enhet Strålebelastning mellom forskjellige enheter Pasientdose (effektiv) er avhengig av Mengde stråling (DAP) Størrelse på feltet Hvor feltet «treffer» Eksempel felt med samme DAP Pasienten mottar like stor mengde stråling den effektive dosen er forskjellig

9 CBCT/MDCT og konvensjonell dental radiologi - dose-eksempler Pauwels et al Kilder: 1 Pauwels et al., Ludlow and Ivanovic, European guidelines on radiation protection in dental radiology: European Commission; Statens Strålevern 6 Eget estimat

10 CBCT-bilder bakgrunn CBCT tar en rekke 2D-projeksjoner som settes sammen til et 3D bilde av en computeralgoritme MDCT (tradisjonell CT) CBCT

11 CBCT-bilder bakgrunn Bildedata lagres som voxler (volumetric pixel)

12 Optimalisering - dose Økt oppløsning/ mindre voxelstørrelse Økt mas/ mindre støy Økt FOV høyere dose

13 Bildekvalitetsanalyse Dette er et nytt felt Standardmetoder til medisinsk CT Standardfantom (Catphan) mindre egnet til CBCT Kontrollfantomer og -protokoller fra leverandørene Vi må selv utvikle metoder Finne standardfantom Bestemme hvilke parametere som skal måles Bestemme hvordan disse skal måles Måleprogram Hvilke filtre brukes

14 Hva måler vi Lavkontrastdetaljer CT-tall (røntgentetthet av materialet) Uniformitet Støy Contrast to noise ratio (CNR) Noise power spectrum Høykontrastdetaljer Linjepar/mm MTF FWHM? Geometrisk nøyaktighet (lengde) Snittykkelse (?) Annet Artefakter (?)

15 Kvalitetsparametre Kontrast støy Høykontrastoppløsning Full width halv maximum (FWHM) Modulation transfer function (MTF)

16 SedentexCT-fantomet Produsert av Leeds Test Objects Ltd Egenskaper GIGANTISK - diameter 16 cm Tungvint å brukes på små FOV DYRT Måler alt Automatisk analyse Mer egnet for produsenter og utviklere av filtre og rekonstrusjonsprotokoller? Bilde 2011 Leeds Test Objects Ltd Ruben Pauwels et al., Development and applicability of a quality control phantom for dental cone-beam CT. (2011).

17 Helt nytt enklere SEDENTEXCT fantom interessant alternativ mangler: høykontrastdetalj geometrisk nøyaktighet (lengde/vinkel)

18 Gendex-fantom Leveres med enheten Kan bestilles som reservedel Tekniske data PMMA-sylinder med innlegg av Linjeparmønster (høykontrast og geometrisk nøyaktighet) Lavkontrastdetaljer: LDPE, Teflon, PMMA, luft PMMA-sokkel til støymåling Bilder: Gendex GXCB-500 Operators Manual

19 Modifisert Gendex-fantom Tynn metalltråd festes på toppen Egenskaper Liten 5 x 7 cm Kan brukes på de fleste FOV Billig (tror jeg) Måler mange ting Automatisk analyse utvikles Tynn metalltråd

20 Eksempel I CT-number and noise Material HU Interslice STDEV STDEV Air ,6 PMMA (Center) ,0 Teflon ,4 PMMA ,0 LDPE ,8 50 Uniform disk - x- profile HU STDEV

21 Eksempel II CT-number and noise Material HU STDEV Interslice STDEV Air ,3 PMMA (center) ,6 Teflon ,7 PMMA ,5 LDPE , Uniform disk - x-profile HU 1000 STDEV

22 Konstanskontroller Utføres av radiograf/tannlege/klinikkpersonale Frekvens: 1 2 månedlig? Bruker produsentens protokoll Loggføres Fysiker/radiolog kontaktes ved mistanke om avvik

23 Til diskusjon DAP/CTDI noen uenig? Bildekvalitetsfantomer andre prosjekter? Hva trenger vi å måle? Dose/tekniske parametere Bildekvalitet

24 Referanser Friberg, E. G. (2010). Krav for bruk av Cone Beam CT ved odontologiske virksomheter. Østerås, Statens Strålevern. Holroyd JR, Walker A. Recommendations for the Design of X-ray Facilities and the Quality Assurance of Dental Cone Beam CT (Computed Tomography) Systems. HPA RPD Series Reports: Health Protection Agency, UK; SEDENTEXCT. RADIATION PROTECTION: CONE BEAM CT FOR DENTAL AND MAXILLOFACIAL RADIOLOGY. In: Horner K, editor: SEDENTEXCT; Lofthag-Hansen, S., A. Thilander-Klang, et al. (2008). "Calculating effective dose on a cone beam computed tomography device: 3D Accuitomo and 3D Accuitomo FPD." Dentomaxillofac Radiol 37(2): Ruben Pauwels et al., Development and applicability of a quality control phantom for dental cone-beam CT. (2011). SedentexCT: Radiation doses and risks of CBCT Statens strålevern Gendex