Dosimetri av CT-skanner. Behov for anbefalinger

Dosimetri av CT-skanner. Behov for anbefalinger Hans Bjerke Gardermoen, 18.11.2014 www.nrpa.no

CTDI 100, c Dosimetry in CT ICRU REPORT 87 CTDI 100, p 1 cm CTDI a C K 1 N T K a z dz CTDI w C K,PMMA,w CT pitch factor 1 3 d N T C K,PMMA,100,c 2 3 C K,PMMA,100,p CTDI vol CTDI w / CT pitch factor C K,PMMA, w / CT pitch factor DLP CTDI vol L

CT-dosimetry with pencil chamber free in air NRPA calibration set up for 2 cm slit

CT-calibration at the NRPA (a) The reference pencil chamber, at 100 cm from the tube focus, on a plastic holder that is fastened on a stand. It is positioned 2 cm behind the 5x5 cm 2 square aperture. (b) The monitor chamber that can be used for determination of the irradiated time can be positioned here (it is not completely seen in the picture). (c) The filtration wheel for the different radiation qualities and a lead shutter behind

CT-dosimetry - calibration techniques At SSDL: The radiation qualities will be the RQTs (IEC 61267:2005) Standard Radiation Quality X-ray tube voltage kv Nominal added filter for RQT mm Cu 1. HVL mm Al RQT 8 100 0,2 6,9 RQT9 120 0,25 8,4 RQT10 150 0,3 10,1

Two approaches for CT dosimetry 100mm active length 0,3 mm active lenght CT ion chamber CT-SD16 solid state detector

CT-dosimetry with CTDP in phantom Exradin A3 CT-dose profiler (CTDP) eller Farmer kammer

RTI, Sweden: Barracuda & Piranha CT-SD16 Probe

Quality control program Example of a quality control program for a CT unit: Physical parameter Level of expertise Frequency Priority Remedial level Image noise A D/W H Baseline ± 20% B 1 y* H *more scans/parameters CT number values A D/W H Water: ± 10 HU Other materials ± 20 HU B 1 Y* H *more scans/parameters CT number uniformity B 1 y H > ± 1.5% CTDI A 1 y H Baseline ± 20% Irradiated slice thickness B 1 y H > ± 20% or 1 mm Image slice thickness B 1 y M > ± 20% or 1 mm High contrast resolution B 1 y H Baseline ± 20%

Dosimetry - CTDI in Perspex Phantoms Insert to plug holes Head phantom Body phantom (or annulus to fit over head phantom) 150 mm long

CT-dosimetry, spectre and HVL HVL~ between 5 and 9 mm Al

ICRU CT phantom and the beam From ICRU Report 87 3 x 20 cm sections, Ø=15 cm polyethylene

H(L) profiles CT dose as a function of phantom length

HVL measurements Traditional method Real-time method CT dose as a function of phantom length

Dosimetry - CTDI in air When commissioning a CT scanner, it is valuable to measure the CTDI in air under the following conditions: For all beam shaping filters For all nominal slice widths For all clinical kv settings For a range of scan times For a range of ma settings

CT-dosimetry 1. What is the x-ray installation team doing? 2. How are the medical physicist designing the acceptance test? 3. What measurements are in the control program? 4. Regulatory needs (collection of representative doses)? DLP CDTI vol How do we establish traceability for CT-dosimetry? Nordic statement from 2012: The triple A concept: Awareness, Appropriateness and Audit.

Protokoller for CTDI og DLP Trude sendte ut en e-post 12. september 2014 og ba om tilbakemelding om: 1. Har sykehuset protokoller/prosedyrer for måling av CTDI air og CTDI w? 2. Hvis ja, ber vi om at prosedyrene sendes elektronisk til undertegnende. 3. Brukes prosedyrene? 4. Hvis ja, ber vi også om at måleresultatene fra siste statuskontroll legges ved (tilstrekkelig med 1 som eksempel fra hver). 5. Hva slags detektor måler dere med (pennkammer, diode eller evt andre. Angi fabrikant)? 6. Ser dere spesielle utfordringer/problemer som finnes for CT-dosimetri?

Sendt til - svar fra Sendt til: Arne Erikson, Bengt-Erik Johansson, Per Johan Vikström Kristin Ramberg, Liv-Berit Moe, Rune Hafslund, Steinar Tveiten og Hilde Olerud Svar fra: Elisabeth U. Aasland (SUS), Arne Erikson (UNN), Anette Aarsnes (OUS), Kirsten Nygaard Bolstad (HUS), Erlend Andersen (SSK) og Kristin Ramberg.

Protokoller/prosedyrer for måling av CTDI air og CTDI w? HF Har Prosedyre Brukes Resultater SUS Ja Metodebok for CT mottaks- og statuskontroll Ja/RTI OUS Ja Metodebok Kvalitetskontroller CT Ja Ja UNN Ja CT 12 dose Ja Ja HUS Ja Stråleteknisk statuskontroll CT Ja Ja SSHF Ja OUS Ja Ja SOH Ja SIS Ja Ja Ja

Opplysningsside Mottaks- statuskontroll St Olavs hospital Excel ark fra SIS Danmark Kontrolltype: Statuskontrol Sykehus: St. Olavs Hospital Avdeling: AHL21CT Romnummer: 341.U1.036 Skanner-fabrikat: Siemens Skanner-type: Somatom Sensation 64 Registreringsnummer Merida nr: 685 Installasjonsdato: 08.01.2007 CT-Skanner AHL21CT Antall mulige kv 4 Antall fysiske filtreringer 2 (body/head) Måleutstyr til kv-målinger Raysafe XI kalibreringsdato 19.12.2012 kalibreringsdato 19.01.2014 Måleprobe til dosis-målinger Raysafe CT-probe kalibreringsdato 19.12.2012 kalibreringsdato 19.12.2012 Fantom til dosis-målinger Fluke CTDI Fantom til billedkvalitet Catphan 600 Software til billedkvalitetsanalyse CTQALite Dato for kontroll 31.07.2014 Kontroll utført av KR SEJ COW telefonnummer 93067325 emailadresse kristin.ramberg@stolav.no

Opplysningsside Mottaks- statuskontroll 0 Sygehus Utført av: KR SEJ COW St. Olavs Hospital Utført dato: 31. juli 2014 Fabrikat : Siemens Avdeling: AHL21CT Rum nr.: 341.U1.036 Reg.nr.: Merida nr: 685 Test: Dose CTDI w St. Olavs Hospital HF Statuskontrol Version: 1.0 Revideret den: 15.03.2012 Rørspænding [kv] 120 1 28,8 24x1,2 100 1 28,8 24x1,2 100 120 1 18 30x0,6 100 1 18 30x0,6 Rørspænding [kv] CTDI w - BODY-filter Kollimering [mm] CTDI w - HEAD-filter Kollimering [mm] Rørstrøm [ma] Rotationstid [s] mas 210 1 210 210 1 210 210 1 210 210 1 210 Rørstrøm [ma] Rotationstid [s] 80 1 18 30x0,6 190 1 190 100 1 100 18 30x0,6 190 1 190 120 1 18 30x0,6 380 1 380 Rørspænding [kv] Evaluering Målt værdi mod skannerværdi -5,6% -4,9% -5,6% Kalibreringsfaktor Ionkammernormering Detektorkonfiguration Kalibreringsfaktor Detektorkonfiguration Ionkammernormering CTDI w - Siemens anbefalte innstillinger: Body + Head mas CTDI vol -målinger [mgy] Center Perifer kl. 12 Perifer kl. 15 2,568 4,707 4,555 4,492 4,52 1,451 2,697 2,7 2,568 2,684 1,668 3,135 3,016 2,974 2,993 0,96 1,786 1,796 1,708 1,781 Center Perifer kl. 15 Perifer kl. 18 CTDI vol -målinger [mgy] Perifer kl. 12 Perifer kl. 18 Perifer kl. 21 Perifer kl. 21 1,341 1,412 1,433 1,431 1,371 2,823 2,916 2,949 2,945 2,836 9,291 9,591 9,646 9,678 9,34 Modtagekontrol Beregnede værdier CTDI w [mgy] CTDI w /mas [mgy] 13,5 0,065 7,8 0,037 14,3 0,068 8,3 0,040 Modtagekontrol Beregnede værdier CTDI w [mgy] CTDI w /mas [mgy] 7,7 0,041 16,0 0,084 52,6 0,138 Modtagekontrol Beregnede værdier Aflæst værdi CTDI vol (skanner) [mgy] 14,15 8,23 15,14 8,8 Aflæst værdi CTDI vol (skanner) [mgy] 8,17 16,83 55,75 Evaluering Målt værdi mod skannerværdi -4,3% -4,7% -5,5% -5,4% CTDI vol -målinger [mgy] Aflæst værdi Evaluering CTDI vol Målt værdi Kalibreringsfaktonormering [mm] konfiguration kl. 12 kl. 15 kl. 18 kl. 21 [mgy] [mgy] [mgy] værdi Ionkammer- Kollimering Detektor- Perifer Perifer Perifer CTDI CTDIw /mas Rørstrøm [ma] Rotationstid [s] mas Center Perifer w (skanner) mod skanner- 120 1 100 28,8 24x1,2 440 0,5 220 2,68 5,045 4,781 4,565 4,724 14,2 0,064 14,83-4,5% 120 1 100 28,8 24x1,2 330 1 330 11,95 12,38 12,49 12,5 12,08 42,4 0,129 45,41-6,5%

Opplysningsside Mottaks- statuskontroll St. Olavs Hospital HF Statuskontrol 0 Sygehus Utført av: KR SEJ COW St. Olavs Hospital Utført dato: 31. juli 2014 Fabrikat : Siemens Avdeling: AHL21CT Rum nr.: 341.U1.036 Reg.nr.: Merida nr: 685 Test: Dose CTDI w Version: 1.0 Revideret den: 15.03.2012 Statuskontrol Modtagekontrol CTDI w - BODY-filter Oplysninger CTDI vol -målinger CTDI [mgy] vol -målinger [mgy] Beregnede værdier Beregnede Aflæst værdier værdi Aflæst værdi Evaluering Evaluering CTDI vol Perifer Perifer CTDI CTDI w /mas Center CTDI Målt værdi Målt værdi Rørspænding Kalibreringsfaktor [mm] konfiguration mas CTDI w CTDI w /mas vol Ionkammernormering 12 15 kl. 18 kl. 21 Kollimering Detektor- Rørstrøm [ma] Rotationstid [s] w (skanner) skannerværdi [kv] Kalibreringsfaktor normering kl. 12 kl. 15 kl. 18 kl. 21 [mgy] [mgy] [mgy] Ionkammer Perifer Perifer Perifer Center Perifer (skanner) mod skannerværdi [mgy] kontrol mod modtage- [mgy] 120 1 28,8 24x1,2 2101 1 2,532104,676 4,574 2,568 4,456 4,707 4,439 4,555 4,492 13,4 4,52 0,064 13,5 14,15 0,065-5,1% 14,15-0,9% -4,3% 100 1 28,8 24x1,2 2101 1 1,455 2102,702 2,752 1,451 2,688 2,697 2,666 2,7 2,568 7,92,684 0,038 7,8 0,037 8,23-3,5% 8,23-4,7% 1,2% 100 100 120 1 18 30x0,6 2101 1 1,685 2103,007 3,047 1,668 2,884 3,135 3,016 2,96 2,974 14,12,993 0,067 14,3 15,14 0,068-6,6% 15,14-1,2% -5,5% 100 1 18 30x0,6 2101 1 0,966 2101,874 1,828 0,96 1,724 1,786 1,783 1,796 1,708,5 1,781 0,040 8,3 0,040 8,8-3,8% 8,8-5,4% 1,7% Statuskontrol Modtagekontrol CTDI w - HEAD-filter Oplysninger CTDI vol -målinger CTDI [mgy] vol -målinger [mgy] Beregnede værdier Beregnede Aflæst værdier værdi Aflæst værdi Evaluering Evaluering CTDI CTDI vol Rørspænding Kalibreringsfaktonormering [mm] konfiguration faktor normering kl. 12 kl. 15 kl. 18 12 kl. 21 15 kl. [mgy] 18 kl. 21 [mgy] [mgy] [mgy] værdi [mgy] kontrol værdi Ionkammer- Kollimering Detektor- Perifer Perifer CTDI w CTDI vol Målt værdi Målt værdi Kalibrerings- Ionkammer CTDI CTDI w /mas Rørstrøm [ma] Rotationstid [s] mas Center w /mas Center Perifer Perifer Perifer Perifer w (skanner) mod (skanner) skanner- mod modtage- skanner- [kv] 80 1 18 30x0,6 190 1 190 Utgår 1,341 på status 1,412 1,433 1,431-1,371 7,7-0,041 8,17 - -5,6% - 100 1 100 18 30x0,6 190 1 100 1 2,874 1902,957 2,981 2,823 2,916 2,98 2,883 2,949 2,945 16,22,836 0,086 16,0 16,83 0,084-3,5% 16,83-4,9% 1,5% 120 1 18 30x0,6 380 1 1 9,361 3809,572 9,598 9,291 9,687 9,591 9,364 9,646 9,678 52,7 9,34 0,139 52,6 55,75 0,138-5,4% 55,75-5,6% 0,2% Statuskontrol Modtagekontrol CTDI w - Siemens anbefalte innstillinger: Body + Head Oplysninger CTDI vol -målinger CTDI [mgy] vol -målinger [mgy] Beregnede værdier Beregnede Aflæst værdier værdi Aflæst værdi Evaluering Evaluering CTDI vol Rørspænding Kalibreringsfaktonormering [mm] konfiguration faktor normering kl. 12 kl. 15 kl. 18 12 kl. 21 15 kl. [mgy] 18 kl. 21 [mgy] [mgy] [mgy] værdi [mgy] kontrol værdi Ionkammer- Kollimering Detektor- Perifer Perifer CTDI w CTDIw /mas Rørstrøm [ma] Rotationstid [s] mas Center Målt værdi Målt værdi Ionkammer Perifer Perifer Perifer Perifer CTDI Center w CTDI w /mas vol Kalibrerings- (skanner) mod (skanner) skanner- mod modtage- skanner- [kv] 120 1 100 28,8 24x1,2 440 1 0,5 2,656 2205,026 4,814 2,68 4,812 5,045 4,675 4,781 4,565 14,34,724 0,065 14,2 14,83 0,064-3,9% 14,83-4,5% 0,7% 100 120 1 100 28,8 24x1,2 330 1 1 330 Utgår 11,95 på status 12,38 12,49 12,5-12,08 42,4-0,129 45,41 - -6,5% -

Dosimetriutstyr, type, målenheter Det var ellers store mangler i prosedyrene med hensyn til angivelse av: Fabrikant, type utstyr og serienummer. Noe mer info fra kommentarer. Manglende enheter på dosimetristørrelser både i prosedyre og rapporter. Usikkerhet i målingene var ikke angitt.

Detektor problemer i CT dosimetri HF Detektor Problem SUS Piranha og CT Dose Profiler Ikke tilgang på «Service på CT» OUS RTI Barracuda + pennkammer Unfors 10 cm + utlesningsenhet Kobling av CTDI og SSDE Doseberegn. med autom. dosemod UNN Unfors Xi External Detector CT Ikke helikalt skann ikke standardiserte målinger HUS Unfors Xi External Detector CT Måler med sekvensielle snitt, mens det brukes helikale protokoller SSHF SOH Pennkammer RaySafe (XI CT detector) Raysafe (tidligere Unfors), med tilhørende CT-probe. Estimering av effektivdose, pasientstørrelse, AEC, helkale opptak Manualer er ikke forklarende for beregnet stråledose.

Eksempel på usikkerhet: Dose til foster etter CT-undersøkelse Antar at du beregner forsterdose til 70 mgy. Videre antas følgende: Du har ikke kalibrert kammer Du har målt opp med smalt fantom (L=15 cm) Du godtar CTDI ± 20% Rektangelfordelt ± 20% vil gi usikkerhet 20%/ 3 = 11,5 % ± 10% (k=1) + 20% ± 11,5% (k=1) Sum ± 25% (k=1) Hva er usikkerheten i målingen din? ± 50% (95 % konfidensintervall, k=2) Fosterdose er (70 ± 35) mgy

Dose til foster etter CT-undersøkelse Antar at du beregner forsterdose til 70 mgy. Videre antas følgende: Du har kalibrert kammer Du har målt opp med langt fantom Du godtar CTDI ± 20% ± 2% (k=1) ± 1% (k=1) ± 11,5% (k=1) Sum ± 12% (k=1) Hva er usikkerheten i målingen din? ± 24% (95 % konfidensintervall, k=2) Fosterdose er (70 ± 17) mgy

Anbefalinger 1. Kjøp ICRU report 87 Radiation Dose and Image-Quality Assessment in Computed Tomography, 2012 2. Last ned SIS: Protokol for modtage- og statuskontrol af CTskannere, Sundhedsstyrelsen, 2012 3. Vurder å bruke Excelark fra SIS laget av Asbjørn Seegert. (Anbefalt av St Olavs) Hvis dere har programmer som følger med detektor be om å få eksport-fil som kan importeres i ark fra SIS. 4. Kalibrer CT-kammer jevnlig (vi tilbyr dette). 5. I tillegg anbefales å besøke hverandre for å sammenligne måleutstyr og målemetoder. Arranger dosimetriseminar med praktisk CT-måling.

Buy this and read it!! http://jicru.oxfordjournals.org/content/current