Indici di dose in MSCT
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<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong><br />
<strong>MSCT</strong><br />
(dr. Francesca<br />
Pietrobon<br />
U.O. Fisica Sanitaria<br />
Ospedale San Mart<strong>in</strong>o<br />
Belluno U.L.S.S. n. 1)
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
L’<strong>in</strong>troduzione delle <strong>MSCT</strong> ha riportato l’attenzione sul<br />
settore della tomografia computerizzata dopo anni <strong>di</strong><br />
prevalenza della RNM<br />
Interessanti applicazioni <strong>in</strong> campo car<strong>di</strong>ologico,<br />
neurologico e <strong>di</strong> pronto soccorso
L’aumento della collimazione ha messo <strong>in</strong> dubbio la<br />
correttezza della tra<strong>di</strong>zionale def<strong>in</strong>izione <strong>di</strong> CTDI<br />
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010
ICRU 74 – IAEA 457<br />
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
Dosimetria per la Tomografia Computerizzata<br />
• CT air kerma <strong>in</strong>dex C k (ICRU 74)<br />
• CT air kerma <strong>in</strong>dex C a (IAEA 457)<br />
• air kerma-lenght product P KL
ICRU 74 – IAEA 457<br />
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
Dosimetria per la Tomografia Computerizzata<br />
Confronto tecniche ed apparecchiature <strong>di</strong>verse<br />
• CT air kerma <strong>in</strong>dex C k (ICRU 74)<br />
• CT air kerma <strong>in</strong>dex C a (IAEA 457)<br />
• air kerma-lenght product P KL<br />
È <strong>di</strong>rettamente proporzionale alla <strong>dose</strong> efficace
(ICRU 74) La necessità <strong>di</strong><br />
armonizzazione ha portato ad una<br />
riflessione sulla def<strong>in</strong>izione delle varie<br />
grandezze dosimetriche<br />
p.es. kerma (senza backscatter) e <strong>dose</strong><br />
assorbita (presenza <strong>di</strong> backscatter)<br />
In con<strong>di</strong>zioni <strong>di</strong> equilibrio elettronico, la<br />
valutazione della <strong>dose</strong> assorbita <strong>in</strong> aria con<br />
fantocci PMMA è ben approssimata da<br />
misure <strong>di</strong> air kerma con camera <strong>di</strong><br />
ionizzazione nel fantoccio.<br />
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
“…when measured or calculated <strong>in</strong>side a phantom or a patient. In<br />
the latter case absorbed <strong>dose</strong> is the preferred quantity…”(ICRU 74)<br />
Per ora, utilizziamo ancora i term<strong>in</strong>i CTDI e DLP
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
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Venezia 19 novembre 2010<br />
Karpp<strong>in</strong>en et al.<br />
The <strong>dose</strong> lenght product (DLP) is the<br />
basic dosimetric quantity <strong>in</strong> CT (?)
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
L’<strong>in</strong>troduzione delle tecniche iterative agisce <strong>in</strong> l<strong>in</strong>ea<br />
<strong>di</strong> pr<strong>in</strong>cipio sul risparmio della <strong>dose</strong> ma è necessario<br />
procedere ad una raccolta sistematica dei dati per<br />
valutarne l’impatto sulla <strong>dose</strong> alla popolazione
Advanced<br />
Statistical<br />
Iterative<br />
Reconstruction<br />
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
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Venezia 19 novembre 2010<br />
ASIR <strong>di</strong>stretto mdc mm mA me<strong>di</strong>o CTDI Impact DLP Impact <strong>dose</strong> eff<br />
no torace no 287,5 278 13,4 383 6,8 pz1<br />
no torace si 287,5 278 13,4 383 6,8 pz1<br />
no addome no 215 560 27,1 582 13 pz2<br />
no addome si 220 551 26,6 586 13 pz2<br />
no addome si 220 551 26,6 586 13 pz2<br />
no addome si 220 572 26,7 587 11 pz2<br />
no torace/add no 290 574 27,7 804 16 pz3<br />
no addome si 390 713 34,5 1344 28 pz4<br />
si torace no 442 314 15,2 637 11 pz5<br />
si addome no 255 434 25,5 642 12 pz5<br />
si addome si 292 481 23,2 674 14 pz5<br />
si addome si 440 450 21,7 957 19 pz5<br />
si addome si 292 484 23,4 678 14 pz5<br />
si torace/add no 410 371 17,9 735 13 pz6<br />
si torace/add si 222 314 15,2 334 6,3 pz6<br />
si torace/add si 600 358 17,3 1038 20 pz6<br />
si torace/add si 222,5 331 16 360 8 pz6
Interesse per la registrazione automatica degli <strong>in</strong><strong>di</strong>ci <strong>di</strong> <strong>dose</strong><br />
contenuti nel <strong>dose</strong> report (SR Object Dicom Structured Reports)<br />
Esperienza <strong>di</strong> Tor<strong>in</strong>o<br />
Esperienza <strong>di</strong> Bologna<br />
Accuratezza dei valori degli <strong>in</strong><strong>di</strong>ci <strong>di</strong> <strong>dose</strong> registrati<br />
nel <strong>dose</strong> report<br />
• ICRU Report 74 30 – 50 %<br />
• legislazione f<strong>in</strong>landese 25%<br />
• gruppo <strong>di</strong> lavoro WG-12<br />
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
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Venezia 19 novembre 2010<br />
Dose Lenght Product è sensibile agli effetti dell’<br />
• overbeam<strong>in</strong>g<br />
• overrang<strong>in</strong>g<br />
• collimazione<br />
• <strong>in</strong>terpolazione degli algoritmi
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
Anche il s<strong>in</strong>cronismo tra la posizione del gantry , l’<strong>in</strong>izio <strong>di</strong><br />
emissione del fascio e la forma dell’ECG possono mo<strong>di</strong>ficare il<br />
valore del DLP dell’esame<br />
750<br />
700<br />
650<br />
600<br />
550<br />
500<br />
40 80 120 160 200 240 280
737<br />
800<br />
750<br />
700<br />
650<br />
600<br />
550<br />
500<br />
450<br />
400<br />
350<br />
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
579,88889<br />
579,33333<br />
579,55556<br />
580,11111<br />
578,88889<br />
579,33333<br />
581,44444<br />
582,22222<br />
582,22222<br />
581,44444<br />
580,88889<br />
583,22222<br />
582,88889<br />
582,11111<br />
582,11111<br />
580,88889<br />
580,66667<br />
580,44444<br />
581,22222<br />
582,55556<br />
679,66667<br />
722,66667<br />
737
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
Il fantoccio viene sospeso a pochi cm dal lett<strong>in</strong>o
Camera Wellhöfer WDCT – 16<br />
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
CDTI is def<strong>in</strong>ed exclusively for axial scann<strong>in</strong>g (AAPM 111)<br />
Acquisizione<br />
assiale<br />
1sec<br />
40 mm<br />
8i x 5 mm<br />
500 mA<br />
120 kV<br />
me<strong>di</strong>um<br />
body<br />
I20 – S15<br />
DLP GE<br />
=<br />
164,44<br />
mGycm<br />
DLP misurato<br />
=<br />
164,78<br />
mGycm<br />
CTDI GE<br />
=<br />
41,11 mGy<br />
41,1x4=<br />
164,44<br />
∆ =0,2%
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
Protocollo<br />
torace<br />
Helical<br />
0,5 sec<br />
40 mm<br />
2,5 mm<br />
Pitch 0,984<br />
Speed 78,75<br />
120 kV<br />
460 mA<br />
S0 – I200<br />
DLP GE<br />
=<br />
455,55<br />
mGycm<br />
DLP misurato<br />
=<br />
475,80 mGycm<br />
∆ =4,3%<br />
Protocollo<br />
addome<br />
Helical<br />
0,6 sec<br />
40 mm<br />
2,5 mm<br />
Pitch 0,984<br />
Speed 65,62<br />
120 kV<br />
550 mA<br />
S0 – I400<br />
DLP GE<br />
=<br />
1184,01<br />
mGycm<br />
DLP misurato<br />
=<br />
1211,32<br />
mGycm<br />
∆ =2,3%
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
Protocollo<br />
encefalo<br />
axial<br />
1sec<br />
20 mm<br />
5x4i<br />
120 kV<br />
300 mA<br />
I12,5 –<br />
S107,5<br />
DLP GE<br />
=<br />
805,42<br />
mGycm<br />
DLP misurato<br />
=<br />
756,79 mGycm<br />
∆ =6%<br />
Protocollo<br />
seni<br />
paranasali<br />
Helical<br />
0,4 sec<br />
20 mm<br />
0,625 mm<br />
Pitch 0,531<br />
Speed 26,41<br />
120 kV<br />
150 mA<br />
I43,5-S50,5<br />
DLP GE<br />
=<br />
249,22<br />
mGycm<br />
DLP misurato<br />
=<br />
233,83 mGycm<br />
∆ =6%
DLP = CDTI vol x total scan coverage<br />
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
“for helical scann<strong>in</strong>g, the total scan coverage will be<br />
longer than the image due to the hav<strong>in</strong>g to obta<strong>in</strong><br />
ad<strong>di</strong>tional scan views at both the beg<strong>in</strong>n<strong>in</strong>g and the<br />
end of a scan <strong>in</strong> order to heve sufficient data for<br />
recostruction of the end images” (Technical Reference Manual<br />
2009 LightSpee VCT)
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
elicoidale detector coverage 40 mm<br />
4000<br />
3500<br />
3000<br />
2500<br />
158,928<br />
283,08<br />
2000<br />
1500<br />
1000<br />
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450<br />
mm<br />
coverage speed = 39,37 mm/s<br />
total exposure time = 2,2 s<br />
39,37 x 2,2 = 86,61 mm<br />
358,97/8,66 = 41,45 mGy<br />
DLP GE =<br />
358,97<br />
mGycm<br />
CTDI GEvol =<br />
41,76 mGy<br />
DLP misurato =<br />
359,91 mGycm<br />
∆ =0.3%
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
prot. torace elicoidale 40 mm<br />
3700<br />
3200<br />
2700<br />
2200<br />
85,008<br />
373,296<br />
1700<br />
1200<br />
0 50 100 150 200 250 300 350 400<br />
coverage speed = 78,75 mm/s<br />
total exposure time = 3,13 s<br />
78,75 x 3,13 = 246,5 mm<br />
455,55/24,65 = 18,48 mGy<br />
DLP GE =<br />
455,55<br />
mGycm<br />
CTDI GEvol =<br />
18,49 mGy<br />
DLP misurato =<br />
475,80 mGycm<br />
∆ =4.3%
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
prot. seni paranasali elicoidale 20 mm<br />
4000<br />
3500<br />
3000<br />
2500<br />
119,28<br />
251,832<br />
2000<br />
1500<br />
1000<br />
0 50 100 150 200 250 300 350 400<br />
coverage speed = 26,46 mm/s<br />
total exposure time = 4,33 s<br />
26,46 x 4,33 = 114,6 mm<br />
249,22/11,46 = 21,75 mGy<br />
DLP GE =<br />
249,22<br />
mGycm<br />
CTDI GEvol =<br />
21,66 mGy<br />
DLP misurato =<br />
233,83 mGycm<br />
∆ =6%
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
prot. encefalo assiale 20 mm<br />
4200<br />
3700<br />
3200<br />
136,08<br />
281,4<br />
2700<br />
2200<br />
1700<br />
1200<br />
0 50 100 150 200 250 300 350<br />
coverage speed = 20 mm/s<br />
total exposure time = 7 s<br />
20x7=140mm<br />
805,42/14 = 57,53 mGy<br />
DLP GE =<br />
805,42<br />
mGycm<br />
CTDI GEvol =<br />
57,53 mGy<br />
DLP misurato =<br />
756,79 mGycm<br />
∆ =6%
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
Protocollo<br />
car<strong>di</strong>aco<br />
volumetrico<br />
Helical<br />
0,35 sec<br />
40 mm<br />
0,625 mm<br />
Pitch 0,22<br />
120 kV<br />
DLP GE<br />
=<br />
726,85<br />
mGycm<br />
∆ =0,4%<br />
DLP misurato<br />
=<br />
723,84<br />
mGycm
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
me<strong>di</strong>a su fantocio 60 bpm<br />
650<br />
600<br />
550<br />
500<br />
450<br />
400<br />
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
700<br />
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
50<br />
57,5<br />
65<br />
72,5<br />
80<br />
87,5<br />
95<br />
102,5<br />
110<br />
117,5<br />
125<br />
132,5<br />
140<br />
147,5<br />
10%<br />
40%<br />
70%<br />
700<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
Typical<br />
tchniques<br />
120 kV<br />
260 mA<br />
1sec<br />
40 mm<br />
Car<strong>di</strong>ac<br />
small<br />
32 cm<br />
Position A<br />
CTDI 100 =<br />
11,96 mGy<br />
Position B<br />
CTDI 100 =<br />
23,14 mGy<br />
Car<strong>di</strong>aco<br />
volumetrico<br />
120 kV<br />
495 mA<br />
0,35 sec<br />
pitch 0,22<br />
Position A<br />
CTDI 100 =<br />
7,97 mGy<br />
Position B<br />
CTDI 100 =<br />
15,41 mGy<br />
CTDI vol da tabella = 58,77 mGy<br />
CTDI vol da consolle = 53,8 mGy<br />
∆ =8,4%
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
pitch<br />
covarage time<br />
x total<br />
exposure time<br />
da immag<strong>in</strong>i<br />
CR<br />
helical 4 cm<br />
0,984<br />
8,58 cm<br />
12,5 cm<br />
helical 4 cm<br />
0,516<br />
8,10 cm<br />
12,3 cm<br />
helical 4 cm<br />
1,375<br />
10,39 cm<br />
14,2 cm<br />
helical torace<br />
0,984<br />
24,65 cm<br />
28,8 cm<br />
helical seni<br />
paranasali<br />
0,531<br />
11,46 cm<br />
13,3 cm<br />
assiale encefalo<br />
14 cm<br />
14,5 cm<br />
helical car<strong>di</strong>aco<br />
volumetrico<br />
0,22<br />
13,5 cm<br />
17,4 cm
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
scout<br />
protocollo torace<br />
S150 I 150<br />
10 mA<br />
120 kV<br />
A livello cute paziente <strong>di</strong> spessore 20 cm<br />
<strong>di</strong>mensione stimabile <strong>in</strong> 16 x 30 cm
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
kV<br />
10 mA<br />
20 mA<br />
50 mA<br />
80<br />
80 μGy<br />
160 μGy<br />
0,40 mGy<br />
100<br />
130 μGy<br />
270 μGy<br />
0,67 mGy<br />
120<br />
190 μGy<br />
290 μGy<br />
0,98 mGy<br />
140<br />
250 μGy<br />
510 μGy<br />
1,29 mGy
<strong>In<strong>di</strong>ci</strong> <strong>di</strong> <strong>dose</strong> <strong>in</strong> <strong>MSCT</strong><br />
Fisica Sanitaria: una professione multi<strong>di</strong>scipl<strong>in</strong>are<br />
Venezia 19 novembre 2010<br />
ed un r<strong>in</strong>graziamento particolare<br />
alla dott.ssa Bresciani ed al dott.<br />
Bonutti per l’<strong>in</strong><strong>di</strong>spensabile<br />
scambio <strong>di</strong> <strong>in</strong>formazioni
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