Dental Cone Beam CT Kvalitetskontrollarbeid (QA)
Dental Cone Beam CT Kvalitetskontrollarbeid (QA)
Dental Cone Beam CT Kvalitetskontrollarbeid (QA)
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Gerald Torgersen<br />
<strong>Dental</strong> <strong>Cone</strong> <strong>Beam</strong> <strong>CT</strong><br />
<strong>Kvalitetskontrollarbeid</strong> (<strong>QA</strong>)<br />
- hvilke parametere måler vi<br />
- hvorfor måler vi de og hva brukes resultatene til?<br />
- optimalisering og dosereduksjon<br />
- litt om doser
Parametere som måles ved en <strong>QA</strong><br />
• Rørspenning (kV)<br />
• Eksponeringstid (s)<br />
• Totalfiltrering (mmAl)<br />
• Dose<br />
– For alle disse<br />
• Repeterbarhet - konstanstest<br />
• Reproduserbarhet – teste forskjellige innstillinger (kV, mA, ..)<br />
• Spredt stråling i og utenfor båsen
<strong>QA</strong>-regime eksempel:<br />
Anbefalinger fra SEDENTEX<strong>CT</strong><br />
(utkast)<br />
RADIATION PROTE<strong>CT</strong>ION: CONE BEAM <strong>CT</strong> FOR DENTAL AND<br />
MAXILLOFACIAL RADIOLOGY; SEDENTEX<strong>CT</strong>; 2011
Dosebegreper – hva måles<br />
• Punktdose (ESAK 1 ) (mGy)<br />
• Dose-areal-produkt (DAP 2 ) (mGy·cm²)<br />
• Computed tomography dose index (<strong>CT</strong>DI) (mSv)<br />
• Doseutbyttet (dose/mAs)<br />
• Måles ikke ved <strong>QA</strong>:<br />
– Effektiv dose<br />
1<br />
Entrance surface air kerma<br />
2<br />
Egentlig Kerma Areal Produkt, men betegnelsen DAP mest utbredt
Effektiv dose<br />
• Et estimat på risiko for strålingsskader<br />
<strong>Dental</strong> CB<strong>CT</strong><br />
– Doser fra forskjellige undersøkelser blir sammenliknbare<br />
(berettigelse, optimalisering)<br />
– Doser fra undersøkelser kan sammenliknes med den<br />
naturlige bakgrunnsstrålingen<br />
Helkroppsdose<br />
Naturlig bakgrunnstråling (snitt 3,5 mSv/år)<br />
Kort om doser: Statens strålevern, Stråledoser og grenseverdier<br />
Graf: Statens strålevern
Dosemåling - <strong>QA</strong><br />
• Totaldosen for en undersøkelse fås fra:<br />
– Dose Areal Product (DAP/KAP)<br />
– Dose Length Product (DLP) (<strong>CT</strong>DI ×høyde av FOV)<br />
– Disse kan brukes til å estimere pasientdoser<br />
• Litteraturen 1,2 og strålevernet 3 heller til bruk av DAP<br />
– Så vi gjør som Strålevernet sier <br />
1<br />
Lofthag-Hansen, S., A. Thilander-Klang, et al. (2008).<br />
2<br />
Holroyd and Walker, 2010<br />
3<br />
Friberg, E. G. (2010). Krav for bruk av <strong>Cone</strong> <strong>Beam</strong> <strong>CT</strong> ved odontologiske<br />
virksomheter. Østerås, Statens Strålevern.
Dose-areal-produktet DAP<br />
• Definisjon: dosen hvor som helst langs strålefeltet<br />
ganger arealet strålefeltet har der<br />
• Enhet for eksempel mGy × cm²<br />
dose = 1<br />
Areal = 1<br />
X-ray<br />
d<br />
• Får samme verdi overalt (kvadratloven)<br />
• Punktdose på avstand d fra fokus<br />
Dose<br />
d<br />
DAP<br />
<br />
Stråleareal<br />
d<br />
dose = 1/4<br />
areal = 4<br />
dose = 1/9<br />
areal = 9<br />
2 d<br />
3 d<br />
• Gir oss et mål på den totale strålemengden som<br />
pasienten utsettes for i en undersøkelse<br />
• Brukes til å definere referansedoser
Dose-areal-produktet DAP<br />
• DAP kan brukes til å sammenlikne<br />
– Strålebelastning for prosedyrer på en enhet<br />
– Strålebelastning mellom forskjellige enheter<br />
• Pasientdose (effektiv) er avhengig av<br />
– Mengde stråling (DAP)<br />
– Størrelse på feltet<br />
– Hvor feltet «treffer»<br />
– Eksempel felt med samme DAP<br />
• Pasienten mottar like stor mengde stråling<br />
• den effektive dosen er forskjellig
CB<strong>CT</strong>/MD<strong>CT</strong> og konvensjonell dental<br />
radiologi - dose-eksempler<br />
Pauwels et al. 2010<br />
Kilder:<br />
1 Pauwels et al., 2010<br />
3 Ludlow and Ivanovic, 2008<br />
4 European guidelines on radiation<br />
protection in dental radiology:<br />
European Commission; 2004.<br />
5 Statens Strålevern<br />
6 Eget estimat
CB<strong>CT</strong>-bilder – bakgrunn<br />
• CB<strong>CT</strong> tar en rekke 2D-projeksjoner som settes<br />
sammen til et 3D bilde av en computeralgoritme<br />
MD<strong>CT</strong><br />
(tradisjonell <strong>CT</strong>)<br />
CB<strong>CT</strong>
CB<strong>CT</strong>-bilder – bakgrunn<br />
• Bildedata lagres som voxler (volumetric pixel)
Optimalisering - dose<br />
Økt oppløsning/<br />
mindre<br />
voxelstørrelse<br />
Økt maS/<br />
mindre støy<br />
Økt FOV<br />
høyere dose
Bildekvalitetsanalyse<br />
• Dette er et nytt felt<br />
• Standardmetoder til medisinsk <strong>CT</strong><br />
– Standardfantom (Catphan) mindre egnet til CB<strong>CT</strong><br />
• Kontrollfantomer og -protokoller fra leverandørene<br />
• Vi må selv utvikle metoder<br />
– Finne standardfantom<br />
– Bestemme hvilke parametere som skal måles<br />
– Bestemme hvordan disse skal måles<br />
• Måleprogram<br />
• Hvilke filtre brukes
Hva måler vi<br />
• Lavkontrastdetaljer<br />
– <strong>CT</strong>-tall (røntgentetthet av materialet)<br />
– Uniformitet<br />
– Støy<br />
• Contrast to noise ratio (CNR)<br />
• Noise power spectrum<br />
• Høykontrastdetaljer<br />
– Linjepar/mm – MTF – FWHM?<br />
– Geometrisk nøyaktighet (lengde)<br />
– Snittykkelse (?)<br />
• Annet<br />
– Artefakter (?)
Kvalitetsparametre<br />
• Kontrast – støy<br />
• Høykontrastoppløsning<br />
– Full width halv maximum (FWHM)<br />
– Modulation transfer function (MTF)
Sedentex<strong>CT</strong>-fantomet<br />
• Produsert av Leeds Test Objects Ltd<br />
– Egenskaper<br />
• GIGANTISK - diameter 16 cm<br />
• Tungvint å brukes på små FOV<br />
• DYRT<br />
• Måler alt<br />
• Automatisk analyse<br />
– Mer egnet for produsenter<br />
og utviklere av filtre og<br />
rekonstrusjonsprotokoller?<br />
Bilde © 2011 Leeds Test Objects Ltd<br />
Ruben Pauwels et al., Development and applicability of a<br />
quality control phantom for dental cone-beam <strong>CT</strong>. (2011).
Helt nytt enklere SEDENTEX<strong>CT</strong> fantom<br />
• interessant alternativ<br />
• mangler:<br />
• høykontrastdetalj<br />
• geometrisk nøyaktighet<br />
(lengde/vinkel)
Gendex-fantom<br />
• Leveres med enheten<br />
• Kan bestilles som reservedel<br />
• Tekniske data<br />
– PMMA-sylinder med innlegg av<br />
• Linjeparmønster (høykontrast og<br />
geometrisk nøyaktighet)<br />
• Lavkontrastdetaljer: LDPE, Teflon,<br />
PMMA, luft<br />
• PMMA-sokkel til støymåling<br />
Bilder: Gendex GXCB-500 Operators’ Manual
Modifisert Gendex-fantom<br />
• Tynn metalltråd festes på toppen<br />
– Egenskaper<br />
• Liten 5 x 7 cm<br />
• Kan brukes på de fleste FOV<br />
• Billig (tror jeg)<br />
• Måler mange ting<br />
• Automatisk analyse<br />
utvikles<br />
Tynn metalltråd
Eksempel I<br />
<strong>CT</strong>-number and noise<br />
Material HU<br />
Interslice<br />
STDEV STDEV<br />
Air -964 17 4,6<br />
PMMA (Center) -37 33 6,0<br />
Teflon 740 63 4,4<br />
PMMA -58 43 11,0<br />
LDPE -250 42 3,8<br />
50 Uniform disk - x-<br />
profile<br />
0<br />
-50<br />
-100<br />
-150<br />
-200<br />
-250<br />
1500<br />
1000<br />
500<br />
0<br />
HU<br />
STDEV<br />
-111 65<br />
-500
Eksempel II<br />
<strong>CT</strong>-number and noise<br />
Material HU STDEV<br />
Interslice<br />
STDEV<br />
Air -968 31 6,3<br />
PMMA (center) -169 41 97,6<br />
Teflon 615 55 30,7<br />
PMMA -117 36 29,5<br />
LDPE -278 36 21,2<br />
-1000<br />
0 Uniform disk -<br />
x-profile<br />
HU<br />
1000<br />
STDEV<br />
-288 83<br />
500<br />
0<br />
-500
Konstanskontroller<br />
• Utføres av radiograf/tannlege/klinikkpersonale<br />
– Frekvens: 1 – 2 månedlig?<br />
– Bruker produsentens protokoll<br />
– Loggføres<br />
– Fysiker/radiolog kontaktes ved mistanke om avvik
Til diskusjon<br />
• DAP/<strong>CT</strong>DI – noen uenig?<br />
• Bildekvalitetsfantomer – andre prosjekter?<br />
• Hva trenger vi å måle?<br />
– Dose/tekniske parametere<br />
– Bildekvalitet
Referanser<br />
• Friberg, E. G. (2010). Krav for bruk av <strong>Cone</strong> <strong>Beam</strong> <strong>CT</strong> ved odontologiske virksomheter. Østerås, Statens<br />
Strålevern.<br />
• Holroyd JR, Walker A. Recommendations for the Design of X-ray Facilities and the Quality Assurance of<br />
<strong>Dental</strong> <strong>Cone</strong> <strong>Beam</strong> <strong>CT</strong> (Computed Tomography) Systems. HPA RPD Series Reports: Health Protection<br />
Agency, UK; 2010.http://www.hpa.org.uk/Publications/Radiation/HPARPDSeriesReports/HPARPD065/<br />
• SEDENTEX<strong>CT</strong>. RADIATION PROTE<strong>CT</strong>ION: CONE BEAM <strong>CT</strong> FOR DENTAL AND MAXILLOFACIAL<br />
RADIOLOGY. In: Horner K, editor: SEDENTEX<strong>CT</strong>; 2011. http://www.sedentexct.eu/files/guidelines_final.pdf<br />
• Lofthag-Hansen, S., A. Thilander-Klang, et al. (2008). "Calculating effective dose on a cone beam computed<br />
tomography device: 3D Accuitomo and 3D Accuitomo FPD." Dentomaxillofac Radiol 37(2): 72-79.<br />
• Ruben Pauwels et al., Development and applicability of a quality control phantom for dental cone-beam <strong>CT</strong>.<br />
(2011).<br />
• Sedentex<strong>CT</strong>: Radiation doses and risks of CB<strong>CT</strong><br />
• Statens strålevern http://www.nrpa.no/<br />
• Gendex http://www.gendex-dental.com
Change language