redução da dose de radiação na tomografia

Redução de Dose de Radiação na TC

A2: Marcelo Madureira MontroniPreceptor: Gustavo Pinto

TC Multidetectores

• Método cada vez mais disponível.

• Útil nas diversas regiões do corpo.

• Rápido.

• Alta acurácia diagnóstica.

Tamm, Radiographics. 2011; 31(7):1823-32

Aumento nos Exames de TC:

Nos EUA:• 1980: 3 milhões de exames.• 2010: 70 milhões de exames.

Aumento da Frequência dos Exames de TC:

• 33% mais de 5 exames de TC na vida. • 5% mais de 22 exames de TC na vida.• 1% mais de 38 exames (chegando até 132).• Mais comum em condições crônicas (neoplasia) e sintomas recorrentes

(litíase, Chron, cefaléia).

US Department of Health na Human Services 2011Sodickson. Radiology. 2009 Apr; 251 (1): 175- 84

TC corresponde a apenas 17% de todos os exames radiológicos, mas....

Sodickson. Radioll Clin North Am. 2012 Jan; 50(1):1-14

TC e Câncer

• 1,5-2,0% de todos os cânceres estão relacionados a radiação por exames de TC e 1/3 de todas as TC são desnecessárias.

Brenner. N Engl J Med. 2007 Nov 29;357(22): 2277-84

• 1,0% dos cânceres dos EUA são decorrentes da radiação de exames radiológicos.

Amis. J Am Coll Radiol. 2007 May; 4(5):272-84

• TC em criança triplica o risco de leucemia e tumor cerebral.

Pearce.Lancet.2012 Aug 4;380(9840):499-505

Maneiras de Diminuir a Dose de Radiação

• Redução do mAs, kV.

• Extensão do estudo.

• Aumento do Pitch.

• Filtros de Imagens.

• Controle Automático de Exposição.

• Algoritmo de Reconstrução Iterativo.

Kubo. AJR. 1998 Feb; (190):335-343

Redução do Potencial do Tubo (kV)

• Reduz a dose, especialmente em pacientes de menor peso

• 120 kV → 90 kV não altera a detecção de lesões em pacientes abaixo de 80 kg

Yu. Imaging Med. 2009 Oct; 1 (1):65-84Schindera. Radiology. 2008 Jan; 246(1): 125-32

Pitch

• Dose é inversamente proporcional ao pitch.

Controle Automático de Exposição

• Ajusta automaticamente a corrente do tubo pela diferença das densidades do corpo.

Algoritmo de Reconstrução Iterativo

• Técnica avançada de pós-processamento de imagem.

• Dados fonte repetidamente revisados de acordo com modelos de análise de dados.

– Reduz o ruído das imagens obtidas com menor mAs.

Winklehner. Eur Radiol. 2011 Dec; 21(12):2521-6Tamm. Radiographics. 2011 Nov-Dec; 31(7):1823-32

• Atualmente há um interesse crescente na redução da dose de radiação nos exames de TC.

• Foram desenvolvidos algoritmos de reconstrução buscando ↓ ruído da imagem em exames de baixa dose.

Processamento 3D Adaptativo Iterativo para Dose Reduzida e Dose Baixa na TC de Pulmão: Comparação com TC de Dose Padrão para

Redução do Ruído de Imagem e Achados Radiológicos

Yoshiharu Ohno¹,², Daisuke¹,³, Tomonori Kanda¹,³, Takeshi Yoshikawa¹, Sumiaki Matsumoto¹, Naoki Sugihara4, Kazuro Sugimura¹

¹Departamento de Radiologia da Escola de Medicina da Universidade de Kobe; ²Departamento Avançado de Pesquisa Biomédica da Universidade de Kobe,

³Departamento de Radiologia do centro para o câncer de Hyogo, 4Toshiba Medical Systems, Othawara, Tochigi, Japão

AJR 2012, fev, volume 199:477-485

Introdução

• A Toshiba Medical Systems desenvolveu um novo sistema iterativo adaptativo para redução de dose usando um algoritmo de processamento 3D (AIDR 3D).

• Evita o tempo de reconstrução prolongado.

• O AIDR 3D melhora a relação de sinal/ruído.

Introdução

• Preserva a resolução espacial e produz um aspecto natural das imagens.

• O objetivo do estudo foi determinar a utilidade do AIDR 3D para a redução do ruído da imagem e avaliação dos achados radiológicos de patologias pulmonares.

Materiais e Métodos

• Prospectivo.• Aprovado pela Diretoria do Hospital

Universitário de Kobe. • Consentimento informado de todos os

pacientes.

Materiais e Métodos• Doenças

CA

Enfisema

DIP

Asbestose

Gran. O

MtX

Timoma

Esclerodermia

Gran.

AR

TB

Criptococose

DMTC

0 2 4 6 8 10 12

Número

Protocolo da TC

• Todos os exames foram realizadas com TC de 16 ou 64 detectores ( Aquilion 16 ou 64 , Toshiba Medical Systems).

• A imagem TC do tórax foi obtida com uma única apneia.

• Realizados exames com 3 diferentes corrente do tubo (150, 50 e 25 mAs).

Protocolo da TC

– Tensão de pico do tubo: 120 kV

–Velocidade do gantry/rotação: 0,5 s

–Colimação: 16 ou 64 × 0,5 mm

–Pitch: 0,83/0,94

Protocolo da TC• 3 arquivos de dados brutos obtidos com o

mesmo tamanho para os 37 pacientes.

150 mAs

sem AIDR 3D

50 mAs sem AIDR 3D

com AIDR 3D

25 mAs sem AIDR 3D

com AIDR 3D

Protocolo da TC

• Foram reconstruídas todas as imagens de TC sem e com AIDR 3D, para a janela de pulmão e mediastino.

• 10 conjuntos de dados para cada paciente.

• Foram reconstruídas imagens de TC com cortes de espessura 1 mm e gerado total de 370 conjuntos de dados neste estudo.

Análise de Imagem

• Imagens de TC: randomizadas e revisadas. • 2 radiologistas com especialidade em tórax, sendo um com

10 anos e outro com 21 anos de experiência.

• PACS (Shadow Quest, Yokogawa Eletronics).

• Os radiologistas avaliaram as imagens sem acesso a informações sobre os diversos protocolos.

Análise de Imagem

Níveis avaliados

Ápices pulmonares

Arco aórtico

CarinaÁtrio Esquerdo

Bases pulmonares

Avaliação qualitativa e quantitativa da qualidade de imagem

Análise de Imagem

Avaliação Qualitativa da Imagem

1 Não diagnosticado

2 Pobre

3 Aceitável

4 Bom

5 Excelente

Análise de Imagem

Comparação entre TC dose padrão e TC outras doses

1 Ausente

2 Provavelmente Ausente

3 Equivocada

4 Provavelmente Presente

5 Presente

Análise de Imagem

Janela de pulmão

Enfisema pulmonar

Opacidade em vidro-fosco

Opacidade reticular

Espessamento dos septos interlobulares

Bronquiectasia

Faveolamento

Nódulos pulmonares

Análise de Imagem

Janela de mediastino

Aneurisma

Calcificação coronariana

Derrame pericárdico

Derrame pleural

Espessamento pleural

Calcificação Pleural

Linfadenopatia

Análise Estatística

• O teste de Fisher de avaliação quantitativa e qualitativa para determinar a utilidade do AIDR 3D.

• Teste de kappa para concordância interobservador e para adequação na prática radiológica do AIDR 3D.

• Valor de p ≤ 0,05 foi considerado significativo.

ResultadosJanela de pulmão Ruído de Imagem (HU)

TC de dose padrão 31,4 +/-12,6

TC de dose reduzida sem o AIDR 3D 48,4 +/17,8

TC de dose reduzida com o AIDR 3D 30,1 +/- 10,1

TC de dose baixa sem o AIDR 3D 66,7 +/- 26,9

TC de dose baixa com o AIDR 3D 32,1 +/- 7,5

Janela de mediastino

TC de dose padrão 9,8 +/- 12,6

TC de dose reduzida sem o AIDR 3D 12,7 +/- 10,8

TC de dose reduzida com o AIDR 3D 9,0 +/- 10,9

TC de dose baixa sem o AIDR 3D 15,7 +/- 7,4

TC de dose baixa com o AIDR 3D 9,6 +/-6,2

Avaliação Quantitativa de Imagem

Resultados150 mAs 50 mAs s/ AIDR 3D 50 mAs c/ AIDR 3D

25 mAs s/AIDR 3D 25 mAs c/AIDR 3D

Resultados150 mAs 50 mAs s/ AIDR 3D 50 mAs c/ AIDR 3D

25 mAs s/AIDR 3D 25 mAs c/AIDR 3D

Resultados150 mAs 50 mAs s/ AIDR 3D 50 mAs c/ AIDR 3D

25 mAs s/AIDR 3D 25 mAs c/AIDR 3D

Resultados• Os resultados indicam que a concordância interobservadores

foram substanciais ou quase perfeita ( κ ≥ 0,72). • A concordância para enfisema, faveolamento, nódulos,

opacidade em vidro fosco e bronquiectasias foi quase perfeita ( κ > 0,81 ).

• A concordância para opacidade reticular e espessamento dos septos interlobulares foi moderada, substancial ou quase perfeita ( κ ≥ 0,72 ), respectivamente.

• A concordância entre TC de dose padrão e outras, na janela mediastinal, foi quase perfeita ( κ > 0,81 ).

Discussão• Foram prejudicadas a detecção de opacidade

reticular e espessamento dos septos interlobulares na TC de 25 mAs, mesmo com o AIDR 3D.

• Não houve perda de achado radiológico com 50 mAs e o uso do AIDR 3D.

• O AIDR 3D é útil para a redução de dose de radiação na TC de tórax em conjunto com melhora significativa da qualidade de imagem e do ruído de imagem.

Critérios de Avaliação• Tipo: original• Método: prospectivo• Material: claro

• parâmetros de inclusão e exclusão: adequado • tamanho da amostra: pequena

• Técnica de exame utilizada: experimental• Características dos examinadores e nível de experiência: adequado• Critérios radiológicos para análise do material estudado: claros e objetivos• Método estatístico utilizado: adequado• Forma de apresentação dos resultados e qualidade das tabelas : claras• Qualidade das imagens: boa• Originalidade do trabalho: boa• Conclusões coerentes com os objetivos: sim