Některé mylné představy spojené s volbou pitch faktoru

Nejmodernější CT skenery nabízejí mnoho možností, které napomáhají nastavení optimálních technických parametrů, od automatické volby napětí a proudu, přes přesnější pozici pacienta až po protokol na aplikaci kontrastní látky. V podstatě se dá říct, že v této oblasti jde vývoj směrem „push button“, tj. že nastavení parametrů a s tím související kvalita obrazu budou provedeny pouze v závislosti na klinické indikaci, kterou přednastaví radiolog ve spolupráci s radiologickým asistentem a případně technikem. Tím by mělo být dosaženo maximálního možného poklesu v počtu vzniklých nediagnostikovatelných CT vyšetření. Ačkoliv jde vývoj v CT zobrazení tímto směrem, stále je potřeba znát základní parametry a vědět jak ovlivňují dávku pacientovi a kvalitu obrazu. Mezi základní parametry patří i pitch faktor.

Při volbě pitch faktoru je potřeba vědět, jak se s měnící se hodnotou mění i dávka pacientovi. Obecně panují dva nesprávné názory o tom, čeho lze dosáhnout změnou pitch faktoru. Jeden názor je ten, že s rostoucí hodnotou pitch faktoru klesá dávka. Druhý pak ten, že s volbou pitch faktoru menšího než 1 dochází k nárůstu dávky. Někdy tyto názory platí, jindy nikoliv. Proto se nyní podíváme na tyto mylné názory detailněji.

1) Vyšší hodnota pitch faktoru vede k poklesu dávky pacientovi

U moderních CT skenerů neovlivňuje pitch faktor díky expoziční automatice (AEC) dávku pacientovi ani šum v obraze, takže snaha snížit dávku pacientovi zvýšením pitch faktoru není efektivní. Dávka a šum jsou určeny nastavením AEC přímo od výrobce. Zvýší-li se hodnota pitch faktoru, dojde díky AEC automaticky ke zvýšení proudu rentgenky tak, aby dávka a šum zůstaly konstantní, tak jak bylo původně zvoleno v referenčním nastavení. Pro GE je relevantním parametrem „noise index“, pro Toshibu standardní odchylka (SD), pro Siemens a Philips referenční hodnota mAs (efektivní mAs) nebo mAs na jeden řez. Pro AEC všech výrobců platí, že dávka pacientovi narůstá s rostoucí velikostí pacienta (velikostí je zde myšlena plocha průřezu pacienta).

Je-li na CT skeneru využívána AEC, pak pro snížení dávky pacientovi je nutné provést následující kroky:

V nastavení AEC zvýšit šum nebo SD nebo snížit hodnotu efektivní mAs nebo mAs na jeden řez v závislosti na každém skeneru.

  • Pro CT skenery využívající noise index nebo SD pro řízení AEC je při snížení dávky určitým faktorem nutné počítat se zvýšením šumu. Zvýšení šumu je úměrné druhé odmocnině tohoto faktoru. Například chceme-li snížit dávku 2x, SD vzroste √2x.
  • Pro CT skenery využívající efektivní mAs nebo mAs na jeden řez pro řízení AEC je pro snížení dávky určitým faktorem nutné snížit mAs úměrně tomuto faktoru. Například při požadavku na snížení dávky 2x je potřeba efektivní mAs nebo mAs na jeden řez snížit dvakrát.

Nakonec je vhodným krokem snížení času rotace rentgenky, ale pouze na takovou úroveň, aby skener poskytoval dostatečný proud. Tento krok neovlivní dávku dávku pacientovi, ale automatickým zvýšením proudu a zkrácením rotačního času rentgenky lze zlepšit kvalitu obrazu.

Je-li CT skener využíván v manuálním módu, tj. mAs nebo proud jsou voleny ručně, platí následující:

  • Na CT skenerech, na kterých je proud a rotační čas volen manuálně, vede zvýšení pitch faktoru ke snížení dávky pacientovi. Stejného snížení dávky může být dosaženo i snížením proudu nebo zkrácením rotačního času stejným faktorem, jakým je zvýšen pitch faktor. Taktéž opačně, změny odpovídající snížení pitch faktoru může být dosaženo zvýšením proudu nebo prodloužením rotačního času rentgenky. Snížení času rotace rentgenky je mnojem lepší volba než zvýšení pitch faktoru, protože nedochází k degradaci výsledného obrazu.
  • Je-li na CT skeneru nastavována hodnota efektivní mAs nebo mAs na jeden řez, pak změna pitch faktoru nebude mít vliv na dávku pacientovi. Pro tyto CT skenery je zvýšením pitch faktoru automaticky zvýšena hodnota proudu, aby se udržela hodnota efektivní mAs konstantní, dávka a šum v obraze tedy zůstávají taktéž konstantní.

2) Pitch faktor menší než 1 vede ke zvýšení dávky v důsledku přezařování

Je pravdou, že spirální skenování téměř s jakýmkoliv pitch faktorem vede k nehomogennímu ozáření pacienta, z důvodu buď překrývajících se skenů (overlaps) nebo z důvodu mezer mezi jednotlivými řezy (gaps). Nicméně ať je pitch faktor jakýkoliv, všechny nasbíraná data jsou použita k rekonstrukci obrazu, tedy s výjimkou skenovaných oblastí na začátku a na konci objemu (overscanning, overranging). Při překrývání skenů neplatí, že by některá data byla nadbytečná a tudíž pacient byl ozařován zbytečně.  V souvislosti s dávkou pacientovi a šumem v obraze platí, že zvýšení pitch faktoru o určitou hodnotu má stejný vliv jako snížení proudu o tuto stejnou hodnotu.

Mylná představa, že pitch faktor menší než 1 způsobuje zbytečné ozáření, vedla ke vzniku doporučení, že v pediatrické radiologii by měly být děti skenovány s velkých pitch faktorem, aby byla dávka menší. Jak bylo již uvedeno výše, existuje několik kroků, které vedou ke snížení dávky, avšak volba vyššího pitch faktoru není nejlepší volbou. Kde má však informace, že pitch faktor menší než 1 vede k přezáření pacientů, svůj původ? Pravděpodobně na počátku zavedení spirálního náběru dat na jednořezových CT skenerech.

Na mnohořadých CT skenerech v manuálním nastavení platí, že dávka je nepřímo úměrná pitch faktoru, ale šum v obraze narůstá významně s rostoucím pitch faktorem. Je to v důsledku spirálních interpolačních algoritmů využívaných při rekonstrukci obrazu.

Závěr
Zvýšení pitch faktoru není v současné době efektivním ani jediným způsobem, jak snížit dávku pacientovi. Neplatí, že hodnoty pitch faktoru menší než 1 vedou k přezařování pacientů. Obraz pořízený s nízkým pitch faktorem může poskytovat srovnatelnou nebo dokonce vyšší kvalitu, ať už s použitím AEC nebo manuálního nastavení. Současné snížení pitch faktoru a rotačního času o stejnou hodnotu vede k redukci spirálních a pohybových artefaktů bez nárůstu doby vyšetření. Použití menšího pitch faktoru u větších pacientů vede ke zlepšení kvality obrazu díky tomu, že je možné použít vyšší hodnotu mAs, avšak při prodloužení doby vyšetření. Nicméně nízké hodnoty pitch faktoru nejsou vhodné pro všechny typy vyšetření, nehodí se např. pro vyšetření plic z důvodu dýchání nebo pro vyšetření, při kterých by odtekla kontrastní látka příliš rychle.

Použitá literatura:
Mahesh M, Morin RL. The correct selection of pitch for optimal CT scanning: Avoiding common misconceptions. Journal of American College of Radiology, 2015; 12(4):423-424
American Association of Physicists in Medicine. AAPM CT lexicon. Version 1.3. Zpřístupněno 15.1.2015

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *