Minimalizácia nežiadúceho ožiarenia lekárskeho personálu a pacientov behom CT intervencií s aktívnym prístupom radiologického asistenta.

Bc. Marek KUCHTA

Master's thesis

Minimization of unwanted exposure of medical staff and patients during CT interventions with an active approach of a radiological technologist

Abstract:

Diplomová práca sa zaoberá minimalizáciou nežiadúceho ožiarenia primárne intervenujúcich lekárov, ale aj pacientov v priebehu intervenčného výkonu periradikulárna terapia (PRT), v bedrovokrížovej oblasti s využitím CT fluoroskopie. V priebehu "in vivo" meraní boli znižované expozičné parametre zo 120 kV / 60 mAs na 100 kV / 30 mAs a 100 / 20 mAs. Pri "in vitro" meraniach zo 120 kV na 100 kV a 80 kV. Dôvod znižovania radiačnej záťaže primárne pre intervenujúceho lekára je ten, že práve on je periodicky v priebehu intervenčných výkonov s využitím CT fluoroskopie exponovaný nežiadúcim rozptýleným žiarením. Dôvod prečo sa táto práca nezaoberá primárne znižovaním radiačnej záťaže pre pacienta je ten, že CT fluoroskopia tvorí iba 24 % z celkovej radiačnej záťaže, ktorou je exponovaný, preto samotná optimalizácia expozičných parametrov v priebehu CT fluoroskopie signifikantne neznižuje celkovú radiačnú záťaž pre pacienta z výkonu PRT. Merania boli vykonávané na prístroji CT Somatom Force (Siemens), pomocou elektronických dozimetrov DMC 2000 S a Unfors EDD - 30. Prvým cieľom diplomovej práce bolo optimalizovať radiačnú záťaž pre intervenujúceho lekára a pre pacienta, pomocou znižovania expozičných parametrov, ktoré môže radiologický asistent meniť a tým významne zasahovať do radiačnej záťaže, zároveň však aj do výsledného obrazu CT fluoroskopie. Ďalším cieľom bolo pri simulovanom meraní výkonu PRT "in vitro" a pomocou meraní pri výkonoch PRT "in vivo" poukázať na efekt znižovania expozičných parametrov na radiačnú záťaž, či už intervenujúceho lekára alebo pacienta. Tretím cieľom diplomovej práce bolo zistiť, či je pre intervenujúceho lekára zobrazenie pri optimalizovaných expozičných parametroch dostačujúce pre úspešné vykonanie PRT. Merania "in vitro" ukázali, že pri znížení napätia zo 120 kV na 100 kV vieme znížiť radiačnú záťaž pre pacienta plynúcu z CT fluoroskopie o 40 %, v prípade intervenujúceho lekára o 56 %. Ak znížime napätie zo 120 kV na 80 kV, znížime radiačnú záťaž pre pacienta plynúcu z CT fluoroskopie o 72 %. V prípade intervenujúceho lekára sme schopní znížiť radiačnú záťaž na telo o 87 % a na ruku o 73 %. Pomocou 50 meraní "in vivo" sme zistili, že pri znížení expozičných parametrov zo 120 kV / 60 mAs na 100 kV / 30 mAs a 100 kV / 20 mAs vieme znížiť radiačnú záťaž pre intervenujúceho lekára na telo o 73 % a 74 % a na ruku o 65 % a 79 %. Zároveň sme zistili, že znížením expozičných parametrov môžeme znížiť radiačnú záťaž pre pacienta plynúcu z CT fluoroskopie takmer o 70%. V dôsledku toho, že iba v menej ako 10% prípadov sme museli pri optimalizovaných expozičných parametroch zvyšovať či už napätie alebo elektrické množstvo, považujeme expozičné hodnoty 100 kV/ 30 mAs pre väčšieho pacienta a 100 kV / 20 mAs pre menšieho pacienta v rámci CT fluoroskopie za dostačujúce pre výkon PRT, no zároveň zásadne znižujúce radiačnú záťaž plynúcu z CT fluoroskopie pre intervenujúceho lekára, ale aj pacienta. V rámci CT intervencií pomocou CT fluoroskopie vedie aktívny prístup a spolupráca radiologického asistenta, ktorý manipuluje s expozičnými parametrami k ovplyvneniu finálneho obrazu CT fluoroskopie a k signifikantnému zníženiu radiačnej záťaže pre intervenujúceho lekára a pacienta.

Abstract:

This diploma thesis deals with minimization of unwanted exposure of interventional physicians primarily, but also of patients during CT fluoroscopy guided periradiculotherapy (PRT) in lumbosacral area. Exposure parameters were reduced during "in vivo" procedures from 120 kV / 60 mAs to 100 kV / 30 mAs and to 100 kV / 20 mAs depending on the lateral diameter of the patient. Exposure parameters were reduced during "in vitro" procedures from 120 kV to 100 kV and to 80 kV. The main reason why is this thesis primarily dedicated to interventional physicians is their periodical exposure to scattered radiation from interventional procedures. The reason why this thesis doesn't primarily optimizes radiation doses of patients is that, CT fluoroscopy makes up only 24 % of the total radiation dose of PRT procedure, so by optimizing exposure parameters of CT fluoroscopy we cannot reduce radiation doses of patients significantly enough. All measurements were performed on CT Somatom Force (Siemens), with electronic dosimeters DMC 2000 S and Unfors EDD - 30. The first objective of this thesis is to optimize radiation dose of interventional radiologist performing the PRT procedure and of patients by reducing exposure parameters that radiologic technologist can set to significantly reduce radiation dose and influence the image quality of CT fluoroscopy (with minimal degradation in image quality). The second objective is to point out how much reducing of exposure parameters can reduce the radiation dose of interventional radiologist and patient by measuring simulated PRT "in vitro", and PRT "in vivo". The third objective of this thesis is to find out, if optimized parameters aren't too low for performing the PRT procedure successfully. "In vitro" measurements show that, by reducing the voltage from 120 kV to 100 kV, the radiation dose of CT fluoroscopy for patients is reduced by 40 % and by 56 % for interventional radiologist. Reducing the voltage from 120 kV to 80 kV, leads to reduction in radiation dose of patients from CT fluoroscopy by 72 %. For interventional radiologist we can reduce the body dose by 87% and hand dose by 73 %. "In vivo" measurements during 50 PRT procedures show that reducing exposure parameters from 120 kV / 60 mAs to 100 kV / 30 mAs and to 100 kV / 20 mAs respectively, can lead to reduction of radiation dose of interventional radiologist's body by 73 % and 74 % respectively and for hand dose to 65 % a 79 % respectively. By this, we can also reduce the radiation dose of patients from CT fluoroscopy by almost 70 %. Because interventional radiologists asked for the increase of exposure parameters only in less than 10 % of optimized cases, we can assume that the optimised exposure parameters of 100 kV / 30 mAs for bigger patients and 100 kV / 20 mAs for smaller patients during PRT CT fluoroscopy are enough to achieve the adequate image quality meanwhile greatly reducing the radiation dose for both, interventional physicians and patients. During CT interventions using CT fluoroscopy, the active approach and cooperation of radiologic technologist, who can manipulate with exposure parameters, can significantly reduce the radiation dose and influence the final image quality.

Keywords

CT, počítačová tomografia, nízka dávka, CT fluoroskopia, PRT, periradikulárna terapia

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2023

Thesis defence

• Supervisor: MUDr. Radim Pavlík

Palacký University Olomouc

Faculty of Health Sciences

Master programme / field:
Imaging Technology in Diagnostic Radiology / Imaging Technology in Diagnostic Radiology