• No results found

Mätning av bildkvalitet och stråldos vid olika avstånd mellan objekt och detektor

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Mätning av bildkvalitet och stråldos vid olika avstånd mellan objekt och detektor"

Copied!
47
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

Mätning av bildkvalitet

och stråldos vid olika

avstånd mellan objekt

och detektor

HUVUDOMRÅDE: Radiografi

FÖRFATTARE: Joakim Gustafsson & Josef Lindberg HANDLEDARE: Anna Bjällmark & Andreas Engström EXAMINATOR: Britt-Marie Ahlander

JÖNKÖPING: 2020 maj

(2)

Förord

Vi vill framföra ett stort tack till Andreas Engström, vår handledare under datainsamlingen på Skaraborgs Sjukhus Skövde. Han har bidragit med idén till projektet, delat med sig av sin erfarenhet inom området och medverkat till att genomlysningsutrustningar har ställts till förfogande för detta examensarbete.

Vi vill även tacka de medverkande personerna vid granskningstillfället samt

röntgenpersonalen i Skövde och Lidköping som har hjälpt till att hantera modaliteterna.

Jönköping maj 2020

Josef Lindberg Joakim Gustafsson

(3)

Sammanfattning

För röntgensjuksköterskor som arbetar med joniserande strålning är det viktigt att arbeta evidensbaserat. Optimering av röntgenundersökningar sker konstant och innebär att så lite stråldos som möjligt ska användas. Samtidigt ska bildkvaliteten vara tillräckligt god för att radiologen ska kunna ställa korrekt diagnos. En optimeringsmetod som normalt förbättrar bildkvaliteten är att ha ett så kort avstånd som möjligt mellan patient och detektor. Syftet med detta examensarbete är att, i en klinisk simulering, undersöka hur avståndet mellan patient och detektor påverkar bildkvalitet samt patientstråldos vid genomlysning. Datainsamlingen

genomfördes på Skaraborgs Sjukhus med hjälp avbildkvalitetsfantom som utvärderades

visuellt och kvantitativt. Mätningar gjordes på tre olika avstånd mellan objekt och detektor. De parametrar som mättes var kontrast, kontrast-brus-förhållande, spatial upplösning och patientstråldos. Enligt de visuella bedömningarna var den spatiala upplösningen tämligen varierad mellan avstånden medan kontrasten förbättrades vid längre avstånd mellan patient och detektor. Stråldosen ökade något vid längre avstånd. Slutsats: Den bildkvalitetsparameter som påverkades mest, kontrasten, ökade vid längre avstånd mellan objekt och detektor medan stråldosen inte ökade markant i de flesta fallen. Den spatiala upplösningen och kontrast-brus-förhållandet visade både förbättring och försämring vid olika avståndsjämförelser. Detta pekar på att ett kort avstånd mellan patient och detektor inte är så viktigt.

(4)

Summary

Measurement of image quality and radiation dose at different distances between object and detector

For radiographers who work with ionizing radiation, it is important to work evidence based. Optimization of radiographic examinations is a constantly ongoing process and means that as little dose as possible shall be used. At the same time, the image quality must be sufficient so that the radiologist can set the correct diagnosis. An optimization method that normally improves the image quality is to have as short distance as possible between the patient and the detector. The aim with this thesis is to through measurements, in a clinic simulation,

investigate how the distance between patient and detector affects the image quality and radiation dose in fluoroscopy. The data collection was carried out at Skaraborgs hospital with image quality phantoms and was evaluated visually and quantitatively. Measurements were done at three different distances between object and detector. The parameters measured were contrast, contrast to noise ratio, spatial resolution, and radiation dose. According to the visual assessments, the spatial resolution was slightly varied between the distances while the

contrast was improved at longer distances between object and detector. The radiation dose increased slightly with a longer distance. Conclusion: The image quality parameter that was most affected, the contrast, increased at longer distances between the object and detector while the radiation dose did not increase significantly in most cases. The spatial resolution and contrast-to-noise ratio showed both improvement and deterioration at different distance comparisons. This indicates that a short distance between patient and detector is not so important.

(5)

Innehållsförteckning

1 INLEDNING ... 1 2 BAKGRUND ... 1 2.1RÖNTGENSJUKSKÖTERSKANS PROFESSION ... 1 2.2RÖNTGENFYSIK ... 2 2.2.1 Framställning av röntgenstrålning ... 2 2.2.2 Röntgenparametrar ... 2 2.2.3 Automatisk exponeringskontroll ... 3 2.2.4 Avståndslagen ... 3 2.3GENOMLYSNING ... 4 2.4BILDKVALITET ... 5 2.4.1 Kontrast ... 5 2.4.2 Brus ... 6 2.4.3 Kontrast-brus-förhållande (CNR) ... 6 2.4.4 Spatial upplösning... 6 2.5BIOLOGISKA EFFEKTER ... 7 2.6TIDIGARE STUDIER ... 8 2.7PROBLEMFORMULERING ... 9 3 SYFTE ... 10

4 MATERIAL OCH METOD ... 11

4.1.1 Examensarbetets upplägg ... 11

4.1.2 Fantom och material ... 12

4.1.3 Vald utrustning... 12

4.1.4 Vald undersökning- och bildtagningsmetodik ... 12

4.1.5 Uppställning och utförande ... 13

4.2ANALYS ... 16

4.2.3 Granskning av bilder ... 16

4.2.4 Metod för sammanställning av resultat ... 17

4.2.5 Etiska överväganden ... 18

5 RESULTAT ... 19

5.1.1 NRT Celex ... 21

5.1.2 Philips MultiDiagnost Eleva FD ... 22

5.1.3 Siemens Artis Zeego ... 23

5.1.4 Philips Allura Xper FD 10 ... 24

5.1.5 Philips Allura Xper FD 20 ... 25

5.1.6 Summering av resultat ... 25

5.2 Patientstråldos ... 26

6. DISKUSSION OCH REFLEKTION ... 27

6.1METODDISKUSSION ... 27

6.1.1 Bildtagning, material och granskning ... 27

6.1.2 Kontrast och CNR ... 28 6.1.3 Spatial upplösning... 29 6.1.4 Stråldos ... 29 6.2RESULTATDISKUSSION... 30 6.2.1 Kontrast och CNR ... 30 6.2.2 Spatial upplösning... 31 6.2.3 Patientstråldos ... 31 6.3FORTSATT FORSKNING ... 32 7 SLUTSATSER ... 33

(6)

8 REFERENSER ... 34

BILAGA 1 ANSÖKAN OM DATAINSAMLING

(7)

1

1 Inledning

Inom sjukvården är det viktigt att arbeta utifrån vetenskaplig evidens, för att ge så bra vård som möjligt till patienterna. En viktig aspekt för all röntgenpersonal är att ständigt tänka på strålsäkerheten, genom att bland annat verka för att patienten utsätts för så låg stråldos som möjligt. Användningen av gonadskydd, som har varit standard sedan 50-talet inom

konventionell röntgen, är ett exempel där den nödvändiga avvägningen mellan strålskydd och bildkvalitet har diskuterats (Frantzen, et al., 2012; McKenney, Gingold, & Zaidi, 2019).

För att radiologer ska kunna granska bilderna är det essentiellt att bildkvaliteten blir tillräckligt god för att ställa en säker diagnos. En god bildkvalitet gör det lättare för den granskande radiologen att observera viktiga detaljer och strukturer som är av diagnostiskt värde. Röntgenbilden ska primärt ge information kopplat till den frågeställning som

remittenten ställer. Bildkvaliteten på bilderna ska vara reproducerbar och patienten ska också få så lite stråldos som möjligt av undersökningarna (Aspelin & Pettersson, 2008). En metod som sägs förbättra bildkvaliteten, framförallt den spatiala upplösningen, är att minska avståndet mellan patient och detektor (Aspelin & Pettersson, 2008). Sambandet mellan avstånd och bildkvalitet samt stråldos studeras i detta examensarbete.

2 Bakgrund

2.1 Röntgensjuksköterskans profession

Radiografi är röntgensjuksköterskans huvudområde och det innefattar omvårdnad, bild- och funktionsmedicin, strålningsfysik samt medicin (Vårdförbundet, 2008). Området som helhet är mycket brett och i detta examensarbete är det bildmedicin och strålningsfysik som berörs. Radiografi är ett tvärvetenskapligt område och det är viktigt att röntgensjuksköterskan håller sig uppdaterad. Nya krav ställs kontinuerligt gällande självständighet, vetenskapligt

förhållningssätt, professionellt ansvar och mångkulturellt kunnande. Enligt

kompetensbeskrivningen ska röntgensjuksköterskan ha förmåga att initiera och medverka i förbättringsarbete gällande kvalitet och patientsäkerhet. Röntgensjuksköterskan ska även ha förmåga att medverka i utvecklingen av ny undersökningsmetodik och implementera ny kunskap. Vården ska stämma överens med vetenskap och beprövad erfarenhet. Samt att enligt röntgensjuksköterskans yrkesetiska kod är röntgensjuksköterskor skyldiga att verka för att omvårdnaden blir så bra som möjligt (Vårdförbundet, 2008). Detta innebär bland annat att

(8)

2

tillämpa principen As Low As Reasonably Achievable (ALARA). ALARA-principen innebär att ge så låg stråldos som möjligt till patienten, och samtidigt ge en tillräckligt bra diagnostisk bild (ICRP, 2007). Röntgenstrålning kan ha skadlig effekt på biologisk vävnad genom att jonisera atomer i cellkärnan (Aspelin & Pettersson, 2008). Det är därför viktigt att

undersökningarna är berättigade och att fördelarna är vägda mot nackdelarna för att minimera onödiga undersökningar (Isaksson, 2019).

2.2 Röntgenfysik

2.2.1 Framställning av röntgenstrålning

Ett röntgenrör består av två metallelektroder som kallas för katod och anod. Katoden är en negativt laddad elektrod som består av en spiralformad tråd av metallen volfram som

upphettas genom elektrisk ström. Volfram har en hög smältpunkt, vilket gör den lämplig för ändamålet. När glödtråden hos katoden når en viss temperatur skickas fria elektroner ut och detta fenomen kallas för termisk emission. Anoden består av en metallskiva i volfram och är en positivt laddad elektrod. På grund av den elektriska spänningen mellan katoden och anoden färdas elektronerna, som skickats ut från katoden, med hög rörelseenergi samt accelererar mot anoden (Allisy-Roberts & Williams, 2008 & Aspelin & Pettersson, 2008). För att bevara elektronernas energi sker detta i vakuum för att minska antalet kollisioner med andra molekyler tills de träffar anodmaterialet. När elektronerna träffar anoden omvandlas

elektronernas energi till röntgenfotoner och värme. Det är bara 1% av energin som omvandlas till röntgenstrålning och 99% blir värme (Allisy-Roberts & Williams 2008; Aspelin &

Pettersson 2008; Isaksson, 2019).

2.2.2 Röntgenparametrar

Det finns flera olika faktorer som påverkar röntgenstrålningen, både när den bildas samt på vägen mot patienten. Några av de nedanstående parametrarna är fasta och andra går att justera manuellt. Det är viktigt att känna till dessa och ha kunskap om deras inverkan, då de påverkar både bildkvalitet och patientstråldos (Lund, 2019). Högspänningen mellan katod och anod kallas för rörspänning och den avgör hur hög energi elektronerna har när de träffar anoden. Rörspänning mäts i kilovolt (kV). Ökas rörspänningen så medför det att röntgenfotonernas antal och energi ökar vilket ger en större genomträngningsförmåga i vävnaden (Aspelin & Pettersson, 2008; Berglund & Jönsson, 2007; Lund, 2019).

(9)

3

Rörströmmen är ett mått på hur många elektroner som färdas mot anoden och regleras genom uppvärmning av glödtråden i röntgenröret. Om rörströmmen ökar innebär det att fler

elektroner färdas genom glödtråden och på så vis finns det fler elektroner som kan frigöras. Rörström mäts vanligen i milliampere (mA). Ett högt mA-värde innebär mer röntgenstrålning, vid konstant exponeringstid. Intensiteten av strålningen bestäms av rörströmmen (Berglund & Jönsson, 2007; Isaksson, 2019; Lund, 2019). Den tid som röntgenröret sänder ut strålning kallas för exponeringstid (s). Mängden röntgenstrålning påverkas av exponeringstiden. Antalet elektroner som passerar röntgenröret under exponeringstiden kallas för rörladdning och utgör den totala laddningsmängden. Rörladdningen räknas ut genom att multiplicera rörströmmen med exponeringstiden. Rörladdningen mäts i milliamperesekund (mAs)

(Berglund & Jönsson, 2007; Lund, 2019). Som tidigare har beskrivits påverkar rörströmmen (mA) och exponeringstiden (s) röntgenstrålningen. Rörström, exponeringstid och mängden strålning har ett linjärt samband. Effekten för ökningen av röntgenstrålning från rörströmmen är densamma för exponeringstiden. Dubbleras exponeringstiden fördubblas även

patientstråldosen (Lund, 2019).

2.2.3 Automatisk exponeringskontroll

Exponeringen regleras genom att justera rörspänning och rörladdning. Modern

röntgenutrustning tillämpar funktionen Automatic Exposure Control (AEC). AEC har till uppgift att avbryta exponeringen när tillräckligt mycket strålning har uppnåtts, för att framställa en tillräckligt god bildkvalitet. Tekniken bygger på ett separat detektorsystem. Detta innebär att individuell anpassning görs kopplat till patientens kroppsstorlek, vilket säkerställer en korrekt stråldos för varje patient (Allisy-Roberts & Williams, 2008; Aspelin & Pettersson, 2008).

2.2.4 Avståndslagen

Röntgenstrålningen från röntgenröret divergerar och när avståndet ökar mellan strålkällan och objektet sprids även fotonerna över en större yta. Fenomenet kallas för avståndslagen och innebär att strålningens intensitet minskar med kvadraten på avståndet (figur 1). Om avståndet dubbleras mellan röntgenfokus och objekt innebär det att strålintensiteten minskar med en fjärdedel, ifall röntgenparametrarna hålls konstanta. Kompensering kan göras genom att öka rörströmmen (mA) eller förlänga exponeringstiden (s). Av samma anledning är det viktigt hur strålkällan och även detektorn placeras i förhållande till det som ska undersökas. För att minimera spridning utanför undersökningsområdet samt för att få en god bildkvalitet ska

(10)

4

röntgenkällan och detektor vara så nära patienten som möjligt. Det är också viktigt med en korrekt inbländning. Strålningsintensiteten och därmed stråldosen ökar ju kortare avståndet är i relation till strålkällan (Allisy-Roberts & Williams, 2008: Lund, 2019).

Figur 1. Avståndslagen.

Not: S = Strålkälla

2.3 Genomlysning

Genomlysningsundersökningar innefattar ofta en kombination av flera röntgenbilder. En genomlysningsundersökning är en dynamisk, alltså en rörlig, insamling av röntgenbilder till skillnad från en vanlig statisk röntgenbild. I vardagligt språk kan en konventionell röntgenbild liknas vid en ”snapshot” medan genomlysning är som en film. En

genomlysnings-undersökning delas vanligtvis in i två delar. Undersökning av fysiologiska händelser i

kroppen under ett förlopp, samt arkivering av genomlysningsbilderna för att dessa senare ska kunna undersökas av radiologer (Adler & Carlton, 2012). Genomlysning kan användas interoperativt. Bilderna används då för att guida och på ett snabbt och enkelt sätt kunna kontrollera och utvärdera resultatet av kirurgiska ingrepp. Detta är speciellt vanligt vid skelettkirurgi efter trauma- eller ortopedioperationer. Genomlysning används också vid angiografi då kontrastmedel med hög radiodensitet injiceras i blodkärl. Detta gör det möjligt att visualisera blodkärlen och eventuell patologi, exempelvis ateroskleros.

Gastrointestinalkanalen kan också undersökas med genomlysningsutrustning. Patienten får då svälja bariumkontrast medan genomlysningsbilder tas. Detta gör det möjligt att undersöka exempelvis muskelrörelserna i matstrupen. Även njur- och blåsfunktion kan undersökas med hjälp av jodkontrast och genomlysning (Seutens, 2017). Modern genomlysningsutrustning är uppbyggd så att röntgenröret är antingen över eller under röntgenbordet. Det vanligaste

(11)

5

förekommande är under bordet på grund av att det ger lägre personalstråldoser. Mittemot röntgenröret finns en digital detektor vars uppgift är att fånga upp röntgenfotonerna som passerat patienten. När röntgenfotonerna träffar detektorn så omvandlas signalen till en elektronisk bild. Genomlysningsbilden visas på en skärm i realtid (Adler & Carlton, 2012). Eftersom patienten bestrålas kontinuerligt är det av vikt att tiden då patienten genomstrålas blir så kort som möjligt. Det går också att minska stråldosen till patienten genom att välja pulsad istället för kontinuerlig genomlysning. Med längre mellanrum mellan pulserna så får patienten en lägre dos, dock blir tidsupplösningen sämre (Aspelin & Pettersson, 2008).

2.4 Bildkvalitet

Generellt blir bildkvaliteten förbättrad med ökad strålning, dock är det viktigt att minimera stråldosen för patientens skull. Detta kallas för optimering, vilket också kan kopplas till ALARA-begreppet (Berglund & Jönsson, 2007). Den ideala röntgenbilden har hög kontrast vilket innebär stor skillnad i mörka och ljusa nyanser mellan områden med både hög och låg attenuering. Bilden har också en hög spatial upplösning vilket gör det möjligt att urskilja två små närliggande objekt från varandra. Det är också viktigt att bilderna optimeras för att sänka stråldosen till patienten. För att utföra bildkvalitetsmätningar används ett så kallat fantom. Ett fantom består av material som innehåller mer och mindre attenuerande väldefinierade

strukturer som gör det möjligt att mäta bland annat spatial upplösning, kontrast och brus (Aspelin & Pettersson, 2008).

2.4.1 Kontrast

Skillnader i intensiteten av ljusstyrkan mellan olika regioner av röntgenbilder kallas för kontrast. Förmågan att urskilja strukturer med hårfina kontrastskillnader påverkas av bruset i en röntgenbild (Oakley, 2003). En viktig faktor som påverkar kontrasten är fotonernas medelenergi som bestäms av vald rörspänning och filtrering. Om fotonenergin sänks så ökar skillnaden i attenuering av vävnad med olika densitet. Detta kan leda till att den granskande radiologen lättare ser skillnaden mellan patologisk och frisk vävnad vars densitet inte alltid skiljer sig så mycket. Detta gäller främst då material med hög radiodensitet, exempelvis skelett eller jodkontrastmedel, bestrålas (Allisy-Roberts & Williams, 2008; Huda & Abrahams, 2015).

(12)

6 2.4.2 Brus

En annan faktor som påverkar bildkvaliteten är brus. Utsändandet och mottagandet av ljus och andra elektromagnetiska vågor är en slumpartad process. Bland annat leder det till störningar i bilden som syns som en kornighet. Om brusnivån är hög jämfört med intensiteten av ett avbildat objekt så kommer nödvändig information försvinna i bruset. Brusnivån på en röntgenbild ökar om rörladdningen sänks och tvärt om (Seutens, 2017).

2.4.3 Kontrast-brus-förhållande (CNR)

Kontrast och brus är två grundläggande mått som används för att beskriva bildkvalitet.

Contrast noise ratio (CNR) används för att utvärdera kontrasten i bilden i förhållande till

bakgrundsbruset. Definitionen av CNR är skillnaden mellan signalintensiteten i två valda områden, region of interest (ROI), som divideras med bakgrundsbruset (ekvation 1).

Ekvation 1.

Sa står för signalintensiteten för område a, Sb för signalintensiteten i område b och Nbg är bakgrundsbruset, uttryckt som en standardavvikelse av signalen i bakgrunden (Desai, Singh & Valentino, 2010). ROI innebär framhävning av ett specifikt område i en bild som sedan går att kvantifiera (Cherry, Sorenson & Phelps, 2012). Av definitionen för CNR framgår det att ett högt värde betyder att kontrasten mellan två objekt är tydlig.

2.4.4 Spatial upplösning

Spatial upplösning är ett röntgenssystems förmåga att särskilja små objekt (Seutens, 2017). Detta är beroende av antalet pixlar som finns i detektorn (Lund, 2019). Vid röntgenavbildning av en liten ljus punkt på en mörk bakgrund, så är det svårt att avbilda formen som punkten egentligen har i verkligheten. Den ljusa punkten kommer att få mjuka kanter. Den kommer att se ut som en fläck med runda kanter vars intensitet minskar desto längre avståndet är från mitten av punkten, och detta kallas för point spread function. Upplösningen kan definieras som den fulla bredden av halva maxvärdet av point spread function. När två av dessa ljusa fläckar placeras bredvid varandra, vid detta värde, så kommer de inte gå att särskiljas som två objekt. De kommer istället att se ut som ett objekt. Det går också att mäta upplösningen på röntgenbilder genom att använda line spread function. Detta är ett mått på röntgensystemets

(13)

7

förmåga att avbilda, frekvens för frekvens, olika linjepar vars intensitet varierar i samma plan. Linjeparen har samma längd och brukar vara grupperade i minskande bredd. Detta mått uttrycks som antalet urskiljbara linjepar per millimeter (lp/mm) (Seutens, 2017). Enligt Aspelin och Pettersson (2008) försämras den spatiala upplösningen när avståndet mellan patient och detektor ökar, förutsatt att stråldosen hålls konstant (figur 2). I figuren visas olika röntgenfokus, positioneringar och avstånd. FDA står för fokus detektoravstånd och avser avståndet mellan röntgenfokus och detektor. FOA står för fokus objektavstånd och med det menas avståndet mellan röntgenfokus och objekt. Alternativ A uppvisar ett optimalt

röntgenfokus, med en mindre utbredning, samt ett kort avstånd mellan patient och detektor. Detta ger en god spatial upplösning. Alternativ C har ett utbrett röntgenfokusområde och ett långt avstånd mellan patient och detektor vilket ger en signal med en försämrad spatial upplösning.

Figur 2. Optimering med röntgenfokus.

2.5 Biologiska effekter

När röntgenstrålning passerar vävnad så avlämnas en del av fotonernas energi till det passerade materialet. Strålningen är joniserande vilket innebär att den slår ut elektroner från atomers kärna så de blir joner. Denna jonisering orsakar kemiska förändringar i bestrålade celler och kan leda till att cellerna blir förstörda, förlorar förmågan att dela sig eller börjar dela på sig okontrollerat. Skadan på cellen kan också vara så pass liten att cellen själv

reparerar sig utan några senare komplikationer (Tonnessen & Pounds, 2011). Absorberad dos beskriver den energi som deponeras i en volym och utgörs av den totala mängden joniserad strålning som har absorberats. Enheten för absorberad dos är Gray (Gy). En Gy är en joule per kilogram. Enheterna milligray (mGy) och microgray (µGy) används oftast (Isaksson 2019). Den absorberade dosen för ett särskilt organ kallas för organdos (Seutens, 2017). Till skillnad

(14)

8

från Gray, är Sievert en enhet som tar hänsyn till att skilda strålslag har olika biologisk effekt samt att kroppens organ har olika strålningskänslighet (Isaksson, 2019). Ett mätvärde som gör det möjligt att mäta stråldos till patient är dose area product (DAP). Det som mäts har

dimensionen Gy*m² och används mycket inom interventionell radiologi där

genomlysningsutrustningar används (Kisielewicz, Truszkiewicz, Wach & Wasilewska-Radwanska, 2010).

2.6 Tidigare studier

Det finns tidigare studier som behandlar bildkvalitet och stråldos. I en studie från 2012 undersöktes bildkvaliteten och stråldosen vid bäckenröntgen. Forskarna i denna studie ville undersöka den optimala positionen av bäckenet i relation till inställningen av AEC. Ett

bäckenfantom användes och flera olika inställningskombinationer av AEC användes för att se skillnaden i bildkvalitet och stråldos. Det visade sig att det gick att sänka stråldosen vid aktiv ändring av AEC-inställningar i förhållande till positionen av bäckenet (Manning-Stanley, Ward & England, 2012). Den vanligaste metoden för att reducera spridd strålning är genom användandet av raster. Rastret gör även så att stråldosen ökar till patienten. En annan metod som kan användas för att reducera spridd strålning är den så kallade luftgapsmetoden då objektet som röntgas placeras längre från detektorn. Detta gör så att ett luftgap bildas vilket leder till att den spridda strålningen i mindre utsträckning träffar detektorn (Aspelin & Pettersson, 2008). Luftgapsmetoden användes i stor utsträckning innan rastret uppfanns. Det finns dock forskning på att luftgapsmetoden fortfarande är användbar vid vissa

röntgenundersökningar. I en studie som publicerades 2015 undersöktes vad luftgapsmetoden hade för effekt i jämförelse med rastermetoden vid bäckenröntgen. Det som utvärderades var stråldos och bildkvalitet. Forskarna använde ett fantom och olika avstånd mellan patient och detektor jämfördes mot en referensbild med raster. Denna studie visade att det mest optimala luftgapet var 10 cm vid bäckenundersökning. Vid det avståndet var bildkvaliteten fortfarande godkänd och stråldosen hade minskat i förhållande till referensbilden (Chan & Fung, 2015). Vogl et al. (2019) jämförde två olika generationer av genomlysningsutrustningar med avseende på bildkvalitet och stråldos. Utfallet visade att den senaste generationen gav ett resultat med avsevärd reduktion av stråldos samt att bildkvaliteten förbättrades. Bland faktorerna till detta resultat nämns att den senaste generationens utrustning hade ett mer utvecklat detektorsystem som reducerar bruset samt en mer avancerad filtermjukvara som reducerade stråldosen. I samma studie mättes även stråldos med hjälp av inbyggda

(15)

9 2.7 Problemformulering

Det finns många studier som syftar till att optimera bildkvalitet vid olika

röntgen-undersökningar. Författarna till detta examensarbete hade svårigheter att finna artiklar som berörde skillnader i stråldos och bildkvalitet för olika avstånd mellan objekt/patient och detektor, vilket då tyder på en kunskapslucka inom detta område. I en av de ovan nämnda studierna (Chan & Fung, 2015) undersöktes luftgapsmetoden utan raster vilket liknar detta examensarbete till viss del. I detta examensarbete fick författarna en förfrågan från

Skaraborgs Sjukhus om att undersöka skillnader i bildkvalitet och stråldos på deras

genomlysningsutrustningar. De ville undersöka detta fenomen för att sjukhusfysikerna ofta brukar säga åt personalen att ha ett så kort avstånd som möjligt mellan patient och detektor för att få god bildkvalitet. Om det skulle visa sig att resultatet påvisar att det inte är så stor

skillnad i bildkvalitet och stråldos beroende på avstånd mellan patient och detektor, så skulle det kunna förenkla arbetet för de som utför undersökningarna. Personalen behöver då inte tänka på att patienten ska komma så nära detektorn som möjligt vid

genomlysnings-undersökningar. Om det däremot är stråldosen som reduceras och bildkvaliteten förbättras vid kortare avstånd mellan detektor och patient så bör denna metod också implementeras på ett tydligare sätt för röntgenklinikerna i framtiden. Detta eftersom röntgensjuksköterskor bland annat är skyldiga att göra vården säker enligt patientsäkerhetslagen (SFS 2010:659).

(16)

10

3 Syfte

Syftet med detta examensarbete är att, i en klinisk simulering, undersöka hur avståndet mellan patient och detektor påverkar bildkvalitet samt patientstråldos vid genomlysning.

(17)

11

4 Material och metod

Studien har genomförts på fem olika genomlysningsutrustningar på Skaraborgs Sjukhus där kontrast, CNR, spatial upplösning och patientstråldos har undersökts på tre olika avstånd mellan objekt och detektor. Tanken med denna metod är att efterlikna ett kliniskt

sammanhang. Examensarbetet har kvantitativ studiedesign och baseras på kvantitativa data samt visuella observationer från en experimentell uppställning som ska simulera kliniska undersökningar. De aktuella bildtagningarna genomfördes på respektive utrustning så som de normalt används vid undersökningar på patienter.

4.1 Urval

Val av patient- och bildkvalitetsfantom har baserats på examensarbetets syfte.

Genomlysningsutrustningarna som användes i detta examensarbete är utformade för olika typer av standardundersökningar. Detta betyder att utrustningarna har helt olika konfigurering och inställningar. Det är därför inte aktuellt att göra analyser och jämförelser mellan de olika utrustningarna. Det fanns heller ingen möjlighet att utföra samma typ av undersökning på de fem olika utrustningarna.

4.1.1 Examensarbetets upplägg

Datainsamlingen genomfördes med hjälp av bildkvalitetsfantom och polymetylmetakrylat-skivor (PMMA), även känt som plexiglas. Mätningar gjordes på tre olika avstånd 5 cm, 17,5 cm och 30 cm mellan objekt och detektor. Avståndet mättes från objektets ovansida till detektor. Det var detektorn som justerades med de olika avstånden. 5 cm anses simulera ett utmärkt avstånd, 17,5 cm bra och 30 cm dåligt. Avstånden mättes med hjälp av ett måttband, så kallad talmeter. De parametrar som mättes var kontrast, CNR, spatial upplösning samt stråldos till objekt. Innan mätningarna genomfördes, behandlades och godkändes en ansökan om datainsamling av verksamhetschefen tillsammans med student och handledare på kliniken (bilaga 1).

(18)

12 4.1.2 Fantom och material

För att simulera patient användes tio plexiglasskivor med dimensionen 30x30x2 cm, vilket ger en totalhöjd på 20 cm. En plexiglastjocklek på 19 cm motsvarar en vuxen normalviktig man vid undersökning med datortomografi över mediastinum (Inoue et al. 2017). Två olika bildkvalitetsfantom användes. Leeds-fantom typ TO 10 (Leeds Test Objects Ltd, England) som användes vid mätning av kontrast samt NRT-fantom typ 411 005 (NRT X-RAY A/S, Danmark) som användes för att mäta spatial upplösning.

4.1.3 Vald utrustning

Studien genomfördes på bild- och funktionsmedicin, Skaraborgs Sjukhus i Skövde och Lidköping. Fem olika modeller av genomlysningsutrustning studerades, fyra på bild- och funktionsmedicin i Skövde varav tre på Interventionscentrum (IVC) samt en på bild- och funktionsmedicin i Lidköping (tabell 1).

Tabell 1. De utrustningar som användes vid datainsamlingen till denna studie.

4.1.4 Vald undersökning- och bildtagningsmetodik

Bildtagning genomfördes enligt standardinställningar för respektive utrustning. En av de vanligare undersökningarna för respektive utrustning valdes. Standardinställningarna skiljde sig mellan de olika utrustningarna vilket innebär att de inte ska jämföras med varandra. En översikt av utrustningarna med aktuell typ av undersökning samt bildtagning redovisas nedan (tabell 2). Vid bildtagning fanns inte möjligheten att ta statiska exponerade bilder på Philips Allura utan där togs dynamiska bilder. En av dessa bilder ur bildserien togs med i

(19)

13

Tabell 2. Översikt av respektive utrustnings undersökning- och bildtagningsmetodik.

4.1.5 Uppställning och utförande

Varje bildtagning började med att utrustningen nollställdes till autoposition, det innebär att detektor och patientbord blir horisontellt och parallellt positionerade i förhållande till varandra. På patientbordet placerades tio plexiglasskivor som simulerar patienten. Plexiglasskivorna justerades så att de låg helt kant i kant. Aktuellt bildkvalitetsfantom

placerades ovanpå skiva nummer fem, där den centrerades. Den valda placeringen innebär att bildkvalitetsfantomen alltid var placerad i mitten av objektet. Försöksuppställningen för två olika utrustningar framgår nedan där den ena är inställd med 5 cm och den andra med 30 cm mellan objekt och detektor (figur 3 och 4). Figur 3 är uppställd för bildtagning av fantom för mätning av spatial upplösning och i figur 4 för kontrast.

(20)

14 4.1.6 Bildtagning och mätningar

Bildtagningarna inleddes med mätningar av patientstråldos. För varje avstånd gjordes tre exponeringar. Medelvärdet på dessa värden beräknades för att användas i resultatet. Därefter gjordes bildtagningarna för mätning av kontrast och spatial upplösning. En bild per avstånd togs för respektive bildkvalitetsfantom, det vill säga totalt sex bilder. Bilderna sparades ner i

Sectra Picture Archiving and Communication System (PACS) (Sectra AB, Sverige) för att

senare kunna granskas. Avståndet mellan detektor och röntgenrör dokumenterades för samtliga utrustningar. I tabell 3 redovisas röntgeninställningarna för de olika utrustningarna gällande kontrast och spatial upplösning. Röntgenparametrarna har dock inte dokumenterats i samtliga fall. På grund av bristande tid och tillgänglighet av utrustningarna har ingen

komplettering kunnat göras. Notera att AEC användes vid samtliga bildtagningar och därför är inte röntgenparametrarna konstanta i samtliga fall då AEC justerade röntgenparametrarna. Raster användes också vid samtliga exponeringar. Vid mätning av patientstråldos

dokumenterades inte röntgenparametrarna varför dessa inte redovisas. Fokus låg på DAP-värdet och generellt för bildtagning vid genomlysning så varierar dessa parametrar.

Tabell 3. Röntgeninställningar.

(21)

15

För att kunna utvärdera kontrasten i bilderna användes Leeds-fantomet som har ett antal prickar med olika storlekar. Den visuella utvärderingen av kontrasten skedde genom att räkna antalet synliga prickar på röntgenbilden enligt en bestämd följd. De små kontrastprickarna (A) nere i den högra ytterkanten som syns i figur 6, minskar i kontrast i moturs riktning. De blir mindre tydliga och vid bättre kontrast går det att se fler prickar. Dessa har använts för den visuella bedömningen av kontrast. Nedan framgår Leeds-fantomet (figur 5 och figur 6).

Figur 5. Leeds-fantom typ TO 10. Figur. 6. Röntgenbild på samma fantom

Not: A = Utgångspunkten för mätning av antalet prickar

Kontrasten i förhållande till bruset räknas också ut kvantitativt (CNR) med hjälp av en funktion i Sectra PACS. I programmet valdes den bästa synliga pricken i röntgenbilden (ROI a) och jämfördes med närliggande bakgrund (ROI b). Samma kontrastprick användes som ROI a vid samtliga avstånd, det är den prick som är markerad i figur 7. Bakgrundsbruset lästes av från ROI b. Bildanalysen läste av signalintensiteten i dessa områden. Skillnaden i signalintensitet mellan vald prick (ROI a) och närliggande bakgrund (ROI b) dividerades med bakgrundsbruset enligt formeln för CNR (ekvation 1). Ett exempel på hur mätvärden för CNR bestäms i Sectra PACS för en röntgenbild på Leeds-fantomet redovisas i figur 7.

(22)

16

För att mäta den spatiala upplösningen användes NRT-fantomet. Spatiala upplösningen utvärderas genom att räkna antalet synliga linjepar per millimeter. Ju fler synliga linjepar desto bättre spatial upplösning. Fantomet syns i figur 7 och 8 nedan.

Figur 8. NRT-fantom typ 411 005. Figur 9. Röntgenbild på samma fantom.

4.2 Analys

För den kvantitativa bildanalysen av kontrast-brus-förhållande (CNR) tillämpades den tidigare redovisade metodiken. Den visuella bedömningsmetodiken för kontrast och spatial upplösning utfördes enligt nedanstående beskrivning.

4.2.3 Granskning av bilder

Röntgenbilderna granskades av några utvalda personer. Totalt var det fem personer som fick delta i granskningen. Samma personer granskade samtliga bilder från de olika utrustningarna. De utvalda personerna var tre sjukhusfysiker med olika specialistområden, en

röntgensjuksköterska samt en student. Samtliga sjukhusfysiker har flera års erfarenhet av att granska kontrast i samband med funktionskontroller av röntgenutrustningar. Studenten är en av författarna. Varje person fick sitta enskilt för att inte påverka varandra. Granskningen genomfördes genom att varje person fick bedöma antalet prickar samt antalet linjepar per millimeter de såg från röntgenbilderna. Granskning av bilder skedde i ett granskningsrum i anslutning till röntgenavdelningen. Tre av de fem granskande personerna visste inte vilket avstånd det var mellan objekt och detektor på de bilder som granskades.

(23)

17 4.2.4 Metod för sammanställning av resultat

De visuellt bedömda kontrastskillnaderna sammanställdes för de olika avståndsparen, (5 cm till 17,5 cm, 5 cm till 30 cm och 17,5 cm till 30 cm). Detta gjordes genom att summera förbättringar eller försämringar i kontrast för de fem granskningspersonerna för respektive utrustning och avstånd. Om jämförelsen mellan två avstånd uppvisade en försämring av kontrast med en prick fick den ett negativt tal (-1). Vid förbättring erhålls ett positivt värde. Resultatet blir summan av samtliga fem granskares värdering. Om tre av granskarna, en majoritet, har sett en förbättring på ett konstrast-steg och de övriga två granskarna inte har sett någon förändring alls, så blir summan således +3. I detta arbete har vi tolkat en resultatsumma inom ±2 som att förändringen i visuell kontrast är så liten att den inte är betydande. Även en sammanställning för den visuellt bedömda spatiala upplösningen gjordes för varje granskare genom att summera skillnaderna för de parvisa avståndsjämförelserna för varje utrustning. En ändring av 0,2 linjepar/mm resulterade i ett steg på resultatskalan. Summering skedde på samma sätt som för den visuellt bedömda kontrasten.

(24)

18 4.2.5 Etiska överväganden

Det finns fyra etiska principer. Skyldighet att göra gott, rättvis behandling, respekt för patientens självbestämmande och inte skada. Dessa principer är väletablerade och det är vanligt att de lyfts fram inom vård och omsorg samt relaterad forskning (Arman, Dahlberg, & Ekebergh, 2015). Principerna ger inte ett heltäckande svar på alla tänkbara etiska

överväganden. De ska ses som ett grundläggande förhållningssätt. Det är viktigt att etiska frågeställningar diskuteras och fördjupas. De här principerna betyder att försöka tillgodose patienternas behov på bästa sätt och därmed arbeta individanpassat. Den yrkesetiska koden för röntgensjuksköterskan är en hjälp för att diskutera etiska resonemang och ger stöd för beslut i det dagliga arbetet (Vårdförbundet, 2008). Principen att inte skada innebär inom professionen att alltid försöka minimera stråldosen och arbeta med ett säkerhetstänkande. En annan aspekt är vikten av en korrekt och förståelig information till patienten så att patienten kan involveras i att väga för- och nackdelar med olika behandlingar när det är möjligt. Rättvis och lika behandling är en grundläggande rättighet. Det betyder att ge ett bra patientbemötande och att erbjuda likvärdig vård för alla oavsett kön, etniskt ursprung, social ställning, sexuell läggning eller ålder (Vårdförbundet, 2008).

I detta examensarbete genomfördes inledningsvis en etisk egengranskning tillsammans med handledare för att gå igenom olika etiska frågeställningar (bilaga 2). Resultatet blev att det inte fanns några aktuella etiska dilemman eller överväganden som krävde ytterligare

diskussion eller godkännande. I studien har inga personuppgifter behandlats, varför det inte finns någon risk för intrång av integritet eller sekretess. Inga människor har blivit utsatta för någon skada eller direkt strålning eftersom mätningarna enbart har utförts på olika fantom.

(25)

19

5 Resultat

Bildkvalitetsresultaten redovisas nedan vid olika avstånd mellan objekt och detektor, för olika genomlysningsutrustningar. Det är kontrast, CNR och spatial upplösning som har

sammanställts. Visuellt bedömd kontrast och bedömd spatial upplösning utgörs av parvisa jämförelser mellan de olika avståndsparen. Det är summan av alla fem granskares bedömning som är inräknade i dessa diagram. CNR-värdena baseras på kvantitativa mätdata och är inte en visuellt bedömd parameter. Resultatet av bildkvalitetsmätningarna redovisas i tabell 4. Figurerna 10 till 24 bygger på data utifrån tabell 4, men syftar till att tydligare visualisera hur avståndet mellan objekt och detektor påverkar bildkvaliteten för respektive utrustning. I detta examensarbete jämförs inte skillnader i kontrast, CNR, spatial upplösning och stråldos mellan de olika utrustningarna, då de är avsedda för olika undersökningar.

(26)

20 Tabell 4. Resultat av bildkvalitetsmätningar

Not: Med ”Avstånd (cm)” menas avståndet mellan objekt och detektor. Not: P1 till P5 är granskningspersonerna.

Spatial upplösning visuellt (linjepar/mm)

P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 Summa Sa Sb Nbg CNR P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 5 8 6 8 6 6 34 1681 1375 41 7,5 1,6 1,6 1,6 1,4 1,2 17,5 7 6 9 6 7 35 1761 1424 41 8,2 1,4 1,4 1,4 1,4 1,2 30 7 7 9 7 7 37 1823 1442 38 10,0 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 5 6 6 6 5 6 29 7858 7236 130 4,8 1,6 1,6 1,8 1,2 1,2 17,5 7 7 7 6 7 34 7965 7339 141 4,4 1,6 1,6 1,6 1,4 1,4 30 7 7 7 6 7 34 8105 7492 121 5,1 1,6 1,6 1,6 1,4 1,4 5 6 6 6 6 6 30 2175 2000 27 6,5 1,8 1,6 1,8 1,4 1,2 17,5 6 7 7 6 6 32 2371 2195 31 5,7 2,0 2,0 2,0 1,4 1,4 30 7 8 8 7 7 37 2162 1985 30 5,9 2,2 2,2 2,2 1,6 1,6 5 5 4 6 2 5 22 131 124 6,3 1,1 1,8 1,8 1,8 1,8 1,6 17,5 4 4 5 2 4 19 132 124 6,9 1,2 1,6 1,6 1,6 1,8 1,6 30 5 5 6 3 5 24 132 123 7,1 1,3 1,4 1,4 1,4 1,2 1,4 5 3 3 4 3 3 16 132 123 4,5 2,0 1,0 1,0 1,2 1,0 1,0 17,5 3 3 4 2 3 15 132 124 5 1,6 1,0 1,2 1,2 0,8 0,8 30 4 3 5 3 4 19 133 125 4,9 1,6 1,0 1,2 1,2 1,0 1,0 Utrustning Avstånd (cm)

Kontrast visuellt (antal prickar) Kontrast-brus-förhållande

NRT Celex Philips MultiDiagnost Eleva FD Siemens Artis Zeego Philips Allura Xper FD 10 Philips Allura Xper FD 20

(27)

21 5.1.1 NRT Celex

För NRT Celex förbättrades den visuellt bedömda kontrasten för avståndsparet 5 cm till 30 cm (+3), vilket stämmer överens med ett högre CNR-värde, se figur 10 och 11. För de övriga avståndsparen anses den bedömda kontrastskillnaden vara icke betydande (inom ±2). Enligt den visuella bedömningen av spatial upplösning försämrades den med avståndet för samtliga avståndspar, se figur 12.

Figur 10. Kontrast Figur 11. CNR Figur 12. Spatial upplösning

(28)

22 5.1.2 Philips MultiDiagnost Eleva FD

Kontrasten förbättrades med ett längre avstånd enligt den visuella bedömningen vid jämförelsen för avståndsparen 5 cm till 17,5 cm respektive 5 cm till 30 cm (figur 13). För avståndsparet 17,5 cm till 30 cm sågs ingen skillnad i kontrast. Kontrastbedömningen korrelerar inte med de uppmätta CNR-värdena, se figur 13 och 14. Ingen förändring av betydelse (inom ±2) kunde utläsas för den spatiala upplösningen, se figur 15.

Figur 13. Kontrast Figur 14. CNR Figur 15. Spatial upplösning

(29)

23 5.1.3 Siemens Artis Zeego

Kontrasten förbättrades med ett längre avstånd mellan objekt och detektor enligt den visuella bedömningen för avståndsparen 5 cm till 30 cm och för 17,5 cm till 30 cm, se figur 16. För avståndsparet 5 cm till 17,5 cm av kontrastskillnaden icke betydande (inom ±2).

Kontrastbedömningen korrelerar inte med de uppmätta CNR-värdena, se figur 16 och 17. Den spatiala upplösningen blev något bättre vid längre avstånd mellan objekt och detektor för samtliga avståndspar, se figur 18.

(30)

24 5.1.4 Philips Allura Xper FD 10

Vid den visuella bedömningen ökar kontrasten för avståndsparet 17,5 cm till 30 cm, för avståndsparet 5 cm till 17,5 cm försämras kontrasten och för avståndsparet 5 cm till 30 cm är förändringen icke betydande (inom ±2), se figur 19. CNR-värdena är förhållandevis låga men någon korrelation med de visuella bedömningarna av kontrastskillnader går inte att se,

jämförelse av figur 19 och 20. Den spatiala upplösningen blev sämre vid ett längre avstånd, vilket går att se för samtliga avståndspar, se figur 21.

Figur 19. Kontrast Figur 20. CNR Figur 21. Spatial upplösning

(31)

25 5.1.5 Philips Allura Xper FD 20

För Philips Allura Xper FD 20 redovisas en förbättrad kontrast vid den visuella bedömningen för avståndsparen 5 cm till 30 cm och 17,5 cm till 30 cm, se figur 22. För avståndsparet 5 cm till 17,5 cm var förändringen icke betydande. Kontrastbedömningen korrelerar inte med de uppmätta CNR-värdena, se figur 22 och 23. Någon förändring av betydelse för den spatiala upplösningen gick inte att se för något av avståndsparen, se figur 24.

Figur 22. Kontrast Figur 23. CNR Figur 24. Spatial upplösning

5.1.6 Summering av resultat

Kontrasten förbättrades när avståndet mellan objekt och detektor ökade för fyra av fem

utrustningar. CNR-värdet blev högre för tre av fem utrustningar, medan två andra försämrades vid avståndsjämförelserna mellan 5 cm och 30 cm. När avståndet mellan objekt och detektor ökades så försämrades den spatiala upplösningen för två utrustningar. För två andra

utrustningar sågs ingen skillnad av betydelse i spatial upplösning och för en utrustning sågs faktiskt en förbättring av den spatiala upplösningen.

(32)

26 5.2 Patientstråldos

I tabell 5 redovisas resultatet från stråldosmätningarna. Notera att automatisk

exponeringskontroll (AEC) har använts vid samtliga mätningar. Med förändringsfaktor i tabell 5 menas den procentuella förändringen av DAP-värdet (patientstråldosen) relativt det kortaste avståndet (5 cm). Exempelvis för NRT Celex ökade DAP-värdet med 17 % när avståndet ökades från 5 cm till 17,5 cm och med 32 % när avståndet ökades från 5 cm till 30 cm. För två av utrustningarna (NRT Celex och Philips MultiDianost Eleva FD) ses en tydlig ökning av patientstråldosen när avståndet mellan objekt och detektor ökades. För utrustningen Siemens Artis Zeego sågs en ökning av patientstrådosen när avståndet mellan objekt och detektor ökades från 5 cm till 30 cm. Någon förändring av betydelse mellan 5 cm och 17,5 cm kunde inte ses (1 %). För de två utrusningarna Philips Allura Xper FD 10 och FD 20 kunde inte någon markant ökning i patientstråldos noteras vid ett ökat avstånd mellan objekt och detektor. Längst till höger i tabellen (förändring enligt avståndslagen) redovisas hur avståndslagen skulle påverkat DAP-värdet. Även här har avståndet 5 cm använts som referensvärde. Som kan ses i tabellen så stämmer förändringsfaktorn väl överens med förändringen enligt avståndslagen för NRT Celex. För övriga utrustningar kan inte detta samband ses.

Tabell 5. Den uppmätta stråldosen vid alla exponeringar samt redovisning av avståndsdata.

Medelvärde

(DAP) Förändringsfaktor

Avstånd mellan röntgenfokus och

detektor (cm)

Avståndslagen Förändring enligt

avståndslagen 5 484 – 106 – – 17,5 567 17% 118,5 0,80 20% 30 639 32% 131 0,65 35% 5 16,2 – 96.5 – – 17,5 21,6 33% 109 0,78 22% 30 27,4 69% 121,5 0,63 37% 5 17,3 – 89 – – 17,5 17,4 1% 101,5 0,77 23% 30 19,9 15% 114 0.61 39% 5 4,8 – 89,5 – – 17,5 5,1 6% 102 0,77 23% 30 5,1 6% 114,5 0,61 39% 5 9,2 – 94,6 – – 17,5 9,0 2% 107,1 0,78 22% 30 9,2 1% 119,6 0,63 37% Philips Allura Xper FD 10 Philips Allura Xper FD 20 Utrustning Avstånd mellan objekt och detektor (cm) Patientstråldos [mGy*cm²] NRT Celex Philips MultiDiagnost Eleva FD Siemens Artis Zeego

(33)

27

6. Diskussion och reflektion

6.1 Metoddiskussion

Uppdragsgivaren till detta examensarbete, Skaraborgs Sjukhus i Skövde, var intresserade av hur avståndet påverkade bildkvalitet och stråldos för deras genomlysningsutrustningar. Därför valdes det att utgå utifrån de vanligaste undersökningarna som gjordes på genomlysnings-utrustningarna som används (tabell 2). Dessa genomlysningsutrustningar har både automatisk exponeringskontroll och raster vilket innebär att röntgenparametrarna varierar beroende på avstånd mellan patient och detektor. Det är heller inte samma avstånd mellan röntgenfokus och detektorn mellan de olika utrustningarna. Därför kan inga generella slutsatser appliceras på genomlysningsutrustningar i allmänhet baserat på detta examensarbete. Detta är ett begränsat arbete som har utförts på två sjukhus i Västragötalandsregionen och

undersökningarna skulle efterlikna ett kliniskt sammanhang. Därför valde författarna att likna detta vid en fallstudie vilket innebär att ett fenomen undersöks i en verklig kontext (Backman, 2008). I detta examensarbete har inga mätningar på patienter genomförts. Utrustningarna och röntgenparametrarna tillämpades som om det vore verkliga undersökningar för att simulera ett patientfall.

6.1.1 Bildtagning, material och granskning

Det går att utföra mer komplexa och omfattande mätningar av bildkvalitet och stråldos på genomlysningsutrustningar. I en studie från 2019 mättes både signal-to-noise ratio (SNR) och CNR på loopar av bildserier (Goode et al, 2019). Metoden hade varit väldigt komplex att utföra i detta examensarbete och hade tagit alldeles för lång tid. Användning av

kontrastdetaljsfantom är en väletablerad metod inom medicinsk bildtagning för att bedöma kontrastkvaliteten (De Crop et al, 2012). De fantom som användes i detta examensarbete används normalt av sjukhusfysikerna på Skaraborgs Sjukhus vid bildkvalitetsmätningar. PMMA är ett material som vanligtvis används vid dessa studier och som simulerar en patient (Menser, Manke, Mentrup & Neitzel, 2015). Samma uppsättning av PMMA användes vid alla mätningar vilket betyder att DAP-värdet vid de olika avstånden mellan objekt och detektor bör kunna användas i jämförande syfte för samma utrustning. För att mäta avståndet mellan objekt och detektor användes en talmeter. Mätningen utfördes noggrant men den mänskliga faktorn kan ha påverkat så att avstånden skilde några millimeter. Vid verkliga undersökningar ligger inte heller patienterna i exakt samma position eftersom de kan röra på sig. De olika bildkvalitetsfantomerna har sannolikt olika absorptionsegenskaper vilket kan vara en

(34)

28

bidragande orsak till att mAs-värdet varierade mellan de visuella bedömningarna av kontrast respektive spatial upplösning. Denna faktor bör inte påverka resultatet i denna studie. I detta examensarbete användes flera genomlysningsutrustningar som används för olika

undersökningar. Därför användes ett universellt tekniskt fantom. Validiteten vid just denna mätning borde vara god eftersom den representerar det som observatörerna ser vid de aktuella mätningarna som skulle efterlikna ett kliniskt sammanhang. Reliabiliteten kan dock vara bristande i denna metod eftersom upplevelsen kan vara så olika hos olika observatörer. Det är alltså en subjektiv bedömning vilket är en begränsning (Asleem & Davidsson, 2012). Dock kan det också vara en styrka eftersom granskarnas förmåga att uppfatta kontrast är olika. Granskarna fick svara på om de upplevde en skillnad i kontrast mellan olika bilder och denna bedömning vägdes sedan samman från hela granskningsgruppen vilket gav ett brett spektrum av olika personers uppfattningar. För att höja reliabiliteten skulle det kunna varit ännu fler personer som granskade bilderna. Tre av observatörerna i detta examensarbete arbetar som sjukhusfysiker. En av deras arbetsuppgifter är just att utföra kvalitetskontroller på

röntgenutrustning så de har en vana vid att arbeta med bildkvalitetsfantom vilket är en fördel. De två andra granskningspersonerna hade inte så stor erfarenhet gällande

bildkvalitetsmätningar. Dock borde inte det påverka resultatet så mycket eftersom kvaliteten på mätningen primärt handlar om granskarnas visuella förmåga att urskilja detaljer. Därför ansågs det att radiologer nödvändigtvis inte behövde inkluderas i granskningen eftersom deras uppgift snarare är att granska bilder på patienter. Även om den digitala bildbehandlingen har utvecklats så är fortsatt en radiologs subjektiva visuella bedömning av röntgenbilder av stor betydelse. Ögats förmåga att urskilja små förändringar under goda ljusförhållanden har en stor roll även inom modern radiologi (Gonzalez & Woods, 2018).

Det faktum att AEC används vid alla mätningarna har bidragit till att mAs-värdena inte varit konstanta vilket givetvis påverkar både bildkvalitet och stråldos. AEC används alltid vid genomlysningsundersökningar inom modern sjukvård, för att efterlikna verkligheten

användes också AEC vid mätningarna i detta arbete. En brist med detta examensarbete skulle kunna vara att författarna inte antecknade ner mAs-värdet vid samtliga mätningar. Dock ansågs det att fokus istället skulle läggas på DAP-värdet som representerar patientstråldosen. 6.1.2 Kontrast och CNR

Det kan diskuteras mycket kring vilken metod som är bäst vid bedömning av kontrasten. Om den visuellt bedömda kontrasten inte upplevs bättre för ett avståndspar medan CNR-värdet visar en förbättring, så kanske större vikt ska läggas vid CNR-värdet. CNR är en kvantifiering

(35)

29

av kontrasten i förhållande till bruset. Med CNR går det att beräkna skillnader som det

mänskliga ögat inte kan se och därför är en visuell bedömning av värde. I detta examensarbete har kontrasten bedömts både visuellt och med hjälp av CNR-värden vilket är en fördel. Dock bedöms bildkvaliteten endast med hjälp av tekniska fantom. En annan metod skulle kunna vara att använda ett djur som fantom. Det är en metod som använts en hel del tidigare (Precht, Gerke, Rosendahl, Tingberg & Waaler, 2012). En svårighet med att använda den metoden är dock att det skulle vara krångligare att få ett etiskt godkännande, och mer erfaren personal med annan mer specifik kompetens hade behövts för granskning.

6.1.3 Spatial upplösning

Bedömning av den spatiala upplösningen gjordes endast med visuell bedömning av fantom i detta examensarbete. De som granskade bedömde hur många linjepar per millimeter de såg på bilderna. Det är en av de vanligare metoderna för bedömning av spatial upplösning. Det kan dock diskuteras om det är den bästa metoden. Den bästa metoden för att mäta bildkvalitet generellt borde egentligen vara att bedöma om bilden kan svara på den diagnostiska frågeställningen (Tapiovaara, 2008).

6.1.4 Stråldos

Vid mätningen av stråldos användes utrustningarnas inbyggda mätningssystem för att få fram DAP-värde. Utrustningen på de aktuella sjukhusen kalibreras och kontrolleras av

sjukhusfysiker två gånger per år. Funktionskontrollen av utrustningen är viktig för att säkerställa att utrustningen fungerar enligt gällande acceptanskriterier. Dessa

kvalitetskontroller leder till bra information om hur systemet fungerar och det minskar även den generella patientdosen (Kharita, Wannus & Khedr, 2017). Vid mer avancerade problem, som inte kan lösas på plats, kontaktas röntgentekniker från det aktuella företaget. Efter underhåll av en röntgenutrustning utförs en kvalitetskontroll för att säkerställa att den

fungerar enligt gällande acceptanskriterier.Detta innebär att utrustningarna som används i

(36)

30 6.2 Resultatdiskussion

6.2.1 Kontrast och CNR

Det som författarna tyckte var mest intressant med detta examensarbete var att kontrasten ökade generellt vid längre avstånd mellan objekt och detektor i de flesta fallen enligt den visuella bedömningen. Det var inget resultat som förväntades från början. Det har påståtts i andra studier att det inte är så lätt för att påverka bildkvaliteten och stråldosen genom att arbeta på ett visst sätt vid genomlysning. En enklare metod skulle istället kunna vara att ändra på inställningarna i systemet för att optimera bilden (Pyne et al., 2014). En påverkande faktor till upplevelsen av ökad kontrast kan ha varit förstoringseffekten vilket innebär att när

avståndet mellan objekt och detektor ökar blir det också en geometrisk förstoring (Aspelin, 2008). Denna förstoring kan eventuellt ha gjort att observatörerna kunde se mer

kontrastprickar. En annan förklaring till varför kontrasten upplevdes lite högre vid längre avstånd mellan objekt och detektor är med största sannolikhet luftgapet, som tidigare beskrivits. Det visade sig att luftgapet påverkade stråldos och bildkvalitet i studien om konventionella bäckenundersökningar (Chan & Fung, 2015). Till skillnad från den studien så har det i detta examensarbete används raster vid samtliga mätningar. Rastret borde ha tagit bort den spridda strålningen som växelverkat och bytt riktning vid alla avstånden. Det kan vara så att den spridda strålningen från 30-cm-exponeringarna missade detektorn vilket ledde till att en renare och kontrastrikare bild. Rastret borde tagit bort den spridda strålningen vid 5-cm-exponeringarna men en eventuell förklaring till sämre kontrast skulle kunna vara att den inte lyckades ta bort all spridd strålning. Spridd strålning ger mer brus i bilden vilket leder till sämre kontrast. Dock finns det studier som visar att användning av raster generellt är en bättre metod för att få bort spridd strålning i jämförelse med luftgapsmetoden (Shaw, Crawshaw & Rimmer, 2013).

Vid uträkningen av CNR i detta examensarbete blev resultatet lite olika gällande förbättring eller försämring mellan det olika utrustningarna. Det intressanta med det resultatet är att det inte helt korrelerade med den visuella bedömningen av kontrasten. Exempelvis hos Siemens Artis Zeego bedömdes kontrasten vara bättre vid 30 cm jämfört med 5 cm i den visuella bedömningen. Enligt uträkningen av CNR på samma utrustning så är förhållandet mellan kontrast och brus bättre vid 5 cm än vid 30 cm. Det värdet behöver dock inte nödvändigtvis betyda att personen som granskar bilden har samma uppfattning om kontrasten eftersom skillnader i CNR inte alltid går att se med ögat. I en studie har korrelationen mellan visual

(37)

31

som var utformat för just lungröntgen användes och resultatet visade att det fanns ett samband mellan den visuella bedömningen och CNR (Moore, Wood, Beavis & Saunderson, 2013). Dock användes en helt annan metod med annan utrustning i den studien och därför kan det vara lite missvisande att jämföra den studien med resultatet från detta examensarbete.

6.2.2 Spatial upplösning

Gällande visuella bedömningen av den spatiala upplösningen så blev resultatet väldigt varierat. När avståndet mellan objekt och detektor ökades så blev den spatiala upplösningen sämre för två utrustningar medan det inte sågs någon betydelsefull skillnad för två andra. För en utrustning sågs faktiskt en förbättring av den spatiala upplösningen. Enligt teorin som är beskriven i bakgrunden ska den spatiala upplösningen försämras med avståndet, om

röntgenparametrarna hålls konstanta. En faktor som påverkade utfallet var att AEC

tillämpades, vilket påverkade röntgenparametrarna. En slutsats som kan dras av detta resultat är att skillnaden i avstånd mellan patient och detektor inte ger en tydlig försämring eller förbättring gällande spatial upplösning eftersom resultatet varierade så mycket mellan utrustningarna. Bedömningen av denna parameter är dock endast subjektiv i detta

examensarbete eftersom det är människor som bedömt. I studien om luftgap som refererats till tidigare (Chan & Fung, 2015) bedömdes den spatiala upplösningen också. Då fick fem

röntgensjuksköterskor bedöma bildkvaliteten utifrån en referensbild. I den studien sågs också en väldigt liten skillnad i bedömningen av den spatiala upplösningen vid de olika avstånden. Den var dock bäst vid 10 cm mellan detektor och objekt. Någon tydlig indikation på att den spatiala upplösningen försämras eller förbättras med avståndet mellan patient och detektor kan inte ses i detta examensarbete. Om den spatiala upplösningen bara är tillräcklig för att kunna ställa korrekt diagnos så borde det räcka.

6.2.3 Patientstråldos

Eftersom de olika genomlysningsutrustningarna är utformade för helt olika typer av undersökningar samt att röntgenparametrarna varierade är det inte relevant att göra jämförelser mellan de olika utrustningarna. Det centrala är förståelsen för hur avståndet påverkar bildkvalitet och stråldos för respektive utrustning. I andra studier som gjorts kring skillnad i stråldos vid olika avstånd mellan detektor och röntgenfokus så har forskare faktiskt kommit fram till att stråldosen går att sänka vid längre avstånd. Då har det dock inte tagits hänsyn till avstånd mellan patient och detektor och det visade sig att det inte blev någon signifikant skillnad i bildkvalitet (Karami, Zabihzadeh, Danyaei & Shams, 2016). I detta

(38)

32

examensarbete har stråldosen ökat en aning vid längre avstånd mellan patient och detektor. För att höja avståndet mellan patient och detektor höjdes även avståndet mellan röntgenfokus och detektor. Anledningen till den höjda stråldosen vid längre avstånd skulle kunna bero på att det krävts lite högre rörladdning innan AEC bröt bildtagningen på grund av avståndslagen. Detta kan också vara en förklaring till varför kontrasten upplevdes bättre vid längre avstånd mellan patient och detektor. Vid röntgenundersökningar är det alltid en avvägning mellan bildkvalitet och stråldos.

6.3 Fortsatt forskning

Att minimera stråldosen utan att radiologens möjlighet att kunna ställa en rätt diagnos

försämras är ett viktigt område. Ytterligare forskning bör kunna ge vägledning och möjliggöra en optimering där stråldos och bildkvalitet vägs samtidigt som avståndet mellan patient och detektor är en av parametrarna. Vid de genomförda litteratursökningarna i arbetet hittades inte många artiklar som berörde just detta område. Så det skulle kunna studeras djupare. Det skulle vara intressant att se hur bildkvaliteten och stråldosen påverkas på olika avstånd vid fasta värden för både rörspänning och rörladdning. Det skulle också vara intressant att bedöma bildkvalitet och stråldos på riktiga undersökningar.

(39)

33

7 Slutsatser

Den genomförda kliniska simuleringen visade att flertalet av genomlysningsutrustningarna fick en förbättrad kontrast, enligt den visuella bedömningen, när avståndet mellan objekt och detektor ökades. Värdet på kontrast-brus-förhållandet (CNR) ökade hos tre av utrustningarna och minskade hos två av utrustningarna vid avståndsjämförelserna 5 cm till 30 cm. Den spatiala upplösningen gav ett varierat resultat. Den försämrades för två av utrustningarna och den förbättrades för en samt uppvisade ingen betydelsefull skillnad för två av utrustningarna. Patientstråldosen ökade för två av utrustningarna med ett ökat avstånd mellan patient och detektor. För de andra tre utrustningarna sågs endast en marginell ökning av patientstråldosen. En optimerad röntgenbild är alltid en avvägning mellan stråldos och bildkvalitet. Eftersom kontrasten, som är en viktig bildkvalitetsparameter, generellt ökar i de flesta fallen så pekar resultatet från den kliniska simuleringen på att ett kort avstånd mellan patient och detektor inte är speciellt viktigt. I och med att stråldosen, i de flesta fallen, ökar marginellt med avståndet mellan objekt och detektor kan avståndet ökas för att få bättre kontrast.

(40)

34

8 Referenser

Adler, A., Carlton, R. (2012). Introduction to radiologic sciences and patient care (5. Ed.). Philadelphia: Elsevier Saunders.

Allisy-Roberts, P. & Williams, J. (2008). Farr’s physics for medical imaging (2. ed.). Philadelphia: Elsevier Saunders.

Alsleem, H., Davidson, R. (2012). Quality parameters and assessment methods of digital radiography images. Journal of Medical Radiation Sciences, 59(2). 46-55.

https://doi.org/10.1002/j.2051-3909.2012.tb00174.x

Arman, M., Dahlberg, K., & Ekebergh, M. (2015). Teoretiska grunder för vårdande. Stockholm: Liber.

Aspelin, P. & Pettersson H. (2008). Radiologi (1. uppl.). Lund: Studentlitteratur AB.

Backman, J. (2008). Rapporter och uppsatser (2. uppl.). Lund: Studentlitteratur AB.

Berglund, E. & Jönson, B-A. (2007). Medicinsk fysik (1. uppl.). Lund: Studentlitteratur AB.

Chan, C-T-P., Fung K-K-L. (2015). Dose optimization in pelvic radiography by air gap method on CR and DR systems – A phantom study. Radiography, 21(3), 214-223. DOI: 10.1016/j.radi.2014.11.005

Cherry, S. R., Sorenson, J. A., & Phelps M. E., (2012). Physics in Nuclear Medicine (4 Ed.). Philadelphia: Elsevier Saunders.

De Crop, A., Bacher, K., Van Hoof, T., Smeets, P., Vergaywen, M., Klendys, U., Duyck, P., Cerstraete, K., D’Herde, K., Thierensm H. (2012). Correlation of Contrast-Detail Analysis and Clinical Image Quality Assesment in Chest Radiography with a Human Cadaver Study.

(41)

35

Desai, N., Singh, A., Valentino D. (2010). Practical evaluation of image quality in computed radiographic (CR) imaging systems. Physics of medical imaging 1(1).

https://doi.org/10.1117/12.844640

Frantzen, M. J., Robben, S., Postma, A. A., Zoetelief, J., Wildberger, J. E., & Kemerink, G. J. (2012). Gonad shielding in paediatric pelvic radiography: disadvantages prevail over benefit.

Insights Into Imaging, 3(1), 23–32. https://doi.org/10.1007/s13244-011-0130-3

Gonzalez R. C. & Woods R. E. (2018). Digital Image Processing (4. Ed.). New York: Pearson

Goode, A-R., Snyder, C., Snyder, A., Collins, P., DeLorenzo, M., Pei-Jan, L. (2019). Signal and contrast to noise ratio evaluation of flouroscopic loops for interventional flouroscope quality control. Journal of applied clinical medical physics, 20(10), 172-180. doi:

10.1002/acm2.12734

Huda, W., Abrahams, R-B. (2015). Radiographic Techniques, Contrast and Noise in X-ray Imaging. American journal of roentgenology, 204(1), 126-131. doi:10.2214/AJR.14.13116

Inoue T., Takeda Y., Yoshitomi K., Kurozumi A., Matsuura R. & Tahara S. (2017). Estimation of the PMMA phantom thickness for simulating a human body by using the µx-map created from the CT images. European Society of Radiology, C-1136. doi:

10.1594/ecr2017/C-1136

International Comission on Radiological Protection [ICRP], (2007). ICRP Publication 103 -The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. Hämtad 2020-06-01 från:

https://www.icrp.org/docs/ICRP_Publication_103-Annals_of_the_ICRP_37(2-4)-Free_extract.pdf

Isaksson, M. (2019). Grundläggande strålningsfysik (3. uppl.). Lund: Studentlitteratur.

Karami, V., Zabihzadeh, M., Danyaei, A., Shams, N. (2016). Efficacy of Increasing Focus to Film Distance (FFD) for Patient’s Dose and Image Quality in Pediatric Chest Radiography.

(42)

36

Kharita, M-H., Wannus, K-M., Khedr, M-S. (2017). Evaluation of the Quality Control Program for Diagnostic Radiography and Fluoroscopy Devices in Syria during 2005-2013.

Iranian Journal of Medical Physics, 14(2). 92-97. Doi: 10.22038/ijmp.2017.19712.1186.

Kisielewicz, K., Truszkiewicz, A., Wach, S., Wasilewska-Radwanska, M. (2010). Evaluation of dose are product vs. patient dose in diagnostic x-ray units. European Journal of Medical

Physics, 27(1), 117-120. doi:10.1016/j.ejmp.2010.07.001

Lund, H. (2019). Odontologisk radiologi (1. uppl.). Stockholm: Gothia Fortbildning.

Manning-Stanley, A., Ward, A., England, A. (2012). Options for radiation dose optimization in pelvic digital radiography: A phantom study. Radiography, 18(4). 256-263.

https://doi.org/10.1016/j.radi.2012.06.002

McKenney, S., Gingold, E., Zaidi H. (2019). Gonadal shielding should be discontinued for most diagnostic imaging exams. American association of physicists in medicine, 46(3).

1111-1114. https://doi.org/10.1002/mp.13409

Menser, B., Manke, D., Mentrup, D., Neitzel. (2015). A monte carlo simulation framework for joint optimization of image quality and patient dose in digital paediatric radiography.

Radiation Protection Dosimetry, 169(1-4), 371-377. doi:10.1093/rpd/ncv483

Moore, C-S., Wood, T-J., Beavis, A-W., Saundersson, J-R. (2013). Correlation of the clinical and physical image quality in chest radiography for average adults with a computed

radiography imaging system. The british journal of radiology, 86(1027), 1-12. doi:10.1259/bjr.20130077

Oakley, J. (2003). Digital imaging (1. Ed.). Cambridge: Cambridge University press. Patientsäkerhetslag (SFS 2010:659). Stockholm: Socialdepartementet.

Precht, H., Gerke, O., Rosendahl, K., Tingberg, A., Waaler, D. (2012). Digital radiography: optimization of image quality and dose using multi-frequency software. Pedriatric Radiology,

(43)

37

Pyne, CT., Gadey, G., Jeon, C., Piemonte, T., Waxman, S., Resnic, F. (2014). Effect of Reduction of the Pulse Rates of Fluoroscopy and CINE-Acquisition on X-Ray Dose and Angiographic Image Quality During Invasive Cardiovascular Procedures. Circulation:

Cardiocascular Interventions, 7(4). 441-446.

https://doi.org/10.1161/CIRCINTERVENTIONS.114.001479

Seutens, P. (2017). Fundamentals of medical imaging (3. Ed.). Cambridge: Cambridge University press.

Shaw, D-J., Crawshaw, I Rimmer, S-D. (2013). Effects of tube potential and scatter rejection on image quality and effective dose in digital chest X-ray examination: An anthromorphic

phantom study. Radiography, 19(4). 321-325. http://dx.doi.org/10.1016/j.radi.2013.07.007

Taapiovaara, M-J. Review of relationships between physical measurements and user evaluation of image quality. Radiation Protection Dosimetry, 129(1). 244-248. doi:10.1093/rpd/ncn009

Tonnessen, B-H., Pounds, L. (2011). Radiation physics. Journal of vascular surgery, 53(15), 6S-8S. doi:10.1016/j.jvs.2010.05.138

Vogl, T. J., Alizadeh, L. S., Maeder, R., Naguib, N. N., Herrmann, E., Bickford, M. W., Albrecht, M. H. (2019). Advanced Robotic Angiography Systems for Image Guidance During Conventional Transarterial Chemoembolization: Impact on Radiation Dose and Image

Quality. Investigative Radiology, 54(3), 153–159.

https://doi.org/10.1097/RLI.0000000000000519

Vårdförbundet & Svensk förening för röntgensjuksköterskor. (2008). Yrkesetisk kod för

röntgensjuksköterskor. Hämtad 2020-05-28 från:

https://www.vardforbundet.se/siteassets/rad-och-stod/regelverket-i-varden/yrkesetiskkod-for-rontgensjukskoterskor.pdf

(44)

38

Bilagor

(45)

39

(46)
(47)

Figure

Figur 1. Avståndslagen.
Tabell 1. De utrustningar som användes vid datainsamlingen till denna studie.
Tabell 2. Översikt av respektive utrustnings undersökning- och bildtagningsmetodik.
Tabell 3. Röntgeninställningar.
+5

References

Related documents

Här visas alla delar som ingår i serien samt färger, eventuella tillval och matchande tillbehör.. Behöver du hjälp – tveka inte att prata med någon av

Lindberg 2020, Insamling av skogliga data med applikationen Arboreal Skog – En studie om mätprecision, noggrannhet och effektivitet, Rapport från Institutionen för skogens.

Se avsnitt 8 för personlig skyddsutrustning och avsnitt 13 för avfallshantering.. Hanteras i originalförpackning eller annat

Torrt pulver betraktas som farligt avfall, ska bortforslas i täta kärl för att förhindra damning. Små mängder blandas lämpligen med vatten och

Undersl ag gol vbjäl ke spi kas centrerat på gol vbjäl karna i mi tten Undersl ag gol vbjäl ke spi kas i ytterkant på gol vbjäl karna ytterst.. MONTERING

b) Lagra endast mjölk och färdiga drycker i kylenheten under tiden som ma- skinen används. Lagra mjölken och färdiga drycker i ett kylskåp när enhe- ten inte används – t.ex.

PESO NETO POIDS NET NET WEIGHT PESO LÍQUIDO NETTOGEWICHT PESO NETO POIDS NET NET WEIGHT PESO LIQUIDO NETTOGEWICHT SIN MANGUERA SANS TUYAU WITHOUT HOSE SEM MANGUEIRA OHNE SCHLAUCH

Mer specifikt är det ett utbildningsverktyg som hjälper till att uppskatta sannolikheten för ATTRwt-CM som en underliggande orsak till hjärtsvikt och åtskilja hjärtsvikt på