Mierniki DAP i rewolucja w dozymetrii tomografii komputerowej

1. Czym jest miernik DAP?

• DAP oznacza Dose Area Product (iloczyn dawki i pola) .

• Określany jest również jako KAP lub PKA, czyli iloczyn kermy i pola (kerma-area product) lub iloczyn kermy w powietrzu i pola (air kerma-area product) .

• DAP/PKA jest jedną ze zdefiniowanych wielkości dozymetrycznych dla radiografii projekcyjnej i fluoroskopii .

• Podstawowa zależność:

  DAP = kerma w powietrzu × pole wiązki rentgenowskiej

• Typowe jednostki raportowania to:

  • Gy·cm²
  • cGy·cm²
  • µGy·m²

2. Jak działa miernik DAP

• Miernik DAP służy do wyznaczania iloczynu kermy w powietrzu i pola wiązki rentgenowskiej w radiografii projekcyjnej i fluoroskopii .
• Reprezentuje moc wyjściową promieniowania na obszarze naświetlanego pola, a nie tylko w pojedynczym punkcie .
• Ponieważ uwzględnia zarówno natężenie dawki, jak i wielkość pola, DAP wzrasta, gdy zwiększają się czynniki ekspozycji lub naświetlany obszar .
• Dlatego DAP jest przydatny do monitorowania obciążenia pacjenta promieniowaniem w fluoroskopii i procedurach interwencyjnych .

3. Dlaczego DAP jest ważny

• DAP odzwierciedla zarówno:

  • Natężenie promieniowania
  • Powierzchnię naświetlanego pola

• Czyni go to bardziej informacyjnym niż sam czas fluoroskopii w monitorowaniu dawki w fluoroskopii i radiologii interwencyjnej .

• Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej (IAEA) wskazuje iloczyn kermy w powietrzu i pola (PKA/DAP) jako zalecaną wielkość do ustalania diagnostycznych poziomów referencyjnych w radiografii .

• IAEA identyfikuje również PKA/DAP jako zalecaną podstawową wielkość dla diagnostycznych poziomów referencyjnych w fluoroskopii i radiologii interwencyjnej .

4. Co DAP może, a czego nie może nam powiedzieć

• DAP jest przydatny do porównywania mocy wyjściowej promieniowania między procedurami, salami, operatorami i protokołami, gdy jest używany konsekwentnie jako ustandaryzowana wielkość dozymetryczna .
• DAP nie jest tym samym co dawka narządowa, dawka efektywna czy szczytowa dawka skórna; jest to wielkość typu iloczyn kermy w powietrzu i pola .
• W fluoroskopii interwencyjnej, oprócz DAP/PKA, stosuje się również kermę w powietrzu w punkcie referencyjnym .
• Ma to znaczenie, ponieważ DAP łączy kermę w powietrzu z polem wiązki, więc różne kombinacje wielkości pola i kermy mogą prowadzić do podobnych wartości DAP .

5. DAP a dawka wejściowa na powierzchnię

6. Dlaczego TK wymagała innej dozymetrii

• DAP działa naturalnie w obrazowaniu projekcyjnym, ponieważ zdefiniowaną wielkością dla radiografii i fluoroskopii jest iloczyn kermy w powietrzu i pola .
• TK jest inna, ponieważ lampa rentgenowska obraca się wokół pacjenta, a CTDI jest mierzony z jednego osiowego skanu TK, co oznacza jeden obrót lampy rentgenowskiej .
• Ocena dawki w TK wykorzystuje zatem wielkości specyficzne dla TK, związane z profilami dawki, obrotem, skanowaniem spiralnym i długością badania .
• Z tego powodu dozymetria TK rozwinęła się wokół CTDI i DLP, a nie wokół DAP .

7. CTDI: początek nowoczesnej dozymetrii TK

• CTDI oznacza Computed Tomography Dose Index (wskaźnik dawki w tomografii komputerowej) .
• CTDI jest opisywany jako podstawowa koncepcja pomiaru dawki w TK .
• CTDI reprezentuje średnią dawkę pochłoniętą wzdłuż osi Z z serii sąsiadujących ze sobą napromieniowań .
• CTDI jest mierzony z jednego osiowego skanu TK, czyli jednego obrotu lampy rentgenowskiej .
• Oblicza się go, dzieląc całkowitą pochłoniętą dawkę przez nominalną całkowitą kolimację wiązki .

W uproszczeniu:

CTDI = zintegrowany profil dawki / nominalna szerokość wiązki

8. CTDIw i CTDIvol

• Dawka w TK nie jest jednorodna w całym pacjencie lub fantomie, dlatego ważony CTDI łączy informacje z różnych pozycji pomiarowych .
• Dawka przy powierzchni może różnić się od dawki w centrum w fantomach dozymetrycznych TK .
• CTDIw, czyli ważony CTDI, został wprowadzony, aby połączyć pomiary dawki centralnej i obwodowej .
• Materiały IAEA opisują dozymetrię TK jako opartą na ważonym CTDI na plaster w skanowaniu seryjnym lub na obrót w skanowaniu spiralnym .
• W spiralnej TK, CTDIvol rozszerza koncepcję CTDIw, uwzględniając pitch (posuw) skanowania .
• CTDIvol stał się powszechnym wskaźnikiem mocy wyjściowej skanera wyświetlanym na systemach TK .

9. DLP: odpowiednik „dawka × zasięg” w TK

• DLP oznacza Dose Length Product (iloczyn dawki i długości) .

• DLP jest używany dla całego badania TK .

• DLP jest często opisywany jako podstawowa wielkość dozymetryczna w TK .

• Podstawowy wzór:

  DLP = CTDIvol × długość skanowania

• DLP ma jednostki mGy·cm .

• DLP jest koncepcyjnie podobny do DAP, ponieważ oba mnożą wielkość związaną z dawką przez zasięg napromieniowania .

• Różnica polega na tym, że DAP używa pola, podczas gdy DLP używa długości skanowania .

10. DAP a DLP

11. Ewolucja dozymetrii TK od koncepcji DAP

• Obrazowanie projekcyjne używało DAP, ponieważ ekspozycję pacjenta można było podsumować za pomocą iloczynu kermy w powietrzu i pola w radiografii i fluoroskopii .
• TK wymagała innego podejścia, ponieważ pomiar dawki w TK opiera się na profilach dawki z obracającego się napromieniowania TK i długości badania .
• Pierwszą poważną koncepcją specyficzną dla TK był CTDI, który podsumowuje profil dawki z jednego obrotu TK .
• CTDIw uwzględnił następnie niejednorodność dawki między centrum a obwodem fantomu .
• CTDIvol dostosował koncepcję CTDIw do spiralnej TK, uwzględniając pitch .
• DLP rozszerzył następnie CTDIvol na całą długość skanowania i stał się praktyczną wielkością dla pełnych badań TK .
• Dozymetria radiologii diagnostycznej została ustandaryzowana poprzez formalne kodeksy postępowania, w tym Serię Raportów Technicznych IAEA nr 457 opublikowaną w 2007 roku .

12. Ważna interpretacja kliniczna

• DAP nie jest dokładną dawką dla pacjenta; jest to wielkość typu iloczyn kermy w powietrzu i pola .
• CTDIvol nie jest dokładną dawką dla pacjenta; jest to ustandaryzowany wskaźnik mocy wyjściowej skanera TK oparty na koncepcjach CTDI .
• DLP nie jest dokładną dawką dla pacjenta; jest to wielkość wyjściowa badania TK oparta na CTDI i długości skanowania .
• Są to ustandaryzowane wskaźniki dawki używane do kontroli jakości, optymalizacji i diagnostycznych poziomów referencyjnych .
• Rzeczywista dawka dla pacjenta może wymagać dodatkowych informacji specyficznych dla pacjenta, wykraczających poza te ustandaryzowane wskaźniki wyjściowe .
• Przedstawione dowody potwierdzają ogólne ramy DAP/PKA dla obrazowania projekcyjnego i CTDI/DLP dla TK, ale nie dostarczają wystarczających szczegółów, aby w pełni udokumentować nowsze metody dozymetrii TK specyficzne dla pacjenta, takie jak SSDE, oprogramowanie do szacowania dawek narządowych czy śledzenie dawki Monte Carlo .

13. Krótkie podsumowanie

• Miernik DAP: mierzy dawkę × pole w obrazowaniu projekcyjnym .
• CTDI: mierzy ustandaryzowaną moc wyjściową skanera TK z jednego obrotu TK .
• CTDIvol: dostosowuje koncepcję CTDI do skanowania spiralnego i pitcha .
• DLP: mierzy CTDIvol × długość skanowania dla całego badania TK .
• „Rewolucja” w dozymetrii TK polegała na przejściu od myślenia w kategoriach prostej mocy wyjściowej wiązki do wskaźników dawki opartych na objętości i długości, specyficznych dla TK .