UNIVERZA V LJUBLJANI ZDRAVSTVENA FAKULTETA
RADIOLOŠKA TEHNOLOGIJA, 1. STOPNJA
Armin Ćeman, Katja Dulmin
ZASLONKA PRI RENTGENSKEM SLIKANJU - VPLIV NA KAKOVOST SLIKE IN DOZNO
OBREMENITEV PREISKOVANCA
diplomsko delo
COLLIMATOR IN X-RAY IMAGING – EFFECT ON IMAGE QUALITY AND PATIENT DOSE
diploma work
Mentorica: viš pred. mag. Mojca Medič Recenzent: doc. dr. Nejc Mekiš
Ljubljana, 2021
ZAHVALA
Iskreno bi se rada zahvalila mentorici viš. pred. mag. Mojci Medič za vso pomoč in podane nasvete pri pisanju diplomske naloge in pa tudi doc. dr. Nejcu Mekišu za opravljeno
recenzijo.
Zahvala gre tudi vsem prijateljem in ostalim, ki so naju spodbujali in motivirali na poti do diplome.
Še posebej pa bi se ob zaključku najinega študija rada zahvalila vsem družinskim članom, ki so nama študij omogočili in naju pri tem podpirali.
IZVLEČEK
Uvod: Pri rentgenskem slikanju z zaslonko omejimo uporaben rentgenski snop na del telesa, ki ga preiskujemo. Najpogosteje so uporabljene prilagodljive svetlobne zaslonke, ki omejujejo snop tako, da ščitijo sosednja tkiva pred nepotrebno izpostavljenostjo sevanju.
Zaslanjanje prav tako zmanjša sipano sevanje, kar izboljša kontrastno ločljivost slike. Z natančnim zaslanjanjem bo obsevan majhen del pacientovih tkiv in s tem bo prejeta doza nižja. Če je presevana prostornina velika, nastane veliko več sipanega sevanja, kar pomeni slabšo kontrastno ločljivost in tudi višjo sevalno obremenitev pacienta. Najenostavnejši pribor za zožitev snopa je tubus, ki ga namestimo na rentgensko cev. Če so taki tubusi dovolj ozki, lahko dobimo z njimi zelo dobre rentgenske posnetke. Na splošno pa danes za zaslonitev rentgenskega snopa uporabljamo t. i. globinske zaslonke. Z njimi lahko zaslonimo različno velika polja in prilagodimo širino žarkovnega snopa velikosti slikanega območja.
Namen: Namen diplomske naloge je podrobna predstavitev zaslonke in njenega vpliva na kakovost rentgenske slike ter dozno obremenitev preiskovanca, za lažje razumevanje pa tudi kratka predstavitev sevanja in vpliva doze na preiskovanca pri rentgenskem slikanju, kakovost rentgenske slike in sestavnih delov rentgenskega aparata. Cilj je bil sistematično pregledati obstoječo literaturo in podrobneje predstaviti temo. Pri pisanju diplomske naloge se bomo osredotočili na vpliv zaslonke na dozno obremenitev pacienta/objekta in hkrati na vpliv na kakovost rentgenske slike oziroma rentgenograma, natančneje na kontrastno ločljivost. Metode dela: V diplomskem delu smo uporabili deskriptivno metodo dela s sistematičnim pregledom literature. Literaturo smo iskali v knjigah ter znanstvenih in strokovnih člankih v slovenskem in angleškem jeziku. Iskali smo predvsem članke o zaslonkah, dozi na pacienta in vplivu zaslonke na kakovost rentgenske slike. Navedeno literaturo smo iskali od novembra 2020 do marca 2021 po različnih slovenskih in tujih bibliografskih bazah. Rezultati: Predstavili smo ugotovitve člankov, uporabljenih pri sistematičnem pregledu literature. Velik poudarek je bil na zmanjševanju prejete doze pri uporabi zaslonke in s tem tudi izboljšanju kakovosti rentgenograma. Kljub spremembi analognih sistemov v digitalne je zaslanjanje polja še vedno velik problem, ki predstavlja nepotrebno obsevanost pacienta in slabše kakovostno rentgensko sliko. Zaznali smo tudi različne prakse zaslanjanja. Razprava in zaključek: V kar nekaj radioloških praksah je bila zaznana neustrezna uporaba zaslonke in s tem neskladje pri upoštevanju ALARA načela.
Ugotovili smo, da se zaslanjanje zanemarja pri uporabi digitalne tehnologije, zaradi možnosti obrezovanja rentgenograma v »postprocesingu«. Pri vseh študijah je bilo ugotovljeno, da se kakovost slike in dozna obremenitev izboljšuje z maksimalnim možnim zaslanjanjem.
Ključne besede: zaslonka, kolimator, x-žarki, zaslanjanje rentgenskega snopa, zaslanjanje v radiološki diagnostiki, kakovost rentgenograma, dozna obremenitev
ABSTRACT
Introduction: In X-ray imaging, collimator limits the useful X-ray beam to the part of the body under examination. Adjustable light collimators are most commonly used to limit the beam to protect other tissues from unnecessary radiation exposure. Collimation also reduces scattered radiation, which improves the contrast resolution of the X-ray image. With precise collimation, a small part of the patient's tissues will be irradiated, and the dose received will thus be lower. If the irradiated volume is large, much more scattered radiation is generated, which means poorer contrast resolution and also a higher patient radiation dose. The simplest accessory for narrowing the X-ray beam is a tube that is placed on an X-ray tube. If such tubes are narrow enough, we can get very good X-rays images. Today, we generally use the so-called depth apertures to collimate the X-ray beam. With them, we can collimate different-sized fields and adjust the beam width to the size of the examined area. Purpose:
The purpose of this diploma work is to provide a detailed presentation of the collimator and its impact on the quality of the X-ray image and patient radiation dose. For easier understanding, the diploma work also provides a brief presentation of radiation and the effect of patient radiation dose in X-ray imaging, X-ray image quality, and X-ray machine components. The aim was to systematically review the existing literature and present the topic in more detail. When writing the diploma work, we will focus on the effect of the collimator on the patient/object radiation dose and, at the same time, on its effect on the X- ray image quality, more precisely, its contrast resolution. Methods: In the diploma work, we used a descriptive work method with a systematic literature review. We searched for literature in books as well as scientific and professional articles in Slovene and English. We mainly looked for articles on collimators, patient radiation dose, and the effect of collimation on X-ray image quality. The mentioned literature was searched from November 2020 to March 2021 in various Slovenian and foreign bibliographic databases. Results: We presented the findings of the articles used in the systematic literature review. Great emphasis was placed on dose reduction received when using the aperture, thus also improving the quality of the X-ray image. Despite the shift from analogue to digital systems, field collimation is still a major problem, resulting in unnecessary patient irradiation and poorer X-ray image quality. We also detected different collimation practices. Discussion and conclusion: In quite a few radiological practices, inappropriate use of aperture and thus inconsistency in compliance with the ALARA principle was detected. We found that collimation is neglected when using digital technology, due to the possibility of cropping the X-ray image in postprocessing. All studies found that X-ray image quality and patient radiation dose are improved with maximum possible collimation.
Keywords: aperture, collimator, X-rays, X-ray beam collimation, radiological diagnostics collimation, X-ray image quality, patient radiation dose
KAZALO VSEBINE
1 UVOD ... 1
1.1 Teoretična izhodišča ... 2
1.1.1 Sestava rentgenskega aparata ... 2
1.1.2 Slikovni sprejemniki ... 3
1.1.3 Nastanek rentgenske slike ... 3
1.1.4 Zaslonka ... 4
1.1.5 Sevanje ... 7
2 NAMEN ... 10
3 METODE DELA... 11
3.1 Metode pregleda ... 12
3.2 Rezultati pregleda ... 12
4 REZULTATI ... 15
5 RAZPRAVA ... 34
6 ZAKLJUČEK ... 39
7 LITERATURA IN DOKUMENTACIJSKI VIRI... 40
KAZALO SLIK
Slika 1: Zaslonka (dostopno na: https://radiologykey.com/scatter-control/)... 1 Slika 2: Rentgenski aparat (dostopno na: https://healicom.en.made-in- china.com/product/yNVQqWUxEBkM/China-Factory-Price-Medical-X-Ray-Machine- Floor-Mounted-Digital-Radiography-System.html)... 3 Slika 3: Glava rentgenskega aparata z zaslonko (dostopno na: http://www.r- type.org/exhib/abr0011.htm). ... 6 Slika 4: Stožci in valji (dostopno na: https://radiologykey.com/scatter-control/). ... 6 Slika 5: Prikaz člankov, vključenih v sistematični pregled literature, prikazanih s pomočjo PRISMA metode. ... 13
KAZALO TABEL
Tabela 1: Vključitveni in izključitveni kriteriji. ... 11 Tabela 2: Članki, vključeni v sistematični pregled. ... 15 Tabela 3: Ugotovitve člankov, vključenih v sistematični pregled. ... 24
SEZNAM UPORABLJENIH KRATIC IN OKRAJŠAV
CR računalniška radiografija (angl. computed radiography) DR digitalna radiografija
LCD tekočekristalni zaslon (angl. Liquid Crystal Display) DNK deoksiribonukleinska kislina
DAP produkt doze in površine slikovnega polja
PRISMA shema za minimalni prikaz elementov za poročanje na podlagi sistematičnih pregledov metaanaliz (angl. Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses)
ADI diagnostično interesno polje
AP anteroposteriorno
TLD termoluminiscentni detektor
PA posteroanteriorno
ALARA tako nizko kot je razumno mogoče (angl. As Low As Reasonalby Achievable)
NICU enota za intenzivo nego novorojenčkov (angl. Neonatal intensive care unit)
ANOVA enosmerna variančna analiza
PACS sistem za arhiviranje radioloških slik in komunikacijski sistem (angl.
Picture archiving and communication system) LAR angl. Lifetime attributable risk calculations STR stranska projekcija
CŽ centralni žarek
1 UVOD
Rentgensko slikanje ali rentgenografija je proces, pri katerem z rentgenskim sevanjem prikažemo sliko dela telesa, organa ali organskega sistema na slikovnem sprejemniku.
Rentgenska slika, rentgenogram ali radiogram je slika dela telesa, organa ali organskega sistema, narejena z rentgenskim sevanjem na slikovnem sprejemniku. Zdravniki, specialisti radiologi, včasih pa tudi zdravniki drugih specialnosti, s pomočjo rentgenogramov postavijo diagnozo bolezni, ugotavljajo poškodbe ali razvojne nepravilnosti (Medič, Mekiš, 2018).
Zaslonka je naprava, ki je pritrjena na odprtino v ohišju rentgenske cevi in jo uporabljamo za uravnavanje velikosti in oblike rentgenskega snopa. Poznamo tri vrste zaslonk za omejevanje snopa, in sicer zaslonke z odprtino, stožčaste in valjaste zaslonke ter globinske zaslonke – kolimatorje, ki se uporabljajo danes (Curry et al., 1990).
Zaslonka omogoča oblikovanje neskončnega števila polj, z uporabo ene same naprave.
Njena prednost je tudi, da radiološkemu inženirju z vgrajenim virom svetlobe pripomore k pravilni namestitvi cevi in centralnega žarka. Zaslonka je sestavljena iz dveh parov svinčenih zapiral, ki se premikata simetrično od središča polja. Vsak par omeji rentgensko polje v eni smeri (dolžina in širina). Zapirala služijo za uravnavanje velikosti polja, poleg tega pa imajo še dva namena. Spodnja zapirala zmanjšujejo polsenco oziroma penumbro vzdolž oboda rentgenskega snopa, zaradi svoje oddaljenosti od žarišča. Zgornja zapirala pa zmanjšajo količino sipanega sevanja, ki doseže slikovni sprejemnik, tako da absorbira le tega, preden izstopi iz cevi (Carlton, Adler, 1996).
Slika 1: Zaslonka (dostopno na: https://radiologykey.com/scatter-control/).
Različna raven oslabitve toka fotonov rentgenske svetlobe na poti skozi preiskovanca povzroči neenakomerno osvetlitev sprejemnika in je pogoj za nastanek slike ali rentgenograma. Vsaka slika je na eni stani rezultat tehtanja med željo po izdelavi najboljše možne razpoznavnosti objektov in vidnostjo detajlov ter na drugi strani omejitvami, ki jih postavljajo tehnične lastnosti rentgenske naprave in prekomerna izpostavljenost preiskovanca. Prikaz objektov na sliki je odvisna od geometrijskih značilnosti projekcijskih metod in izvedbo preiskave. Lastnosti slike podajamo z vrednostmi parametrov, ki opišejo raven kontrastne in prostorske ločljivosti (Škrk, 2014). Velikost slikovnega polja pri digitalni sliki vpliva na več dejavnikov, med drugim na kontrastno ločljivost slike in razmerje signal- šum, ki je razmerje med močjo signala in močjo šuma (Medič, 2013). Ker pri manjšem polju nastane manj sipanega sevanja in s tem manjša difuzna počrnitev slike, je potrebno pri takšnem polju ekspozicijske pogoje ustrezno povečati (produkt mAs), da ohranimo enako razmerje signal - šum. Slikovno polje ne sme biti večje od slikovnega sprejemnika in od objekta slikanja (Medič, Mekiš, 2018).
Za pisanje diplomskega dela na to temo smo se odločili ker je varnost pacienta, kot tudi osebja, zelo pomembna in je potrebno poudarjati načine zmanjševanja dozne obremenitve na paciente same, kot tudi na radiološke inženirje. Izbrali pa smo omejevanje polja z uporabo zaslonke, ker se nam je zdela tema zanimiva in smo hotela raziskati, kako uporaba zaslonke vpliva na dozno obremenitev in na kvaliteto rentgenograma.
1.1 Teoretična izhodišča
V teoretičnih izhodiščih je na kratko predstavljeno rentgensko slikanje oziroma pridobivanje rentgenske slike na splošno. Opisani so tudi sestavni deli rentgenskega aparata s poudarkom na zaslonki. Omenili pa smo tudi ionizirajoče sevanje ter posledice le tega na človeško telo, dozo kot fizikalno količino in kvaliteto radiograma oziroma rentgenske slike.
1.1.1 Sestava rentgenskega aparata
Pri rentgenskem slikanju uporabljamo slikovni rentgenski aparat. Glavni sestavni deli so rentgenska cev, napajalnik, filtri za filtracijo snopa rentgenskih fotonov, zaslonka, radiografske rešetke in pri večini slikovnih aparatov tudi preiskovalna miza in/ali stenski
stativ. Poleg rentgenskega aparata, pa se pri rentgenskem slikanju uporablja še slikovni sprejemnik (kaseta s sistemom folija-film, kaseta s fluorescenčno ploščo – CR sistem in digitalni slikovni sprejemnik – DR sistem) (Medič, 2017).
Slika 2: Rentgenski aparat (dostopno na: https://healicom.en.made-in-
china.com/product/yNVQqWUxEBkM/China-Factory-Price-Medical-X-Ray-Machine- Floor-Mounted-Digital-Radiography-System.html).
1.1.2 Slikovni sprejemniki
V zadnjih dveh desetletjih so sistem folija-film nadomestili digitalni rentgenski sistemi. Ta sprememba je prinesla številne digitalne rešitve, ki temeljijo na različnih tehnologijah detektorjev in odčitavanja. Izboljšave v tehnologiji so omogočile razvoj novih digitalnih tehnologij za projekcijsko radiografijo, kot sta računalniška radiografija (CR) in digitalna radiografija (DR). Ta prehod poudarja pomembnost razprave o tehničnih lastnostih, kot so pridobivanje slik, vpliv na pacientovo dozo in kakovost rentgenskih slik (Lanca, Silva, 2009).
1.1.3 Nastanek rentgenske slike
Do rentgenskega slikanja lahko pride zaradi pojava rentgenskega sevanja, ki ga je leta 1895 odkril nemški znanstvenik Wilhelm Conrad Rontgen (Gea, 2018).
Pri običajni radiografiji imamo skoraj enakomeren rentgenski snop, ki v sekundi ustvari frakcijo anatomskega področja, ki nas zanima, oddana rentgenska svetloba pa se zajame na kaseto s fluorescenčno ploščo ali na digitalni slikovni sprejemnik. Različna telesna tkiva različno oslabijo rentgenski snop. Bolj ko tkivo absorbira ali razprši rentgenske fotone, manjša je količina rentgenske energije, ki zadene slikovni sprejemnik in posledično vpliva na kakovost slike (Wolbarst, 1993). Rentgenski fotoni, ki so prešli skozi pacienta in radiografsko rešetko dosežejo slikovni sprejemnik, ki je lahko kaseta s fluorescenčno ploščo ali digitalni slikovni sprejemnik in na njem napravijo sliko (Medič, 2017).
Ločimo primarni snop žarkov, ki nosi pomembne diagnostične podatke, in sipano sevanje, ki na rentgenogramu poslabša kontrastno ločljivost in ne nosi nobenih informacij (Medič, 2017).
Atenuacija rentgenskih žarkov pomeni oslabitev fotonov, ki prehajajo skozi snov. Nastane zaradi absorpcije rentgenskih žarkov v snovi in sipanja primarnih fotonov. Če bi vsi fotoni presevali skozi objekt, bi bil rentgenogram enakomerno črn, če pa bi se vsi fotoni absorbirali, bi bil rentgenogram enakomerno bel. V nobenem primeru ne bi dobili diagnostično uporabne slike. Iz tega lahko razberemo, da je kakovost rentgenograma odvisna od gostote različnih delov objekta. Pri objektu z veliko razliko med gostotami, se fotoni različno atenuirajo in lahko rečemo, da ima objekt visoko naravno kontrastno ločljivost (Curry et al., 1990).
Primarni snop žarkov je nujno potrebno omejiti na najmanjšo možno mero, saj s tem preprečujemo nepotrebno obsevanje drugih delov telesa, ki niso diagnostično pomembni, ter istočasno zmanjšujejo nastanek sekundarnih žarkov. Nujna je uporaba zaslonk, pri katerih je možno s svetlobnim viziranjem pred slikanjem točno omejiti slikovno območje. Uporaba univerzalnih tubusov brez možnosti zaslonitve primarnega snopa je nezaželena (Tabor, 1990).
1.1.4 Zaslonka
Omejitev rentgenskega snopa je pomembna iz dveh vidikov, in sicer zaradi zmanjšanja izpostavljenosti pacienta nepotrebnemu sevanju in zmanjšanja vpliva sipanega sevanja na kontrastno ločljivost slike (Medič, 2017).
Kontrastna ločljivost je zmožnost ločevanja dveh sosednjih struktur z različnima absorpcijskima koeficientoma. Tkiva z velikimi razlikami med gostotami imajo visoko naravno kontrastno ločljivost. Kontrastna ločljivost slike se izboljšuje z zmanjševanjem števila sipanih fotonov, ki dosežejo slikovni sprejemnik in z nizko energijo fotonov (Medič, 2017).
Vpliv sipanega sevanja na kontrastnost slike je velik. Sipano sevanje, ki nastane v presevanem telesu, ima drugo smer kot primarni žarki. Iz točke, kjer nastanejo, se širijo na vse strani in povzročajo na rentgenogramu difuzno počrnitev. Prizadevati si moramo, da nastane pri rentgenskem slikanju čim manj sipanega sevanja. To doseženo z omejitvijo primarnega snopa (Tabor, 1990).
Če je presevana prostornina velika, nastane veliko več sipanega sevanja, kar pomeni slabšo kontrastno ločljivost in tudi višjo sevalno obremenitev pacienta. Najenostavnejši pribor za zožitev snopa je tubus, ki ga namestimo na cev. Če so taki tubusi dovolj ozki, lahko dobimo z njim zelo dobre rentgenograme. Na splošno pa danes za zaslonitev snopa uporabljamo t.i.
globinske zaslonke. Z njimi lahko zaslonimo različno velika polja in prilagodimo širino žarkovnega snopa velikosti slikanega območja (Tabor, 1990).
Če povečamo velikost slikovnega polja, se poveča prostornina presevanega objekta, v katerem nastane več sipanega sevanja, To se na rentgenogramu pokaže kot povečana difuzna počrnitev in zmanjšana kontrastna ločljivost. Če zmanjšamo velikost slikovnega polja, se prostornina presevanega dela objekta zmanjša, zato v njem nastane manj sipanega sevanja, ki zmanjša difuzno počrnitev in poveča kontrastno ločljivost (Medič, 2017).
Pri rentgenskem slikanju z zaslonko omejimo uporaben rentgenski snop na del telesa, ki ga preiskujemo. Najpogosteje so uporabljene prilagodljive svetlobne zaslonke, ki omejujejo snop tako, da ščitijo sosednja tkiva pred nepotrebno izpostavljenostjo sevanju. Zaslanjanje prav tako zmanjša sipano sevanje, kar izboljša kontrastno ločljivost slike. Z uporabo najmanjšega možnega zaslanjanja bo obsevan majhen del pacientovih tkiv in s tem bo prejeta doza nižja (Lanca, Silva, 2013).
Z zmanjšanjem polja se zmanjša tudi količina sipanega sevanja. Na primer, rezultat ob zaslanjanju polja le na hrbtenico in ne na celoten abdomen pri slikanju prsne hrbtenice, je manjša dozna obremenitev pacienta in boljša kontrastna ločljivost slike. Vsekakor pa je pri zaslanjanju potrebna previdnost, saj lahko pride do izključitve pomembnih anatomskih
struktur, ki so pomembne pri diagnosticiranju, to pa zahteva ponovitev slikanja (Bushberg, 2002).
Slika 3: Glava rentgenskega aparata z zaslonko (dostopno na: http://www.r- type.org/exhib/abr0011.htm).
Zaslonka je vgrajena pod ohišje rentgenske cevi. Včasih so se uporabljale zaslonke z odprtino in takšne v obliki stožca ali valja, danes pa se uporablja globinska zaslonka – kolimator (Medič, 2013).
Slika 4: Stožci in valji (dostopno na: https://radiologykey.com/scatter-control/).
Pri novejših rentgenskih aparatih se samodejno zmanjša velikost polja na velikost kasete, ki je vstavljena v bucky predal. Če kaseto uporabljamo izven predala ali pa pri digitalnem sprejemniku, obsevano polje zaslonimo ročno (Medič, 2017).
Zaslonka prikazuje tudi sredino (center) rentgenskega polja. V ta namen je na izhodni strani zaslonke vgrajeno pleksi steklo, na katerem sta narisani centralni črti, na križišču katerih je center polja (Medič, 2013).
1.1.5 Sevanje
Sevanje delimo na ionizirajoče in neionizirajoče. Ionizirajoče je tisto, ki na poti skozi biološko snov odda svojo energijo v obliki ionizacij, torej povzroča izbitje elektronov iz njihovih orbit v atomu. Neionizirajoče sevanje pa nima dovolj energije, da bi povzročilo ionizacijo, ampak povzroča vzbujanje elektronov, torej njihov prehod v višje energijsko stanje. Med neionizirajoče sevanje se uvrščajo elektromagnetna valovanja (ultravijolična svetloba, vidna svetloba in infrardeče valovanje, mikrovalovi in radijski valovi) (Serša, 2019).
Med ionizirajoče sevanje pa prištevamo sevanje alfa, beta in gama, ter rentgenske žarke (Pečko, 1995).
Ionizirajoče sevanje povzroči v živih snoveh zaporedje fizikalnih, kemičnih in bioloških procesov, ki vodijo do sprememb, katerih posledice so lahko škodljive. Izpostavljenost ionizirajočim sevanjem lahko opredelimo z obsegom, trajanjem in izvirom obsevanosti (Škrk, 2014).
Ko govorimo o učinkih sevanja na človeka, moramo predvsem razlikovati učinke zaradi visokih doz od učinkov nizkih doz. Prve razmeroma dobro poznamo, medtem ko je pri drugih še precej odprtih vprašanj (Zdešar, 2011).
Pri obsevanju z visokimi dozami je najpomembnejši učinek na ravni celic njihova smrt (celica odmre ali se vsaj ni več sposobna razmnoževati). Tkiva navadno brez večjih težav uspešno preživijo izgubo določenega števila celic in izgubljene celice preprosto nadomestijo z novimi. Če pa je delež odmrlih celic dovolj velik, tkivo delno ali popolnoma izgubi svojo funkcijo. Dozo, nad katero je izguba celic tako velika, da vpliva na delovanje tkiva, imenujemo dozni prag in je značilna za deterministične učinke sevanja. Nad pragom je resnost poškodb odvisna od prejete doze. Deterministične učinke lahko brez obotavljanja pripišemo sevanju, pojavijo pa se razmeroma kmalu po obsevanju (Zdešar, 2011).
Druga vrsta posledic, ki jih lahko povzroči ionizirajoče sevanje, so stohastični ali naključni učinki. Najpomembnejši med njimi je razvoj raka – karcinogeneza. Naključne jih imenujemo zato, ker ne moremo zagotovo reči, da so ravno posledica izpostavljenosti sevanju. Za bolnika, na primer, ki je 20 let po znatni izpostavljenosti sevanju zbolel za rakom pljuč, ne moremo trditi, da je njegova bolezen ravno posledica obsevanja, saj za rakom pljuč zbolijo tudi ljudje, ki niso bili dodatno izpostavljeni, ali ne zbolijo tisti, ki so bili izpostavljeni. Za stohastične učinke je značilno, da nimajo doznega praga in se lahko pojavijo pri še tako nizki dozi. Z naraščanjem doze ne narašča resnost stohastičnih učinkov, ampak le verjetnost, da bo do učinkov prišlo (Zdešar, 2011).
Od fizikalnih dejavnikov, ki lahko spodbujajo nastanek raka, sta splošno znana predvsem dva, ultravijolično in ionizirajoče sevanje. Obe vrsti elektromagnetnega sevanja imata dovolj visoko energijo, da povzročata spremembe v atomih, vzbujanje in ionizacijo, to pa lahko vodi do molekularnih sprememb na molekuli DNK in mutacij (Serša, 2005).
Zmanjševanje prejete doze ionizirajočih sevanj poteka predvsem na tri načine: z zmanjševanjem časa izpostavljenosti, z oddaljenostjo od vira ionizirajočega sevanja ter s postavljanjem ščita (okoli vira ionizirajočega sevanja ali okoli delavca). V pravnem smislu pa se lahko varstvo pred ionizirajočimi sevanji deli na varstvo delavcev (poklicna zaščita pred sevanji), medicinsko zaščito (ki se nanaša na zaščito bolnikov) in zaščito prebivalstva (posameznikov in celotne populacije) (Zobavnik, Blažič, 2014).
Osnovna količina, s katero ovrednotimo učinek ionizirajočega sevanja na snov ali tkivo, je oddana energija (dE), preračunana na enoto mase snovi (dm). Količino imenujemo absorbirana doza (D) in je osnovna dozimetrična količina. Enota za absorbirano dozo je (Jkg-1) ali gray (Gy) (Škrk, 2014).
Različne vrste ionizirajočega sevanja lahko v tkivu, skozi katero potujejo, povzročajo različne biološke učinke. Pri enaki absorbirani dozi so učinki, ki jih povzročajo sevanje gama, delci beta ali rentgenska svetloba, nižji kot tisti, ki jih povzročajo delci alfa.
Potencialno biološko škodo zato opredelimo z drugo dozimetrično količino, imenovano ekvivalentna doza. Ekvivalentna doza (HT, R) tkiva ali organa T zaradi izpostavljenosti sevanju R, je produkt absorbirane doze (DT, R) zaradi izpostavljenosti sevanju R, povprečene po tkivu ali organu T, z ustreznim utežnim faktorjem vrste sevanja (WR), ki ima vrednost od 1 do 20. Če je tkivo ali organ T izpostavljen različnim vrstam sevanja R, je
ekvivalentna doza tkiva ali organa (HT) vsota prispevkov različnih vrst sevanja. Enota za ekvivalentno dozo je sievert (Sv) (Škrk, 2014).
Pri določanju potencialne biološke škode moramo, poleg različnih vrst sevanja, upoštevati tudi razlike v sevalni občutljivosti posameznih tkiv ali organov. Zato je bila vpeljana še tretja dozimetrična količina, tj. efektivna doza. Efektivna doza (E) je seštevek produktov ekvivalentnih doz tkiv in organov (HT) ter ustreznih tkivnih utežnih faktorjev (WT). Enota za efektivno dozo je prav tako, kot za ekvivalentno dozo, sievert (Sv) (Škrk, 2014).
DAP je količina, ki odraža odmerek in tudi obseg obsevanega tkiva. Izražen je kot produkt doze in površine (Gy×cm2 ). DAP se poveča s povečanjem velikosti slikovnega polja, če se drugi parametri ne spreminjajo, se pravi, če zmanjšamo površino slikanega dela in drugih parametrov ne spreminjamo, se bo zmanjšala tudi doza na pacienta. DAP se lahko uporablja za spremljanje prejete doze pri enkratnem slikanju ali pri diaskopiji. Naprava je nameščena v bližini izvora rentgenskega sevanja med zaslonko in pacientom (Bushong, 2013).
2 NAMEN
Namen diplomske naloge je bil na kratko predstaviti sevanje in vpliv doze na preiskovanca pri rentgenskem slikanju, kvaliteto rentgenske slike ter nekaj o sestavnih delih rentgenskega aparata za lažje razumevanje in potem bolj podrobno o zaslonki in njenem vplivu na kakovost rentgenske slike ter dozno obremenitev preiskovanca.
Cilj je bil sistematično pregledati obstoječo literaturo in podrobneje predstaviti temo. Pri pisanju diplomske naloge smo se osredotočili na vpliv zaslonke na dozno obremenitev pacienta/objekta in hkrati na vpliv na kakovost rentgenske slike oziroma rentgenograma, natančneje na kontrastno ločljivost.
V prvem delu diplomske naloge smo predstavili teoretična izhodišča, ki so pomembna za razumevanje celotnega pregleda literature. V nadaljevanju smo predstavili namen in metode dela, v drugem delu pa smo si razdelili obstoječo literaturo in predstavili ugotovitve.
3 METODE DELA
V diplomskem delu smo uporabili deskriptivno metodo dela s sistematičnim pregledom literature. Literaturo smo iskali v knjigah ter znanstvenih in strokovnih člankih v slovenskem in angleškem jeziku. Iskali smo predvsem članke o zaslonkah, dozi na pacienta in tudi kako zaslonka vpliva na kakovost slike. Sistematičen pregled literature je trajal od 4. 11. 2020 do 22. 3. 2021. Pri iskanju literature in člankov smo si pomagali z vključitvenimi in izključitvenimi kriteriji, ki smo jih tudi predstavili v tabeli 1.
Tabela 1: Vključitveni in izključitveni kriteriji.
Vključitveni kriteriji Izključitveni kriteriji Besedilo, napisano v slovenskem in
angleškem jeziku
Besedilo, ki ni napisano v angleškem in slovenskem jeziku
Članki, napisani med letoma 1990 in 2021 Članki, napisani pred letom 1990 Članki, ki so dostopni v celoti Članki, ki niso dostopni v celoti Članki, ki vsebujejo besedilo o zaslonkah,
dozi na pacienta, kontrastni ločljivosti,…
Članki, ki ne vsebujejo besedila o zaslonkah, dozi na pacienta, kontrastni ločljivosti,…
Članki, pri katerih je dostopen povzetek Članki, pri katerih povzetek ni dostopen
3.1 Metode pregleda
Literaturo smo iskali v slovenskem in angleškem jeziku. Začeli smo s slovensko, in sicer v treh podatkovnih bazah: Digitalna knjižnica Slovenije (dLib), Repozitorij Univerze v Ljubljani (RUL), Cobiss. Nadaljevali smo z iskanjem angleške literature v svetovnih podatkovnih bazah, kot so: Springer Link, Science Direct, PubMed in Radiaction protection dosimetry. Za iskanje smo uporabili kombinacije različnih ključnih besed, v slovenskem in angleškem jeziku: zaslonka, kolimator, collimator, x-ray beam restrictor, collimation in radiography, collimator in radiography, patient's dose, dose, image quality.
3.2 Rezultati pregleda
Članke, ki smo jih uporabili pri pregledu literature, smo našli v mednarodnih podatkovnih bazah s pomočjo izbranih ključnih besed. Literaturo smo iskali v angleškem in slovenskem jeziku, slednje je bilo zelo malo. Skupno smo dobili 3898 zadetkov. V podatkovni bazi ScienceDirect jih je bilo 2096, na Springer Linku 1539, v bazi PubMed 53, v Radiation protection dosimetry 208 in v RUL-u 2. Po odstranitvi duplikatov je ostalo 2634 člankov.
Po pregledu člankov in po upoštevanju vključitvenih in izključitvenih dejavnikov, sva dobila 382 člankov. Po še podrobnejšem pregledu smo jih izključili še 365 in jih na koncu dobili 17. Od tega smo jih v podatkovni bazi ScienceDirect dobil 4, na Springer Linku 5, v bazi PubMed 5, v Radiation protection dosimetry 2 in v Rul-u 1. Iskali smo tudi v bazi Google Schoolar, vendar pa smo se odločili, da rezultatov ne bomo vključili v PRISMO, zaradi prevelikega števila zadetkov (okoli 17000 zadetkov). Uporabni pa so bili 3 članki.
Postopek, kako smo prišli do člankov, ki smo jih uporabili pri pregledu literature, smo predstavila v metodi PRISMA, ki je shema za minimalni prikaz elementov za poročanje na podlagi sistematičnih pregledov in metaanaliz (Zorzela et al., 2016). Prikazan je na sliki.
Podatkovna baza ScienceDirect
(n=2096)
Pregled po kriterijihVključeni v analizoPodrobnejši pregledIdentifikacija zadetkov Podatkovna baza
Springer Link (n=1539)
Skupno število zadetkov (n=3898)
Pregled naslovov, izvlečkov (n=2634)
Izključeni zadetki po formalnem pregledu
(n=2252)
Pregled polnih besedil (n=382)
Izključeni zadetki po vsebinskem pregledu
(n=365) Odstranjeni duplikati
(n=1264)
Zadetki, vključeni v analizo (n=17)
Podatkovna baza PubMed
(n=53)
Podatkovna baza Radiation protection dosimetry (n=208)
RUL (n=2)
Slika 5: Prikaz člankov, vključenih v sistematični pregled literature, prikazanih s pomočjo PRISMA metode.
4 REZULTATI
V tabeli 2 so predstavljene glavne značilnosti pregledanih člankov, ki smo jih izbrali za analizo. Predstavljeni so avtorji članka, metode, namen in lastnosti, v katerih so osnovni podatki o udeležencih raziskave oziroma lastnosti samega članka.
Tabela 2: Članki, vključeni v sistematični pregled.
AVTORJI, LETO METODE LASTNOSTI NAMEN
1. Jeffery, 1996
Študija primera Objekt s slabo kontrastno ločljivostjo je bil
izpostavljen različni velikosti polj, najprej s stalno izpostavljenostjo, potem pa še z
izpostavljenostjo,
prilagojeno za vzdrževanje stabilnosti gostote slike.
Raziskati vpliv velikosti obsevanega polja na kontrastnost slike.
2. Gogos et al., 2003
Izvirni članek Meritve vhodne površinske doze s pomočjo
termoluminiscentnih dozimetrov na 168 pediatričnih bolnikih pri običajnih radioloških
pregledih. Razvrščeni so bili po starosti v 5 skupin, pri vsakem slikanju pa so zabeležili težo pacienta in ekspozicijske pogoje. Za oceno efektivne doze je bil uporabljen določen
protokol, kjer so podani koeficienti pretvorbe
Merjenje vhodne površinske doze pri različnih pediatričnih radioloških pregledih, opravljenih v veliki pediatrični bolnišnici v Atenah, in njihova primerjava z obstoječimi referencami.
vhodne površinske doze v efektivno odvisni od
starosti, preiskave, filtracije in nastavitve ekspozicijskih pogojev.
3. Engell- Hills, 2005
Članek Različne vrste zaščit pred sevanjem in njihov vpliv na dozno obremenitev.
Predstaviti zaščite pred sevanjem pri
rentgenskem slikanju in poudariti pomembnost uporabe le tega v praksi 4. Soboleski et
al., 2006
Študija primera Analizirane rentgenske slike prsnega koša 195
pediatričnih bolnikov in 149 novorojenčkov, za prikaz obsevanosti netorakalnih organov. Izmerili so razdaljo od zgornje do spodnje meje prsnega koša in jo primerjali z dolžino radiograma.
Določiti, ali sedanje smernice pri zaslanjanju in pozicioniranju
povzročajo nepotrebno dozno obsevanost netorakalnih struktur pri radiografiji prsnega koša otrok in
novorojenčkov. Študija se osredotoča predvsem na zmanjšanje dozne obremenitve s pomočjo zaslonke.
5. Strauss, 2006
Članek Vpliv različnih dejavnikov na dozno obremenitev in kvaliteto slike pri otrocih.
Obravnavanje vprašanja kakovosti rentgenske slike in dozne
obremenitve, glede na opremo za diaskopsko slikanje.
6. Datz et al., 2008
Študija primera Študija vključuje 157 novorojenčkov z različnimi boleznimi v petih izraelskih enotah. Narejenih je bilo 500 rentgenogramov, razdeljenih na pljuča, abdomen in babygram. Nato so izpolnili vprašalnik z določenimi lastnosti preiskave (področje slikanja, teža, višina, ekspozicijski parametri in velikost polja). Ocenili so dozo na organe in efektivno dozo za vsako preiskavo, da bi lahko primerjali dejansko polje s priporočeno
velikostjo polja.
Primerjati izračunane vrednosti efektivne in ekvivalentne doze, glede na dejanske meje velikosti polja in priporočila glede tehnično ustrezne velikosti polja z uporabo Monte Carlo programa.
7. Okeji et al., 2010
Študija primera Skupaj je bilo ocenjenih 500 rentgenskih slik iz petih bolnišnic v jugovzhodni Nigeriji. Ocenjevanje je potekalo na podlagi opravljenih zaslanjanj rentgenskih posnetkov shranjenih v arhivu bolnišnic, izpolnjenih anketnih vprašalnikov in preizkusa neusklajenosti svetlobnega snopa na rentgenskih aparatih.
Izbrane so bile rentgenske slike prsnega koša, trebuha
Ocena prakse zaslanjanja
rentgenskega snopa med radiološkimi inženirji, kot ukrep za zaščito bolnikov pred sevanjem.
in ledveno-križnične hrbtenice, zaradi bližine radio-senzitivnih organov.
8. Zetterberg, Espeland, 2011
Študija primera Po opredelitvi diagnostično interesnega polja (ADI) je bil z uporabo Mann- Whitneyevega testa
primerjan delež obsevanega polja zunaj ADI v 86 digitalnih in 86 analognih radiogramih lumbalne hrbtenice v AP projekcijah.
Zaporedne digitalne slike so primerjali z analognimi (iz arhivov bolnišnic), ki so nastale v štirih letih pred digitalizacijo. Standardni radiografski postopki obeh bolnišnic med študijo so ostali nespremenjeni.
Raziskati vpliv prehoda z analogne na digitalno radiografijo na pravilo opravljanjega
zaslanjanja.
9. Honey, Hogg, 2012
Članek Predstaviti vpliv različnih parametrov na dozno obremenitev pacienta in osebja, ter kakovost rentgenograma.
Uravnavanje parametrov za zmanjšanje dozne obremenitve in izboljšanje kakovosti rentgenograma pri diagnostičnem slikanju.
10. Aichinger et al., 2012
Knjiga Vpliv zaslanjanja polja na dozno obremenitev in kvaliteto rentgenograma.
Predstavitev tehnik v radiografiji in
diaskopiji, za
zmanjšanje sipanega
sevanja na detektor (str.
58).
11. Powys et al., 2012
Študija primera Raziskava je bila opravljena na 3 serijah posnetkov (okcipitomentalna, okcipitomentalna s kaudalnim kotom 30° in stranska projekcija). Pri vsaki seriji je bila uporabljena različna velikost slikovnega polja (največja-enaka slikovni plošči, srednja in najmanjša možna). Doze sevanja na očesnih lečah in ščitnici pa so bile izmerjene z
Unforsovim dozimetrom.
Slike je ocenilo 6 izkušenih opazovalcev z analizo vizualnega razvrščanja (uporabili so štiri-stopenjsko lestvico za ocenjevanje, skupaj pa so opravili 5400 opazovanj).
Raziskati vpliv zaslanjanja
rentgenskega sevanja na odmerek sevanja na očesne leče in ščitnico ter vpliv na kakovost slike pri rentgenskem slikanju obraznih kosti.
12. Bomer et al., 2013
Slikovni pregled Slabosti in lastnosti elektronskega zaslanjanja.
Uporaba elektronskega zaslanjanja pri otroški digitalni radiografiji in pomen srebrnega roba.
13. Stollfuss et al., 2015
Primerjalna študija
200 zaporednih digitalnih rentgenskih slik prsnega koša pri 20 nedonošenčkih.
Ugotoviti potencialne dejavnike, ki vplivajo na neustrezno
Slikano v ležečem položaju, brez rešetke, velikost slikovnega sprejemnika je bila 20 × 25 cm.
izpostavljenost
netorakalnih struktur pri nedonošenčkih v dveh učnih bolnišnicah (1- univerzitetna
bolnišnica, 2-
bolnišnična skupnost).
14. Karami et al., 2016
Retrospektivna študija
Pregledanih je bilo 348 digitalnih in/ali analognih rentgenskih slik prsnih organov dojenčkov (AP projekcija), ki so bile
opravljene med oktobrom in decembrom 2015 v štirih glavnih bolnišnicah
province Khuzestan-Iran za oceno zaslanjanja
rentgenskega snopa. Za vsak radiogram je bilo
izračunano območje med trenutnim in sprejemljivim zaslanjanjem. 28
radiogramov je podrobno raziskanih, da bi potrdili ali je bila prisotna dejanska uporaba zaščitnih orodij in kateri so bili glavni razlogi neuporabe le-teh.
Obravnava uporabe zaščitnih sredstev in zaslanjanja rentgenskih fotonov, ki naj bi bila široko zagovarjana kot učinkovita metoda za zmanjševanje
prekomerne izpostavljenosti sevanju. Študija obravnava uporabo teh zaščitnih ukrepov med radiografijo prsnega koša dojenčkov.
15. Karami, Zabihzadeh, 2017
Retrospektivna študija
Pregled 830 digitalnih antero-posteriornih (AP) rentgenskih slik ledvene
Primerjati in oceniti kakovost zaslanjanja rentgenskega snopa pri slikanju ledvene
hrbtenice v smislu kolimacije žarka.
hrbtenice v dveh splošnih bolnišnicah v Ahvazu v Iranu.
16. Robinson et al., 2017
Študija primera Za študijo so bili uporabljeni visoko občutljivi termo-
luminiscenčni dozimetri (TLD), s katerimi so merili dozo na vse organe
odraslega moškega fantoma.
Nameščeni so bili za slikanje torako-lumbalne hrbtenice v AP projekciji.
Najprej so bile narejene ekspozicije z ozkim zaslanjanjem in nato brez zaslanjanja pri enakih ekspozicijskih pogojih. V vsakem primeru je bila izmerjena lokalna absorbirana doza in tista doza, ki predstavlja vsak organ posebej v povprečju za izračun doze organa. Ti podatki so bili nato
uporabljeni za izračun dejanskega tveganja za pojav raka v vsakem desetletju življenja od 20.
do 80. leta in primerjati verjetnost pojavnosti raka
Ugotoviti učinek zaslanjanja
rentgenskega snopa na predvideno
doživljenjsko tveganje za pojavnost raka v vseh telesnih organih (učinkovito tveganje) pri bolnikih, ki opravijo slikanje hrbtenice v AP projekciji. To je še posebej pomembno pri bolnikih s skoliozo, saj so v njihovem primeru potrebni redni pregledi in so te bolniki v večini primerov mlajši in običajno bolj dovzetni za učinke ionizirajočega sevanja.
pri uporabi večjega in manjšega zaslanjanja.
17. Pažanin, 2019
Magistrska naloga Raziskava s 110 pacienti, napotenih na rentgensko preiskavo ledvene in 84 pacientov, napotenih na rentgensko preiskavo torakalne hrbtenice, v Splošni bolnišnici
Dubrovnik. V prvem delu so zbirali podatke o dozi in velikosti primarnega polja pri pacientih napotenih na rentgensko slikanje ledvene in/ali torakalne hrbtenice glede na trenutni protokol zaslanjanja, ki se uporablja v Splošni bolnišnici
Dubrovnik. Za meritve v drugem delu raziskave so podali nove smernice za optimalno zaslanjanje primarnega polja pri slikanju torakalne in ledvene hrbtenice, na podlagi pregleda literature.
V tretjem delu pa sta s pomočjo programa ViewDEX kakovost
rentgenogramov ocenila dva zdravnika radiologa in en radiološki inženir.
Preveriti vpliv optimalne uporabe radiografske zaslonke na obsevanost
pacientov in kakovost rentgenogramov.
18. Pažanin et al., 2020
Študija primera 110 pacientov, razdeljenih v dve skupini. Prva posneta s standardno odprtim poljem, druga pa z optimalnim zaslanjanjem.
Ugotoviti vpliv
optimalnega zaslanjanja pri radiografiji ledvene hrbtenice na odmerek sevanja in kakovost slike.
19. Muiga Maina et al., 2020
Študija primera Kvalitativna,
neeksperimentalno opisna metoda in zbiranje podatkov s pomočjo ankete. V študiji je sodelovalo 116
radioloških inženirjev, ki predstavljajo 96,67 % celotne populacije.
Oceniti razpoložljivost in uporabo ukrepov za zaščito pred sevanjem in varnostnih ukrepov s strani radioloških inženirjev.
20. Farzanegan et al., 2020
Presečna študija Z uporabo presečne študije sta dva študenta radiološke tehnologije v zadnjem letniku študija opazovala 100 radiografskih pregledov na slikovnih oddelkih v petih izobraževalnih bolnišnicah.
Ovrednotiti spoštovanje načel zaščite pred sevanjem pri radiografskih preiskavah s poudarkom na zaslanjanju
rentgenskega snopa, ustreznosti faktorjev izpostavljenosti in uporabi zaščitnih sredstev za paciente in njihove spremljevalce.
V tabeli 4 pa so predstavljene ugotovitve iz vseh zbranih člankov.
Tabela 3: Ugotovitve člankov, vključenih v sistematični pregled.
Članek Ugotovitve
1. Jeffery, 1996 Sipano sevanje zmanjša jakost rentgenskega snopa, zato pride do poslabšanja kontrastne ločljivosti. Sipano sevanje lahko zmanjšamo s pravilnim zaslanjanjem in z uporabo kompresijskih naprav. V prvem eksperimentu je študija pokazala, da je povečanje obsevanega polja ob konstantnem obsevanju povzročilo izboljšanje gostote sredine slike, hkrati pa se je poslabšala kontrastna ločljivost slike. Največja razlika v zmanjšanju kontrasta je bila pri velikosti polja med 6 in 100 cm2. V drugem eksperimentu pa so ob povečevanju polja, za ohranitev gostote slike, zniževali čas ekspozicije.
Kontrast se je zmanjšal, vendar ne toliko, kot pri prejšnjem eksperimentu. Izboljšanje kontrasta je opaziti z zmanjšanjem velikosti polja pod 10 × 10 cm. Povečanje polja nad 14 × 14 cm pa malo vpliva na zmanjšanje kontrasta.
2. Gogos et al., 2003 Povečanje doze glede na standarde je bilo samo pri slikanju pljuč (starostna kategorija 3-7 in 8-12 let), zaradi nizkih nastavitev ekspozicijskih pogojev in neuporabe filtracije.
Nenaden porast vhodne površinske doze pri slikanju medenice in pljuč (starejše starostne kategorije) pripišemo uporabi rešetk. Pri slikanju medenice so bile vrednosti efektivne doze nižje kot pri hrbtenici, zaradi ščitenja gonad.
Pri slikanju lobanje so ocenjene vrednosti efektivne doze najnižje, kljub visoki vhodni kožni dozi, zaradi nizke radiosenzitivnosti živčnega sistema in možganov.
Zmanjšanje odmerka lahko dosežemo brez uporabe rešetke in izvajanja PA namesto AP, za zaščito oči. V nekaterih primerih je bila uporabljena velikost polja večja kot je bilo potrebno, večinoma pri slikanju pljuč. Povečanje polja vodi v obsevanje več organov in s tem povišanje efektivne doze.
Vendar pa tega povečanja ni mogoče oceniti, ker večja velikost polja praktično ne vpliva na izmerjeno vhodno površinsko dozo. Natančno zaslanjanje na ustrezno velikost polja je bistveno pomembno za zaščito pacienta in si zasluži posebno pozornost.
3. Engell-Hills, 2005 Ščitenje pacienta je zelo pomembno. Rentgenski snop mora biti vedno zaslonjen na področje, katerega slikamo, ker se s povečanjem slikovnega polja poviša tudi dozna obremenitev.
Priporočljiva je uporaba pravokotnih zaslonk z lokalizirano svetlobo in spremenljivo odprtino. Rentgenski snop in svetlobno polje morata sovpadati znotraj robova dovoljene napake, ki znaša 2 % razdalje od vira do detektorja. Zaslonjen rentgenski snop zmanjša volumen obsevanega tkiva in s tem se zmanjša dozna obremenitev, ki jo povzroči sipano sevanje.
4. Soboleski et al., 2006
Smernice za zaslanjanje prsnega koša pri otrocih so od konice mastoida do tik nad grebenom iliace. Študija dokazuje, da trenutne smernice za zaslanjanje pri slikanju otrok povzročijo nepotrebno dozno obremenitev na strukture izven prsnega koša, brez posebnega doprinosa h klinični sliki. Najbolj so nepotrebni dozni obremenitvi izpostavljeni najmlajši otroci/novorojenci, ki so v največji nevarnosti za sevalne poškodbe. Za zadovoljitev načela ALARA je potrebna opredelitev novih smernic za zaslanjanje otrok pri radiografiji prsnega koša. Pri zaslanjanju si lahko pomagamo z dobro tipnimi strukturami. Z dvignjenimi rokami naj bi bila zgornja meja zaslanjanja nad apeksom pljuč, spodnja meja pa so tipljiva rebra.
5. Strauss, 2006 Oprema za slikanje mora biti posebej konfigurirana za otroke, medtem ko mora operater upravljati z njo tako, da izkoristi njeno sposobnost za uravnavanje dozne obremenitve.
Zaslanjanje, tako pravokotno kot krožno, je izjemno
pomembno pri zmanjšanju dozne obremenitve pri otroku in izboljšanju kakovosti slike. Torej zaslanjanje oziroma prostorsko oblikovanje snopa, spektralno oblikovanje snopa in pa pravilno zasnovan nadzor ekspozicije na slikovni sprejemnik so potrebni za optimizacijo kakovosti slike z zmanjšano izpostavljenostjo otroka sevanju.
6. Datz et al., 2008 Stopnja dozne obremenitve je še posebej odvisna od parametrov izpostavljenosti, kot sta na primer produkt mAs in razdalja gorišče-objekt, ter radiografskih tehnik, kot je določanje mej velikosti polja. Na primer premajhno zaslanjanje povzroči povišanje dozne obremenitve. Po drugi strani pa tudi preveliko zaslanjanje lahko vodi v ponovitev pregleda in posledično tudi povzroči nepotrebno dodatno izpostavljenost. Ugotovljene so bile razlike pri parametrih izpostavljenosti med petimi izraelskimi NICU. Trenutna praksa pri otroški radiografiji pri njih vključuje izpostavljenost okolnih novorojenčkovih organov. Rezultati študije kažejo, da okoli 50 % povečanja doze pri novorojenčkih povzroča nepotrebna izpostavljenost sevanju med preiskavo in slabo ščitenje spolnih žlez. Ti deleži bi bili najbrž višji, glede na to, da so bile meje velikosti polja določene glede na sliko, ki je običajno v celoti pokrila slikovni sprejemnik in ne z dejansko velikostjo mej polja, ki so bile v večini primerov večje. Videti je, da je izvedljivo znižati trenutno dozo pri novorojenčkih za vsaj 50 %. Za dosego tega cilja, bi morali upoštevati ALARA koncept, napisati nacionalne smernice za dobre radiografske tehnike za novorojenčke, glede na obstoječe standarde in priporočila usposobiti radiološke inženirje v specializacijo za slikanje novorojenčkov in tveganja pri ionizirajočem sevanju, ter vzpostaviti nacionalni program kakovosti za radiološke aparature.
7. Okeji et al., 2010 Opažena je bila neustrezna praksa zaslanjanja v vseh preučevanih bolnišnicah. Rezultati kažejo neustrezno zaslanjanje v 52 % v treh učnih bolnišnicah in 59 % v dveh specialističnih bolnišnicah. V predelu lumbosakralnega predela je bil odstotek slabega zaslanjanja največji in sicer 55,6 %.
Štiri od šestih testiranih rentgenskih aparatov (5 statičnih in 1 mobilni) so pokazali neusklajeno poravnavo rentgenskega snopa, medtem ko sta drugi dve enoti pokazali normalno poravnavo snopa s svetlobo diafragmalnega žarka.
8. Zetterberg, Espeland, 2011
Po uvedbi digitalne radiografije so bila obsevana precej večja območja. To povzroča nepotrebno visoke odmerke sevanja za paciente. Delež obsevanega polja zunaj interesnega območja (ADI) je bil večji pri digitalnih kot pri analognih slikah (povprečno 61,7 % proti 42,4 %, p<0,001). Oddaljenost od ADI do zunanjega roba obsevanega polja je bila večja kranialno, kavdalno in na obeh straneh (p<0,001). V celotnem vzorcu je bilo povprečno skupno obsevano polje na digitalnih slikah 791 cm2 in na analognih slikah 541 cm2 (t.j. 46 % večje pri digitalnih slikah). Potrebno je dodati, da starostna razlika ni prispevala k povečanju obsevane površine zunaj ADI.
Ugotovitve kažejo, da bi lahko za znižanje teh odmerkov uporabili bolj natančno zaslanjanje.
9. Honey, Hogg, 2012
Prehod na digitalne radiografske detektorje predstavlja izziv za delo v smeri kakovosti radiograma in optimizacije dozne obremenitve. Ugotovljeno je bilo, da so radiološki inženirji namesto dobrega zaslanjanja, zaslanjali rentgenske slike v kasnejši obdelavi, po ekspoziciji. Zetterberg je ugotovil, da je bila velikost polja pri slikanju ledvene hrbtenice za 46 % večja pri digitalnem slikanju kot pri slikanju na folijo-film.
Slabo zaslanjanje pa ne poveča samo pacientove doze, ampak
tudi poslabša kakovost slike, zaradi sipanega sevanja, ki nastane na nepotrebno izpostavljenem območju.
10. Aichinger et al., 2012
Količina sipanega sevanja, ki nastane v pacientu, je odvisna od obsevanega volumna tkiva – debeline pacienta in velikosti polja, medtem ko je odvisnost od napetosti cevi zelo majhna.
Velikost polja na vstopni in izstopni strani pacienta, kar določa volumen tkiva, se določi z uporabo zaslonke, razdaljo gorišče-slikovni sprejemnik in razdaljo objekt-slikovni sprejemnik. Število interakcij fotonov z objektom je odvisno od volumna presevanega objekta, kar vpliva na dozno obremenitev pacienta in kakovost rentgenograma.
11. Powys et al., 2012 Opravljene so bile statistične analize doze in ocene kakovosti slike. Pri vsaki projekcij Za vsako projekcijo so bile narejene primerjave z uporabo enosmerne variančne analize (ANOVA) in sicer za vsako stopnjo zaslanjanja posebej. Za vse primerjave je bila uporabljena vrednost p<0,05.
Opažene so bile pomembne spremembe pri ocenah doze sevanja in kakovosti slike pri posamezni stopnji zaslanjanja.
Povprečna doza sevanja na ščitnico se je povečala, ko se je zaslanjanje povečalo z minimalnega na maksimalno , pri čemer je vsako zaslanjanje pokazalo znatno razliko med seboj (p<0,0001). Pri uporabi fiksne izpostavljenosti je bil odmerek sevanja na očesnih lečah povečan z največjim zaslanjanjem v primerjavi z minimalnim. Ugotovljeno je bilo, da je učinek zaslanjanja na dozo sevanja na očesne leče odvisen od vrste izpostavljenosti, ki se uporablja. Stroga kolimacija pri uporabi fiksne izpostavljenosti pri vseh velikostih polja kaže znatno zmanjšanje odmerka na očesne leče. Uporaba spremenjene izpostavljenosti kaže na znatno zmanjšanje doze sevanja na očesne leče pri največjem zaslanjanju v primerjavi s srednjo in najnižjo stopnjo zaslanjanja. To je verjetno
posledica manjše velikosti polja, ki proizvaja manj sipanega sevanja, zato je potrebna večja izpostavljenost za pridobitev podobnega izhodnega odmerka.
Pokazalo se je, da se kakovost slike izboljšuje že z minimalnim zaslanjanjem v vseh projekcijah v primerjavi z drugimi stopnjami zaslanjanja.
Ta študija je pokazala, da zaslanjanje polja na najmanjšo možno raven znatno izboljšajo kakovost slike pri radiografiji obraznih kosti, ne glede na to, ali je izpostavljenost najvišja ali nižja, in da so bile povprečne ocene kakovosti slike bistveno boljše pri projekcijah, pri kateri je bilo uporabljeno najmanjše možno zaslanjanje v primerjavi z projekcijami največjim izpostavljenim poljem (najbolj odprto zaslonko).
12. Bomer et al., 2013 Članek obravnava uporabo elektronske kolimacije oziroma rezanje slik pri digitalnem slikanju, po končani ekspoziciji.
Pravilno zaslanjanje je ena od metod za optimizacijo radiografskih tehnik slikanja. Prepreči nepotrebno izpostavljenost anatomskih struktur, ki nas ne zanimajo, in hkrati izboljša kakovost rentgenograma, ker zmanjša vpliv sipanega sevanja. Z razvojem digitalnega slikanja je prišla tudi sposobnost rezanja slik po končani ekspoziciji. To pa predstavlja tveganje za prekomerno izpostavljenost pacienta sevanju. Srebrna črta (milimeter debel bel rob okoli rentgenske slike) služi kot pokazatelj prave velikosti polja.
Originalne slike bi morale biti vedno poslane v PACS, ker lahko vsebujejo diagnostično pomembne informacije, do katerih je pacient upravičen.
13. Stollfuss et al., 2015
Ugotovitve kažejo, da je bila stopnja ponovitev rentgenogramov nizka, in sicer v bolnišnici št. 1 ni bilo ponovljene rentgenske slike, v bolnišnici št. 2 pa zgolj ena ponovljena slika. Rezultati kažejo, da je izpostavljenost ne-
torakalnim strukturam razmeroma pogost pojav. Popolna ali delna izpostavljenost nadlakti je bila najpogostejša ugotovitev, medtem ko je bila izpostavljenost vseh drugih delov razmeroma redka. V večini primerov je bila kakovost slike v smislu zaslanjanja le malo zmanjšana. Stopnje optimalnih slik so bile podobne v obeh bolnišnicah. Chi2 test ni pokazal statistično pomembne razlike v številu pravilno zaslonjenih slik (32 % v primerjavi z 39 %). Gestacijska starost (kot nadomestek teže in velikosti) ni imela očitnega vpliva na kakovost slike. Enako je veljalo tudi za število kirurških drenaž, katetrov in osrednjih vodov (kot nadomestek resnosti bolezni). Nepričakovano je bilo ugotovljeno, da se je število optimalnih slik za vsakega posameznega radiološkega inženirja precej razlikovalo. Ta pojav ni bil bistveno povezan z dolgoletnimi izkušnjami.
Edini prepoznaven dejavnik, ki je vplival na zaslanjanje rentgenskih slik prsnega koša posnetih z mobilno rentgensko enoto pri nedonošenčkih, je bila ozaveščenost radioloških inženirjev.
14. Karami et al., 2016
Od 348 rentgenskih posnetkov prsnega koša je bilo le 54 slik (33 analognih in 21 digitalnih) ustrezno zaslonjenih, kar je 15,5 %. Obsevano področje zunaj diagnostično-interesnega področja je bilo bistveno večje pri digitalnih kot pri analognih posnetkih (povprečno 103 cm2 proti 54 cm2). Ocenjeno je bilo, da sta bila abdomen in medenica po nepotrebnem obsevana v 63 % in 18 % rentgenogramov. Kar se tiče uporabe zaščitnih sredstev, jih 5 % in 18,5 % redno oziroma občasno uporablja zaščito, medtem ko jih 76,5 % nikoli ne uporablja le-te. Razlog za neuporabo zaščite naj bi bil čas in nižja doza sevanja pri dojenčkih.
15. Karami, Zabihzadeh, 2017
Skupna povprečna vrednost diagnostično-interesnega področja (ADI) in obsevanega področja zunaj ADI za vsak radiogram sta bili ocenjeni na 360 cm2 oziroma 454 cm2. Skupno obsevano območje zunaj ADI je bilo za 1,26-krat večje kot ADI. V nasprotju s kranialnimi regijami zunaj ADI so bile kavdalne regije pogosteje vključene v primarni snop.
Pri vsaj 62 % ocenjenih rentgenskih slikah so bili jajčniki vključeni v primarni snop. Glede ustreznega zaslanjanja ni bilo ugotovljenih bistvenih statističnih razlik med dvema pregledanima bolnišnicama (vrednost p>0,005) ter med bolniki moškega in ženskega spola (vrednost p>0,005).
Radiološki inženirji se morajo potruditi, da omejijo primarni snop na ADI in s tem zmanjšajo izpostavljenost pacienta in povečajo kakovost slike.
16. Robinson et al., 2017
Izračunane številke za LAR (Lifetime attributable risk calculations) - pojavnost raka kot rezultat enkratne izpostavljenosti rentgenskim žarkom kažejo, da je tveganje pri uporabi premajhnega zaslanjanja za pojavnost raka 3-krat večje kot pri uporabi ustreznega zaslanjanja. Številke natančno kažejo povečanje dejanskega tveganja za faktor 3,22 pri 20. letih, 3,24 pri 30. letih, 3,27 pri 40. letih, 3,30 pri 50. letih, 3,36 pri 60. letih, 3,43 pri 70. letih in 3,66 pri 80.
letih pri uporabi premajhnega zaslanjanja v primerjavi z uporabo ustreznega. V nasprotju s tem pri premajhnem zaslanjanju LAR znatno zmanjša s povečanjem starosti.
Največji odstotek povečanja doze pri premajhni v primerjavi z ustreznim zaslanjanjem zaznamo v pljučih (571 %) in debelem črevesju (305 %). Pri uporabi tkivno- uravnoteženega odmerka je slika povsem drugačna, in sicer pljuča prejmejo še vedno visok odmerek, medtem ko je debelo črevo veliko manj prizadeto. Ugotovljeno je, da so najbolj prizadeti najmlajši bolniki (v tej študiji 20-letniki), ker
se pri tej starosti pogosto izvajajo ponavljajoči pregledi za skoliozo.
17. Pažanin, 2019 Z optimalno uporabo zaslonke pri slikanju ledvene in torakalne hrbtenice močno vplivamo na izpostavljenost pacientov. Pri ledveni hrbtenici so primarno polje za AP projekcijo zmanjšali za 35,52 %, za STR projekcijo pa za 40,43 %. Pri AP so znižali DAP za 45,71 % ter efektivno dozo za 47,69 %. Pri STR projekciji niso našli statistično značilnih razlik med skupinami pri meritvah DAP-a in efektivne doze, kar je bila posledica napačne postavitve CŽ pred optimizacijo zaslonjenega polja. Za torakalno hrbtenico je raziskava prav tako pokazala manjše velikosti primarnega polja pri optimalni uporabi zaslonke, in sicer za AP projekcijo v višini 45,73 %, za STR projekcijo pa 40,66 %. Dokazali so tudi nižje vrednosti DAP-a, in sicer pri AP projekciji za 33,53 % ter pri STR za 23,28 %. Efektivno dozo so pri AP projekciji znižali za 53,75 % ter pri STR projekciji za 29,19 %. Poleg tega so z optimalno uporabo zaslonke pokazali, kako vplivamo na kakovost rentgenogramov, in sicer kakovost ne samo ohranimo, ampak še izboljšamo.
18. Pažanin et al., 2020
Pri radiografiji ledvene hrbtenice se je uporaba optimiziranega zaslanjanja pokazala v zmanjšanju osnovnega polja slikanja za 38 % za AP in LAT projekcije. Pri AP projekciji se je DAP zmanjšal za 46 %, efektivna doza pa za 48 %. Hkrati je bila absorbirana doza na radiosenzitivne organe manjša za 38 % v AP projekciji. Pri LAT projekciji so opazili izboljšanje kakovost slike za 24 %.
19. Muiga Maina et al., 2020
Uporaba zaslonke je zelo pomembna za zmanjšanje dozne obremenitve pacienta in za izboljšanje kakovosti radiograma.
Glede na ugotovitve, radiološki inženirji izvajajo natančno zaslanjanje, razmišljajo pa tudi o zmanjšanju dozne
obremenitve ob izbiri ekspozicijskih pogojev, tako da je doseženo zmanjšanje nepotrebnega sevanja. Radiološki inženirji natančno izvajajo zaslanjanje, ki vpliva na zmanjšanje pacientove doze.
20. Farzanegan et al., 2020
Bolniki so imeli med pregledom spremljevalce v 26 % študij, vendar je bila zaščitna oprema uporabljena le za 4 % spremljevalcev bolnikov, za paciente pa zaščitna oprema ni bila uporabljena. Stopnja upoštevanja različnih načel zaščite pred sevanjem, vključno z omejitvijo velikosti polja, uporabo zaščitne opreme za paciente in njihove spremljevalce ter ustreznost izbranih dejavnikov izpostavljenosti, je bila v povprečju 44,6 %. Na podlagi ugotovitev lahko sklepamo, da spoštovanje načel zaščite pred sevanji v preučevanih izobraževalnih bolnišnicah ni zadostovalo, zlasti pri prilagajanju ustrezne velikosti polja in uporabi zaščitne opreme za paciente in njihove spremljevalce, kar zahteva precejšnjo pozornost. Razlog je lahko v gneči v bolnišnicah in premalo časa za opazovanje zaščite pacientov. V nekaterih primerih inženirji ne verjamejo v pomen izvajanja zaščite pacientov, zato je potrebno stalno spremljanje izvajanja zaščite in poudarek na doslednem izvajanju smernic zaščite na podlagi najnovejših razpoložljivih standardov s strani ustreznih organov. Za izboljšanje stanja zaščite ter za zaščito pacientov in njihovih spremljevalcev je potrebno stalno usposabljanje za izboljšanje znanja zaposlenih, spremljanje in ocenjevanje s strani oblasti ter pomemben poudarek na kvalificirani univerzitetni izobrazbi.
5 RAZPRAVA
Namen diplomske naloge je bila podrobna predstavitev zaslonke in njenega vpliva na kakovost rentgenske slike ter dozno obremenitev preiskovanca, za lažje razumevanje pa tudi kratka predstavitev sevanja in vpliva doze na preiskovanca pri rentgenskem slikanju, kakovost rentgenske slike in sestavnih delov rentgenskega aparata. Pregledani strokovni članki so potrdili in upravičili strokovno literaturo.
Bushberg, in sodelavci (2002) navajajo, da je pravilno in dosledno zaslanjanje zelo pomembno pri zmanjševanju dozne obremenitve pacienta in izboljšanju kontrastne ločljivosti rentgenograma. Vendar pa je pomembna tudi previdnost pri zaslanjanju, ker bi v primeru prevelikega zaslanjanja lahko izgubili pomembne anatomske strukture. Datz in sodelavci (2008) se s tem strinjajo in navajajo, da bi lahko prišlo do tega in posledično do ponovitve preiskave in dodatne dozne izpostavljenosti pacienta. V raziskavi so ugotovili, da trenutna praksa pri otroški radiografiji v NICU v Izraelu vključuje izpostavljenost okolnih novorojenčkovih organov. Strinjajo se, da bi za zagotavljanje koncepta ALARA, bilo potrebno napisati nove smernice, usposobiti radiološke inženirje ter vzpostaviti nacionalni program kakovosti za radiološke aparature. Soboleski in sodelavci (2006) v njihovi raziskavi ugotavljajo enako, in sicer, da so smernice za zaslanjanje prsnega koša pri otrocih neprimerne in da je potrebna opredelitev novih smernic za zaslanjanje otrok pri radiografiji prsnega koša, to pa je še posebej pomembno, ker so otroci/novorojenčki, v največji nevarnosti za sevalne poškodbe. Navaja, da naj bi bila zgornja meja zaslanjanja nad apeksom pljuč, spodnja pa tipljiva rebra. Strauss (2006) navaja, da bi morala biti oprema za slikanje posebej konfigurirana za otroke, medtem ko mora operater upravljati z njo tako, da izkoristi njeno sposobnost za uravnavanje dozne obremenitve. Pravi tudi, da je zaslanjanje, tako pravokotno kot krožno, izjemno pomembno pri zmanjšanju dozne obremenitve pri otroku in izboljšanju kakovosti slike.
Uporaba zaščitnih orodij in zaslanjanja rentgenskega polja je bila široko zastopana kot učinkovita metoda za zmanjševanje izpostavljenosti sevanju pri bolnikih pri radioloških preiskavah (Karami et al. 2016). Kot vemo, je ena najpomembnejših nalog v pediatrični radiologiji nadzor in zmanjšanje izpostavljenosti škodljivim učinkom slikovnih preiskav.
Načelo ALARA pa velja za vse slikovne metode (Ključevšek, 2014). Stollfuss in sodelavci (2015) so ugotovili, da je pri slikanju prsnega koša novorojenčkov za porast doze in slabšo
je bila izpostavljena nadlaket. Karami in sodelavci (2016) so zaznali, da je bilo pri slikanju dojenčkov ustrezno zaslonjenih le 15,5 % rentgenskih posnetkov, ter da je bilo obsevano področje zunaj diagnostično interesnega področja bistveno večje pri digitalnih, kot pri analognih posnetkih. Ugotovimo lahko, da to ni v skladu z dobro radiološko prakso in da se taka praksa ne ujema z zapisom v literaturi. Spomnimo se, da če je presevana prostornina velika, nastane veliko več sipanega sevanja, kar pomeni slabšo kontrastno ločljivost in tudi višjo sevalno obremenitev pacienta (Tabor, 1990).
Gogos in sodelavci (2003) navajajo, da povečanje polja vodi v obsevanje več organov in s tem povišanjem efektivne doze. Vendar pa tega povečanja ni mogoče oceniti, ker večja velikost polja praktično ne vpliva na izmerjeno vhodno površinsko dozo. Natančno zaslanjanje na ustrezno velikost polja je zelo pomembno za zaščito pacienta in si zasluži posebno pozornost. Pažanin (2019) pa je pri slikanju ledvene in torakalne hrbtenice ugotovila, da z optimalno uporabo zaslonke močno vplivamo na izpostavljenost pacientov.
Pri ledveni hrbtenici so primarno polje za AP projekcijo zmanjšali za 35,52 %, za STR projekcijo pa za 40,43 %. Pri AP so znižali DAP za 45,71 % ter efektivno dozo za 47,69 %.
Pri STR projekciji niso našli statistično značilnih razlik, kar je bila posledica napačne postavitve CŽ pred optimizacijo zaslonjenega polja. Za torakalno hrbtenico je raziskava prav tako pokazala manjše velikosti primarnega polja pri optimalni uporabi zaslonke, in sicer za AP projekcijo v višini 45,73 %, za STR projekcijo pa 40,66 %. Dokazali so tudi nižje vrednosti DAP-a, in sicer pri AP projekciji za 33,53 % ter pri STR za 23,28 %. Efektivno dozo so pri AP projekciji znižali za 53,75 % ter pri STR projekciji za 29,19 %. Poleg tega so z optimalno uporabo zaslonke pokazali, kako vplivamo na kakovost rentgenogramov, in sicer kakovost ne samo ohranimo, ampak še izboljšamo. Pažanin in sodelavci (2020) tudi ugotavljajo, da sta se pri radiografiji ledvene hrbtenice, ob optimalnem zaslanjanju, DAP in efektivna doza zmanjšali za skoraj polovico. Opazili pa so tudi izboljšanje kakovosti slike.
Skozi pregledano literaturo je razvidno, da je bila pri kar nekaj radioloških praksah zaznana neustrezna uporaba zaslonke (Gogos et al., 2003, Soboleski et al., 2006, Datz et al., 2008, Okeji et al., 2010, Karami, Zabihzadeh, 2017 in Farzanegan el al., 2020) in s tem neskladnost pri upoštevanju načela ALARA. Ugotovila sva, da se zaslanjanje zanemarja pri uporabi digitalne tehnologije, zaradi možnosti obdelave slike v t.i. »postprocesingu« (Honey, Hogg, 2012, Karami et al., 2016, Boomer et al., 2013, Zeterberg, Espeland, 2011). V vseh študijah je bilo ugotovljeno, da se kakovost slike in dozna obremenitev izboljšuje z maksimalnim
