Technische Grundlagen der Dosiskontrolle im digitalen Röntgen
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Martin FISER Technische Grundlagen der Dosiskontrolle im digitalen Röntgen
Technische Grundlagen der
Dosiskontrolle im
digitalen Röntgen
Martin Fiser Ausbildungszentrum West / Innsbruck, 15. März 2013
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Inhalt
1. Dosisindikatoren
2. Diagnostische Referenzwerte
3. Qualitäts-Kontrolle (-Verbesserung)
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Martin FISER Technische Grundlagen der Dosiskontrolle im digitalen Röntgen
Inhalt
1. Dosisindikatoren
2. Diagnostische Referenzwerte
3. Qualitäts-Kontrolle (-Verbesserung)
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Signalnormierung
Belichtung
0
1
2
3
4
Sig
nal
Film-Folie
0.1 1 10
Digital-
detektor
Dynamikbereich
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Konventioneller Film Speicherfolie / Flachdetektor
- Dosis + - Dosis +
Digitale Systeme bieten ein breites Dynamikspektrum
Signalnormierung
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Signalnormierung
Dosis (log.)
Häufigkeit der Intensitäten
Bildanalyse
© PMS-DR-GMH01-104-2000
Anpassung an unterschiedliche Belichtungen
Histogramm
Arbeitspunkt
Direktstrahlung
min. Dosis max. Dosis Bildumfang
Arbeitspunkt
mAs
Reduktion
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Signalnormierung
+ Vorteile: • Verbessert Aufnahmeergebnisse und senkt Wiederholungsrate
• Potential für Dosis Ersparnis (abhängig von der Indikation)
- Nachteile: • Verführt zur Unachtsamkeit bei der Wahl der Aufnahmeparameter
• Verhindert Rückschlüsse anhand optischer Kontrollen auf die applizierte
Dosis
Notwendigkeit eines Dosisindikators
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invers proportional
EI
(Philips)
100
200
400
800
100
200
400
800
S
(Fuji)
200
400
800
1600
200
400
800
1600
2000
1700
1400
1100
2000
1700
1400
1100
EI
(Kodak)
2.2
1.9
1.6
1.3
2.2
1.9
1.6
1.3
lgM
(Agfa)
SC= 200
2.5 µ Gy
5 µ Gy
10 µ Gy
1.25 µ Gy 1.25 µGy
5 µGy
2.5 µGy
10 µGy 2000
1700
1520
760
380
190
EXI
(Siemens)
2.2
1.9
1.6
1.3
2.5
2.2
1.9
1.6
lgM
(Agfa)
SC= 400
1000
500
250
125
EI_s
(Philips)
Dosisindikator Übersicht
proportional
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EI_s - Wert (Exposure Index _ signalbasierend) - PHILIPS
• Ranger definiert ROI
=”Region of Interest”
(= Region, wo der höchste Kontrast
sein soll) Durch Kalibriermessungen in der Fabrik wird
das Verhältnis Dosis zu Pixelwert festgelegt.
• EI_s entspricht dem invertierten Ergebnis der
“grünen Pixel” als Detektor Dosis für diese Pixel.
• Zielwert: 100 bis 300 (Thorax bis 450)
EI_s = Detektor Dosis (µGy) * 100
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• Analyse für 44 Aufnahmen (Lunge ap, Drachten)
• Konstanter FFA (feste Rastposition) -> Abweichung sehr gering
44 Aufnahmen Durchschnitt = 146 Abweichung= 31
Beispiel: Thorax ap (150kV, AEC*, FFA=200cm)
EI_s soll bei gleichen Aufnahmebedingungen gleich
bleiben
* AEC (Automatic Exposure Control = automatische Belichtung)
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EI_s soll bei gleichen Aufnahmebedingungen gleich
bleiben
• Finger, Drachten: 21 Aufnahmen, 52 kV, 4.9 mAs, normalized FFA
• Streuung könnte durch präzise Einhaltung des FFA noch mehr minimiert werden
21 Aufnahmen Durchschnitt = 544 Abweichung = 88
Beispiel: Finger ap (52kV, 4,9mAs, FFA= ca. 100cm)
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• Hand AP, Drachten: 14 Aufnahmen
• Sehr unterschiedliche FFA-Werte! EI_s variiert sehr start bei gleichen Einstellungen
14 Aufnahmen Durchschnitt = 593 Abweichung = 171
EI_s soll bei gleichen Aufnahmebedingungen gleich
bleiben
Beispiel: Hand ap (52kV, 4,9mAs, FFA= ca. 80-120cm)
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EI_s - Wert (Exposure Index _ signalbasierend) - PHILIPS
Abweichungen möglich:
• Fehlerhafte Kollimation
• Zuviel direkte Strahlung (Blende nicht gedreht?)
• Messkammer nicht hinter dem Objekt
• Weichteilaufnahme (ROI wird auf unüblichen Bereich verschoben)
• Bei viel Streustrahlung (deshalb auch abhängig vom Patiententyp)
• Schwächungsfaktor (Tischplatte, Cover am Wandstativ, …
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Dosisindikator
„Gibt es eine internationale Norm?“
IEC Standard 62494-1: Exposure Index (seit 2008)
• TARGET EXPOSURE INDEX EIT
Gibt den Zielwert an, der an dem jeweiligen Gerät erreichbar ist (CR, DR, Material) ->DQE!!
• EXPOSURE INDEX EI
Bezug auf Detektor Dosis in ROI (direkt proportional)
Messbedingung: 70 kV, HVL 6.8 mm Al
• DEVIATION INDEX DI
Gibt die Abweichung an (1Punkt = 1Belichtungspunkt)
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invers proportional
EI
(Philips)
100
200
400
800
100
200
400
800
S
(Fuji)
200
400
800
1600
200
400
800
1600
2000
1700
1400
1100
2000
1700
1400
1100
EI
(Kodak)
2.2
1.9
1.6
1.3
2.2
1.9
1.6
1.3
lgM
(Agfa)
SC= 200
2.5 µ Gy
5 µ Gy
10 µ Gy
1.25 µ Gy 1.25 µGy
5 µGy
2.5 µGy
10 µGy 2000
1700
1520
760
380
190
EXI
(Siemens)
2.2
1.9
1.6
1.3
2.5
2.2
1.9
1.6
lgM
(Agfa)
SC= 400
1000
500
250
125
EI_s
(Philips)
IEC Standard
proportional
Dosisindikator Übersicht
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Dosisindikator Fazit
• Anhaltspunkt für richtige Belichtungen / Konstanz
• korrekte Anzeige ist abhängig von verschiedenen Faktoren:
anatom. Region, Kollimation, Direktstrahlung, …
• Erlaubt keine unbedingten Rückschlüsse auf die
Patientendosis
ersetzt nicht das Dosisflächenprodukt
Notwendig für Dosiskontrolle –
“Diagnostische Referenzwerte“
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Dosis-Flächen-Produkt (DFP/DAP)
Abstand 50 cm 100 cm 200 cm
Dosis 4 cGy 1 cGy 0,25 cGy
Fläche 25 cm2 100 cm2 400 cm2
Flächen-Dosis
Produkt 100 cGy cm2 100 cGy cm2 100 cGy cm2
• zeigt die gesamte Aufnahme-Dosis eines Patienten
• berücksichtigt die Ausblendung (Kollimation)
• ist unabhängig vom FFA (Film-Fokus-Abstand)
Einheit(en): µGy * m² = cGy * cm²
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Inhalt
1. Dosisindikatoren
2. Diagnostische Referenzwerte
3. Qualitäts-Kontrolle (-Verbesserung)
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• Sind keine Grenzwerte
• Kein Optimalwerte
sondern obere Dosis-Richtwerte
• Gelten nicht für einzelne Untersuchungen
• Der gemittelte Wert darf den DRW nicht übersteigen
Diagnostische Referenzwerte (für Röntgenuntersuchungen)
Quelle: www.ris.bka.gv.at (BGBl. II - Ausgegeben am 28. Juni 2010 - Nr. 197)
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Ermittlung des DRW:
- mind. 10 unselektierte Personen
- Gewichtsbereich: 50-90kg
oder Kinder mit Alter- / Gewichtsklassen
- Dosisflächenprodukt notieren
Diagnostische Referenzwerte (für Röntgenuntersuchungen)
Quelle: www.ris.bka.gv.at (BGBl. II - Ausgegeben am 28. Juni 2010 - Nr. 197)
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Diagnostische Referenzwerte (für Röntgenuntersuchungen)
Quelle: www.ris.bka.gv.at (BGBl. II - Ausgegeben am 28. Juni 2010 - Nr. 197)
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Martin FISER Technische Grundlagen der Dosiskontrolle im digitalen Röntgen
Diagnostische Referenzwerte (für Röntgenuntersuchungen)
Quelle: www.ris.bka.gv.at (BGBl. II - Ausgegeben am 28. Juni 2010 - Nr. 197)
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Herleitung der DRW-Ausgangswerte:
“3. Quartile – Methode”: z.B. Abdomen ap (300cGycm²)
Diagnostische Referenzwerte (für Röntgenuntersuchungen)
Jetzt
2015 ??
300 400 200 100 cGycm²
cGycm² 300
225 cGycm²
225
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Diagnostische Referenzwerte (Deutschland)
Thorax pa
Raum 1
0.1
1.0
10.0
1 1001 2001 3001 4001 5001
KA
P [
dG
y c
m²] DRW
Beispiel: Thorax pa
• 5400 Aufnahmen
• Prokollierung des DFP
• DRW = 20 cGycm² (2006)
16 cGycm² (2010)
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Beeinflussende Faktoren:
– Kollimation
– kV-Wahl (mAs!)
– Vorfilterung (Faktor 2 !!)
– Verwendung von Streustrahlenraster (Faktor 2 !!)
– Schwächende Elemente
(z.B. Tischplatte Faktor ~1,5)
Diagnostische Referenzwerte (für Röntgenuntersuchungen)
Quelle: www.ris.bka.gv.at (BGBl. II - Ausgegeben am 28. Juni 2010 - Nr. 197)
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Inhalt
1. Dosisindikatoren
2. Diagnostische Referenzwerte
3. Qualitäts-Kontrolle (-Verbesserung)
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Qualitätskontrolle
Technische Hilfsmittel:
Softwarelösung (QualityAssurance-Tool)
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QualityAssurance-Tool
Nutzen?
- Berichterstellung (z.B. für Behörden)
- Interne Qualitätskontrolle
-> Verbesserung beim Arbeitsablauf
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Auswertungs-Zeitraum festlegen
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grafische Darstellung
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Excel – kompatibles Datei-Format
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Ablehnungs-Analyse
- Zur internen Qualitätskontrolle
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Ablehnungs-Begründung
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Patientendosis sparen
in der Radiographie
Faustregeln um ca. 50% an Dosis zu sparen:
• Reduktion der mAs um 50%
• Reduktion um 10kV
• Entfernen des Streustrahlenrasters
• Verwenden eines Vorfilters (0,1mm Cu+1mm Al)
ALARA – Prinzip beachten!!
(As Low As Reasonably Achievable
= so niedrig wie vernünftigerweise erreichbar)
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Fragen ???