Massimizzare l`efficienza della dose nell`imaging dei

 White Paper | I prodotti Carestream e la sfida dell’imaging pediatrico
Massimizzare l'efficienza della dose
nell'imaging dei pazienti pediatrici
Introduzione
Acquisizione delle immagini
L'imaging radiografico dei pazienti pediatrici presenta svariate
problematiche specifiche rispetto all'imaging degli adulti. La
maggiore sensibilità alle radiazioni di organi e ossa in fase di
sviluppo, le aspettative di vita maggiori dei bambini e la vasta
gamma di habitus corporei che questa fascia demografica di
pazienti si trova a vivere implicano che non è appropriato
utilizzare le stesse tecniche di acquisizione e gli stessi
parametri di elaborazione delle immagini impiegati per gli adulti.
L'iniziativa della campagna "Back to Basics" di Image Gently
incoraggia l'utilizzo di pratiche di imaging specifiche per i
pazienti in età pediatrica ed è perfettamente in linea con i
principi guida dell'approccio di Carestream nell'affrontare
questi problemi significativi.1 2 3
La prima fase della formazione delle immagini è l'acquisizione
dell'immagine radiografica da parte del recettore di immagini.
La recente introduzione degli innovativi detettori DRX, wireless
e privi di collegamenti, di Carestream rappresenta un
importante passo avanti nella fornitura di detettori radiografici
di elevata qualità che si adattino perfettamente al flusso di
lavoro delle unità intensive neonatali e pediatriche. Inoltre,
l'utilizzo di uno strato di CsI(Tl) che assorbe i raggi X
contribuisce a garantire una qualità delle immagini più elevata
possibile. Il design privo di collegamenti elimina virtualmente i
problemi che si possono incontrare nel posizionamento del
paziente con l'utilizzo di un sistema collegato in un ambiente
clinico frenetico. La batteria sostituibile assicura inoltre che il
detettore sia sempre pronto.
Per fornire elevata qualità delle immagini con l'utilizzo più
efficiente dell'esposizione alle radiazioni, è importante
affrontare ogni fase del ciclo di formazione delle immagini
come parte di un sistema completo. Il processo di formazione
delle immagini è suddivisibile, per la sua natura stessa, in tre
fasi distinte: acquisizione delle immagini, elaborazione per la
visualizzazione e, infine, revisione e valutazione. Queste fasi
sono rappresentate nella Figura 1. In questa stessa figura
sono indicati anche il processo di valutazione della qualità
delle immagini e il ruolo fondamentale svolto da questo per
integrare il feedback positivo nelle fasi di acquisizione e di
elaborazione delle immagini.
Acquisizione
Elaborazione
delle
immagini
Revisione e
Valutazione
Accettazione
delle
immagini
Figura 1. Diagramma di flusso relativo al processo di
formazione delle immagini. La fase di revisione e la valutazione
delle immagini consente di inglobare il feedback nelle fasi di
acquisizione e di elaborazione delle immagini, al fine di
conseguirne un continuo miglioramento.
In linea con lo spirito dell'iniziativa Image Gently, Carestream
Health ha sviluppato e implementato varie funzionalità dei
prodotti con lo specifico scopo di assicurare un'acquisizione
ottimale delle immagini e una visualizzazione altrettanto
ottimale delle informazioni diagnostiche, per l'intera gamma
dei pazienti pediatrici. Nelle seguenti sezioni vengono
sottolineate alcune di queste funzionalità.
Oltre al detettore a elevata efficienza, è fondamentale anche
utilizzare protocolli di acquisizione appropriati (ad es. kVp, mAs
e filtrazione) per tutta la vasta gamma di habitus corporei
pediatrici. L'ampia varietà delle dimensioni del corpo (dal più
piccolo paziente neonatale al più grande adolescente)
necessita di tecniche di acquisizione adattabili a dimensioni
corporee ed età di ogni paziente. Per affrontare questa sfida,
Carestream offre la funzionalità di selezionare la dimensione
del corpo del paziente pediatrico tra una gamma di sette
categorie, basate sulle recenti raccomandazioni dell'FDA.4 5
Questa selezione basata su una classificazione recente
consente al sistema di scegliere i valori predefiniti dei parametri
di acquisizione e della configurazione di elaborazione delle
immagini, nella maniera più appropriata per i diversi tipi di
pazienti e i diversi tipi di detettori (software di ottimizzazione e
miglioramento delle immagini pediatriche acquisite).
Questa funzionalità fornisce un'acquisizione e una
visualizzazione più coerenti delle immagini per i pazienti che
presentano una data dimensione corporea e rientrano in una
data fascia di età.
Carestream è inoltre impegnata sul fronte della ricerca per
sviluppare tecniche di acquisizione migliori per i pazienti
pediatrici. Questo lavoro è basato sulla constatazione che
l'utilizzo di un recettore digitale consente di puntare a uno
specifico rapporto segnale-rumore nell'immagine, in contrasto
con il mantenimento di una densità ottica specifica all'interno
dell'immagine finale. La separazione intrinseca di acquisizione
e visualizzazione di un'immagine nell'ambiente digitale apre
nuove opportunità nello sviluppo di adattamenti specifici basati
sulle attività da eseguire,
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relativamente alla quantità e il tipo di radiazioni utilizzate
per creare immagini digitali.
Per illustrare le possibilità di ottimizzazione tecnica, nella
Figura 2 sono riportate le misurazioni della qualità
dell'immagine normalizzata (indice di rilevabilità per unità
di dose efficace assorbita) per
IQ/Dose efficace – Normalizzata sulle prestazioni @ 70
kVp
Neonatale
un nodulo polmonare di 5-10 mm, in funzione del peso del
paziente. I risultati indicano che nei pazienti più piccoli un
kVp inferiore fornisce una migliore qualità dell'immagine per
una data dose, mentre kVps maggiori forniscono benefici
maggiori per i pazienti più grandi. (I risultati sono
normalizzati su quelli relativi alla tecnica da 70 kVp.)
Pediatrici
Adulti
50 kVp
50 kVp
50 kVp
Peso paziente (kg)
Figura 2. Qualità dell'immagine normalizzata (indice di determinabilità dei noduli) per unità di dose efficace assorbita per diversi kVps
in funzione del peso del paziente per un nodulo polmonare di 5-10 mm. I dati sono normalizzati al risultato della qualità dell'immagine
per il caso a 70 kVp.
In alcune procedure, come gli esami per la scoliosi, può
essere fattibile una riduzione dei livelli di esposizione
utilizzati per le immagini di follow-up. La riduzione
dell'esposizione è possibile se l'imaging può essere
ottenuto in modo soddisfacente con un'immagine più
rumorosa rispetto all'esame principale di alta qualità, ma
in grado di fornire comunque una delineazione sufficiente
dei processi spinali che consenta una valutazione clinica
accurata. In questo esempio specifico, oltre alla indagine
sulle strategie di riduzione delle dosi,
2 Carestream Health ha implementato anche una
funzionalità di imaging long length che riduce al minimo
la quantità di sovrapposizione tra immagini consecutive.
Ciò riduce l'esposizione del paziente e garantisce la
copertura massima del campo anatomico di esposizione.
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Una volta che un'immagine è stata acquisita, la
visualizzazione rapida in anteprima consente al tecnico
radiologo di decidere rapidamente se l'anatomia del
paziente è stata acquisita correttamente o se occorre
ripetere l'acquisizione. Ciò migliora la velocità e
l'efficienza legate al completamento degli esami,
elemento, questo, particolarmente importanti nel caso
di giovani pazienti. Carestream ha anche implementato
il nuovo standard di indicizzazione dell'esposizione
(EI) IEC, per una valutazione veloce della quantità di
radiazioni utilizzate per creare l'immagine.6 7 L'indice di
deviazione (DI) associato consente una valutazione
immediata della tecnica di acquisizione rispetto al target
istituzionale di esposizione per l'esame in questione.
Questo feedback immediato, unito agli altri sviluppi nella
selezione delle tecniche descritti sopra, supporta il
tecnico radiologo nel fornire una qualità delle immagini
più coerente dal detettore alla fase successiva della
catena dell'imaging, ovvero l'elaborazione dell'immagine.
Elaborazione e visualizzazione dell'immagine
Una volta acquisita un'immagine di elevata qualità con
l'esposizione minore possibile, è fondamentale effettuare
un'elaborazione appropriata dell'immagine che presenti
le informazioni diagnostiche in modo chiaro e più
Elaborazione nell'adulto
efficiente al tecnico radiologo. Il software EVP Plus di
Carestream può essere adattato per regolare i parametri
di elaborazione delle immagini sulla preferenza di un
singolo sito. Con le informazioni sulle dimensioni
corporee e sull'età del paziente, i parametri IP possono
essere adattati anche per visualizzare le funzioni delle
informazioni cliniche in maniera più informativa rispetto
all'utilizzo delle configurazioni per l'elaborazione delle
immagini degli adulti. La scomposizione della frequenza
a otto bande, la riduzione del rumore multi-frequenza e
le funzionalità di restauro controllato del bordo implicano
la possibilità di valutare il contenuto clinico disponibile
delle strutture ossee nei pazienti più piccoli delle unità
intensive neonatali, così come il dettaglio delle trabecole
nei pazienti più sviluppati di età maggiore, ad esempio.
Il dettaglio fine e il minore contrasto dell'anatomia dei più
piccoli pazienti delle unità intensive neonatali impongono
l'accentuazione delle diverse componenti delle frequenze
rispetto alle caratteristiche degli adolescenti più grandi.
Queste differenze sono rappresentate nelle Figure 3 e 4,
in cui viene mostrato anche il migliore apprezzamento
fornito dall'accurata selezione dei parametri appropriati
per l'elaborazione delle immagini.
Elaborazione nel bambino
Figura 3. Immagine di un torace di bambino attraverso un'elaborazione per adulto (sinistra) e un'elaborazione per bambino (destra).
Si può notare come molti dettagli del torace del bambino non siano visibili quando viene utilizzata un'elaborazione per adulto.
3 White Paper | I prodotti Carestream e la sfida dell’imaging pediatrico
Elaborazione
nell'adulto
Elaborazione nel
bambino
Figura 4. Immagine di un torace di adolescente attraverso un'elaborazione per adulto (sinistra) e un'elaborazione per bambino
(destra). Si può notare come i dettagli minuti del torace dell'adolescente siano enfatizzati eccessivamente quando viene
utilizzata un'elaborazione per bambino.
Accettazione e controllo qualità (QC)
Una volta che un sistema di imaging è installato e
adattato alle preferenze del sito per l'esposizione dei
pazienti e la visualizzazione delle immagini, è importante
disporre di un programma di controllo di qualità che
garantisca l'elevata qualità continua delle immagini
presentate al tecnico radiologo. Molteplici sono gli aspetti
che interessano questo tipo di programma di controllo
qualità e Carestream Health ha implementato varie
funzionalità di sistema che consentono a un sito a
monitorare facilmente molti dei parametri importanti.
Per il front-end, il pacchetto DR Total Quality Tool
(DR TQT) consente una valutazione efficiente del livello
delle prestazioni dell'attuale detettore radiografico digitale.
Inoltre, con la funzionalità EI IEC è possibile valutare
rapidamente i livelli di esposizione utilizzati per
l'acquisizione delle immagini. A livello dipartimentale,
il software Administrative Reporting and Analysis
consente al tecnico o al fisico QC di interrogare tutti i
4 sistemi Carestream della rete istituzionale da un unico
punto centralizzato. In questo modo si possono
evidenziare velocemente livelli di esposizione anomali,
elevate percentuali di ripetizione o altri problemi di qualità
delle immagini che possono insorgere. Ciò consente
passaggi più proattivi per la risoluzione di potenziali
problemi. Insieme, queste funzionalità di sistema possono
aiutare i tecnici a mantenere i propri elevati livelli di
qualità e di raffrontabilità delle immagini.
Conclusioni
Le particolari richieste dell'imaging pediatrico necessitano
di un approccio a livello di sistema in grado di garantire
imaging di elevata qualità con l'esposizione minore
possibile del paziente. Carestream Health offre una
gamma di funzionalità che garantisce i sistemi di imaging
radiografico migliori e più sicuri possibili per l'intera
gamma clinica di esami per tutti i pazienti pediatrici.
White Paper | I prodotti Carestream e la sfida dell’imaging pediatrico
Biografia
1
Bulas DI, et al. AJR Am J Roentgenol. Maggio 2009; 192(5):1176-8. Image Gently: Why We Should Talk to Parents about CT in
Children.
2
AJR Am J Roentgenol. Maggio 2009;192(5):1 169-75. Image Gently Vendor Summit: Working Together for Better Estimates of
Pediatric Radiation Dose from CT. Strauss KJ, et al.
Image Gently®: The Alliance for Radiation Safety in Pediatric Imaging. http://www.pedrad.org/associations/5364/ig/ (disponibile dal
27 settembre 2012)
3
4
Linee guida FDA dal titolo "Premarket Assessment of Pediatric Medical Devices," 14 maggio 2004,
http://www.fda.gov/downloads/MedicalDevices/DeviceRegulationandGuidance/GuidanceDocuments/UCM089742.pdf
5
Bozza delle linee guida dell'FDA dal titolo "Draft Guidance for Industry and Food and Drug Administration Staff: Pediatric Information
for X-ray Imaging Device Premarket Notifications," 10 maggio 2012,
http://www.fda.gov/downloads/MedicalDevices/DeviceRegulationandGuidance/GuidanceDocuments/UCM302938.pdf
6
Standard internazionale IEC 62494-1 (2008) Medical electrical equipment–exposure index of digital X-ray imaging systems–Part 1:
definitions and requirements for general radiography. International Electrotechnical Commission, ISBN 2-8318-9944-3
7
Seibert J.A., Morin R.L., "The standardized exposure index for digital radiography; an opportunity for optimization of radiation dose to
the pediatric population", Pediatric. Radiol. 41(5), (201 1), 573-581
www.carestream.com
Carestream Health, Inc., 2012. CARESTREAM è un marchio di
Carestream Health. CAT 200 0013 10/12