Efektiiviset säteilyannokset pään, kaularangan ja lannerangan kerroskuvantamistutkimuksissa: O-kaaren, tietokonetomografian ja kartiokeilatomografian annosvertailu

Abstract

Opinnäytetyössä tutkittiin, kuinka tietokonetomografialla (TT), kartiokeilatomografialla (KKTT) ja O-kaarella suoritettujen kuvantamistutkimusten säteilyannokset eroavat toisistaan. Tarkasteltavia kohteita olivat O-kaarella, TT:llä ja KKTT:llä suoritettujen pään kuvantamistutkimusten sekä O-kaarella ja TT:llä suoritettujen kaularangan ja lannerangan efektiiviset annokset. TT, KKTT ja O-kaari ovat kerroskuvausmenetelmiä, jotka hyödyntävät ionisoivaa säteilyä kuvanmuodostuksessa. Kerroskuvaustutkimusten määrät kasvavat vuosittain, ja koska ionisoiva säteily on haitallista terveydelle, tutkimuksen tavoitteena oli konkretisoida säteilyannosten tutkimuskohtaisia eroavaisuuksia annosvertailun muodossa.

Tutkimus toteutettiin kvantitatiivisella tutkimusmenetelmällä, ja tuloksia tarkasteltiin varianssianalyysin keinoin. Toimeksiantajana opinnäytetyössä oli Kuopion yliopistollinen sairaala (KYS). Tutkimuksen otannat perustuivat KYSin yhteyshenkilöiden kautta saatuun anonyymiin potilasannosdataan. Annosdata kerättiin KYSissä lääketieteellisessä käytössä olevilta Siemensin Somatom Definition Edge- ja Somatom Definition Flash -TT-laitteilta, Planmecan Promax 3D MAX -KKTT-laitteelta ja MedTronicin O-kaarelta. Tarkasteltavan aineiston laite- ja tutkimuskohtaiset otannat vaihtelivat riippuen toteutuneista tutkimusmääristä. KKTT- ja O-kaaritutkimusten annosdata muutettiin kirjallisuudesta löytyvien kertoimien avulla efektiivisiksi annoksiksi vertailun toteuttamiseksi.

Tutkimuksessa ei havaittu pään tutkimusten efektiivisten annosten keskiarvoissa merkittävää eroa TT:n ja O-kaaren välillä (1,09 mSv ja 1,10 mSv). KKTT:n pään tutkimukset suoritettiin kahdella eli kuvausohjelmalla, joiden efektiivisten annosten keskiarvo oli 0,60 mSv. Kaularangan TT- ja O-kaaritutkimusten osalta TT:n tutkimusten efektiivisten annosten keskiarvo oli hieman suurempi. Merkittävin ero havaittiin TT:n ja O-kaaren lannerangan tutkimusten välillä, joissa O-kaaren tutkimusten efektiivisten annosten keskiarvo (17,31 mSv) oli liki kaksikertainen verrattuna TT:hen (9,87 mSv).

Tulosten pohjalta voidaan tehdä vertailua eri kerroskuvantamismenetelmien välillä esimerkiksi oikeutusarvioinnin ja potilasannoksen optimoinnin kannalta. Jatkotutkimustyötä voitaisiin toteuttaa potilasfantomitutkimuksen avulla, jossa kyseisillä kerroskuvantamismenetelmillä saatuja säteilyannoskeskiarvoja vertailtaisiin keskenään. Lisäksi opinnäytetyön tuloksia voisi vertailla kansallisiin ja kansainvälisiin säteilyannosten vertailutasoihin.

The purpose of this thesis was to investigate how the radiation doses of imaging studies performed by computed tomography (CT), cone-beam computed tomography (CBCT) and O-arm differ from each other. The considered subjects were the effective doses of the O-arm, CT and CBCT scans of the head and the effective doses of the O-arm and CT scans of the cervical and lumbar spine. CT, CBCT, and O-arm are tomographic imaging methods that utilize ionizing radiation for imaging. The number of tomographic imaging studies is increasing every year, and because ionizing radiation is harmful to health, the aim of the study was to concretize the differences in radiation doses between the imaging methods in the form of a dose comparison.

The quantitative research method was applied in this study, and the results were examined by means of analysis of variance. The client of the thesis was Kuopio University Hospital (KUH). The samples of the study were based on anonymous patient dose data obtained through the liaisons in KUH. Dose data were collected from Siemens' Somatom Definition Edge and Somatom Definition Flash CT devices, Planmeca's Promax 3D MAX CBCT device, and MedTronic's O-arm. The device- and study-specific sampling of the material under review varied depending on the number of imaging studies performed. The dose data from CBCT and O-arm studies were converted to effective doses using the conversion coefficients found in the literature for comparison purposes.

The study did not find a significant difference between the mean effective doses in the CT and O-arm head studies (1.09 mSv and 1.10 mSv). The CBCT studies of the head were performed with two imaging programs with the mean effective dose of 0.60 mSv. For the cervical spine CT and O-arm studies, the mean effective doses of CT were slightly higher. The most significant difference was observed between the CT and O-arm studies of lumbar spine, where the mean effective dose of the O-arm studies (17.31 mSv) was almost double when compared that to the CT studies (9.87 mSv).

Based on the results, a comparison can be made between different tomographic imaging methods for example in terms of justification assessment and patient dose optimization. Further research could be carried out with the help of a patient phantom study comparing the radiation doses obtained with these imaging devices. In addition, the results of the thesis could be compared to national and international radiation dose reference levels.