Säteilyn sironta tietokonetomografiassa: kuvausjännitteen ja potilaskoon vaikutus säteilyannosnopeuteen

Abstract

Ionisoiva säteily, kuten tietokonetomografia (TT) on olennainen osa lääketieteellistä kuvantamista, jonka tutkimusmäärät ovat Suomessa kasvaneet noin 5 % vuosittain. Vaikka TT-tutkimukset tarjoavat keskeistä tietoa diagnosoinnin ja hoidon tueksi, ionisoivan säteilyn tunnetut terveyshaitat korostavat tarvetta ymmärtää säteilyn käyttäytymistä paremmin tutkimusolosuhteissa. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli määrittää siroavasta säteilystä aiheutuva annosnopeus TT-tutkimushuoneessa sekä selvittää, miten kuvausjännitteen ja potilaan koko vaikuttavat tähän annosnopeuteen. Tavoitteena oli tuottaa mitattua tietoa säteilyn sironnasta TT-tutkimushuoneessa ja muodostaa säteilyn sirontakartat TT-tutkimushuoneesta. Tällainen tieto tukee säteilysuojelun edistämistä ja turvallisempien käytäntöjen kehittämistä haittojen minimoimiseksi.

Tutkimuksessa käytettiin kvantitatiivista tutkimusmenetelmää, jossa keskityttiin säteilymittauksiin TT-tutkimushuoneessa. Tutkimushuoneen lattiaan merkittiin 40 mittauspistettä, joita käytettiin säteilymittarin asemoimiseen neljässä asetelmassa käyttäen 16 cm:n ja 32 cm:n TT-annosindeksifantomeja sekä 100 kV:n ja 120 kV:n kuvausjännitteitä. Fantomit edustivat erikokoisia potilaita. Mittaukset suoritettiin Kanta-Hämeen keskussairaalassa käyttäen Siemens Somatom Edge Plus TT-laitetta, ja säteilyn mittaamiseen käytettiin RTI Scatter Probe -mittaria, joka on suunniteltu siroavan säteilyn mittaukseen. Tutkimuksessa kerättiin yhteensä 880 mittaustulosta, joista 80 oli uusintamittauksia luotettavuuden varmistamiseksi. Tulosten analysointi toteutettiin varianssianalyysilla sekä graafisella tarkastelulla. Tulokset esitettiin kaavioina ja säteilyn sirontakarttoina, havainnollistamaan säteilyn voimakkuuden vaihtelua tutkimushuoneessa eri kuvausjännitteiden ja fantomikokojen yhdistelmissä.

Tulokset osoittivat, että säteilyn sironnasta johtuvat annosnopeudet vaihtelivat merkittävästi mittauspisteiden ja tutkimusasetelmien välillä. Annosnopeudet olivat odotetusti alhaisempia mittauspisteissä, jotka sijaitsivat kauempana TT-laitteen isosentristä tai gantryn suojaamilla alueilla laitteen sivuilla, sekä käytettäessä matalampaa kuvausjännitettä tai pienempää fantomia. Tutkimuksessa kuvausjännitteen vaikutus havaittiin merkittävämmäksi tekijäksi kuin potilaan koko. Esimerkiksi 120 kV:n kuvausjännitteen käyttö 16 cm:n fantomilla johti 1,7 kertaa suurempaan annosnopeuteen verrattuna 100 kV:n jännitteeseen samassa mittauspisteessä. Tulokset olivat yhteneväisiä soveltuvin osin aiempien tutkimusten kanssa ja tarjosivat tärkeää tietoa säteilysuojelun kehittämiseen sekä potilaiden että terveydenhuollon henkilöstön turvallisuuden parantamiseen. Saadut tulokset voivat auttaa säteilyannosten optimoinnissa ja tarpeettoman säteilyaltistuksen minimoimisessa, esimerkiksi käyttämällä tässä työssä määritettyjä sirontakarttoja henkilöstön kouluttamiseen. Jatkotutkimusaiheena voisi olla vastaavanlainen mittaustutkimus saman TT-laitteen uusissa tiloissa, tutkien huoneen geometrisia vaikutuksia säteilyn sirontaan ja vertailla saatuja tuloksia koneoppimismallin tuottamaan sirontaennusteeseen.