Rozvoj  techniky výpočetní tomografie –

dávka versus indikace k vyšetření –

screening nádorů a CT

Jiří Neuwirth

Změnila se role výpočetní tomografie v současné medicíně?

• Pokud ANO proč a jak? – Co je cíl??

• Ovlivnil to technický vývoj?– Proč k němu došlo a dochází– Jaké jsou jeho cíle

• MĚNÍ se tím radiační zátěž populace?

• POKUD ANO Jaká jsou rizika této zvýšené radiační zátěže?

Na co a kdy umírámemedicínské versus technické pojetí

• Zevní příčiny– mechanické závady– zkraty, nemožnost restartu - reset

• Datové poruchy - špatný software od dodavatelů

• Špatné rozvody a pumpa – trubky (cévy, průdušky, střevo)– znečištění způsobuje

• poruchu energetických rozvodů

• poruchy datových informací způsobenou vlastníkem

Na co a kdy umíráme• Jak v kterém věku?• Muži, ženy, děti mladiství?

• 5-44 let nejčastější vnější příčiny– nehody a úrazy

neúmyslné – zejména u dětí do 19 let– dopravní nehody byly v

roce 2005 zodpovědné za více než 50 % úmrtí na vnější příčiny u osob ve věku 10 až 24 let

– prudký vzestup nastává až po dosažení 75. roku věku.

Na co a kdy umíráme• 45 let• Novotvary = zhoubné

nádory– až do 64. roku věku

jsou příčinou smrti – podíl - 30 a 40 %

• Nemocí oběhové soustavy– podíl s věkem roste – 40 % ve věku 65-69 let – nad 75 % u starších 90

let

Na co a kdy umíráme• Zevní příčiny = OSTATNÍ

– mechanické závady

– zkraty, nemožnost restartu - reset

• Datové poruchy = GENETICKÁ INFORMACE– nefunguje kontrola růstu

– špatný software od dodavatelů = RODIČŮ

• Špatné rozvody a pumpa – trubky (cévy, průdušky, střevo)

– znečištění až ucpání způsobuje

• poruchu energetických rozvodů

• poruchy datových informací způsobenou vlastníkem

CO S TÍM MÁ SPOLEČNÉHO CT?

• 2009-10 jedna rotace cca 0,25 s• 2007 CT se dvěma rentgenkami• 2004: > 64-vrstev CT na trhu• 2003: 40 vrstev• 2002: 16-slice CT komerčně dostupné• 1999: 4 vrstvy• 1993: CT rentgenky s vysokou tepelnou

kapacitou• 1992: CT Twin • 1988: První slip ring • 1980: První solid state detektory na trhu• 1978: 4. generace CT na trhu• 1977: 2. generace CT na trhu

CT odpovídá za 60% veškeré

radiační zátěže v medicíně a podíl

se zvyšuje

Včasnou diagnózu

Vývoj CT – více obrazů za kratší čas

• Možnosti a omezení vývoje– zdroj signálu rentgenka

• větší tepelná kapacita– detektor - čidla

• stále více – až 320 řad• rychlejší vynulování

– Lehátko• rychlejší pohyb

– IT hardware, software

Jak funguje typ rentgenky s flying spot

• Paprsek dopadá na dvě ohniska• Technicky je vše vyřešeno tak, že paprsek elektronů je

vychylován dvěma systémy cívek (elektromagnetickým polem) • Paprsek rtg záření dopadá na ciferníku hodin na 12 a na 12 a 1

minuta

CT AKCE 2 za cenu jednoho

• Dva přístroje v jednom - váha, která rotuje rychlostí 0,33 sekundy na jednu otáčku je 1,6 tuny

• Dvě rentgenky dvoje detektory• Odstředivá rychlost – přetížení je až 30 g (10 g je již přetížení smrtelné pro člověka)• Maximální testované přetížení u kosmonautů je 5 g ve směru hlava - nohy a 8 g v ose

prsa - záda

Detektory• Detektor je odečítán 4640x za vteřinu• ZrZryychlení přenosu a konverse dat z analogového signálu do chlení přenosu a konverse dat z analogového signálu do

digitálního je umožněno speciálním chipemdigitálního je umožněno speciálním chipem• UUmožmožňňuje duje daallšší snížení tzv. elektronického šumu v obraze.í snížení tzv. elektronického šumu v obraze.

Možné perspektivy vývoje• Nové detektory

• Horní vrstva je citlivá na měkčí část záření, dolní na tvrdé záření

• Více rentgenek

Low-energy (soft) X-rays

High-energy (hard) X-rays

E1

E2

E total Total x-ray beam

Na co a kdy umíráme• Nejvíce vlivu mají samci středního vyššího věku - CO JE HUBÍ??

• Špatné rozvody (trubky – cévy) - a pumpa

• znečištění způsobuje– poruchu

energetických rozvodů

• k pumpě• k IT centru

Špatné rozvody (trubky – cévy) - a pumpa• Zvýšení rychlosti rotace• Snížení doby potřebné na získání jednoho obrazu• Snížení radiační zátěže – modulace proudu v průběhu rotace

Polytrauma - mnohočetné poranění

• TRAUMA CENTRA MD_CT– ale jen pokud je ve stejném

patře a hned vedle akutního příjmu

– na emergency příjmu je polytraumatický nemocný 18-61 minut – průměr 29 minut

• Skiagrafie - prostý snímek• Břicho sonografické

vyšetření• NAHRAZENO MDCT

Na co umíráme do 45 let??Zevní příčiny - mechanické závadyNejvětší zkrácení celkové předpokládané délky života

ČAS SKENOVÁNÍ 10 SEKUND

Výpočetní tomografie

Nemocný s nestabilním oběhem

• TRAUMA CENTRA MD_CT

Vyšetření prováděná ihned po příjmu

Dávka CT emergency• Studie v dubnovém čísle časopisu Radiology 2011, bylo

zjištěno, že: • počet CT vyšetření provedených na dětských

pacientech při pohotovosti (ED) se zvýšil pětinásobně v průběhu 13 let končící v roce 2008.

• Tento model v podstatě stejný jako to, co se přihodilo s CT vyšetření u dospělých pacientů v urgentní medicíně.

• U děti je mnohem důležitější, že efektivní dávky neodpovídají specifickým orgánovým dávkám

• Například u efektivní dávky 1-millisievert při skenu hrudníku je orgánově specifická dávka v oblasti prsní žlázy mnohem vyšší než u 10 mSv při CT v pánevní oblasti navzdory efektivní dávce.

Kdy záleží na dávce• Jak v kterém věku?• Muži, ženy, děti a adolescenti?

• ČÍM MLADŠÍ TÍM VÍCE?• MUSÍME CT DĚLAT?• JE HO MOŽNÉ POUŽÍT U NEMOCNÝCH BEZ OBTÍŽÍ • CT SCREENING?

Rizika RTG vyšetření• Technická opatření

– ochranné pomůcky– konstrukční opatření prostor

• Odborně provozní opatření– dohlížet na správnou indikaci– kontroly kvality

• CT odpovídá za 60% veškeré radiační zátěže v medicíně a podíl se zvyšuje

• Efektivní dávky stouply z 3 na 6 mSv

Různé dávky DLP v různých nemocnicích v Kanadě při CT hrudníku

Počet a síť CT v ČR• Celkem 136 - jen 6 CT s jedním nebo dvěma řadami detektorů• 51 má 32 a více řad detektorů

Dávkové limity rentgenového zářeníOrgán či org. systém Jednotlivá dávka Roční dávka a celková dávka

Celé tělo 0.03 Sv (3 Rem) 0.05 Sv (5Rem)

Krvetvorné orgány 0.03 Sv (3 Rem) 0.05 Sv (5 Rem)Čočka a oko 0.03 Sv (3 Rem) 0.05 Sv (5 Rem)Gonády 0.03 Sv (3 Rem) 0.05 Sv (5 Rem)Další orgány 0.05 Sv (5 Rem) 0.15 Sv (15 Rem)

ICRP zmenšuje dávkové

koeficient

Veřejnost, CT a dávka

Incidence zhoubných nádorů• počet nových onemocnění v daném roce • na 100 000 obyvatel

Úmrtnost – největší zabiják

Incidence karcinomu plic• průměrná incidence BCA mužů

ČR v letech  1980 – 2000 od 93,7 do 101,6 případů na 100 000 mužů. Trend setrvalý

• průměrná incidence BCA žen je nižší, ale má vzestupný trend

• Kuřáci se spotřebou větší než 20 cigaret denně po dobu 20 let, vykazují 20 -krát vyšší riziko vzniku bronchogenního karcinomu než nekuřáci.

Bronchogenní karcinom (BCA)• nejčastější příčina úmrtí na

karcinom u mužů a nejčastější CA u mužů

• 2. či 3. nejčastější CA u žen• kuřačky až 2x vyšší riziko• 15 % uzlů ve věku 40 let • 98 % uzlů ve věku 80 let• maximum ve věku 55-60 let

Příčiny vzniku BCA• Znečištění trubek průdušek• Kouření-85%

Zbývajících 15% - radon ,těžba uranu, expozice azbestem a jiné noxy

Přežívání 5 a více let dle stadia– Stage 1 60-80%– Stage 3 15%– Stage 4 1-2%– Při paliativní léčbě je průměrná doba přežívání 6-24 měsíců

National Lung Cancer Screening Trial – NLST USA

• Schválen 2002, zařazeno více jak 53476 kuřáků do dubna 2004

• skončí 2010• 3x ročně MSCT či snímek• Věk 55-74, déle než 15 let více než

30 krabiček ročně• Neměli CT hrudníku 18 měsíců• 90% sílu demonstrovat snížení

mortality o 20% a více

• Dávka – u CT v průměru 1,5 mSv – 15x vyšší než u kontrolní skupiny se snímkem plic – 0,1 mSv

National Lung Cancer Screening Trial – NLST USA

• zařazeno 53.454 účastníků• Screening probíhal od srpna 2002 do září 2007 a účastníci byli sledováni až do

31. prosince 2009. • 26.722 náhodně rozděleni do screeningu s nízkou dávkou a CT vyšetření s • 26.732 snímek hrudníku. • průměrná efektivní dávka 1,5 mSv na osobu• CT 4 řady detektorů minimálně

National Lung Cancer Screening Trial – NLST USA

Ze všech pozitivních nálezů BCA bylo 72% v low dose CT skupině94,5% podezření na nádor ve skupině se snímkem plic bylo falešně pozitivních

National Lung Cancer Screening Trial – NLST USA

• snížení mortality o 20% u skupiny Low dose CT vyšetření (p<0,004)

• Je třeba vyšetřit v průměru 320 rizikových osob screeningem s CT s nízkou dávkou CT aby bylo zabráněno 1 úmrtí

Úmrtnost – druhý největší zabiják

• Znečištění trubek střevo

• MUŽI 1. místo

• Ženy 9. místo

Kolorektální karcinom

• Kolonoskopie – prohlížení trubice hadicí

• Virtuální CT kolonoskopie

Kolorektální karcinom

• Kolonoskopie – prohlížení trubice hadicí

• Virtuální CT kolonoskopie

Kolorektální karcinom

Vyšetření tlustého střeva u nemocných bez obtíží

Na co a kdy umíráme

• Zevní příčiny

– mechanické závady – nehody CT– zkraty, nemožnost restartu - reset xx

• Datové poruchy - špatný software od dodavatelů

– Nádory CT– Špatné rozvody a pumpa – trubky (cévy, průdušky, střevo) + srdce

– infarkt, mrtvice, nádory CT

kdy indikujeme CT pro včasnou dg. s následkem snížení mortality?

Jak používat CTNesmíme se soustředit jen na obrázky

Musíme znát správné indikace a zamezit nadbytečným, radiační dávku snižovat

• Většina zmíněných možností CT screeningu je prokázána v posledních letech – 2010-11

• Implementace do praxe bude záviset na finančních zdrojích

• Dávka není omezující faktor

Děkuji za pozornost