Avaliações objetivas e subjetivas para otimização de técnicas em exames de tomografia computadorizada de tórax

Abstract

A tomografia computadorizada (TC) é uma técnica de obtenção de imagens radiológicas que permite a visualização de estruturas anatômicas de maneira seccional. No entanto, devido ao risco de câncer associado à radiação proveniente dos exames, são necessárias medidas de redução de dose. Deste modo, nosso objetivo é a otimização de protocolos de tórax em um tomógrafo multislice. A otimização foi baseada em análises objetivas e subjetivas da qualidade da imagem a fim de reduzir a dose de radiação sem comprometer a qualidade da imagem. Utilizamos um equipamento de TC multislice de 16 canais com modulação automática de corrente de tubo (MACT) e um fantoma analítico para avaliação objetiva. Foram selecionados seis protocolos com diferentes valores de desvio padrão (DP) de ruído da imagem. Desses, os protocolos 1, 2 e 3 são utilizados na rotina clínica (sendo que o 1 é o mais recomendado) para aquisição das imagens de exames de TC de tórax, e os protocolos 4, 5 e 6 são os protocolos testes adicionados. Os parâmetros avaliados foram: Resolução Espacial, Resolução de Baixo Contraste, Ruído e Dosimetria. Uma avaliação subjetiva da qualidade da imagem foi realizada por meio da Análise Gradativa visual (VGA) para garantir a qualidade da imagem dos protocolos otimizados. Entre os protocolos, selecionamos aqueles que produziram qualidade de imagem e dose aceitáveis. Os dados foram analisados com o teste de Tukey. Valores de p<0,05 foram considerados estatisticamente significantes. O ruído não apresentou diferença entre os protocolos 2, 3 e 4. Para a resolução de baixo contraste não houve diferença entre nenhum dos seis protocolos. A resolução espacial avaliada através da Função de Transferência de Modulação (MTF) apresentou valores de MTF mais altos em associação com valores mais baixos de ruído, os protocolos com mais baixo valor de DP apresentaram valores maiores de MTF em relação a frequência espacial. Todas as medidas de dose dos protocolos 1, 2, 3 e 4 apresentaram diferença entre eles. Em relação ao CTDI os protocolos 2, 3 e 4 apresentaram, respectivamente, 22%, 44% e 62% menos dose, quando comparados ao protocolo 1, e em relação ao SSDE os protocolos 2, 3 e 4 apresentaram, respectivamente, 15,45%, 22,39% e 31,89% menos dose quando comparados ao protocolo 1. Após as avaliações objetivas, apenas os protocolos 2, 3 e 4 estavam aptos a serem incluídos na análise subjetiva, após comparação com os níveis de referência diagnóstica. Os resultados da avaliação subjetiva através da análise VGA foram: protocolos 2 (Ótimo), 3 (Boa Qualidade) e 4 (Aceitável). Portanto, foram otimizados os protocolos de TC de tórax mais frequentemente utilizados na prática, seguindo os princípios ALARA (As Low As Reasonable Achievable - tão baixo quanto razoavelmente exequível) de redução de dose sem comprometer o diagnóstico.

Computed tomography (CT) is a technique for obtaining radiological images that allows the visualization of anatomical structures in a sectional manner. However, due to the risk of radiation-associated cancer from the scans, dose reduction measures are needed. Thus, our goal is the optimization of chest protocols in a multislice scanner. Optimization was based on objective and subjective image quality analyzes in order to reduce the radiation dose without compromising image quality. We used 16-channel multislice CT equipment with automatic tube current modulation (ATCM) and an analytical phantom for objective evaluation. Six protocols with different standard deviation (SD) values of image noise were selected. Of these, protocols 1, 2 and 3 are used in clinical routine (with 1 being the most recommended) for acquiring chest CT scan images, and protocols 4, 5 and 6 are the added test protocols. The parameters evaluated were: Spatial Resolution, Low Contrast Resolution, Noise and Dosimetry. A subjective assessment of image quality was performed using Visual Grading Analysis (VGA) to ensure the image quality of the optimized protocols. Among the protocols, we selected those that produced acceptable image quality and dose. Data were analyzed using the Tukey test. Values of p<0.05 were considered statistically significant. Noise did not differ between protocols 2, 3 and 4. For low contrast resolution, there was no difference between any of the six protocols. The spatial resolution evaluated through the Modulation Transfer Function (MTF) presented higher MTF values in association with lower noise values, the protocols with lower DP value presented higher MTF values in relation to spatial frequency. All dose measurements of protocols 1, 2, 3 and 4 showed differences between them. In relation to CTDI, protocols 2, 3 and 4 presented, respectively, 22%, 44% and 62% less dose, when compared to protocol 1, and in relation to SSDE, protocols 2, 3 and 4 presented, respectively, 15, 45%, 22.39% and 31.89% less dose when compared to protocol 1. After the objective evaluations, only protocols 2, 3 and 4 were able to be included in the subjective analysis, after comparison with the diagnostic reference levels. The results of the subjective evaluation through the VGA analysis were: protocols 2 (Great), 3 (Good Quality) and 4 (Acceptable). Therefore, the most frequently used 4 chest CT protocols in practice were optimized, following the ALARA (As Low As Reasonable Achievable) principles of dose reduction without compromising the diagnosis.