Krooninen sairaus

tiivistelmä

Tarkoitus

Keuhkosyöpä seulonta CT on äskettäin suositeltu vähentämällä keuhkosyöpäkuolleisuus. Säteilyannos CT kuitenkin on pidettävä niin pienenä kuin kohtuudella mahdollista vähentää mahdollisten stokastisten riskien ionisoivan säteilyn. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli laskea yksittäisen potilaan keuhkojen annoksia ja arvioida syövän riskejä pieniannoksisen TT (LDCT) verrattuna tavallisella annoksella CT (SDCT) protokollaa.

Materiaalit ja menetelmät

Tähän tutkimukseen osallistui 47 aikuista potilasta (keski-ikä 63,0 ± 5,7 vuotta), joille tehdään rinnassa CT kolmannen sukupolven dual-source skanneri. 23/47 potilaalla (49%) oli ei-tehostettu rinnassa SDCT, 24 potilasta (51%) koki LDCT 100 kVp kanssa spektrin muotoiluun annoksella vastaa keuhkoröntgen. 3D-annoksen jakaumat saatiin Monte Carlo simulaatiot kullekin potilaalle ottaen huomioon niiden kehon koko ja yksittäisten CT-protokollaa. Perustuen annoksen jakaumia, potilaskohtaista keuhko annokset laskettiin ja suhteellinen syöpäriski arvioitiin mukaan BEIR VII suosituksia.

Tulokset

Verrattuna SDCT The LDCT protokolla mahdollisti elinten merkittävä annos ja syöpäriski vähennykset (p 0,001). Keskimäärin keuhkojen annosta pienennettiin 7,7 mGy 0,3 mGy käytettäessä LDCT, joka liittyi alentamista syöpäriski 8,6-0,35 per 100000 tapauksissa. Vahva lineaarinen korrelaatio keuhkojen annos ja potilaan tehokkaan halkaisijan todettiin molempien protokollien (R

2 = 0,72 ja R

2 = 0,75 SDCT ja LDCT, vastaavasti).

Johtopäätös

käyttö LDCT protokolla rinnassa CT annos vastaa keuhkojen röntgenkuvauksessa mahdollistaa huomattavia keuhkojen annoksen ja syövän riskin vähentämistä ionisoivan säteilyn.

Citation: Saltybaeva N, Martini K, Frauenfelder T , Alkadhi H (2016) Organ Annos ja Jakautuminen syöpäriskin Keuhkosyöpä seulonta matala-annoksisen Tietokonetomografia. PLoS ONE 11 (5): e0155722. doi: 10,1371 /journal.pone.0155722

Editor: Thomas Behrens, Universität Bochum, SAKSA

vastaanotettu: 2. helmikuuta 2016 Hyväksytty: 03 toukokuu 2016; Julkaistu: 20 toukokuu 2016

Copyright: © 2016 Saltybaeva et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Data Saatavuus: Kaikki asiaankuuluvat tiedot ovat paperi- ja sen tukeminen Information tiedostoja.

rahoitus: kirjoittajat eivät tuki ja rahoitus raportoida.

kilpailevat edut: kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä olemassa.

Johdanto

viime vuosikymmenen aikana, useat tutkimukset keskittyivät pieniannoksisen tietokonetomografiaa (LDCT) -pohjaisen seulonta keuhkosyövän [1-5]. Mukaan National Lung Screening Trial (NLST), keuhkosyöpä seulonta kanssa LDCT on osoittanut selviytymisen etu 20% vähennys keuhkosyövän liittyvään kuolleisuuteen [6, 7]. On kuitenkin jatkuvaa keskustelua liittyvä säteilyannos LDCT ja siihen liittyvät riski säteilyn aiheuttama keuhkosyöpä. Tämä on erityisen tärkeää Seulontaohjelmia vuoksi kumulatiivinen annos liittyy toistuvia TT-tutkimukset suuria ikäluokat yksilöitä.

Suurin osa LDCT protokollia käytetään nykyisessä keuhkosyövän seulonta kokeet saavutetaan pääasiassa pienentämällä putkivirran alas 40 mAs, jolloin arvioitu tehokkaat annokset 1-1.5mSv kohti CT tutkimus [8-10]. Kolmannen sukupolven dual-lähde CT on varustettu valikoivaa fotoni kilpi, joka eliminoi vähemmän energiaa fotoneja x-ray taajuuksia, mikä mahdollistaa edelleen säteilyannoksen vähentämisessä [11]. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että arvioitu efektiivinen annos rintakehän TT voidaan siten vähentää alas 0,06 mSv, joka tasolla tavanomainen rintakehän röntgenkuva säilyttäen hyvä kuvanlaatu tarkasteluun [11-15]. Kaikissa näissä tutkimuksissa tehokkaat annokset arvioitiin perustuen volyymi TT annos indeksi (CTDI

vol) otettujen arvojen sähköisesti kirjautunut protokollia. Vaikka tämä lähestymistapa mahdollistaa vertailun eri CT-protokollia CTDI

vol heijastaa annos yhtenäinen haamut ja ei voi käyttää, kun potilas-spesifinen annos [16, 17]. Tarkempi arviointi edellyttää elimen annoslaskuja ottaen yksittäisen potilaan kehon habitus huomioon. Lisäksi yksittäiset elimen annos on myös parempi toimenpide arvioida potilaan riski, koska tehokas annos on tarkoitettu arvioimiseksi säteilyaltistus koko väestön eikä yksilöiden [17-19].

Tavoitteena tämän tutkimuksen tarkoituksena oli laskea yksittäisen potilaan keuhkojen annoksia ja elinikäinen johtuvat keuhkosyövän riskiä siitä LDCT protokolla rinnassa, säteilyannoksen vastaava kuin rintakehän röntgen- ja verrata näitä arvoja kanssa tavallisesta rinnassa CT-protokollaa. Koska keuhkosyövän seulonta suositeltiin henkilöille vuotiaista 55 ja 74 vuoden ajan [10, 20], fokusoimme tutkimus nimenomaan potilaisiin tässä ikäryhmässä.

Materiaalit ja menetelmät

Patient väestön

Tutkimukseen osallistui 47 peräkkäistä potilasta välillä 55 ja 74-vuotiaita (keski-ikä 63,0 ± 5,7 vuotta, 27 urosta, keski-ikä 64,0 ± 5,8 vuotta ja 20 naarasta, keski-ikä 63,0 ± 6,9 vuotta), jotka olivat viitataan meidän osastolla ei-tehostetun rinnassa CT. Mean painoindeksi (BMI) oli 26,3 ± 5,6 kg /m

2. Indikaatiot rinnassa CT olivat seuraavat: hajanainen parenkymaalinen keuhkosairaus (n = 23); Tässä ryhmässä tehtiin kuvantamisen kanssa standardin annoksen CT (SDCT) protokollaa, ja seuranta tunnettujen keuhkonoduluksia (n = 15) ja epäillään keuhkoinfektion immuunivajaissa potilailla (n = 9); Jälkimmäisessä potilaat (yhteensä n = 24) koki kuvantamisen kanssa LDCT protokollan kuvattu alla.

Tämä tutkimus oli paikallinen Institutional Review Board hyväksyntä (Kantonale Ethikkommission Zürich) jälkikäteen käyttöön CT-kuvia, joista tunnistetietoja on poistettu. Kirjallinen suostumus oli luovuttu, koska taannehtivuus tutkimuksen.

CT skannaus ja jälleenrakennuksen

Kaikki potilaat skannattiin cranio-kaudaalisuun- on kolmannen sukupolven 192-siivu dual-source tomografiin (Somatom Force, Siemens Healthcare, Forchheim, Saksa) toimi yhdestä lähteestä tilassa.

Kahdellakymmenelläneljällä 47 potilasta (51%) skannattiin kanssa SDCT protokollan automaattisella vaimennus-pohjainen putki jännitteen valinta (CAREkV, Siemens) ja vaimennus-pohjainen putki nykyinen modulaatio (CareDose4D, Siemens), jossa laatu viitearvot 120 kVp ja 70 mAs. Muut kaksikymmentäkolme potilasta (49%) skannattiin LDCT 100 kVp ja laatu viitaten putken nykyisen ajan tuote 45 mAs, kuten aikaisemmin on esitetty [11, 13, 15]. A 0.6 mm Sn-suodatinta käytettiin spektrin muotoiluun poistamalla alhaisen energian fotoneja spektrin. Jaolla 1,2, collimation 0,6 x 96 mm käyttäen z-lentävät fokuspisteeseen, ja portaalin kiertoaika 0,5 sekunnin käytettiin sekä protokollia. Kaikki CT-kuvia rekonstruoitiin käyttämällä siivu paksuus 2 mm, väliksi 1,6 mm, ja terävällä kudosta konvoluutio ytimen (Bl64) kehittyneitä mallinnetun IR (ADMIRE) at vahvuus tasolla 3, kuten aikaisemmin on esitetty [13].

Kuvan laadun analysointi

Yksi lukija (KM, jossa kahden vuoden kokemus radiologia), ole mukana laadullinen analyysi, sijoitetaan viisi pyöreä alue etujen (ROI) ihonalainen rasvakudokseen kunkin potilaan skannattu sekä SD- ja LDCT. ROI koko vahvistettiin 380 mm

2. Keskimäärin kuvakohinaa määriteltiin keskihajonnan vaimennus peräkkäisinä ROI eri osien sijainteihin, kuten aiemmin on esitetty muualla [13].

molemmat potilasryhmät, subjektiivisen kuvanlaadun (diagnostiset vs. muu diagnostinen) oli arvioitu kaksi muuta, itsenäistä lukijat (HA, jossa on 15 vuoden kokemus radiologian, TF 14 vuoden kokemus radiologia).

Monte Carlo simulaatiot

Monte Carlo (MC) simulaatiot olivat suoritettiin käyttäen kaupallisesti saatavilla työkalu (ImpactMC, CT Imaging GmbH, Erlangen, Saksa) saadakseen 3D annoksen jakaumat. Tarkkuus työkalun aikaisemmin validoitu anthropomorphic haamut sekä aksiaalisen ja kierre Skannaustilat [21]. MC simulaatiot suoritettiin käyttäen erityistä skanneria geometrian, suodatus, collimation ja putken jännite, jota käytetään kunkin TT-tutkimukset. Yksittäisten potilaiden kuvia hankitaan tomografiin käytettiin tulona tilavuuden MC simulaatioita. Alkuperäinen putkivirta modulaatio käyrät yhdessä alun ja lopun kulma putken poimittiin raakadata käyttäen valmistajan tarjoaman työkalu.

Organ annoslaskenta

Perustuu 3D annosjakauma tahansa elin annos sisällä äänenvoimakkuutta voidaan laskea keskiarvona kaikkien vokseleiden osoitettu tiettyyn elimeen. Vokseleiksi liittyvät keuhkokudoksessa tunnistettiin perustuvat CT data nimenomaan kullekin potilaalle käyttämällä globaalin HU-pohjainen kynnysarvovalvonta (ImageJ ohjelmisto). Sitten keuhkot annos laskettiin 3D annosjakauman kuin keskimääräinen annos arvon sisällä segmentoitu volyymi.

Tutkiakseen elimeen annoksen riippuvuutta potilaan koosta, mittasimme yksittäisen potilaan sivusuunnassa halkaisija D

lat ja antero-posterio halkaisijaltaan D

ap käyttäen CT-kuvia. Tosiasiallisen halkaisijan D

eff laskettiin seuraavasti: (1) ja käytettiin indikaattorina potilaan koosta.

Riskinarviointi

Arvioida riski säteilyn aiheuttaman keuhkotulehduksen syöpä käytimme esittämä malli BEIR VII [22]. Tämä malli on suunniteltu arvioimiseksi eliniän johtuva riski altistua yksittäisen sairastua syöpään. Mukaan BEIR VII riskiä voidaan laskea seuraavasti: (2) R

n on määrä syövän tapausta 100000 henkilöiden tiettyyn elimeen n; D

n on elin annos Gy, ja k

n

a, g on ikä- ja sukupuoleen liittyviä riskikerroin uruille n. Kertoimet k

n

a, g on taulukoitu BEIR VII raportti uroksilla ja naarailla erillisiltä iät 0, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70 ja 80 vuotta . Arvot riskin kerroin väli- iät määritettiin käyttämällä lineaarista interpolointia. Koska yksittäinen riski riippuu paitsi urut annoksen vaan myös potilaan iän ja sukupuolen (katso Eq 2), potilaat jaettiin 3 ikäryhmissä (55-60 vuotta, 61-67 vuotta, ja 68-74 vuotta). Keskimääräinen riskiarvot kussakin ikäryhmässä laskettiin erikseen mies- että naispotilaiden sekä LDCT ja SDCT ikäryhmät.

Tietojen analysointi

Kaikki tilastolliset analyysit suoritettiin käyttäen kaupallisesti saatavaa ohjelmistoa (SPSS, julkaisu 22,0; SPSS, Chicago, IL, USA). Normaalijakauma testattiin käyttämällä Shapiro-Wilk testi. Post-hoc vallan analyysi osoitti, että otoskoko 24 kussakin potilasryhmässä antaa merkittävän Pearson korrelaatio keskivoimakkaasti kokoisista 0,05 merkitsevyystaso ja teho 80%. Lineaarinen regressioanalyysi suoritettiin arvioimaan korrelaatio keuhkojen annos ja potilaan tehollinen halkaisija sekä SDCT ja LDCT protokollia. Opiskelijan

t

-testi itsenäiseen näytteiden määrittämiseksi suoritettiin merkitystä erojen keuhkoissa annoksina LDCT ja SDCT rinnassa protokollia. Sama

t

-testi levitettiin näyttää merkittävän eron riski arvojen arvioitu LDCT protokollan verrattuna SDCT yhteen. Kahden pyrstö

p

arvo alle 0,05 pidettiin osoittamaan tilastollisesti merkitsevää eroa.

Tulokset

Edustavia kuva esimerkkejä kahden potilaan skannata SDCT ja LDCT ovat edellyttäen kuvassa 1. keuhkojen annos potilaalle skannattu SDCT protokollan vastasi 5,6 mGy, kun keuhkojen annos potilaalle skannattu LDCT oli 0,44 mGy. Molemmat TT-tutkimukset katsottiin diagnostisen kuvanlaadun.

Kuvio 2 esittää esimerkkiä potilaan CT tietojen ja vastaavien 3D annosjakauma potilaan sisällä volyymi saadaan MC simulaatioita. Voidaan nähdä, että kierre liikerata x-ray tube jaolla 1,2 heijastuu kierre raidat annosjakauma.

Huomaa kierre liikerata röntgenputken johtaa heterogeenisen annoksen jakaumat.

Organ annos

taulukot 1 ja 2 esittävät potilaan ikä, sukupuoli, tehollinen halkaisija, ja keuhkojen annos lasketaan MC simulaatioita SDCT ja LDCT, vastaavasti. Sekä SDCT ja LDCT potilasryhmissä luokiteltu iän ja tehollinen halkaisija oli normaalisti jakautunut. Keskimääräinen keuhko annos oli 7,7 mGy (vaihteluväli 4,9-10 mGy) ja 0,3 mGy (vaihteluväli 0,16-0,52 mGy) ja SDCT ja LDCT, vastaavasti.

tulokset keuhko annos kuin toiminta potilaan koko (tehokas halkaisija) sekä protokollia on esitetty kuviossa 3. Kun SDCT protokollan absoluuttinen annosarvoja keuhkoihin olivat kertaluokkaa korkeammat kuin päässä LDCT protokollan (

p 0

.

001)

. Regressioanalyysi osoitti vahvaa lineaarinen korrelaatio potilaan koon ja keuhkojen annos molempia protokollia (R

2 = 0,72 ja R

2 = 0,75 SDCT ja LDCT, vastaavasti).

Lung syöpäriski

keskimääräinen elinikä johtuu keuhkosyövän riskiä yhdestä TT tutkimus lasketaan mies- että naispotilaiden erillisissä ikäryhmissä on esitetty kuvassa 4. arvioitu syöpäriski on naisilla olivat huomattavasti korkeammat kuin urokset sekä LDCT ja SDCT protokollat ​​(

p

= 0,004,

p

= 0,001) (taulukko 1). Arvioitu käyttöikä johtuva riski sairastua keuhkosyöpään oli merkittävästi pienempi varten LDCT verrattuna SDCT protokollan (

p

0,001). Riski pudotetaan suurempi potilaan iän sekä protokollia.

Keskustelu

Tässä tutkimuksessa laskettu potilaskohtaista keuhko annokset ja arvioitu käyttöikä johtuvat syöpäriskejä rinnasta CT. Vertasimme kaksi eri protokollia, joka on SDCT ja äskettäin LDCT protokollan kanssa säteilyannos vastaavaksi kyseisen peräisin keuhkoröntgen, joka on raportoitu olevan alueella 0.02mSv varten posteroanterior tutkimuksia ja alueella 0.1mSv varten anteroposterior ja sivusuunnassa rinnassa tutkimuksissa [23]. Toisin kuin aikaisemmat tutkijat [12-14], suoritimme annosarviosta perustuu Monte Carlo simulaatiot ottaen examination- ja potilas-parametreja huomioon. Kun vertailu karkeisiin arvioihin perustuen CTDI

vol arvojen tuottanut automaattisesti skanneri, tämä lähestymistapa mahdollistaa paitsi arvioida efektiivistä annosta, vaan laskea myös yksittäisen potilaan annos keuhkoihin, ja siten, arvioida yksittäiset eliniän johtuvat riskit keuhkosyöpään.

Tässä työssä nimenomaan keskittyi keuhkojen annos johtuu seuraavasta syystä. Toisin kuin säteilyyn liittyvän elinikäinen johtuva syöpäriski useimmissa muissa elimissä, jotka ovat korkeimmat nuorempiin, ylimääräinen riski säteilyn aiheuttama keuhkosyöpä on suurin niissä vuotiaista noin 55 vuotta altistuksen [22, 24]. Tutkimuksemme ovat osoittaneet, että annos keuhkoihin voidaan merkittävästi vähentää, kun käytetään LDCT sijaan standardin annoksen protokollaa. Lisäksi voisimme osoittaa vahva lineaarinen riippuvuus välillä keuhko annoksen ja tehokas potilaan halkaisija molemmille protokollia. Tämä voidaan selittää sillä, että vaikka tomografiin säätää mAs arvot potilaalle koon mukaan eksponenttifunktio, ylimääräinen rasvakudos useammalla lihavilla potilailla toimii luonnollinen suojaus ja siten annos sisäelinten kasvaa hitaammin ja voidaan approksimoida lineaarisella funktio. Samanlaisia ​​elimen annos riippuvuus potilaan koosta on jo osoitettu muiden tutkijoiden [25].

Riskinarvioinnin suoritettu tutkimus osoitti, että sekä miehillä että naisilla elinajan johtuva syöpäriski on vähentynyt potilaan ikä sekä LDCT ja SDCT protokollia. Tämä selittyy sillä, että riski ei ole vain funktio elimen annoksen vaan myös vahvasti riippuvainen potilaan iästä [22]. Näin ollen, vaikka säteilyannos keuhkoihin joidenkin yksilöiden oli korkeampi johtuen suurempi kehon koko, keskimääräinen riski vanhemmilla potilailla (ryhmä yli 60-vuotiaat) oli alhaisempi.

Vaikka olemme huomanneet, että elinikäinen johtuva riski keuhkosyöpä yhdestä LDCT tutkimus oli verrattain alhainen, seulonta antaisi korkeamman riskin arvoista johtuen tarpeesta toistuvaa TT-tutkimukset. Esimerkiksi NLST tutkimus osallistujat saivat seulontaan vuosittain pieniannoksista CT 3 vuotta [26]. Euroopan suurimmissa NELSON tutkimuksessa, tupakoivat tai entisiä tupakoitsijoita, jotka lopetti tupakoinnin alle 10 vuotta sitten tehtiin yksi CT tutkimus vuosina 1, 2, 4 ja 6 [27]. Tuorein suuntaviivat American Cancer Society ja National Kattava Cancer Network suositellaan LDCT seulonta henkilöille yli 55 kunkin vuoden ikään asti 74 [28]. Siksi määrä CT tutkimus menettelyjen syöpäseulontaohjelmia vaihteli kertoimella 3 saakka 25. Koska keskimääräinen keuhkojen annos 7 mGy ja 0,3 mGy ja vastaavat elinikäinen syöpäriskiin 8,6 ja 0,35 tapausta 100000 väestö yhdestä SDCT ja LDCT vastaavasti laskettuna tässä tutkimuksessa, keuhkosyöpä seulonta suosittelema näissä yhteiskunnissa liitetään korottamista johtuva elinikäinen syöpäriskiä jopa 215 ja 8,7 tapausta 100000 väestön SDCT ja LDCT, vastaavasti. Näin ollen on erityisen tärkeää pitää säteilyannoksen arvot yksittäisistä TT-tutkimukset

niin pieni kuin mahdollista

(ns ALARA periaatetta radiologisten kuvantamisen ionisoivalla säteilyllä). Vahvistamalla aiemmat tutkimukset, voisimme osoittaa, että LDCT protokollaa käyttämällä erilaisia ​​säteilyannos säästö mahdollistaa CT keuhkojen kuvantaminen annoksella vastaava kuin rintakehän röntgen (0.06mSv).

Seuraava tutkimus rajoitukset täytyy kuitata. Ensinnäkin potilaan CT data käytetään syötteenä äänenvoimakkuudella MC simulaatiot rajoitti pituus scan ja näin, ei sisällä yli-skannaus vaikutuksia laskelmissa. Koska kaikissa CT tentit keuhkojen tilavuus oli peitossa skannauksen alue, vaikutus yli-skannaus keuhkojen annos voidaan pitää vähäisenä [29]. Toiseksi tarkkuus riskiämme arvioiden rajoittaa epävarmuus nykyisen syöpäriskin malleja, jotka perustuvat eliniän tutkimuksissa atomipommin eloonjääneitä. Lisäksi riski kertoimet julkaistaan ​​BEIRVII raportissa ja tässä tutkimuksessa käytetyt ovat tilastollisia keskiarvoja monet ihmiset samaa sukupuolta ja samanikäisiä. Siksi on huolehdittava tuloksia tulkittaessa on potilaan riski. Tästä huolimatta potilas kohtaista riskiä tietoja esitetään tutkimuksessamme on edistysaskel pidemmälle tehokasta annosta kohti henkilökohtaista potilaan hoitoa Lopuksi vain tutkitaan yhden tomografiin yhdeltä valmistajalta. Koska selektiivinen fotoni kilven yhden energia on tällä hetkellä ainutlaatuinen tekniikka yhdeltä myyjältä vain, Tutkimuksen tuloksia ei voida ekstrapoloida muihin järjestelmiin.

Yhteenvetona Tutkimuksessamme määritettiin potilas- ja tarkastus erityisiä keuhko annoksen arvot , mikä mahdollistaa yksittäisen potilaan riskinarviointi, joka on pakollinen silloin, kun tasapainottaminen hyötyjä ja riskejä ionisoivan säteilyn yhteydessä keuhkosyövän seulonnan CT. Keuhkojen annokset laskettu tässä tutkimuksessa entisestään tarvetta työllistää LDCT protokollat ​​keuhkojen seulonta tutkimusten pitämiseksi riskin väestössä niin pieni kuin mahdollista.