czy angiografy z płaskim panelem cyfrowym o dużej powierzchni

Medycyna Pracy 2010;61(5):521–525
© Instytut Medycyny Pracy im. prof. J. Nofera w Łodzi
http://medpr.imp.lodz.pl
Arkadiusz Derkacz1
Rafał Poręba1
Adrian Doroszko1
Agnieszka Magott-Derkacz2
Aleksandra Steinmetz-Beck1
Roman Szełemej3
Ryszard Andrzejak1
PRACA ORYGINALNA
CZY ANGIOGRAFY Z PŁASKIM PANELEM CYFROWYM O DUŻEJ POWIERZCHNI
POWODUJĄ WIĘKSZE NAPROMIENIOWANIE CHOREGO
PODDANEGO KORONAROGRAFII
CAN ANGIOGRAPHY SYSTEM WITH LARGE-AREA FLAT DIGITAL PANEL
INDUCE HIGHER IRRADIATION IN A PATIENT DURING CORONARY ANGIOGRAPHY
Akademia Medyczna im. Piastów Śląskich, Wrocław; Katedra i Klinika Chorób Wewnętrznych, Zawodowych i Nadciśnienia Tętniczego
4. Wojskowy Szpital Kliniczny, Wrocław; Zakład Radiologii Lekarskiej
3
Szpital im. Sokołowskiego, Wałbrzych; Oddział Kardiologii
1
2
Streszczenie
Wstęp: Obecnie w kardiologii i radiologii inwazyjnej stosuje się angiografy z płaskim panelem cyfrowym jako detektorem promieniowania. Coraz powszechniejsze jest wykorzystywanie do przeprowadzania koronarografii urządzeń tzw. uniwersalnych,
z powiększonym panelem. Celem niniejszej pracy była ocena, czy w praktycznym zastosowaniu zwiększenie pola powierzchni detektorów wpływa na zwiększenie dawki promieniowania pochłoniętej przez osobę badaną. Materiał i metody: Badaniem
objęto grupę 486 pacjentów poddanych zabiegowi koronarografii wykonywanej przez tych samych lekarzy. U 268 osób zabieg
przeprowadzono w pracowni A, wyposażonej w angiograf kardiologiczny, a u 218 osób — w pracowni B z użyciem angiografu
uniwersalnego. W badaniu oceniano dawkę promieniowania pochłoniętą przez badanego pacjenta oraz jej iloczyn w stosunku
do masy ciała pacjenta, jego BMI (body mass index — wskaźnik masy ciała) i BSA (body surface area — wskaźnik powierzchni
ciała). Wyniki: Średnia dawka pochłonięta przez osobę badaną nie różniła się w obu pracowniach. Nie stwierdzono też różnic,
porównując iloczyn dawki pochłoniętej i BMI. Z kolei porównanie iloczynu dawki pochłoniętej i masy ciała wykazało statystycznie większe średnie wartości w pracowni A (p < 0,05). Podobnie wyższe wartości w pracowni A stwierdzono, porównując iloczyn
dawki pochłoniętej i BSA (p < 0,01). Wnioski: W przeprowadzonym badaniu stwierdzono, że stosowanie angiografów uniwersalnych o większej powierzchni panelu detekcyjnego w porównaniu do klasycznych angiografów kardiologicznych nie wiąże się
ze zwiększeniem dawki promieniowania pochłoniętej przez pacjenta podczas koronarografii. Med. Pr. 2010;61(5):521–525
Słowa kluczowe: promieniowanie rentgenowskie, koronarografia, dawka pochłonięta, angiograf, płaski panel cyfrowy
Abstract
Background: Nowadays, angiography systems with flat digital panel are used in cardiology and invasive radiology as the detector of irradiation. The so called universal systems with a magnified panel are becoming more common. In this study we
tried to find out whether in practice the increased surface area of detectors may increase the absorption dose in a patient.
Material and Methods: The study included 486 patients who underwent coronary angiography carried out by the same physicians. In 268 subjects the procedure was performed in cathlab A equipped with a cardiac angiography system, whereas in 218 subjects in cathlab B using universal angiography system. In the study the absorbed dose of irradiation by the patient was determined and its ratio to body mass, body mass index (BMI) and body surface area (BSA) was evaluated. Results: The mean dose
absorbed by the person under study did not differ between both catheterization laboratories. Similarly, there were no differences
in the ratio of the absorbed dose and BMI. But the comparison of the ratio of the absorbed dose and the body mass showed significantly higher values in cathlab A, where. higher values of the ratio of the absorbed dose and BSA were also found (p < 0.01).
Conclusions: In the present study it was found that the use of universal angiography systems with a larger surface area of the detecting panel is not connected with the increase in the irradiation dose absorbed by the patent during coronary angiography
as compared with classical cardiac angiography systems. Med Pr 2010;61(5):521–525
Key words: X-ray, coronary angiography, absorption dose, angiograph, digital flat panel
Adres autorów: Katedra i Klinika Chorób Wewnętrznych, Zawodowych i Nadciśnienia Tętniczego,
Akademia Medyczna im. Piastów Śląskich, ul. Pasteura 4, 50-367 Wrocław, e-mail: [email protected]
Nadesłano: 7 lipca 2009
Zatwierdzono: 9 czerwca 2010
522
A. Derkacz i wsp.
WSTĘP
W ostatnim okresie obserwuje się dynamiczny rozwój metod diagnostycznych i terapeutycznych, w których w obrazowaniu wykorzystuje się promieniowanie
rentgenowskie. Dotyczy to między innymi kardiologii
i radiologii interwencyjnej. Powstają nowe pracownie,
a liczba przeprowadzanych zabiegów z każdym rokiem
wzrasta, nie tylko w zakresie badań diagnostycznych,
ale w jeszcze większym stopniu procedur terapeutycznych, które przeważnie powodują ekspozycję pacjenta na większą dawkę promieniowania. Dla przykładu
w Polsce w 1996 r. wykonano prawie 5 tys. zabiegów angioplastyki wieńcowej, w 2002 r. już 34,5 tys., a w 2006
prawie 70 tys. (1).
Rosnącej liczbie zabiegów towarzyszy stała modyfikacja sprzętu. Obecnie angiografy ze wzmacniaczami
obrazu są zastępowane przez urządzenia, w których
detektorem promieniowania jest płaski panel cyfrowy (2). Ma to na celu nie tylko poprawienie jakości uzyskiwanych obrazów, ale i zmniejszenie dawki promieniowania emitowanej przez lampę rentgenowską, a co
za tym idzie — pochłoniętej przez pacjenta (3,4). Z innej jednak strony, ze względu na wykonywanie różnorodnych zabiegów przy użyciu jednego angiografu
(zarówno procedury z zakresu kardiologii inwazyjnej,
jak i „obwodowe” — będące domeną radiologii i angiologii interwencyjnej), istnieje tendencja do stosowania urządzeń uniwersalnych, z panelem detekcyjnym
o większym polu powierzchni w stosunku do klasycznych urządzeń kardiologicznych. Może to powodować
narażenie pacjenta na większe dawki promieniowania
przy zabiegach, takich jak koronarografia, niewymagających detektorów o dużej powierzchni.
Celem niniejszej pracy była ocena, czy w praktycznym zastosowaniu zwiększenie pola powierzchni
detektorów wpływa na zwiększenie dawki promieniowania pochłoniętej przez osobę badaną.
MATERIAŁ I METODY
Badaniem objęto grupę 486 pacjentów poddanych zabiegowi koronarografii. U 268 osób (grupa A: 124 kobiety, 144 mężczyzn, średni wiek: 64,2±10 lat) zabieg przeprowadzono w pracowni A, a u 218 osób (grupa B: 84 kobiety, 134 mężczyzn, średni wiek: 64,1±10,8 lat) — w pracowni B.
Wszystkie zabiegi wykonywane były w sposób klasyczny — metodą Judkinsa, z nakłucia tętnicy udowej.
Rejestrację przeprowadzano w 5 typowych projekcjach
Nr 5
(2 dla prawej i 3 dla lewej tętnicy wieńcowej) uzupełnianych w razie potrzeby o projekcje dodatkowe (5).
Zabiegi wykonywano u chorych z podejrzeniem lub
rozpoznaniem choroby wieńcowej. Z badania wykluczono koronarografie przeprowadzone u pacjentów
z wadami serca oraz zabiegi wymagające z założenia
wykonania większej liczby projekcji (koronarografia
z ocena pomostów aortalno-wieńcowych, tętnic nerkowych i tym podobne). Badania inwazyjne przeprowadzało 4 lekarzy mających według Sekcji Interwencji
Sercowo-Naczyniowych Polskiego Towarzystwa Kardiologicznego status samodzielnego diagnosty (6).
W obu pracowniach wykonywały je te same osoby.
Pracownia A była wyposażona w angiograf kardiologiczny Innova 2000 (General Electric, USA, rok
produkcji 2006), w pracowni B zainstalowane zostało urządzenie uniwersalne Innova 3100 (General
Electric, USA, rok produkcji: 2006). Oba angiografy
bazują na tych samych podzespołach. Zasadniczą,
występującą między nimi różnicą jest wielkość detektora promieniowania rentgenowskiego i parametry
lampy rentgenowskiej. W urządzeniu Innova 2000
zainstalowany jest płaski panel o polu obrazowania 20,5×20,5 cm składający się z 1024×1024 elementów detekcyjnych o wymiarach 200×200 μm, podczas
gdy w aparacie Innova 3100 jego pole obrazowania
wynosi 31×31 cm i składa się z 1536×1536 elementów
o tych samych wymiarach. Angiograf Innova 2000
jest wyposażony w dwuogniskową (0,6 i 1,2 mm)
lampę rentgenowską Performix 150A o średnicy anody — 140 mm, kącie emisji promieniowania — 8,5°, oraz
mocy ciągłej — 1500 W. Z kolei urządzenie Innova 3100
posiada trójogniskową (0,3; 0,6 i 1 mm) lampę Performix 160A o średnicy anody — 160 mm, kącie emisji
promieniowania — 11,25°, i mocy ciągłej 1600 W.
Podczas wykonywania koronarografii oba urządzenia pracowały w ustawieniach emisji promieniowania
Normal lub Low — 24 fps (obrazów na sekundę) podczas skopii oraz 15 fps podczas nagrywania. Parametry
te, podobnie jak dobór wielkości ogniska dla poszczególnych projekcji, pozostawiano do decyzji lekarza wykonującego badanie.
W badaniu oceniano dawkę promieniowania pochłoniętą przez badanego pacjenta wyrażoną w mGy.
Wartość ta jest kalkulowana przez oprogramowanie
angiografu. Wyliczenie następuje w oparciu o parametry ekspozycji lampy, takie jak iloczyn natężenia i czasu
oraz zastosowanej filtracji promieniowania. Wyliczana
dawka jest kalkulowana dla punktu referencyjnego
znajdującego się 15 cm od izocentrum urządzenia (7).
Nr 5
Angiografy z płaskim panelem cyfrowym a napromieniowanie chorego
523
W celu obiektywizacji informacji o pochłoniętej
dawce analizowano także jej wartości w stosunku do
masy ciała pacjenta, jego BMI (body mass index —
wskaźnik masy ciała) — formuła Queteleta (8), oraz
BSA (body surface area — wskaźnik powierzchni ciała) — formuła Du Bois (9,10). Wzory umożliwiające
wyliczenie tych wielkości to:
standardowych. Z uwagi na brak normalnego rozkładu parametrów różnice między średnimi sprawdzano
nieparametrycznym testem dla zmiennych niepowiązanych U Manna-Whitneya. Dla zmiennych jakościowych stosowano test chi2. Za istotne statystycznie
przyjmowano wartości dla p < 0,05.
WYNIKI
BMI = masa ciała [kg] / wzrost [cm]2
[1]
BSA = (0,425 × waga [kg] × 0,725 × wzrost [cm]) ×
[2]
× 0,007184
Podstawowe dane demograficzne obu badanych
grup przedstawia tabela 1.
Analizę statystyczną przeprowadzono w oparciu
o program STATISTICA 6.0 (StatSoft, Polska). Wyniki przedstawiono w postaci średnich (x) i odchyleń
Średnia dawka pochłonięta przez osobę badaną nie
różniła się w obu grupach. Podobnie nie stwierdzono różnic porównując iloczyn dawki pochłoniętej
i BMI. Z kolei porównanie u pacjentów iloczynu
dawki pochłoniętej i masy ciała wykazało statystycznie większe średnie wartości w grupie A (p < 0,05).
Podobnie wyższe wartości w grupie A stwierdzono porównując iloczyn dawki pochłoniętej i BSA
(p < 0,01) (tab. 2).
Tabela 1. Podstawowe dane demograficzne badanych grup pacjentów
Table 1. Basic demographic data on the study groups of patients
Parametry
Parameters
Pacjenci ogółem / Respondents total [n]
Grupa A*
Group A*
Grupa B**
Group B**
p
268,0
218,0
–
kobiety / females [n]
124,0
84,0
ns.
mężczyźni / males [n]
144,0
134,0
ns.
Wiek [w latach] / Age [years]
64,2±10,0
64,1±10,8
ns.
Masa ciała / Body mass [kg]
77,6±13,2
78,6±15,3
ns.
Wzrost / Height [m]
1,66±0,08
1,68±0,09
ns.
BMI 28,01±4,09
27,83±4,78
ns.
* Badana w pracowni wyposażonej w angiograf kardiologiczny Innova 2000 / Tests in the cathlab equipped with a coronary angiography system Innova 2000.
** Badana w pracowni wyposażonej w urządzenie uniwersalne Innova 3100 / Tests in the cathlab using universal angiography system Innova 3100.
BMI — wskaźnik masy ciała / body mass index.
ns.— brak istotności statystycznej / not significant.
Tabela 2. Wyniki w grupach badanych pacjentów
Table 2. Results in the study groups of patients
Grupa A
Group A
Grupa B
Group B
p
268,0
218,0
–
265,6±174,6
239,7±152,7
ns.
3,43±2,20
3,02±1,91
< 0,05
Dawka/BSA / Dose/BSA
151,3±124,8
126,0±79,8 < 0,01
Dawka/BMI / Dose/BMI
9,46±6,08
8,45±5,26
ns.
Parametry
Parameters
Pacjenci / Respondents [n] Dawka pochłonięta / Absorption dose [mGy]
Dawka/masa ciała / Dose/body mass
Objaśnienia jak w tabeli 1 / Abbreviations as in Table 1.
BSA — wskaźnik powierzchni ciała / body surface area.
524
A. Derkacz i wsp.
Następnie analizowano dawki pochłonięte przez
pacjentów po podziale każdej z grup na 4 podgrupy
w zależności od lekarza wykonującego badanie. Porównując analizowane powyżej wskaźniki (dawka
pochłonięta oraz iloczyn jej i masy ciała, BMI i BSA)
w poszczególnych podgrupach nie stwierdzono różnic
istotnych statystycznie — zarówno między podgrupami osób badanych w obu pracowniach, jak i badanych
przez poszczególnych lekarzy w każdej z pracowni.
OMÓWIENIE
Ze względu na ciągłe zwiększanie dostępności do
badań diagnostycznych i zabiegów terapeutycznych
wymagających stosowania promieniowania rentgenowskiego rośnie znaczenie kontroli i w miarę możliwości ograniczenia dawki pochłoniętej przez pacjenta
podczas procedury. Obowiązek pomiaru dawki promieniowania otrzymanej przez pacjenta podczas
zabiegów z zakresu kardiologii interwencyjnej nakładają przepisy prawne (11). W przeprowadzonym
badaniu porównywano dawki kalkulowane przez
oprogramowanie angiografów, a nie wartości rzeczywiste, których pomiar byłby praktycznie niemożliwy
do przeprowadzenia w warunkach klinicznych (7).
Wyliczenia te spełniają obowiązujące normy, a każdy
z angiografów jest testowany i kalibrowany pod tym
kątem zarówno podczas instalacji, jak i okresowych
wizyt serwisowych.
W badaniu wykorzystano urządzenia tej samej firmy, a zabiegi w obu pracowniach wykonywali ci sami
lekarze. Podczas wykonywania koronarografii obowiązywały ogólnie przyjęte zasady, natomiast w przeprowadzonym badaniu nie ograniczano w sposób sztuczny
przyzwyczajeń poszczególnych operatorów. Nie wiedzieli oni, że dawki promieniowania będą wykorzystywane do przeprowadzonego badania. Istniało bowiem
prawdopodobieństwo, że ich wiedza o analizie dawek
promieniowania mogłaby powodować wykonywanie
zabiegów ze sztucznie ograniczaną ekspozycją (mniejsze powiększenia, częstsze stosowanie blend) w stosunku do codziennej praktyki klinicznej.
Uzyskane wyniki wskazywały, że pochłonięte przez
pacjentów dawki promieniowania nie zależały od lekarza wykonującego zabieg. Zaskakującym wnioskiem
były mniejsze dawki promieniowania (w przeliczeniu
na masę ciała i BSA) w angiografie o większym polu
powierzchni panelu detekcyjnego i lampie o większej
mocy. Możliwą przyczyną jest tendencja do stosowania w praktyce przez wykonujących badanie lekarzy
Nr 5
relatywnie mniejszych powiększeń w przypadku angiografu Innova 3100, co w efekcie mogło wiązać się
z mniejszą dawką promieniowania.
Należy mieć na uwadze, że nie ma bezpośredniej
korelacji między rozmiarem panelu a dawką promieniowania, natomiast istnieje ono między zastosowanym w badaniu ogniskiem lampy, co przekłada się na
wielkość powiększenia obrazu (większe powiększenie
wymaga większego ogniska, a przez to dawki). Niewielkie różnice mogą także wynikać z nieco innych
rozwiązań w zakresie kolimacji zastosowanych w obu
urządzeniach.
Ponieważ celem badania było porównanie wielkości
dawek promieniowania pochłoniętego przez pacjenta
podczas praktycznych zastosowań klinicznych, a nie
wartości uzyskanych teoretyczne, nie ograniczano lekarzy prowadzących badanie w doborze parametrów
wielkości obrazu i ekspozycji.
WNIOSKI
Stosowanie angiografów uniwersalnych o większej powierzchni panelu detekcyjnego w porównaniu do klasycznych angiografów kardiologicznych nie wiąże się
ze zwiększeniem dawki promieniowania pochłoniętej
przez pacjenta podczas koronarografii.
PIŚMIENNICTWO
1.Witkowski A.: Kardiologia interwencyjna: Jak leczyliśmy
chorych w 2006 roku? Jakie są perspektywy na lata następne? Postępy Kardiol. Interw. 2007;3(4):76–79
2.Morice M.C., Benali K., Lrfevre T., Piechau J.F., Louvard Y.: Digital flat panel technology in cardiology: first
clinical experiences. Cardiol. Int. 2001;2(3):103–109
3.Partridge J., McGahan G., Causton S., Bowers M., Mason M., Dalby M. i wsp.: Radiation dose reduction without
compromise of image quality in cardiac angiography and
intervention with the use of a flat panel detector without
an antiscattel grid. Heart 2006;92:507–510
4.Hatakeyama Y., Kakeda S., Ohnari N., Moria J., Oda N.,
Nishino K. i wsp.: Reduction of radiation dose for cerebral angiography using flat panel detektor of direct
conversion type: A vascular phantom study. Am. J. Neuroradiol. 2007;28:645–650
5.Kubica J., Gil R., Pieniążek P.: Wytyczne dotyczące koronarografii. Kardiol. Pol. 2005;63(Supl. III):S491–S500
6.Witkowski A., Gil R., Brzezińska-Rajszyc G.: Zalecenia Sekcji Kardiologii Inwazyjnej PTK. Kardiol. Pol. 2005;63(Supl. III):S593–S600
Nr 5
Angiografy z płaskim panelem cyfrowym a napromieniowanie chorego
7. Tylkowki M., Kośmider M.: Bezpieczeństwo radiologiczne w pracowni hemodynamiki. Postępy Kardiol.
Interw. 2007;3(4):217–223
8.Prentice A.M., Jebb S.A.: Beyond Body Mass Index.
Obes. Rev. 2001;2:141–147
9.Du Bois D., Du Bois E.F.: A formula to estimate the approximate surface area if height and weight be known.
Arch. Int. Med. 1916;17:863–871
525
10.Wang Y., Moss J., Thisted R.: Predictors of body surface
area. J. Clin. Anesth. 1992;4:4–10
11.Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 11 września 2003 r. w sprawie szczegółowych warunków bezpiecznej pracy z aparatami rentgenowskimi o energii
promieniowania do 300 keV, stosowanymi w celach medycznych. DzU z 2003 r. nr 173, poz. 1681