INTRODUCTION: The advent of digital systems in traditional radiology has led to the automation of work routines, distancing technicians from decisions regarding parameter settings. Additionally, due to the rapid advancement of technology, many technicians with training prior to their degree are accustomed to working with analog equipment. They tend to set parameters suitable for previous systems, which may not fully utilize the capabilities of DR systems. AIM OF THE STUDY: To evaluate possible variations in parameter settings that could improve the relationship between image quality and radiation dose. To examine whether the principles of exposure parameter settings used before DR systems are still recommendable, or if alternative settings exist that would allow the new Direct Digital systems to demonstrate greater performance and efficiency in imaging of the pelvis and lumbosacral spine. MATERIALS AND METHODS: Two collections of exposure data were conducted for the segments under study: the first with data used by technicians prior to their degree and a second with data currently used in the radiology department of C.T.O. Hospital. By analyzing the collected data, voltage ranges were formulated, which were subsequently used for image acquisition on a phantom of the pelvis and lumbosacral spine, in anteroposterior and lateral projections, both in automatic mode (with AEC system activation) and manual mode. The produced images underwent two analyses: a quantitative analysis using ImageJ software to derive the SNR (Signal to Noise Ratio) and CNR (Contrast to Noise Ratio), and a qualitative analysis using the VGA method. The latter involved selecting five expert observers who were given a questionnaire regarding the visualization of specific anatomical structures within the radiographs. Furthermore, by using digital systems for acquiring radiographs, the dose produced for each image was collected in the form of DAP, allowing observation of its variation with increasing kV and the relationship between image quality (SNR and CNR) and the administered dose. RESULTS: During acquisition, a decrease in dose was observed with increasing voltage in automatic exposures, while a high dose was noted in manual exposures. In the quantitative analysis, an increase in SNR was observed with higher kV, along with a slight loss of CNR as voltage increased. As for the RSD and RCD ratios, they showed increasing trends, with a lesser slope for RCD due to its decreasing behavior during exposures. The qualitative analysis indicated that image quality, in certain projections, diminishes with higher kV; however, the evaluations still deemed the images suitable for diagnostic formulation. DISCUSSION AND CONCLUSIONS: Based on the results obtained from the analyses, it is advised not to constrain the choice of exposure parameters in direct digital systems to approximately 75-85 kVp and the use of AEC. Instead, protocols should be adopted that utilize approximately 95 kVp and AEC in L or L+C configuration for the pelvis; about 95 kVp and AEC in C configuration for the lumbosacral spine in AP; and approximately 100-110 kVp and AEC in C configuration for the lumbosacral spine in lateral view.
INTRODUZIONE: l’avvento dei sistemi digitali in radiologia tradizionale ha generato l’automatizzazione delle routine lavorative, allontanando i tecnici dalle scelte di impostazione dei parametri. Inoltre, dato il rapido avanzamento delle tecnologie, sono presenti molti tecnici con formazione precedente al corso di laurea, o comunque abituati a lavorare con apparecchiature analogiche, che impostano parametri idonei ai sistemi precedenti ma non completamente adatti a sfruttare al meglio le capacità dei sistemi DR. SCOPO DEL LAVORO: valutare le possibili variazioni nell’impostazione dei parametri che possano portare ad un miglioramento del rapporto fra qualità dell’immagine e dose erogata. Esaminare se i principi di impostazione dei parametri espositivi utilizzati prima dei sistemi DR siano ancora raccomandabili o se esistano impostazioni alternative che permettano ai nuovi sistemi Digitali Diretti di dimostrare una resa e un’efficienza maggiori nelle immagini di bacino e colonna lombosacrale. MATERIALI E METODI: sono state effettuate due raccolte di dati esposimetrici dei segmenti in studio, una prima con i dati utilizzati dai tecnici precedenti al corso di laurea ed una seconda con i dati utilizzati oggi giorno nella radiologia dell’ospedale C.T.O. Analizzando i dati raccolti sono stati formulati dei range di tensione, utilizzati successivamente per l’acquisizione su fantoccio di immagini del bacino e della colonna lombosacrale, in proiezione antero-posteriore e latero-laterale, sia in modalità automatica (con attivazione del sistema AEC) sia in modalità manuale. In seguito le immagini prodotte sono state sottoposte a due analisi: un’analisi quantitativa, con l’utilizzo del software ImageJ, ricavando l’SNR (Signal to Noise Ratio) e il CNR (Contrast to Noise Ratio), ed un’analisi qualitativa utilizzando il metodo VGA. Quest’ultimo è stato realizzato selezionando cinque osservatori esperti a cui somministrare un questionario relativo alla visualizzazione di determinate strutture anatomiche all’interno dei radiogrammi. Inoltre, utilizzando i sistemi digitali per l’acquisizione delle radiografie, è stato possibile raccogliere la dose prodotta ad ogni immagine, sottoforma di DAP, potendone osservare l’andamento all’aumentare dei kV ed il rapporto tra la qualità dell’immagine (SNR e CNR) e la dose erogata. RISULTATI: in acquisizione è stato osservato un decremento della dose all’aumentare della tensione nelle esposizoni automatiche, ed una dose elevata nelle esposizioni manuali. Nell’analisi quantitativa è stato osservato un aumento del SNR all’aumentare dei kV utilizzati, ed una leggera perdita di CNR all’incremento della tensione. Per quanto riguarda i rapporti RSD e RCD, mostrano degli andamenti crescenti, con una minor pendenza per il RCD, dato il suo comportamento decrescente durante le esposizioni. Dall’analisi qualitativa si evince come la qualità dell’immagine, in alcune proiezioni, diminuisca all’aumentare dei kV; tuttavia le valutazioni definiscono le immagini come ancora idonee alla formulazione di diagnosi. DISCUSSIONE E CONCLUSIONI: esaminando i risultati ottenuti dalle analisi svolte si sconsiglia, nei sistemi digitali diretti, di vincolare la scelta dei parametri esposimetrici a circa 75-85 kVp e l’utilizzo del AEC, ma di adottare protocolli che utilizzino: per il bacino circa 95 kVp e AEC in configurazione L o L+C; per la colonna lombosacrale in AP circa 95 kVp e AEC in configurazione C mentre per la colonna lombosacrale in LL circa 100-110 kVp e AEC in configurazione C.
Ottimizzazione dei parametri espositivi in relazione alla qualità dell'immagine in radiologia digitale su grandi segmenti anatomici
BAILO, ANNA
2023/2024
Abstract
INTRODUZIONE: l’avvento dei sistemi digitali in radiologia tradizionale ha generato l’automatizzazione delle routine lavorative, allontanando i tecnici dalle scelte di impostazione dei parametri. Inoltre, dato il rapido avanzamento delle tecnologie, sono presenti molti tecnici con formazione precedente al corso di laurea, o comunque abituati a lavorare con apparecchiature analogiche, che impostano parametri idonei ai sistemi precedenti ma non completamente adatti a sfruttare al meglio le capacità dei sistemi DR. SCOPO DEL LAVORO: valutare le possibili variazioni nell’impostazione dei parametri che possano portare ad un miglioramento del rapporto fra qualità dell’immagine e dose erogata. Esaminare se i principi di impostazione dei parametri espositivi utilizzati prima dei sistemi DR siano ancora raccomandabili o se esistano impostazioni alternative che permettano ai nuovi sistemi Digitali Diretti di dimostrare una resa e un’efficienza maggiori nelle immagini di bacino e colonna lombosacrale. MATERIALI E METODI: sono state effettuate due raccolte di dati esposimetrici dei segmenti in studio, una prima con i dati utilizzati dai tecnici precedenti al corso di laurea ed una seconda con i dati utilizzati oggi giorno nella radiologia dell’ospedale C.T.O. Analizzando i dati raccolti sono stati formulati dei range di tensione, utilizzati successivamente per l’acquisizione su fantoccio di immagini del bacino e della colonna lombosacrale, in proiezione antero-posteriore e latero-laterale, sia in modalità automatica (con attivazione del sistema AEC) sia in modalità manuale. In seguito le immagini prodotte sono state sottoposte a due analisi: un’analisi quantitativa, con l’utilizzo del software ImageJ, ricavando l’SNR (Signal to Noise Ratio) e il CNR (Contrast to Noise Ratio), ed un’analisi qualitativa utilizzando il metodo VGA. Quest’ultimo è stato realizzato selezionando cinque osservatori esperti a cui somministrare un questionario relativo alla visualizzazione di determinate strutture anatomiche all’interno dei radiogrammi. Inoltre, utilizzando i sistemi digitali per l’acquisizione delle radiografie, è stato possibile raccogliere la dose prodotta ad ogni immagine, sottoforma di DAP, potendone osservare l’andamento all’aumentare dei kV ed il rapporto tra la qualità dell’immagine (SNR e CNR) e la dose erogata. RISULTATI: in acquisizione è stato osservato un decremento della dose all’aumentare della tensione nelle esposizoni automatiche, ed una dose elevata nelle esposizioni manuali. Nell’analisi quantitativa è stato osservato un aumento del SNR all’aumentare dei kV utilizzati, ed una leggera perdita di CNR all’incremento della tensione. Per quanto riguarda i rapporti RSD e RCD, mostrano degli andamenti crescenti, con una minor pendenza per il RCD, dato il suo comportamento decrescente durante le esposizioni. Dall’analisi qualitativa si evince come la qualità dell’immagine, in alcune proiezioni, diminuisca all’aumentare dei kV; tuttavia le valutazioni definiscono le immagini come ancora idonee alla formulazione di diagnosi. DISCUSSIONE E CONCLUSIONI: esaminando i risultati ottenuti dalle analisi svolte si sconsiglia, nei sistemi digitali diretti, di vincolare la scelta dei parametri esposimetrici a circa 75-85 kVp e l’utilizzo del AEC, ma di adottare protocolli che utilizzino: per il bacino circa 95 kVp e AEC in configurazione L o L+C; per la colonna lombosacrale in AP circa 95 kVp e AEC in configurazione C mentre per la colonna lombosacrale in LL circa 100-110 kVp e AEC in configurazione C.| File | Dimensione | Formato | |
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