ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ Β ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΚΤΙΝΟΛΟΓΙΑΣ Π.Γ.Ν. ΑΤΤΙΚΟΝ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Ν.

ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ Β ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΚΤΙΝΟΛΟΓΙΑΣ Π.Γ.Ν. ΑΤΤΙΚΟΝ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Ν. ΚΕΛΕΚΗΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΧΡΗΣΗ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟΥ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΥ ΑΝΑΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ ΣΕ ΑΞΟΝΙΚΕΣ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΕΣ ΘΩΡΑΚΟΣ ΥΨΗΛΗΣ ΕΥΚΡΙΝΕΙΑΣ ΣΕ ΠΑΙΔΙΑ. ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΗ ΔΟΣΗ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΤΟΝ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΣΜΑΡΔΑ ΜΑΓΔΑΛΗΝΗ ΙΑΤΡΟΣ ΑΚΤΙΝΟΛΟΓΟΣ ΑΘΗΝΑ 2018

ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ Β ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΚΤΙΝΟΛΟΓΙΑΣ Π.Γ.Ν. ΑΤΤΙΚΟΝ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Ν. ΚΕΛΕΚΗΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΧΡΗΣΗ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟΥ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΥ ΑΝΑΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ ΣΕ ΑΞΟΝΙΚΕΣ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΕΣ ΘΩΡΑΚΟΣ ΥΨΗΛΗΣ ΕΥΚΡΙΝΕΙΑΣ ΣΕ ΠΑΙΔΙΑ. ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΗ ΔΟΣΗ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΤΟΝ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΣΜΑΡΔΑ ΜΑΓΔΑΛΗΝΗ ΙΑΤΡΟΣ ΑΚΤΙΝΟΛΟΓΟΣ ΑΘΗΝΑ 2018 2

Ημερομηνία πρώτης αιτήσεως: 2/12/2011 Ημερομηνία ορισμού συμβουλευτικής επιτροπής: 19/12/2011 Ημερομηνία τροποποίησης συμβουλευτικής επιτροπής: 22/6/2012 Ημερομηνία ορισμού θέματος: 31/12/2012 Ημερομηνία κατάθεσης 1 ης προόδου: 1/3/2013 Ημερομηνία κατάθεσης 2 ης προόδου: 2/4/2014 Ημερομηνία κατάθεσης 3 ης προόδου: 27/11/2017 Η τριμελής συμβουλευτική επιτροπή αποτελείται από τους κ.κ.: Αν. Καθηγήτρια Ε. Αλεξοπούλου (επιβλέπον μέλος ΔΕΠ) Καθηγητή Ν. Κελέκη Καθηγητή Ε. Ευσταθόπουλο Μέλη επταμελούς εξεταστικής επιτροπής: Καθηγητής Ν. Κελέκης Καθηγητής Ε. Ευσταθόπουλος Αν. Καθηγήτρια Ε. Αλεξοπούλου (επιβλέπον μέλος ΔΕΠ) Αν. Καθηγητής Κ. Πρίφτης Επίκουρη Καθηγήτρια Ο. Παπακωνσταντίνου Επίκουρη Καθηγήτρια Μ. Παπαθανασίου Επίκουρος Καθηγητής Σ. Σπηλιόπουλος Πρόεδρος της Ιατρικής Σχολής Αθηνών: Καθηγητής Πέτρος Π. Σφηκάκης 3

ΟΡΚΟΣ ΤΟΥ ΙΠΠΟΚΡΑΤΗ 4

ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Πρώτα απ όλους θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά την Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ακτινολογίας και επιβλέπουσα της διατριβής μου κα Αλεξοπούλου Ευθυμία για την εξαιρετική συνεργασία πολλών χρόνων, για την πολύτιμη καθοδήγησή της, καθώς και για κάθε εκπαιδευτική και επιστημονική δραστηριότητα στην οποία με συμπεριέλαβε. Επιπλέον, θα ήθελα να ευχαριστήσω τα άλλα δύο μέλη της τριμελούς επιτροπής, τον Καθηγητή Ακτινολογίας κ. Ν. Κελέκη και τον Καθηγητή Ιατρικής Φυσικής και Ακτινοφυσικής κ. Ε. Ευσταθόπουλο, καθώς και τον Αναπληρωτή Καθηγητή Παιδιατρικής - Παιδοπνευμονολογίας κ. Πρίφτη Κωνσταντίνο για την πολύτιμη συνεργασία τους. Ιδιαιτέρως μάλιστα ευχαριστώ τον κ. Ε. Ευσταθόπουλο για τη βοήθεια που μου προσέφερε στο ερευνητικό κομμάτι της συγκεκριμένης μελέτης. Θα ήθελα επίσης να εκφράσω την ευγνωμοσύνη μου στις ακτινοφυσικούς Κορδολαίμη Σοφία και Πλούση Αγάπη, η καθοδήγηση των οποίων ήταν καθοριστική σε όλα τα στάδια της διεξαγωγής της ερευνητικής διαδικασίας, από τη στατιστική ανάλυση των δεδομένων μέχρι τη δημοσίευση των αποτελεσμάτων και τη συγγραφή της διατριβής. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω από τα βάθη της καρδιάς μου όσους με στήριξαν κατά τη διάρκεια όλων αυτών των ετών και ιδίως αυτούς που μου συμπαραστάθηκαν κατά τον τελευταίο ενάμιση χρόνο εκπόνησης της διατριβής που συνέπεσε με την περίοδο εγκυμοσύνης μου, τη γέννηση της κόρης μου και με τις εξετάσεις απόκτησης του Τίτλου Ακτινοδιαγνωστικής Ειδικότητας. 5

ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ ΠΡΟΣΩΠΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Ονοματεπώνυμο: Σμαρδά Μσγδαληνή Ημερομηνία γέννησης: 31/10/1983 Πόλη γέννησης: Αθήνα Υπηκοότητα: Ελληνική Διεύθυνση κατοικίας : Αγνώστων Μαρτύρων 9, Ν. Σμύρνη, Τ.Κ. : 17122 Τηλέφωνο: 6942639687 ( κινητό ) E-mail: magda.3110@hotmail.com ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗ ΙΔΙΟΤΗΤΑ Ιατρός Ακτινολόγος Ημερομηνία απόκτησης του τίτλου της Ακτινοδιαγνωστικής ειδικότητας: 14/07/2017 Σ Π Ο ΥΔΕ Σ Προπτυχιακές Σπουδές Aποφοίτηση από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων - Βαθμός πτυχίου ΛΙΑΝ ΚΑΛΩΣ 7,89 ημερομηνία κτήσης πτυχίου: 16/07/2007 Αποφοίτηση από το Ενιαίο Λύκειο με βαθμό απολυτηρίου ΑΡΙΣΤΑ 19,4 ημερομηνία κτήσης απολυτηρίου: 12/07/2001 «ΕΣΤΙΑ» 8 ο Γυμνάσιο- Λυκειακές Τάξεις Νέας Σμύρνης Μεταπτυχιακές Σπουδές 19/12/2011 σήμερα: Εκπόνηση διδακτορικής διατριβής με θέμα «Χρήση επαναληπτικού αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας σε αξονικές τομογραφίες θώρακος υψηλής ευκρίνειας σε παιδιά. Διερεύνηση της ποιότητας της εικόνας σε σχέση με τη δόση της ακτινοβολίας στον εξεταζόμενο.» - Ιατρική Σχολή Εθνικού & Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών Επιβλέπον μέλος ΔΕΠ: Αλεξοπούλου Ε. Μεταπτυχιακό Δίπλωμα Ειδίκευσης (MSc) στην «ΕΠΕΜΒΑΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΛΟΓΙΑ» με βαθμό «ΑΡΙΣΤΑ» 8,5 Ιατρική Σχολή Εθνικού & Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών ημερομηνία ορκωμοσίας: 26/07/2010 Εκπόνηση διπλωματικής εργασίας στα πλαίσια του Μεταπτυχιακού Προγράμματος «ΕΠΕΜΒΑΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΛΟΓΙΑ» με θέμα: «Ακτινολογικές επεμβατικές τεχνικές του γαστρεντερικού συστήματος στα παιδιά» - Επιβλέπον μέλος ΔΕΠ: Αλεξοπούλου Ε. 6

Εκπαίδευση στην Ακτινοδιαγνωστική Ειδικότητα 05/10/2015 11/05/2016: Κωνσταντοπούλειο Γενικό Νοσοκομείο Ν. Ιωνίας Ακτινοδιαγνωστικό Τμήμα Εκπαίδευση στο αντικείμενο της Κλασσικής Ακτινολογίας, της Αξονικής Τομογραφίας, του Υπερηχογραφικού ελέγχου και του Έγχρωμου Doppler Αγγειακού Ελέγχου 02/02/2015 16/07/2015: Γενικό Νοσοκομείο Αθηνών «Γ. ΓΕΝΝΗΜΑΤΑΣ» - Τμήμα Μαγνητικού Τομογράφου Εκπαίδευση στο αντικείμενο της Μαγνητικής Τομογραφίας κατόπιν χορήγησης εκπαιδευτικής άδειας από το Επιστημονικό Συμβούλιο του Γενικού Νοσοκομείου Νίκαιας - Πειραιά «ΑΓΙΟΣ ΠΑΝΤΕΛΕΗΜΩΝ» 27/10/2011 16/07/2015: Γενικό Νοσοκομείο Νίκαιας - Πειραιά «ΑΓΙΟΣ ΠΑΝΤΕΛΕΗΜΩΝ» - Ακτινοδιαγνωστικό Τμήμα - Εκπαίδευση στο αντικείμενο της Κλασσικής Ακτινολογίας, Υπερηχοτομογραφίας & Έγχρωμου Doppler Αγγειακού Ελέγχου, Αξονικής Τομογραφίας, Μαγνητικής Τομογραφίας & Επεμβατικής Ακτινολογίας 18/02/2011 26/10/2011: Γενικό Νοσοκομείο Παίδων Αθηνών «Π. & Α. ΚΥΡΙΑΚΟΥ» - Ακτινοδιαγνωστικό Τμήμα - Εκπαίδευση στο αντικείμενο της Κλασσικής Ακτινολογίας & Υπερηχοτομογραφίας στα παιδιά Ξένες Γλώσσες Αγγλική γλώσσα: Άριστη γνώση ( επίπεδο: C2 ) Cambridge Proficiency Γαλλική Γλώσσα: Πολύ καλή γνώση ( επίπεδο: C1 ) D.E.L.F. 2nd Degré Ιταλική Γλώσσα: Καλή γνώση ( επίπεδο: Β2 ) Κρατικό Πιστοποιητικό Γλωσσομάθειας (ΚΠγ) Γνώσεις Η/Υ Πιστοποιητικό ECDL Core (Βασικές Έννοιες Πληροφορικής, Χρήση του Η/Υ και Διαχείρηση Αρχείων, Επεξεργασία Κειμένου, Υπολογιστικά Φύλλα, Βάσεις Δεδομένων, Παρουσιάσεις, Υπηρεσίες Διαδικτύου) ημερομηνία κτήσης διπλώματος: 28/06/2008 Γνώση του τυφλού συστήματος πληκτρολόγησης Ε Π ΑΓ Γ ΕΛΜΑΤ Ι Κ Η Ε ΜΠΕΙΡΙ Α 12/05/2016 σήμερα: Παράταση παραμονής σε έμμισθη κενή οργανική θέση ειδικευόμενου ιατρού στο Ακτινοδιαγνωστικό Τμήμα του Κωνσταντοπούλειου Γενικού Νοσοκομείου Ν. Ιωνίας «Η ΑΓΙΑ ΟΛΓΑ» 05/10/2015 11/05/2016: Έμμισθη ειδικευόμενη ιατρός στο Ακτινοδιαγνωστικό Τμήμα του Κωνσταντοπούλειου Γενικού Νοσοκομείου Ν. Ιωνίας «Η ΑΓΙΑ ΟΛΓΑ» 7

27/10/2011 16/07/2015: Έμμισθη ειδικευόμενη ιατρός στο Ακτινοδιαγνωστικό Τμήμα του Γενικού Νοσοκομείου Νίκαιας Πειραιά «ΑΓΙΟΣ ΠΑΝΤΕΛΕΗΜΩΝ» 18/02/2011 26/10/2011: Έμμισθη ειδικευόμενη ιατρός στο Ακτινοδιαγνωστικό Τμήμα του Γενικού Νοσοκομείου Παίδων «ΠΑΝ. & ΑΓΛΑΪΑΣ ΚΥΡΙΑΚΟΥ» 11/2009 06/2010: Εργασθείσα ως εκπαιδεύτρια ιατρικών μαθημάτων στα πλαίσια του εκπαιδευτικού προγράμματος «Πρόσθετης Διδακτικής Στήριξης» (ΠΔΣ) στο 1 ο & 2 ο ΕΠΑ.Λ. (Επαγγελματικό Λύκειο) Νέας Σμύρνης καθώς και στο 1 ο ΕΠΑ.Λ. Πειραιά 18/02/2008 14/02/2011: Εργασθείσα ως εκπαιδεύτρια ιατρικών μαθημάτων σε ενηλίκους σε Δημόσια Ινστιτούτα Επαγγελματικής Κατάρτισης Ε Κ Π ΑΙ Δ Ε ΥΤΙ ΚΟ ΕΡΓΟ Εργασθείσα ως εκπαιδεύτρια ιατρικών μαθημάτων σε Δημόσια Ινστιτούτα Επαγγελματικής Κατάρτισης ενηλίκων (Δ.Ι.Ε.Κ) από 18/02/2008 ως 14/02/2011 σε διάφορες παραϊατρικές ειδικότητες. Σύνολο ωρών διδασκαλίας σε Δ.Ι.Ε.Κ.: 794 ώρες Εργασθείσα στα πλαίσια του προγράμματος «Πρόσθετης Διδακτικής Στήριξης» (Π.Δ.Σ.) στο 1ο & 2ο ΕΠΑ.Λ. (Επαγγελματικό Λύκειο) Νέας Σμύρνης καθώς και στο 1ο ΕΠΑ.Λ. Πειραιά, για την ενισχυτική διδασκαλία του πανελλαδικώς εξεταζόμενου μαθήματος «Στοιχεία Ανατομίας Φυσιολογίας ΙΙ» σχολικό έτος 2009-2010. Σύνολο ωρών διδασκαλίας σε ΕΠΑ.Λ.: 84 ώρες Ε ΠΙ ΣΤΗΜΟ ΝΙ Κ Ο ΕΡΓΟ Δημοσιεύσεις Magdalini Smarda, Efstathios Efsrathopoulos, Argyro Mazioti, Sofia Kordolaimi, Agapi Ploussi, Konstantinos Priftis, Nikolaos Kelekis, Efthymia Alexopoulou. High-Resolution Computed Tomography Examinations for Chronic Suppurative Lung Disease in Early Childhood: Radiation Exposure and Image Quality Evaluations with Iterative Reconstruction Algorithm Use. Canadian Association of Radiologists Journal (2016); 67: 218-224. doi: 10.1016/j.carj.2015.10.003 M. Smarda, E. Alexopoulou, A. Mazioti, S. Kordolaimi, A. Ploussi, K. Priftis, E. Efstathopoulos. Pediatric chest HRCT using the idose4 Hybrid Iterative Reconstruction Algorithm: Which idose level to choose? Journal of Physics: Conference Series 637 (2015) 012024. doi: 10.1088/1742-6596/637/1/012024 M. Smarda, N. Ifantis. Intrathoracic viscera herniation and other thoracoabdominal injuries in a young female multitrauma patient: 8

Computed Tomography evaluation. EURORAD (2016) doi: 10.1594/EURORAD/CASE.13780 Προφορικές ανακοινώσεις σε Ελληνικά συνέδρια Παιδιά με χρόνια πυώδη βρογχίτιδα: Κατά πόσο μπορεί να μειωθεί η δόση ακτινοβολίας της Αξονικής Τομογραφίας θώρακος Υψηλής Ευκρίνειας (HRCT) με χρήση επαναληπτικού αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας. Σμαρδά Μ., Ευσταθόπουλος Ε., Πλούση Α., Κορδολαίμη Σ., Μαζιώτη Α., Πρίφτης Κ., Αλεξοπούλου Ε. Πανεπιστημιακό Γενικό Νοσοκομείο «ΑΤΤΙΚΟΝ» 6ο Πανελλήνιο Παιδοπνευμονολογικό Συνέδριο, 9-11/10/2015 Σπάνια περίπτωση αυτοάνοσης παγκρεατίτιδας: Διαγνωστική προσέγγιση με αξονική και μαγνητική τομογραφία κοιλίας Ν. Υφαντής, Μ. Σμαρδά, Σ. Ισπανοπούλου, Κ. Μπούχρα, Α. Φάκου, Π. Καζακίδης Γ.Ν. Νίκαιας Πειραιά «ΑΓΙΟΣ ΠΑΝΤΕΛΕΗΜΩΝ» 41 ο Ετήσιο Πανελλήνιο Ιατρικό Συνέδριο, 10-13/06/2015, Αθήνα Σπάνια εντόπιση γαστρεντερικού όγκου εκ στρώματος (Gist) Ανάδειξη με αξονική τομογραφία κοιλίας Μ. Σμαρδά, Ν. Υφαντής, Κ. Μπούχρα, Σ. Ισπανοπούλου, Α. Φάκου, Π. Καζακίδης Γ.Ν. Νίκαιας Πειραιά «ΑΓΙΟΣ ΠΑΝΤΕΛΕΗΜΩΝ» 17 ο Ετήσιο Συνέδριο Ακτινολόγων Νοτιοδυτικής Ελλάδος, 4-5/10/2014, Πάτρα Ακτινοσκοπικά καθοδηγούμενη αφαίρεση ενσφηνωμένου ξένου σώματος από τον οισοφάγο των παιδιών Σμαρδά Μαγδαληνή 16ο Ε.Σ.Φ.Ι.Ε. & 4ο Διεθνές FORUM Φοιτητών Ιατρικής & Νέων Ιατρών Ελλάδας, 16-18/04/2010, Αθήνα Βιβλιογραφική ανασκόπηση των επιπλοκών της ακτινοσκοπικά καθοδηγούμενης διαδερμικής γαστροστομίας και γαστρονηστιδοστομίας στα παιδιά Σμαρδά Μαγδαληνή 16ο Ε.Σ.Φ.Ι.Ε. & 4ο Διεθνές FORUM Φοιτητών Ιατρικής & Νέων Ιατρών Ελλάδας 16-18/04/2010, Αθήνα Νεφρική Οστεοδυστροφία ( Ν.Ο. ) Μπαρμπαγιάννη Ε., Παπαμαύρου Γ., Γεωργιάδου Ε, Χρυσάτζας Η., Σμαρδά Μ., Δερμιτζάκης Ι. Ακτινοδιαγνωστικό Τμήμα Γενικού Νοσοκομείου Νίκαιας Πειραιά «ΑΓΙΟΣ ΠΑΝΤΕΛΕΗΜΩΝ» Νεφρολογική Κλινική Γενικού Νοσοκομείου Νίκαιας Πειραιά «ΑΓΙΟΣΠΑΝΤΕΛΕΗΜΩΝ» 18ο Διαπανεπιστημιακό Συνέδριο Ακτινολογίας, 14-16/11/2008, Ιωάννινα 9

Αναρτημένες ανακοινώσεις (posters) σε Ελληνικά συνέδρια Ενδιαφέρουσα περίπτωση εκκολπώματος χοληδόχου κύστης. Α. Τζιβελοπούλου, Χ. Αναστασιάδης, Μ. Σμαρδά, Ρ. Γεωργακοπούλου, Γ. Κυριακοπούλου, Κ. Βιτζηλαίος, Χ. Τριαντοπούλου Ακτινοδιαγνωστικό Τμήμα «Κωνσταντοπούλειου» Γ.Ν. Νέας Ιωνίας 6 ο Συνέδριο Συνεχιζόμενης Επαγγελματικής Εκπαίδευσης στην Ακτινοδιαγνωστική HRCT θώρακος σε παιδιά προεφηβικής και πρώιμης εφηβικής ηλικίας με χρόνια πυώδη βρογχίτιδα: Καθιστά η χρήση επαναληπτικού αλγορίθμου την εξέταση ασφαλή από άποψη έκθεσης σε ακτινοβολία; Μαγδαληνή Σμαρδά, Ευστάθιος Ευσταθόπουλος, Αργυρώ Μαζιώτη, Αγάπη Πλούση, Κωνσταντίνος Πρίφτης, Νικόλαος Κελέκης, Ευθυμία Αλεξοπουλου Πανεπιστημιακό Γενικό Νοσοκομείο ΑΤΤΙΚΟΝ 20 ο Πανελλήνιο Ακτινολογικό Συνέδριο, 04-06/11/16, Αθήνα Ενδιαφέρον περιστατικό λιποσαρκώματος οσχέου - υπερηχογραφική απεικόνιση Χ. Αναστασιάδης, Μ. Σμαρδά, Γ. Κυριακοπούλου, Π. Κορκόκιος, Α. Καββαθά Ακτινοδιαγνωστικό Τμήμα Κωνσταντοπούλειου Γ.Ν. Νέας Ιωνίας 20 ο Πανελλήνιο Ακτινολογικό Συνέδριο, 04-06/11/16, Αθήνα HRCT θώρακος για χρόνια πυώδη βρογχίτιδα κατά την προσχολική ηλικία: Καθιστά η χρήση επαναληπτικού αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας την εξέταση ασφαλή για τα παιδιά; Σμαρδά Μαγδαληνή, Ευσταθόπουλος Ευστάθιος, Μαζιώτη Αργυρώ, Κορδολαίμη Σοφία, Πλούση Αγάπη, Πρίφτης Κωνσταντίνος, Αλεξοπούλου Ευθυμία Πανεπιστημιακό Γενικό Νοσοκομείο ΑΤΤΙΚΟΝ 22 ο Διαπανεπιστημιακό Συνέδριο Ακτινολογίας, 12-14/11/2015, Αθήνα Πολυεστιακός πρωτογενής νευροεκτοδερμικός όγκος του ΚΝΣ σε ενήλικα Χαϊνη Δήμητρα, Ζορμπάς Διονύσιος, Σμαρδά Μαγδαληνή, Καραμούζος Εμμανουήλ, Μπούχρα Κωνσταντίνα, Κατσίβα Βασιλική, Καζακίδης Παναγιώτης Περ/κό Γενικό Νοσοκομείο Νίκαιας-Πειραιά «ΑΓΙΟΣ ΠΑΝΤΕΛΕΗΜΩΝ» ΧΙΧ Πανελλήνιο Ακτινολογικό Συνέδριο, 19-21/12/2014, Αθήνα Σπάνια περίπτωση συνδρόμου Fahr Διάγνωση με αξονική τομογραφία εγκεφάλου Σμαρδά Μ., Καραμούζος Ε., Υφαντής Ν., Ισπανοπούλου Σ., Ξενής Δ., Φάκου Α., Καζακίδης Π. Περ/κό Γενικό Νοσοκομείο Νίκαιας-Πειραιά «ΑΓΙΟΣ ΠΑΝΤΕΛΕΗΜΩΝ» ΧΙΧ Πανελλήνιο Ακτινολογικό Συνέδριο, 19-21/12/2014, Αθήνα Ενδοπορικό θηλώδες βλεννώδες νεόπλασμα παγκρέατος (IPMN): Τυχαία ανάδειξη με πολυτομικό τομογράφο 16 σειρών ανιχνευτών 10

Υφαντής Ν., Σμαρδά Μ., Μπούχρα Κ., Ισπανοπούλου Σ., Φάκου Α., Καζακίδης Π. Περ/κό Γενικό Νοσοκομείο Νίκαιας-Πειραιά «ΑΓΙΟΣ ΠΑΝΤΕΛΕΗΜΩΝ» ΧΙΧ Πανελλήνιο Ακτινολογικό Συνέδριο, 19-21/12/2014, Αθήνα Ο ρόλος της αξονικής τομογραφίας κοιλίας στη διάγνωση και τον αποτελεσματικό χειρουργικό σχεδιασμό της γάγγραινας Fournier Υφαντής Ν., Σμαρδά Μ., Ισπανοπούλου Σ., Μπούχρα Κ., Φάκου Α., Καζακίδης Π. Περ/κό Γενικό Νοσοκομείο Νίκαιας-Πειραιά «ΑΓΙΟΣ ΠΑΝΤΕΛΕΗΜΩΝ» ΧΙΧ Πανελλήνιο Ακτινολογικό Συνέδριο, 19-21/12/2014, Αθήνα Απεικόνιση αγγειακών ανατομικών παραλλαγών θώρακα με αξονική τομογραφία Υφαντής Ν., Σμαρδά Μ., Ισπανοπούλου Σ., Μπούχρα Κ., Φάκου Α., Καζακίδης Π. ΠΓΝ Νίκαιας-Πειραιά «Άγιος Παντελεήμων» 25ο Ιατρικό Συνέδριο Ενόπλων Δυνάμεων, 27-29/11/2014, Θεσσαλονίκη Σπάνια περίπτωση ειλεού εκ χολολίθου με απουσία αεροχολίας Απεικονιστική διερεύνηση με αξονική τομογραφία κοιλίας Υφαντής Ν., Σμαρδά Μ., Αγγέλης Α., Κούκης Γ., Παπαθεοδώρου Γ., Καζακίδης Π. ΠΓΝ Νίκαιας-Πειραιά «Άγιος Παντελεήμων» 25ο Ιατρικό Συνέδριο Ενόπλων Δυνάμεων, 27-29/11/2014, Θεσσαλονίκη Υποτροπιάζων πνευμοθώρακας σε ασθενή με ρευματοειδείς όζους πνευμόνων Ανάδειξη με αξονική τομογραφία Σμαρδά Μ., Υφαντής Ν., Ισπανοπούλου Σ., Μπούχρα Κ., Χριστοπούλου Ε., Καζακίδης Π. ΠΓΝ Νίκαιας-Πειραιά «Άγιος Παντελεήμων» 25ο Ιατρικό Συνέδριο Ενόπλων Δυνάμεων, 27-29/11/2014, Θεσσαλονίκη Πνευμάτωση εντέρου και παρουσία αέρα στην πυλαία φλέβα σε ασθενή με οξεία μεσεντέρια ισχαιμία Ανάδειξη με αξονική τομογραφία-αγγειογραφία Υφαντής Ν., Σμαρδά Μ., Ράπτη Ν., Τρογάδας Γ., Παπαθεοδώρου Γ., Καζακίδης Π. ΠΓΝ Νίκαιας-Πειραιά «Άγιος Παντελεήμων» 25ο Ιατρικό Συνέδριο Ενόπλων Δυνάμεων, 27-29/11/2014, Θεσσαλονίκη Ενδιαφέρον περιστατικό συνύπαρξης διαχωριστικού ανευρύσματος τύπου Β και δυσφαγίας αγγειακής αιτιολογίας: Ανάδειξη με αξονική τομογραφία Μ, Σμαρδά, Ν. Υφαντής, Α. Φάκου, Μ. Καραγιάννη, Π. Καζακίδης Γενικό Κρατικό Νοσοκομείο Νίκαιας Πειραιά «Άγιος Παντελεήμων» 40ο Ετήσιο Πανελλήνιο Ιατρικό Συνέδριο, 14-17/05/2014 Ενδιαφέρον περιστατικό συστροφής έλικας λεπτού εντέρου σε ασθενή με αποφρακτικό ειλεό από εσωτερική κήλη: Απεικονιστική διάγνωση με αξονική τομογραφία κοιλίας Μ. Σμαρδά, Ν. Υφαντής, Α. Φάκου, Μ. Καραγιάννη, Π. Καζακίδης 11

ΠΓΝ Νίκαιας-Πειραιά «Άγιος Παντελεήμων» 25ο Ιατρικό Συνέδριο Ενόπλων Δυνάμεων, 27-29/11/2014, Θεσσαλονίκη Αξονική αγγειογραφία 16 τομών της πυλαίας φλέβας Κατσίβα Β., Μπούχρα Κ., Υφαντής Ν., Καραγιάννη Μ., Σμαρδά Μ., Καταβελάκου Κ., Γεράκης Γ., Καζακίδης Π. Γενικό Νοσοκομείο Νίκαιας Πειραιά Άγιος Παντελεήμων 18ο Πανελλήνιο Ακτινολογικό Συνέδριο, 12-14/10/2012, Αθήνα Αξονική αγγειογραφία 16 τομών της ηπατικής αρτηρίας Κατσίβα Β., Υφαντής Ν., Καραγιάννη Μ., Σμαρδά Μ., Τσιράκης Ν., Ανδρεσάκης Α., Γεράκης Γ., Καζακίδης Π. Γενικό Νοσοκομείο Νίκαιας Πειραιά Άγιος Παντελεήμων 18ο Πανελλήνιο Ακτινολογικό Συνέδριο, 12-14/10/2012, Αθήνα Όγκοι πλευρών στην παιδική και εφηβική ηλικία Καλαντζή Ν., Ζάραγκας Σ., Χρυσάντζας Η., Ζώντου Γ., Σμαρδά Μ., Νικολάου Β., Δερμιτζάκης Ι. Γενικό Νοσοκομείο Νίκαιας Πειραιά Άγιος Παντελεήμων 18ο Πανελλήνιο Ακτινολογικό Συνέδριο, 12-14/10/2012, Αθήνα Κλινική περίπτωση άτυπης χρόνιας χολοκυστίτιδας και διαφοροδιαγνωστική προσέγγιση με απεικονιστικές μεθόδους Καραγιάννη Μ., Υφαντής Ν., Τσιράκης Ν., Σμαρδά Μ., Κατσίβα Β., Χατζηβασιλείου Α., Γιαννακάκης Π., Καζακίδης Π. Γενικό Νοσοκομείο Νίκαιας Πειραιά Άγιος Παντελεήμων 18ο Πανελλήνιο Ακτινολογικό Συνέδριο, 12-14/10/2012, Αθήνα Νόσος Fournier Περιγραφή περιστατικού Μπαρμπαγιάννη Ε., Γεωργιάδου Ε., Σμαρδά Μ., Βαρχαλαμά Ε., Κομνηνός Χ., Δουμάνης Γ., Καραβιράκης Μ., Δερμιτζάκης Ι. Γενικό Νοσοκομείο Νίκαιας Πειραιά Άγιος Παντελεήμων 12ο ετήσιο Συνέδριο Ακτινολόγων Νοτιοδυτικής Ελλάδος, 26-27/07/2009, Καλαμάτα Αναρτημένες ανακοινώσεις (posters) σε Διεθνή συνέδρια NECROTIZING FASCIITIS AS AN INCIDENTAL FINDING ON VASCULAR ULTRASOUND EXAMINATION FOR DEEP VENOUS THROMBOSIS EXCLUSION Georgia Kyriakopoulou, Magdalini Smarda, Panagiotis Korkokios, Konstantinos Vitzilaios, Panagiotis Sakarellos, Charina Triantopoulou Radiology Department, Konstantopouleion General Hospital of Nea Ionia Agia Olga, Athens, Greece XIV Balkan Congress of Radiology, 13 15-10-2016, Thessaloniki, Greece FOURNIER GANGRENE CASE REPORT: DIAGNOSIS USING ULTRASOUND AND COMPUTED TOMOGRAPHY EXAMINATIONS 12

Magdalini Smarda, Georgia Kyriakopoulou, Panagiotis Korkokios, Paschalis Christodoulides, Maria Staikou, Anastasia Tzivelopoulou, Konstantinos Vitzilaios, Charina Triantopoulou Radiology Department, Konstantopouleion General Hospital of Nea Ionia Agia Olga, Athens, Greece XIV Balkan Congress of Radiology, 13 15-10-2016, Thessaloniki, Greece A RARE CASE OF SCROTAL LIPOSARCOMA: ULTRASOUND EVALUATION Magdalini Smarda, Georgia Kyriakopoulou, Panagiotis Korkokios, Charis Anastasiadis, Areti Kavvatha, Anastasia Tzivelopoulou, Konstantinos Vitzilaios, Charina Triantopoulou Radiology Department, Konstantopouleion General Hospital of Nea Ionia Agia Olga, Athens, Greece XIV Balkan Congress of Radiology, 13 15-10-2016, Thessaloniki, Greece Pediatric chest HRCT using the idose 4 Hybrid Iterative Reconstruction Algorithm: Which idose level to choose? M. Smarda, E. Alexopoulou, A. Mazioti, S. Kordolaimi, A. Ploussi, K. Priftis, E. Efstathopoulos University General Hospital ATTIKON BIOMEP 2015, 18-20/6/2015, Athens Radiation exposure and image quality evaluation using the idose4 Hybrid Iterative Reconstruction Algorithm in pediatric chest HRCT. Magdalini Smarda, Efthimia Alexopoulou,Argyro Mazioti, Sofia Kordolaimi, Agapi Ploussi, Konstantinos Priftis, Efstathios P. Efstathopoulos University General Hospital ATTIKON 8th European Conference on Medical Physics, 11-13/9/2014, Athens Head tumors as incidental findings in the elderly Is CT imaging sufficient to establish a diagnosis? P.Zogopoulos, K.Bouchra, N.Ifantis, M.Smarda, D.Xenis, S.Ispanopoulou General Hospital of Nikaia-Piraeus Agios Panteleimon International Congress of Radiology ICR 2014, 09-12/09/2014, Dubai Radiation dose reduction and image quality in pediatric chest HRCT using the idose Hybrid Iterative Reconstruction Algorithm: A preliminary study. M. Smarda, S. Kordolaimi, S. Argentos, E. Efstathopoulos, E. Alexopoulou. Radiology Department, University General Hospital ATTIKON, Chaidari, Athens ECR 2013, March 2013, Vienna, Austria Congenital methemorrhagic hydrocephalus - porencephaly in a neonate with isoimmune thrombocytopenia, considered as hydroanencephaly on prenatal ultrasound. 13

Magdalini Smarda, Faidra Kokori, Nikolaos Michalopoulos, Vasilios Nikolaou, Dimitra Chaini, Eleni Barbagianni, Maria Karagianni, Ioannis Dermitzakis. General Hospital of Nikaia-Piraeus Agios Panteleimon ESPR 49th Annual Meeting and 35th Postgraduate Course, May 2012, Athens, Greece Vein of Galen aneurysmal malformation (VGAM) - ultrasound appearance. Maria Karagianni, Euaggelia Varchalama, Iraklis Chrisatzas, Magdalini Smarda, Eleni Georgiadou, Athanasios Mourikis, Nikolaos Tsirakis, Ioannis Dermitzakis. General Hospital of Nikaia-Piraeus Agios Panteleimon ESPR 49th Annual Meeting and 35th Postgraduate Course, May 2012, Athens, Greece Subcutaneous fat necrosis (SCFN) in a neonate with perinatal asphyxia Xanthippi Vallianatou, Maria Karagianni, Nikolaos Ifantis, Dimitra Chaini, Euaggelia Varchalama, Faidra Kokori, Magdalini Smarda, Ioannis Dermitzakis. General Hospital Nikaia Piraeus Saint Panteleimon ESPR 49th Annual Meeting and 35th Postgraduate Course, May 2012, Athens, Greece Intraperitoneal focal fat infarction in children: little-known and unknown locations and sonographic appearances. Marina Vakaki, Ioannis Koutsogiannis, George Karapostolakis, George Pitsoulakis, Magdalini Smarda, Chris Koumanidou. General children's hospital P. & A. Kyriakou, Athens ESPR 49th Annual Meeting and 35th Postgraduate Course, May 2012, Athens, Greece Hemorrhagic ovarian cyst in an adolescent girl with acute pelvic pain: the role of sonography. Marina Vakaki, Despina Grigoraki, Katerina Terzaki, Magdalini Smarda, George Pitsoulakis, Chris Koumanidou. General children's hospital P. & A. Kyriakou, Athens ESPR 49th Annual Meeting and 35th Postgraduate Course, May 2012, Athens, Greece Fournier Disease Case Report. Barbagianni E., Georgiadou E., Smarda M., Varchalama E., Komninos C., Doumanianis G., Karavirakis M., Dermitzakis I. General Hospital Nikaia Piraeus Saint Panteleimon 16th European Symposium on Urogenital Radiology ESUR 2009, September 2009, Athens 14

ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΣΥΝΕΔΡΙΩΝ ΗΜΕΡΙΔΩΝ ΣΕΜΙΝΑΡΙΩΝ 06-08/10/2017: 6ο Συνέδριο Συνεχιζόμενης Επαγγελματικής Εκπαίδευσης στην Ακτινοδιαγνωστική, Αθήνα 20 μόρια C.M.E.-C.P.D. 29/09-01/10/2017: 10th IDKD Intensive Course in Greece: Diseases of the Brain, Head and Neck, Spine, Athens 21 C.M.E. Credits 10-13/06/2015: 41ο Ετήσιο Πανελλήνιο Ιατρικό Συνέδριο, Αθήνα 24 μόρια C.M.E.-C.P.D. 19-21/12/2014: ΧΙΧ Πανελλήνιο Ακτινολογικό Συνέδριο, Αθήνα 18 μόρια CME Credits 04-05/10/2014: 17ο Ετήσιο Συνέδριο Ακτινολόγων Νοτιοδυτικής Ελλάδος, Πάτρα 7 μόρια CME Credits 14-17/05/2014: 40 ο Ετήσιο Πανελλήνιο Ιατρικό Συνέδριο, Αθήνα 24 μόρια C.M.E.-C.P.D. 8/6/2013: Ημερίδα "Απεικόνιση Ήπατος και Χοληφόρων", Ελληνική Ακτινολογική Εταιρεία, Δώμα ΓΝΑ "Ευαγγελισμός" 29/3/2013: 4η Παιδοπνευμονολογική Ημερίδα "Διαγνωστική προσέγγιση νοσημάτων του αναπνευστικού", Γ' Παιδιατρική Κλινική ΕΚΠΑ, "Αττικόν" Πανεπιστημιακό Γενικό Νοσοκομείο 12-14/10/2012: Πανελλήνιο Ακτινολογικό Συνέδριο, Ελληνική Ακτινολογική Εταιρεία, Αθήνα 18 C.M.E. Credits 28/05-01/06/2012: The European Society of Paediatric Radiology (ESPR) 49th Annual Meeting and 35th Postgraduate Course, Athens, Greece 27 C.M.E. Credits 10-13/11/2011: 20 ο Διαπανεπιστημιακό Συνέδριο Ακτινολογίας, Ελληνικό Κολλέγιο Ακτινολογίας, Λάρισα 14 C.M.E. Credits 3-4/06/2011: 5 ο Συνέδριο Συνεχιζόμενης Επαγγελματικής Εκπαίδευσης στην Ακτινοδιαγνωστική «Η Ακτινολογική Ειδικότητα Απέναντι Στις Σημερινές Προκλήσεις», Ένωση Επαγγελματιών Ακτινολόγων Απεικονιστών Ελλάδος, Αθήνα 10 C.M.E. Credits 17-19/12/2010: 17 ο Πανελλήνιο Ακτινολογικό Συνέδριο, Ελληνική Ακτινολογική Εταιρεία, Αθήνα 18 C.M.E. Credits 11-13/06/2010: 2 η Διεθνής Συνάντηση Ογκολογίας Μαστού, Μονάδα Μαστού Αντικαρκινικού Νοσοκομείου Πειραιά «ΜΕΤΑΞΑ», Βουλιαγμένη, Αθήνα 15 CME - CPD Credits 24-25/04/2010: Διλήμματα και Αντιθέσεις στην Αντιμετώπιση του Καρκίνου του Μαστού ΙΧ Στρογγυλά Τραπέζια με «Μπαλκόνι», Α Μαιευτική & 15

Γυναικολογική Κλινική Πανεπ/μίου Αθηνών Γ.Ν.Α. «Αλεξάνδρα», Αθήνα 9 C.M.E. Credits 16-18/04/2010: 16 ο Ε.Σ.Φ.Ι.Ε. & 4 ο Διεθνές FORUM Φοιτητών Ιατρικής & Νέων Ιατρών Ελλάδας, Επιστημονική Εταιρεία Φοιτητών Ιατρικής Ελλάδας, Αθήνα 18 C.M.E. Credits 18-19/12/2009: Πολυθεματική Διημερίδα ΣΙΣΜΑΝΟΓΛΕΙΕΣ ΗΜΕΡΕΣ με τίτλο «Επείγουσα Ιατρική & Αξονική Τομογραφία», Επιστημονικό Συμβούλιο Σισμανογλείου Γ. Ν. Αττικής, Αθήνα 7 CME - CPD Credits 23-25/10/2009: 1 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Ογκολογικής Απεικόνισης, Μέγαρο Διεθνές Συνεδριακό Κέντρο Αθηνών, Αθήνα 15 CME - CPD Credits 2-4/10/2009: 6 th Aegean Postgraduate Radiology Course Cardiac, Abdominal & Oncology Imaging, Sounion, Greece 15 C.M.E. Credits 17-20/09/2009: 18 th Advanced Course of the ESNR and the 34 th ESNR Annual Meeting, European Society of Neuroradiology Annual Meeting, Athens, Greece 10-13/09/2009: 16 th European Symposium on Urogenital Radiology, ESUR 2009, Hellenic Radiological Society, Athens, Greece 18 C.M.E. Credits 19/06/2009: Ημερίδα με θέμα «Επεμβατική Επανάσταση Interventional Revolution», Ελληνική Εταιρεία Επεμβατικής Ακτινολογίας, Αγγειοακτινολογίας & Νευροακτινολογίας, Αθήνα 22-24/05/2009: 4 ο Συνέδριο Συνεχιζόμενης Επαγγελματικής Εκπαίδευσης Στην Ακτινοδιαγνωστική «Η Ακτινολογία πέρα από τα όρια», Ένωση Επαγγελματιών Ακτινολόγων Απεικονιστών Ελλάδος, Αθήνα 15 μόρια C.M.E. 14-16/11/2008: 18 ο Διαπανεπιστημιακό Συνέδριο Ακτινολογίας, Ελληνικό Κολλέγιο Ακτινολογίας, ξενοδοχείο Dulac, Ιωάννινα 15 μόρια C.M.E. 22-25/10/2008: 16 ο Πανελλήνιο Ακτινολογικό Συνέδριο, Ελληνική Ακτινολογική Εταιρεία, ξενοδοχείο Divani Caravel, Αθήνα. 11/10/2008: 11 η ετήσια ημερίδα & μετεκπαιδευτικό μάθημα Καρκίνος του Μαστού «Προβληματισμοί στην Αντιμετώπιση της Πρώιμης Νόσου», Μονάδα Μαστού της Β Προπαιδευτικής Χειρουργικής Κλινικής της Ιατρικής Σχολής Πανεπιστημίου Αθηνών, Νοσοκομείο ΝΙΜΤΣ, Αθήνα 6 μόρια C.M.E. 29-31/05/2008: 4 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Επεμβατικής Ακτινολογίας, Ελληνική Εταιρεία Επεμβατικής Ακτινολογίας, Αγγειοακτινολογίας & Νευρακτινολογίας, Ίδρυμα Ιατροβιολογικών Ερευνών Ακαδημίας Αθηνών, Αθήνα. 16

11-13/04/2008: Διλήμματα και Αντιθέσεις στην Αντιμετώπιση του Καρκίνου του Μαστού VIII ξενοδοχείο Στράτος Βασιλικός, Αθήνα 11 μόρια C.M.E. ΥΠΟΤΡΟΦΙΕΣ ΔΙΑΚΡΙΣΕΙΣ Απονομή Αριστείου Προόδου λόγω βαθμολογικής διάκρισης κατά τη διάρκεια των ιατρικών σπουδών στο μάθημα της Παθολογικής Ανατομικής Παθολογοανατομικό Εργαστήριο Ιατρικής Σχολής Ιωαννίνων & Δήμος Ιωαννιτών ημερομηνία απονομής: 27/10/2006 ΜΕΛΟΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΩΝ ΕΤΑΙΡΕΙΩΝ Μέλος Ελληνικής Ακτινολογικής Εταιρείας ESR member-in-training 17

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σκοπός της μελέτης: Η υψηλή ακτινοευαισθησία των παιδιών που υποβάλλονται σε συχνές απεικονιστικές εξετάσεις, καθιστά τη χρήση επαναληπτικών αλγορίθμων ανακατασκευής εικόνας στην αξονική τομογραφία ιδιαίτερα σημαντική. Η μελέτη αυτή συγκρίνει τη χρήση του υβριδικού επαναληπτικού αλγορίθμου idose 4 με τον αλγόριθμο φιλτραρισμένης οπισθοπροβολής (FBP) ως προς την έκθεση σε ακτινοβολία και την ποιότητα εικόνας σε σύνολο 77 παιδιών ηλικίας έως 14 ετών που υποβλήθηκαν στο Τμήμα μας σε HRCT θώρακος για χρόνια πυώδη βρογχίτιδα κατά τα έτη 2011 2017. Υλικό και μέθοδοι: Από την ανασκόπηση προέκυψαν 27 παιδιατρικοί ασθενείς που υποβλήθηκαν σε HRCT θώρακος με το FBP πρωτόκολλο και 50 με το πρωτόκολλο idose 4, αλλά με μειωμένα στοιχεία εξέτασης (mas) ανάλογα με την κατηγορία σωματικού βάρους που ανήκαν (>30kg ή <30kg), όλοι στον ίδιο πολυτομικό τομογράφο 64 σειρών ανιχνευτών. Στην idose 4 ομάδα για την ανακατασκευή εικόνας επιλέχθηκαν όλα τα επίπεδα idose ανακατασκευής (1 ως και 7), καθώς και ο FBP αλγόριθμος ανακατασκευής. Προσδιορίστηκε ο βαθμός μείωσης της δόσης της ιοντίζουσας ακτινοβολίας και αξιολογήθηκε η ποιότητα της εικόνας τόσο υποκειμενικά όσο και αντικειμενικά. Για τη στατιστική ανάλυση χρησιμοποιήθηκαν t-τεστ ανεξαρτήτων δειγμάτων. Αποτελέσματα: Η εφαρμογή του idose 4 επέτρεψε στατιστικά σημαντική μείωση της ενεργού δόσης τόσο για την <30kg (78,1%, p<0,001) όσο και για την >30kg (54,3%, p=0,001) κατηγορία ασθενών. Η υποκειμενική αξιολόγηση 18

της συνολικής ποιότητας της εικόνας είχε συγκρίσιμα αποτελέσματα μεταξύ των 2 ομάδων με τη χρήση του επιπέδου ανακατασκευής εικόνας idose 5 για την >30kg και idose 6 για την <30kg κατηγορία παιδιατρικών ασθενών, ενώ ο αντικειμενικός θόρυβος ήταν συγκρίσιμος με το επίπεδο idose 6 για την <30kg και ήδη με το επίπεδο idose 1 για την >30kg κατηγορία ασθενών. Συμπεράσματα: Η μελέτη απέδειξε πως η εφαρμογή του idose επαναληπτικού αλγορίθμου στην HRCT θώρακος στα παιδιά μειώνει την πρόσληψη ακτινοβολίας χωρίς ταυτόχρονα να επηρεάζει τη διαγνωστική εμπιστοσύνη της εξέτασης και θα μπορούσε μελλοντικά να καθιερωθεί ως η χαμηλής ακτινικής επιβάρυνσης διαγνωστική εξέταση εκλογής για παιδιά με κλινική ένδειξη χρόνιας πυώδους βρογχίτιδας. 19

ABSTRACT Purpose of the study: High radiosensitivity of children undergoing computerized tomography (CT) has rendered the use of the recently developed Iterative Reconstruction (IR) Algorithms particularly significant. This study compares the idose 4 IR Algorithm with Filtered-Back Projection (FBP) in terms of radiation exposure and image quality (IQ) in 77 chest high resolution CT (HRCT) examinations performed in children with chronic suppurative lung disease at our Department during the years 2011 2017. Materials and Methods: Twenty seven patients were scanned using the FBP protocol (FBP group) while 50 patients using the idose 4 protocol (idose group) and reduced tube current-time product (mas), both on a 64-detector row CT scanner. The idose group images were reconstructed with all idose levels (1 to 7). Radiation exposure quantities were estimated, while subjective and objective IQ were evaluated. Unpaired t-tests were used for data statistical analysis. All results were compared on the basis of weight category (more or less than 30kg). Results: The idose application allowed a statistically significant effective dose reduction both for children <30kg (78.1%, p<0.001) and children >30kg (54.3%, p=0.001). Subjective overall IQ evaluation was comparable between the 2 groups of patients with idose level 5 in the >30kg subgroup and with idose level 6 in the <30kg subgroup, whereas objective image noise was comparable between FBP and idose level 6 images in the <30kg subgroup and between FBP and idose level 1 images in the >30kg subgroup of paediatric patients. 20

Conclusions: The use of the idose 4 IR algorithm in pediatric chest HRCT leads to significant dose reduction without compromising IQ and it could be established in the future as the low-dose gold standard imaging examination for children with clinical indication of chronic suppurative lung disease. 21

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. ΑΡΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΞΟΝΙΚΗΣ TΟΜΟΓΡΑΦΙΑΣ 26 1.1 Βασικές αρχές Αξονικής Τομογραφίας...26 1.2 Εξοπλισμός Αξονικού Τομογράφου...28 1.2.1 Λυχνία παραγωγής ακτίνων χ...28 1.2.2 Κατευθυντήρες (collimators)...32 1.2.3 Ανιχνευτές (Detectors)...32 1.2.4 Το σύστημα λήψης δεδομένων...34 1.3 Ανακατασκευή CT Εικόνας...34 1.3.1 Οπισθοπροβολή με φίλτρο (FBP)...35 1.4 Χαρακτηριστικά αξιολόγησης της ποιότητας της CT εικόνας...36 1.4.1 Χωρική διακριτική ικανότητα (spatial resolution)...36 1.4.2 Ασάφεια (blurring)...37 1.4.3 Θόρυβος (noise)...37 1.4.4 Διακριτική ικανότητα χαμηλής αντίθεσης (Low contrast resolution)...38 1.5 Ελικοειδής και πολυτομική σάρωση στην αξονική τομογραφία (Helical and Multislice CT scanning)...38 1.5.1 Ελικοειδής σάρωση...39 1.5.2 Πολυτομική σάρωση...40 1.6 Κατηγορίες τεχνικών σφαλμάτων στην αξονική τομογραφία (CT image artifacts)...42 1.6.1 Τεχνικά σφάλματα από κίνηση (motion artifacts)...42 1.6.2 Τεχνικά σφάλματα σκλήρυνσης της δέσμης (beam hardening artifacts)...43 1.6.3 Τεχνικά σφάλματα οφειλόμενα στη σκιαγραφική ουσία...43 1.6.4 Τεχνικά σφάλματα οφειλόμενα στον Τομογράφο...44 1.6.5 Φαινόμενο μερικού όγκου...44 1.6.6 Τεχνικά σφάλματα από λάθος επιλογή των παραγόντων έκθεσης ή από πρωτόκολλα χαμηλής δόσης...45 1.7 Παράμετροι Δοσιμετρίας Αξονικής Τομογραφίας...45 1.7.1 Oγκομετρικός δείκτης αξονικής τομογραφίας (CTDIvol)...45 1.7.2 Γινόμενο δόσης μήκους σάρωσης (DLP)...46 1.7.3 Ενεργός δόση (ED)...47 1.7.4 SSDE (Size-Specific Dose Estimates)...48 1.8 Στρατηγικός σχεδιασμός της CT εξέτασης...52 1.8.1 Τοπογράφημα (topogram)...52 1.8.2 Καθορισμός της εξεταστικής ακολουθίας...52 2. ΑΞΟΝΙΚΗ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ ΣΕ ΠΑΙΔΙΑΤΡΙΚΟΥΣ ΑΣΘΕΝΕΙΣ: ΟΦΕΛΗ ΚΑΙ ΚΙΝΔΥΝΟΙ...54 2.1 Οφέλη από τη χρήση Αξονικής Τομογραφίας σε παιδιατρικούς ασθενείς...54 2.2 Κίνδυνοι από τη χρήση Αξονικής Τομογραφίας σε παιδιατρικούς ασθενείς...56 3. ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΜΕΙΩΣΗΣ ΤΗΣ ΔΟΣΗΣ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΤΟΝ ΑΞΟΝΙΚΟ ΤΟΜΟΓΡΑΦΟ...60 22

3.1 Αποφυγή της άσκοπης και υπέρμετρης χρήσης της αξονικής τομογραφίας...61 3.2 Εφαρμογή του Συστήματος Αυτόματου Ελέγχου έκθεσης (AEC Automatic Exposure Control)...62 3.3 Χειροκίνητη διαμόρφωση των παραμέτρων σάρωσης...65 3.3.1 Διαμόρφωση του ρεύματος λυχνίας ως προς το Σ.Β. του ασθενούς...65 3.3.2 Διαμόρφωση του ρεύματος λυχνίας ως προς την κοιλιακή διατομή...66 3.4 Επαναληπτικοί αλγόριθμοι ανακατασκευής εικόνας (Iterative Reconstruction Algorithms)...68 4. ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟΙ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ ΑΝΑΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ ΣΤΗΝ ΑΞΟΝΙΚΗ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ (IMAGE ITERATIVE RECONSTRUCTION ALGORITHMS)...69 4.1 Γενεές τεχνικών ανακατασκευής εικόνας...76 4.1.1 Πρώτη γενεά ανακατασκευής FBP...76 4.1.2 Δεύτερη γενεά ανακατασκευής Απομάκρυνση θορύβου/φιλτράρισμα με βάση την εικόνα...77 4.1.3 Τρίτη γενεά ανακατασκευής Βασικές τεχνικές επαναληπτικής ανακατασκευής...77 4.1.4 Τέταρτη γενεά ανακατασκευής...78 4.2 Υβριδικός επαναληπτικός αλγόριθμος ανακατασκευής εικόνας idose4.80 5. ΑΞΟΝΙΚΗ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ ΥΨΗΛΗΣ ΕΥΚΡΙΝΕΙΑΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟΝ ΠΑΙΔΙΑΤΡΙΚΟ ΘΩΡΑΚΑ.84 6. ΚΛΙΝΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ ΧΡΟΝΙΟΥ ΥΓΡΟΥ ΒΗΧΑ ΣΕ ΠΑΙΔΙΑ ΚΑΙ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΤΙΚΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ 94 6.1 Χρόνιος υγρός βήχας 94 6.2 Βρογχεκτασίες (Bronchectasis)...96 6.3 Χρόνια πυώδης νόσος του πνεύμονα (CSLD) 104 6.4 Παρατεταμένη βακτηριακή βρογχίτιδα (PBB).105 6.5 Απεικονιστική διερεύνηση χρόνιου υγρού βήχα.106 6.6 Βαθμολογικά συστήματα (scoring systems) CT θώρακος 109 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. ΣΚΟΠΟΣ..116 2. ΥΛΙΚΟ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ.118 2.1 Πληθυσμός παιδιατρικών ασθενών.118 2.2 Πρωτόκολλο εξέτασης...123 2.3 Καταγραφή της προσλαμβανόμενης δόσης ιοντίζουσας ακτινοβολίας 126 2.4 Υποκειμενική αξιολόγηση της ποιότητας της εικόνας...126 2.5 Αντικειμενική αξιολόγηση της ποιότητας της εικόνας...128 2.6 Στατιστική ανάλυση 130 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ..132 3.1 Προσλαμβανόμενη δόση ιοντίζουσας ακτινοβολίας.132 23

3.2 Υποκειμενική αξιολόγηση ποιότητας εικόνας.133 3.3 Αντικειμενική αξιολόγηση ποιότητας εικόνας.138 3.4 Συσχέτιση δόσης ακτινοβολίας και σωματομετρικών παραμέτρων ασθενών..146 4. ΣΥΖΗΤΗΣΗ..151 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ...165 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ..166 24

ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 25

1. ΑΡΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΞΟΝΙΚΗΣ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑΣ 1.1 Βασικές αρχές Αξονικής Τομογραφίας Το βασικό μειονέκτημα της απλής ακτινογραφίας είναι η προβολή ενός τρισδιάστατου αντικειμένου σε μια δισδιάστατη επιφάνεια (film), με αποτέλεσμα την υποβάθμιση της ποιότητας της εικόνας. Η αξονική τομογραφία (Computed Tomography CT) αντίθετα, συνιστά μία απεικονιστική τεχνική που δημιουργεί εικόνες σε εγκάρσιο επίπεδο, κάθετο στον κεφαλουραίο άξονα του σώματος του ασθενούς και με αυτόν τον τρόπο δίνει λύση στο πρόβλημα της συμπροβολής ανατομικών δομών. Σε αντίθεση με την απλή ακτινογραφία αλλά και τη συμβατική τομογραφία όπου η παραγόμενη αντίθεση είναι φτωχή λόγω της επίδρασης των υπερκείμενων ιστών, οι CT εικόνες είναι ανεπηρέαστες από τις ιδιότητες των γειτονικών περιοχών του σώματος, με αποτέλεσμα να μπορούν να παρατεθούν διάφοροι βαθμοί αντίθεσης ανά τομή με μοναδικό περιοριστικό παράγοντα το πάχος αυτής. Μια εικόνα CT αποτελείται από μια τετράγωνη μήτρα (matrix) εικόνας που κυμαίνεται σε μέγεθος από 256 x 256 ως 1024 x 1024 (συνήθως 512 x 512) εικονοστοιχεία (pixels). Αφού μια τομή CT έχει περιορισμένο πάχος, στην πραγματικότητα κάθε pixel αναπαριστά μια μικρή μονάδα στοιχειώδους όγκου (voxel / volume element). Το μέγεθος του voxel εξαρτάται από το μέγεθος της μήτρας, το επιλεγμένο οπτικό πεδίο (FOV) και το πάχος τομής. Το σχήμα του voxel μοιάζει με σπίρτο (επιμηκυσμένο παραλληλεπίπεδο), καθώς το μέγεθος του pixel που μετράται στο επίπεδο της τομής (x y επίπεδο) είναι 10 20 26

φορές μικρότερο από το πάχος τομής που μετράται κατά μήκος του άξονα z. Αυτή η ανισοτροπία (μη ομοιόμορφο σχήμα) των voxel μπορεί να ελαττωθεί μόνο με μεγάλη μείωση του πάχους τομής, γεγονός που θα μπορούσε να εξασφαλισθεί μόνο με πολυτομική αξονική τομογραφία (Multislice CT) [1, 2]. Κατά τη διάρκεια της ανασύνθεσης της εικόνας σε κάθε voxel αντιστοιχίζεται μια αριθμητική τιμή (CT number), σύμφωνα με τον βαθμό εξασθένισης των ακτίνων - χ σ αυτόν τον στοιχειώδη όγκο. Η μονάδα εξασθένισης στη CT εξέταση ονομάζεται «μονάδα Hounsfield» (HU). Οι αριθμητικές τιμές τοποθετούνται σε μία κλίμακα, στην οποία τιμή ίση με 1000 παριστάνει την εξασθένιση από την πυκνότητα του αέρα και τιμή 0 την εξασθένιση από την πυκνότητα του ύδατος. Σημειώνεται ότι δεν υπάρχει ανώτατο όριο σε αυτή την κλίμακα. Με την εξαίρεση του λίπους, των βιολογικών υγρών χαμηλής περιεκτικότητας σε πρωτεΐνη και του πρόσφατου αίματος, δεν υπάρχουν «τυπικές» τιμές που θα μπορούσαν να επιτρέψουν τον σαφή χαρακτηρισμό των μαλακών ιστών με βάση τις τιμές πυκνοτήτων τους [1, 2]. Το διαθέσιμο εύρος των CT numbers ποικίλει μεταξύ των αξονικών τομογράφων και αναλόγως του διαθέσιμου βάθους μνήμης (bits per pixel) π.χ. από 1024 ως 3071 HU για βάθος μνήμης 12 bits. Το ανθρώπινο μάτι μπορεί να διακρίνει μόνο περιορισμένο αριθμό αποχρώσεων της κλίμακας διαβαθμίσεων του γκρι (~ 40 100 ανάλογα με τις συνθήκες παρατήρησης). Έτσι, δεν τίθεται θέμα αντιστοίχισης της πλήρους διαγνωστικής διακύμανσης των CT numbers με το διαθέσιμο εύρος των αποχρώσεων του γκρι, διότι δε θα ήταν πλέον δυνατή η διάκριση μεταξύ δομών με ελάχιστη διαφορά πυκνοτήτων. Συνεπώς, είναι προτιμότερο να απεικονίζεται μόνο τμήμα της 27

κλίμακας πυκνοτήτων, το οποίο αποκαλείται «παράθυρο» (window) και το οποίο καθορίζεται 1 ον ) από το «εύρος» του (width), που επηρεάζει την αντίθεση της εικόνας και 2 ον ) από το «επίπεδό» του ή «κέντρο» (level, center), που καθορίζει τη φωτεινότητα της εικόνας ως προς το κέντρο της επιλεγμένης κλίμακας. Γενικά, το παράθυρο ρυθμίζεται αυτόματα με βάση το επιλεγμένο πρωτόκολλο απεικόνισης, αλλά ο ακτινοδιαγνώστης έχει τη δυνατότητα να το μεταβάλει και χειροκίνητα [1, 2]. 1.2 Εξοπλισμός Αξονικού Τομογράφου Τα βασικά μέρη από τα οποία αποτελείται ένα σύστημα αξονικής τομογραφίας είναι: η λυχνία παραγωγής ακτίνων χ, οι κατευθυντήρες, οι ανιχνευτές, το σύστημα απόκτησης δεδομένων και ανακατασκευής εικόνας, ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής (Η/Υ) για τον έλεγχο της διαδικασίας και την παρουσίαση των ανακατασκευασμένων εικόνων και η εξεταστική κλίνη. 1.2.1 Λυχνία παραγωγής ακτίνων χ Η λυχνία παραγωγής ακτίνων χ στη CT μπορεί να έχει σταθερή άνοδο (διαστάσεις εστίας 2 x 1,6mm) και να λειτουργεί με συνεχές ρεύμα ή περιστρεφόμενη άνοδο (διαστάσεις εστίας 0,6 x 0,6mm) και να λειτουργεί με εναλλασσόμενο ρεύμα. Ανεξάρτητα του αν η άνοδος είναι σταθερή ή περιστρεφόμενη, η τάση κυμαίνεται μεταξύ 100-160 KV, με ρεύμα λυχνίας 30-35 mα. Στην έξοδο της δέσμης της ακτινοβολίας και ακριβώς μπροστά από το παράθυρο της λυχνίας τοποθετείται φίλτρο αλουμινίου πάχους 3-7mm, ενώ αμέσως μετά υπάρχει ένα κατάλληλο επίπεδο διάφραγμα (κατευθυντήρας / 28

collimator) με δυο πολύ λεπτές επιμήκεις οπές μέσα απ' τις οποίες περνά η ακτινοβολία. Με τις οπές αυτές να βρίσκονται πολύ κοντά η μία στην άλλη, η δέσμη της ακτινοβολίας χωρίζεται σε δυο λεπτές δέσμες πάχους 10mm που όταν περνούν μέσα απ' το σώμα, δημιουργούν δυο θεωρητικές διατομές πάχους επίσης 10mm η κάθε μία. Η ένταση των δύο αυτών δεσμών πριν περάσουν μέσα στο σώμα μετράται με ανιχνευτή αναφοράς. Αμέσως μετά την έξοδο τους από το σώμα οι δέσμες συναντούν 2 ή και περισσότερους ανιχνευτές που βρίσκονται ακριβώς απέναντι τους και μετρούν το βαθμό εξασθένησης [1, 2]. Βασική αρχή λειτουργίας της CT σάρωσης είναι ότι η λυχνία περιστρέφεται κυκλικά γύρω από το σώμα του ασθενούς και το ακτινοβολεί από διάφορες διευθύνσεις κατακόρυφες προς τον επιμήκη άξονά του, ενώ σε αντιδιαμετρική θέση με τη λυχνία είναι το σύστημα των ανιχνευτών που μετρά την εξασθένιση της δέσμης. Η λυχνία με τους απέναντι ανιχνευτές βρίσκεται σε αυστηρή μηχανική ευθυγράμμιση τόσο κατά τη γραμμική όσο και κατά την περιστροφική κίνηση του όλου συστήματος [2]. Ανάλογα με τη χρησιμοποιούμενη γεωμετρία οι αξονικοί τομογράφοι κατατάσσονται σε διάφορες γενιές (generations) που περιγράφουν την εξέλιξη αυτών των απεικονιστικών συστημάτων: 1 η γενιά (γεωμετρία παράλληλης δέσμης): Μια εξαιρετικά ευθυγραμμισμένη δέσμη ακτίνων χ και ένας ανιχνευτής κινούνται γραμμικά σε σχέση με τον ασθενή για την απόκτηση μιας προβολής και στη συνέχεια περιστρέφονται γύρω από τον ασθενή για την απόκτηση της επόμενης προβολής. Η περιστροφή γίνεται κατά 180 ο με γωνιακά βήματα 29

εύρους 1 ο. Απαιτείται μεγάλο χρονικό διάστημα (~ 5 min) για την ολοκλήρωση της λήψης μίας τομής. 2 η γενιά (αποκλίνουσα δέσμη, πολλαπλοί ανιχνευτές): Μια αποκλίνουσα δέσμη ακτίνων χ και μια γραμμική διάταξη ανιχνευτών κινούνται γραμμικά και στη συνέχεια περιστρέφονται. Είναι δυνατή η χρήση γωνιακών βημάτων μεγαλύτερου εύρους, και συνεπώς η μείωση του χρόνου σάρωσης σε 30sec. 3 η γενιά (αποκλίνουσα δέσμη, περιστεφόμενοι ανιχνευτές): Μια πηγή αποκλίνουσας δέσμης ακτίνων χ και μια μηχανικά συζευγμένη καμπυλοειδής διάταξη ανιχνευτών, η οποία αποτελείται από μερικές εκατοντάδες ανεξάρτητους ανιχνευτές, περιστρέφονται συγχρόνως γύρω από τον ασθενή κατά 360 ο. Ο χρόνος συλλογής των δεδομένων είναι περίπου 1sec. Για την απόρριψη της σκεδασμένης ακτινοβολίας χρησιμοποιούνται διαφράγματα βολφραμίου. 4 η γενιά (αποκλίνουσα δέσμη, ακίνητοι ανιχνευτές): Η πηγή μιας αποκλίνουσας δέσμης περιστρέφεται, ενώ η ανιχνευτική διάταξη παραμένει ακίνητη. Υπάρχει δακτύλιος 600 4800 ανεξαρτήτων ανιχνευτών. Οι χρόνοι σάρωσης είναι της ίδιας τάξης με εκείνους της 3 ης γενιάς. Δεν είναι δυνατή η χρήση διαφραγμάτων για την απόρριψη της σκεδασμένης ακτινοβολίας. Οι ανιχνευτές βαθμονομούνται 2 φορές και τα παράσιτα εξουδετερώνονται. Υπάρχουν 2 γεωμετρίες: περιστρεφόμενη πηγή μέσα σε σταθερή διάταξη και περιστρεφόμενη πηγή έξω από διάταξη ανιχνευτών με δυνατότητα μεταβολής του επιπέδου. 30

5 η γενιά (σάρωση δέσμης ηλεκτρονίων): Η πηγή των ακτίνων χ είναι αναπόσπαστο τμήμα της σχεδίασης του συστήματος. Η διάταξη των ανιχνευτών παραμένει σταθερή, ενώ μια υψηλής ενέργειας δέσμη ηλεκτρονίων οδηγείται ηλεκτρονικά σε μία κυκλική άνοδο βολφραμίου. Οι ακτίνες χ παράγονται στο σημείο πρόσπτωσης των ηλεκτρονίων στην άνοδο με αποτέλεσμα τη δημιουργία μιας πηγής ακτινοβολίας που περιστρέφεται γύρω από τον ασθενή χωρίς κινούμενα τμήματα. Χρόνος σάρωσης 50 100msec [1, 2, 3]. Εικόνα 1. Απεικόνιση της εξέλιξης των απεικονιστικών συστημάτων από την 1 η ως την 4 η γενιά (Hagi ES, www.kau.edu.sa). 31

1.2.2 Κατευθυντήρες (collimators) Συνιστούν μεταλλικές κατασκευές υπό μορφή διαφραγμάτων, που τοποθετούνται παράλληλα, τόσο στην έξοδο της λυχνίας, όσο και στις εισόδους των ανιχνευτών. Οι κατευθυντήρες καθορίζουν τις διαστάσεις της δέσμης που εξέρχεται από τη λυχνία, αλλά και αυτής που προσπίπτει στους ανιχνευτές, ενώ επιπρόσθετα, οι κατευθυντήρες των ανιχνευτών καθορίζουν το πάχος της απεικονιζόμενης τομής, δηλαδή την τρίτη διάσταση των voxel [1, 2]. 1.2.3 Ανιχνευτές (Detectors) Υπάρχουν 2 τύποι ανιχνευτών ακτινοβολίας που χρησιμοποιούνται στα συστήματα αξονικής τομογραφίας: 1 ον ) οι σπινθηριστές, συνδεδεμένοι με φωτοπολλαπλασιαστές ή φωτοδιόδους και 2 ον ) οι θάλαμοι ιοντισμού. Οι σπινθηριστές που είναι συνδεδεμένοι με φωτοπολλαπλασιαστές λειτουργούν ως εξής: Κάθε φωτόνιο χ παράγει μέσα στο υλικό του σπινθηριστή ποσότητα φωτός ανάλογη με την ενέργεια του φωτονίου. Το παραγόμενο φως προσπίπτει στην είσοδο του φωτοπολλαπλασιαστή, όπου και μετατρέπεται σε δέσμη ηλεκτρονίων. Μέσα στον φωτοπολλαπλασιαστή, ο αρχικός αριθμός των ηλεκτρονίων ενισχύεται και τελικά στην έξοδο λαμβάνεται ένα ισχυρό σήμα. Υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των σπινθηριστών αυτών είναι: το Ιωδιούχο Νάτριο, το Ιωδιούχο Καίσιο, το Βολφραμικό Κάδμιο, το Φθοριούχο Ασβέστιο κ.ά. Ένα βασικό πλεονέκτημα των κρυσταλλικών αυτών υλικών και κυρίως του Ιωδιούχου Νατρίου, είναι η υψηλή Κβαντική ανιχνευτική αποδοτικότητα που έχουν QDE (Quantum Detection Efficiency). Σημαντικό μειονέκτημα της κατηγορίας αυτής των 32

σπινθηριστών είναι το φαινόμενο καθυστερημένης φωταύγειας (afterglow). Η καθυστερημένη φωταύγεια είναι εκπομπή που συμβαίνει μετά το φθορισμό, δηλαδή την αρχική εκπομπή φωτός. Αυτό το φαινόμενο είναι ιδιαίτερα έντονο όταν η προσπίπτουσα ακτινοβολία έχει μεγάλη ένταση [4]. Η άλλη κατηγορία σπινθηριστών είναι αυτοί που είναι συνδεδεμένοι με μια φωτοδίοδο πυριτίου. Οι σπινθηριστές αυτοί είναι γνωστοί και ως ανιχνευτές στερεάς κατάστασης (solid state detectors). Στην κατηγορία αυτή το παραγόμενο ηλεκτρικό σήμα είναι ασθενές και απαιτεί ενίσχυση αμέσως μετά την έξοδο από την φωτοδίοδο. Πλεονέκτημα των ανιχνευτών στερεάς κατάστασης είναι η δυνατότητα κατασκευής τους σε οποιοδήποτε σχήμα και μέγεθος (μικρότερο από αυτό των φωτοπολλαπλασιαστών) [4]. Όσον αφορά στον δεύτερο τύπο ανιχνευτών (θάλαμοι ιοντισμού), υπάρχουν 2 ηλεκτρόδια (ένα θετικό και ένα αρνητικό) μέσα σε αέριο (Ξένο ή μείγμα Ξένου Κρυπτού). Όταν η ακτινοβολία έρθει σε επαφή με τον θάλαμο ιοντισμού το αέριο δημιουργεί θετικά και αρνητικά φορτία, τα οποία έλκονται από τα ηλεκτρόδια. Το παραγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα είναι ανάλογο της έντασης της προσπίπτουσας ακτινοβολίας και κατά συνέπεια, ανάλογο είναι και το παραγόμενο σήμα. Οι ανιχνευτές αυτοί έχουν τα εξής πλεονεκτήματα: 1 ον ) δεν παρουσιάζουν καθυστερημένη φωταύγεια, 2 ον ) έχουν καλύτερη γραμμικότητα, 3 ον ) έχουν μεγαλύτερη σταθερότητα, και 4 ον ) έχουν χαμηλότερο κόστος [4]. Γενικά, οι ανιχνευτές συστημάτων CT πρέπει να πληρούν τις εξής προδιαγραφές: 1ον) να είναι όσο το δυνατό μικρότεροι, έτσι ώστε να επιτρέπουν καλή χωρική διακριτική ικανότητα, 2ον) να έχουν υψηλή ανιχνευτική αποδοτικότητα (high detection efficiency), 3ον) να έχουν γρήγορη 33

ανταπόκριση με αμελητέα καθυστερημένη φωταύγεια (afterglow), 4ον) να μην είναι ευαίσθητοι στις μεταβολές της θερμοκρασίας, 5ον) να έχουν μια σταθερή, απαλλαγμένη από θόρυβο ανταπόκριση και 6ον) να έχουν χαμηλό κόστος [2, 4]. 1.2.4 Το σύστημα λήψης δεδομένων Το σύστημα λήψης δεδομένων (Data Acquisition System DAS) είναι μία διάταξη μέσω της οποίας τα συστήματα ανιχνευτών μετατρέπονται σε δεδομένα αποδεκτά από έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή για περαιτέρω επεξεργασία [2, 4]. 1.3 Ανακατασκευή CT Εικόνας Ο όρος «ανακατασκευή εικόνας» εκφράζει τη μαθηματική διαδικασία (αλγόριθμος algorithm) μέσω της οποίας σχηματίζεται εικόνα ενός αντικειμένου όταν είναι γνωστές μόνο οι προβολές του, δηλαδή οι τιμές της έντασης της εξασθενημένης ακτινοβολίας που εξέρχεται από το προς απεικόνιση αντικείμενο. Η ανακατασκευή εικόνας ξεκινά με την επιλογή του επιθυμητού οπτικού πεδίου απεικόνισης (FOV). Κάθε ακτίνα από τη λυχνία των ακτίνων χ η οποία περνάει από το FOV καταγράφεται από τον ανιχνευτή. Στην περίπτωση του αξονικού τομογράφου, η ανακατασκευή εικόνας είναι η μαθηματική τεχνική με τη βοήθεια της οποίας υπολογίζονται οι τιμές των συντελεστών εξασθένησης που αντιστοιχούν σε κάθε pixel. Τέτοιες μαθηματικές τεχνικές και μέθοδοι που συνήθως αναφέρονται στη βιβλιογραφία είναι: η μέθοδος οπισθοπροβολής (back projection), οι αναδρομικές μέθοδοι (iterative methods) οι οποίες περιλαμβάνουν την 34

αλγεβρική τεχνική ανακατασκευής (algebraic reconstruction technique ART), την σύγχρονη αναδρομική τεχνική ανακατασκευής (simultaneous iterative reconstruction technique SIRT) κλπ. και τέλος οι τεχνικές συνέλιξης (convolution techniques) [4]. Αναλυτική παρουσίαση όλων αυτών των τεχνικών προϋποθέτει εξειδικευμένες μαθηματικές γνώσεις και δεν αποτελεί αντικείμενο μελέτης της συγκεκριμένης διατριβής. Μεταξύ αυτών όμως αξίζει να σημειωθεί πως η μέθοδος που χρησιμοποιείται σήμερα στα περισσότερα CT συστήματα είναι αυτή της φιλτραρισμένης οπισθοπροβολής (Filtered Back Projection technique FBP), η οποία παρουσιάζεται συνοπτικά παρακάτω. 1.3.1 Οπισθοπροβολή με φίλτρο (FBP) Με την τεχνική της οπισθοπροβολής ο συντελεστής εξασθένισης σε κάθε σημείο της εικόνας καθορίζεται από τον μέσο όρο των εξασθενημένων τιμών των ακτίνων χ που περνούν από το σημείο αυτό. Αποτέλεσμα αυτού είναι η παραμόρφωση της εικόνας παρουσιάζοντας το αντικείμενο υπό μορφή άστρου (star artifact). Η ασάφεια αυτή η οποία εισάγεται με την οπισθοπροβολή, αίρεται με την εφαρμογή της μαθηματικής επεξεργασίας που καλείται φιλτράρισμα (filtering) (Εικόνα 2). Στα σύγχρονα συστήματα αξονικής τομογραφίας υπάρχει η δυνατότητα επιλογής διαφορετικού φίλτρου ανάλογα με την εκάστοτε εξέταση. Έτσι, διατίθενται φίλτρα για σαφέστερη απεικόνιση των ανατομικών ορίων μιας δομής (edge enhancement filters) ή για εξομάλυνση των διαφορών μεταξύ διαφορετικών περιοχών της ίδιας εικόνας (smoothing filters). Με τα ανωτέρω φίλτρα αξίζει να σημειωθεί ότι καθορίζεται τόσο η χωρική διακριτική ικανότητα, όσο και ο θόρυβος της παραγόμενης εικόνας [2, 4]. 35

Εικόνα 2. FBP. Ανακατασκευή εικόνας μαθηματικού phantom Α) χωρίς και Β) με φιλτράρισμα. Η φιλτραρισμένη οπισθοπροβολή ανακατασκευάζει υψηλής ποιότητας εικόνες (Goldman LW., JNMT 2007). 1.4 Χαρακτηριστικά αξιολόγησης της ποιότητας της CT εικόνας 1.4.1 Χωρική διακριτική ικανότητα (spatial resolution) Εκφράζει την ικανότητα ενός απεικονιστικού συστήματος να απεικονίζει ως ξεχωριστές οντότητες 2 ή και περισσότερες δομές πολύ μικρών διαστάσεων, που βρίσκονται πλησίον η μία της άλλης. Όριο διακριτικής ικανότητας ονομάζεται η ελάχιστη απόσταση που πρέπει να απέχουν 2 τέτοιες δομές ώστε να είναι δυνατή η μεταξύ τους διάκριση. Η χωρική διακριτική ικανότητα της εικόνας επηρεάζεται κυρίως από το πάχος τομής (αυξάνεται όσο μειώνουμε το πάχος τομής) και σε μικρότερο βαθμό από το μέγεθος της μήτρας ανακατασκευής (αυξάνεται με αύξηση του μεγέθους της μήτρας), καθώς και από το οπτικό πεδίο απεικόνισης FOV (όσο αυξάνεται το FOV, τόσο μειώνεται το μέγεθος του pixel, με αποτέλεσμα την ελάττωση της χωρικής διακριτικής ικανότητας) [1, 2, 4]. 36

1.4.2 Ασάφεια (blurring) Ο όρος αναφέρεται στην υποβάθμιση της λεπτομέρειας της CT εικόνας και συνιστά το αντίθετο της ευκρίνειας - οξύτητας της εικόνας (sharpness), που με τη σειρά της ως όρος αναφέρεται στη δυνατότητα να διακριθεί η λεπτομέρεια. Γενικά, ισχύει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η ασάφεια, τόσο μικρότερη είναι η χωρική διακριτική ικανότητα. Έτσι, προκειμένου να μειώσουμε την ασάφεια και συνεπώς να βελτιώσουμε την ευκρίνεια της εικόνας, αρκεί να βελτιώσουμε την χωρική διακριτική ικανότητα αυτής. Παράγοντες που επηρεάζουν την ασάφεια είναι: το μέγεθος της εστίας της λυχνίας, η κίνηση του εξεταζόμενου, η κίνηση των ίδιων των οργάνων, το πάχος τομής, το πάχος του ασθενούς και το οπτικό πεδίο απεικόνισης, η μήτρα επεξεργασίας της εικόνας και τέλος, οι αλγόριθμοι ανακατασκευής και ανασύνθεσης [2, 4]. 1.4.3 Θόρυβος (noise) Ως θόρυβος ορίζεται το σύνολο των πληροφοριών που περιέχονται σε μία εικόνα, οι οποίες δεν έχουν διαγνωστική αξία. Απαντάται σε CT εικόνες που δεν ελήφθησαν μετά από ικανή έκθεση σε ακτινοβολία. Μπορεί να μειώσει την ευκρίνεια των λεπτομερειών χαμηλής αντίθεσης και μπορεί να μειωθεί κυρίως αυξάνοντας τα mas (και συνεπώς αυξάνοντας τη δόση ακτινοβολίας), επειδή περισσότερα φωτόνια συμμετέχουν έτσι στον σχηματισμό της εικόνας. Επίσης, ο θόρυβος της εικόνας μπορεί να μειωθεί με την αύξηση του πάχους τομής τόσο σε εγκάρσιες όσο και σε MPR εικόνες, ή με τη χρήση ενός εξομαλυντικού αλγορίθμου ανασύνθεσης. Ενώ όμως όσο αυξάνεται το πάχος τομής μειώνεται αντίστοιχα ο θόρυβος της εικόνας, ταυτόχρονα αυξάνεται και η διάσταση στον Ζ άξονα των pixel και κατ επέκταση το φαινόμενο μερικού 37

όγκου με αποτέλεσμα στην κλινική πράξη σε αρκετές εξετάσεις να μειωθεί και η αντιθετική ευκρίνεια (κυρίως όσον αφορά σε μικρές δομές). Γι αυτόν τον λόγο συνηθίζουμε να αυξάνουμε το πάχος τομής για να αντισταθμίσουμε τον θόρυβο μόνο σε ειδικές περιπτώσεις (π.χ. σε εύσωμους ασθενείς). Η αντικειμενική εκτίμηση της συμπεριφοράς του θορύβου στη CT εικόνα μπορεί να γίνει από την σταθερή απόκλιση (SD Standard Deviation) [1, 2, 4]. 1.4.4 Διακριτική ικανότητα χαμηλής αντίθεσης (Low contrast resolution) Η αντίθεση της εικόνας είναι η παράμετρος που περιγράφει την ικανότητα ενός συστήματος να διακρίνει μικρές διαφορές στην ένταση του σήματος και να τις απεικονίζει. Δηλαδή, ως όρος αναφέρεται στην ικανότητα ενός συστήματος να διακρίνει μικρές ανατομικές δομές που ευρίσκονται σε χαμηλή αντίθεση με τον περιβάλλοντα ιστό. Για την εκτίμηση της αντίθεσης της εικόνας χρησιμοποιείται ο όρος διακριτική ικανότητα χαμηλής αντίθεσης ή αντιθετική διακριτική ικανότητα και ορίζεται ως η μικρότερη διακριτή διαφορά έντασης μεταξύ μίας μικρής επιφάνειας συγκεκριμένου σχήματος και μεγέθους της CT εικόνας και του περιβάλλοντα ιστού. Η αντίθεση της εικόνας βελτιώνεται κυρίως με την αύξηση της διεισδυτικότητας της δέσμης (αύξηση KVp), αλλά και με την αύξηση των mas, την αλλαγή του αλγόριθμου εξέτασης και την αύξηση του πάχους τομής, δεδομένου ότι σημαντική πηγή υποβάθμισης της ποιότητας της εικόνας είναι ο ίδιος ο θόρυβος [2, 4]. 1.5 Ελικοειδής και πολυτομική σάρωση στην αξονική τομογραφία (Helical and Multislice CT scanning) 38

1.5.1 Ελικοειδής σάρωση Ο ελικοειδής αξονικός τομογράφος αναπτύχθηκε στα τέλη της δεκαετίας του 80 από τον Willi A. Kalender και τους συνεργάτες του. Στην ελικοειδή αξονική τομογραφία πραγματοποιείται όχι μόνο μια συμβατική σάρωση τομή προς τομή (conventional CT), αλλά μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί σάρωση κατά την οποία ο ασθενής, και συγκεκριμένα η εξεταστική τράπεζα, μετακινείται δια μέσω του κυρίως σώματος του CT συστήματος (gantry), ενώ η λυχνία παραγωγής ακτίνων χ και ο ανιχνευτής περιστρέφονται σε επίπεδο κάθετο προς τον κύριο άξονα του ασθενούς. Αυτό πρακτικά σημαίνει πως η ακτινολογική λυχνία και ο ανιχνευτής πραγματοποιούν μια ελικοειδή κίνηση κατά μήκος του ασθενούς, συνήθως με αναλογία μία περιστροφή το δευτερόλεπτο. Το επιλεγμένο pitch (παράγοντας ο οποίος καθορίζει την αναλογία του βήματος μετακίνησης της εξεταστικής τράπεζας ανά περιστροφή προς το άνοιγμα των διαφραγμάτων) στην ελικοειδή σάρωση έχει τιμές που κυμαίνονται μεταξύ 1 και 2. Η συγκεκριμένη τεχνική επιτρέπει γρήγορη και συνεχή απόκτηση δεδομένων, η συλλογή των οποίων μάλιστα διαρκεί συνολικά όσο διαρκεί και η εξέταση [1, 2, 5, 6]. Το πλεονέκτημα αυτό της συνεχούς και γρήγορης ελικοειδούς σάρωσης είναι ιδιαίτερα εμφανές κατά την απεικόνιση του θώρακα, όπου η μεγάλη ταχύτητα επιτρέπει την πλήρη απόκτηση δεδομένων με μία μόνο συγκράτηση της αναπνοής, λύνοντας έτσι το πρόβλημα της απώλειας απεικόνισης πνευμονικών τμημάτων λόγω διαφορετικής αναπνοής από τον ασθενή σε διαδοχικές τομές. Σημαντικό επίσης πλεονέκτημα της ελικοειδούς σάρωσης είναι ο τρισδιάστατος όγκος δεδομένων και η συνέχεια των δεδομένων αυτών (raw data) στον χώρο, γεγονός που βελτίωσε τη δυναμική της εξέτασης των 39

οργάνων με χρήση ενδοφλεβίως χορηγούμενων σκιαγραφικών μέσων, αφού επιτρέπει στα αιμοφόρα αγγεία να απεικονίζονται όταν περιέχουν τη μέγιστη συγκέντρωση του σκιαγραφικού παράγοντα (contrast agent). Στα πλεονεκτήματα της τεχνικής ελικοειδούς σάρωσης συμπεριλαμβάνονται επιπρόσθετα: η μείωση του χρόνου εξέτασης, βελτιστοποιημένες δυσδιάστατες και τρισδιάστατες ανασυνθέσεις, πολυφασική μελέτη των οργάνων, συνεχής κάλυψη της ανατομίας της εξεταζόμενης περιοχής χωρίς αύξηση της δόσης στον ασθενή σε σχέση με τη συμβατική CT και ο περιορισμός των αναπνευστικών τεχνικών σφαλμάτων [1, 2, 5, 6]. Στα μειονεκτήματα της εν λόγω τεχνικής συμπεριλαμβάνεται το γεγονός ότι εξαιτίας της μεγάλης ταχύτητας η ποσότητα της παραγόμενης ακτινοβολίας ανά περιστροφή είναι μικρότερη, γεγονός που συνεπάγεται υποβάθμιση της ποιότητας εικόνας. Επίσης, εξαιτίας της συνεχούς κίνησης κάθε μέτρηση που πραγματοποιείται είναι σε ελαφρώς διαφορετικό ανατομικό τμήμα από το προηγούμενο, με αποτέλεσμα να αυξάνεται το πάχος τομής γεγονός που σε μερικές περιπτώσεις συνεπάγεται εμφάνιση τεχνικών σφαλμάτων (π.χ. φαινόμενο μερικού όγκου) [1, 2, 5, 6]. 1.5.2 Πολυτομική σάρωση Ο πολυτομικός αξονικός τομογράφος (multislice CT), γνωστός και ως αξονικός τομογράφος πολλαπλών σειρών ανιχνευτών (multidetector-row CT), συνιστά νέα CT τεχνολογία που βασίζεται σε διάταξη πολλαπλών παράλληλων σειρών ανιχνευτών οι οποίοι δίνουν τη δυνατότητα ταυτόχρονης λήψης πολλαπλών τομών αξιοποιώντας την τεχνολογία 3ης γενιάς αξονικών τομογράφων (ταυτόχρονη περιστροφή λυχνίας και διάταξης ανιχνευτών, 40

ανιχνευτές στερεάς κατάστασης). Τα πρώτα συστήματα πολυτομικών τομογράφων διέθεταν 2 σειρές ανιχνευτών, ενώ έπειτα υπήρξε μια σταδιακή εξέλιξη στην αύξηση των σειρών των ανιχνευτών από 2 σε 4, 8, 16, 32, 64, 128 σειρές αντίστοιχα [2, 6]. Η εμφάνιση και η λειτουργία του πολυτομικού τομογράφου κατά βάση είναι ίδια με αυτή του ελικοειδούς μονοτομικού. Βασικό πλεονέκτημα της πολυτομικής σάρωσης αποτελεί ο σημαντικά μειωμένος χρόνος απόκτησης τομών και η αναδρομική δημιουργία τόσο λεπτότερων όσο και παχύτερων τομών από τα ίδια πρωτογενή δεδομένα. Επίσης η ποιότητα της εικόνας είναι κατά πολύ βελτιωμένη και το pixel γίνεται σχεδόν ισοτροπικό ακόμη και σε πρωτόκολλα ρουτίνας. Οι ανασυνθέσεις, δισδιάστατες και τρισδιάστατες, είναι σε μεγαλύτερο βαθμό βελτιωμένες σε σύγκριση με την ελικοειδή σάρωση. Οι αγγειογραφίες προσεγγίζουν την ακρίβεια επεμβατικών μεθόδων και γενικότερα η ευαισθησία και ειδικότητα της μεθόδου είναι πολύ καλύτερες [2, 6]. Διαφορά μεταξύ των δύο τεχνικών (ελικοειδής και πολυτομική σάρωση) συνιστά ο αριθμός των εικόνων που παράγονται ανά δευτερόλεπτο, δηλαδή ανά περιστροφή, ενώ ίσως η σημαντικότερη διαφορά μεταξύ τους είναι η διαμόρφωση των ανιχνευτών. Οι διάφορες κατασκευαστικές εταιρείες έχουν αναπτύξει ποικίλες διατάξεις ανιχνευτών: μωσαϊκό (General Electric GE), προσαρμοστικό (Siemens), υβρδικό (Toshiba). Βασικό μειονέκτημα του πολυτομικού τομογράφου σε σχέση με τον μονοτομικό ελικοειδή είναι η αύξηση της έκθεσης του ασθενούς σε ακτινοβολία [6]. 41

1.6 Κατηγορίες τεχνικών σφαλμάτων στην αξονική τομογραφία (CT image artifacts) Η αναγνώριση των τεχνικών σφαλμάτων και η ελαχιστοποίηση ή εξάλειψή τους κρίνεται υψίστης σημασίας, καθώς μπορούν να υποβαθμίσουν την ποιότητα ολόκληρης της CT εικόνας, μέρος αυτής και σε αρκετές περιπτώσεις να μιμηθούν ακόμα και παθολογία. Τα τεχνικά σφάλματα κατατάσσονται στις εξής κατηγορίες: 1.6.1 Τεχνικά σφάλματα από κίνηση (motion artifacts) Όπως ισχύει στη συμβατική ακτινογραφία, έτσι και στην αξονική τομογραφία η υπό εξέταση περιοχή θα πρέπει να παραμένει ακίνητη την ώρα που ακτινοβολεί η λυχνία παραγωγής ακτινών X. Έτσι, όταν έχουμε μικρή κίνηση της εξεταζόμενης τομής, η παραγόμενη εικόνα περιέχει υπόπυκνες και υπέρπυκνες γραμμές (streak artifacts), ενώ σε μεγάλη κίνηση η εικόνα είναι πολύ υποβαθμισμένη και σίγουρα μη διαγνωστική. Μη συνεργάσιμοι ασθενείς (διεγερτικοί, ηλικιωμένοι, παιδιά) θα πρέπει να ακινητοποιούνται, ενδεχομένως να τους χορηγείται αναισθησία και σίγουρα να μειώνεται όσο το δυνατό περισσότερο ο χρόνος εξέτασης. Στην κατηγορία αυτή των τεχνικών σφαλμάτων ανήκουν τα αναπνευστικά τεχνικά σφάλματα, καθώς και αυτά από τις παλμικές κινήσεις της καρδιάς, της αορτής και των πνευμονικών αγγείων, που μπορούν να προκαλέσουν την εμφάνιση διπλής ή πολλαπλής παρυφής στην περιφέρεια των αγγείων και των διαφόρων οργάνων [1, 2, 7]. 42

1.6.2 Τεχνικά σφάλματα σκλήρυνσης της δέσμης (beam hardening artifacts) Καθώς η δέσμη των ακτίνων χ διαπερνά τον εξεταζόμενο, το ανθρώπινο σώμα λειτουργεί σαν ένα φίλτρο. Συγκεκριμένα, τα φωτόνια χαμηλής ενέργειας απορροφώνται από το σώμα του ασθενούς και έτσι η εξερχόμενη από το σώμα δέσμη καταλήγει να περιέχει συνολικά περισσότερα φωτόνια υψηλής ενέργειας. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται «σκλήρυνση της δέσμης» (beam hardening) και εμφανίζεται περισσότερο σε εύσωμους εξεταζόμενους, καθώς και όταν η δέσμη περνάει μέσα από ιστούς με μεγάλο συντελεστή εξασθένισης (οστά, μέταλλα, ιωδιούχο σκιαγραφικό μέσο σε υψηλή συγκέντρωση). Παραδείγματα τέτοιων τεχνικών σφαλμάτων είναι τα υπόπυκνα artifact πίσω από τις πλευρές (μιμούνται ενδοηπατικές αλλοιώσεις), τα οριζόντια ραβδωτά artifact μεταξύ των οστέινων δομών σε περίπτωση που τα δύο άνω άκρα παραμείνουν στα πλάγια του ασθενούς στο πεδίο σάρωσης (παρόμοιο φαινόμενο μπορεί να παρατηρηθεί και μεταξύ των ώμων), τα artifact από μεταλλικά αντικείμενα (π.χ. σε αμφοτερόπλευρη αρθροπλαστική ισχίου), artifact από σκιαγραφική ουσία εντός της ουροδόχου κύστης (περιοχές χαμηλής πυκνότητας μεταξύ του πλαγίου τοιχώματος της κύστης και της οστέινης πυέλου) και έντονα ραβδωτά artifact από υπολείμματα βαρίου στον γαστρεντερικό σωλήνα [1, 2, 7]. 1.6.3 Τεχνικά σφάλματα οφειλόμενα στη σκιαγραφική ουσία Οφείλονται σε διαφορά σκιαγραφικής ενίσχυσης μεταξύ των διάφορων αγγειακών δομών λόγω της μικρής διάρκειας της εξέτασης, με συνηθέστερα επηρεαζόμενες τις φλεβικές δομές. Εδώ ανήκουν το artifact του ψευδοθρόμβου (ψεύτικο ενδοαυλικό έλλειμμα πλήρωσης από ανάμειξη σκιαγραφημένου και μη σκιαγραφημένου αίματος στη συμβολή 2 φλεβών με 43

διαφορετικούς χρόνους κυκλοφορίας) και artifact οφειλόμενα σε υψηλή συγκέντρωση της σκιαγραφικής ουσίας σε φλεβικό αίμα (π.χ. στην άνω κοίλη φλέβα ή τη βραχιονοκεφαλική φλέβα), που μπορούν να καλύψουν πλήρως τα υποκείμενα σήματα και να μιμηθούν με αυτόν τον τρόπο αορτικό διαχωρισμό ή πνευμοθώρακα [2, 7]. 1.6.4 Τεχνικά σφάλματα οφειλόμενα στον Τομογράφο Πρόκειται για artifact τα οποία τα οποία οφείλονται σε σφάλματα στην εφαρμογή λογισμικού, σε προβλήματα ρύθμισης ή βλάβη του ίδιου του τομογράφου. Εδώ ανήκουν τα artifact δίκην ραβδώσεων ζέβρας (πρότυπο κυματοειδών πυκνοτήτων) από μη σωστή βαθμονόμηση των ανιχνευτών, δακτυλιοειδή artifact από δυσλειτουργία αρκετών ανιχνευτών σε μια πλήρη περιστροφή της λυχνίας και artifact εξ ακυρώσεως του πεδίου (out-of-field artifacts) σε πολύ παχύσαρκους ασθενείς ή σε μικρό επιλεγόμενο FOV [2, 7]. 1.6.5 Φαινόμενο μερικού όγκου Εξαρτάται από το μέγεθος μιας δομής σε σχέση με το δραστικό πάχος τομής και από τη θέση της δομής σε σχέση με το επίπεδο σάρωσης. Έτσι, δομές που είναι σχεδόν παράλληλες προς το επίπεδο σάρωσης είναι περισσότερο επιρρεπείς στα φαινόμενα μερικού όγκου σε σχέση με δομές που είναι κάθετες προς το επίπεδο σάρωσης. Επίσης, τομές που τέμνουν τμήμα μιας παρακείμενης δομής μπορούν να μιμηθούν αλλοιώσεις χωρίς αυτές να υπάρχουν π.χ. προεξέχουσα προς τα πίσω πρόσφυση της πρώτης πλευράς σε μία τομή μπορεί να δημιουργεί ψεύτικη εικόνα μονήρους πνευμονικού όζου [1, 2, 7]. 44

1.6.6 Τεχνικά σφάλματα από λάθος επιλογή των παραγόντων έκθεσης ή από πρωτόκολλα χαμηλής δόσης Σε εύσωμους εξεταζόμενους ασθενείς ή σε περίπτωση που χρησιμοποιούμε πρωτόκολλα χαμηλής δόσης θα έχουμε μια περισσότερο κοκκώδη CT εικόνα (αυξημένο θόρυβο) ή εικόνες με πολλές υπόπυκνες και υπέρπυκνες γραμμές (streak artifacts). Προκειμένου λοιπόν να μειώσω τον θόρυβο και να αναβαθμίσω την εικόνα θα πρέπει να αυξήσω την διεισδυτικότητα της δέσμης ή την παράγοντα mas. Σημειώνεται πως μείωση του θορύβου (βελτίωση της κοκκώδους εικόνας) επιτυγχάνεται κυρίως με την αύξηση του παράγοντα mas [7]. 1.7 Παράμετροι Δοσιμετρίας Αξονικής Τομογραφίας 1.7.1 Oγκομετρικός δείκτης αξονικής τομογραφίας (CTDIvol) Ο ογκομετρικός δείκτης αξονικής τομογραφίας CTDIvol (volumetric Computed Tomography Dose Index) που απεικονίζεται στην οθόνη του υπολογιστικού συστήματος των σύγχρονων αξονικών τομογράφων και μετράται σε mgy (Εικόνα 3), μας παρέχει πληροφορίες σχετικά με την εκτίμηση της μέσης δόσης στην ακτινοβολούμενη περιοχή. Συνιστά παράγοντα ουσιαστικά ανεξάρτητο από το εύρος τομής (slice width), που εξαρτάται αποκλειστικά από την κατασκευή του μηχανήματος (scanner design) και τα στοιχεία εξέτασης (kv και mas). Μία καλή εκτίμηση του CTDI μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας έναν θάλαμο ιονισμού σε σχήμα «μολυβιού» (pencil shaped ionization chamber) με διάμετρο περί τα 8mm και ενεργό μήκος 100mm. Το CTDIvol είναι χρήσιμο για την περιγραφή της 45

αποδοτικότητας της δόσης ακτινοβολίας (dose efficiency) ενός πρωτοκόλλου σάρωσης και για συγκρίσεις μεταξύ μοντέλων σάρωσης. Όμως, είναι λιγότερο χρήσιμο για τη σύγκριση των δόσεων σε μεμονωμένους ασθενείς, αφού σε αυτή την περίπτωση πρέπει να δοθεί έμφαση στο μήκος σάρωσης (scan length), καθώς και στο πόσες φορές χρειάστηκε να γίνει σάρωση μίας συγκεκριμένης περιοχής εξέτασης (π.χ. πριν και μετά την έγχυση του ιωδιούχου σκιαγραφικού μέσου) [1, 2]. 1.7.2 Γινόμενο δόσης μήκους σάρωσης (DLP) Ο παράγοντας γινόμενο δόσης μήκους σάρωσης DLP (Dose-Length Product) είναι ουσιαστικά το CTDIvol πολλαπλασιασμένο με το συνολικό μήκος της σάρωσης (total length scan) σε εκατοστά (cm) και έχει ως μονάδα μέτρησης το mgy x cm. Το μήκος σάρωσης μπορεί να υπολογιστεί από τη συνολική μετακίνηση της επιφάνειας του τραπεζιού, όμως με την ελικοειδή και ειδικά με την πολυτομική ελικοειδή σάρωση, υπάρχει βαθμός υπερκάλυψης (over-scanning) με επιπρόσθετη μερική περιστροφή στην αρχή και στο τέλος της σάρωσης. Μάλιστα, αυτός ο βαθμός υπερκάλυψης μπορεί να είναι ιδιαίτερα σημαντικός για σαρώσεις μικρού μήκους. Έτσι, πιο σωστά το μήκος σάρωσης υπολογίζεται από τον αριθμό των περιστροφών επί το μήκος των ανιχνευτών στην κατεύθυνση σάρωσης (collimated length) και το βήμα έλικας (pitch). Για τον υπολογισμό του συνολικού DLP της εξέτασης (total DLP) θα πρέπει να ληφθούν υπόψιν τυχόν επιπλέον σαρώσεις πέραν της τυπικής, οι οποίες πραγματοποιούνται σε όλη την περιοχή ενδιαφέροντος ή σε μέρος αυτής κατά τη διάρκεια της εξέτασης (Εικόνα 3) [1, 2]. 46

Εικόνα 3. Καταγραφή των CTDIvol και DLP στην κονσόλα υπολογιστικού συστήματος του 64-σειρών ανιχνευτών αξονικού τομογράφου του νοσοκομείου μας, από εξέταση HRCT θώρακος σε παιδιατρικό ασθενή. (Β Εργαστήριο Ακτινολογίας του Ε.Κ.Π.Α. Π.Γ.Ν. ΑΤΤΙΚΟΝ) 1.7.3 Ενεργός δόση (ED) Οι ιστοί και τα όργανα του ανθρωπίνου σώματος έχουν διαφορετική μεταξύ τους ακτινοευαισθησία. Έτσι, ο πραγματικός κίνδυνος από έκθεση σε ακτινοβολία στα διάφορα μέρη του σώματος και αυτός ποικίλει. Ο όρος ενεργός δόση (effective dose ED) λοιπόν, αναφέρεται στον μέσο όρο του κινδύνου από έκθεση σε ακτινοβολία από ολόκληρο το ανθρώπινο σώμα και μετράται σε msv. Προκειμένου να προσδιορίσουμε την ενεργό δόση μίας CT εξέτασης, πολλαπλασιάζουμε το DLP της εξέτασης με έναν κατάλληλα κανονικοποιημένο παράγοντα (k=msv mgy-1 cm-1) ο οποίος εξαρτάται από την περιοχή σάρωσης (κεφαλή, τράχηλος, θώρακας, κοιλία, πύελος), την ηλικία του ασθενούς (νεογέννητο, 1 έτους, 5 ετών, 10 ετών, ενήλικος) και τα επιλεγμένα kv της εκάστοτε εξέτασης (80, 100, 120 ή 140kV) σύμφωνα με τη Διεθνή Επιτροπή Ακτινολογικής Προστασίας (Πίνακας 1) [1, 2, 8, 9]. 47

1.7.4 SSDE (Size-Specific Dose Estimates) Υπολογισμός του παράγοντα SSDE μπορεί να πραγματοποιηθεί λαμβάνοντας υπόψιν διορθώσεις βασισμένες στο μέγεθος του εκάστοτε ασθενούς και ειδικότερα από την προσθιοπίσθια (anteroposterior AP) και την εγκάρσια διάμετρο (lateral LAT) του ασθενούς μέσω CT εικόνων μετά την πραγματοποίηση της σάρωσης. Μόλις το μέγεθος του ασθενούς προκαθοριστεί (AP & LAT), ο παράγοντας fsize μπορεί να ανευρεθεί είτε μέσω του κατάλληλου πίνακα αναφοράς (AAPM Report 204) για ομοιώματα 16cm ή 32cm (Πίνακας 2), είτε να υπολογιστεί μέσω μαθηματικής εξίσωσης. Ο παράγοντας SSDE έπειτα υπολογίζεται από γινόμενο του παράγοντα fsize επί CTDIvol [10, 11, 12, 13, 14]. 48

Πίνακας 1. Προσδιορισμός του παράγοντα k μετατροπής της ED από DLP σύμφωνα με τη Διεθνή Επιτροπή Ακτινολογικής Προστασίας (ICRP Publications 60 & 103). Προκειμένου να υπολογίσουμε την ενεργό δόση μίας CT εξέτασης, πολλαπλασιάζουμε το DLP της εξέτασης με τον παράγοντα k, όπως προκύπτει από τον ανωτέρω πίνακα (Deak et al, Radiology 2010). 49

50

Πίνακας 2. Ο ανωτέρω πίνακας παρέχει παράγοντες μετατροπής του CTDIvol σε SSDE βασισμένους σε χρήση ομοιωμάτων διαμέτρου 32cm. Συγκεκριμένα, ο πίνακας παρουσιάζει τον παράγοντα μετατροπής ως συνάρτηση του αθροίσματος της εγκαρσίας (LAT) και προσθιοπισθίας (AP) διαμέτρου, ως συνάρτηση της εγκαρσίας (LAT) διαμέτρου, της προσθιοπισθίας (AP) διαμέτρου και τέλος ως συνάρτηση της ενεργής διαμέτρου (effective diameter). Ανάλογος πίνακας παρέχει παράγοντες μετατροπής του CTDIvol σε SSDE βασισμένος σε χρήση ομοιωμάτων διαμέτρου 16cm (AAPM Report 204: Size-Specific Dose Estimates in Pediatric and Adult Body CT Examinations). 51

1.8 Στρατηγικός σχεδιασμός της CT εξέτασης 1.8.1 Τοπογράφημα (topogram) Πρόκειται για ένα γράφημα σάρωσης (scanogram), γνωστό και ως ανιχνευτική προβολή (scout view), που χρησιμοποιείται για να εντοπίσει και να προσδιορίσει τις περιοχές που πρόκειται να εξεταστούν με CT. Λαμβάνεται διατηρώντας τη λυχνία των ακτίνων χ στατική, ενώ ο ασθενής μετακινείται με το εξεταστικό τραπέζι διαμέσου του επιπέδου σάρωσης. Το αποτέλεσμα είναι να παράγεται ένα ακτινογράφημα προβολών που προσομοιάζει απλής συμβατικής ακτινογραφίας, μόνο που στο τοπογράφημα έχουμε αξιοσημείωτο περιορισμό της επίδρασης της σκεδαζόμενης ακτινοβολίας σε σχέση με την απλή ακτινογραφία. Η χωρική διακριτική ικανότητα παρόλα αυτά παραμένει σχετικά πτωχή [2]. 1.8.2 Καθορισμός της εξεταστικής ακολουθίας Ο καθορισμός της εξεταστικής ακολουθίας περιλαμβάνει: Τον καθορισμό του πρωταρχικού οργάνου στόχου και των δευτερευουσών περιοχών στόχων. Ο καθορισμός αυτός της υπό εξέταση περιοχής υπαγορεύεται με βάση το εκάστοτε κλινικό πρόβλημα. Εξέταση χωρίς σκιαγραφικό ή/και εφαρμογή ενδοφλέβιου ιωδιούχου σκιαγραφικού μέσου, καθώς και καθορισμός των φάσεων της σκιαγραφικής ενίσχυσης κατά τις οποίες πρέπει να εκτελεσθεί η απεικόνιση, με βάση πάντα το κλινικό ερώτημα. Απλή σάρωση ακολουθούμενη από ενδοφλέβια έγχυση σκιαγραφικού ενδείκνυται 52

συνήθως σε καταστάσεις όπως υπόνοια αιμορραγίας, νεφρικών βλαβών, επί υποψίας αγγειοβριθών ηπατικών βλαβών κ.ά. Καθορισμός του αριθμού των τομών που απαιτούνται και προσδιορισμός της αλληλουχίας εξέτασης πρωτευουσών και δευτερευουσών περιοχών στόχων. Επιλογή των παραμέτρων σάρωσης. Απαραίτητη κρίνεται η επιλογή κατάλληλων παραμέτρων απεικόνισης σε συνάρτηση πάντα με τον σωματότυπο του ασθενούς και το κλινικό πρόβλημα, έτσι ώστε να επιτευχθούν η κατάλληλη χωρική διακριτική ικανότητα και διακριτική ικανότητα αντίθεσης. Σημειώνεται πως ακόμη και ελάχιστες μεταβολές των παραμέτρων θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε σημαντική αύξηση της έκθεσης του ασθενούς σε ακτινοβολία. Η επιλογή των παραμέτρων σάρωσης εξαρτάται ισχυρά από τη διαθέσιμη τεχνολογία του τομογράφου [2]. 53

2. ΑΞΟΝΙΚΗ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ ΣΕ ΠΑΙΔΙΑΤΡΙΚΟΥΣ ΑΣΘΕΝΕΙΣ: ΟΦΕΛΗ ΚΑΙ ΚΙΝΔΥΝΟΙ 2.1 Οφέλη από τη χρήση Αξονικής Τομογραφίας σε παιδιατρικούς ασθενείς Η Αξονική Τομογραφία (Computed Tomography - CT) συνιστά σήμερα ένα πολύτιμο εργαλείο ευρείας χρήσης για την ακριβή διάγνωση και αποτελεσματική αντιμετώπιση πληθώρας παθολογικών καταστάσεων. Από τις αρχές της δεκαετίας του 1970, οπότε και εισήχθη η συγκεκριμένη απεικονιστική τεχνική στην καθημερινή κλινική πράξη, μέχρι και σήμερα έχουν λάβει χώρα ραγδαίες τεχνολογικές εξελίξεις ως προς την εφαρμογή της ακτινολογικής αυτής απεικονιστικής μεθόδου. Συγκεκριμένα, η τεχνολογία πολλαπλών σειρών ανιχνευτών, γνωστή και ως Πολυτομική Αξονική Τομογραφία (Multiple Detector Computed Tomography - MDCT) επέφερε μεγάλη ταχύτητα στην εκτέλεση της εξέτασης και απεριόριστες δυνατότητες ανασύνθεσης εικόνων σε οποιοδήποτε επίπεδο και πάχος τομής, με εκπληκτική ευκρίνεια εικόνας, γεγονός που συνέβαλε στη ραγδαία αύξηση της χρήσης της κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών. Μάλιστα, στις Ηνωμένες Πολιτείες μόνο έχει υπολογιστεί πως από 3 εκατομμύρια κατά το έτος 1980, οι αξονικές τομογραφίες που έλαβαν χώρα ανά έτος την προηγούμενη δεκαετία ξεπέρασαν τα 62 εκατομμύρια, εκ των οποίων τουλάχιστον 4 εκατομμύρια ανά έτος αφορούσαν σε παιδιατρικούς ασθενείς (Εικόνα 4) [15]. 54

Εικόνα 4. Αριθμός εξετάσεων αξονικής τομογραφίας που πραγματοποιούνται ετησίως στις Ηνωμένες Πολιτείες (Brenner DJ et al, 2006). Αξιοσημείωτο είναι πως τα τελευταία χρόνια η κατηγορία ασθενών με τη μεγαλύτερη παρατηρούμενη αύξηση στη χρήση της εν λόγω εξέτασης είναι οι παιδιατρικοί ασθενείς [16, 17]. Το γεγονός αυτό αποδίδεται κυρίως στη μικρή διάρκεια διεξαγωγής της, που διασφαλίζει την καλή συνεργασία του παιδιού και αποτρέπει τη χρήση καταστολής ή αναισθησίας προκειμένου να αποφευχθούν τυχόν κινητικά τεχνικά σφάλματα κατά τη διάρκεια της πραγματοποιούμενης σάρωσης. Στις περισσότερες ανεπτυγμένες χώρες συμπεριλαμβανομένων και των Ηνωμένων Πολιτειών, η αύξηση στη χρήση της CT στα παιδιά σχετίζεται κυρίως με την προεγχειρητική διάγνωση της οξείας σκωληκοειδίτιδας (γρήγορη εκτέλεση εξέτασης, μεγάλη ακρίβεια στη διάγνωση και έγκαιρη επιλογή κατάλληλης θεραπευτικής αντιμετώπισης). Άλλα συχνά πεδία χρήσης της CT στα παιδιά είναι η διάγνωση και θεραπεία λοιμωδών και φλεγμονωδών παθολογικών καταστάσεων, κοιλιακών μαζών, συγγενών ανωμαλιών, θωρακικού και κοιλιακού τραύματος ή εγκεφαλικής 55

κάκωσης. Επιπρόσθετα, πέρα από την απλή ακτινογραφία θώρακα, η CT συνιστά τη συχνότερα χρησιμοποιούμενη απεικονιστική τεχνική για την αξιολόγηση του παιδιατρικού θώρακα, με λεπτομερείς εικόνες και δυνατότητα ανασυνθέσεων τόσο για τη μελέτη του μεσοθωρακίου όσο και για το πνευμονικό παρέγχυμα [18]. 2.2 Κίνδυνοι από τη χρήση Αξονικής Τομογραφίας σε παιδιατρικούς ασθενείς Η συνεχώς αυξανόμενη όμως χρήση της CT τα τελευταία χρόνια και συνεπώς η αυξημένη έκθεση των παιδιατρικών ασθενών σε ιοντίζουσα ακτινοβολία, έχει επιφέρει ιδιαίτερη ανησυχία σχετικά με τον κίνδυνο καρκινογένεσης, ειδικά στους ασθενείς αυτούς που υποβάλλονται σε επαναλαμβανόμενες τέτοιες απεικονιστικές εξετάσεις. Η CT επιφέρει μεγαλύτερη έκθεση του ασθενούς σε ακτινοβολία σε σχέση με τη συμβατική απλή ακτινογραφία. Συγκεκριμένα, η ενεργός δόση από μια εξέταση CT μπορεί να είναι πολλαπλάσια (100-500 φορές περισσότερη) αυτής από τη διενέργεια απλής ακτινογραφίας για την ίδια υπό εξέταση περιοχή [19]. Ο πίνακας 3 συγκρίνει την ενεργό δόση μεταξύ απλής ακτινογραφίας και CT για διάφορες περιοχές του σώματος. Τα δεδομένα προέρχονται από τη Διεθνή Επιτροπή Προστασίας από Ακτινοβολία (International Commission of Radiation Protection ICPR) [19]. 56

Πίνακας 3. Σύγκριση ενεργών δόσεων απλής ακτινογραφίας και αξονικής τομογραφίας σύμφωνα με τη Διεθνή Επιτροπή Προστασίας από Ακτινοβολία (ICPR). Έτσι, ενώ η CT αντιπροσωπεύει μόνο το 5 10% των διενεργούμενων ακτινολογικών εξετάσεων με ιοντίζουσα ακτινοβολία στις περισσότερες ανεπτυγμένες χώρες, καταλήγει να ευθύνεται για το 41 75% της αθροιστικής δόσης από ακτινολογικές διαγνωστικές τεχνικές στις χώρες αυτές [20, 21]. Ο κίνδυνος καρκινογένεσης που σχετίζεται με ιατρογενή έκθεση σε ιοντίζουσα ακτινοβολία θεωρείται πολύ μεγαλύτερος στα παιδιά σε σχέση με τους ενηλίκους, αφενός λόγω της μεγαλύτερης ακτινοευαισθησίας τους, αφετέρου λόγω του μεγαλύτερου προσδόκιμου επιβίωσής τους και κατ επέκταση της μεγαλύτερης πιθανότητάς τους να εκδηλώσουν κατά τη διάρκεια της ζωής τους κάποια μορφή καρκίνου σχετιζόμενη με προηγηθείσα έκθεση σε απεικονιστικές εξετάσεις που χρησιμοποιούν ακτίνες χ [18, 22]. Αναδρομική μελέτη που διεξήχθη το 2012 σχετικά με την επίδραση της ακτινοβολίας από διενεργούμενες CT εξετάσεις εγκεφάλου κατά την παιδική ηλικία έδειξε πως αθροιστική δόση της τάξης των 50 mgy περίπου μπορεί να 57

τριπλασιάσει τον κίνδυνο για λευχαιμία και δόσεις 60 mgy κατά προσέγγιση μπορούν αντίστοιχα να τριπλασιάσουν τον κίνδυνο για καρκίνο εγκεφάλου [8]. Αντίστοιχη μελέτη του 2013 έδειξε πως ενεργός δόση 20mSv αφορούσε το 14-25% των εξετάσεων CT κοιλίας/πυέλου, το 6-14% των αντίστοιχων εξετάσεων σπονδυλικής στήλης και το 3-8% των εξετάσεων CT θώρακα. Ο κίνδυνος για εμφάνιση λευχαιμίας ήταν υψηλότερος μετά από CT εγκεφάλου (1,9/10.000) ενώ στις Ηνωμένες Πολιτείες μόνο, 4 εκαταμμύρια παιδιατρικές CT που πραγματοποιούνται κάθε χρόνο σε κοιλιά/πύελο, θώρακα, εγκέφαλο ή σπονδυλική στήλη σχετίζονται με την εκδήλωση 4.870 μελλοντικών μορφών καρκίνου [19]. Σύμφωνα με την εν λόγω μελέτη, ο κίνδυνος για εκδήλωση καρκίνου κατά τη διάρκεια της μετέπειτα ζωής παρουσιάστηκε υψηλότερος στις μικρότερες ηλικίες και σε κορίτσια [19]. Ανάλογου σκεπτικού αναδρομική μελέτη διεξήχθη το ίδιο έτος στην Αυστραλία σε σύνολο 680.000 ατόμων που είχαν υποβληθεί σε CT κατά την παιδική ή εφηβική ηλικία. Η μελέτη αυτή έδειξε συσχέτιση της δόσης ακτινοβολίας με τον κίνδυνο εκδήλωσης καρκίνου, με δείκτη συχνότητας (Incidence Rate Ratio IRR) αυξημένο κατά 0,16 για κάθε επιπρόσθετη πραγματοποιούμενη σάρωση και μεγαλύτερο μετά από έκθεση σε νεαρότερες ηλικίες [23]. Λόγω της σχετικής σπανιότητας στα παιδιά μορφών καρκίνου όπως η λευχαιμία ή οι όγκοι εγκεφάλου, ο αθροιστικός απόλυτος κίνδυνος εξακολουθεί να παραμένει χαμηλός σε αυτές τις περιπτώσεις (στα 10 έτη μετά την πρώτη CT σάρωση σε ασθενή νεότερο των 10 ετών, υπολογίζεται να προκύψει 1 περίπτωση λευχαιμίας και 1 εγκεφαλικός όγκος ανά 10.000 σαρώσεις εγκεφάλου) [22]. Όμως, παρόλο που τα οφέλη από τη διενέργεια 58

CT εξετάσεων υπερτερούν των προαναφερόμενων κινδύνων, οι δόσεις ακτινοβολίας από την εν λόγω εξέταση οφείλουν να διατηρούνται όσο το δυνατό χαμηλότερες, ενώ εναλλακτικές απεικονιστικές μέθοδοι που δεν χρησιμοποιούν ιοντίζουσα ακτινοβολία πρέπει να εφαρμόζονται όποτε αυτό είναι εφικτό [22, 23]. 59

3. ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΜΕΙΩΣΗΣ ΤΗΣ ΔΟΣΗΣ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΤΟΝ ΑΞΟΝΙΚΟ ΤΟΜΟΓΡΑΦΟ Όπως έχει ήδη καταστεί σαφές, ενώ τα οφέλη της αξονικής τομογραφίας υπερβαίνουν τους αντίστοιχους κινδύνους από τη χρήση της, η σημαντικού βαθμού έκθεση σε ακτινοβολία του πληθυσμού που υποβάλλεται στην εν λόγω εξέταση έκανε επιτακτική την ανάγκη για μείωση της προσλαμβανόμενης δόσης. Οι παράγοντες που επηρεάζουν τη δόση ακτινοβολίας στη CT διακρίνονται σε άμεσους και έμμεσους. Παράγοντες με άμεση επίδραση στη δόση ακτινοβολίας είναι η ενέργεια δέσμης (kvp), το ρεύμα λυχνίας (ma), ο χρόνος περιστροφής ή έκθεσης, το πάχος τομής (slice thickness), το πάχος θέματος και το βήμα της έλικας (pitch), ενώ παράγοντες με έμμεση επίδραση στη δόση ακτινοβολίας είναι αυτοί που επηρεάζουν την ποιότητα της εικόνας και μπορούν έμμεσα να οδηγήσουν σε αύξηση της δόσης προκειμένου να αντισταθμιστεί ο θόρυβος της εικόνας (πχ. αλγόριθμος ανασύνθεσης υψηλής ευκρίνειας οστών) [24]. Μέχρι σήμερα, διάφορες μέθοδοι και στρατηγικές που βασίζονται στα επιμέρους χαρακτηριστικά των ασθενών και στην CT τεχνολογία έχουν διερευνηθεί από τεχνολόγους, ακτινοφυσικούς, αλλά και από την ίδια την CT βιομηχανία, προκειμένου να βελτιστοποιηθούν τα πρωτόκολλα παρέχοντάς μας διαγνωστική ποιότητα εικόνας με τη λιγότερη δυνατή έκθεση του ασθενούς σε ακτινοβολία. Συχνά χρησιμοποιούμενες μέθοδοι που επιφέρουν είτε με άμεσο είτε με έμμεσο τρόπο μείωση της δόσης ακτινοβολίας είναι: η 60

αύξηση του pitch, η αύξηση του πάχους τομής (slice thickness), η μείωση του μήκους σάρωσης (scan length) και η χρήση προστατευτικών ποδιών μολύβδου (shielding). Στις κύριες τεχνικές μείωσης της δόσης περιλαμβάνονται: 3.1 Αποφυγή της άσκοπης και υπέρμετρης χρήσης της αξονικής τομογραφίας Παραπομπή του ασθενούς για αξονική τομογραφία πρέπει να γίνεται αποκλειστικά και μόνο από ειδικευμένους κλινικούς ιατρούς και να αιτιολογείται απόλυτα με βάση το ιστορικό και την υποκείμενη παθολογία του ασθενούς (αρχή της αιτιολόγησης). Καθιέρωση κατευθυντήριων γραμμών προς τους κλινικούς ιατρούς και τους ακτινοδιαγνώστες γιατρούς σχετικά με την καταλληλότητα και την αποδοχή του αιτήματος για διενέργεια CT, βοηθά στον περιορισμό της άσκοπης χρήσης της εν λόγω εξέτασης. Επιπλέον, CT εξετάσεις δε θα πρέπει να επαναλαμβάνονται αν δεν υπάρχει ένδειξη για κάτι τέτοιο. Σημαντικό είναι επίσης να επιλέγεται εναλλακτική μέθοδος απεικόνισης που δεν επιβαρύνει τον ασθενή με πρόσληψη ακτινοβολίας (πχ. υπερηχοτομογραφία, μαγνητική τομογραφία), όποτε αυτό είναι εφικτό. Ειδικά στην περίπτωση εγκύων ασθενών θα πρέπει να επιδιώκεται η εφαρμογή εναλλακτικών μεθόδων απεικόνισης, αλλά αν η ασθενής παρόλα αυτά χρήζει διενέργειας CT, τότε θα πρέπει να λαμβάνονται ακτινοπροστατευτικά μέτρα έτσι ώστε να περιορίζεται η σάρωση στην περιοχή ενδιαφέροντος [24]. 61

3.2 Εφαρμογή του Συστήματος Αυτόματου Ελέγχου έκθεσης (AEC Automatic Exposure Control) Όταν πραγματοποιείται μια CT σάρωση, μια σειρά παραμέτρων πρέπει να προσαρμοσθούν προκειμένου να επιτευχθεί η βέλτιστη ποιότητα εικόνας. Μεταξύ αυτών των παραμέτρων, οι 3 σημαντικότερες είναι η ενέργεια της δέσμης (kvp), το ρεύμα της λυχνίας (ma) και ο χρόνος έκθεσης. Καθώς κάθε ασθενής διαφέρει σε μέγεθος και σωματοδομή, μονήρης ρύθμιση των ανωτέρω παραμέτρων είναι λογικό να μην είναι εφικτή. Η διείσδυση των ακτίνων χ μέσω του σώματος του ασθενούς εξαρτάται αφενός από το πάχος που θα διανύσουν (πάχος θέματος), αφετέρου από το είδος του ιστού που διαπερνούν (πχ. οστά, πνευμονικό παρέγχυμα κτλ.). Όλο αυτό έχει οδηγήσει στην καθιέρωση πρωτοκόλλων βασισμένων στο είδος της υπό εξέταση περιοχής και στο «φυσικό προφίλ» του μέσου ασθενούς. Τα πρωτόκολλα αυτά μπορούν να προσαρμοσθούν για ασθενείς των οποίων το μέγεθος ή η σωματοδομή αποκλίνουν από τον μέσο όρο. Τελικός στόχος αυτής της προσαρμογής των πρωτοκόλλων είναι η απόκτηση ποιοτικών εξετάσεων με επαρκή διαγνωστική ακρίβεια και ταυτόχρονη εξασφάλιση όσο το δυνατό χαμηλότερου βαθμού πρόσληψης ακτινοβολίας από τον ασθενή [25]. Μόλις επιλεγεί το κατάλληλο πρωτόκολλο εξέτασης διενεργείται η ανιχνευτική προβολή, γνωστή και ως τοπογράφημα (topogram / scanogram / scout view), με αμελητέα ποσότητα δόσης ακτινοβολίας προκειμένου να συλλεγούν τα δεδομένα αυτά που είναι απαραίτητα για τον αυτόματο έλεγχο έκθεσης (AEC). Το σύστημα αυτόματου ελέγχου έκθεσης (AEC) επιτρέπει αυτόματη προσαρμογή του ρεύματος λυχνίας στους άξονες x y ή κατά μήκος του άξονα z σύμφωνα με το μέγεθος και τα χαρακτηριστικά 62

εξασθένισης της επιθυμητής περιοχής σάρωσης, και επιτυγχάνει σταθερή ποιότητα εικόνας με λιγότερη έκθεση σε ακτινοβολία. Συγκεκριμένα, όταν ξεκινά η κανονική σάρωση, το σύστημα AEC μπορεί να αυτοματοποιήσει την προσαρμογή των ma με 3 διαφορετικούς τρόπους: 1) Μέγεθος ασθενούς (άξονες x και y): το σύστημα AEC προσαρμόζει τα ma με βάση το πάχος του ασθενούς (patient thickness) και την εξασθένιση της ακτινοβολίας από τους ιστούς. Για παράδειγμα, απαιτούνται περισσότερα ma για παχύτερους ασθενείς απ ότι για λεπτότερους, καθώς και σε περίπτωση διείσδυσης της ακτινοβολίας πχ. δια μέσω οστών (πχ. πύελος) από ότι δια μέσω μαλακών ιστών (πχ. κοιλία). 2) Άξονας z: το σύστημα AEC προσαρμόζει τα ma κατά μήκος του σώματος του ασθενούς (patient s length) με βάση τη θέση της λυχνίας ακτίνων χ σε σχέση με τον ασθενή. 3) Περιστροφικό AEC: το σύστημα AEC προσαρμόζει τα ma βασισμένο στην ασυμμετρία κατά μήκος του σώματος του ασθενούς. Με αυτή τη μέθοδο συλλέγονται δεδομένα εξασθένισης της δόσης ανά τομή, «ενημερώνοντας» έτσι τα ma για τις τομές που πρόκειται να ακολουθήσουν (Πίνακας 4) [25]. 63

Πίνακας 4. Τεχνικές αυτόματου ελέγχου έκθεσης διαθέσιμες στα σύγχρονα συστήματα αξονικών τομογράφων (Acta Radiol 2010). Τα βασικότερα πλεονεκτήματα που παρουσιάζει το σύστημα AEC είναι ο καλύτερος έλεγχος της δόσης ακτινοβολίας που απορροφάται από τον ασθενή, η μεγαλύτερη συνέπεια στην ποιότητα της CT εικόνας μεταξύ διαφορετικών ασθενών, ο περιορισμός ορισμένων τεχνικών σφαλμάτων λόγω περιορισμένου αριθμού φωτονίων (πχ. streak artifacts) και η διασφάλιση μεγαλύτερης διάρκειας ζωής της λυχνίας ακτίνων χ λόγω μείωσης της φόρτισής του (reduction of tube loading) [25]. Βάση όλων αυτών, τα τελευταία χρόνια έχει αυξηθεί το ενδιαφέρον για προσθήκη του συστήματος αυτόματου ελέγχου έκθεσης (AEC) στους αξονικούς τομογράφους, για τη βελτιστοποίηση των CT εξετάσεων. Έτσι, σήμερα σχεδόν όλοι οι αξονικοί τομογράφοι φέρουν AEC συστήματα που λειτουργούν διαμορφώνοντας το ρεύμα λυχνίας σε 3 διαστάσεις (3D). Κάθε ένα από αυτά τα συστήματα έχει διαφορετικές προδιαγραφές και λειτουργεί κάπως διαφορετικά. Ωστόσο, βασική αρχή όλων είναι η διαχείριση της απαιτούμενης ποιότητας εικόνας και δόσης ακτινοβολίας με τρόπο αναπαραγώγιμο προσαρμόζοντας το ρεύμα λυχνίας στο σχήμα, μέγεθος και τα χαρακτηριστικά εξασθένισης του ασθενούς. Αν το σύστημα AEC 64

χρησιμοποιηθεί σωστά, μπορεί να μειώσει τη δόση ακτινοβολίας του ασθενούς κατά 20 40% [26], ενώ εξακολουθεί να παρέχει ικανοποιητική ποιότητα εικόνας για ασφαλή διαγνωστική ακρίβεια [25]. 3.3 Χειροκίνητη διαμόρφωση των παραμέτρων σάρωσης Οι περισσότερες στρατηγικές βελτιστοποίησης της δόσης της ακτινοβολίας περιλαμβάνουν τη διαμόρφωση των παραμέτρων CT σάρωσης και ειδικά του ρεύματος λυχνίας (ma) ως προς το σωματικό βάρος (Σ.Β.) του ασθενούς και την εγκάρσια διατομή της κοιλιακής χώρας. 3.3.1 Διαμόρφωση του ρεύματος λυχνίας ως προς το Σ.Β. του ασθενούς Δεδομένης της μειωμένης απορρόφησης ακτίνων χ από τους πνεύμονες, οι απαιτήσεις για δόση ακτινοβολίας στη CT θώρακα είναι σημαντικά μειωμένες σε σχέση με αυτές για CT κοιλίας και γι αυτό η CT θώρακα μπορεί να πραγματοποιηθεί με αρκετά χαμηλότερα ma από ότι η αντίστοιχη CT κοιλίας. Αρκετοί ερευνητές μέχρι σήμερα έχουν προτείνει περαιτέρω μείωση των ma για διενέργεια CT θώρακα τόσο σε ενηλίκους όσο και σε παιδιά, με ποιότητα εικόνας στον παιδιατρικό πληθυσμό πανομοιότυπη με αυτή των ενηλίκων χρησιμοποιώντας αισθητά μειωμένη δόση ακτινοβολίας. Για διενέργεια CT κοιλίας αντίστοιχα, έχει δημοσιευθεί σχετική μελέτη σύμφωνα με την οποία το Σ.Β. του ασθενούς μπορεί να χρησιμοποιηθεί προκειμένου να επιλεγούν τα κατάλληλα ma, τα οποία μάλιστα στις παιδιατρικές CT εξετάσεις κοιλίας μπορούν να είναι αρκετά χαμηλότερα από τα αντίστοιχα ενηλίκων που χρησιμοποιούνταν στο παρελθόν (Donnelly et al, 2001). Μάλιστα, ο Donnelly και οι συνεργάτες του στην εν λόγω μελέτη 65

πρότειναν τη χρήση σημαντικά μειωμένου ρεύματος λυχνίας για παιδιά με μεγάλη απόκλιση Σ.Β. (από 4,5 ως 68kg) [27]. Πρόσφατες μελέτες σε ενηλίκους έδειξαν πως έκθεση σε ακτινοβολία από διενέργεια CT κοιλίας μπορεί επίσης να περιοριστεί σημαντικά μειώνοντας το ρεύμα λυχνίας σύμφωνα με το Σ.Β. του ασθενούς. Συγκεκριμένα, έγινε σύγκριση της ποιότητας εικόνας από εξετάσεις CT κοιλίας σε αξονικό τομογράφο 4-σειρών ανιχνευτών με 50% μείωση της δόσης της ακτινοβολίας με αντίστοιχες εξετάσεις χωρίς μείωση της δόσης. Η σύγκριση έδειξε πως ενώ οι εξετάσεις χωρίς μείωση της δόσης είχαν λιγότερο θόρυβο και ήταν περισσότερο αρεστές στους ακτινοδιαγνώστες όσον αφορά σε ασθενείς Σ.Β. < 81,6kg, η ποιότητα εικόνας σε εξετάσεις με μειωμένο ρεύμα λυχνίας ήταν και αυτή διαγνωστικά αποδεκτή. Αντίθετα, για ασθενείς Σ.Β. > 81,6kg, οι χαμηλής δόσης εξετάσεις είχαν αρκετό θόρυβο με μη αποδεκτή ποιότητα εικόνας. Συμπερασματικά, οι ελαφρύτεροι ασθενείς είναι αυτοί που έχουν να επωφεληθούν περισσότερο από μείωση του ρεύματος λυχνίας εξέτασης [28]. 3.3.2 Διαμόρφωση του ρεύματος λυχνίας ως προς την κοιλιακή διατομή Η εξασθένιση της ακτινοβολίας στις CT εξετάσεις εξαρτάται από το μέγεθος του υπό εξέταση τμήματος του σώματος που αξιολογείται. Έτσι, ενώ σε παχύσαρκους ασθενείς απαιτείται γενικά μεγαλύτερη έκθεση απ ότι σε αδύνατους, η διαμόρφωση του ρεύματος λυχνίας με κριτήριο το Σ.Β. του ασθενούς και μόνο, μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική απόκλιση ποιότητας εικόνας μεταξύ ασθενών που μπορεί για παράδειγμα να έχουν το ίδιο βάρος, αλλά να διαφέρουν ως προς το ύψος τους. Ως εκ τούτου, οι παράμετροι σάρωσης μπορούν να τροποποιηθούν βάσει των διαστάσεων της εγκάρσιας 66

διατομής του σώματος, προκειμένου να βελτιστοποιήσουμε την έκθεση σε ακτινοβολία από CT εξετάσεις [24]. Σύμφωνα με τον Haaga και τους συνεργάτες του, ο θόρυβος εικόνας σχετίζεται με τις διαστάσεις διατομής, γι αυτό και υποστηρίζει τη χρήση τέτοιων μετρήσεων για βελτιστοποίηση της δόσης της ακτινοβολίας [29]. Μια καινούρια μέθοδος έχει πρόσφατα αναφερθεί, σύμφωνα με την οποία χρησιμοποιούνται ποικίλες δόσεις ακτινοβολίας προκειμένου να επιτευχθούν παρόμοια επίπεδα θορύβου εικόνας για ασθενείς με διαφορετικές κοιλιακές διαμέτρους, ελαχιστοποιώντας με αυτόν τον τρόπο τη δόση στην πλειονότητα των περιπτώσεων. Η διαμόρφωση αυτή των παραμέτρων σάρωσης με βάση την εγκάρσια διάμετρο οδήγησε σε μείωση της δόσης ακτινοβολίας ως και 45% [29]. Ομοίως, σημαντικού βαθμού συσχέτιση έχει αναφερθεί μεταξύ ποιότητας εικόνας σε CT εξετάσεις μειωμένης δόσης και κοιλιακών παραμέτρων όπως η κοιλιακή περίμετρος, η επιφάνεια εγκάρσιας διατομής, η προσθιοπίσθια και η εγκάρσια διάμετρος της κοιλίας. Συγκεκριμένα, με 50% μείωση του ρεύματος λυχνίας, η ποιότητα εικόνας ήταν αποδεκτή σε ασθενείς με επιφάνεια εγκάρσιας διατομής < 800cm 2, με περίμετρο < 105cm, με προσθιοπίσθια διάμετρο < 28cm και με εγκάρσια διάμετρο < 34,5cm. Αντίθετα, η ποιότητα εικόνας με μειωμένα ma ήταν μη αποδεκτή σε ασθενείς με μεγαλύτερες κοιλιακές διαστάσεις από τις προαναφερθείσες [24]. Αυτές οι διαστάσεις μπορεί εύκολα να υπολογιστούν πριν καν ξεκινήσει η εξέταση, ή εναλλακτικά από τον τεχνολόγο στην οθόνη της κονσόλας μόλις πραγματοποιηθεί η ανιχνευτική προβολή ( scout view ). Σε σχετική μελέτη, ο McCollough και οι συνεργάτες του αξιολόγησαν τη χρήση διαγραμμάτων βασισμένων στο 67

μέγεθος του ασθενούς προκειμένου να μειώσουν τη δόση ακτινοβολίας σε παιδιατρικούς και γενικά μικρόσωμους ασθενείς, αλλά και για να βελτιώσουν την ποιότητα εικόνας σε μεγαλόσωμους ασθενείς. Κατέληξαν στο ότι η τροποποίηση του ρεύματος λυχνίας σε αναλογία με το πλάτος του ασθενούς είναι εφικτή και μπορεί να οδηγήσει από υποδιπλασιασμό ως και υποτετραπλασιασμό της δόσης της ακτινοβολίας στους μικρόσωμους ασθενείς [30]. 3.4 Επαναληπτικοί αλγόριθμοι ανακατασκευής εικόνας (Iterative Reconstruction Algorithms) Στις τεχνικές μείωσης της δόσης ακτινοβολίας συμπεριλαμβάνονται και οι επαναληπτικοί αλγόριθμοι ανακατασκευής εικόνας. Χάρη σε αυτούς έχει επιτευχθεί δραματική μείωση της δόσης ακτινοβολίας μέσω τροποποίησης των kv και ma της εκάστοτε CT εξέτασης, χωρίς απώλεια διαγνωστικής ποιότητας εικόνας. Η συγκεκριμένη τεχνική μείωσης της δόσης ακτινοβολίας αναφέρεται αναλυτικά στο επόμενο κεφάλαιο. 68

4. ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟΙ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ ΑΝΑΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ ΣΤΗΝ ΑΞΟΝΙΚΗ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ (IMAGE ITERATIVE RECONSTRUCTION ALGORITHMS) Όπως έχει ήδη επισημανθεί, σήμερα γίνονται σημαντικές προσπάθειες από την απεικονιστική κοινότητα να μειωθεί όσο το δυνατό περισσότερο η έκθεση σε ακτινοβολία των ασθενών που υποβάλλονται σε CT εξετάσεις (αρχή της βελτιστοποίησης, Optimization, ALARA Principle). Σε αυτό μάλιστα έχουν συνεισφέρει αρκετά οι κατασκευαστικές εταιρείες αξονικών τομογράφων με την ανάπτυξη τεχνολογιών για μείωση της δόσης, όπως π.χ. με το σύστημα αυτόματου ελέγχου έκθεσης (AEC) για το οποίο έχει ήδη γίνει λόγος, με φίλτρα μείωσης θορύβου και με επαναληπτικούς αλγορίθμους ανακατασκευής εικόνας. Οι επαναληπτικοί αλγόριθμοι ανακατασκευής εικόνας (iterative reconstruction algorithms IR algorithms) παίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση ή και βελτίωση της ποιότητας της εικόνας σε CT εξετάσεις που διενεργούνται με μειωμένη δόση [31]. Μείωση δόσης στην αξονική τομογραφία μπορεί να επιτευχθεί όπως έχει ήδη γίνει γνωστό με τροποποίηση των παραμέτρων σάρωσης (kvp, mas, pitch, χρόνος περιστροφής). Επειδή οι επαναληπτικοί αλγόριθμοι ανακατασκευής εικόνας μειώνουν τα επίπεδα θορύβου της εικόνας είναι εφικτή η μείωση των παραμέτρων που επηρεάζουν τη δόση χωρίς σημαντική υποβάθμιση της εικόνας. 69

Τα τελευταία περίπου 40 χρόνια οι αξονικοί τομογράφοι χρησιμοποιούν κατά κόρον την τεχνική της φιλτραρισμένης οπισθοπροβολής (FBP reconstruction algorithm), λόγω της ταχύτερης ανασύνθεσης της εικόνας και της ευκολίας εφαρμογής της [31]. Παρόλα αυτά, η απόδοση της τεχνικής αυτής έχει αμφισβητηθεί από αρκετούς εξαιτίας της ανάγκης για μείωση της δόσης ακτινοβολίας ενώ αυξάνεται η χωρική και χρονική ανάλυση. Έτσι, οι CT κατασκευαστικές εταιρείες εισήγαγαν τη χρήση των IR τεχνικών ανακατασκευής στον αξονικό τομογράφο, οι οποίες ενώ άρχισαν να εφαρμόζονται στην κλινική πράξη το 2009, συνιστούν στην πραγματικότητα ήδη υπάρχουσα τεχνολογία, παλιότερη μάλιστα και από την FBP τεχνική [31, 32]. Πιο συγκεκριμένα, ενώ οι IR τεχνικές ανακατασκευής έχουν χρησιμοποιηθεί για πολλά χρόνια στην απεικόνιση με Τομογραφία Εκπομπής Ποζιτρονίων (PET - Positron emission tomography) και με Τομογραφία Εκπομπής Απλού Φωτονίου (SPECT - Single-photon emission computed tomography), η πυκνότητα της δειγματοληψίας και τα μεγέθη του συνόλου δεδομένων συνεπάγονται την πολύ πιο αργή λειτουργία τους κατά την εφαρμογή τους σε CT εξετάσεις εν συγκρίσει με τη συμβατική FBP τεχνική [33]. Πάντως, πέρα από τις IR τεχνικές ανακατασκευής, και η ίδια η συμβατική FBP τεχνική παρουσιάζει μειονεκτήματα ως προς την εφαρμογή της στον αξονικό τομογράφο. Πιο αναλυτικά, ο FBP αλγόριθμος σχετίζεται με αυξημένο θόρυβο εικόνας και με παρουσία τεχνικών σφαλμάτων, καθώς βασίζεται σε ορισμένες στατιστικές υποθέσεις του CT συστήματος (π.χ. η FBP τεχνική αγνοεί βασικές πληροφορίες όπως η κατανομή Poisson των φωτονίων και λεπτομέρειες του hardware του συστήματος) [31, 32]. Ειδικά μάλιστα όταν 70

χρησιμοποιούνται μειωμένες δόσεις ακτινοβολίας, η εφαρμογή της FBP τεχνικής στη CT παρουσιάζει τα εξής μειονεκτήματα: Η λήψη του λογαρίθμου των αποκτηθέντων δεδομένων είναι απαραίτητη για τον FBP αλγόριθμο ανακατασκευής, γεγονός που προϋποθέτει την ανίχνευση φωτονίων. Ωστόσο, όταν χρησιμοποιούνται χαμηλές δόσεις μερικοί ανιχνευτές μπορεί να μη μετρήσουν καθόλου φωτόνια, με αποτέλεσμα να δοθούν ψευδείς τιμές στα δεδομένα, που όταν απέχουν αρκετά από τις αληθείς μπορεί να προσδώσουν γραμμικά τεχνικά σφάλματα (streak artifacts) στην εικόνα. Οι ιδιότητες του λογαρίθμου από τη φύση τους εισάγουν κάποιο συστηματικό σφάλμα (bias) στην ανακατασκευασθείσα εικόνα. Αν αυτό το σφάλμα δεν αντιμετωπισθεί σωστά, μπορεί να εμφανίζεται ως μεταβολή της CT αριθμητικής τιμής (CT number shift) στο κεντρικό τμήμα της εικόνας, το οποίο ως σφάλμα παρόλο που είναι πάντα παρόν στις αποκτηθείσες εικόνες ανεξάρτητα από τη δόση ακτινοβολίας, γίνεται πλέον εμφανές όταν χρησιμοποιούνται χαμηλές δόσεις. Ο FBP αλγόριθμος συνιστά μια «φτωχή» επιλογή για ελλιπή περιορισμένα δείγματα. Αυτός είναι και ο λόγος που τυχόν «κατεστραμμένες» προβολές (corrupted projections) δεν δύνανται να απορριφθούν από μια FBP ανακατασκευή. Ο FBP αλγόριθμος χειρίζεται τις πληροφορίες από κάθε ακτίνα ισότιμα, ακόμα και από αυτές που είναι «φθαρμένες» από υψηλά ποσοστά θορύβου. Αυτό το γεγονός μπορεί να προσδώσει γραμμώσεις (streaks) στις ανακατασκευασμένες εικόνες. 71

Η FBP τεχνική προϋποθέτει για την εφαρμογή της ιδανικά δεδομένα χωρίς καθόλου θόρυβο. Το φίλτρο ανακατασκευής ενισχύει τον προβολικό θόρυβο αναλογικά με τα χαρακτηριστικά χωρικής ανάλυσής του. Σε ανακατασκευές που στοχεύουν σε υψηλή χωρική ανάλυση (sharp filter) ο θόρυβος της εικόνας προσεγγίζει μη αποδεκτά επίπεδα και την καθιστά ακατάλληλη για αξιολογήσεις χαμηλής αντίθεσης. Ως εκ τούτου, προκύπτει ένας αναγκαστικός συμβιβασμός μεταξύ χωρικής ανάλυσης και ανάλυσης χαμηλής αντίθεσης [33]. Από την άλλη μεριά, οι IR αλγόριθμοι επαναλαμβάνουν την ανακατασκευή της εικόνας αρκετές φορές (όπως προκύπτει και από την ονομασία τους), προκειμένου να εκτιμήσουν καλύτερα αυτές τις μαθηματικές υποθέσεις και να παράγουν εικόνες με χαμηλότερο θόρυβο, γεγονός που απαιτεί περισσότερο χρόνο και ισχυρότερα υπολογιστικά συστήματα [31, 32, 34]. Οι διάφοροι κατασκευαστές μεταξύ τους ακολούθησαν διαφορετικές αλγοριθμικές προσεγγίσεις για να επαναλάβουν διαφορετικές συνιστώσες του αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας. Ωστόσο, κοινό καταληκτικό σημείο όλων των IR αλγορίθμων είναι η παραγωγή λιγότερου θορύβου, καλύτερης ανάλυσης εικόνας και λιγότερων τεχνικών σφαλμάτων [35, 36, 37, 38]. Μεταξύ των σήμερα ευρέως χρησιμοποιούμενων IR αλγορίθμων συμπεριλαμβάνονται: ο αλγόριθμος idose (Philips Healthcare, Cleveland, OH, USA), ο ASIR (Adaptive Statistical Iterative Reconstruction,GE Healthcare, Little Chalfont, Buckinghamshire, United Kingdom), ο IRIS (Iterative Reconstruction in Image Space, Siemens Healthcare, Germany), ο SAFIRE (Sinogram Affirmed Iterative Reconstruction, Siemens Healthcare, Germany), ο AIDR (Adaptive Iterative Dose Reduction, Toshiba Medical Systems 72

Corporation, Japan), και ο ADMIRE (Advanced Modeled Iterative Reconstruction, Siemens Healthcare, Germany) [35, 39]. Πρόκειται για υβριδικές τεχνικές επαναληπτικής ανασύνθεσης που ουσιαστικά συνδυάζονται με τον FBP αλγόριθμο ανακατασκευής (hybrid IR techniques), με αποτέλεσμα να ανασυνθέτουν εικόνες σε σχεδόν πραγματικό χρόνο (< 1 min/dataset), δηλαδή με πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα σε σχέση με τις αμιγείς IR τεχνικές [35]. Οι ανωτέρω IR αλγόριθμοι ανακατασκευής μπορούν να βρουν κλινική εφαρμογή στη σάρωση οποιουδήποτε τμήματος του ανθρωπίνου σώματος (θώρακας, κοιλιακή χώρα, κεφαλή και τράχηλος), τόσο σε παιδιά όσο και σε ενηλίκους (Πίνακας 5). Ειδικά μάλιστα για τη CT θώρακος, η βελτιστοποίηση της δόσης κρίνεται ιδιαίτερα σημαντική λόγω της άμεσης έκθεσης σε ακτινοβολία μερικών από τους πιο ακτινοευαίσθητους ιστούς του ανθρωπίνου σώματος, όπως ο θυρεοειδής αδένας, οι μαστοί και οι πνεύμονες [35]. Η εγγενής υψηλή αντίθεση του θώρακα και η χαμηλή εξασθένιση του πνευμονικού παρεγχύματος συγκεκριμένα, επιτρέπουν την ανοχή του θορύβου (image noise) ως ένα βαθμό και οδηγούν σε ουσιαστική μείωση της δόσης ακτινοβολίας σε σύγκριση με τη σάρωση άλλων περιοχών του ανθρωπίνου σώματος. Όσον αφορά στη CT κοιλίας από την άλλη μεριά, η πρόκληση για τη βελτιστοποίηση της δόσης είναι μεγαλύτερη, εξαιτίας της χαμηλής αντίθεσης μεταξύ των κοιλιακών οργάνων. Παρόλα αυτά ακόμα και εκεί οι IR τεχνικές έχουν δώσει τη δυνατότητα μείωσης του θορύβου, καθιστώντας τη CT κοιλίας διαγνωστικά αποδεκτή ακόμη και με μειωμένες δόσεις [35]. 73

Πίνακας 5. Συνοπτικός πίνακας επαναληπτικών αλγορίθμων ανακατασκευής εικόνας και δόσης ακτινοβολίας σε διαφορετικές περιοχές του ανθρωπίνου σώματος, σε ενηλίκους και παιδιά (Padole et al., AJR 2015). Σημαντικός περιορισμός της χρήσης των IR τεχνικών πάντως συνιστά η παρουσία τεχνικών σφαλμάτων «ψηφιοποίησης» (pixelation artifacts) και «εξομάλυνσης» της εικόνας (oversmoothing artifacts) από χρήση μεγάλου ποσοστού ή επιπέδου ανακατασκευής (πχ. υψηλό % ASIR ή idose level) [34, 35, 39, 40]. Η «εξομάλυνση» αυτή της εικόνας, γνωστή και ως «πλαστικοποίηση», έχει περιγραφεί πρακτικά από όλες τις κατασκευαστικές εταιρείες IR αλγορίθμων, ενώ απώλεια της ορατότητας των μειζόνων σχισμών 74

στο πνευμονικό παρέγχυμα εξαιτίας του φαινομένου αυτού έχει επίσης αναφερθεί [41]. Ως εκ τούτου, ζωτικής σημασίας κρίνεται τόσο η επιλογή του κατάλληλου επιπέδου δόσης ακτινοβολίας όσο και του κατάλληλου επιπέδου (ή ποσοστού) ανακατασκευής εικόνας. Πάντως, οι προαναφερθείσες υβριδικές IR τεχνικές παρουσιάζουν λιγότερα προβλήματα «ψηφιοποίησης» ή «πλαστικοποίησης» σε σχέση με παλαιότερες αμιγείς IR τεχνικές, μη συνδυασμένες με τον FBP αλγόριθμο [35]. Α Β Εικόνα 5. Ίδια τομή αξονικής τομογραφίας θώρακος υψηλής ευκρίνειας σε παιδιατρικό ασθενή με ιστορικό χρόνιας πυώδους βρογχίτιδας, με Α) FBP και Β) idose level 6 αλγόριθμο ανακατασκευής εικόνας. Επιβεβαιώνεται τόσο υποκειμενικά όσο και αντικειμενικά (SD) η βελτίωση της ποιότητας της εικόνας και η μείωση του θορύβου με τη χρήση του υβριδικού επαναληπτικού αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας. Στην προκειμένη περίπτωση δεν επισημαίνονται τεχνικά σφάλματα ψηφιοποίησης ή πλαστικοποίησης της εικόνας. (Β Εργαστήριο Ακτινολογίας του Ε.Κ.Π.Α. Π.Γ.Ν. ΑΤΤΙΚΟΝ) 75

4.1 Γενεές τεχνικών ανακατασκευής εικόνας Ενώ διάφορες IR και FBP τεχνικές είναι σήμερα διαθέσιμες στην αγορά, η κλινική τους αξία φαίνεται να ποικίλει σημαντικά [33]. Η εικόνα 6 παρακάτω κατηγοριοποιεί τις διάφορες αυτές τεχνικές κατά γενεές με βάση το κλινικό όφελος ή οφέλη που κάθε μία από αυτές παρέχει. Εικόνα 6. Κατηγοριοποίηση των τεχνικών ανακατασκευής εικόνας (IR και FBP) με βάση το κλινικό όφελος που αυτές παρέχουν. (Scibelli A., http://acceptance.netforum.healthcare.philips.com/clinical/global/explore/whit e-papers/ct/idose4-iterative-reconstruction-technique) 4.1.1 Πρώτη γενεά ανακατασκευής FBP Όπως έχει ήδη καταστεί σαφές και ανωτέρω, η FBP τεχνική ανακατασκευής εικόνας παρότι γρήγορη και αρκετά ισχυρή στις συνήθεις δόσεις ακτινοβολίας, είναι επιρρεπής σε εμφάνιση θορύβου εικόνας και τεχνικών σφαλμάτων που οδηγούν σε μη διαγνωστικές εικόνες όταν 76

χρησιμοποιούνται αρκετά χαμηλές δόσεις. Τα μειονεκτήματα των τεχνικών 1 ης γενεάς ανακατασκευής έχουν αναφερθεί ανωτέρω. 4.1.2 Δεύτερη γενεά ανακατασκευής Απομάκρυνση θορύβου/φιλτράρισμα με βάση την εικόνα Οι βασισμένες σε εικόνες τεχνικές μείωσης θορύβου 2 ης γενεάς στηρίζονται στην FBP τεχνική και προσπαθούν να ξεπεράσουν κάποιους από τους περιορισμούς της εφαρμόζοντας διορθώσεις μόλις το αρχικό σύνολο δεδομένων εικόνας έχει δημιουργηθεί από τα δεδομένα προβολής. Πρόσφατες εφαρμογές 2 ης γενεάς ανακατασκευής περιλαμβάνουν επαναληπτικές τεχνικές μείωσης θορύβου, οι οποίες επιτρέπουν μέτρια μείωση της δόσης ακτινοβολίας και αφαιρούν ένα μέρος από τον αυξημένο κβαντικό θόρυβο. Παρόλα αυτά, οι τεχνικές αυτές υστερούν στη μείωση τεχνικών σφαλμάτων λόγω περιορισμού φωτονίων όπως οι γραμμώσεις (streaks) που παρατηρούνται συχνά σε έδαφος σημαντικής μείωσης της δόσης. Στις περισσότερες περιπτώσεις μάλιστα, τα τεχνικά σφάλματα γίνονται περισσότερο εμφανή καθώς μειώνεται ο υποκείμενος θόρυβος ενώ αυτά παραμένουν ανεπηρέαστα λόγω της χαρακτηριστικής ομοιότητάς τους με ανατομικές πληροφορίες [33]. 4.1.3 Τρίτη γενεά ανακατασκευής Βασικές τεχνικές επαναληπτικής ανακατασκευής Μία κοινή τεχνική ανακατασκευής 3 ης γενεάς χρησιμοποιεί ένα προσαρμοστικό γραμμικό φίλτρο (adaptive linear filter) σε πολύ θορυβώδεις προβολές στον τομέα προβολής σε συνδυασμό με μοντέλα θορύβου για τη μείωση του κβαντικού θορύβου στον τομέα εικόνας. Αυτές οι τεχνικές 3 ης 77

γενεάς ανακατασκευής παρέχουν καλύτερη μείωση (όχι όμως και εξάλειψη) γραμμικών τεχνικών σφαλμάτων (Εικόνα 7) και κβαντικού θορύβου, όμως οδηγούν σε μη αμελητέα απώλεια χωρικής ανάλυσης (Εικόνα 8), δε διορθώνουν και δεν παρεμποδίζουν τα συστηματικά σφάλματα σφάλματα προκατάληψης (bias artifacts) (Εικόνα 9) και καταλήγουν σε μετατόπιση του φάσματος ισχύος του θορύβου. Από αλγοριθμικής άποψης, η μείωση χωρικής ανάλυσης που αναφέρθηκε ανωτέρω συμβαίνει εξαιτίας του προσαρμοστικού γραμμικού φιλτραρίσματος των θορυβωδών προβολών που μειώνει τον θόρυβο, αλλά μπορεί επίσης να αλλάξει αιχμηρές δομικές μεταβάσεις που σχετίζονται με την αληθή ανατομία [33]. Πέρα από τους προαναφερθέντες περιορισμούς, ένας ακόμη περιορισμός τεχνικών 3 ης γενεάς ανακατασκευής είναι ότι μπορεί να μεταβάλουν αισθητά την υφή της εικόνας. Πρόσφατη βιβλιογραφία μάλιστα αμφισβητεί την κλινική αποδοχή εικόνων που εμφανίζουν υφή πλαστικοποιημένη ( plastic ), κηρώδη ( waxy ), κηλιδώδη ( blotchy ) ή ψηφιοποιημένη ( pixilated ). Εκτός του ότι σε αυτές τις περιπτώσεις απαιτείται προσαρμογή του διαγνώστη στη διαφορετική υφή της εικόνας, υπάρχει ανησυχία ότι αυτή η υφή μπορεί να περιορίσει τη διαγνωστική εμπιστοσύνη ή ακρίβεια σε βαθμό που εξαρτάται από τον βαθμό επικάλυψης μεταξύ των χωρικών συχνοτήτων θορύβου και των χωρικών συχνοτήτων της παθολογίας ενδιαφέροντος. Τα προβλήματα αυτά αναφέρονται όλο και συχνότερα όσο το ποσοστό ανάμειξης που σχετίζεται με επαναληπτική τεχνική ανακατασκευής αυξάνεται [33]. 4.1.4 Τέταρτη γενεά ανακατασκευής Εδώ ανήκει ο επαναληπτικός αλγόριθμος ανακατασκευής idose (Philips Healthcare, Cleveland, OH, USA) που παρέχει σημαντικές βελτιώσεις στην 78

ποιότητα της εικόνας και μείωση της δόσης ακτινοβολίας, για τον οποίο όμως γίνεται λεπτομερής αναφορά ακριβώς παρακάτω. Εικόνα 7. Αναδεικνύεται η αδυναμία της 3 ης γενεάς ανακατασκευής να εξουδετερώσει τα γραμμικά τεχνικά σφάλματα (streak artifacts) (Scibelli A., http://acceptance.netforum.healthcare.philips.com/clinical/global/explore/whit e-papers/ct/idose4-iterative-reconstruction-technique) Εικόνα 8. Η 3 η γενεά ανακατασκευής οδηγεί σε βαθμό απώλειας χωρικής ανάλυσης.(http://acceptance.netforum.healthcare.philips.com/clinical/global/e xplore/white-papers/ct/idose4-iterative-reconstruction-technique) 79

Εικόνα 9. Αναδεικνύεται η αδυναμία της 3 ης γενεάς ανακατασκευής να αφαιρέσει τα συστηματικά τεχνικά σφάλματα σφάλματα προκατάληψης. (http://acceptance.netforum.healthcare.philips.com/clinical/global/explore/whi te-papers/ct/idose4-iterative-reconstruction-technique) 4.2 Υβριδικός επαναληπτικός αλγόριθμος ανακατασκευής εικόνας idose 4 Όπως επισημαίνεται και από την κατασκευαστική εταιρεία (Philips Healthcare, Cleveland, OH, USA), ο idose 4 είναι ένας καινοτόμος επαναληπτικός αλγόριθμος ανακατασκευής εικόνας 4 ης γενεάς που παρέχει ανασυνθέσεις μειωμένου θορύβου σε σχέση με τον συμβατικό αλγόριθμο FBP. Τα υψηλά επίπεδα θορύβου πολλαπλασιάζονται μέσω της διαδικασίας της ανασύνθεσης, με αποτέλεσμα να παράγονται εικόνες με πολλαπλά τεχνικά σφάλματα (artifacts). Ως εκ τούτου η σωστή επεξεργασία του θορύβου, όπως προβλέπεται από τον idose αλγόριθμο, σε πολύ χαμηλά επίπεδα σήματος μπορεί να μειώσει τον προβολικό θόρυβο, και συνεπώς να περιορίσει τα εν λόγω τεχνικά σφάλματα. Πιο λεπτομερώς, το idose ξεκινά αρχικά με τα προβολικά δεδομένα (projection data) όπου εντοπίζει και διορθώνει τις περισσότερο θορυβώδεις 80

CT μετρήσεις, δηλαδή αυτές με πολύ χαμηλό SNR (signal-to-noise ratio) ή μικρό αριθμό φωτονίων. Κάθε προβολή εξετάζεται για τυχόν ύπαρξη σημείων που αποτελούν επακόλουθο μετρήσεων πολύ υψηλού θορύβου. Μέσω μιας επαναληπτικής διαδικασίας, τα θορυβώδη δεδομένα (noisy data) περιορίζονται, ενώ οι αιχμές (edges) διατηρούνται. Ο θόρυβος που παραμένει μετά το στάδιο αυτό είναι πλέον καλά εντοπισμένος και μπορεί να αφαιρεθεί αποτελεσματικά. Στη συνέχεια ο αλγόριθμος idose ασχολείται με την αφαίρεση του θορύβου εικόνας, διατηρώντας όμως παράλληλα στην εικόνα τις αιχμές (edges) που σχετίζονται με πραγματική ανατομία ή παθολογία. Έπειτα, μεταξύ δομικών μοντέλων μη εχόντων θόρυβο επιλέγεται αυτό που ταιριάζει καλύτερα στην προκειμένη περίπτωση και μετά χρησιμοποιείται για να μειώσει τον θόρυβο στον όγκο εικόνας (image volume) [33,42]. Μεταξύ των πλεονεκτημάτων του συγκεκριμένου υβριδικού αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας είναι η δυνατότητα σημαντικής μείωσης της δόσης ακτινοβολίας ενώ παράλληλα διατηρείται επαρκής διαγνωστική ποιότητα εικόνας, ισοδύναμη με αυτή από εφαρμογή σάρωσης πλήρους δόσης. Πραγματοποιηθείσες κλινικές μελέτες έχουν αποδείξει μείωση της δόσης ακτινοβολίας κατόπιν εφαρμογής του εν λόγω αλγορίθμου σε ποσοστό μέχρι και 80%, ανάλογα πάντα με το εκάστοτε κλινικό πρωτόκολλο [33]. Επιπρόσθετα, ο idose αλγόριθμος μπορεί να χρησιμοποιηθεί προκειμένου να επιτευχθεί σημαντική βελτίωση της χωρικής ανάλυσης ανεξαρτήτως της εφαρμοσθείσας δόσης, καθώς και του CNR. Μάλιστα, λεπτομερείς κλινικές μελέτες με phantom αποδεικνύουν πως για δόσεις ρουτίνας η χωρική ανάλυση μπορεί να βελτιωθεί ως και κατά 68% [33]. Τα σημαντικότερα κλινικά 81

οφέλη που αποκομίζονται από την εφαρμογή του idose αλγορίθμου ανακατασκευής παρουσιάζονται συνοπτικά στον κάτωθι πίνακα: Πίνακας 6. Συνοπτική παρουσίαση των κλινικών οφελών του idose 4 υβριδικού επαναληπτικού αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας της εταιρείας Philips.(http://acceptance.netforum.healthcare.philips.com/Clinical/global/Expl ore/white-papers/ct/idose4-iterative-reconstruction-technique). Μία επιπρόσθετη παράμετρος, γνωστή ως «επίπεδο idose» (idose level) με κλίμακα από το 1 ως και το 7, χρησιμοποιείται προκειμένου να καθορίσει την ισχύ και πιο συγκεκριμένα την ικανότητα του επαναληπτικού αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας να μειώσει τον κβαντικό θόρυβο. Σύμφωνα με δεδομένα δημοσιευμένα από την ίδια την κατασκευαστική εταιρεία, τα διάφορα επίπεδα idose επιτυγχάνουν μείωση του θορύβου που κυμαίνεται μεταξύ 11% και 55% σε σχέση με την αντίστοιχη FBP ανακατασκευή (Πίνακας 7). Τα θεωρητικά αυτά αποτελέσματα φαίνεται να συμβαδίζουν με κλινικές μετρήσεις ή και μετρήσεις σε phantom από ήδη δημοσιευμένες μελέτες [42]. 82

Πίνακας 7. Παρουσίαση των ποσοστών αφαίρεσης θορύβου από την εικόνα όπως αυτά δημοσιεύθηκαν από την κατασκευαστική εταιρεία του idose αλγορίθμου (Philips Healthcare, Cleveland, OH, USA), σε σύγκριση με την τεχνική φιλτραρισμένης οπισθοπροβολής (FBP). 83

5. ΑΞΟΝΙΚΗ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ ΥΨΗΛΗΣ ΕΥΚΡΙΝΕΙΑΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟΝ ΠΑΙΔΙΑΤΡΙΚΟ ΘΩΡΑΚΑ Η Αξονική Τομογραφία Υψηλής Ευκρίνειας (High-Resolution Computed Tomography HRCT) θώρακα συνιστά μια τεχνική απεικόνισης του πνεύμονα με εξαιρετική χωρική διακριτική ικανότητα (spatial resolution), η οποία προσφέρει ακριβείς ανατομικές λεπτομέρειες. Η ανασύνθεση των δεδομένων σάρωσης με χρήση ευκρινούς ή υψηλής διακριτικότητας αλγορίθμου (highspatial frequency algorithm, π.χ. «οστικός» αλγόριθμος) μειώνει την εξομάλυνση της εικόνας (image smoothing) και αυξάνει τη χωρική διακριτική ικανότητα, καθιστώντας τις δομές ευκρινέστερες. Έτσι, η τεχνική αυτή μπορεί να αναδείξει τα μορφολογικά χαρακτηριστικά τόσο του φυσιολογικού όσο και του παθολογικού πνευμονικού παρεγχύματος με ανατομική λεπτομέρεια, οπότε προσφέρει περισσότερες πληροφορίες τόσο από την απλή ακτινογραφία όσο και από τη συμβατική CT θώρακος [43, 44, 45, 46, 47]. Σε αντίθεση με το πνευμονικό παρέγχυμα όμως, η ανάδειξη του μεσοθωρακίου με την τεχνική αυτή είναι φτωχή, κι αυτό γιατί δομές χαμηλής αντίθεσης όπως αυτές του μεσοθωρακίου επηρεάζονται περισσότερο από τον θόρυβο (image noise) απ ότι οι δομές υψηλής αντίθεσης (π.χ. πνεύμονας). Η ποιότητα ανάδειξης του μεσοθωρακίου βελτιώνεται κάπως με τη χρήση αλγορίθμου χαμηλής διακριτικότητας (low-spatial frequency algorithm standard algorithm). Έτσι, προκειμένου να αναδείξουμε μεσοθωρακικές δομές χρησιμοποιούμε το φίλτρο αυτό [44]. 84

Στην HRCT θώρακος η σάρωση πρέπει να πραγματοποιείται με το μικρότερο δυνατό Οπτικό Πεδίο Απεικόνισης (Field Of View FOV) για τον παιδιατρικό ασθενή. Μειώνοντας το FOV μειώνεται αποτελεσματικά το μέγεθος του εικονοστοιχείου (pixel) και βελτιώνεται η χωρική διακριτική ικανότητα. Ο συνδυασμός μήτρας 512 x 512 και FOV 40cm οδηγεί σε μέγεθος pixel 0,78mm. Με FOV 25cm το μέγεθος του pixel μειώνεται σε 0,49mm και η χωρική διακριτική ικανότητα αυξάνει ακόμη περισσότερο. Αντίστοιχα, με FOV 18cm το μέγεθος του pixel μειώνεται σε 0,35mm. Για νεογνά, βρέφη και μικρά παιδιά συστήνεται η χρήση FOV 15-18cm, FOV 25cm για λίγο μεγαλύτερα παιδιά και FOV 35-45cm για μεγάλα παιδιά και εφήβους. Γενικά, οι μικρότερες δομές που είναι ορατές με HRCT έχουν πάχος 0,3 0,5mm. Ακόμα μικρότερες δομές (0,1 0,2mm) περιστασιακά μόνο είναι ορατές [44]. Η HRCT πέραν του ότι αυξάνει την ευκρίνεια της εικόνας όπως αναφέρθηκε ανωτέρω, αυξάνει και τον θόρυβο αυτής. Μείωση του θορύβου μπορεί να επιτευχθεί αυξάνοντας είτε την ενέργεια δέσμης (kvp), είτε το γινόμενο ρεύματος λυχνίας χρόνου (mas), γεγονός που επιφέρει όμως αύξηση της πρόσληψης ακτινοβολίας. Ειδικά όταν σαρώνουμε παιδιατρικούς ασθενείς όμως, θα πρέπει πάντα να διασφαλίζουμε τη μικρότερη δυνατή δόση ακτινοβολίας για το μέγιστο δυνατό διαγνωστικό αποτέλεσμα. Χάρη στη μειωμένη εξασθένιση της δέσμης ακτίνων χ λόγω μειωμένης μάζας σώματος στα παιδιά, οι χαμηλότερου σωματικού βάρους (Σ.Β.) ασθενείς είναι αυτοί που επωφελούνται περισσότερο από τη μείωση της δόσης της ακτινοβολίας. Μείωση της διαμέτρου του σώματος κατά 4cm μπορεί να επιφέρει μείωση της εξασθένισης της ακτινοβολίας κατά 50% [44]. Τα στοιχεία εξέτασης που συστήνονται σήμερα για HRCT με βάση την ηλικία των παιδιών 85

είναι 90kV και 25mAs για βρέφη, 90kV και 40mAs για μικρά παιδιά μέχρι 30kg και 120kV με 25mAs για παιδιά άνω των 30kg [44]. Ακριβώς παρακάτω, στον πίνακα 8 παρουσιάζονται οι προτεινόμενες παράμετροι σάρωσης για HRCT θώρακος σε παιδιά. Πάχος τομής (slice thickness) 1mm Μεσοδιάστημα (interval) 10mm (5mm σε πρόωρα) kvp 90 120 mas 20 40 FOV 15 40 Φίλτρο Sharp ( bone') Standard για μεσοθωράκιο Πίνακας 8. Προτεινόμενες παράμετροι HRCT θώρακος σε παιδιά (Lucaya J et al, 2008). Το πρωτόκολλο σάρωσης της HRCT θώρακος περιλαμβάνει 2 διαφορετικούς τρόπους διεξαγωγής της εξέτασης: Λεπτές ασυνεχείς εγκάρσιες τομές πάχους 1 έως 1,5mm που εκτελούνται σε βαθειά εισπνοή με κενά μεσοδιαστήματα της τάξης των 10 έως 20mm, από τις πνευμονικές βάσεις ως τις πνευμονικές κορυφές (τεχνική «δειγματοληψίας»). Το λεπτό πάχος τομής που αναφέρθηκε ανωτέρω 86

είναι απαραίτητο προκειμένου να βελτιστοποιηθεί η χωρική διακριτική ικανότητα. Καλές εικόνες θα μπορούσαν να αποκτηθούν και με 3mm πάχος τομής, χωρίς ουσιαστική διαφορά ως προς τη διαγνωστική ικανότητα της εξέτασης. Όμως, δεδομένου ότι η δόση ακτινοβολίας είναι μικρότερη με πάχος τομής 1mm και κενά μεσοδιαστήματα της τάξης των 10mm από ότι με πάχος τομής 3mm με τα ίδια κενά μεσοδιαστήματα, συστήνονται οι λεπτότερες τομές. Σε νεογνά και σε βρέφη συνήθως χρησιμοποιούμε κενά μεσοδιαστήματα της τάξης των 5-7mm [43, 44, 48, 49]. Ογκομετρική HRCT (volumetric HRCT) που εκτελείται χρησιμοποιώντας ελικοειδή τεχνική. MDCT και 1 ως 1,25mm σειρές ανιχνευτών απαιτούνται για την απεικόνιση ολόκληρου του θώρακα κατά τη διάρκεια μιας μονήρους (ή το πολύ 2) συγκράτησης της αναπνοής. Πρόκειται για μία τεχνική γρήγορης σάρωσης με δυνατότητα τρισδιάστατης ανακατασκευής εικόνων. Όμως, ειδικά στα παιδιά, η ογκομετρική HRCT δε χρησιμοποιείται ως τεχνική ρουτίνας, καθώς σχετίζεται με μεγαλύτερη έκθεση σε ακτινοβολία σε σχέση με την κλασσική HRCT που περιγράφηκε ανωτέρω [44, 48]. Συχνά η εξέταση συμπληρώνεται με ενδεικτικές τομές σε εκπνευστική φάση (εκπνευστική HRCT expiratory HRCT). Πρόκειται για μία τεχνική ιδιαίτερα ευαίσθητη στην ανίχνευση της απόφραξης των μικρών αεραγωγών καθώς αναδεικνύει την παγίδευση αέρα, αλλά και παθήσεων που επηρεάζουν την ελαστικότητα των μεγάλων αεραγωγών [45, 46, 47, 50]. Ενώ η HRCT θώρακα συνήθως εκτελείται με τον ασθενή τοποθετημένο σε ύπτια θέση, εξέταση σε πρηνή θέση μπορεί να σταθεί βοηθητική στη 87

διαφορική διάγνωση αρχόμενης διάμεσης νόσου από την αυξημένη θολερότητα των οπισθίων βασικών πνευμονικών τμημάτων λόγω υποαερισμού [50]. Προκειμένου να περιορισθεί η «επιθετικότητα» της απεικονιστικής αυτής μεθόδου κατά την εφαρμογή της στον παιδιατρικό πληθυσμό, η τακτική που ακολουθείται είναι να αποφεύγεται η αναισθησία και η χρήση καταστολής όσο το δυνατό περισσότερο. Δυστυχώς όμως, σε πολλά ακτινολογικά εργαστήρια όπου ο εξοπλισμός είναι παλαιότερης τεχνολογίας και άρα πιο αργή η διεξαγωγή των εξετάσεων ή το τεχνολογικό προσωπικό δεν έχει μεγάλη εμπειρία σε παιδιατρικούς ασθενείς, μπορεί να χρειαστεί εφαρμογή καταστολής ή αναισθησίας. Σε παιδιά οποιασδήποτε ηλικίας, αλλά συνήθως σε πιο μικρά (κάτω των 2 ετών) συνηθίζεταιι να χορηγείται από το στόμα υδρική χλωράλη (chloral hydrate) σε δόση 50 75 mg/kg, με το μέγιστο της δόσης να μην ξεπερνά τα 2000 mg. Αρχικά τα παιδιά λαμβάνουν μια δόση των 50 mg/kg και παραμένουν σε έναν εξεταστικό προθάλαμο. Αν μετά από 20 30 λεπτά δεν έχουν αποκοιμηθεί, τότε χορηγείται και δεύτερη δόση συνήθως στο μισό της αρχικής (25 mg/kg). Κατ εξαίρεση, το σύνολο της δόσης μπορεί να αγγίξει τα 100 mg/kg. Η έναρξη της δράσης επέρχεται συνήθως εντός 25 30 λεπτών, ενώ η διάρκεια της καταστολής είναι 30 40 λεπτά της ώρας [44]. Η υδρική χλωράλη έχει πικρή γεύση και συνεπώς δεν είναι καλά ανεκτή από τα παιδιά. Τυχόν προσθήκη γλυκαντικών ουσιών (π.χ. σιρόπι φράουλας) δεν έχει αποδειχθεί ιδιαίτερα χρήσιμη, καθώς εξακολουθεί να παραμένει δυσάρεστη για τον παιδιατρικό ασθενή παρά το γεγονός ότι βελτιώνεται η γεύση. Επιπλέον, αυξάνεται και ο συνολικός όγκος χορηγούμενης ποσότητας υγρών, γεγονός που καθιστά δύσκολο τον έλεγχο 88

της δοσολογίας για το ιατρικό προσωπικό [44]. Παρόλα αυτά, η χρήση υδρικής χλωράλης ως ηρεμιστικού έχει αποδειχθεί αποτελεσματική στο 95 99% των παιδιών και γενικά παρουσιάζει πολύ χαμηλό ποσοστό παρενεργειών [51]. Μεταξύ αυτών η πιο συχνή είναι η παροδική αναπνευστική καταστολή (αποκορεσμός οξυγόνου κατά 10% για περισσότερο από 15sec. παρά την επανατοποθέτηση της κεφαλής και του λαιμού του ασθενούς για απελευθέρωση του αεραγωγού) που παρατηρείται κατά τη διάρκεια της καταστολής ή μετά από αυτή σε ποσοστό λιγότερο του 1% του πληθυσμού. Καθυστερημένη εκδήλωση επιπλοκών όπως έμετοι, ευερεθιστότητα και ήπια αναπνευστική δυσχέρεια μπορεί να εμφανισθεί, αλλά κάτι τέτοιο είναι επίσης σπάνιο [44]. Τα διάφορα νοσοκομειακά ιδρύματα χρησιμοποιούν διαφορετικά αναισθησιολογικά πρωτόκολλα προκειμένου να παρέχουν αποτελεσματική και ασφαλή καταστολή κατά τη διάρκεια της διεξαγωγής της HRCT εξέτασης στον παιδιατρικό ασθενή [52, 53, 54]. Μέχρι και σήμερα, η πεντοβαρβιτάλη και η ένυδρη χλωράλη παραμένουν τα ευρύτερα χρησιμοποιούμενα ηρεμιστικά φάρμακα για CT, ενώ αντίθετα η ταυτόχρονη χρήση πολλαπλών φαρμάκων ως σχημάτων καταστολής γενικότερα αποφεύγεται. Σε όλους τους ασθενείς που βρίσκονται υπό καταστολή θα πρέπει να χορηγείται οξυγόνο με μάσκα προκειμένου να αυξηθούν τα πνευμονικά αποθέματα και να επιτραπεί παρατεταμένη άπνοια ή απόφραξη των αεραγωγών χωρίς συνοδό υποξία. Πιθανή εξαίρεση όμως αποτελούν τα νεογνά που βρίσκονται σε κίνδυνο αμφιβληστροειδοπάθειας λόγω προωρότητας, στην οποία περίπτωση θα πρέπει να ζητείται η γνώμη νεογνολόγου σχετικά με τη χορήγηση ή μη χορήγηση οξυγόνου κατά τη διάρκεια της καταστολής. Θα πρέπει επίσης να 89

εκτελείται συνεχής παρακολούθηση και καταγραφή των ζωτικών σημείων του κατεσταλμένου παιδιατρικού ασθενούς ανά τακτά χρονικά διαστήματα (τουλάχιστον κάθε 5 λεπτά). Οι φυσιολογικές μετρήσεις που παρακολουθούμε περιλαμβάνουν τον κορεσμό οξυγόνου, την καρδιακή λειτουργία, τον αναπνευστικό ρυθμό και τη θερμοκρασία του ασθενούς. Οποιαδήποτε μείωση του κορεσμού οξυγόνου, ακόμα και μικρή (κάτω από 95%), πρέπει να διερευνάται αμέσως. Παιδιά με ιατρικό υπόβαθρο που θέτει σε κίνδυνο τους αεραγωγούς απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή κατά τη διάρκεια της καταστολής όσον αφορά στην καρδιοπνευμονική παρακολούθηση και τη διαχείριση των αεραγωγών τους. Αυτά τα παιδιά μπορεί να μην είναι κατάλληλοι υποψήφιοι λήψης καταστολής όταν πρόκειται για ιατρικό προσωπικό μη έμπειρο στην παδιατρική καρδιοαναπνευστική ανάνηψη. Παιδιά που εμπίπτουν σε αυτή την κατηγορία είναι αυτά με ανατομικές ανωμαλίες των αεραγωγών, με αποφρακτική υπερπλασία των αδενοειδών εκβλαστήσεων ή των αμυγδαλών, με οξεία αναπνευστική λοίμωξη, με μη ελεγχόμενο άσθμα, καθώς και εκείνα με σημαντικές καρδιοαναπνευστικές, νευρολογικές και ηπατονεφρικές διαταραχές, καθώς απειλητική για τη ζωή απόφραξη των αεραγωγών ή αναπνευστική καταστολή με υποξία μπορεί να εμφανισθεί [55]. Καταστολή επίσης είναι δύσκολο να εφαρμοσθεί σε παιδιά με νοητική στέρηση, καθώς και παιδιά που υποβάλλονται σε χημειοθεραπεία ή αντιεπιληπτική αγωγή [56]. Μόλις ολοκληρωθεί η εξέταση, ο ασθενής μπορεί είτε να πάρει εξιτήριο, ή να μεταφερθεί στον θάλαμο νοσηλείας του εφόσον πληρεί τα κάτωθι κριτήρια της Αμερικάνικης Παιδιατρικής Ακαδημίας (American Academy of Pediatrics Committee on Drugs 1992): α) ικανοποιητική και σταθερή καρδιαγγειακή λειτουργία και βατότητα των αεραγωγών, β) καλή ανταπόκριση και 90

αντανακλαστικά του ασθενούς, γ) φυσιολογική ομιλία (ανάλογα με την ηλικία του ασθενούς), δ) επαρκής ενυδάτωση και ε) το παιδί μπορεί να παραμείνει καθιστό χωρίς βοήθεια [44]. Πάντως, αξίζει να σημειωθεί πως μέχρι και σήμερα στο τμήμα μας δεν έχει εφαρμοσθεί χρήση καταστολής σε κανένα από τα παιδιά που έχουν λάβει μέρος στη συγκεκριμένη μελέτη, ανεξαρτήτως της ηλικίας τους. Συνήθως μάλιστα καταφεύγουμε σε διάφορες τεχνικές προκειμένου να διασφαλίσουμε την καλή συνεργασία τους, όπως αναλυτική επεξήγηση της διαδικασίας της εξέτασης χρησιμοποιώντας απλά παραδείγματα κατανοητά από τον παιδιατρικό εξεταζόμενο, δοκιμαστικές λήψεις, παρουσία εντός του χώρου εξέτασης του ενός γονέα προκειμένου να παραμείνει το παιδί ακίνητο και ήρεμο καθόλη τη διάρκεια της σάρωσης κ.ά. Όσον αφορά στο κομμάτι της έκθεσης σε ιοντίζουσα ακτινοβολία, η πρόσληψη ακτινοβολίας που σχετίζεται με διενέργεια HRCT θώρακα, αν και είναι λιγότερη από διενέργεια ελικοειδούς CT σάρωσης [43, 49], υπερβαίνει κατά πολύ την αντίστοιχη από απλή ακτινογραφία. Συγκεκριμένα, ακόμη και μετά από χρήση τεχνικής μείωσης δόσης, η έκθεση σε ακτινοβολία από HRCT θώρακα μπορεί να είναι ακόμα και 100 φορές περισσότερη από αυτή της απλής ακτινογραφίας θώρακα. Γι αυτόν τον λόγο, η εφαρμογή της HRCT θώρακα θα πρέπει να περιορίζεται σε πολύ συγκεκριμένες ενδείξεις όπως διερεύνηση διάμεσης πνευμονικής νόσου, σε νόσους αεραγωγών και σε ανοσοκατεσταλμένους ασθενείς με οξεία παρεγχυματική νόσο προκειμένου να γίνει διαφορική διάγνωση ή ακόμη και να τεθεί οριστική διάγνωση [43]. Οι ενδείξεις διενέργειας HRCT θώρακα στα παιδιά είναι παρόμοιες με αυτές των ενηλίκων και περιλαμβάνουν: α) συμπτωματικό ασθενή με 91

φυσιολογική απλή ακτινογραφία θώρακα, β) επιβεβαίωση διάμεσου πνευμονικού προτύπου, που αναδεικνύεται σε απλή ακτινογραφία θώρακα, γ) καθορισμό της σοβαρότητας της νόσου, δ) έλεγχο βρογχεκτασιών, ε) έλεγχο προδιαθεσικών παραγόντων, στ) προσδιορισμό παρεγχυματικών ανωμαλιών και διάγνωση παθολογίας, ζ) αναζήτηση επακόλουθων λοίμωξης και η) αναζήτηση κατάλληλου σημείου εισόδου για βιοψία [46, 47, 57]. Μεταξύ αυτών, οι κυριότερες ενδείξεις διενέργειας HRCT θώρακος σε παιδιά περιλαμβάνονται στον πίνακα 9. HRCT: Ενδείξεις Επαναλαμβανόμενες λοιμώξεις του αναπν/κού συστήματος Βρογχεκτασίες Κυστική ίνωση Βρογχοπνευμονική δυσπλασία Σοβαρό άσθμα Αποφρακτική βρογχιολίτιδα Διάχυτη πνευμονική νόσος Έλεγχος ορισμένων ανωμαλιών Πίνακας 9. Οι κυριότερες ενδείξεις διενέργειας HRCT θώρακα σε παιδιατρικούς ασθενείς. 92

Με βάση όσα έχουν αναφερθεί μέχρι στιγμής και δεδομένης της υπεροχής της HRCT θώρακος τεχνικής ως προς τη διαγνωστική ευαισθησία και ειδικότητα σε σχέση με την απλή ακτινογραφία, οι ενδείξεις διενέργειας HRCT θώρακος στα παιδιά αναμένεται να αυξηθούν ακόμη περισσότερο συν τω χρόνω. Προκειμένου όμως να καθιερωθεί μελλοντικά η HRCT θώρακος ως εξέταση εκλογής στον παιδιατρικό πληθυσμό, η εφαρμογή τεχνικών μείωσης της δόσης ακτινοβολίας και ειδικά των επαναληπτικών αλγορίθμων ανακατασκευής εικόνας θα πρέπει και αυτή να καθιερωθεί ως ρουτίνα κατά τη διενέργεια της εξέτασης. 93

6. ΚΛΙΝΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ ΧΡΟΝΙΟΥ ΥΓΡΟΥ ΒΗΧΑ ΣΕ ΠΑΙΔΙΑ ΚΑΙ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΤΙΚΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ 6.1 Χρόνιος υγρός βήχας Ο βήχας αποτελεί ίσως το πιο κοινό σύμπτωμα για το οποίο προσέρχονται στον γιατρό ασθενείς οποιασδήποτε ηλικίας και αποτελεί μη ειδική αντίδραση σε ερεθισμό που μπορεί να προέρχεται από την περιοχή του φάρυγγα μέχρι τους πνεύμονες. Ειδικά στα παιδιά αποτελεί συχνό πρόβλημα και απαντάται συνήθως ως μεμονωμένο σύμπτωμα που προκαλεί ιδιαίτερη ανησυχία στους γονείς. Σύμφωνα με τη Βρετανική Κοινότητα Θώρακος (BTS British Thoracic Society) χρόνιος βήχας στα παιδιά ορίζεται αυτός που διαρκεί περισσότερο από 8 εβδομάδες [57]. Το χρονικό αυτό όριο χρησιμοποιείται επειδή οι περισσότεροι από τους απλούς λοιμογόνους παράγοντες που προκαλούν βήχα στα παιδιά θα παρέλθουν γρήγορα, σε χρονικό διάστημα που κυμαίνεται μεταξύ 3 4 εβδομάδων. Μάλιστα, αρκετές μελέτες υποδεικνύουν πως στο 90% των παιδιών με οξεία λοίμωξη του ανώτερου αναπνευστικού συστήματος ο βήχας θα παρέλθει εντός 25 ημερών [59]. Αντίθετα, όταν η διάρκεια του συμπτώματος είναι μεγαλύτερη των 4 εβδομάδων, τότε χρήζει περαιτέρω διερεύνησης για ανεύρεση του υποκείμενου αιτίου. Οξύς βήχας ( acute cough) σύμφωνα με τις βρετανικές κατευθυντήριες γραμμές (BTS guidelines) ορίζεται αυτός με διάρκεια ως και 3 εβδομάδες, ενώ υποξύς βήχας ( subacute cough or prolonged acute cough) είναι αυτός που έχει διάρκεια από 3 8 εβδομάδες [59]. Σημειώνεται πάντως πως δεν υπάρχει ομοφωνία ως προς τον καθορισμό της χρονικής διάρκειας του χρόνιου βήχα, αφού σύμφωνα με το Αμερικανικό Κολέγιο των Κλινικών Θώρακα (American College of Chest 94

Physicians) αλλά και την Κοινότητα Θώρακα Αυστραλίας και Νέας Ζηλανδίας (Thoracic Society of Australia and New Zealand) χρόνιος βήχας είναι αυτός που διαρκεί περισσότερο από 4 εβδομάδες [60, 61, 62]. Συνηθέστερα αίτια βήχα σε επίπεδο πρωτοβάθμιας περίθαλψης είναι: α) λοιμώξεις ή υποτροπιάζουσες λοιμώξεις π.χ. από αδενοϊό, μυκόπλασμα πνευμονίας, αναπνευστικό συγκυτιακό ιό (RSV), φυματίωση, κοκκύτη ( whooping cough ), β) άσθμα, γ) σύνδρομο οπισθορρινικής έκκρισης (postnasal drip syndrome), δ) γαστροοισοφαγική παλινδρόμηση (ΓΟΠ) και ε) περιβαλλοντικοί παράγοντες (π.χ. καπνός τσιγάρου, κηροζίνη θέρμανσης). Λιγότερο συχνά αίτια είναι: α) εισπνεόμενο ξένο σώμα, β) κυστική ίνωση, γ) ανοσοανεπάρκεια, δ) συγγενείς βλάβες (π.χ. τραχειοοισοφαγικό συρίγγιο, τραχειομαλακία), ε) πρωτοπαθής δυσκινησία κροσσών και στ) νευρολογικά αίτια (π.χ. ψυχογενής βήχας) [58]. Ο βήχας με βάση τη φύση του διακρίνεται σε «παραγωγικό» ( productive cough) και «ξηρό» ( dry cough), ανάλογα με το αν υπάρχουν ή όχι συνοδές αναπνευστικές εκκρίσεις. Στα μικρά παιδιά όμως, σπάνια ο βήχας συνοδεύεται από απόχρεμψη. Συνεπώς, σε αυτές τις ηλικίες ο όρος «υγρός» βήχας ( wet / moist cough) είναι περισσότερο δόκιμος από τον όρο «παραγωγικός», ο οποίος με τη σειρά του χρησιμοποιείται σε παιδιά μεγαλύτερης ηλικίας και σε ενηλίκους που εμφανίζουν συνοδές εκκρίσεις. Ο υγρός βήχας είναι ενδεικτικός της παρουσίας μεγάλης ποσότητας βλέννης στους αεραγωγούς και όταν είναι χρόνιος αποτελεί ισχυρή ένδειξη παρουσίας ενδοβρογχικής λοίμωξης [58, 63]. 95

6.2 Βρογχεκτασίες (Bronchectasis) Οι βρογχεκτασίες που απαντώνται στους ενηλίκους αποτελούν έναν καλά καθορισμένο ιατρικό όρο στη διεθνή βιβλιογραφία, σύμφωνα με την οποία συνιστούν τη μη αναστρέψιμη διεύρυνση των βρόγχων, με το πλέον χαρακτηριστικό απεικονιστικό εύρημα να είναι το ακτινολογικό σημείο του δακτυλιδιού με σφραγιδόλιθο ( signet ring sign ) [63, 64] (Εικόνα 10). Αυτό αντιπροσωπεύει έναν διατεταμένο βρόγχο με εσωτερική διάμετρο μεγαλύτερη από ότι η παρακείμενη πνευμονική αρτηρία. Επιπρόσθετα ακτινολογικά ευρήματα είναι η απουσία προοδευτικής λέπτυνσης της διαμέτρου των βρόγχων από το κέντρο προς την περιφέρεια ( lack of tapering ) (Εικόνα 10), η τοιχωματική πάχυνση των βρόγχων (Εικόνα 11) και η παρουσία ορατών βρόγχων σε απόσταση μόλις 1εκ. από την περιφέρεια (συμπεριλαμβανομένων και των μεσολοβίων σχισμών). Υδραερικά επίπεδα μπορεί επίσης να είναι παρόντα εντός των διατεταμένων βρόγχων [63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72]. Εικόνα 10. Εγκάρσια τομή HRCT θώρακος με χρήση idose επαναληπτικού αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας σε κορίτσι 9 ετών με ιστορικό χρόνιου παραγωγικού βήχα. Ανάδειξη απουσίας προοδευτικής λέπτυνσης της 96

διαμέτρου των βρόγχων από το κέντρο προς την περιφέρεια (παχύ βέλος). Αμφοτερόπλευρη ανάδειξη του ακτινολογικού σημείου του δακτυλιδιού με σφραγιδόλιθο (λεπτό βέλος). (Β Εργαστήριο Ακτινολογίας του Ε.Κ.Π.Α. Π.Γ.Ν. ΑΤΤΙΚΟΝ) Εικόνα 11. Εγκάρσιες τομές HRCT θώρακος με χρήση idose επαναληπτικού αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας. Ανάδειξη τοιχωματικής πάχυνσης των βρόγχων σε 2 διαφορετικούς παιδιατρικούς ασθενείς. (Β Εργαστήριο Ακτινολογίας του Ε.Κ.Π.Α. Π.Γ.Ν. ΑΤΤΙΚΟΝ) Σύμφωνα με την κλασσική ταξινόμηση του Reid οι βρογχεκτασίες διακρίνονται αναλόγως της μορφολογίας τους σε: α) κυλινδρικές, β) κιρσοειδείς και γ) κυστικές/σακκοειδείς. Μάλιστα, όταν η διάταση των βρόγχων είναι μεγάλη, οι βρογχεκτασίες μπορεί να απεικονίζονται σαν μεγάλες κύστεις και να είναι δύσκολο να αναγνωρισθούν. Σε αυτές τις περιπτώσεις μελέτη γειτονικών τομών στην αξονική τομογραφία ή και χρήση ανασυνθέσεων βοηθά στην αναγνώριση [73]. 97

Στην ακτινογραφία μπορεί να παρατηρηθεί, αν και όχι πάντα, πάχυνση του τοιχώματος των βρόγχων στους βρόγχους που απεικονίζονται εγκαρσίως («σημείο κολάρου») και εικόνα γραμμών τραμ σε βρόγχους που απεικονίζονται κατά μήκος. Δεδομένου όμως ότι η απλή ακτινογραφία θώρακος παρουσιάζει μικρή διαγνωστική ευαισθησία, η διάγνωσή τους πλέον βασίζεται στα ευρήματα της αξονικής τομογραφίας υψηλής ευκρίνειας (HRCT). Η εν λόγω εξέταση θα πρέπει να διενεργείται όταν έχουμε ακτινογραφικά ευρήματα εμμένουσας ή υποτροπιάζουσας πνευμονίας ή όταν ο παιδιατρικός ασθενής παρουσιάζει κλινική εικόνα που υποδηλώνει τη συγκεκριμένη νοσολογική οντότητα, προκειμένου να τεθεί η διάγνωση και να προσδιοριστεί η σοβαρότητα και η έκταση της νόσου [46, 47, 73]. Το αρχικό έναυσμα για εμφάνιση βρογχεκτασιών παραμένει άγνωστο ακόμη και σήμερα, αλλά πραγματοποιηθείσες μελέτες έχουν δείξει πως σε έδαφος της συγκεκριμένης νόσου οι μικροί αεραγωγοί αποφράσσονται από φλεγμονώδη διήθηση του τοιχώματός τους. Συγκεκριμένα, το τοίχωμα των βρόγχων τυπικά παχύνεται λόγω φλεγμονώδους διήθησης από λεμφοκύτταρα και μακροφάγα κύτταρα. Καθώς το μεγαλύτερο μέρος του βρογχικού δέντρου αποτελείται από μικρούς αεραγωγούς, το τελικό αποτέλεσμα είναι ουσιαστικά η απόφραξη του βρογχικού δέντρου στο σύνολό του. Πρόσφατα έχει αποδειχθεί πως ασθενείς με βρογχεκτασίες παρουσιάζουν προοδευτική επιδείνωση της λειτουργίας των πνευμόνων. Υπάρχει μεγάλος αριθμός αιτιολογικών παραγόντων κινδύνου που σχετίζονται με εμφάνιση βρογχεκτασιών. Δεδομένου ότι συνήθως υπάρχει μακροχρόνιο ιστορικό, μπορεί να είναι δύσκολο να προσδιοριστεί ο ακριβής ρόλος των παραγόντων αυτών στην παθογένεση της νόσου. Στους ενηλίκους, η προχωρημένη ηλικία, 98

το κάπνισμα και η χρόνια αποφρακτική πνευμονική νόσος συνήθως παίζουν καθοριστικό ρόλο. Υπάρχει γενικά ποικιλία διαφορετικών παθογόνων που εμπλέκονται στην εμφάνιση βρογχεκτασιών, αλλά ένα κοινό εύρημα παρά την παρουσία των πυωδών εκκρίσεων είναι η αποτυχία εντοπισμού τυχόν παθογόνων μικροοργανισμών. Η βακτηριακή χλωρίδα φαίνεται να μεταβάλλεται προοδευτικά με την εξέλιξη της νόσου [74]. Η συμπτωματολογία των βρογχεκτασιών περιλαμβάνει υγρό βήχα μακράς διάρκειας (>12 εβδομάδες), δύσπνοια προσπαθείας, συμπτώματα άσθματος (συριγμό, δύσπνοια, επίμονο βήχα με εναυσματικούς παράγοντες την απότομη έκθεση στο κρύο, την άσκηση, τυχόν συναισθηματική αναστάτωση, επαφή με κατοικίδια ή αλλεργιογόνα της ατμόσφαιρας) και υποτροπιάζουσες πνευμονικές λοιμώξεις [75]. Μάλιστα, συριγμός και πόνος στο στήθος μπορεί να εμφανιστούν σε ποσοστό μεγαλύτερο του 1/5 των παιδιών με βρογχεκτασίες [76]. Στα κλινικά σημεία της νόσου, τα οποία συνήθως εμφανίζονται καθυστερημένα, περιλαμβάνονται ανωμαλίες του θωρακικού τοιχώματος, πληκτροδακτυλία, καθυστέρηση της σωματικής ανάπτυξης, ακροαστικά ευρήματα (π.χ. τρίζοντες ρόγχοι), ηπατοσπληνομεγαλία και εμφυσηματικοί πνεύμονες [75, 76]. Σε προχωρημένη νόσο μπορεί μάλιστα να παρουσιαστεί χρόνια υποξαιμία καθώς και σημεία πνευμονικής υπέρτασης. Οι παιδιατρικοί ασθενείς θα πρέπει να παραπέμπονται σε ειδικό για περαιτέρω διερεύνηση όταν παρουσιάζουν περισσότερα από 2 επεισόδια υγρού βήχα το χρόνο (διάρκειας > 4 εβδομάδες) με ανταπόκριση σε αντιβιοτικά φάρμακα και επίμονη ανάδειξη εντοπισμένων ή διάχυτων παθολογικών ευρημάτων σε ακτινογραφία θώρακα (ατελεκτασία, εμφύσημα ή πύκνωση, συχνότερα 99

απαντώμενα στον αριστερό κάτω πνευμονικό λοβό, τη γλωσσίδα και τον δεξιό μέσο πνευμονικό λοβό) [75]. Πάντως αξίζει να σημειωθεί πως τα ακτινολογικά κριτήρια για τους ενηλίκους δεν θεωρούνται τα πλέον κατάλληλα και για τα παιδιά. Συγκεκριμένα, ο καθορισμένος όρος των βρογχεκτασιών που παρουσιάστηκε ανωτέρω με βάση τα ακτινολογικά ευρήματα, από πολλούς δε θεωρείται δόκιμος για τα παιδιά για τους εξής λόγους: 1 ον ) η μορφολογία των αεραγωγών και των πνευμόνων μεταβάλλεται με την ηλικία, 2 ον ) τουλάχιστον 2 HRCT σαρώσεις απαιτούνται για να επιβεβαιώσουμε την αμετάβλητη διάταση των αεραγωγών και 3 ον ) HRCT σαρώσεις που διενεργούνται σε διαφορετική κλινική κατάσταση του ασθενούς αναδεικνύουν και διαφορετικά ευρήματα [75]. Οι βρογχεκτασίες μπορεί να συνιστούν διάγνωση από μόνες τους, ή να εμφανίζονται στα πλαίσια μιας άλλης νόσου. Τα αίτια των βρογχεκτασιών μπορεί να είναι ποικίλα, αλλά πιο συχνά σχετίζονται με προηγηθείσες ή υποτροπιάζουσες λοιμώξεις, κυστική ίνωση (το πιο συχνό αίτιο στα παιδιά) και εισρόφηση (π.χ. από ξένο σώμα). Στα συγγενή αίτια ανήκουν πέρα από την κυστική ίνωση (CF Cystic Fibrosis) η πρωτοπαθής δυσκινησία των κροσσών, η ανεπάρκεια της α1-αντιθρυψίνης, η βρογχομαλακία και η τραχειοβρογχομεγαλία [75]. Άλλα αίτια είναι ανοσοανεπάρκεια σχετιζόμενη με υπογαμμασφαιριναιμία, με λειτουργικές ανωμαλίες ουδετεροφίλων ή με HIV λοίμωξη, χρόνιες λοιμώξεις όπως φυματίωση, βρογχοπνευμονική ασπεργίλλωση (χαρακτηριστικός συνδυασμός περιφερικής ηωσινοφιλίας, κεντρικών βρογχεκτασιών και μετακινούμενων πυκνώσεων) [73] και μη φυματιώδεις μυκοβακτηριδιακές λοιμώξεις, πνευμονία από αδενοϊό, χρόνια 100

αποφρακτική πνευμονική νόσος, αποφρακτική βρογχιολίτιδα και συστηματικές διαταραχές (π.χ. αυτοάνοσα νοσήματα) [73, 75]. Σημειώνεται δε πως όταν υπάρχει ειδικό υπόστρωμα, π.χ. σύνδρομο δυσκινησίας κροσσών ή κυστική ίνωση, τότε οι βρογχεκτασίες αναπτύσσονται και στους άνω λοβούς όπου φυσιολογικά γίνεται εύκολη απομάκρυνση των εκκρίσεων λόγω βαρύτητας [73]. Καθώς μέχρι και σήμερα το στάδιο της εξέλιξης της νόσου κατά το οποίο πρωτοεμφανίζονται απεικονιστικά ευρήματα δεν είναι γνωστό, η διάγνωση μπορεί να διαλάθει σε παιδιά με συμπτώματα συμβατά με παρουσία βρογχεκτασικών αλλοιώσεων, αλλά με ταυτόχρονη απουσία χαρακτηριστικών ακτινολογικών ευρημάτων. Τα παιδιά αυτά, στα πλαίσια διερεύνησης του αιτίου, θα πρέπει να υποβάλονται σε καλλιέργεια των εκκρίσεων των αεραγωγών και σε σπιρομέτρηση (ηλικίες >6 ετών), σε βρογχοσκόπηση (π.χ. για ανίχνευση παρουσίας ξένου σώματος ή κατασκευαστικής ανωμαλίας των αεραγωγών), τεστ ιδρώτα (για κυστική ίνωση), έλεγχο φυματίωσης, κατάποση βαρίου κ.ά. [75]. Αντιβιοτικά φάρμακα θα πρέπει να χορηγούνται από το στόμα για περίπου 10 με 14 ημέρες σε οξέα επεισόδια λοίμωξης σύμφωνα με τα αποτελέσματα της καλλιέργειας των αναπνευστικών εκκρίσεων ή με βάση τη σοβαρότητα της κλινικής κατάστασης. Συνήθως αυτά καλύπτουν τους πιο κοινούς παθογόνους μικροοργανισμούς όπως S. pneumoniae, Moraxella catarrhalis και H. influenzae. Σε παιδιά με σοβαρή ή εμμένουσα συμπτωματολογία που δεν ανταποκρίνονται ικανοποιητικά στην από του στόματος χορήγηση φαρμάκων, αυτό που συστήνεται βιβλιογραφικά είναι νοσοκομειακή νοσηλεία προκειμένου να χορηγηθεί ενδοφλεβίως αντιβιοτική αγωγή σε μικρής διάρκειας κύκλους των 10 ως και 14 ημερών. Κάτι τέτοιο 101

οδηγεί όχι μόνο σε μείωση των συμπτωμάτων και των δεικτών φλεγμονής, αλλά και σε βελτίωση της ποιότητας ζωής. Αντίθετα, η μακράς διάρκειας χορήγηση αντιβιοτικής αγωγής (μέχρι και 12 μήνες) δεν έχει αποδειχθεί το ίδιο ωφέλιμη. Παρόλα αυτά, είθισται ακόμη και σήμερα να εφαρμόζεται παρατεταμένη χορήγηση μακρολιδών, ενώ αγωγή με αζειθρομυκίνη διάρκειας 6 36 μήνες σε ασθενείς με κυστική ίνωση αρχικά βελτιώνει τη λειτουργία των πνευμόνων και περιορίζει τη συχνότητα των εξάρσεων της νόσου. Ωστόσο τα οφέλη αυτά δεν είναι σταθερά, ενώ η ανάπτυξη αντοχής στα αντιβιοτικά φάρμακα εξακολουθεί να αποτελεί θέμα ανησυχίας. Επιπρόσθετα, μελέτες σχετικά με χρήση μακρολιδών σε ασθενείς με βρογχεκτασίες μη σχετιζόμενες με κυστική ίνωση παραμένουν περιορισμένες ακόμη και σήμερα. Ιδανικά τα αντιβιοτικά φάρμακα θα έπρεπε να συνταγογραφούνται σύμφωνα με την καλλιέργεια πτυέλων. Τα μικρά παιδιά όμως, όπως έχει ήδη επισημανθεί, δεν μπορούν να αποβάλουν πτύελα κι έτσι αν ένα παιδί παρουσιάζει βαρειά συμπτωματολογία ή δεν ανταποκρίνεται στην εμπειρική αντιβιοτική αγωγή, δείγμα από τους κατώτερους αεραγωγούς μπορεί να συλλεχθεί από το βρογχοκυψελιδικό έκπλυμα. Κορτικοστεροειδή, βρογχοδιασταλτικά και βλεννολυτικά φάρμακα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε μεμονωμένες περιπτώσεις, αλλά δε συνιστούν πάγια τακτική αντιμετώπισης. Φυσικοθεραπεία και σωματική άσκηση συστήνονται, η διατροφή θα πρέπει να βελτιώνεται, περιβαλλοντικοί ρύποι να αποφεύγονται (συμπεριλαμβάνεται και το παθητικό κάπνισμα) και να διενεργούνται κατάλληλοι εμβολιασμοί [75]. 102

Α Β Εικόνα 12. Εγκάρσιες τομές HRCT θώρακος με χρήση idose 4 επαναληπτικού αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας. Α) Χρόνια ατελεκτασία δεξιού μέσου λοβού και συνοδές κυστικές βρογχεκτασίες κατά Reid, ευρήματα γνωστά από προηγούμενη CT εξέταση θώρακος σε 10χρονο αγόρι με χρόνιο παραγωγικό βήχα. Β) Παρουσία αμφοτερόπλευρων κεντρικών βρογχεκτασιών σε κορίτσι 10 ετών. (Β Εργαστήριο Ακτινολογίας του Ε.Κ.Π.Α. Π.Γ.Ν. ΑΤΤΙΚΟΝ) Α Β Εικόνα 13. Εγκάρσιες τομές HRCT θώρακος με χρήση idose 4 επαναληπτικού αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας σε αγόρι 8 ετών με σύνδρομο Kartagener και λοίμωξη του κατώτερου αναπνευστικού. Α) Τομή στο ύψος της τρόπιδας. Εικόνα αναστροφής σπλάχνων με την ανιούσα αορτή να φέρεται αριστερά και την κατιούσα δεξιά. Β) Σε κατώτερη τομή 103

αναδεικνύεται χρόνιο πυκνοατελεκτατικό διήθημα με ουλορικνωτικού τύπου βρογχεκτασίες. (Β Εργαστήριο Ακτινολογίας του Ε.Κ.Π.Α. Π.Γ.Ν. ΑΤΤΙΚΟΝ) 6.3 Χρόνια πυώδης νόσος του πνεύμονα (CSLD) Ο όρος χρόνια πυώδης νόσος του πνεύμονα (CSLD Chronic Suppurative Lung Disease) χρησιμοποιείται για να περιγράψει την παθολογική αυτή κατάσταση κατά την οποία ο παιδιατρικός ασθενής παρουσιάζει κλινικά συμπτώματα αντίστοιχα με αυτά από παρουσία βρογχεκτασιών που περιγράφηκαν ανωτέρω, αλλά χωρίς τα χαρακτηριστικά ακτινολογικά ευρήματα της νόσου σε HRCT θώρακα. Κάτι τέτοιο προϋποθέτει αφενός ότι υπάρχει φυσική συνέχεια μεταξύ του δυνητικά αναστρέψιμου και του μη αναστρέψιμου τραυματισμού των αεραγωγών μετά από επαναλαμβανόμενες λοιμώξεις, και αφετέρου πως η επιθετική φαρμακευτική αντιμετώπιση των παιδιών με CSLD μπορεί να αποτρέψει την εμφάνιση βρογχεκτασιών. Στο σημείο αυτό πρέπει να καταστεί σαφές πως η αντιμετώπιση τόσο των βρογχεκτασιών όσο και της CSLD είναι ουσιαστικά η ίδια [72, 75, 76, 77]. Κύριο σύμπτωμα της CSLD συνιστά ο παρατεταμένος και έντονος υγρός βήχας. Αντίθετα, οι ενήλικοι ασθενείς με χρόνιο βήχα και παραγωγή πτυέλων χωρίς απεικονιστικές ενδείξεις βρογχεκτασιών από HRCT θώρακα μπορεί να έχουν χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια (COPD Chronic Obstructive Pulmonary Disease) ή χρόνια βρογχίτιδα. Επίσης, μερικά παιδιά με CSLD παρουσιάζονται με επαναλαμβανόμενη ή επίμονη πνευμονία (σε αντίθεση με 104

φυσιολογικά παιδιά που μπορεί να παρουσιάσουν ένα μεμονωμένο επεισόδιο πνευμονίας), με υποτροπιάζουσες ωτίτιδες ή παραρρινοκολπίτιδες [76]. 6.4 Παρατεταμένη βακτηριακή βρογχίτιδα (PBB) Μία παρόμοια αλλά ηπιότερη κατάσταση που απαντάται κυρίως σε μικρά παιδιά προσχολικής ηλικίας (<6 ετών) είναι η παρατεταμένη βακτηριακή βρογχίτιδα (PBB Protracted Bacterial Bronchitis). Ως PBB ορίζεται η μεμονωμένη μακροχρόνια (> 4 εβδομάδες) παρουσία υγρού βήχα επί απουσίας άλλης αιτιολογίας, η οποία υποχωρεί κατόπιν χορήγησης του κατάλληλου αντιβιοτικού φαρμάκου (συνηθέστερα χορήγηση αμοξυκιλλίνης κλαβουλανικού 90 mg/kg/ημέρα για 2 εβδομάδες) [72, 78]. Η διάγνωση της νόσου είναι αμιγώς κλινική και πολύ συχνά συγχέεται με άσθμα, αν και οι 2 αυτές καταστάσεις μπορεί να συνυπάρχουν [79]. Τα περισσότερα παιδιά με PBB αδυνατούν να αποβάλουν πτύελα. Έτσι, εφόσον βρογχοσκόπηση και βρογχοκυψελιδικό έκπλυμα λάβουν χώρα, αναδεικύονται ευρήματα βρογχίτιδας και πυώδεις ενδοβρογχικές εκκρίσεις. Παρά τη βιβλιογραφικά καταγεγραμμένη καλή πρόγνωση, οι υποτροπές της νόσου είναι αρκετά συχνές και εφόσον δεν υπάρχει ανταπόκριση κατόπιν χορήγησης κατάλληλης αντιβιοτικής αγωγής διάρκειας ακόμη και 4 εβδομάδων, το παιδί θα πρέπει να διερευνάται για άλλα αίτια χρόνιου υγρού βήχα όπως π.χ. οι βρογχεκτασίες [72, 79]. 105

6.5 Απεικονιστική διερεύνηση χρόνιου υγρού βήχα Αυτές οι 3 καταστάσεις που περιγράφηκαν ανωτέρω (βρογχεκτασίες, CSLD, PBB) αν και φαινομενικά συνιστούν διαφορετικές νοσολογικές οντότητες που χαρακτηρίζονται από την παρουσία χρόνιου υγρού - παραγωγικού βήχα, στην πραγματικότητα δεν αντιπροσωπεύουν παρά το ευρύ φάσμα των λοιμώξεων των αεραγωγών. Μάλιστα, σύμφωνα με όσα έχουν γραφτεί αν η PBB δεν αντιμετωπιστεί κατάλληλα και εγκαίρως, μπορεί να εξελιχθεί σε CSLD και αυτή με τη σειρά της σε ακτινολογικά εμφανείς βρογχεκτασίες [72]. Η βρογχοσκόπηση με εύκαμπτο βρογχοσκόπιο (FB Flexible Bronchoscopy) και η HRCT θώρακος συνιστούν τα 2 κύρια εργαλεία για την αξιολόγηση της μορφολογίας των αεραγωγών, είναι συμπληρωματικές μεταξύ τους εξετάσεις και παίζουν καθοριστικό ρόλο στη διάγνωση και την αντιμετώπιση ασθενών με χρόνιο υγρό βήχα. Τα κλινικά κριτήρια για διενέργεια βρογχοσκόπησης περιλαμβάνουν: α) υποτροπιάζουσες πνευμονίες (>2 επεισόδια) στον ίδιο πνευμονικό λοβό, β) αποκλεισμό παρουσίας ξένου σώματος όταν έχει προηγηθεί HRCT θώρακος που «εμπλέκει» συγκεκριμένο λοβό, γ) χρόνια (>3 μήνες) ατελεκτασία ενός ή περισσοτέρων πνευμονικών λοβών, όπως προκύπτει από προηγηθείσες ακτινογραφίες θώρακος, δ) προσδιορισμό της ανατομίας των αεραγωγών σε έδαφος υποτροπιαζόντων επεισοδίων εισρόφησης, ε) εκτίμηση του ανώτερου αναπνευστικού επί παρουσίας συριγμού και στ) κλινική εικόνα μη συμβατή με τα ευρήματα της HRCT θώρακος [80]. Οι αντίστοιχες ενδείξεις διενέργειας HRCT θώρακος σε παιδιά με χρόνιο υγρό βήχα έχουν περιγραφεί ανωτέρω. 106

Μεταξύ των δύο αυτών απεικονιστικών μεθόδων (FB, HRCT θώρακος) η βρογχοσκόπηση (FB) υπερέχει της HRCT στη μελέτη της ανατομίας και της δυναμικής των μεγάλων αεραγωγών, εντοπίζοντας τυχόν περιοχές με φλεγμονή του βλεννογόνου και παρέχοντας δείγματα για περαιτέρω διαγνωστικές μελέτες [81]. Η HRCT θώρακος από την άλλη μεριά, παρέχει πληροφορίες για την ανατομία των μικρών αεραγωγών και για το πνευμονικό παρέγχυμα [72]. Πιο συγκεκριμένα, η διάγνωση βρογχίτιδας με βάση την FB στηρίζεται σε παρουσία βλεννογονικών ανωμαλιών φλεγμονής (ερύθημα, εκκρίσεις και οίδημα), βρογχομαλακίας και αποφρακτικών βλαβών [80]. Ο Stradling στο βιβλίο του περιγράφει μια σειρά από βρογχοσκοπικά ευρήματα των αεραγωγών όπως: βρογχική μετατόπιση σχετιζόμενη με ατελεκτασία λοβού, βλεννογονικές ανωμαλίες (φλεγμονή, ατροφία βλεννογόνου, εκκρίσεις, αιμορραγία) και ευρήματα οξείας και χρόνιας βρογχίτιδας (τοιχωματική υπερτροφία, επιμήκεις αυλακώσεις, ερυθρότητα βλεννογόνου, αυξημένη αγγείωση) [82]. Τα βρογχοσκοπικά ευρήματα κατηγοριοποιούνται σε 5 τύπους σύμφωνα με την ταξινόμηση κατά Chang ως εξής: Τύπος Ι: βλεννογονική ανωμαλία/φλεγμονή μόνο Τύπος ΙΙ: βρογχομαλάκυνση Τύπος ΙΙΙ: αποφρακτικού τύπου βλάβη Τύπος ΙV: μαλάκυνση/συνδυασμός με αποφρακτικού τύπου βλάβη Τύπος V: χωρίς μακροσκοπική ανωμαλία [80] Αντίστοιχα, τα χαρακτηριστικά ακτινολογικά σημεία βρογχεκτασιών σε HRCT θώρακος είναι: α) η πάχυνση του τοιχώματος των βρόγχων, β) η 107

διεύρυνση του αυλού των βρόγχων (η εσωτερική διάμετρος του παθολογικού βρόγχου γίνεται μεγαλύτερη από τον παρακείμενο κλάδο της πνευμονικής αρτηρίας σε εγκάρσια διατομή), γ) γραμμοειδείς σκιάσεις παράλληλες μεταξύ τους («γραμμές τραμ») που αποτελούν τα 2 παχυσμένα τοιχώματα βρόγχων που τέμνονται επιμήκως προς το εγκάρσιο επίπεδο της HRCT θώρακος, δ) διατεταμένοι βρόγχοι πλήρεις υγρού, που απεικονίζονται σαν επιμήκεις δομές διακλαδιζόμενες σε σχήμα Τ ή Υ και στην περιφέρεια δημιουργούν εικόνα μπουμπουκιασμένου δέντρου (tree-in-bud), ενώ σε ορθογωνιακή απεικόνιση εμφανίζονται ως δακτυλιοειδείς σκιάσεις. Σημειώνεται δε πως οι βρογχεκτασίες συνιστούν το συχνότερο αίτιο απεικόνισης οζιδίων με διάταξη tree-in-bud [73]. Με βάση τα όσα αναφέρθηκαν ανωτέρω σχετικά με την απεικονιστική διερεύνηση του χρόνιου υγρού βήχα στα παιδιά, η βρογχοσκόπηση αν και αποτελεσματική στην ανάδειξη δομικών ανωμαλιών των αεραγωγών, δεν παύει να συνιστά επεμβατική μέθοδο που μπορεί να οδηγήσει σε παροδική επιδείνωση της αναπνευστικής λειτουργίας του παιδιατρικού ασθενούς. Από την άλλη μεριά, η απλή ακτινογραφία θώρακος αποτελεί μια μη επεμβατική απεικονιστική μέθοδο που επιφέρει σχετικά χαμηλή έκθεση του ασθενούς σε ιοντίζουσα ακτινοβολία, αλλά παρουσιάζει χαμηλή ευαισθησία ως προς τη διάγνωση των βρογχεκτασιών. Αντίθετα, η HRCT θώρακος είναι η πλέον κατάλληλη εξέταση για επιβεβαίωση της μη αναστρέψιμης διάτασης των βρόγχων και για τον προσδιορισμό της σοβαρότητας και της έκτασης της νόσου, αλλά εξακολουθεί να προκαλεί ανησυχία για την επακόλουθη υψηλή έκθεση των ασθενών σε ακτινοβολία και ειδικά των παιδιών που 108

παρουσιάζουν μεγαλύτερη ακτινοευαισθησία σε σχέση με τους ενηλίκους [75, 83]. 6.6 Βαθμολογικά συστήματα (scoring systems) CT θώρακος Τα συστήματα βαθμολόγησης αξονικής τομογραφίας θώρακος συνιστούν εργαλεία για περιγραφή των ανωμαλιών που μπορεί να παρατηρηθούν στις τομές που αποκτώνται από μια μονήρη CT σάρωση του θώρακα με ημιποσοτικό τρόπο. Ο Bhalla και οι συνεργάτες του είναι οι πρώτοι που δημοσίευσαν το 1991 ένα τέτοιο σύστημα βαθμολόγησης HRCT θώρακος για ασθενείς με κυστική ίνωση [84]. Έκτοτε, αρκετά άλλα, κυρίως τροποποιημένα, συστήματα βαθμολόγησης έχουν δημοσιευθεί [85, 86]. Σε όλα αυτά τα βαθμολογικά συστήματα κανείς μπορεί να αναγνωρίσει ποικίλες ανωμαλίες σε CT σαρώσεις και να προσδιορίσει τη σοβαρότητά τους. Σημαντικές ανωμαλίες που συνήθως συμπεριλαμβάνονται στην πλειονότητα αυτών των συστημάτων είναι: βρογχεκτασίες, πάχυνση του τοιχώματος των αεραγωγών, παρουσία βυσμάτων βλέννης και πνευμονικές παρεγχυματικές πυκνώσεις. Άλλες ανωμαλίες, όπως π.χ. μικροί όζοι, εικόνα μωσαϊκού, κοιλοποίηση, παγίδευση αέρα κατά την εκπνευστική φάση (Εικόνες 14, 15), συμπεριλαμβάνονται μόνο σε μερικά από αυτά τα συστήματα βαθμολόγησης [87]. Ειδικά στις πιο πρόσφατες CT μελέτες συμπεριλαμβάνονται και εικόνες σε εκπνοή, καθώς θεωρούνται ότι αντανακλούν νόσο των μικρών αεραγωγών που απαντάται στα αρχικά στάδια της πνευμονικής προσβολής από κυστική ίνωση [87, 88]. 109

Α Β ΕΙΣ ΕΚΠ Γ Δ ΕΙΣ ΕΚΠ Εικόνα 14. Εγκάρσιες τομές HRCT θώρακος σε εισπνευστική (ΕΙΣ) και εκπνευστική (ΕΚΠ) φάση. Εικόνα παγίδευσης αέρα. Α & Β) Αγόρι 6 ετών με ιστορικό χρονίου βήχα από έτους. Από τον έλεγχο σε εκπνευστική φάση παρατηρούνται περιοχές παγίδευσης αέρα. Γ & Δ) Σε κορίτσι 8 ετών με ανάλογο ιστορικό παρατηρείται η παρουσία περιοχών παγίδευσης αέρα κατά την εκπνευστική φάση της εξέτασης. (Β Εργαστήριο Ακτινολογίας του Ε.Κ.Π.Α. Π.Γ.Ν. ΑΤΤΙΚΟΝ) 110

Α Β ΕΙΣ ΕΚΠ Γ Εικόνα 15. Αγόρι 7 ετών με συμπτωματολογία άσθματος και αναφερόμενο ιστορικό συγγενούς λοβώδους εμφυσήματος αριστερού άνω πνευμονικού λοβού χειρουργηθέντος από 6ετίας. Α & Β) Παρατηρείται κατά την εκπνοή καθολικά μειωμένη πυκνότητα του αριστερού πνεύμονα σε σχέση με τον δεξιό (κυρίως στα ανώτερα πνευμονικά τμήματα), καθώς και μετατόπιση του μεσοθωρακίου προς τη μέση γραμμή και δεξιά. Ο συνδυασμός των ευρημάτων είναι συνηγορητικός παγίδευσης αέρα στον αριστερό πνεύμονα. Γ) Επίσης, κατά την εξέταση σε εισπνοή παρατηρείται μετατόπιση του μεσοθωρακίου προς τα αριστερά και παρουσία μικρών διηθημάτων ουλορικνωτικού τύπου καθώς και δίκην θαμβής υάλου, ευρήματα σχετιζόμενα με το προαναφερθέν χειρουργείο. (Β Εργαστήριο Ακτινολογίας του Ε.Κ.Π.Α. Π.Γ.Ν. ΑΤΤΙΚΟΝ) 111

Όσον αφορά στο πλέον γνωστό σύστημα βαθμολόγησης κατά Bhalla που αναφέρθηκε ανωτέρω, αυτό αξιολογεί: Τη σοβαρότητα των βρογχεκτασιών Τη σοβαρότητα των περιβρογχικών παχύνσεων Την έκταση των βρογχεκτασιών (αριθμός πνευμονικών τμημάτων) Την έκταση των βυσμάτων βλέννης (αριθμός πνευμονικών τμημάτων) Την παρουσία αποστημάτων ή κοιλοποίησης (αριθμός πνευμονικών τμημάτων) Τις γενεές βρόγχων που επηρεάζονται Την έκταση του εμφυσήματος Την παρουσία αερωδών κύστεων (bullae) Την παρουσία ατελεκτασίας ή πύκνωσης [84] Μια σημαντική διαφορά μεταξύ των διαφόρων συστημάτων βαθμολόγησης είναι ως προς τον τρόπο που οι διάφορες ανωμαλίες διαχωρίζονται (π.χ. τμηματική έναντι λοβιακής κατανομής βλάβης). Πέρα από τα βαθμολογικά συστήματα που στηρίζονται αποκλειστικά στις CT εικόνες, ένα σύνθετο σύστημα βαθμολόγησης έχει αναπτυχθεί που στηρίζεται τόσο στη CT όσο και στα ευρήματα των λειτουργικών δοκιμασιών των πνευμόνων (PFT pulmonary function test). Μέχρι σήμερα δεν έχει καθοριστεί ποιο σύστημα βαθμολόγησης είναι πιο ευαίσθητο στο να ανιχνεύει κλινικές μεταβολές. Από ορισμένους συγγραφείς πάντως έχει προταθεί ότι εκλεκτική βαθμολόγηση παρουσίας βύσματος βλέννης και/ή βρογχεκτασιών μπορεί να είναι το ίδιο 112

ευαίσθητη όσο και τα πιο σύνθετα βαθμολογικά συστήματα στην παρακολούθηση της πορείας της νόσου σε ασθενείς με κυστική ίνωση [87]. Τα συστήματα βαθμολόγησης έχουν αποδειχθεί ευαίσθητα στην ανίχνευση της σχετιζόμενης με κυστική ίνωση πρώιμης πνευμονικής νόσου και στην παρακολούθηση της εξέλιξής της. Επίσης τα βαθμολογικά συστήματα CT σάρωσης φαίνεται να παρουσιάζουν καλή συσχέτιση με αντίστοιχες βαθμολογήσεις από απλές ακτινογραφίες θώρακος ( Chrispin and Norman, Wisconsin, Brasfield κ.ά.), πνευμονικές λειτουργικές δοκιμασίες (PFTs) και κλινικά ευρήματα (π.χ. υψηλή CT βαθμολογία πιθανότατα σχετίζεται και με χειρότερη PFT). Επιπρόσθετα, έχει αποδειχθεί ότι οι CT βαθμολογήσεις βελτιώνονται μετά από χορήγηση θεραπείας για πνευμονική υποτροπή [87]. Σχετικά πρόσφατα μάλιστα, ο Brody και οι συνεργάτες του απέδειξαν πως η CT βαθμολόγηση μπορεί να προβλέψει τον κίνδυνο υποτροπής εντός 2 ετών από τη χρονική στιγμή διενέργειας της CT σάρωσης [89], ενώ με τη σειρά τους οι Davis et al. έδειξαν πως η σοβαρότητα της πνευμονικής φλεγμονής όπως καθορίζεται από το βρογχοκυψελιδικό έκπλυμα, σχετίζεται με τη σοβαρότητα της CT βαθμολόγησης για έναν δεδομένο πνευμονικό λοβό [90]. 113

Πίνακας 10. Παρουσίαση του βαθμολογικού συστήματος κατά Bhalla. Τα αποτελέσματα ταξινομούνται ως εξής: εξαιρετικά (excellent) όταν κυμαίνεται μεταξύ 21 25 μονάδες, καλά (good) μεταξύ 16 20 μονάδων, ήπια (mild) μεταξύ 11 15 μονάδων, μέτρια (moderate) μεταξύ 6 10 μονάδων και σοβαρά (serious) μεταξύ 0 5 μονάδων. 114

ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 115

1. ΣΚΟΠΟΣ Όπως έχει ήδη γίνει λόγος στην παρούσα διατριβή, παρότι η CT συνιστά ένα πολύτιμο εργαλείο στην καθημερινή κλινική πράξη, δεν παύει να εκφράζεται μέχρι σήμερα ιδιαίτερη ανησυχία σχετικά με την έκθεση του ασθενούς σε ακτινοβολία και την αύξηση του κινδύνου καρκινογένεσης μετά από υποβολή του σε επαναλαμβανόμενες ακτινολογικές απεικονιστικές εξετάσεις. Ειδικά ο παιδιατρικός πληθυσμός είναι ιδιαίτερα ευαίσθητος στις βλαβερές επιπτώσεις της ιοντίζουσας ακτινοβολίας. Συγκεκριμένα, τα παιδιά είναι αναπτυσσόμενοι οργανισμοί με μεγαλύτερο προσδόκιμο ζωής σε σχέση με τους ενηλίκους και άρα έχουν στατιστικά περισσότερες πιθανότητες να εκδηλώσουν κάποια στιγμή στο απώτερο μέλλον μορφή καρκίνου σχετιζόμενη με πρόσληψη ιοντίζουσας ακτινοβολίας. Δεδομένης λοιπόν αυτής της ιδιαιτερότητας του παιδιατρικού πληθυσμού, έχει πραγματικά ιδιαίτερη σημασία ο προσδιορισμός των κατάλληλων τιμών των στοιχείων της CT εξέτασης (kvp και mas) με ταυτόχρονη χρήση επαναληπτικού αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας, ώστε να εξασφαλίζεται σε κάθε ασθενή η ελάχιστη δυνατή δόση ιοντίζουσας ακτινοβολίας, χωρίς να παύει η εξέταση να είναι διαγνωστική. Σκοπός επομένως της παρούσας διατριβής είναι: Α) H βελτιστοποίηση του πρωτοκόλλου με τη χρήση επαναληπτικού αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας σε παιδιά που υποβάλλονται σε HRCT θώρακος για χρόνια πυώδη βρογχίτιδα στον υπολογιστικό τομογράφο 64 σειρών ανιχνευτών του Τμήματός μας 116

Β) Η σύγκριση της απορροφούμενης δόσης ακτινοβολίας με τη χρήση του FBP αλγορίθμου και του idose αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας. Μάλιστα, ο καθορισμός μέσω της παρούσας διδακτορικής διατριβής του κατάλληλου συνδυασμού παραμέτρων σάρωσης (kvp και mas) και επιπέδου ανακατασκευής idose 4 πιστεύεται ότι πέραν του ότι θα προσδώσει ένα άκρως ικανοποιητικό διαγνωστικό αποτέλεσμα για τον ακτινοδιαγνώστη ιατρό, θα αποτελέσει και ένα πολύτιμο εργαλείο στα χέρια του κλινικού ιατρού, που εξακολουθεί μέχρι και σήμερα να διατηρεί επιφυλάξεις ως προς την ευρεία χρήση της συγκεκριμένης απεικονιστικής εξέτασης (HRCT θώρακος) σε παιδιατρικούς ασθενείς με την εν λόγω κλινική οντότητα (χρόνια πυώδης βρογχίτιδα). 117

2. ΥΛΙΚΟ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ Η συγκεκριμένη μελέτη του Β Εργαστηρίου Ακτινολογίας του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών έχει εγκριθεί από την επιτροπή ηθικής δεοντολογίας του Πανεπιστημιακού Γενικού Νοσοκομείου «ΑΤΤΙΚΟΝ». 2.1 Πληθυσμός παιδιατρικών ασθενών Πραγματοποιήθηκε αναδρομική ανασκόπηση όλων των παιδιατρικών ασθενών προσχολικής, σχολικής, καθώς και πρώιμης εφηβικής ηλικίας 3 έως και 13 ετών που υποβλήθηκαν σε εξέταση HRCT θώρακος με την κλινική ένδειξη της χρόνιας πυώδους βρογχίτιδας τόσο πριν όσο και μετά την εγκατάσταση του idose 4 (Philips Healthcare, Cleveland, OH, USA) επαναληπτικού αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας στο Ακτινολογικό Εργαστήριο του νοσοκομείου μας (Β Εργαστήριο Ακτινολογίας Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών, Π.Γ.Ν. ΑΤΤΙΚΟΝ). Για λόγους ομοιογένειας των πληθυσμιακών δειγμάτων, τα παιδιά που συμπεριλήφθηκαν στην εν λόγω μελέτη χωρίστηκαν σε 2 κατηγορίες με βάση το ακριβές σωματικό τους βάρος (> 30kg, <30kg). Η κατηγοριοποίηση αυτή στηρίχτηκε σε δημοσιευμένους αναπτυξιακούς πίνακες, σύμφωνα με τους οποίους τα 30kg συνιστούν τον μέσο όρο σωματικού βάρους (Σ.Β.) για το επιλεγμένο ηλικιακό φάσμα παιδιατρικών ασθενών της συγκεκριμένης μελέτης [91]. Η πραγματοποιηθείσα αναδρομική μελέτη έδειξε πως ένα σύνολο 27 παιδιών υποβλήθηκε στην εν λόγω εξέταση στο τμήμα μας κατά το χρονικό διάστημα 2010 2012 με χρήση του συμβατικού αλγορίθμου ανακατασκευής 118

εικόνας FBP (FBP ομάδα ασθενών), εκ των οποίων 14 παιδιά είχαν ακριβές Σ.Β. <30kg και 13 παιδιά Σ.Β. >30kg. Μεταξύ αυτών των παιδιών, 22 παρουσίαζαν παρατεταμένο υγρό βήχα, εκ των οποίων 2 εμφάνισαν παθολογικά ευρήματα στην απλή ακτινογραφία θώρακος, και 5 παιδιά παρουσίαζαν επιπλέον υποτροπιάζουσες λοιμώξεις του κατώτερου αναπνευστικού συστήματος. Μετά την εγκατάσταση του idose 4 επαναληπτικού αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας στο Ακτινολογικό Εργαστήριο του νοσοκομείου μας 57 παιδιατρικοί ασθενείς της ίδιας ηλικιακής ομάδας υποβλήθηκαν σε HRCT θώρακος για χρόνια πυώδη βρογχίτιδα. Για τεχνικούς λόγους και κυρίως λόγω πλημμελούς συνεργασίας και πολλών αναπνευστικών τεχνικών σφαλμάτων 7 από αυτούς τους ασθενείς έπρεπε να αποκλεισθούν από την παρούσα μελέτη. Συνεπώς, ένα σύνολο 50 παιδιών συμπεριλήφθηκαν στην idose ομάδα ασθενών (29 με Σ.Β. <30kg και 16 με Σ.Β. >30kg), εκ των οποίων 43 παρουσίαζαν παρατεταμένο υγρό βήχα, 3 παιδιά παρουσίαζαν επιπρόσθετα υποτροπιάζουσες πνευμονίες, 1 παιδί σύνδρομο μέσου λοβού, 1 σύνδρομο δυσκινησίας κροσσών και 2 παρουσιάστηκαν με κλινική εικόνα άσθματος. Ο πίνακας 11 παρουσιάζει την ακριβή καταγραφή ηλικίας, φύλου και Σ.Β. για όλους τους παιδιατρικούς ασθενείς που συμμετείχαν στη συγκεκριμένη διδακτορική διατριβή. Σημειώνεται πως δεν υπήρχε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των χαρακτηριστικών (ηλικία, Σ.Β.) των 2 ομάδων ασθενών ανά κατηγορία Σ.Β. 119

Κατηγορία Σ.Β. Χαρακτηριστικά FBP ομάδα ασθενών idose ομάδα ασθενών P-value Ηλικία 6,21 ± 2,22 5,81 ± 1,38 0,574 <30kg Αριθμός ασθενών 14 32 - Άρεν/Θήλυ 9/5 16/16 - Σ.Β. (kg) 18,51 ± 5,01 20,83 ± 3,29 0,57 Ηλικία 9,23 ± 2,92 9,67 ± 2,52 0,66 >30kg Αριθμός ασθενών 13 18 - Άρεν/Θήλυ 9/4 11/7 - Σ.Β. (kg) 37 ± 8,41 39,3 ± 9,35 0,48 Πίνακας 11. Χαρακτηριστικά παιδιατρικών ασθενών για την FBP και την idose ομάδα. Επιπρόσθετα, για κάθε παιδιατρικό ασθενή ανεξαρτήτως του Σ.Β. του και του αν η εξέταση πραγματοποιήθηκε με ή χωρίς χρήση του idose υβριδικού επαναληπτικού αλγορίθμου, έγινε καταγραφή του ακριβούς ύψους του και της περιμέτρου θώρακος στο ύψος της ξιφοειδούς απόφυσης. Χρησιμοποιώντας το σωματικό βάρος και ύψος των ασθενών, προσδιορίστηκε ο Δείκτης Μάζας Σώματος (Body Mass Index BMI) και έγινε κατηγοριοποίηση των ασθενών σε ελλιποβαρείς, φυσιολογικούς, υπέρβαρους και παχύσαρκους ακολουθώντας δημοσιευμένους αναπτυξιακούς πίνακες (Εικόνα 16). 120

Εικόνα 16. BMI για αγόρια και κορίτσια ηλικίας 2 20 ετών. Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων (CDC - Centers for Disease Control & Prevention). (http://www.calculator.net/bmicalculator.html?ctype=metric&cage=6&csex=m&cheightfeet=5&cheightinch=10&cpound=160&cheight meter=120&ckg=20&printit=0&x=91&y=6) 121

Επιπλέον, προσδιορίστηκε βάση του σωματικού βάρους και ύψους η Περιοχή Επιφάνειας Σώματος (Body Surface Area BSA). Σημειώνεται πως το BSA ως δείκτης μεταβολικής μάζας θεωρείται καλύτερος από το σωματικό βάρος (Σ.Β) καθώς λαμβάνει υπόψιν το σύνολο του ανθρωπίνου σώματος και καλύτερος του BMI για την εκτίμηση της μεταβολικά ενεργής μάζας σώματος. Στην κλινική πράξη χρησιμοποιείται περισσότερο για τον καθορισμό της δοσολογίας φαρμάκων, κυρίως στα πλαίσια χημειοθεραπείας. Ενώ δεν υπάρχουν επίσημες κατηγορίες όπως συμβαίνει με το BMI, το ιδανικό BSA ανά ηλικία στους παιδιατρικούς ασθενείς και ανά φύλο στους ενηλίκους παρουσιάζεται στον πίνακα παρακάτω [93]. Μέση τιμή BSA (m 2 ) Νεογέννητο 0,25 παιδί 2 ετών 0,5 παιδί 9 ετών 1,07 παιδί 10 ετών 1,14 παιδί 12-13 ετών 1,33 Γυναίκες 1,6 Άνδρες 1,9 Πίνακας 12. Παρουσιάζεται η μέση τιμή BSA ανά ηλικία παιδιατρικού ασθενούς και ανά φύλο στους ενηλίκους. Το BSA του εκάστοτε ασθενούς 122

συγκρίνεται την αντίστοιχη ιδανική τιμή που παρουσιάζεται ανωτέρω ανά φύλο (ενήλικες) και ανά ηλικία (παιδιά). (http://www.difference between.info/difference-between-bmi-and-bsa) 2.2 Πρωτόκολλο εξέτασης Όλες οι εξετάσεις HRCT θώρακος πραγματοποιήθηκαν στον αξονικό τομογράφο 64-σειρών ανιχνευτών του Β Εργαστηρίου Ακτινολογίας του Π.Γ.Ν. ΑΤΤΙΚΟΝ (Brilliance, Philips Healthcare, Cleveland, OH). Στην FBP ομάδα ασθενών η σάρωση πραγματοποιήθηκε με τάση 80kVp και γινόμενο ρεύματος λυχνίας χρόνου 120-220mAs για παιδιά <30kg ή με 120kVp και 60-120mAs για παιδιά >30kg. Αντίστοιχα, στην idose ομάδα η σάρωση πραγματοποιήθηκε με τα ίδια kvp ανά κατηγορία Σ.Β. αλλά με μειωμένα τα mas. Η συντηρητική πολιτική που ακολουθήθηκε ως προς τη μείωση των mas στην idose ομάδα βασίστηκε στις οδηγίες της κατασκευαστικής εταιρείας και σε πραγματοποιηθείσες μετρήσεις σε phantom στο Ακτινολογικό Εργαστήριο του Νοσοκομείου μας [92]. Πιο συγκεκριμένα, οι εξετάσεις διενεργήθηκαν χρησιμοποιώντας 80kVp και 40-50mAs για παιδιά <30kg ή χρησιμοποιώντας 120kVp και 20-30mAs για παιδιά >30kg, με όλα τα επίπεδα idose ανακατασκευής (idose levels 1 7) αλλά και με χρήση του FBP αλγορίθμου, προκειμένου να διεξάγουμε ασφαλή συμπεράσματα ως προς τον κατάλληλο συνδυασμό kvp, mas και επιπέδου idose για τις 2 κατηγορίες Σ.Β (<30kg και >30kg). Όλες οι εξετάσεις και για τις 2 ομάδες ασθενών (FBP και idose) πραγματοποιήθηκαν χωρίς εφαρμογή του συστήματος αυτόματου ελέγχου 123

έκθεσης (AEC). Για την προστασία των γεννητικών οργάνων των παιδιατρικών ασθενών τοποθετήθηκε ειδική ποδιά μολύβδου στην εν λόγω περιοχή πριν την διενέργεια της εκάστοτε εξέτασης. Και στις 2 ομάδες τομές υψηλής ευκρίνειας πάχους 1,25mm διενεργήθηκαν με εγκάρσια σάρωση κάθε 1cm από τις πνευμονικές βάσεις ως και τις πνευμονικές κορυφές κατά την εισπνευστική φάση, ενώ περιορισμένος αριθμός (3 4) ενδεικτικών HRCT τομών πραγματοποιήθηκαν και κατά την εκπνοή στο άνω, μέσο και κάτω πνευμονικό πεδίο αντίστοιχα χρησιμοποιώντας τον ίδιο εξοπλισμό και την ίδια τοποθέτηση του παιδιατρικού ασθενούς στο εξεταστικό τραπέζι (ύπτια θέση, με τα χέρια ανυψωμένα πάνω από το κεφάλι). Επιπρόσθετα, και για τις 2 ομάδες ασθενών χρησιμοποιήθηκε το ίδιο πάχος ακτινικής δέσμης (64 x 0.625mm), ο ίδιος χρόνος περιστροφής gantry (0,5sec) και το ίδιο φίλτρο (sharp filter, YC). Ο πίνακας 13 παραθέτει συνοπτικά τις παραμέτρους του πρωτοκόλλου σάρωσης, που παρουσιάστηκαν αναλυτικά ανωτέρω. 124

Πρωτόκολλο κανονικής δόσης με FBP Πρωτόκολλο μειωμένης δόσης με idose Εξοπλισμός CT Brilliance 64, Philips Healthcare, Cleveland, OH CT Brilliance 64, Philips Healthcare, Cleveland, OH Πάχος ακτινικής 64 x 0.625mm 64 x 0.625mm δέσμης Τάση λυχνίας (kvp) 80 kvp για Σ.Β. <30kg 80 kvp για Σ.Β. <30kg 120kVp για Σ.Β. >30kg 120kVp για Σ.Β. >30kg Ρεύμα λυχνίας (mas) 120-220mAs για <30kg 40-50mAs για <30kg 60-120mAs για >30kg 20-30mAs για >30kg Χρόνος περιστροφής (sec) 0,5sec 0,5sec Πάχος τομής (mm) 1,25mm 1,25mm Αλγόριθμος ανακατασκευής FBP FBP & idose levels 1-7 Πίνακας 13. Παράμετροι HRCT σάρωσης για την FBP και την idose ομάδα παιδιατρικών ασθενών. 125

2.3 Καταγραφή της προσλαμβανόμενης δόσης ιοντίζουσας ακτινοβολίας Ο ογκομετρικός δείκτης αξονικής τομογραφίας CTDIvol (volumetric Computed Tomography Dose Index) και το γινόμενο δόσης μήκους σάρωσης (DLP) που απεικονίζονται στην οθόνη του υπολογιστικού συστήματος του αξονικού τομογράφου 64 σειρών ανιχνευτών του τμήματός μας χρησιμοποιήθηκαν για να εκτιμήσουμε και να συγκρίνουμε την έκθεση σε ιοντίζουσα ακτινοβολία μεταξύ των 2 ομάδων παιδιατρικών ασθενών. Προκειμένου να προσδιορίσουμε την ενεργό δόση (effective dose ED) το DLP πολλαπλασιάστηκε με έναν κατάλληλα κανονικοποιημένο παράγοντα (k=msv mgy-1 cm-1) ο οποίος εξαρτάται από την περιοχή σάρωσης (στην προκειμένη περίπτωση περιοχή σάρωσης είναι ο θώρακας), την ηλικία του ασθενούς (νεογέννητο, 1 έτους, 5 ετών, 10 ετών) και τα επιλεγμένα kv της εκάστοτε εξέτασης (80 ή 120kV) σύμφωνα με τη Διεθνή Επιτροπή Ακτινολογικής Προστασίας (ICRP publication 103). Επίσης, πραγματοποιήθηκε υπολογισμός του παράγοντα SSDE (Size-Specific Dose Estimates) λαμβάνοντας υπόψιν διορθώσεις βασισμένες στο μέγεθος του εκάστοτε παιδιατρικού ασθενούς και ειδικότερα την προσθιοπίσθια (anteroposterior AP) και την εγκάρσια διάμετρό (lateral LAT) του μέσω CT εικόνων στο ύψος της ξιφοειδούς απόφυσης. 2.4 Υποκειμενική αξιολόγηση της ποιότητας της εικόνας Η υποκειμενική ποιότητα εικόνας των παιδιατρικών HRCT εξετάσεων που πραγματοποιήθηκαν τόσο με το FBP όσο και με το idose πρωτόκολλο 126

αξιολογήθηκε ανεξάρτητα από 2 ακτινολόγους με μεγάλη εμπειρία στην απεικόνιση του παιδιατρικού θώρακα (Ε.Α. με 23 χρόνια εμπειρίας και Α.Μ. με 9 χρόνια εμπειρίας αντίστοιχα). Οι 2 βαθμολογητές εργάστηκαν ανεξάρτητα μεταξύ τους, χωρίς να γνωρίζει ο ένας τη βαθμολογία του άλλου και χωρίς να γνωρίζει ποιο είναι το επίπεδο ανακατασκευής που βαθμολογεί κάθε φορά. Η αξιολόγηση πραγματοποιήθηκε ως προς το θόρυβο (noise), την ευκρίνεια των δομών (sharpness), την αντίθεση της εικόνας (contrast) και τη διαγνωστική εμπιστοσύνη (diagnostic confidence), με τη χρήση μιας πενταβάθμιας κλίμακας αξιολόγησης, σύμφωνα με την οποία βαθμός ίσος με 1 δίνεται για άριστη ποιότητα εικόνας και βαθμός ίσος με 5 για πολύ κακή (μη αποδεκτή) εικόνα. Αξιολογήθηκε επίσης τυχόν παρουσία τεχνικών σφαλμάτων (artifacts), π.χ. αναπνευστικά, μεταλλικά τεχνικά σφάλματα, τεχνικά σφάλματα σχετιζόμενα με τη χρήση επαναληπτικού αλγορίθμου ανακατασκευής εικόνας ( κηλιδώδης, ψηφιοποιημένη ή πλαστικοποιημένη υφή της εικόνας εξέτασης), τα οποία να επηρεάζουν τη διάγνωση ενώ τέλος, η γενική ποιότητα της εικόνας (overall quality) διαμορφώθηκε από τον μέσο όρο θορύβου, ευκρίνειας και αντίθεσης της εικόνας. Η πενταβάθμια κλίμακα αξιολόγησης παρουσιάζεται ακριβώς παρακάτω στον πίνακα 14. 127

Θόρυβος Ευκρίνεια Αντίθεση Διαγνωστική εμπιστοσύνη 1 χωρίς θόρυβο άριστη ευκρίνεια δομών άριστη αντίθεση άριστη 2 Ελάχιστος καλή ευκρίνεια δομών πολύ καλή αντίθεση καλή 3 μέτριος, δεν επηρεάζει τη διάγνωση αποδεκτή ευκρίνεια αποδεκτή αντίθεση μέτρια 4 επηρεάζει τη διάγνωση δυσκολία στη διάκριση των δομών φτωχή αντίθεση υπό του μετρίου 5 μη αποδεκτός μη αποδεκτή μη αποδεκτή μη αποδεκτή Πίνακας 14. Πενταβάθμια κλίμακα υποκειμενικής αξιολόγησης της ποιότητας της εικόνας. 2.5 Αντικειμενική αξιολόγηση της ποιότητας της εικόνας Η αντικειμενική αξιολόγηση της ποιότητας της εικόνας πραγματοποιήθηκε με την τοποθέτηση κυκλικής περιοχής ενδιαφέροντος (Region of Interest, ROI) 40mm 2 στη μεσότητα της κατιούσας θωρακικής αορτής (αποφεύγοντας το τοίχωμα αυτής για λόγους ομοιογένειας) και σε 3 μυϊκές ομάδες (παρασπονδυλικοί μύες, πλατύς ραχιαίος, υπακάνθιος μυς) στο ύψος της 128

τρόπιδας, για όλες τις παιδιατρικές εξετάσεις HRCT θώρακος (με πρωτόκολλο τόσο idose όσο και FBP) και σε όλα τα επίπεδα ανακατασκευής idose (Εικόνα 17). Η επιλογή των κυκλικών ROIs έγινε με βάση τις πλέον χρησιμοποιούμενες περιοχές ενδιαφέροντος στην υπάρχουσα βιβλιογραφία [94, 95], ενώ κρίθηκε και σκόπιμο οι επιλεχθείσες περιοχές να είναι ομοιογενείς και να είναι αυστηρά εντοπισμένες στο ίδιο σημείο σε όλους τους παιδιατρικούς ασθενείς. Άλλες σπανιότερα επιλεχθείσες περιοχές ενδιαφέροντος βιβλιογραφικά όπως η ανιούσα θωρακική αορτή [96], υποδόριο λίπος στο πρόσθιο θωρακικό τοίχωμα και στις μασχαλιαίες χώρες [97], καθώς και ο αυλός της τραχείας [98] δεν επιλέχθηκαν στην εν λόγω μελέτη είτε γιατί θεωρήθηκαν ανομοιογενείς και όχι σταθερά εντοπισμένες στο ίδιο σημείο για όλους τους ασθενείς (πχ. υποδόριο λίπος), είτε γιατί ήταν περιοχές μικρού εύρους (π.χ. αυλός τραχείας), είτε τέλος γιατί θεωρήθηκαν περιοχές με αυξημένα τεχνικά σφάλματα (π.χ. ανιούσα αορτή). Ο θόρυβος αξιολογήθηκε αντικειμενικά ως η σταθερή απόκλιση (SD) της τιμής εξασθένισης (CT attenuation) σε μονάδες Hounsfield (H.U.) στην εκάστοτε περιοχή ενδιαφέροντος. Αντικειμενική αξιολόγηση της ποιότητας της εικόνας πραγματοποιήθηκε επίσης και με τον υπολογισμό του λόγου σήματος προς θόρυβο (Signal-to-Noise Ratio, SNR) και για τις 2 κατηγορίες Σ.Β. ασθενών. Σημειώνεται πως υπολογισμός του λόγου αντίθεσης προς θόρυβο (Contrast-to-Noise Ratio, CNR) δεν πραγματοποιήθηκε στην εν λόγω διατριβή λόγω του ότι οι επιλεχθείσες κυκλικές περιοχές ενδιαφέροντος (ROIs) δεν παρουσίαζαν μεταξύ τους σημαντική διαφορά στο CT number, οπότε τα αποτελέσματα θα ήταν μη αξιολογήσιμα. 129

2.6 Στατιστική ανάλυση Όλα τα δεδομένα παρουσιάζονται στους πίνακες ως μέση τιμή ± σταθερή απόκλιση (SD). Για τη στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων (έκθεση σε ιοντίζουσα ακτινοβολία, υποκειμενική ποιότητα εικόνας και αντικειμενικός θόρυβος) χρησιμοποιήθηκε t-test Ανεξαρτήτων Δειγμάτων (Independent Samples t-test) και το λογισμικό σύστημα Superior Performance Software System (SPSS, v 21.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Όσον αφορά στην υποκειμενική αξιολόγηση της ποιότητας εικόνας, ο βαθμός βαθμολογικής ταύτισης μεταξύ των 2 παρατηρητών (ακτινοδιαγνώστες ιατροί) αξιολογήθηκε και αυτός με χρήση του λογισμικού συστήματος SPSS με τη βοήθεια του kappa (k) test, όπου k < 0.20 υποδηλώνει φτωχή συμφωνία, k = 0,20 0,40 μικρή, k = 0,41 0,60 μέτρια, k = 0,61 0,80 καλή και k = 0,81 1,0 σχεδόν τέλεια συμφωνία μεταξύ των παρατηρητών [99. 100]. Επιπρόσθετα, αξιολογήθηκε τυχόν συσχέτιση μεταξύ της δόσης της προσλαμβανόμενης ιοντίζουσας ακτινοβολίας (E.D. SSDE) και σωματομετρικών παραμέτρων όπως το σωματικό βάρος του ασθενούς (Σ.Β.), το BMI, το BSA και η περίμετρος θώρακος του ασθενούς με βάση τον συντελεστή συσχέτισης του Spearman (rs), όπου rs = 0,00-0,19 αντιστοιχεί σε πολύ φτωχή συσχέτιση, rs = 0,2 0,39 σε φτωχή συσχέτιση, rs = 0,4 0,59 σε μέτρια συσχέτιση, rs = 0,6 0,79 σε ισχυρή συσχέτιση και rs = 0,8 1 σε πολύ ισχυρή συσχέτιση [101]. Κατά τη διενέργεια στατιστικής ανάλυσης P-value μικρότερο από 0,05 θεωρήθηκε ότι υποδηλώνει στατιστική σημαντικότητα. 130

Α Β Γ Εικόνα 17. Ενδεικτικές εγκάρσιες τομές HRCT στο ύψος της τρόπιδας στον ίδιο παιδιατρικό ασθενή χρησιμοποιώντας Α) idose 2, Β) idose 4 και Γ) idose 6 επίπεδο ανακατασκευής εικόνας αντίστοιχα. Η αντικειμενική αξιολόγηση της ποιότητας της εικόνας πραγματοποιήθηκε με τοποθέτηση ROI 40mm 2 στη μεσότητα της κατιούσας θωρακικής αορτής και σε 3 μυϊκές ομάδες (παρασπονδυλικοί μύες, πλατύς ραχιαίος, υπακάνθιος μυς). Στις εν λόγω τομές απεικονίζεται προοδευτική μείωση του θορύβου στην περιοχή της κατιούσας θωρακικής αορτής. 131