Optimization of Radiation Dose and Image Quality in Musculoskeletal CT: Emphasis on Iterative Reconstruction Techniques (Part 1).

Computed tomography (CT) is a modality of choice for the study of the musculoskeletal system for various indications including the study of bone, calcifications, internal derangements of joints (with CT arthrography), as well as periprosthetic complications. However, CT remains intrinsically limited by the fact that it exposes patients to ionizing radiation. Scanning protocols need to be optimized to achieve diagnostic image quality at the lowest radiation dose possible. In this optimization process, the radiologist needs to be familiar with the parameters used to quantify radiation dose and image quality. CT imaging of the musculoskeletal system has certain specificities including the focus on high-contrast objects (i.e., in CT of bone or CT arthrography). These characteristics need to be taken into account when defining a strategy to optimize dose and when choosing the best combination of scanning parameters. In the first part of this review, we present the parameters used for the evaluation and quantification of radiation dose and image quality. In the second part, we discuss different strategies to optimize radiation dose and image quality at CT, with a focus on the musculoskeletal system and the use of novel iterative reconstruction techniques.

L'utilisation des anticoagulants oraux directs chez les patients âgés : les limites de la médecine fondée sur les preuves [The use of the new direct oral anticoagulants among older subjects: The limits of the evidence-based medicine?].

The growing use of direct oral anticoagulants, in particular among older subjects, raises questions about the limits of the evidence-based medicine. The phase III studies that have validated the efficacy and the safety profile of these molecules (dabigatran, rivaroxaban, apixaban, edoxaban) in their both indications, the venous thromboembolic disease and the non-valvular atrial fibrillation raise concerns in four major fields: the financial support of pharmaceutical companies, the links of interest for many authors with the industry, the study design (exclusively non-inferiority studies), and the poor representativeness of the older subjects included. All these points are discussed, using data of sub-groups studies, post-marketing studies and recent meta-analysis. The lack of data for the very old subjects, with frailty or comorbidities, remains the main concern from these phase III studies.

Análise comparativa dos histogramas de dose e volume entre planejamentos tridimensionais conformados e convencionais não conformados na radioterapia do câncer de próstata

OBJETIVO: Analisar, comparativamente, doses de radiação em volumes alvos e órgãos de risco entre planejamentos conformados e não conformados em pacientes com câncer de próstata. MATERIAIS E MÉTODOS: No presente trabalho foram analisados planejamentos de 40 pacientes portadores de câncer de próstata. Foram realizados planejamentos conformados, não conformados isocêntricos e não conformados utilizando a distância fonte-superfície, simulados para cada caso, para comparação das doses em volumes alvos e órgãos de risco. Para a comparação foram analisados os histogramas de dose e volume para volumes alvos e órgãos de risco. RESULTADOS: As medianas das doses foram significativamente menores no planejamento conformado analisando-se os seguintes volumes no reto: 25%, 40% e 60%. As medianas das doses foram significativamente menores no planejamento conformado analisando-se os seguintes volumes na bexiga: 30% e 60%. As doses medianas foram significativamente menores no planejamento conformado analisando-se as articulações coxofemorais direita e esquerda. As doses máximas, médias e medianas no volume alvo clínico e no volume alvo planejado foram significativamente maiores no planejamento conformado. CONCLUSÃO: O presente estudo demonstrou que por meio do planejamento conformado em pacientes com câncer de próstata é possível entregar doses maiores no volume alvo e doses menores em órgãos de risco.

Avaliação da dose no reto em pacientes submetidas a braquiterapia de alta taxa de dose para o tratamento do câncer do colo uterino

OBJETIVO: O objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema dosimétrico termoluminescente capaz de avaliar as doses administradas ao reto de pacientes submetidas a braquiterapia de alta taxa de dose para o tratamento do câncer do colo uterino. MATERIAIS E MÉTODOS: O material termoluminescente utilizado para a avaliação da dose no reto foi o LiF:Mg,Ti,Na na forma de pó. O pó foi separado em pequenas porções de 34 mg, que foram acomodadas em um tubo capilar. Este tubo foi colocado em uma sonda retal, que era introduzida no reto da paciente. RESULTADOS: As doses administradas ao reto de seis pacientes submetidas a braquiterapia de alta taxa de dose para o tratamento do câncer do colo uterino foram avaliadas com dosímetros termoluminescentes e apresentaram boa concordância com os valores planejados, com base em duas radiografias ortogonais da paciente, imagens ântero-posterior e lateral. CONCLUSÃO: O sistema de dosimetria termoluminescente utilizado no presente trabalho é simples e de fácil utilização quando comparado a outros métodos de dosimetria do reto. Ele mostrou-se eficiente na avaliação da dose no reto de pacientes submetidas a braquiterapia de alta taxa de dose para o tratamento do câncer do colo uterino.

Estudo comparativo da qualidade de imagem dos modos de aquisição da PET: validação de um protocolo para reduzir a dose de radiação

OBJETIVO: O presente experimento visa a validar um protocolo de aquisição em 3D na tomografia por emissão de pósitrons, em substituição ao modo 2D, de forma a reduzir a dose de radiação nos pacientes, sem perda da qualidade de imagens. MATERIAIS E MÉTODOS: Foram realizadas 27 simulações em equipamento Discovery ST, nos modos 2D com quatro minutos de aquisição e 3D com dois e quatro minutos. Utilizou-se um simulador do protocolo da National Electrical Manufacturers Association. No interior deste simulador estão inseridas seis esferas com diferentes diâmetros para a determinação da qualidade de imagem. As aquisições foram comparadas por três médicos nucleares, sem que eles identificassem o modo de aquisição. Cada observador atribuiu o valor igual a 1 quando alguma esfera não foi identificada ou valor 2 para esferas visíveis. RESULTADOS: A análise qualitativa pelo kappa generalizado demonstrou que a frequência de esferas visíveis foi maior no modo 3D com quatro minutos (85%) e a porcentagem de concordância também foi maior (88,9%), com kappa generalizado = 0,725 [0,507;0,942]. CONCLUSÃO: O modo 3D com quatro minutos de aquisição e com menores atividades de FDG-18F pode ser utilizado em pacientes com biótipo equivalente ao simulador, sem perda de qualidade de imagem.

Optimization of Radiation Dose and Image Quality in Musculoskeletal CT: Emphasis on Iterative Reconstruction Techniques (Part 2).

Computed tomography (CT) is a modality of choice for the study of the musculoskeletal system for various indications including the study of bone, calcifications, internal derangements of joints (with CT arthrography), as well as periprosthetic complications. However, CT remains intrinsically limited by the fact that it exposes patients to ionizing radiation. Scanning protocols need to be optimized to achieve diagnostic image quality at the lowest radiation dose possible. In this optimization process, the radiologist needs to be familiar with the parameters used to quantify radiation dose and image quality. CT imaging of the musculoskeletal system has certain specificities including the focus on high-contrast objects (i.e., in CT of bone or CT arthrography). These characteristics need to be taken into account when defining a strategy to optimize dose and when choosing the best combination of scanning parameters. In the first part of this review, we present the parameters used for the evaluation and quantification of radiation dose and image quality. In the second part, we discuss different strategies to optimize radiation dose and image quality of CT, with a focus on the musculoskeletal system and the use of novel iterative reconstruction techniques.

Radiothérapie « flash » à très haut débit de dose : un moyen d'augmenter l'indice thérapeutique par minimisation des dommages aux tissus sains [Ultrahigh dose-rate, "flash" irradiation minimizes the side-effects of radiotherapy].

PURPOSE: Pencil beam scanning and filter free techniques may involve dose-rates considerably higher than those used in conventional external-beam radiotherapy. Our purpose was to investigate normal tissue and tumour responses in vivo to short pulses of radiation. MATERIAL AND METHODS: C57BL/6J mice were exposed to bilateral thorax irradiation using pulsed (at least 40Gy/s, flash) or conventional dose-rate irradiation (0.03Gy/s or less) in single dose. Immunohistochemical and histological methods were used to compare early radio-induced apoptosis and the development of lung fibrosis in the two situations. The response of two human (HBCx-12A, HEp-2) tumour xenografts in nude mice and one syngeneic, orthotopic lung carcinoma in C57BL/6J mice (TC-1 Luc+), was monitored in both radiation modes. RESULTS: A 17Gy conventional irradiation induced pulmonary fibrosis and activation of the TGF-beta cascade in 100% of the animals 24-36 weeks post-treatment, as expected, whereas no animal developed complications below 23Gy flash irradiation, and a 30Gy flash irradiation was required to induce the same extent of fibrosis as 17Gy conventional irradiation. Cutaneous lesions were also reduced in severity. Flash irradiation protected vascular and bronchial smooth muscle cells as well as epithelial cells of bronchi against acute apoptosis as shown by analysis of caspase-3 activation and TUNEL staining. In contrast, the antitumour effectiveness of flash irradiation was maintained and not different from that of conventional irradiation. CONCLUSION: Flash irradiation shifted by a large factor the threshold dose required to initiate lung fibrosis without loss of the antitumour efficiency, suggesting that the method might be used to advantage to minimize the complications of radiotherapy.

Indications et limites de la thoracoscopie en 1994. [Indications and limits of thracoscopy in 1994.]

Reléguée au rang de moyen diagnostique occasionnel avec l'avènement de la streptomycine dès 1945, la thoracoscopie a repris depuis trois à cinq ans un rôle prépondérant dans l'armement du chirurgien thoracique, comme moyen diagnostique et surtout comme outil thérapeutique. Dans cet article, nous faisons le point quant à la place actuelle de la thoracoscopie face aux différentes pathologies thoraciques, pulmonaires, médiastinales et oesophagiennes. Dans certaines indications (pneumothorax, infiltrats pulmonaires diffus, nodule pulmonaire isolé), cette technique en pleine expansion a déjà clairement démontré sa supériorité. Dans d'autres cas, en particulier dans les affections néoplasiques, son application est encore le sujet de controverses.

Braquiterapia endobrônquica de alta taxa de dose: estudo dosimétrico

OBJETIVO: Avaliar a distribuição de dose em diferentes situações de braquiterapia endobrônquica de alta taxa de dose, com foco principalmente nos volumes de altas doses, e tentar definir situações de melhor ou pior distribuição de dose que possam servir de guia na prática clínica. MATERIAIS E MÉTODOS: Estudo teórico, simulando braquiterapia endobrônquica de alta taxa de dose utilizando dois cateteres, com variação da extensão de carregamento, angulação entre os cateteres, profundidade de cálculo e o intervalo entre as paradas da fonte. Com prescrição de 7,5 Gy, foram calculados os volumes englobados pelas isodoses correspondentes a 100%, 150% e 200% da dose prescrita (V100, V150 e V200, respectivamente) e as razões V150/V100 e V200/V100. RESULTADOS: Os volumes aumentaram com o aumento da extensão de carregamento dos cateteres, profundidade de cálculo e angulação, com tendência a um aumento proporcionalmente menor para angulações maiores. As relações V150/V100 e V200/V100 foram, em geral, homogêneas, ao redor de 0,50 e 0,30, respectivamente. CONCLUSÃO: A distribuição de dose na situação considerada padrão é em geral adequada. Nenhum parâmetro específico que pudesse ser relacionado à maior toxicidade foi identificado. Recomendamos uma avaliação rápida da qualidade do implante por meio da análise das relações V150/V100 e V200/V100.

Influência da dependência energética de dosímetros termoluminescentes na medida da dose na entrada da pele em procedimentos radiográficos

OBJETIVO: O objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência da dependência energética de materiais termoluminescentes na determinação da dose na entrada da pele de pacientes submetidos a exames radiográficos (radiologia geral, mamografia e radiologia odontológica). MATERIAIS E MÉTODOS: Três diferentes materiais termoluminescentes foram utilizados: LiF:Mg,Ti, LiF:Mg,Cu,P e CaSO4:Dy. Estes materiais foram expostos a fontes padronizadas de radiação X e gama, e a feixes clínicos de raios X. RESULTADOS: As curvas de calibração e de dependência energética foram obtidas. Todos os materiais apresentaram resposta linear em função do kerma no ar. Com relação à dependência energética, as amostras de CaSO4:Dy e LiF:Mg,Ti mostraram maior variação da resposta termoluminescente em função da energia efetiva do feixe de radiação. CONCLUSÃO: Os materiais testados mostraram desempenho adequado para a detecção da radiação X em feixes padronizados e clínicos. Embora as amostras de CaSO4:Dy e LiF:Mg,Ti apresentem dependência energética significativa no intervalo de energia considerado, este materiais podem ser utilizados para medição da dose de entrada na pele se fatores de correção apropriados forem utilizados.

Redução de incertezas em radioterapia utilizando simulação Monte Carlo: análise espectral aplicada à correção de dose absorvida

OBJETIVO: Determinar, por simulação Monte Carlo, os espectros de feixes de cobaltoterapia em profundidade na água e fatores de correção para doses absorvidas em dosímetros termoluminescentes de fluoreto de lítio. MATERIAIS E MÉTODOS: As simulações dos espectros secundários da fonte clínica de cobalto-60 foram realizadas com o código Monte Carlo PENELOPE, em diversas profundidades na água. Medidas experimentais de dose profunda foram obtidas com dosímetros termoluminescentes e câmara de ionização em condições de referência em radioterapia. Os fatores de correção para os dosímetros termoluminescentes foram obtidos através da razão entre as absorções relativas ao espectro de baixa energia e ao espectro total. RESULTADOS: A análise espectral em profundidade revelou a existência de espectros secundários de baixa energia responsáveis por uma parcela significativa da deposição de dose. Foram observadas discrepâncias de 3,2% nas doses medidas experimentalmente com a câmara de ionização e com os dosímetros termoluminescentes. O uso dos fatores de correção nessas medidas permitiu diminuir a discrepância entre as doses absorvidas para, no máximo, 0,3%. CONCLUSÃO: Os espectros simulados permitem o cálculo de fatores de correção para as leituras de dosímetros termoluminescentes utilizados em medidas de dose profunda, contribuindo para a redução das incertezas associadas ao controle de qualidade de feixes clínicos em radioterapia.

Otimização da dose em exames de rotina em tomografia computadorizada: estudo de viabilidade em um Hospital Universitário

OBJETIVO: Estudar a viabilidade de redução da dose de radiação em protocolos de aquisição de imagens de tomografia helicoidal em um hospital universitário. MATERIAIS E MÉTODOS: Foi realizado levantamento de dose de radiação de protocolos de tomografia com objetos simuladores e câmara de ionização. Foram propostas variações de kVp e mAs, determinando-se a média de ruído. Protocolos com valores de ruído menores ou iguais a 1% foram submetidos à avaliação qualitativa de contraste e resolução espacial por três observadores. RESULTADOS: Foram realizados 22 testes de variações para o protocolo de crânio pediátrico, 26 para crânio adulto, 28 para abdome e 18 para tórax. A redução da dose conseguida variou entre 7,4-13% para protocolo de crânio pediátrico, 3,8-25% para crânio adulto, 9,6-34,3% para abdome e 6,4-12% para tórax. Notou-se também que a utilização de ferramentas de janelamento e zoom favoreceu o aceite das imagens pelos observadores. CONCLUSÃO: É possível reduzir os níveis de dose de radiação em até 34,4%, comparativamente aos protocolos utilizados na rotina, mantendo-se o ruído em níveis aceitáveis. O uso de ferramentas de manipulação digital das imagens possibilitou a aceitação de imagens com níveis maiores de ruído, favorecendo o processo de redução de dose de radiação.