CTDI versus New AAPM Metrics to assess Doses in CT: a case study

Abstract

In modern CT, CTDI100 measurements would underestimate accumulated dose at the gantry center. AAPM TG 111 report proposed improved metrics for CT dosimetry, mainly for helical and wide beam width scanning. In this study, a methodology to assess CT dose, inspired on TG 111, was applied. Dosimeters were firstly calibrated in lab in beams like those utilized clinically. Using a reference 0.6cc Farmer chamber, two CT "pencil" chambers were calibrated in PKL by substitution method. Results showed differences ≤ 2% in the calibration coefficients, for three collimation apertures. A small 0.6cc chamber was calibrated in air kerma with this setup, without any collimator. After this, in a private Brazilian hospital, the small chamber was applied in dosimetry tests of a CT scanner, according to TG 111, determining Dose profiles and Equilibrium dose free-in-air (Deq,air) for some protocols and pitch values. Results showed that Deq,air increased when reducing pitch and Equilibrium dose-pitch product free in air (p.Deq,air) remain constant. In measurements with a 450mm CT phantom, differences between Planar Average Equilibrium Dose (Deq,p) and CTDIvol ranged between 30-37%. This occurs because CTDIvol cannot include dose profile "tail" contribution, caused by scattering in phantom, especially for wide beam widths.

Otimização na Avaliação de Doses em TC usando Dosímetros OSL em forma de Fita

“…Pode-se observar diferenças entre os valores obtidos de D(eq,p) e de CTDIvol entre 25 e 33%, para os dois simuladores, em laboratório, e entre 25 e 30%, nas medições clínicas, em acordo com outras medições recentes (2,5), feitas apenas com câmeras de ionização, confirmando que a dose de radiação medida usualmente nos procedimentos de TC (avaliada via CTDIvol) é significativamente menor do que a dose absorvida real no paciente.…”

“…Os valores de CTDIvol e de D(eq,p) obtidos através dos perfis OSL, confirmam que a dose recebida pelo paciente ao realizar um exame de TC é significativamente maior do que a indicada pelo scanner. A diferença percentual encontrada entre D(eq,p) e CTDIvol para o simulador padrão de cabeça variou entre 33,4% -24,8%, similar àquelas encontradas usando simuladores estendidos (450 mm ou mais) (2,5,9). Isso ocorre principalmente porque os perfis incluem a radiação espalhada no interior do simulador, ainda que ele tenha somente comprimento convencional.…”

“…O CTDI foi desenvolvido na década de 1980 para fins dosimétricos, mas, naquela época, apenas para aparelhos operados somente no modo axial. Trabalhos recentes (2)(3)(4)(5), usando câmaras de ionização ou dosímetros oticamente estimulados (OSL) têm mostrado que o CTDI tende a subestimar a dose de radiação que o paciente recebe no centro do gantry, quando é submetido a um exame de TC em modo helicoidal.…”

Dosimetria em TC com TLD e Câmaras de Ionização

“…Quando se comparou os valores do CTDI ar obtidos com a câmara "lápis" e a câmara de volume pequeno, em laboratório e na clínica, obteve-se diferenças percentuais próximas e significativas, que podem ser devido a contribuição do espalhamento nas medições com a câmara "lápis", não medido, no caso, pela câmara de 0,6 cm 3 . No caso de uma medição de perfil de dose em feixes mais largos, o valor de kerma no ar integrado com a câmara de volume pequeno seria mais representativo do que com a câmara tipo "lápis" 4 .…”

“…Em medições efetuadas em feixes helicoidais, em forma de leque ou cone, o CTDI pode subestimar a dose no paciente por não incluir a cauda de radiação espalhada. O relatório do grupo TG111 da American Association of Physics in Medicine (AAPM) 2,3,4 sugere, então, novas métricas e o uso de uma câmara de ionização de pequeno volume, para obter medições de kerma em diversos pontos ao longo do eixo de um simulador suficientemente longo, buscando uma teoria unificada que se adequasse a todos os modos de aquisição em TC.…”