Revisión de tema. Key words: Radiation, reduction, image quality, DLP, effective dose, earth radiation, MSCT, pediatrics.

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1 Revisión de tema REDUCCIÓN DE RADIACIÓN Y CALIDAD DE IMAGEN EN NIÑOS ESTUDIADOS CON TOMOGRAFÍA MULTICORTE EN CENTROS DE DIAGNÓSTICO POR IMÁGENES DE CÓRDOBA - ARGENTINA Hugo Héctor Robledo, Mariana Cottani, Agustina Martínez, Soledad Castro Gil, Cristian Carrazana, Francisco Vargas, Eduardo Mocibob, Damián Rabat. Abstract Introduction: Published recommendations suggest that radiation dose levels should be minimized to the lowest possible value in children. To determine the doses and image quality, we evaluated the effective doses administered to children studied by means of MSCT (Multislice Computed Tomography) comparing given doses and effective doses and the equivalent to radiation levels received on earth. 155 patients were evaluated, ages 0 to 15. MSCT results analyzed were from 112 brain, 28 abdomen, and 15 thorax scans performed between February and March Information data was collected and classified by age and corporal region, the DLP (Dose-Length Product) was documented, an effective dose was established, and the standard protocols were compared with the new dose reduction protocol, reducing a range (Kv or mas), two ranges (Kv and mas), and two ranges from the standard protocols without reduction. Also, we analyzed results from comparing data using radiation reduction protocol versus imaging quality to be able to demonstrate exposure in MSCT. The imaging samples were evaluated by three observation patterns with the double blind technique, and they were classified as optimal, suboptimal (diagnostic but not optimal) and not readable. They were analyzed with the Chi-square test. Results: No significant differences in imaging quality were observed between the groups with or without dose reduction with a non-significant p of 0.1; RR of 0.35; CI of However, there were levels of effective radiation above the typical dose in brain MSCT (2.2 msv). With less radiation, the quality of the image is acceptable and it is possible to make a correct diagnosis. Patients undergoing thorax and abdomen MSCT are exposed to less radiation. Values obtained were the typical dose in the reduction protocol of two parameters. Conclusion: The image diagnostic quality was not altered by dose reduction protocols with significant difference in the groups with and without reduction of radiation. Key words: Radiation, reduction, image quality, DLP, effective dose, earth radiation, MSCT, pediatrics. Resumen Introducción: Las publicaciones recomiendan y sugieren que los niveles de dosis de radiación deben reducirse al mínimo con el valor más bajo posible en los niños. Para determinar las dosis y la calidad consecuente de la imagen en nuestro medio, se documentaron las dosis efectivas administradas a los niños estudiados con TCM (Tomografía Computarizada Multicorte) y se compararon las dosis dadas con dosis eficaces, y el equivalente a los niveles de radiación recibida en la tierra. También se analizaron los resultados de la comparación de datos mediante el protocolo de reducción de la radiación en comparación con la calidad de imagen, para que sea posible demostrar la exposición de TCM. La muestra se compuso de 155 pacientes, de 0 a 15 años de edad, evaluando TCM de 112 cerebros, 28 de abdomen y 15 de tórax realizadas entre febrero y marzo de Los datos recogidos se clasificaron por edad y región, se documentó la LDP (Longitudinal Dosis del Producto), se estableció una dosis eficaz, los protocolos estándar se compararon con el nuevo protocolo de reducción de la dosis en reducción de un rango (Kv o mas), de dos rangos (Kv y mas) y dos rangos de los protocolos estándar sin reducción. Las muestras de imágenes fueron evaluadas por tres patrones de observación de doble ciego, como óptimo, subóptimo (diagnóstico, pero no óptimo) y no interpretable. Se analizó mediante el análisis del Chi Cuadrado. Resultados: No se observaron diferencias significativas en la calidad de imagen entre los grupos con y sin reducción de la dosis con una p no significativa de 0,1; un RR de 0,35; y un IC de 0,62-1,9. Se concluye que con menos dosis de radiación, la calidad de imagen es aceptable y permite diagnósticos correctos. Los pacientes con estudios TCM de tórax y abdomen están expuestos a menos radiación. Sin embargo, se observaron niveles de radiación efectiva por encima de la dosis típica en el cerebro (2,2 msv). Los valores se obtuvieron bajo la dosis típica en el protocolo de reducción de dos parámetros. Conclusión: La calidad de diagnóstico no se vio alterada por los protocolos de reducción de dosis con una diferencia significativa en los grupos con y sin reducción de la radiación. Palabras clave: Radiación, reducción, calidad de imagen, DLP, dosis efectiva, radiación terrestre, TMC, pediatría. 6 Revista Argentina de Diagnóstico por Imágenes

2 Introducción Todos estamos expuestos todo el tiempo a radiación proveniente de fuentes naturales. Una persona recibe una dosis efectiva de 3mSv por año proveniente de materiales radioactivos naturales y de radiación cósmica del espacio (1). La fuente de radiación de fondo es el gas radón de nuestros hogares y medio ambiente urbano (2mSv por año) (1). Múltiples publicaciones recomiendan reducir las dosis de radiación en estudios radiológicos a valores tan bajos como sea razonablemente posible (ALARA: As Low As Reasonably Achievable) (2). El Consejo Nacional de Protección y Medición de Radiación ha notificado recientemente que el 24% del total de la dosis colectiva en Estados Unidos se puede atribuir a la Tomografía Computada (3). La reducción de dosis de radiación debe extremarse en las localizaciones genéticamente y somáticamente sensibles (gónadas, ojos, tiroides) (4). Aunque la dosis de radiación para un solo procedimiento puede ser baja, los pacientes pediátricos a menudo reciben repetidos exámenes en el tiempo para evaluar sus condiciones, lo que podría resultar en dosis relativamente altas. Los riesgos de cáncer relacionados con la radiación son mayores para las personas expuestas a temprana edad, y estos riesgos parecen persistir durante toda la vida (4). Los efectos acumulados de la radiación y su potencial daño son mayores en niños que en adultos debido a la expectativa de vida en los niños, la frecuencia de algunos procedimientos radiológicos y la radiosensibilidad de las células en rápida división (5). La evaluación de dosis efectiva recibida por los pacientes es dificultosa (5). Múltiples esfuerzos tecnológicos se han realizado para reducir y medir las dosis efectivas garantizando calidad diagnóstica (6). La modulación de dosis, la reducción de ruido y las calibraciones con fantomas de fábrica para brindar el producto de dosis longitudinal (DLP), son ejemplos de ello (6). Para determinar las dosis y la calidad consecuente de la imagen en nuestro medio, se documentaron las dosis efectivas administradas a los niños estudiados con TCM (Tomografía Computarizada Multicorte) en Córdoba y se compararon las dosis dadas con dosis eficaces, y el equivalente a los niveles de radiación recibida en la tierra. También se analizaron los resultados de la comparación de datos mediante el protocolo de reducción de la radiación en comparación con la calidad de imagen, para que sea posible demostrar la exposición de TCM. La muestra se compuso de 155 pacientes, de 0 a 15 años de edad, evaluando TCM de 112 cerebros, 28 de abdomen y 15 de tórax realizadas entre febrero y marzo de Los datos recogidos se clasificaron por edad y región, se documentó la LDP (Longitudinal Dosis del Producto), se estableció una dosis eficaz, los protocolos estándar se compararon con el nuevo protocolo de reducción de la dosis en reducción de un rango (Kv o mas), de dos rangos (Kv y mas) y dos rangos de los protocolos estándar sin reducción. Las muestras de imágenes fueron evaluadas por tres patrones de observación de doble ciego, como óptimo, subóptimo (diagnóstico, pero no óptimo) y no interpretable. Se analizó mediante el análisis del Chi Cuadrado. Técnica de realización Para determinar el valor real de las dosis de radiación y la calidad de la imagen, este artículo se basa en la evaluación de 155 pacientes de 0 a 15 años de edad, estudiados con TCM en múltiples centros, de los cuáles a 112 pacientes se les realizó TCM de cerebro, a 28 de abdomen y a 15 de tórax, con tomógrafos de 16 y 40 cadenas de detectores, entre el 3 de febrero y el 31 de marzo de Se agruparon los datos por edad (0 año: corresponde a niños de 0 a 10 meses; los de 1 año: 11 a 24 meses; los de 5 años: de 25 meses a 7 años; de 10 años: de 8 a 12 años y de 15 años: 13 a 15 años); y por región estudiada según la Asociación Americana de Físicos en reportes médicos (4) (Fig. 1). Los parámetros estudiados se registraron en hojas de cálculo, los cuales fueron: edad, región corporal Datos de contacto: Mariana Cottani. Hosp. Niños, Hosp. Misericordia y Conci Carpinella Córdoba Capital. marianacottani@yahoo.com.ar Recibido: 1 de abril de 2014 / Aceptado: 30 de setiembre de 2014 Received: April 1, 2014 / Accepted: September 30, 2014 Vol. 4 / Nº 10- Abril

3 estudiada, DLP definiendo la dosis efectiva (multiplicando DLP por una constante K determinada para cada grupo por el Royal College of Radiology de Londres) (7). Luego se compararon las dosis efectivas (en msv) recibidas por los pacientes estudiados con los protocolos estándar, frente a los protocolos con reducción de dosis. Se compararon los grupos con reducción de dosis, en los cuales se redujo un parámetro de radiación (Kv o mas) frente a los que se redujeron dos parámetros (Kv y mas), como así también en los que se redujeron dos parámetros frente a los protocolos estándar sin reducción (Fig. 2). Los datos que se obtuvieron se presentaron en gráficos de barras. Las variables se procesaron con Epi Info para determinar por X2 la significación de p, el Riesgo Relativo (RR) y el Intervalo de Confianza (IC). Para evaluar la calidad de imágenes, las mismas se grabaron en CD con visualizador DICOM, correspondientes a imágenes tomográficas con y sin reducción de dosis, de 35 pacientes. Las mismas fueron evaluadas por tres observadores independientes a doble ciego, quienes las clasificaron en tres categorías: óptima, subóptima diagnóstica o no interpretable. Se consideró como válido el consenso entre dos observadores. Se analizó con Chi Cuadrado la significación de la diferencia entre los dos grupos. Fig. 1: Valores globales de dosis efectiva según edad. Fig. 2: Valores de dosis efectiva en pacientes estudiados con protocolos sin reducción de dosis (estándar) y con reducción de dosis. 8 Revista Argentina de Diagnóstico por Imágenes

4 Evaluación de las dosis, calidad de imagen y resultados Al comparar la dosis típica en msv según cada región del organismo y su período de equivalencia en meses o años a la radiación recibida sobre la superficie terrestre, podemos observar que la misma fue mayor en el cerebro respecto al tórax y abdomen (Tabla 1 y Fig. 3). Según la edad del paciente, con la técnica aplicada en nuestros Centros de Diagnóstico se obtuvieron valores globales que no superaron los valores de referencia del Royal College of Radiology of London. Es importante señalar que, con las dosis aplicadas para el control de la radiación que incide en el paciente, al evaluar con X2 (Chi Cuadrado) la significación de las diferencias entre los grupos expuestos, los resultados fueron: - Protocolos estándar frente a reducción global de dosis: media de protocolo estándar de 4,80 msv; media de reducción de dosis: 3,10 msv; con una p de 0,0024, un RR de 1,46 y un IC del 95% -1,77 a 2, Protocolos con reducción de un parámetro frente a dos parámetros: media de reducción de unparámetro 3,90 msv; media en reducción de dos parámetros: 1,70 msv; con una p de 0,0043, un RR de 2,12 y un IC del 95% -1,16 a 3,9-. - Protocolos sin reducción de radiación frente a reducción de dos parámetros: media sin reducción: 4,80 msv; media con reducción de dos parámetros: 1,7 msv; con una p de 0,000019, un RR de 2,42 y un IC del 95% -1,34 a 4,34-. Desde el punto de la calidad de las imágenes, es importante señalar que las tomografías que se realizaron fueron evaluadas para determinar su calidad por tres observadores independientes. Ninguna fue considerada no interpretable; 12 se consideraron subóptimas diagnósticas y 23 óptimas. Por lo tanto, al no observarse diferencia significativa en la calidad de la imagen de TCM entre los grupos con y sin reducción de dosis al evaluarla con Chi Cuadrado ya que se obtuvo una p no significativa de 0,1, un RR de 0,35 y un IC de 0,62 a 1,9, es necesario recomendar el uso de bajas dosis para la realización de los estudios tomográficos en pediatría. Fig. 3: Valores globales de dosis efectiva por sitio estudiado expresado en msv. Tab. 1: Valores globales de dosis efectiva. Vol. 4 / Nº 10- Abril

5 Consideraciones sobre el valor de modificar la técnica De manera que los pacientes estudiados con TCM de tórax o abdomen deben ser expuestos a menor radiación, ya que la modulación de dosis con protocolos pediátricos es suficiente para estar por debajo de las dosis típicas y sus equivalentes, sin perder calidad diagnóstica de las imágenes. Es aconsejable siempre chequear los DLP y la dosis efectiva en la práctica diaria. La diferencia entre la radiación recibida por los pacientes estudiados con protocolos estándar (Imagen 1 y 2) y con los de reducción de dosis (Imagen 3 y 4) es significativa, lo cual permitiría utilizarlos de rutina en los pacientes pediátricos con el mismo poder diagnóstico. La reducción de la radiación es más significativa cuando se reducen Kv y mas, que cuando se reduce un sólo parámetro, alcanzándose valores por debajo de la dosis efectiva típica. La calidad diagnóstica no se ve alterada por estos protocolos de reducción de dosis con diferencia no significativa en los grupos con y sin reducción de la radiación. Recomendamos en menores de 20 kg usar menos de 100 Kv y disminuir el mas y controlar permanentemente los DLP y dosis efectiva dando mayor seguridad a los pacientes con la utilización de esta modalidad de dosis, restringiendo la zona a estudiar con el FOV más ajustado. Los efectos acumulados de la radiación y su potencial daño son mayores en niños que en adultos debido a la expectativa de vida, la frecuencia de algunos procedimientos radiológicos y la radiosensibilidad de las células en rápida división. La disminución de la dosis de radiación debe extremarse en las localizaciones genética y somáticamente sensibles. Reduciendo los valores de radiación al momento de realizar estudios o procedimientos es de mayor relevancia en niños, teniendo en cuenta que la imagen se sigue considerando de calidad diagnóstica al momento de la evaluación. Imagen 1: Tomografía Computada Multislice (TCM) de cerebro. Ventana ósea, sin reducción de radiación. Imagen 2: TCM. Ventana parénquima pulmonar, sin reducción de radiación. 10 Revista Argentina de Diagnóstico por Imágenes

6 Imagen 3: TCM. Ventana parénquima pulmonar, con reducción de radiación. Imagen 4: TCM. Reconstrucción 3D, con reducción de la radiación. Bibliografía 1- Gentile F. Uso racional de los estudios de diagnóstico por imágenes en pediatría. Guía PRONAP (Programa Nacional de Actualización Pediátrica) 2008; 3: Medidas básicas de protección radiológica. Ramírez Preciado M, Luna Cano V. Instituto Nacional de Cancerología México DF; 2010: Elliott A. Issues in medical exposures. J Radiol Prot 2009; 29:A107-A McCollough C, Chairperson DC, Edyvean S. The Measurement, Reporting and Management of Radiation Dose in CT. Values of American Association of Physicists in Medicine Report; 2008: Linet MS, Pyo Kim K, Rajaraman P. Children`s exposure to diagnostic medical radiation and cancer risk: epidemiologic and dosimetric consideration. Pediatric Radiology 2009; 39: Huda W, Ogden KM, Khorasani R. Converting Dose -Length Product to Effective Dose at CT. Radiology 2008; 248: Thiruchunapalli D, Hattingh L, Nandish S. Small Things Make Big Difference. Royal College of Radiologist London. Powerpoint accedido el 17 de octubre de Vol. 4 / Nº 10- Abril