Nieuwe röntgencalibratiemethode verbetert CT-scanner nauwkeurigheid en interoperabiliteit

Onderzoekers van het National Institute of Standards and Technology in Gaithersburg, Maryland, hebben een nieuwe meetbenadering ontwikkeld die kan leiden tot een betere manier om computed tomography (CT) scanners te calibreren, potentiëel de patiëntbehandeling stroomlijnen door de communicatie onder artsen te verbeteren.

Meting van Röntgenstralen

De benadering suggereert hoe de röntgenstralen die gegenereerd worden door CT gemeten kunnen worden op een manier die scans van verschillende apparaten nuttig met elkaar vergelijkbaar maakt. Het biedt ook een pad om de eerste CT-meetstandaarden te creëren die verbonden zijn met het Internationale Stelsel van Eenheden (SI) door een meer precieze definitie van de in CT gebruikte eenheden te creëren — iets wat het vakgebied nog ontbreekt.

Hounsfield-eenheden en calibratie

Een objectvermogen om röntgenstralen te blokkeren — zijn radiodichtheid — wordt gemeten in Hounsfield-eenheden (HU). Calibratie van een CT-machine — iets dat elke radiologie-afdeling regelmatig moet uitvoeren — omvat het scannen van een object met bekende radiodichtheid, een phantom genoemd, en controleren of deze metingen het juiste aantal HU's opleveren.

Uitdagingen bij calibratie

Een probleem is dat de buis van een CT-scanner — essentieel zijn röntgen-genererende "gloeilamp" — een straal creëert die de röntgenversie is van wit licht, vol fotonen met verschillende golflengtes die overeenkomen met hun energie. Omdat de doorkracht van een foton afhangt van zijn energie, moet het algehele effect van de straal op het phantom gemiddeld worden, wat het lastig maakt de calibratie te definiëren.

Verder verward de situatie de manier waarop het röntgenlicht van de buis moet veranderen afhankelijk van het type scan. Dichtere lichaamsdelen hebben meer doordringende röntgenstralen nodig, dus de buis heeft een soort kleurschakelaar, waarmee de operator de buisspanning kan aanpassen aan de klus. Het aanpassen van de buisspanning verandert het spectrum van de straal, zodat het varieert tussen iets als een "cool wit" en een "warm wit" gloeilampje. Het variabele spectrum maakt het moeilijker te verzekeren dat de calibratie correct is voor alle spanningen.

Deze complicaties bij de verschillen tussen diverse CT-machinefabrikanten maken het lastig om de calibratie van een gegeven scanner te koppelen aan een universele standaard.

Voordelen van betere calibratie

Betere calibratie kan diagnostiek efficiënter en minder kostbaar maken. Betere vergelijkingen tussen scanners kunnen het vaststellen van afsnijpunten voor ziekten mogelijk maken, zoals emfyseem die een bepaalde Hounsfield-score of lager krijgt. Het is ook gebruikelijk dat CT-scans verdachte groeien aantonen die kankerig kunnen zijn, en een arts bestelt vaak een MRI als opvolging. Deze tweede procedure kan worden geëlimineerd.

Voor meer informatie, neem contact op met Chad Boutin via chad.boutin@nist.gov; 301-975-4261.