Difference between volume Computed Tomography Dose Index (CTDIvol) and Size-Specific Dose Estimates (SSDE) in abdomen- and thorax protocols in patients of different sizes in different CT scanners

Abstract

Background: Volume Computed Tomography Dose Index (CTDIvol) only provides information about the radiation dose delivered by a CT scanner. The Size Specific Dose Estimate (SSDE) introduced by the American Association of Physicists in Medicine (AAPM) takes into account patient size and gives a more accurate representation of received radiation doses. The aim of the study is to examine the difference between CTDIvol and estimated SSDE values in thoracic and abdominal scans in different CT scanners and investigate the level of under- or overestimation of doses in patients of various sizes. Methods: Retrospective data collection included 500 thoracic scans and 500 abdominal scans from four different scanners from two separate vendors. Age, CTDIvol, AP- and LATdiameter were gathered from the Picture Archiving and Communication System (PACS), effective diameter (Deff), and water equivalent diameter (Dw) were calculated in Excel. A t-test was used to determine if there was a statistically significant difference between CTDIvol and estimated SSDE. Results: In all scanners, there was a statistically significant difference between CTDIvol and estimated SSDE values (p <0.05). In abdominal scans, the under- or overestimation of doses ranged from 41% in patients with a Deff of 18-21.9 cm to -14% in patients with a Deff of 38- 41.9 cm. In the thoracic scans, the underestimation of doses ranged from 43% in patients with a Dw of 18.-21.9 cm to 6% in patients with a Dw of 34-37.9 cm. Conclusion: By taking into account the patient size and the scanner output, we found that CTDIvol underestimates radiation doses to patients of small sizes (<32 cm) and overestimates doses to some, but not all, larger patients (>32 cm).

Bakgrunn: Volum Computed Tomography Dose Index (CTDIvol) gir kun informasjon om hvor mye stråling som kommer ut av CT-skanneren til et gitt snitt ved en gitt protokoll, og tar ikke hensyn til pasientspesifikke parameter slik som pasientstørrelse eller attenuasjon i pasienten. Size Specific Dose Estimate (SSDE), som ble introdusert av American Association of Physicists in Medicine (AAPM), tar hensyn til pasientstørrelse og attenuasjon i pasienten og vil derfor gi et bedre mål på hvilken dose den enkelte pasient har mottatt. Målet med studien er å undersøke forskjellen mellom CTDIvol og estimert SSDE-verdi for CT thorax og CT abdomen for forskjellige CT-skannere og undersøke hvor mye under- eller overestimering av doser man får for pasienter av ulike størrelser. Metoder: Retrospektiv datainnsamling inkluderte 500 CT thorax og 500 CT abdomen fra fire forskjellige skannere fra to ulike leverandører. Alder, CTDIvol, AP- og LAT-diameter ble samlet fra Picture Archiving and Communication System (PACS), effektiv diameter (Deff) og vannekvivalent diameter (Dw) ble beregnet i Excel. Student t-test ble benyttet for å se om det var en statistisk signifikant forskjell mellom CTDIvol og estimert SSDE. Resultater: For alle fire skannere inkludert i studien var det en statistisk signifikant forskjell mellom CTDIvol og estimert SSDE-verdi (p <0.05). For CT abdomen varierte under- eller overestimering av stråledoser fra 41% hos pasienter med Deff på 18.0-21.9 cm til -14% hos pasienter med Deff på 38.0-41.9 cm. For CT thorax varierte underestimeringen av stråledoser fra 43% hos pasienter med en Dw på 18.0-21.9 cm til 6% hos pasienter med en Dw på 34.0- 37.9 cm. Konklusjon: Ved å ta hensyn til pasientstørrelse og skannerutgang, fant vi at CTDIvol underestimerer stråledoser til pasienter mindre enn <32 cm i effektiv diameter og overestimerer stråledoser til noen, men ikke alle, pasienter med effektiv diameter større enn >32 cm.