Esperienze di utilizzo del PACS nell USL8 per il monitoraggio della dose in TC mediante software home-made

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1 WORSHOP GESTIRE LA DOSE IN DIAGNOSTICA PER IMMAGINE SOFTWARE A CONFRONTO IN REGIONE TOSCANA Lucca, 25 settembre 2015 Esperienze di utilizzo del PACS nell USL8 per il monitoraggio della dose in TC mediante software home-made made Giacomo Belli U.O.C. Fisica Sanitaria, U.O.C. Radiologia USL8 Arezzo

2 Software di monitoraggio dosi in TC Perché una soluzione sviluppata in casa per il monitoraggio delle dosi? Soluzioni commerciali sono sul mercato solo da pochi anni : evoluzione e maturazione dei prodotti ancora in corso Sperimentazioni gratuite sofware comm. limitate a poche apparecchiature Soluzione home-made made,, prodotto non professionale ma con alcuni vantaggi: Nessuna limitazione sul numero di apparecchiature. Totale controllo sui dati, verifica accuratezza e precisione delle informazioni, sperimentazione di CQ dosimetrici. Possibilità di recupero dei dati storici con creazione di un database.

3 Problemi grandezze dosimetriche Metrics currently used for patient dose estimations are complex physical quantities and are usually difficult to comprehend for most health professionals. Sometimes these quantities are also difficult to comprehend, even for medical physicists. (Rehani et al. Rad. Prot. Dosimetry 2014) Molte grandezze dosimetriche (indici) sono dipendenti dall output dell apparecchio, misurate o calcolate in aria o in un punto di un fantoccio standard, e non legate al paziente.

4 Strumenti per trasmissione del dato dosimetrico MPPS (Modality Performed Procedure Step) Dicom Class Service: Gruppo di tags incapsulati in un messaggio Dicom inviato dalla modalità al server MPPS (in genere RIS) con modalità diversa dalle immagini. Messaggio non permanente, non orientato allo storage (può essere memorizzato alla chiusura dell esame). Informazioni non complete Opzione molto diffusa, di transizione,. comunque utile in mancanza di altre opzioni

5 Strumenti per trasmissione del dato dosimetrico RDSR (Radiation Dose Structured Report) Dicom IHE REM Profile: Oggetto Dicom (occupa kbyte) con header ma senza pixel map: ha bisogno di un viewer o parser per essere decodificato Orientato allo storage Può contenere una serie dettagliata di campi informativi (descrittivi e numerici) codificati con gerarchia ad albero secondo dei template.

6 RD Structured Report per TC CT Radiation Dose template esempio dei templates per CT istanze multiple Parametri tecnica radiografica codificati secondo le regole degli IOD Dicom: CTDI, kv, ma, tempo, collimazione, pitch ecc.. Uso di nomenclatori internazionali (SNOMED ecc ) per codificare informazioni.

7 Workflow per il retrieve dei dati dosimetrici Dose Monitoring MPPS SR SRDose gxdose Query Retrieve PACS Database immagini & SR SR decoder Soluzione sviluppata in Fisica Sanitaria (USL8) Database dosimetrico

8 Database dosimetrico Patients Patients Studies Irradiation Events??? Studies Irradiation Events??? Database Individuazione dello studio: Patient ID, Study UID e Accession Number provenienti dal RDSR tramite la Worklist popolata dal RIS. Database relazionale transaction oriented, standalone o server based. Query strutturate più efficienti rispetto a quelle basate su fogli elettronici (pivot table). Database interrogabile con qualunque applicativo che esegua in modo interattivo query SQL

9 Set di tools sviluppati per monitoraggio dose Moduli lato server sviluppato in C++ Moduli lato client sviluppato in PHP SRDose SRDose-cmd DcmStoreSCP MPPSStoreService GUI per retrieve interattivo ed esportazione in formato html e csv (excel o altro) e aggiornamento database tool (unattended) per retrieve periodico con schedulazione a qualunque ora o giorni della settimana storage service Dicom gira in background come Windows Service (24h) storage sevice Dicom per messaggi classe di servizio MPPS provenienti da più modalità in contemporanea (potrà fondersi con DcmStoreSCP) (da sperimentare!). gxdose GUI client: query database per ricerca studi, report dati dosimetrici, chart plotting. ( work in progress). (*) (*) è possibile anche utilizzare applicativi (es: tipo free/open Source) che permettano esecuzione di query SQL e salvataggio in formato txt o csv e tools di plotting

10 tool con GUI per retrieve RDSR dal PACS ed estrazione dati. Popola un database ma esporta anche in csv e HTML

11 USL8 CT Esempi di monitoraggio CT 5 CT (64, 32, 2 a 16, 4 slices) (GE) hanno il Dose Report che inviano al PACS Centricity v.3 Al 15 settembre 2015 scaricati/archiviati come SR esami TC ( scansioni)

12 4697 scansioni CTDIvol: Media 50.9 Mediana percentile scansioni CTDIvol: Media 71.5 Mediana percentile 79.1

13 Esame Cranio standard (CTDI 50-75th percentile) CTDIvol [mgy] sc. 433 sc sc sc sc Casentino Valdichiana VNO - PS Arezzo - PS Arezzo 64 sl Esame Cranio standard (DLP 50-75th percentile) DLP [mgy * cm] ex. 377 ex ex ex. 951 ex Casentino Valdichiana VNO - PS Arezzo - PS Arezzo 64 sl

14 Esame Torace standard (CTDI 50-75th percentile) - Spiral scan CTDIvol [mgy] sc. 59 sc. 526 sc. 544 sc. 920 sc Casentino Valdichiana VNO - PS Arezzo - PS Arezzo 64 sl Esame Torace standard (DLP 50-75th percentile) - Spiral scan DLP [mgy * cm] ex. 56 ex. 485 ex. 498 ex. 840 ex Casentino Valdichiana VNO - PS Arezzo - PS Arezzo 64 sl

15 100 PITCH Utilizzo del pitch in esami TC con mdc (Addome & Torace) in PS % Addome AR Torace AR Addome VNO Torace VNO Pitch factor AR: Addome (2904 sc.), Torace (1202 sc.) V.no: Addome (1482 sc.), Torace (2096 sc.)

16 es: OTTIMIZZAZIONE PROTOCOLLI TORACE & ADDOME fase 1: Noise Index 16 fase 2: Noise Index percentile

17 CTDI

18 DLP

19 45.0 TC 64 slices - Arezzo distribuzione scansioni esami Addome con MDC Fase 1 % >7 scansioni/esame TC 64 slices - Arezzo distribuzione scansioni esami Addome con MDC Fase 2 % >7 scansioni/esame

20 Esempi di controlli di accuratezza sul dato archiviato di scansioni TC (Errori nei Report Strutturati)

21 Errore sui ma SR riportava una corrente media di 1917 ma (CTDI vol 148 mgy) in una scansione addome TC aorta addominale Andamento della corrente media vs. slice ma slice location [mm]

22 Scrittura errata del Beam Collimation 20mm 40mm 16 CTDIw/100mAs Total beam collimation : valori aspettati 20mm o 40 mm mm 986 scansioni

23 Scrittura corretta del Beam Collimation Total beam collimation : valori aspettati 20mm o 40 mm 518 scansioni

24 ATTENZIONI da prestare nelle analisi finalizzate alla ottimizzazione/riduzione della dose CTDIvol Scorporare scansioni Stationary usate in acquisizioni dinamiche ( sovrastimano CTDI) Pitch Scansioni Sequenced valori elevati (8, 12,16, 24 ecc.) dovuti ad avanzamenti tavolo molto più grandi della collimazione del fascio

25 Incongruenze nella determinazione della scansione Study Description Target Region 1) TC Torace Chest Head Phantom 2) TC Torace esempi incongruenze 3) stesso esame TC Cranio Head Head Phantom 4) stesso esame TC Cranio Acquisition protocol Abdomen Body Phantom Chest Body Phantom Phantom type (CTDI)

26 Incongruenze Study Description Study Description vs. Target Region vs. Phantom CTDI IEC Phantom CTDI TC CRANIO TC TORACE TC ADDOME Target Region tot. Scansioni Head % 4.9% 1.1% Body32 0.9% 8.7% 0.4% Head16 7.5% 0.1% 0.01% Body32 3.3% 0.6% 0.1% Head16 0.9% 1.1% 0.3% Body32 1.3% 80.7% 15.9% Head16 0.1% 0.1% 0.1% Body32 0.3% 2.9% 79.2% altro 6.1% 1.0% 2.9% Head Neck Chest Abdomen

27 Considerazioni finali La memorizzazione dei dati dosimetrici in futuro sarà basata solo sui Report Strutturati (lo stiamo ripetendo agli incontri di Lucca dal 2009!) che dovranno però migliorare e completarsi nelle informazioni fornite. Importanza dell uniformità e della congruità di identificazione dello studio/scansione. Necessità dei controlli sull accuratezza del dato dosimetrico acquisito!!! Progetto di gestione del dato non solo orientato al dose monitoring ma anche alla storicizzazione e comunicazione (EURATOM 59/2013). Tali obiettivi non si esauriscono solo con l acquisto di un software, occorre un progetto più ampio sostenuto con una partnership.