C. Martini 1,2 A. Palumbo 1,2 E. Maffei 1 A. Rossi 2 M. Rengo 2 R. Malagò 2 M. Dijkshoorn 2 A. Weustink 2 N. Mollet 2 G. Krestin 2 F.

Transcript

1 DOI /s z CARDIAC RADIOLOGY CARDIORADIOLOGIA Dose reduction in spiral CT coronary angiography with dual-source equipment. Part I. A phantom study applying different prospective tube current modulation algorithms Riduzione della dose in angiografia coronarica con TC spirale con apparecchiatura a doppia sorgente. Parte I. Studio su fantoccio della dose totale applicando differenti algoritmi di modulazione prospettica della corrente del tubo C. Martini 1,2 A. Palumbo 1,2 E. Maffei 1 A. Rossi 2 M. Rengo 2 R. Malagò 2 M. Dijkshoorn 2 A. Weustink 2 N. Mollet 2 G. Krestin 2 F. Cademartiri 1,2 1 Dipartimento di Radiologia e Cardiologia, Azienda Ospedaliero-Universitaria, Parma, Italy 2 Dipartimento di Radiologia e Cardiologia, Erasmus Medical Center, Rotterdam, the Netherlands Correspondence to: F. Cademartiri, Dipartimento di Radiologia e Diagnostica per Immagine, c/o Piastra Tecnica Piano 0, Azienda Ospedaliero-Universitaria di Parma, Via Gramsci 14, Parma, Italy, Tel.: , Fax: , filippocademartiri@hotmail.com Received: 13 November 2008 / Accepted: 7 January 2009 Springer-Verlag 2009 Abstract Purpose. The authors sought to compare different algorithms for dose reduction in retrospectively echocardiographically (ECG)-gated dual-source computed tomography (CT) coronary angiography (DSCT-CA) in a phantom model. Materials and methods. Weighted CT dose index (CTDI) was measured by using an anthropomorphic phantom in spiral cardiac mode (retrospective ECG gating) at five pitch values adapted with two heart-rate-adaptive ECG pulsing windows using four algorithms: narrow pulsing window, with tube current reduction to 20% (A) and 4% (B) of peak current outside the pulsing window; wide pulsing window, with tube current reduction to 20% (C) and 4% (D). Each algorithm was applied at different heart rates (45, 60, 75, 90, 120 bpm). Results. Mean CTDI volume (CTDIvol) was 36.9±9.7 mgy, 23.9±5.6 mgy, 49.7±16.2 mgy and 38.5±12.3 mgy for A, B, C and D, respectively. Consistent dose reduction was observed with protocols applying the 4% tube current reduction (B and D). Using the conversion coefficient for the chest, the mean effective dose was the highest for C (9.6 msv) and the lowest for B (4.6 msv). Heart-ratedependent pitch values (pitch=0.2, 0.26, 0.34, 0.43, 0.5) Riassunto Obiettivi. Lo scopo di questo studio è valutare mediante un fantoccio gli algoritmi di riduzione della dose in angiografia coronarica con tomografia computerizzata a doppia sorgente (DSCT-CA) con modalità di scansione spirale. Materiali e metodi. Sono stati valutati 4 protocolli electrocardiographic (ECG)-gated retrospettivo DSCT-CA delle arterie coronarie, acquisiti con pitch ECG adattativo e modulazione ECG prospettica della corrente del tubo. Nei protocolli A e B è stata utilizzata una finestra di pulsing stretta (narrow), con riduzione della corrente del tubo al 20% (A) e al 4% (B) del valore nominale della corrente, al di fuori della finestra di pulsing; nei protocolli C e D è stata utilizzata una finestra di pulsing ampia (wide), con riduzione della corrente del tubo al 20% (C) e al 4% (D) del valore nominale della corrente, al di fuori della finestra di pulsing. Risultati. Il valore medio del computed tomography dose index volume (CTDIvol) è risultato 36,9±9,7 mgy e 23,9±5,6 mgy nei protocolli A e B, rispettivamente (r=0,97; p<0,005); 49,7±16,19 mgy e 38,5±12,25 mgy nei protocolli C e D, rispettivamente (r=1,0; p<0,005). Una consistente riduzione di dose è stata osservata con i

2 and the use of heart-rate-adaptive ECG pulsing windows provided a significant decrease in the CTDIvol with progressively higher heart rates (45, 60, 75, 90, 120 bpm), despite using wider pulsing windows. Conclusions. Radiation exposure with DSCT-CA using a narrow pulsing window significantly decreases when compared with a wider pulsing window. When using a protocol with reduced tube current to 4%, the radiation dose is significantly lower. Keywords CT coronary angiography Dual-source CT ECG pulsing Radiation dose protocolli di modulazione della corrente al 4% (B e D). Utilizzando il coefficiente di conversione per il torace, il valore medio di dose è stato maggiore nel protocollo C (9,6 msv) e minore nel protocollo B (4,6 msv). L utilizzo del pitch ECG adattativo (pitch=0,2-0,26-0,34-0,43-0,5) e gli algoritmi di pulsing con finestra stretta forniscono una consistente riduzione della dose (vale a dire >60%) all aumentare della frequenza cardiaca. Conclusioni. In DSCT-CA, l utilizzo di una finestra di pulsing stretta riduce significativamente la dose da radiazioni, se comparata ad una finestra di pulsing più ampia. Con l utilizzo di un protocollo con modulazione della corrente al 4%, la dose di radiazione è significativamente minore. Parole chiave Angiografica coronarica TC TCMS a doppia sorgente ECG-pulsing Dose di radiazione Introduction Multidetector-row computed tomography (MDCT) has become an important noninvasive diagnostic tool for coronary artery disease (CAD) thanks to the high diagnostic accuracy of the technique [1 3]. However, the development of higher performing equipment (e.g. 64-slice MDCT) has led to increasing exposure to ionising radiation [4 6]. This feature is a potential limitation to its clinical use. As a result, algorithms have been developed that are able to modulate the radiation exposure without significantly deteriorating image quality at MDCT coronary angiography (MDCT-CA) [7 10]. Recently, it has been introduced dual-source CT (DSCT) equipped with two X-ray tubes and two detectors mounted on the rotating gantry with an angular offset of 90. This configuration offers high temporal resolution (83 ms) and therefore greater flexibility at high heart rates (HR) (>65 bpm) vs. single-source MDCT [10 13]. In single-source scanners, the modulation modality allows a progressive reduction in radiation dose with a reduction in HR (fixed-pitch protocol) [14 16]. With DSCT scanners, the reduction in radiation exposure is achieved by increasing the pitch proportionally to the increase in HR. The scanners also have other special attributes: the collimation system is equipped with an additional bow-tie filter to limit the field of view (FOV) to the cardiac region; the dose can be adapted to the patient s build [Combined Applications to Reduce Exposure (CARE) Dose 4D]; and as with single-source systems, an echocardiography (ECG) pulsing system can be used to vary the width of the application window by 100% of ma, as well Introduzione La tomografia computerizzata multistrato (TCMS) è diventata un importante strumento diagnostico non invasivo per la patologia coronarica (CAD) e cardiaca. Questo in relazione all elevata accuratezza diagnostica della metodica [1 3]. Tuttavia, lo sviluppo di apparecchiature sempre più performanti (per esempio TCMS a 64 strati), comporta di regola un incremento della dose di esposizione alle radiazioni ionizzanti [4 6]. Questo fattore rappresenta una potenziale limitazione all impiego clinico. Sono stati pertanto sviluppati degli algoritmi capaci di modulare l esposizione alle radiazioni senza deteriorare significativamente la qualità dell immagine mediante angiografia coronarica TCMS (AC-TCMS) [7 10]. Di recente è stata introdotta sul mercato l apparecchiatura TCMS a doppia sorgente (DSCT) dotata di due tubi radiogeni e due detettori montati sulla pista di rotazione del gantry ad una compensazione angolare di 90. Questa configurazione determina una maggiore risoluzione temporale (83 ms) e quindi una conseguente maggiore flessibilità di utilizzo a frequenza cardiaca elevata (>65 bpm) rispetto alla TCMS a singola sorgente [10 13]. Nelle apparecchiature a singola sorgente la modalità di modulazione consentiva una progressiva riduzione della dose di radiazioni con la riduzione della frequenza cardiaca (protocollo a pitch fisso) [14 16]. Con le apparecchiature a DSCT, la riduzione dell esposizione alle radiazioni si ottiene aumentando il pitch parallelamente all aumento della frequenza cardiaca. Inoltre, il sistema di collimazione è equipaggiato con un addizionale cardiac bow-tie filter per limitare il field of view (FOV) alla regione cardiaca; la dose può essere adattata al paziente in base alla

3 as a system of ECG-controlled tube current modulation [13]. With the combination of these techniques, dedicated dose-reduction algorithms can be applied according to the situation and the quantity of information that needs to be extrapolated from the examination. The aim of this study was to compare the difference of total radiation dose between two different pulsing windows and two different tube current modulation modalities at different HRs. Materials and methods For this study, performed on a phantom, we used a firstgeneration DSCT system (Siemens Medical Solutions, Forchheim, Germany). Principles of dual-source MDCT The DSCT system we used was equipped with two X-ray tubes and two detectors mounted with an angular offset of 90. With a gantry rotation time of 330 ms and peak power of 80 kw/tube (Straton, Siemens Medical Solution), a constant temporal resolution was obtained equal to a quarter of a gantry rotation (83 ms) at the centre of the scan FOV. DSCT cardiac imaging only requires the data from a single cardiac cycle. Therefore, the temporal resolution is independent of patient HR, and the baseline modality of a DSCT system corresponds to the reconstruction of a single segment. This is one of the key differences with the conventional MDCT systems, which can theoretically provide the same temporal resolution with multisegment reconstruction algorithms and a rhythmical and regular HR. The conventional indices of CT dose are also applicable to DSCT because the doses regarding a single tube or both tubes simultaneously are the same value of combined doses. In DSCT, the tube current value is calculated as the current time product per gantry rotation (mas/rot) with the sum of the mas of both X-ray tubes [13, 17 19]. Dose-reduction methods in cardiac DSCT Adaptive pitch-heart rate The pitch can be increased proportionally with increasing HR. This adaptation leads to a reduction in the radiation exposure corresponding to a mean dose directly proportional to 1/pitch. The slowest heart beat during prescan monitoring is used for calculating the pitch. Cardiac bow-tie filter As the region of interest (ROI) is the heart, the collimation conformazione corporea (combined applications to reduce exposure [CARE] Dose 4D); può essere utilizzato (come per i sistemi a singola sorgente) un sistema di modulazione cardio-sincronizzata dell emissione del tubo radiogeno (electrocardiographic [ECG]-pulsing) per variare la larghezza della finestra di applicazione del 100% di amperaggio e un sistema di riduzione cardio-sincronizzata della corrente del tubo al di fuori della finestra di acquisizione (ECG-controlled tube current modulation) [13]. Combinando in vario modo queste tecniche si possono applicare degli algoritmi di riduzione delladose dedicati a seconda della situazione e della quantità di informazioni che è necessario estrapolare dall indagine. Lo scopo di questo studio è di confrontare la differenza di dose totale di radiazione tra due diverse finestre di pulsing e due diverse modalità di modulazione della corrente del tubo, a diversi valori di frequenza cardiaca. Materiali e metodi Per questo studio su fantoccio è stato utilizzato il sistema Dual-Source TC (Siemens Medical Solutions, Forchheim, Germania) di prima generazione. Principi di TCMS a doppia sorgente Il sistema DSCT valutato è dotato di due tubi radiogeni e due detettori montati ad una compensazione angolare di 90. Con un tempo di rotazione del gantry di 330 ms ed una potenza di picco di 80 kw/tubo (Straton, Siemens Medical Solution), si è ottenuta una costante risoluzione temporale pari ad un quarto del tempo di rotazione del gantry (83 ms), al centro del FOV di scansione. Per un imaging cardiaco DSCT, sono necessari esclusivamente i dati provenienti da un solo ciclo cardiaco, quindi la risoluzione temporale è indipendente dalla frequenza cardiaca (FC) del paziente e la modalità base di un sistema DSCT corrisponde alla ricostruzione a singolo segmento. Questa è una delle maggiori differenze con i sistemi TCMS convenzionali, che teoricamente possono fornire la stessa risoluzione temporale con algoritmi di ricostruzione multi-segmentari e con un battito cardiaco ritmico e regolare. I convenzionali indici di dose nella tomografia computerizzata (TC) sono applicabili anche in DSCT, poiché le dosi relative ad un singolo tubo o su entrambi i tubi radiogeni simultaneamente risultano nello stesso valore di dose combinate. In DSCT, il valore della corrente del tubo viene calcolato come il prodotto della corrente al secondo per il tempo di rotazione del gantry (mas/rot) sommando i mas di entrambi i tubi [13, 17 19]. Metodi di riduzione della dose in DSCT cardiaco Pitch heart rate-adattativo Il pitch può aumentare parallelamente all aumento della frequenza cardiaca. Questo adattamento porta ad una

4 system of the DSCT is equipped with two bow-tie filters. The first is defined cardiac and is used to limit the FOV to the cardiac region, whereas the second is the body filter, which is also present in 64-slice MDCT. CARE dose 4D This is an automatic exposure control system (CARE dose 4D, Siemens Medical Solution, Forchheim, Germany), which can combine automatic modulation of the tube current along the acquisition volume in relation to the angular attenuation coefficient of the examined region and to attenuation values of different tissues on the basis of data acquired from a single localiser radiograph (on-line modulation) [15]. ECG-controlled tube current modulation Tube current modulation during the entire cardiac cycle was introduced in cardiac CT to help reduce exposure by ~50% [14 16]. Prior to the scan, the operator can manually select the width of the image acquisition window (pulsing window=window of Max ma, or 100% of ma) in the R-R interval corresponding to the phase of greatest immobility of the heart and coronary arteries. Thanks to a system of ECG-controlled tube current modulation, the radiation delivered can be reduced outside the pulsing window to 20% (functional imaging) or 4% (mindose) of the peak tube current, thus markedly reducing radiation exposure. The image quality acquired at 20% of ma enables the kineticmorphological study of the left ventricle. Modulation to 4% is applied to minimise the total time of radiation exposure [13, 17, 20]. In MDCT equipment, ECG-controlled tube current modulation requires a rhythmical and regular heart beat. When a patient s heart beat is not regular, the optimal reconstruction interval of the raw data may occur during the window of reduced tube current, thus requiring an interpolation of the data of two adjacent heart beats. In DSCT equipment, the algorithm that analyses the heart beat is able to recognise an R-R interval significantly different from the expected R-R interval and automatically widen the pulsing window (ECG editing). This adaptation tends to increase the dose delivered to the patient but at the same time automatically optimises the acquisition data set, thus overcoming one of the main limitations of previous MDCT equipment [10, 11, 13]. Three-dimensional adaptive noise reduction algorithm A further system of dose optimisation in DSCT systems is the 3D reconstruction algorithm, which employs special adaptive convolution kernels (B26) that are able to reduce riduzione dell esposizione alle radiazioni corrispondente ad una dose media direttamente proporzionale a 1/pitch. Il più basso ritmo cardiaco rilevato durante il monitoraggio prescansione determina il valore del pitch. Filtro bow-tie cardiaco Poiché la regione d interesse è quella cardiaca, il sistema di collimazione della DSCT è dotato di due bow-tie filters. Il primo è definito cardiac, per limitare il FOV alla regione cardiaca; il secondo è il filtro body, presente anche in TC a 64 strati. CARE Dose 4D Il CARE Dose 4D è un sistema di limitazione automatico della dose (Siemens Medical Solution) in grado di combinare la modulazione automatica della corrente del tubo radiogeno lungo il volume di acquisizione in relazione al coefficiente di attenuazione angolare della regione in esame e ai valori di attenuazione dei diversi tessuti, sulla base dei dati rilevati dallo strato precedente durante il topogramma (on-line modulation) [15]. Modulazione cardio-sincronizzata della corrente del tubo La modulazione dell emissione del tubo radiogeno durante l intera durata del ciclo cardiaco è stata introdotta in cardio-tc, come aiuto per ridurre la dose di ~50% [14 16]. Prima della scansione, l operatore può selezionare manualmente la larghezza della finestra di acquisizione delle immagini (finestra di pulsazione, o pulsing window vale a dire la finestra di massimo amperaggio [Max ma o 100% di ma]) nell intervallo R-R in corrispondenza della fase di maggior immobilità del cuore e delle arterie coronariche. Grazie ad un sistema di modulazione cardio-sincronizzato della corrente del tubo, o ECG-controlled tube current modulation, l erogazione raggi può essere ridotta al di fuori della finestra di pulsing al 20% (functional imaging) o al 4% (MinDose) del valore nominale della corrente del tubo, per ridurre fortemente l esposizione alle radiazioni. La qualità delle immagini acquisite al 20% di ma permette lo studio cinetico-morfologico del ventricolo sinistro; la modulazione al 4% viene applicata per ridurre al minimo i tempi totali di esposizione raggi [13, 17, 20]. Nelle apparecchiature TCMS, la modulazione cardiosincronizzata della corrente del tubo necessita di un battito ritmico e regolare. Quando il ritmo cardiaco del paziente non è regolare, l intervallo di ricostruzione ottimale dei dati grezzi potrebbe verificarsi durante la finestra di riduzione della corrente del tubo richiedendo un interpolazione dei dati dei due battiti cardiaci adiacenti. Nell apparecchiatura DSCT, l algoritmo di analisi dell andamento del ritmo cardiaco permette di riconoscere un intervallo R-R significativamente differente da quello previsto e allargare automaticamente la finestra di pulsing (ECG-editing). Questo adatta-

5 image noise with constant dose. The B25 kernel of a 64- slice MDCT system uses a similar algorithm, but it is implemented only in two dimensions, i.e. within the image plane [x, y], but not along the z axis. The DSCT-CA protocol uses the B26 kernel by default [13]. Dual-source and ECG pulsing scan protocols Fig. 1. Anthropomorphic cardiac CT phantom. Fig. 1 Fantoccio TC cardiaco antropomorfico. The scan was performed on an anthropomorphic cardiac CT phantom (Cardio, QRM, Möhrendorf, Germany) (Fig. 1). The DSCT scans were performed with the spiral technique and retrospective ECG gating. The ECG signal was provided by an ECG simulator included with the equipment. The common scan parameters were the following: two X-ray sources, 380 mas/rot with 120 kv, detector collimation mm, slice collimation mm (zaxis flying focal spot); gantry rotation time 330 ms. The pitch varied between 0.2 (45 bpm) and 0.5 (120 bpm) at low and high HRs, being automatically adapted by the device to the HR utilised: 45, 60, 75, 90 and 120 bpm. The craniocaudal range of the scan was 90 mm. Images were reconstructed in single-segment modality with 0.75-mm slice thickness, reconstruction increment 0.7 mm and medium smooth convolution kernel (B31f). For each HR value, four series of reconstructions were done from 0% to 95% of the R-R interval with 5% steps for a total of 20 data sets. In DSCT-CA a narrow pulsing window can be used in patients with low ( 65 bpm) and hig ( 80 bpm) HR without significant deterioration in image quality. However, in most patients with an intermediate HR (70 75 bpm), a wider data acquisition window is required to obtain the best-quality data sets [21 23]. The optimal pulsing window at low, intermento determina un aumento della dose di esposizione del paziente, ma allo stesso tempo un ottimizzazione automatica del data set di acquisizione, superando uno dei principali limiti delle apparecchiature TCMS precedenti [10, 11, 13]. Algoritmo 3D adattativo di riduzione dal rumore Come ulteriore sistema di ottimizzazione della dose, nel sistema DSCT è stato implementato un algoritmo di convoluzione adattativo di ricostruzione 3D (kernel B26), in grado di ridurre il rumore dell immagine a parità di dose. Il kernel B25 di un sistema 64 TC usa un algoritmo simile, ma è implementato solo in 2 dimensioni: all interno del piano dell immagine (x, y), ma non lungo l asse z. Il protocollo di angiografia coronarica DSCT (DSCT-CA) prevede di default l utilizzo del kernel B26 [13]. Protocolli di scansione dual-source ed ECG-pulsing Lo studio è stato eseguito su un fantoccio TC cardiaco antropomorfico (Cardio, QRM, Möhrendorf, Germania) (Fig. 1). Le scansioni DSCT sono state eseguite con tecnica spirale e gating retrospettivo ECG. Il segnale ECG è stato fornito da un simulatore elettrocardiografico in dotazione all apparecchiatura. I parametri di scansione comuni sono: due sorgenti a raggi X; 380 mas/rot ad una tensione di 120 kv, collimazione del detettore 32 0,6 mm, collimazione della slice 64 0,6 mm (z-axis flying focal spot); tempo di rotazione del gantry 330 ms. Il pitch variava tra 0,2 (45 bpm) e 0,5 (120 bpm), a basse ed elevate frequenze cardiache, adattato automaticamente dalla macchina alle frequenze cardiache utilizzate: 45, 60, 75, 90 e 120 bpm. Il range cranio-caudale di scansione era 90 mm. Le immagini sono state ricostruite in modalità a singolo-segmento con spessore della slice 0,75 mm; incremento 0,7 mm; kernel di convoluzione medium-smooth (B31f). Per ogni valore di frequenza cardiaca sono state ricostruite 4 serie di ricostruzioni, dallo 0% al 95% dell intervallo R-R con passo del 5%, per un totale di 20 data set. In DSCT-CA, nei pazienti con bassa ( 65 bpm) ed alta frequenza cardiaca ( 80 bpm) può essere utilizzata una finestra di pulsazione stretta, senza significativo deterioramento della qualità dell immagine. Invece, nella maggioranza dei pazienti con frequenza cardiaca intermedia (70 75 bpm) è necessaria una finestra di acquisizione dati ampia per ottenere la miglior qualità del data set [21 23]. L ottimale finestra di pulsing a basse, intermedie, alte frequenze cardiache è 65% 76% (fase telediastolica), 30% 77% (telediastole+telesistole), 31% 47% (fase telesistolica). L utilizzo dell ottimale finestra risulta in una riduzione del 64% della dose, a bassa ed elevata frequenza cardiaca [21 23]. In questo studio è stata valutata la dose di radiazione relativa all utilizzo degli algoritmi DSCT di risparmio della dose, alla valutazione morfo-funzionale del ventricolo sinistro e alla frequenza cardiaca. La Tabella 1 riporta gli

6 Table 1 Acquisition protocols Pitch HR (bpm) A B C D Pulsing window Pulsing window % 35% 65% % 36% 64% % 38% 63% % 40% 60% % 48% 58% HR, heart rate; bpm, beats per minute; A, narrow pulsing window functional imaging NP FI; B, narrow pulsing window mindose NP MD; C, wide pulsing window functional imaging WP FI; D, wide pulsing window mindose WP MD; pulsing window, image acquisition window (% R-R interval); at 100% of ma Tabella 1 Protocolli di acquisizione Pitch FC (bpm) A B C D Finestra di pulsazione Finestra di pulsazione 0, % 35% 65% 0, % 36% 64% 0, % 38% 63% 0, % 40% 60% 0, % 48% 58% FC, frequenza cardiaca; bpm, battiti per minuto; A, narrow pulsing window functional imaging; B, narrow pulsing window MinDose; C, wide pulsing window functional imaging; D, wide pulsing window MinDose; finestra di pulsing, finestra di acquisizione delle immagini (% intervallo R-R), al 100% di ma mediate and high HR is 65% 76% (end diastolic phase), 30% 77% (end diastole+end systole) and 31% 47% (end systolic phase), respectively. The use of the optimal window produces a 64% reduction in exposure at both low and high HR [21 23]. Our study evaluated radiation exposure in terms of HR, the morphofunctional evaluation of the left ventricle, and the use of the DSCT algorithms for dose reduction. Table 1 summarises the exposure modulation algorithms used. Two narrow pulsing window (NP) protocols were used: Protocol A: NP functional imaging (NP FI), whereby the current was reduced to 20% of the peak value outside the pulsing window Protocol B: NP mindose (NP MD), whereby the current was reduced to 4% Two wide pulsing window (WP) protocols were used: Protocol C: WP functional imaging (WP FI), whereby the current was reduced to 20% of the peak value outside the pulsing window Protocol D: WP mindose (WP MD), whereby the current was reduced to 4% In order to reduce the variable and enable accurate and reproducible measurements, CARE Dose 4D and the B26 kernel were not applied. The use of these two systems would have made evaluation of the dose reduction linked to the cardiac-controlled modulation algorithms alone algoritmi di modulazione della dose utilizzati. Sono stati eseguiti due protocolli narrow pulsing window (NP): protocollo A: NP functional imaging (NP FI), la corrente è stata ridotta al 20% del valore nominale, al di fuori della finestra di pulsazione; protocollo B: NP MinDose (NP MD), la corrente è stata ridotta al 4%. Sono stati eseguiti due protocolli wide pulsing window (WP): protocollo C: WP functional imaging (WP FI), la corrente è stata ridotta al 20% del valore nominale, al di fuori della finestra di pulsazione; protocollo D: WP MinDose (WP MD), la corrente è stata ridotta al 4%. Al fine di ridurre le variabili e consentire un accurata e riproducibile misurazione, non sono stati applicati il CARE Dose 4D ed il Kernel B26. L utilizzo di questi due sistemi avrebbe reso praticamente impossibile la valutazione di riduzione della dose legata all utilizzo dei soli algoritmi di modulazione cardio-sincronizzati. Il costante valore di frequenza cardiaca fornito dal simulatore elettrocardiografico non ha permesso la valutazione del sistema ECG-editing. Valutazione dose di esposizione È stato calcolato il valore di computed tomography dose index volume (CTDIvol espresso in mgy, dove

7 practically impossible. The constant HR produced by the ECG simulator did not allow evaluation of the ECG editing system. Dose exposure evaluation We calculated the CT dose index volume [CTDIvol (mgy), where (J)(kg -1 )=(gy)] and the dose-length product [DLP (mgy cm)] as parameters of absorbed dose (Table 2). CTDIvol considers the scan parameters (kv, mas/rot, scan time) and describes the mean dose relative to the scan volume, the type of equipment and the pitch. DLP relates the dose to the scan length. The CTDIvol and DLP values were automatically defined by the scanner on the basis of the localiser scan. For the scan length used in our study (90 mm), the mean number of cardiac cycles required for to reconstruct the total scan volume varied between seven and six beats. In a DSCT system, the use of the ECG-controlled tube current modulation algorithm involves a radiation dose proportional to the mean value of the current applied during the scan [13]: [(T min ma min )+(T max ma max )]/(T min +T max ) where T min and T max are the times at the minimum (ma min ) and maximum tube current (ma max ), respectively, within a cardiac cycle. In addition, we calculated the effective dose by using the conversion coefficient for the chest (DPL 0.017) (Table 2). Statistics All data are presented as mean±standard deviation (mean±sd). We evaluated the relationship between radiation dose and different acquisition algorithms. Comparison between DLP and effective DLP values was done with the Student s t test for paired data, and p<0.05 was considered significant. The correlations were evaluated with the Pearson r coefficient. Results The scan time was ~8 10 s at low HR ( 60 bpm), 6 s at intermediate HR (75 bpm) and ~4-5 s at high HR ( 90 bpm). In DSCT equipment, the scan duration decreases with increasing pitch (Fig. 2), with a proportional decrease in exposure to ionising radiation. The data obtained confirm that at low HR, the use of the WP protocol produces an increase in exposure of 20%/30% and 30%/40% with a reduction to 20%/4% of max ma, respectively (Fig. 3). [J][kg -1 ]=[Gy]) e dose-lenght product (DLP espresso in mgy/cm), quali parametri di dose assorbita (Tabella 2). Il CTDIvol mette in relazione i parametri di scansione (kv, mas/rot, tempo di scansione) e descrive la dose media relativa al volume di scansione, al tipo di apparecchiatura e al pitch. Il DLP mette in relazione la dose con la lunghezza di scansione. I CTDIvol e DLP sono stati definiti automaticamente dallo scanner sulla base del topogramma. Per la lunghezza di scansione utilizzata in questo studio (90 mm), il numero medio di cicli cardiaci necessari alla ricostruzione del volume totale di scansione variava tra 7 8 battiti. In un apparecchiatura DSCT, l utilizzo dell algoritmo di modulazione cardio-sincronizzato della corrente del tubo comporta una dose di radiazione proporzionale al valore medio della corrente applicata durante la scansione [13]: [(T min ma min )+(T max ma max )]/(T min +T max ) dove T min e T max sono i tempi alla minima (ma min ) e alla massima corrente del tubo (ma max ), rispettivamente, all interno di un ciclo cardiaco. Inoltre, è stata calcolata la dose efficace utilizzando il coefficiente di conversione per il torace [DPL 0,017] (Tabella 2). Statistica Tutti i dati sono presentati come media±deviazione standard (DS). È stata valutata la relazione tra la dose di radiazione e i diversi algoritmi di acquisizione. Il confronto tra i valori di DLP e DLP effettivo è stato effettuato mediante test t di Student per dati appaiati e una p<0,05 è stata considerata significativa. Le correlazioni sono state valutate mediante r di Pearson. Risultati Il tempo di scansione è stato ~8 10 s a basse frequenze cardiache ( 60 bpm), 6 s a frequenze cardiache intermedie (75 bpm), ~4 5 s ad elevate frequenze cardiache ( 90 bpm). Nelle apparecchiature DSCT, la durata della scansione si riduce all aumentare del pitch (Fig. 2), riducendo parallelamente l esposizione alle radiazioni ionizzanti. I dati ottenuti confermano che a bassa ed elevata frequenza cardiaca, l utilizzo del protocollo wide pulsing window determina un aumento di dose del 20%/30% e 30%/40% con riduzione al 20%/4% di max ma, rispettivamente (Fig. 3). Valutazione della dose di esposizione La Tabella 2 mostra le stime degli indici di dose CTDIvol e DLP. Con una finestra di acquisizione stretta, la modulazione della corrente al 4% di ma riduce la dose del 35,15% (2,51 msv; p<0,005). Infatti, la dose efficace è di 7,16±1,79 msv e 4,64±1,04 msv, nel protocollo A e B, rispettivamente. Con una finestra di acquisizione ampia, la modulazione della

8 Table 2 Dose index values: CTDIvol, DLP, DLPe Narrow pulsing window protocols HR (bpm) A B CTDIvol DLP DLPe ΔDLP- CTDIvol DLP DLPe ΔDLP- DLPe DLPe Mean±SD 36.9± ± ± ± ± ± ± ±10.9 C D CTDIvol DLP DLPe ΔDLP-DLPe CTDIvol DLP DLPe ΔDLP- DLPe Mean±SD 49.7± ± ± ± ± ± ± ±24.1 HR, heart rate; bpm, beats per minute; Mean±SD, mean value±standard deviation; A, narrow pulsing window functional imaging NP FI; B, narrow pulsing window mindose NP MD; C, wide pulsing window functional imaging WP FI; D, wide pulsing window mindose WP MD; CTDIvol, CT dose index volume; DLP, dose-length product (mgy cm) ; DLPe, DLP calculated for effective scan length (mgy 90mm); ΔDLP-DLPe, difference between DLP and DLPe Tabella 2 Valori degli indici di dose: CTDIvol, DLP, DLPe Protocolli Narrow Pulsing Window FC (bpm) A B CTDIvol DLP DLPe ΔDLP- CTDIvol DLP DLPe ΔDLP- DLPe DLPe 45 50, ,62 110,38 30, ,89 66, , ,98 106,02 28, ,39 70, , ,38 83,62 24, ,53 58, , ,11 70,89 17, ,92 46, , ,95 73,05 18, ,48 47,52 Mean±SD 36,9±9,7 421±105,1 332,2±87 88,8±18,4 23,9±5,6 273,2±61,2 215,4±50,5 57,8±10,9 C D CTDIvol DLP DLPe DDLP-DLPe CTDIvol DLP DLPe DDLP- DLPe 45 73, ,86 162,14 55, ,29 122, , ,07 142,93 45, ,75 112, , ,16 108,84 35, ,3 85, , ,57 93,43 28, ,71 72, , ,01 88,99 26, ,46 68,54 Mean±SD 49,7±16,2 566,8±177,5 447,5±145,7 119,3±32 38,5±12,3 438,6±134,2 346,3±110,2 92,3±24,1 FC, frequenza cardiaca; bpm, battiti per minuto; Media±DS, valore medio±deviazione standard; A, narrow pulsing window functional imaging; B, narrow pulsing window MinDose; C, wide pulsing window functional imaging; D, wide pulsing window MinDose; CTDIvol, computed tomography dose index volume; DLP, dose-lenght product (mgy/cm) ; DLPe, DLP calcolato per l effettiva lunghezza di scansione (mgy/90 mm); ΔDLP-DLPe, differenza tra DLP e DLPe

9 Pitch/FC Pitch/FC bpm Fig. 2 Adaptive pitch heart rate. In DSCT equipment, the scanner can automatically adapt the pitch to the heart rate. The pitch increases proportionally to the increase in heart rate based on the slowest beat detected during prescanning monitoring. Pitch (table feed gantry rotation time)/slice collimation, FC heart rate, bpm beats per minute Pitch/FC ( 2)=Pitch/HR ( 2) Fig. 2 Pitch heart rate-adattativo. Nelle apparecchiature DSCT, il pitch può essere automaticamente adattato dalla macchina alla frequenza cardiaca. Il valore del pitch aumenta parallelamente all aumentare della frequenza cardiaca, sulla base del più basso battito rilevato durante il monitoraggio pre-scansione. Pitch=(table feed tempo di rotazione)/collimazione slice. FC, frequenza cardiaca; bpm, battiti per minuto. Pitch/FC ( 2)=Pitch/HR ( 2) Dose exposure evaluation Table 2 shows estimates of the CTDIvol and DLP dose indices. With a narrow pulsing window, current modulation to 4% reduces exposure by 35.15% (2.51 msv; p<0.005). Indeed, the effective dose is 7.16 ±1.79 msv and 4.64 ±1.04 msv in protocols A and B, respectively. With a wide pulsing window, current modulation to 4% of ma reduces exposure by 22.62% (2.18 msv; p<0.005). Indeed, the effective dose is 9.64 ±3.02 msv and 7.46±2.28 msv in protocols C and D, respectively (Fig. 4). With regard to the initial studies performed on firstgeneration DSCT equipment, protocol A (NP FI) and/or B (NP MD) at low and high HR produce a further reduction in exposure of 29%/42% ( 65 bpm) and 15%/34% ( 80 bpm), respectively. In contrast, at intermediate HR, protocol C (WP FI) and/or D (WP MD) produce an increase in exposure of 23%/32% in functional/mindose imaging (Fig. 3). In every MDCT device, the gantry needs to perform up to one entire additional rotation before the set scan length in order to correctly position the X-ray tube. During this rotation, the tube activity exposes the patient to additional ionising radiation. The dose delivered beyond the scan range corresponds to the difference between DLP and effective DLP (DLPe) calculated for the scan length used in this study (mgy 90 mm). DLPe was 5.65±1.48 msv, 3.66±0.86 msv, 7.60±2.48 msv and 5.90±1.87 in protocols A, B, C and D, respectively (Table 2). Italian law no. 230/95 regarding the recommendations on radiation proteccorrente al 4% di ma riduce la dose del 22,62% (2,18 msv; p<0,005). Infatti, la dose efficace è di 9,64±3,02 msv e 7,46±2,28 msv, nel protocollo C e D, rispettivamente (Fig. 4). In considerazione degli studi iniziali eseguiti su apparecchiature DSCT di prima generazione, l utilizzo del protocollo A (NP FI) e/o B (NP MD) a bassa ed elevata frequenza cardiaca comporta un ulteriore riduzione di dose del 29%/42% ( 65 bpm) e 15%/34%( 80 bpm), rispettivamente. Invece a frequenze cardiache intermedie, il protocollo C (WP FI) e/o D (WP MD) determinerebbe un aumento di dose del 23%/32% in functional imaging/mindose (Fig. 3). In ogni apparecchiatura TC multistrato, il gantry deve compiere fino a una rotazione addizionale precedente la lunghezza di scansione impostata, per posizionare correttamente il tubo radiogeno. Durante questa rotazione, l attività del tubo sottopone il paziente ad una esposizione aggiuntiva alle radiazioni ionizzanti. La dose erogata oltre il range di scansione corrisponde alla differenza tra il DLP ed il DLP effettivo (DLPe), calcolato per la lunghezza di scansione utilizzata in questo studio (mgy 90 mm). Il DLPe è risultato 5,65±1,48 msv, 3,66±0,86 msv, 7,6±2,48 msv, 5,9±1,87 msv, nel protocollo A, B, C e D, rispettivamente (Tabella 2). Il decreto legge 230/95 relativo alle norme radio-protezionistiche emanate dall International Commission on Radiological Protection (ICRP), sancisce che il personale classificato non esposto alle radiazioni ionizzanti (per esempio i pazienti) è suscettibile ad un esposizione globale annua <1 msv. Dai dati ottenuti, è risultato che la dose relativa la rotazione addizionale pre-range di scansione (ΔDLP- DLPe) è pari al 21,59%±0,55% (1,52±0,43 msv) della dose totale/protocollo di acquisizione (Fig. 5).

10 DOSE/FC Protocols Fig. 3 Relationship between radiation dose and optimal data acquisition window. In patients with low, intermediate and high heart rates, the use of a narrow pulsing window produces a significant reduction in dose, with image quality remaining unchanged. Instead, the variability of the cardiac cycle at intermediate heart rates implies the use of a wider window, resulting in an increase in the radiation exposure time. msv effective dose, Protocols acquisition protocols used for the study; A, narrow pulsing window functional imaging - NP FI; B, narrow pulsing window mindose NP MD; C, wide pulsing window functional imaging WP FI; D, wide pulsing window mindose WP MD DOSE/FC=Dose/HR FC ( 3)=HR ( 3) Protocolli=Protocols Fig. 3 Relazione tra la dose di radiazione e l ottimale finestra di acquisizione dati. Nei pazienti con bassa, intermedia ed alta frequenza cardiaca, l utilizzo di una finestra di pulsazione stretta determina una significativa riduzione di dose, a parità di qualità di immagine. Invece, la variabilità del ciclo cardiaco a frequenze cardiache intermedie implica l utilizzo di una finestra più ampia che risulta in un aumento del tempo di esposizione raggi. FC, frequenza cardiaca; A, narrow pulsing window functional imaging; B, narrow pulsing window MinDose; C, wide pulsing window functional imaging; D, wide pulsing window MinDose. DOSE/FC=Dose/HR FC ( 3)=HR ( 3) Protocolli=Protocols tion issued by the International Commission on Radiological Protection stipulates that individuals classified as not exposed to ionising radiation (e.g. patients) are subject to a global annual exposure <1 msv. The data obtained show that the dose delivered by the additional rotation prior to the scan range (ΔDLP DLPe) is 21.59±0.55% (1.152±0.43 msv of the total dose/acquisition protocol (Fig. 5). Discussion Exposure to ionising radiation is one of the limitations to the clinical use of MDCT systems in noninvasive cardiac imaging [1 3]. In the spiral modality, data are acquired continuously throughout the cardiac cycle for later reconstruction in an arbitrarily defined cardiac cycle [7 10, 24]. The optimisation of ECG-gated MDCT-CA scan protocols is indispensable so that radiation exposure is as low as reasonably achievable (ALARA). Therefore, all the available dose reduction algorithms should be implemented. Discussione L esposizione alle radiazioni ionizzanti rappresenta uno dei limiti all impiego clinico delle apparecchiature TC multistrato nell imaging cardiaco non invasivo [1 3]. Come noto, in modalità spirale i dati sono continuamente raccolti attraverso il ciclo cardiaco per essere successivamente ricostruiti in una fase del ciclo cardiaco definita arbitrariamente [7 10, 24]. L ottimizzazione dei protocolli di scansione AC- TCMS ECG-gated risulta indispensabile per ridurre al più basso valore ragionevolmente ottenibile l esposizione continua alle radiazioni ionizzanti (ALARA as low as reasonably achievable). Pertanto, devono essere implementati tutti gli algoritmi disponibili di risparmio della dose. La peculiarità tecnica dell imaging DSCT delle arterie coronarie è una costante risoluzione temporale di 83 ms con modalità di ricostruzione a singolo segmento a tutte le frequenze cardiache, un cardiac bow-tie filter, un pitch spirale heart rate-adattativo, un sistema di modulazione cardio-sincronizzato dell emissione del tubo radiogeno (ECG-pulsing) heart rate-adattativo e un sistema di modulazione cardio-sincronizzato della corrente del tubo radiogeno (ECG-controlled tube current modulation) heart

11 EFFECTIVE DOSE Fig. 4 Evaluation of radiation dose. The radiation dose decreases with increasing heart rate. The reduction in dose is greater in the narrow pulsing window protocols, particularly with mindose modulation. msv, effective dose; bpm, beats per minute; A, narrow pulsing window functional imaging NP FI; B, narrow pulsing window mindose NP MD; C, wide pulsing window functional imaging WP FI; D, wide pulsing window mindose WP MD. Fig. 4 Valutazione della dose di radiazione. La dose di radiazione diminuisce all aumentare della frequenza cardiaca. La riduzione di dose è maggiore nei protocolli narrow pulsing window, in particolare con modulazione MinDose. bpm, battiti per minuto; A, narrow pulsing window functional imaging; B, narrow pulsing window MinDose; C, wide pulsing window functional imaging; D, wide pulsing window MinDose. a b EFFECTIVE DOSE Fig. 5a,b Relationship between radiation dose and scan length. The graphs show the difference between the radiation dose delivered during the scan (DLP; a) and the dose calculated for effective scan length of 90 mm (DLPe; b). The additional rotation prior to the scan range exposes the patient to additional ionising radiation. In general, the dose decreases with increasing heart rate. In particular, acquisitions with a narrower pulsing window significantly reduce exposure to radiation, especially if modulated to 4% maximum ma. mgv, DLP; bpm, beats per minute; DLP, dose-length product (mgy cm); DLPe, DLP calculated for effective scan length (mgy 90mm); A, narrow pulsing window functional imaging NP FI; B, narrow pulsing window mindose NP MD; C, wide pulsing window functional imaging WP FI; D,wide pulsing window mindose WP MD. Fig. 5a,b Relazione tra la dose di radiazione e la lunghezza di scansione. I grafici mostrano la differenza tra la dose di esposizione erogata durante la scansione (DLP; a) e la dose relativa l effettiva lunghezza di scansione di 90 mm (DLPe; b). La rotazione addizionale pre-range di scansione sottopone il paziente ad esposizione aggiuntiva alle radiazioni ionizzanti. In generale, la dose diminuisce all aumentare della frequenza cardiaca. In particolare, le acquisizioni eseguite mediante una più stretta finestra di pulsazione riduce significativamente l esposizione alle radiazioni, soprattutto se modulata al 4% Max ma. bpm, battiti per minuto; DLP, dose-llenght product (mgy/cm); A, narrow pulsing window functional imaging; B, narrow pulsing window MinDose; C, wide pulsing window functional imaging; D, wide pulsing window MinDose.

12 Table 3 Effective dose DLP and effective dose DLPe index values A B HR (bpm) ED DLP ED DLPe ΔED DLP- ED DLP ED DLPe ΔED DLP- ED DLPe ED DLPe Mean±SD 7.2± ± ± ±1 3.66± ±0.2 C D HR (bpm) ED DLP ED DLPe ΔED DLP- ED DLP ED DLPe ΔED DLP- ED DLPe ED DLPe Mean±SD 9.6±3 7.6±2.5 2± ± ± ±0.4 HR, heart rate; bpm beats per minute; Mean±SD, mean value±standard deviation; A, narrow pulsing window functional imaging NP FI; B, narrow pulsing window mindose NP MD; C, wide pulsing window functional imaging WP FI; D, wide pulsing window mindose WP MD; ED DLP, effective dose relative to DLP; ED DLPe, effective dose relative to effective DLP; ED DLP-DLPe, difference between DE DLP and ED DLPe Tabella 3 Valori degli indici di dose dose efficace DLP e dose efficace DLPe A B FC (bpm) DE DLP DE DLPe ΔDE DLP- DE DLP DE DLPe ΔDE DLP- DE DLPe DE DLPe 45 9,55 7,68 1,88 5,75 4,62 1, ,42 6,61 1,8 5,59 4,39 1,2 75 6,75 5,33 1,42 4,69 3, ,46 4,25 1,21 3,52 2,74 0, ,61 4,37 1,24 3,67 2,86 0,81 Media±DS 7,2±1,8 5,7±1,5 1,5±0,3 4,6±1 3,66±0,9 0,98±0,2 C D FC (bpm) DE DLP DE DLPe ΔDE DLP- DE DLP DE DLPe ΔDE DLP-e DE DLPe DE DLP 45 14,01 11,25 2,76 10,63 8,54 2, ,34 8,91 2,43 8,91 7 1, ,77 6,92 1,85 6,92 5,46 1, ,21 5,62 1,59 5,54 4,31 1, ,85 5,34 1,51 5,29 4,12 1,17 Media±DS 9,6±3 7,6±2,5 2±0,5 7,5±2,3 5,9±1,9 1,6±0,4 FC, frequenza cardiaca; bpm, battiti per minuto; Media±DS, valore medio±deviazione standard; A, narrow pulsing window functional imaging; B, narrow pulsing window MinDose; C, wide pulsing window functional imaging; D, wide pulsing window MinDose; DLP, dose-lenght product (mgy/cm); DLPe, DLP calcolato per l effettiva lunghezza di scansione (mgy 90 mm); DE DLP, dose efficace relativa al DLP; DE DLPe, dose efficace relativa al DLP effettivo; DE DLP-DLPe, differenza tra DE DLP e DE DLPe The singular technical features of DSCT imaging of the coronary arteries include a constant temporal resolution of 83 ms with single-segment reconstruction modality at all possible HRs, a cardiac bow-tie filter, an HR-adaptive spiral pitch, a system of HR-adaptive ECG pulsing and a system of HR-adaptive ECG-controlled tube current rate-adattativo, che determinano un significativo risparmio di dose rispetto ai convenzionali esami angiografici coronarici (per esempio 16 e 64 TCMS) [25 27]. Per valutare le potenzialità di riduzione della dose del sistema ECG-pulsing ed ECG-controlled tube current modulation, abbiamo acquisito due diverse finestre di

13 modulation, which together produce a significant reduction in exposure with respect to conventional CT coronary angiography examinations (e.g. 16- and 64-slice MDCT) [25 27]. In order to evaluate the potential for dose reduction of the ECG pulsing and ECG-controlled tube current modulation system, we acquired two different pulsing windows narrow and wide which were modulated to 20% and 4% of the peak tube current. Dependence on heart rate In pulsing acquisitions, the adaptation of pitch to HR produced a significant reduction in CTDIvol at increasing HR ( bpm). This reduction was greater in the WP protocols, particularly with tube current modulation to 20% (vs. 4%) of ma. Dependence on pulsing window width Use of the optimisation protocol for low and high HR (NP) produces a significant reduction in exposure with and without evaluation of left ventricular volumes (r=0.97; p<0.05) with respect to the WP protocol. At intermediate HR, variability of the cardiac cycle requires the use of a wider pulsing window to guarantee an optimal reconstruction window. This type of approach produces a dose increase of ~2 msv. In comparison with the literature that reports dose values for 64-slice MDCT systems of 9.5±3.4 msv with the use of the CARE Dose 4D protocol [15], application of ECG pulsing and ECG-controlled tube current modulation system in our study produced overall dose values lower than those of previous MDCT generations only with the use of the NP protocol (for HR 60 bpm; Fig. 2). Therefore, on the basis of the data obtained, the choice of the optimal ECG pulsing window seems to be indispensable for achieving a significant reduction in exposure at low HR [7 10, 22, 23]. Dependence on minimum pulsing value On the basis of the scan parameters used, (120 kv, 380 mas/rot, slice thickness 0.75, pitch-hr adaptive protocol), the dose delivered with 20% modulation to the maximum ma with narrow and wide pulsing window (r=0.99; p<0.005) can be significantly reduced with modulation to 4%. The results obtained suggest that: The use of the pitch HR adaptive protocol produces a reduction in dose proportional to the increase in HR In DSCT-CA examinations with retrospective ECG gating, the use of dose-reduction algorithms, ECG pulsazione, narrow e wide pulsing window, modulate al 20% e al 4% del valore nominale della corrente del tubo. Dipendenza dalla frequenza cardiaca Nelle acquisizioni pulsate, l adattamento del valore di pitch alla frequenza cardiaca risulta in una significativa riduzione del CTDIvol all aumentare della frequenza cardiaca ( bpm). Questa riduzione è maggiore nei protocolli wide pulsing window, in particolare con modulazione della corrente al 20% (vs 4%) di ma. Dipendenza dall ampiezza della finestra di pulsazione L utilizzo del protocollo di ottimizzazione per basse ed elevate frequenze cardiache, narrow pulsing window. determina una significativa riduzione di dose con e senza valutazione dei volumi del ventricolo sinistro (r=0,97; p<0,05), se confrontato con il protocollo wide pulsing window. A frequenze cardiache intermedie, la variabilità del ciclo cardiaco renderebbe obbligatorio l utilizzo di una finestra di pulsing più ampia per assicurare un intervallo di ricostruzione ottimale. Questo tipo di approccio risulta in un aumento della dose di circa ~2 msv. Rispetto ai dati disponibili in letteratura che riportano per apparecchiature TC a 64 strati valori di dose di 9,5±3,4 msv con l utilizzo del protocollo CARE Dose 4D [15], l applicazione del sistema ECG-pulsing ed ECG-controlled tube current modulation ha consentito di ottenere nel nostro studio valori di dose complessivamente inferiori rispetto alle precedenti generazioni TCMS solo con l utilizzo di una finestra di pulsazione stretta (per FC 60 bpm; Fig. 2). Quindi in base ai dati ottenuti, l ottimale finestra ECG-pulsing sembra essere indispensabile per una significativa riduzione della dose a bassa ed elevata frequenza cardiaca [7 10, 22, 23]. Dipendenza dal valore minimo di pulsazione Sulla base dei parametri di scansione utilizzati (120 kv, 380 mas/rot, slice thickness 0,75, pitch heart rate-adattativo), la dose erogata con modulazione al 20% di Max ma mediante narrow e wide pulsing window (r=0,99; p<0,005) può essere significativamente ridotta con modulazione al 4%. Dai risultati ottenuti è possibile dedurre che: l utilizzo del pitch heart rate-adattativo permette una riduzione di dose proporzionale all aumento della frequenza cardiaca; nelle indagini DSCT-CA eseguite mediante ECG-gated retrospettivo, l utilizzo degli algoritmi di risparmio della dose, ECG-pulsing e ECG-controlled tube current modulation, risultano in una riduzione di dose a tutte le frequenze cardiache, con i migliori risultati a basse ed alte frequenze cardiache; la modulazione della corrente del tubo al 4% del valore nominale di ma al di fuori della finestra di