Artigo técnico: Enfrentando os desafios de aquisição de imagens pediátricas com as soluções da Carestream

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Aprenda as técnicas por trás da maximização da eficiência da dose para aquisição de imagens pediátricas.

Índice:

• Soluções pediátricas para aquisição de imagens
• Soluções pediátricas para processamento de imagens
• Soluções pediátricas para análise e avaliação de imagens

As melhores práticas de aquisição de imagens radiográficas seguem o princípio de utilização da dose “mais baixa possível” ou ALARA (as low as reasonably achievable)(1), que equilibra as necessidades tanto do paciente (dose mais baixa) quanto da produção uma imagem com qualidade adequada para a interpretação confiável do exame. Embora o nível da dose seja um aspecto importante do gerenciamento da eficiência da dose para qualquer paciente, a aquisição de imagens radiográficas de pacientes pediátricos apresenta inúmeros desafios específicos.

Considerando o aumento da sensibilidade à radiação de órgãos e ossos em crescimento, a expectativa de vida prolongada das crianças e a ampla gama de biotipos entre esta demografia de pacientes, não é apropriado empregar as mesmas técnicas de aquisição e parâmetros de processamento de imagem utilizados para a aquisição de imagens de adultos. A iniciativa “Back to Basics” da campanha Image Gently incentiva a utilização de práticas de aquisição de imagens específicas para a pediatria e é totalmente condizente com os princípios orientadores da abordagem da Carestream quanto a essas questões importantes. (2, 3, 4)

Para proporcionar a imagem da mais alta qualidade com a utilização mais eficiente da exposição à radiação, é importante abordar cada etapa da cadeia de formação da imagem como parte de um sistema completo. O processo de formação da imagem pode ser naturalmente dividido em três etapas distintas: aquisição da imagem, processamento da imagem para exibição e análise e avaliação da imagem.

Nesta publicação, analisarei, em termos gerais, como a Carestream está abordando os desafios de aquisição de imagens pediátricas em todo o processo de formação da imagem: aquisição, processamento para exibição e análise e avaliação das imagens. Para obter uma análise mais detalhada, confira nosso artigo técnico.

Soluções pediátricas para aquisição de imagens

Receptor de imagem: Capturar a imagem de raios X com o receptor de imagem é a primeira etapa da formação da imagem. O lançamento dos detectores DRX sem fio da Carestream representou um grande avanço, uma vez que são detectores de raios X de alta qualidade que se encaixam perfeitamente no fluxo de trabalho de UTI neonatais e pediátricas. Além disso, a utilização de uma camada de cintilador de césio ajuda a garantir a melhor qualidade possível da imagem. O desenho praticamente elimina os problemas que podem ocorrer com o posicionamento dos pacientes em um ambiente clínico movimentado quando um sistema conectado é utilizado.

A bateria substituível também garante que o detector esteja pronto para utilização a qualquer momento. O painel CARESTREAM DRX Plus 2530C, que é compacto e possui altas resolução (espaçamento de 0,100 um pixels) e eficiência quântica de detecção (detective quantum-efficiency, DQE), se encaixa facilmente na bandeja de raios X de uma incubadora neonatal, sendo ideal para exames das extremidades na mesa.

Técnicas de aquisição apropriadas: Além de utilizar um detector altamente eficiente, também é essencial empregar as técnicas de aquisição apropriadas (p. ex., kVp, mAs e filtração) em toda a ampla gama de biotipos pediátricos. Essa gama de biotipos, desde o menor paciente neonatal ao maior adolescente, requer que as técnicas de aquisição sejam adaptadas ao tamanho e à idade de cada paciente. Para colaborar com esse desafio, a Carestream oferece a capacidade de selecionar o tamanho corporal do paciente pediátrico (também com base no peso ou na idade) dentre uma faixa de sete categorias, que é uma ampliação das categorias de tamanho recomendadas pela FDA. (5, 6)

Pediatric Capture Optimization and Enhancement: Esta opção permite que o sistema escolha os parâmetros de aquisição padrão e as configurações de processamento da imagem apropriadas para diferentes tamanhos de pacientes e tipos de detectores. Esse recurso proporciona mais consistência na aquisição e na exibição das imagens para pacientes de tamanho corporal e faixa etária determinados.

Smart Noise Cancellation: Um dos avanços recentes mais relevantes da Carestream é o Smart Noise Cancellation (SNC), que influencia diretamente a seleção das técnicas de aquisição. Essa nova técnica de redução de ruído baseada em AI facilita a redução da dose em todos os tamanhos de pacientes e exames de radiografia geral, preservando detalhes espaciais finos. (7)

Estudos com leitores criteriosamente conduzidos demonstraram que, com um painel de iodeto de césio, as aquisições em velocidade ISO de 800 com SNC aplicado foram consideradas superiores em termos de qualidade da imagem quando comparadas a aquisições em velocidade ISO de 400 sem a utilização do SNC. (7) Da mesma forma, para painéis de oxissulfeto de gadolínio (GOS), as aquisições em velocidade ISO de 500 foram consideradas superiores quando comparadas aos exames em velocidade ISO de 320 correspondentes sem SNC. De modo geral, 99% dos pares de imagens com dose baixa e SNC aplicado foram classificados como bons ou melhores do que as imagens com dose nominal sem aplicação do SNC.7 (Observação: a velocidade ISO é inversamente proporcional ao índice de exposição IEC. Como a exposição é reduzida pela metade, o IEC EI é reduzido pela metade, enquanto a velocidade ISO é duplicada.) E quando o SNC é utilizado em conjunto com outros métodos de gerenciamento de dose, como filtração, (8) uma redução de dose ainda maior pode ser alcançada.

O SNC aumenta consideravelmente a qualidade da imagem em todos os exames realizados com a família de detectores DRX1 e DRX Plus. O SNC, juntamente com as melhores práticas promovidas na campanha Image Gently, pode proporcionar a máxima qualidade da imagem com uma dose bastante reduzida.

Detector DRX-L: A Carestream agora oferece o detector DRX-L, medindo 43 cm x 130 cm, que foi projetado especificamente para a aquisição de imagens da coluna vertebral utilizando exposições de disparo único que permitem aquisição e visualização rápidas das imagens, simplificação do fluxo de trabalho e redução da dose em comparação com a aquisição de imagens de comprimento longo com múltiplos disparos. Embora seja difícil comparar diretamente a aquisição de imagens de comprimento longo (Long-Lenght Imaging, LLI) de múltiplos disparos com a de disparo único em termos da exposição à radiação, se todas as variáveis forem iguais (grade, SID, kVp e desempenho da aquisição de imagens do detector), o método LLI com múltiplos disparos resultará em aproximadamente 10% mais dose geral e 100% mais dose nas regiões anatômicas sobrepostas.

Considerando o longo tempo de espera associado à LLI com múltiplos disparos, em que o movimento do paciente frequentemente resulta em repetição do exame, a redução da dose decorrente do número menor de repetições também é um fator importante.

Software SmartGrid: A dispersão de raios X poderá comprometer consideravelmente a qualidade da imagem se não for gerenciada como parte do processo de aquisição. A utilização de uma grade antidispersão reduz a quantidade de dispersão que atinge a placa de aquisição de imagens e melhora sua qualidade. Porém, uma grande desvantagem da utilização de uma grade é a necessidade de aumentar a dose para o paciente. A medição da espessura do paciente é altamente recomendada como parte da seleção da técnica ideal.

As grades são apropriadas para espessuras de partes do corpo superiores a 12 cm, mas, na pediatria, poderá haver exceções para exames que contenham uma quantidade substancial de ar, como exames do tórax.(9)

No entanto, avanços recentes no processamento das imagens eliminaram a necessidade de utilizar uma grade física, substituindo-a pela supressão da dispersão baseada em software. O processamento SmartGrid da Carestream agora possibilita realizar a aquisição de imagens de pacientes pediátricos sem grade, reduzindo, assim, a exposição desses pacientes à radiação.

Prior Image Review: No intuito de promover a melhoria contínua e a uniformidade, o recurso Prior Image Review da Carestream permite que os técnicos analisem as aquisições anteriores do paciente na tela do console. As aquisições anteriores são recuperadas através do PACS (mesmo a partir de equipamentos de outros fornecedores) enquanto o técnico em radiologia está configurando o exame atual. Fatores anteriores relacionados ao posicionamento e à técnica também podem ser analisados, possibilitando que o técnico aprenda e replique os detalhes mais sutis de estudos anteriores de boa qualidade. Ao pressionar um botão, as mesmas técnicas podem ser copiadas de um exame anterior para o exame atual, garantindo uniformidade entre os técnicos.

Após a aquisição de uma imagem, a exibição prévia rápida permite que o técnico em radiologia determine imediatamente se a anatomia do paciente foi capturada de forma correta ou se é necessário refazer a imagem. Com isso, a agilidade e a eficiência na conclusão dos exames são aprimoradas, o que é particularmente importante para pacientes jovens. Para ajudar, a Carestream fornece o Índice de exposição (Exposure Index, EI) IEC para avaliação rápida da quantidade de radiação utilizada para criar a imagem.(10, 11)

O Índice de desvio (Deviation Index, DI) associado permite uma avaliação imediata da técnica de aquisição em relação ao alvo de exposição institucional para o exame específico. Essa resposta instantânea, juntamente com os outros desenvolvimentos na seleção das técnicas descritos acima, ajuda o técnico em radiologia a fornecer uma qualidade de imagem mais uniforme, desde o detector até o processamento da imagem, que é a etapa seguinte na cadeia de aquisição de imagens.

Soluções pediátricas para processamento de imagens

Processamento e exibição de imagens EVP Plus: Uma vez que uma imagem de alta qualidade tenha sido adquirida com a menor exposição possível do paciente, é essencial realizar um processamento apropriado da imagem que apresente as informações diagnósticas de forma clara e eficiente ao radiologista.

O software EVP Plus da Carestream, habilitado por nosso mecanismo de processamento de imagens Eclipse (12), pode ser personalizado para ajustar os parâmetros de processamento de imagens de acordo com a preferência de cada instituição.

Pediatric Capture Optimization and Enhancement: Quando combinados com a opção Pediatric Capture Optimization and Enhancement, os parâmetros de processamento de imagens também podem ser adaptados para exibir as características clínicas de uma maneira mais informativa em comparação com a utilização de configurações de processamento de imagens para adultos.

Graças à decomposição de frequência multibanda, com redução de ruído convencional ou SNC, se habilitado, e aos recursos controlados de restauração das extremidades, o conteúdo clínico disponível das estruturas ósseas nos menores pacientes de UTIs neonatais pode ser analisado, bem como o detalhe trabecular de pacientes mais desenvolvidos de outras faixas etárias, por exemplo. Os detalhes finos e o menor contraste da anatomia do menor paciente de UTIs neonatais exigem acentuação de componentes de frequência diferentes comparativamente com adolescentes maiores.

Visualização Tube and Line: Disponível para todos os tamanhos de pacientes, a Visualização Tube and Line utiliza uma imagem complementar criada automaticamente a partir da aquisição original com processamento otimizado para uma visualização mais nítida e simples das linhas. Os exemplos incluem um cateter central de inserção periférica (peripherally inserted central catheter, PICC), cateter venoso central e tubos, como nasogástrico (NG) e endotraqueal (ET), que ajudam a evitar a repetição da aquisição de imagens.

Soluções pediátricas para análise e avaliação de imagens

Aceitação e controle de qualidade: Uma vez que um sistema de aquisição de imagens tenha sido instalado e personalizado de acordo com as preferências de uma instituição em termos de exposição do paciente e “aparência” da imagem, é importante contar com um programa de controle de qualidade (CQ) contínuo que garanta a alta qualidade permanente das imagens entregues ao radiologista responsável pela leitura. Existem inúmeros aspectos implicados nesse tipo de programa de CQ e a Carestream Health implementou diversos recursos do sistema que permitem que uma instituição rastreie facilmente muitos dos parâmetros importantes.

No início, o pacote DR Total Quality Tool (DR TQT) permite uma avaliação eficiente do nível de desempenho atual do detector digital de raios X. Além disso, o EI IEC possibilita a avaliação rápida dos níveis de exposição utilizados para obter as imagens.

Em relação aos departamentos, nosso software Administrative Reporting and Analysis permite que o técnico ou físico de CQ consulte todos os sistemas Carestream na rede institucional a partir de um único local centralizado. Dessa forma, é possível realçar rapidamente níveis de exposição anômalos, altas taxas de repetição ou outros problemas de qualidade da imagem, oferecendo oportunidades para identificá-los e resolvê-los assim que surgirem. Juntos, esses recursos do sistema podem ajudar os técnicos a manter seu alto nível de qualidade e uniformidade das imagens para garantir diagnósticos confiáveis.

A Carestream oferece suporte a relatórios estruturados de dose de radiação DICOM, permitindo que as instituições rastreiem e monitorem todos os eventos de irradiação.

As demandas peculiares da aquisição de imagens pediátricas exigem uma abordagem que considere o sistema como um todo para assegurar imagens de alta qualidade com a menor exposição possível para pacientes jovens. A Carestream Health oferece uma série de recursos e funcionalidades que garantem que nossos sistemas possam fornecer as melhores e mais seguras imagens de raios X possíveis em todos os exames clínicos para todos os pacientes pediátricos.

Lori Barski atua como cientista de aquisição de imagens no Grupo de dados científicos da Carestream Health. Ela é responsável pelo desenvolvimento do processamento de imagens e pela otimização da qualidade das imagens. Possui 19 patentes e trabalha na Kodak/Carestream Health há 40 anos.

Referências:

1 Miller, Donald & Schauer, David. (2015). The ALARA principle in medical imaging. AAPM Newsletter. 40. 38-40.

2 Bulas DI, et al. AJR Am J Roentgenol. Maio de 2009; 192(5):1176-8. Image Gently: Why We Should Talk to Parents about CT in Children.

3 AJR Am J Roentgenol. Maio de 2009; 192(5):1169-75. Image Gently Vendor Summit: Working Together for Better Estimates of Pediatric Radiation Dose from CT. Strauss KJ, et al.

4 Image Gently®: A Alliance for Radiation Safety in Pediatric Imaging. http://www.pedrad.org/associations/5364/ig/ (acessado em 27 de setembro de 2012).

5, FDA guidance entitled “Premarket Assessment of Pediatric Medical Devices”, 14 de maio de 2004.

http://www.fda.gov/downloads/MedicalDevices/DeviceRegulationandGuidance/GuidanceDocuments/UCM089742.pdf.

6 FDA guidance entitled “Guidance for Industry and Food and Drug Administration Staff: Pediatric Information for X-ray Imaging Device Premarket Notifications”, 28 de novembro de 2017. https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/pediatricinformation-x-ray-imaging-device-premarket-notifications (acessado em 12 de julho de 2022).

7 Smart Noise Cancellation Processing: Providing a New Level of Clarity in Digital Radiography and a Foundation to Reduce Dose.

https://www.carestream.com/blog/wpcontent/uploads/2022/05/white_paper_smart_noise_cancellation_low_dose_2000299_202203_ltr_en_2.pdf (acessado em 15 de junho de 2022).

8 Tugwell-Allsup JR, Morris RW, Thomas K, Hibbs R, England A. “Neonatal digital chest radiography – should we be using additional copper filtration?,” Br J Radiol. 1º de fevereiro de 2022; 95(1130):20211026. doi: 10.1259/bjr.20211026. Epub, 14 de dezembro de 2021. PMID: 34797726; PMCID: PMC8822573.

9 American Society of Radiologic Technologists. Best Practices in Digital Radiography. (2019). https://www.asrt.org/docs/defaultsource/research/whitepapers/asrt12_bstpracdigradwhp_final.pdf?sfvrsn=743d0370_16 (acessado em 28 de junho de 2022).

10 International Standard IEC 62494-1 (2008) Medical electrical equipment – exposure index of digital X-ray imaging systems – Part 1: definitions and requirements for general radiography. International Electrotechnical Commission, ISBN 2-8318-9944-3.

11 Seibert J.A., Morin R.L., “The standardized exposure index for digital radiography; an opportunity for optimization of radiation dose to the pediatric population,” Pediatric. Radiol. 41(5), (2011), 573-581.

12 https://youtu.be/4AS05QuGWd8 (acessado em 13 de julho de 2022).