Prospectief multicenter register over stralingsdosisschattingen van cardiale CT-angiografie in de dagelijkse praktijk in 2017 (PROTECTION-VI)

Cardiale CT-angiografie (CCTA) is uitgegroeid tot een krachtig en veelgebruikt diagnostisch hulpmiddel voor de evaluatie van coronaire hartziekte. Voordelen van CCTA zijn de niet-invasieve aanpak, brede beschikbaarheid en hoge negatief voorspellende waarde om coronaire hartziekte uit te sluiten. Er moet echter rekening worden gehouden met blootstelling aan straling tijdens CCTA vanwege het potentiële risico op maligniteitsinductie.

Tien jaar geleden heeft de multicenter observationele PROTECTION I-studie onthuld dat het dosis-lengte-product van CCTA varieert tussen 568-1259 mGy x cm met een mediaan van 885 mGy x cm. Dit komt overeen met een geschatte effectieve dosis van ongeveer 12 mSv. Bovendien demonstreerde PROTECTION I een tot 7-voudige variatie van de stralingsdosis tussen verschillende onderzoekslocaties, wat het grote potentieel voor dosisverlaging impliceert. Ten slotte zijn er significante verschillen geconstateerd in de stralingsblootstelling tussen CT-systemen van verschillende leveranciers en de toepassing van dosisbesparende algoritmen, wat impliceert dat benaderingen voor dosisverlaging met betrekking tot hardware en software ook in 2007 relevant zijn geweest.

Sindsdien zijn er verschillende technieken ontwikkeld en verbeterd om de blootstelling aan straling tijdens CCTA te verminderen. Eerder werd ECG-gestuurde buisstroommodulatie geaccepteerd om de stralingsdosis te verminderen en werd daarom gebruikt bij ECG-gated retrospectieve cardiale spiraalscanning.

Een andere dosisbesparende techniek is de vermindering van het buispotentieel van conventioneel 120 kVp naar 100 kVp bij niet-zwaarlijvige patiënten. In de PROTECTION II-studie hebben we aangetoond dat de diagnostische beeldkwaliteit behouden blijft met een vermindering van het buispotentiaal tot 100 kVp, terwijl de stralingsblootstelling aanzienlijk werd verminderd met 31%.

De ontwikkeling van prospectieve ECG-gated axiale (sequentiële) scans maakte verdere dosisverlaging mogelijk, doordat alleen bestraling aan het einde van de diastole werd toegediend. In de PROTECTION III-studie konden we aantonen dat de diagnostische beeldkwaliteit behouden blijft met prospectieve ECG-gated axiale scanning bij patiënten met een stabiele en lage hartslag, terwijl de stralingsblootstelling met 69% werd verminderd in vergelijking met conventionele spiraalscanning met retrospectieve ECG-gating. Door gebruik te maken van prospectief ECG-getriggerde CCTA met hoge toonhoogte en beeldacquisitie tijdens slechts één hartcyclus, kan extra dosering worden bespaard bij gebruik bij geselecteerde patiënten met een lage en stabiele hartslag. Een scanstrategie met een poging om eerst met hoge toonhoogte te scannen, is echter kwetsbaar voor bewegingsartefacten en brengt het risico van herhaald scannen met zich mee.

In de PROTECTION IV-studie hebben we een scanstrategie van eerst helical scanning met hoge toonhoogte vergeleken met een conventionele scan eerst-strategie. We konden het behoud van de beeldkwaliteit aantonen met behulp van de strategie van eerst helical scannen met hoge toonhoogte, terwijl de stralingsblootstelling met 57% werd verminderd in vergelijking met de conventionele scan eerst-strategie.

De introductie van iteratieve beeldreconstructietechniek met geavanceerde verwerking van onbewerkte gegevens zorgde voor een verbetering van de beeldkwaliteit in vergelijking met traditionele gefilterde terugprojectie. Dit maakte een extra dosisbesparing mogelijk tijdens beeldacquisitie. In de PROTECTION V-studie hebben we de haalbaarheid aangetoond van het combineren van iteratieve beeldreconstructietechnieken met een reductie van buisstromen met 30%, wat leidt tot behoud van de diagnostische beeldkwaliteit terwijl een lineaire stralingsdosis wordt bespaard ten opzichte van de buisstroom.

Samenvattend hebben de vier gerandomiseerde klinische onderzoeken PROTECTION II-V aangetoond dat verschillende technieken voor het verminderen van blootstelling aan straling tijdens CCTA in de klinische praktijk kunnen worden toegepast zonder afbreuk te doen aan de diagnostische beeldkwaliteit. Uit de onderzoeken blijkt dat de verschillende benaderingen ook in combinatie kunnen worden toegepast en dat deze benaderingen kunnen worden gebruikt met verschillende CT-platformen van verschillende CT-leveranciers.

Recente studies hebben aangetoond dat de effectieve stralingsdosis voor één CCTA-scan kan worden verlaagd tot 0,3 mSv15 of zelfs tot minder dan 0,1 mSv bij een klein aantal zorgvuldig geselecteerde patiënten. Het blijft echter onduidelijk of dergelijke dramatisch lage doseringen worden bereikt en of de diagnostische beeldkwaliteit in de klinische routine behouden blijft. Om de omvang van blootstelling aan stralingsdosis tijdens CCTA in de huidige klinische praktijk te analyseren, hebben we de internationale en multicentrische PROTECTION VI-studie ontworpen. We zullen de variatie van de stralingsdosis beoordelen met betrekking tot leveranciers, CT-systemen en onderzoekslocaties. Verder zullen we het gebruik van dosisbesparende strategieën, inclusief de bovengenoemde, in de dagelijkse praktijk evalueren en hun effect op de diagnostische beeldkwaliteit analyseren. Op basis van de verzamelde gegevens zullen we het potentiële gebruik van extra dosisbesparingen voor elke locatie afzonderlijk evalueren.