abstrak perancangan dan implementasi metode … · 2018-05-07 · program otomatisasi perhitungan...
Post on 09-Apr-2019
236 Views
Preview:
TRANSCRIPT
i
ABSTRAK
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI METODE
PERHITUNGAN DOSIS PASIEN PADA PEMERIKSAAN CT
SCAN
Oleh
Choirul Anam
NIM: 30213017
(Program Studi Doktor Fisika)
Semenjak 2011, besaran size-specific dose estimates (SSDE) digunakan untuk
estimasi dosis radiasi yang diterima pasien saat menjalani pemeriksaan CT scan.
Namun, perhitungan SSDE masih dilakukan secara manual. Selain itu, standarisasi
dan optimasi pengukuran SSDE belum dilakukan serta akurasinya juga perlu
ditingkatkan. Oleh karena itu, penelitian disertasi ini bertujuan untuk
mengotomatisasi perhitungan SSDE, melakukan standarisasi dan optimasi
parameter-parameter dalam perhitungan SSDE, dan meningkatkan akurasi
perhitungan SSDE.
Otomatisasi perhitungan SSDE diawali dengan contouring pasien. Berdasarkan
hasil contouring tersebut, dilakukan perhitungan diameter efektif (Deff) dan water-
equivalent diameter (Dw). Setelah diperoleh nilai Deff dan Dw, kemudian ditentukan
nilai faktor konversi ukuran. Setelah itu, nilai faktor konversi ukuran ini dikalikan
dengan nilai volume CT dose index (CTDIvol) untuk mendapatkan nilai SSDE.
Dalam studi ini, nilai CTDIvol diperoleh dari header DICOM dan software
ImPACT, sementara faktor konversi diperoleh dari laporan AAPM No 204. Hasil
perhitungan otomatis dibandingkan dengan metode manual. Kemudian dilakukan
studi untuk estimasi Dw dari Deff. Standarisasi perhitungan SSDE dilakukan dengan
mengevaluasi pemilihan posisi dalam perhitungan Deff. Optimasi perhitungan
SSDE dilakukan dengan mengevaluasi jumlah irisan dalam perhitungan SSDE.
Sedangkan peningkatan akurasi perhitungan SSDE dilakukan dengan
menggunakan contouring yang mengikuti bentuk pasien dan menentukan faktor
koreksi akibat citra pasien yang terpotong.
Program otomatisasi perhitungan dosis radiasi telah berhasil dibuat dengan hasil
yang cukup akurat. Selisih nilai SSDE, Deff dan Dw yang dihitung secara otomatis
kurang dari 2% jika dibandingkan dengan perhitungan manual. Dalam penelitian
ini diperoleh bahwa pada bagian dada, Deff lebih besar 4,5% dibandingkan Dw,
sementara pada bagian kepala Deff lebih kecil 8,6% dibandingkan Dw. Terdapat
hubungan linear antara Deff dan Dw, sehingga nilai Dw dapat diestimasi dengan Deff.
Dalam penelitian ini telah dievaluasi penentuan posisi diameter lateral (LAT) dan
anterior-posterior (AP) dalam perhitungan Deff. Diperoleh bahwa nilai Deff yang
dihitung berdasarkan diamater LAT dan AP maksimum (Deff,m) tidak berbeda secara
signifikan (p > 0,05) terhadap Deff yang dihitung langsung dari luas citra pasien
ii
(Deff,A). Sementara itu, Deff yang dihitung berdasarkan LAT dan AP dari tengah citra
pasien (Deff,c) berbeda secara signifikan (p < 0,05) terhadap Deff,A pada bagian dada,
tetapi tidak berbeda secara signifikan pada bagian kepala. Untuk optimasi diperoleh
hasil bahwa SSDE yang dihitung menggunakan sembilan irisan (slice), nilainya
relatif sama dengan yang dihitung menggunakan rerata semua irisan, perbedaannya
hanya sekitar 1%. Berikutnya, diketahui bahwa penggunaan contour yang
mengikuti bentuk pasien berbeda secara signifikan dalam perhitungan SSDE pada
pemeriksaan dada (Δ = 5,5 %, p < 0,05) dibandingkan menggunakan contour
berupa lingkaran, namun pada pemeriksaan kepala, tidak berbeda secara signifikan
(Δ = 1,1 %, p ˃ 0,05). Dari riset ini diketahui bahwa citra aksial dari pemeriksaan
klinis banyak yang terpotong (86,1% pada citra dada dan 9,1% pada citra kepala).
Diperoleh bahwa faktor koreksi meningkat dengan kenaikan nilai truncated
percentage (TP).
Kesimpulan yang dapat diperoleh adalah telah berhasil dibuat suatu sistem untuk
menghitung dosis radiasi pasien secara otomatis berbasis konsep SSDE. Selain itu,
standarisasi dalam penentuan ukuran pasien (seperti posisi diameter) dan optimasi
penentuan jumlah irisan yang digunakan untuk menghitung SSDE telah dilakukan.
Sistem ini memberikan akurasi yang lebih tinggi dibandingkan sistem sebelumnya,
hingga sebesar 5%. Hal-hal tersebut di atas merupakan poin-poin keterbaruan yang
dicapai dari penelitian ini.
Kata kunci: CT dose index (CTDI), size-specific dose estimate (SSDE), diameter
efektif, water-equivalent diameter, dosis pasien
iii
ABSTRACT
THE DESIGN AND IMPLEMENTATION OF PATIENT DOSE
CALCULATION METHOD IN CT EXAMINATION
By
Choirul Anam
NIM: 30213017
(Doctoral Program in Physics)
Since 2011, size-specific dose estimates (SSDE) have been used to estimate the
radiation dose received by patients during CT exams. However, SSDE
measurements are still carried out manually. SSDE calculation methods have not
been standardized and optimized and their accuracy still has shortcomings that
need to be improved. This research aims to automate SSDE calculations,
standardize and optimize the parameters in the SSDE calculations and improve the
accuracy of the SSDE calculation.
The automation of SSDE calculations begins with patient contouring. Based on the
results of auto-contouring, calculation of the effective diameter (Deff) and water-
equivalent diameter (Dw) were performed. After that, the conversion factor as a
function of size was determined. The value of this size conversion factor was then
multiplied by the value of the CT dose index (CTDIvol) to obtain the SSDE value. In
this study, CTDIvol values were obtained from DICOM headers and ImPACT
software, while conversion factors were obtained from AAPM report No. 204. The
results of automated calculations were compared with manual methods. An
estimation of Dw from Deff was also conducted. Standardization of the SSDE
calculations was carried out by considering the selection of positions in the size
calculations and optimization was carried out by evaluating the number of slices in
the SSDE calculations. Increasing the accuracy of the calculation of SSDE was
carried out by using contouring that fitted well to the patient border and applying
a correction factor due to the truncation of CT images.
The automated radiation dose calculation was successfully developed with fairly
accurate results. The difference between automated and manual calculation of
SSDE, Deff and Dw values, was less than 2%. This study found that in the chest, Deff
was 4.5% greater than Dw, while in the head Deff was 8.6% smaller than Dw. There
was a linear relationship between Deff and Dw, so that Dw can be estimated from
Deff. The determination of the lateral (LAT) and anterior-posterior (AP) diameter
position in the Deff calculation was evaluated. It was found that Deff values
calculated on the basis of maximum LAT and maximum AP (Deff, m) did not differ
significantly (p> 0.05) from the Deff values calculated directly from the image area
of the patient (Deff, A). Deff values calculated on the basis of central LAT and AP
(Deff, c) differed significantly (p <0.05) from Deff, A for the chest, but did not differ
iv
significantly for the head. The calculated SSDE values using nine slices were
similar (to within 1%) to the value using the average of all slices. Furthermore, it
was found that SSDE calculated using the contours fitted to the patient border
differed significantly from the values using circular contours (Δ = 5.5%, p <0.05)
for chest examinations than, but, did not significantly differ (Δ = 1.1%, p ˃ 0.05)
for head examinations. This study revealed that the axial images from clinical
examinations are typically truncated around the edges (~86% in chest image and
~9% in head image). It is found that the required correction factor increases with
an increase in the value of truncated percentage (TP).
In conclusion, a novel system to calculate the patient's radiation dose automatically
based on the concept of SSDE has been developed. In addition, standardization of
parameters such as the diameter position in size calculation and optimization the
number of slices used to compute SSDE has been achieved. This system provides a
higher accuracy (by up to 5%) than the previous system.
Keywords: CT dose index (CTDI), size-specific dose estimate (SSDE), effective
diameter, water-equivalent diameter, patient dose
A
A
A
A
top related