Abstract

dic

ABC Imagem Cardiovascular

Arq Bras Cardiol: Imagem cardiovasc.

2675-312X

Sociedade Brasileira de Cardiologia

abcimg.20230069i

10.36660/abcimg.20230069i

Original Article

Diagnostic Accuracy of the Coronary Calcium Score Acquired with Reduced Radiation Dose and Iterative Reconstruction

0009-0005-6249-8531

Carnaval

Daniela Rodrigues

Conception and design of the research Statistical analysis Analysis and interpretation of the data Critical revision of the manuscript for intellectual content writing of the manuscript ¹

0009-0009-8513-5281

Liebl

Adriano

obtenção de dados writing of the manuscript ²

0000-0002-0095-9049

Silva

Miguel Morita Fernandes

Conception and design of the research Statistical analysis Analysis and interpretation of the data Critical revision of the manuscript for intellectual content ³

0009-0003-2377-6987

Sartori

Bruno Marques

obtenção de dados writing of the manuscript ²

0000-0002-9397-0799

Couto

Caio Nogara de Menezes

obtenção de dados writing of the manuscript ²

0009-0007-9498-7027

Silva

Gabriel Bergonse Garaluz da

obtenção de dados writing of the manuscript ²

0009-0000-8483-8916

Vazzoler

Ítalo Gabriel Beltrame

obtenção de dados writing of the manuscript ²

0009-0006-7196-6437

Medeiros

Vinícius Maksoud

obtenção de dados writing of the manuscript ²

0000-0002-3913-7181

Cerci

Rodrigo Julio

Conception and design of the research Statistical analysis Analysis and interpretation of the data Critical revision of the manuscript for intellectual content writing of the manuscript ³ 1 Hospital Santa Casa de Misericórdia de Curitiba

Curitiba

Brazil Hospital Santa Casa de Misericórdia de Curitiba, Curitiba, PR – Brazil 2 Pontifícia Universidade Católica do Paraná

Curitiba

Brazil Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, PR – Brazil 3 Clínica Quanta Diagnóstico e Terapia

Curitiba

Brazil Clínica Quanta Diagnóstico e Terapia, Curitiba, PR – Brazil

Mailing Address: Adriano Liebl • Pontifícia Universidade Católica do Paraná. R. Imaculada Conceição, 1155. Postal code: 80215-901. Prado Velho, Curitiba, PR – Brazil. E-mail: adriano_liebl@hotmail.com

Potential Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

Editor responsible for the review: Tiago Senra

02 10 2023

2023

36 3

e20230069

15 08 2023 29 08 2023 04 09 2023

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License

Abstract Background:

The calcium score is an imaging test used to evaluate cardiovascular risk by detecting coronary artery calcification (CAC). However, exposure to ionizing radiation during computed tomography (CT) has been a concern.

Objective:

The objective of this study was to evaluate radiation dose and the diagnostic quality of the calcium score using reduced tube voltage and iterative image reconstruction.

Methods:

This was a cross-sectional, observational study with patients over 18 years of age. Patients with previous coronary artery disease and patients who declined to participate were excluded. We acquired calcium score twice (120 kV and 100 kV) with different iterative reconstruction techniques. Two professionals interpreted the exams.

Results:

We evaluated 153 patients, and the reduction in radiation dose between acquisitions with 120 kV and 100 kV was 43%. The agreement of the degree of CAC between the different acquisitions was high, ranging from 93.9% to 96.2%. In Bland-Altman analysis, we observed a slight overestimation of the results in the acquisition with 100 kV compared to the acquisition with 120 kV.

Conclusion:

Calcium score acquired at 100 kV using Iterative Model Reconstruction (IMR) iterative reconstruction resulted in a significant reduction in radiation dose. Furthermore, agreement with acquisition at 120 kV was high, indicating that this approach may be a viable alternative to decrease radiation exposure during calcium score testing. However, it is important to underscore the slight overestimation of the results in the acquisition with 100 kV, which must be considered in the clinical interpretation.

Keywords: Vascular Calcification Coronary Artery Disease Radiation Dosage Tomography

Introduction

Cardiovascular diseases represent one of the leading causes of mortality worldwide, with approximately 17.3 million deaths per year; of these deaths, 7.3 million are associated with coronary atherosclerotic disease.¹

The use of diagnostic imaging methods for earlier detection of coronary atherosclerotic disease has intensified in recent years. Some of these methods use ionizing radiation, raising concerns regarding their possible side effects. Ionizing radiation can cause biological damage to those who are exposed to it. The damage is classified into 2 categories: stochastic and deterministic effects. The stochastic effects occur proportionally to the radiation dose received, without the existence of a threshold, and they are related to the development of cancer and genetic mutations, being the main cause of health risks resulting from radiation. Deterministic effects are caused by the total radiation that a patient receives during a procedure, so that tissue damage is caused at the focus of radiation that is not compensated by cellular repair, which generates damage, such as skin lesions.^2,3 Accordingly, means of reducing the effective radiation dose in these exams have become the focus of research by professionals in the fields of cardiology and radiology worldwide.⁴

The calcium score is a cardiovascular diagnostic imaging test that uses ionizing radiation in its acquisition. It is indicated for cardiovascular risk stratification, detecting the degree of coronary artery calcification (CAC), a pathognomonic sign of coronary atherosclerotic disease, by means of cardiac computed tomography (CT).^5,6 The radiation dose used to obtain the calcium score is usually low, around 0.9 to 1.3 millisieverts, but it may pose a risk to the health of patients if it is used more widely as a screening tool for cardiovascular disease.⁴

Image quality and radiation dose are positively related. Reducing the dose leads to a decrease in image quality, so that excessively zealous efforts to obtain low doses can produce poor quality images.² Reduced radiation dose increases image noise, and the current method of reconstruction with filtered back-projection (FBP) is not able to consistently generate diagnostic quality images at reduced x-ray tube currents (mA).⁷ Thus, the iterative reconstruction method is an excellent alternative to improve the quality of images obtained, as it manages to reduce the amount of image noise and artifacts that are normally associated with FBP, so that the worsened image quality resulting from the decrease in tube voltage is compensated by the iterative image reconstruction.⁸

In this study, our objective was to compare the effective dose of radiation in the acquisition of the calcium score with tube voltage of 120 kV and 100 kV, using different forms of reconstruction, and their impacts on the diagnostic accuracy of the exam.

Methods Study population

We included 156 patients who underwent calcium score testing at an imaging clinic in the city of Curitiba, Paraná, Brazil from October 2019 to February 2020. The inclusion criteria were as follows: patients over 18 years old referred to the clinic by medical specialists to undergo coronary calcium score testing. Patients already diagnosed with coronary heart diseases and/or patients who declined to participate in the study were excluded. All patients referred to the imaging clinic filled out a questionnaire before the test, providing the following data: sex, age, weight, height, history of systemic arterial hypertension, diabetes, dyslipidemia, smoking, family history of heart disease, acute myocardial infarction, percutaneous revascularization, and surgical revascularization. This information was recorded in the clinic's database. Three patients were excluded from the analysis because they had a history of previous acute myocardial infarction (2) or percutaneous revascularization (1), leaving 153 participants for analysis. All participants provided consent prior to the test. The study was submitted to the institution's ethics committee, and it received approval under opinion number 3.623.828.

Study type

This was a cross-sectional, observational study.

Image acquisition protocol

The calcium score was acquired by means of transverse sections, up to 3 millimeters thick, of the heart on CT synchronized with an electrocardiogram, without the use of intravenous contrast. In this study, patients were submitted to 2 consecutive cardiac CT scans to obtain the calcium score. The first with a tube voltage of 120 kV (gold standard) and the other with a voltage of 100 kV. Both were performed with a 256-slice CT scanner (Brilliance, Philips, Healthcare, The Netherlands), and patients remained in the same position during both acquisitions, with the current adjusted by the body mass index (BMI), which was the same in both acquisitions (BMI < 30: 30 mAs, BMI between 30 and 35: 50 mAs, and BMI > 35: 100 mAs).

In the images obtained with 120 kV, FBP image reconstruction was performed, constituting the gold standard for obtaining the calcium score. On the other hand, on images acquired at 100 kV, FBP reconstruction and iterative reconstructions were performed with 2 pieces of technology: iDose 6 (Philips, Healthcare, The Netherlands) and IMR 1 (Philips, Healthcare, The Netherlands). Both tests obtained were sent, blindly, to 2 specialist doctors to determine the calcium score, using dedicated software (Heartbeat CS, Philips, Healthcare, The Netherlands). Hyperattenuating images with more than 130 Hounsfield units and an area ≥ 3 adjacent pixels were highlighted by the software, and those confined in the coronary tree were selected by the physician. The software then calculated the sum of these points according to the Agatston method and determined a final score.^6,9 Furthermore, we categorized the calcium score result as follows: equal to 0, between 1 and 99, between 100 and 399, and above 399, in the different combinations of voltage and reconstruction.

Radiation dose

The radiation dose was calculated automatically after each acquisition. The standard used was the dose length product (DLP), which is automatically calculated by the CT acquisition software (iPatient Philips, Healthcare, The Netherlands) and presented in a report at the end of the exam. The DLPs of the 120 kV and 100 kV acquisitions for each patient were recorded in a Microsoft Excel spreadsheet for analysis.

Statistical analysis

Data were collected and stored in a Microsoft Excel spreadsheet. The results were expressed as means, medians, minimum values, maximum values, and standard deviations (quantitative variables) or as frequencies and percentages (qualitative variables). Data analysis was performed using the STATA computer program. The radiation dose used in the acquisitions at 120 kV and 100 kV was compared using the Wilcoxon rank-sum (Mann-Whitney) test, and the correlation of values of the degree of CAC was analyzed using kappa tests. Bland-Altman curves were also used to evaluate the agreement between the scores obtained in the study. P values < 0.05 were considered to indicate statistical difference.

To facilitate the clinical interpretation of the results, we considered clinically significant changes in the calcium score categories between the different acquisitions and reconstructions, those that would lead to a change in clinical management according to the guidelines, namely: change from calcium score of 0 to any positive result (1 to 99, 100 to 399, or above 399) or change from a calcium score below 100 (1 to 99) to greater than 100 (100 to 399 or above 399), given that a score above 100 is considered an aggravating cardiovascular risk factor, and a score above 0 represents the presence of calcified coronary atherosclerosis.

Results Demographics of the study population

The exams of 153 patients were analyzed, showing a mean calcium score of 221.9 Agatston units.

The mean age of the study population was 58.9 ± 13.1 with a mean BMI of 27.8 ± 4.42. Risk factors for cardiovascular disease were present in research sample participants as follows: systemic arterial hypertension in 65 patients (43.3%), diabetes mellitus in 24 (16%), dyslipidemia in 57 (38%), and tobacco use in 17 (11.3%). The main characteristics of the study population are displayed in Table 1.

Table 1 Characteristics of the study population

Variables	N = 156
Age, mean (SD)	58.97 (± 13.13)
BMI, mean (SD)	27.82 (± 4.42)
Female sex, N (%)	65 (41.6 %)
SAH, N (%)	65 (43.8%)
Diabetes, N (%)	24 (16%)
Dyslipidemia, N (%)	57 (38%)
Current tobacco use, N (%)	17 (11.3%)
Family history, N (%)	34 (22.7%)
AMI, N (%)	2 (1.3%)
Percutaneous revascularization, N (%)	1 (0.7%)
Calcium score, mean (SD)	221.95 (± 563.76)

AMI: previous acute myocardial infarction; BMI: body mass index; SAH: systemic arterial hypertension; SD: standard deviation.

Radiation dose

There was a 43% reduction in radiation dose between the 120 kV and 100 kV acquisitions (p < 0.0001). For the 120 kV voltage, the average DLP was 41 (± 19.3) mGy*cm, while it was 23.8 (± 11.4) mGy*cm for the voltage of 100 kV (Central Figure).

Diagnostic accuracy

There was a good correlation between the calcium score calculated by the observers in all forms of acquisition and reconstruction. For 120 kV with FBP, the interobserver correlation coefficient was 0.99. For 100 kV with FBP, the correlation was 0.99. For 100 kV with iDose 6, it was 0.99, and for 100 kV with IMR 1, it was 0.99, considering interclass correlation coefficient between 0.75 and 1 as excellent values.

Agreement of the calcium score in the Agatston classification using the kappa test between 120 kV with FBP and 100 kV with IMR was 94.2% with kappa index of 0.9. For 120 kV with FBP and 100 kV with FBP, it was 93.8% with kappa index of 0.9. For 120 kV with FBP and 100 kV with iDose 6, it was 96.2% with kappa 0.93 (p < 0.001). When we stratified agreement using the kappa index in patients with BMI less than or equal to 25 versus greater than 25, we observed a drop in agreement in the most obese patients, as shown in Table 2.

Table 2 Kappa index of agreement stratified by patients with BMI less than or equal to 25 and above 25.

Kappa index	Agreement for BMI ≤ 25	Agreement for BMI > 25
120 kV FBP vs 100 kV FBP	95.2% (kappa 0.92)	88.2% (kappa 0.83)
120 kV FBP vs 100 kV iDose 6	98.8% (kappa 0.97)	90.8% (kappa 0.86)
120 kV FBP vs 100 kV IMR	94.9% (kappa 0.91)	93.1% (kappa 0.89)

BMI: body mass index; FBP: filtered back projection.

The comparison of the results in the Bland-Altman analysis at the voltage of 120 kV with FBP versus 100 kV with IMR showed the following data: 95% limit of agreement with scores −162.6 to 139.6 and mean difference of −11.5 (confidence interval [CI]: −23.5 to 0.5), as shown in Figure 1. For voltage of 120 kV with FBP versus 100 kV with iDose 6, the 95% limits of agreement were −226.6 to 164.8, with mean difference of −30.8 (CI −46.5 to −15.2; n = 153; p = 0.0001), as shown in Figure 2. For the voltage of 120 kV with FBP compared to the dosage of 100 kV with FBP, the 95% limits of agreement were −366.9 to 252.7 with mean difference of −57 (CI −81.8 to −32.3; p = 0.0001), as shown in Figure 3. For the reconstruction with IMR 1, there was a lower dispersion value with a mean difference of −11.5. We observed an overestimation of the value for IMR 1; thus, for higher calcium score values, the mean difference increased. Using iDose 6 reconstruction, for calcium score of 130 Hounsfield units, the dispersion was −30. Using 100 kV with FBP, for calcium score of 157 Hounsfield units, the dispersion was −57.

Figure 1 Bland-Altman plot comparing calcium scores obtained with 120 kV and FBP reconstruction versus 100 kV and IMR 1 reconstruction Figure 2 Bland-Altman plot comparing calcium scores obtained with 120 kV and FBP reconstruction versus 100 kV and iDose 6 reconstruction Figure 3 Bland-Altman plot comparing calcium scores obtained with 120 kV and FBP reconstruction versus 100 kV and FBP reconstruction

When we considered clinically significant changes in the calcium score category between acquisition at 100 kV with IMR compared to the gold standard acquisition (120 kV with FBP), we observed a total of 5 (3.2%) changes, 2 (1.3 %) changes from category 0 to the category 1 to 99 and 3 (1.9%) changes from the category 1 to 99 to the category 100 to 399.

Discussion

In any procedure that involves exposing an individual to radiation for diagnostic purposes, the technique applied must provide maximum visual information using the minimum dose; in other words, the benefit to the patient undergoing radiological diagnostic examination must be associated with optimized practices that guarantee image quality at the lowest dose.^3,10 Iterative reconstruction algorithms can be applied to cardiac CT data, and they can reduce image noise to allow for improved image quality and/or reduced radiation dose.^11,12

In the reconstruction process of CT images, attenuation data from a large number of projections are mathematically processed to create an image of the volume examined. FBP is the established method, resulting from a quick mathematical procedure. Before reconstruction, the data are filtered to achieve adequate balance between spatial resolution and noise. The limitations of FBP are revealed in low radiation dose acquisitions, where image quality can be compromised by high levels of noise and artifacts.¹³ In recent years, these limitations have been circumvented by the introduction of iterative reconstruction methods,^7,3 which can remove noise from low-dose images using a variety of mathematical models.^14-16 Martin J. Willemink et al. performed a systematic literature review of 380 articles, observing that iterative reconstruction reduced noise and artifacts, and improved subjective and objective image quality compared to FBP at the same dose.^7,17

International studies have shown that it is possible to reduce the effective radiation dose by up to 74% in determined CT scanners, maintaining the diagnostic accuracy of the calcium score. This reduction in radiation dose occurs by decreasing the tube voltage from 120 kV to 100 kV so that the quality of the CT image is maintained with the use of a new reconstruction method.^18,19

In our study, we compared FBP with 2 methods of iterative reconstruction (iDose and IMR), and we observed that it is possible to perform the calcium score with a lower radiation dose, using modern reconstruction techniques. There was a 43% reduction in radiation dose between acquisitions from the voltage of 120 kV to 100 kV.

In relation to diagnostic quality, there was high agreement (kappa test above 0.9) between the CAC values obtained by the traditional method (120 kV with FBP) and the values obtained by the tested method, both for 100 kV with iDose 6 and for 100 kV with IMR 1, demonstrating the maintenance of clinical applicability of CAC, even when acquired with lower radiation doses.

The Bland-Altman plots demonstrated that, in general, there is an overestimation of the value of CAC when calculated using acquisitions of 100 kV. The difference between the means was smaller when IMR 1 reconstruction was used, ranging from −11.5 (120 kV with IMR 1) to −57.1 (120 kV with FBP). Furthermore, we observed that, in all comparisons, the lower the CAC, the smaller the difference; and the higher the CAC, the greater the dispersion. Therefore, acquisition with 100 kV and IMR reconstruction proved to be the most suitable for clinical application.

A limitation of the study was the occurrence of the COVID-19 pandemic during the inclusion of individuals, which limited the sample size. Studies carried out with a larger sample can help confirm these results.

Conclusion

Acquiring the calcium score with a voltage of 100 kV significantly reduced the radiation dose. When using the IMR 1 iterative reconstruction in the acquisition with 100 kV, it maintained high agreement and slight overestimation of the results when compared to the acquisition with 120 kV and traditional FBP reconstruction.

Sources of Funding

There were no external funding sources for this study.

Study Association

This study is not associated with any thesis or dissertation work.

Ethics Approval and Consent to Participate

This study was approved by the Ethics Committee of the Hospital de Clínicas da Universidade Federal do Paraná under the protocol number 20501119.5.0000.0096. All the procedures in this study were in accordance with the 1975 Helsinki Declaration, updated in 2013. Informed consent was obtained from all participants included in the study.

References 1

Azevedo

Rochitte

Lima

Coronary Artery Calcium Score and Coronary Computed Tomographic Angiography for Cardiovascular Risk Stratification

Arq Bras Cardiol 2012 98 6 559 568

10.1590/s0066-782x2012000600012

Azevedo CF, Rochitte CE, Lima JA. Coronary Artery Calcium Score and Coronary Computed Tomographic Angiography for Cardiovascular Risk Stratification. Arq Bras Cardiol. 2012;98(6):559-68. doi: 10.1590/s0066-782x2012000600012.

Leyton

Canevaro

Dourado

Castello

Bacelar

Navarro

Riscos da radiação X e a Importância da proteção Radiológica na Cardiologia Intervencionista: Uma Revisão Sistemática

Rev Bras Cardiol Invasiva 2014 22 1 87 98

10.1590/0104-1843000000015

Leyton F, Canevaro L, Dourado A, Castello H, Bacelar A, Navarro MT, et al. Riscos da radiação X e a Importância da proteção Radiológica na Cardiologia Intervencionista: Uma Revisão Sistemática. Rev Bras Cardiol Invasiva. 2014;22(1):87-98. doi: 10.1590/0104-1843000000015.

Abbara

SCCT Guidelines on Radiation Dose and Dose-Optimization Strategies in Cardiovascular CT

Yearb Diagnostic Radiol 2012 2012 233 233

10.1016/j.yrad.2012.03.023

Abbara S. SCCT Guidelines on Radiation Dose and Dose-Optimization Strategies in Cardiovascular CT. Yearb Diagnostic Radiol. 2012;2012:233. doi: 10.1016/j.yrad.2012.03.023.

Sara

Szarf

Tachibana

Shiozaki

Villa

Oliveira

II Guidelines on Cardiovascular Magnetic Resonance and Computed Tomography of the Brazilian Society of Cardiology and the Brazilian College of Radiology

Arq Bras Cardiol 2014 103 6 Suppl 3 1 86

10.5935/abc.2014S006

Sara L, Szarf G, Tachibana A, Shiozaki AA, Villa AV, Oliveira AC, et al. II Guidelines on Cardiovascular Magnetic Resonance and Computed Tomography of the Brazilian Society of Cardiology and the Brazilian College of Radiology. Arq Bras Cardiol. 2014;103(6 Suppl 3):1-86. doi: 10.5935/abc.2014S006.

Schoenhagen

Tuzcu

Métodos por Imagem da Aterosclerose em Estudos de Progressão/Regressão: Marcador Substituto ou Janela Direta para o Processor Patológico da Aterosclerose?

Arq Bras Cardiol 2008 91 6 385 398

10.1590/S0066-782X2008001800010

Schoenhagen P, Tuzcu EM. Métodos por Imagem da Aterosclerose em Estudos de Progressão/Regressão: Marcador Substituto ou Janela Direta para o Processor Patológico da Aterosclerose? Arq Bras Cardiol. 2008;91(6):385-398. doi: 10.1590/S0066-782X2008001800010.

Neves

Andrade

Monção

Escore de Cálcio Coronariano: Estado Atual

Radiol Bras 2017 50 3 182 189

10.1590/0100-3984.2015.0235

Neves P, Andrade J, Monção H. Escore de Cálcio Coronariano: Estado Atual. Radiol Bras. 2017;50(3):182-9. doi: 10.1590/0100-3984.2015.0235.

Willemink

Leiner

de Jong

de Heer

Nievelstein

Schilham

Iterative Reconstruction Techniques for Computed Tomography Part 2: Initial Results in Dose Reduction and Image Quality

Eur Radiol 2013 23 6 1632 1642

10.1007/s00330-012-2764-z

Willemink MJ, Leiner T, de Jong PA, de Heer LM, Nievelstein RA, Schilham AM, et al. Iterative Reconstruction Techniques for Computed Tomography Part 2: Initial Results in Dose Reduction and Image Quality. Eur Radiol. 2013;23(6):1632-42. doi: 10.1007/s00330-012-2764-z.

Renker

Ramachandra

Schoepf

Raupach

Apfaltrer

Rowe

Iterative Image Reconstruction Techniques: Applications for Cardiac CT

J Cardiovasc Comput Tomogr 2011 5 4 225 230

10.1016/j.jcct.2011.05.002

Renker M, Ramachandra A, Schoepf UJ, Raupach R, Apfaltrer P, Rowe GW, et al. Iterative Image Reconstruction Techniques: Applications for Cardiac CT. J Cardiovasc Comput Tomogr. 2011;5(4):225-30. doi: 10.1016/j.jcct.2011.05.002.

Barros

MVL

Rabelo

Nunes

MCP

Silva

Villamagna

Cardoso

JMB

Escore de Cálcio na Predição de Eventos Adversos em Pacientes com Suspeita de Doença Coronariana

Arq Bras Cardiol - Imagem Cardiovascular 2014 27 3 191 196 0.5935/2318-8219.20140021

Barros MVL, Rabelo DR, Nunes MCP, Silva EC, Villamagna AR, Cardoso JMB, et al. Escore de Cálcio na Predição de Eventos Adversos em Pacientes com Suspeita de Doença Coronariana. Arq Bras Cardiol - Imagem Cardiovascular. 2014;27(3):191-6. doi: 0.5935/2318-8219.20140021.

Saint'Yves

TLA

Travassos

PCB

Gonçalves

EAS

Mecca

Silveira

Otimização da Relação Dose x Ruído na Imagem em Protocolos de Tomografia Computadorizada de Crânio Pediátrico

Rev Bras Física Médica 2010 4 1 11 14

10.29384/rbfm.2010.v4.n1.p11-14

Saint'Yves TLA, Travassos PCB, Gonçalves EAS, Mecca FA, Silveira TB. Otimização da Relação Dose x Ruído na Imagem em Protocolos de Tomografia Computadorizada de Crânio Pediátrico. Rev Bras Física Médica. 2010;4(1):11-4. doi: 10.29384/rbfm.2010.v4.n1.p11-14.

Rodrigues

Williams

Fitzgerald

Connell

Weir

Newby

Iterative Reconstruction Can Permit the Use of Lower X-Ray Tube Current in CT Coronary Artery Calcium Scoring

Br J Radiol 2016 89 1064 20150780 20150780

10.1259/bjr.20150780

Rodrigues MA, Williams MC, Fitzgerald T, Connell M, Weir NW, Newby DE, et al. Iterative Reconstruction Can Permit the Use of Lower X-Ray Tube Current in CT Coronary Artery Calcium Scoring. Br J Radiol. 2016;89(1064):20150780. doi: 10.1259/bjr.20150780.

Maxfield

Schuster

McGillicuddy

Young

Ghita

Bokhari

Impact of Adaptive Statistical Iterative Reconstruction on Radiation Dose in Evaluation of Trauma Patients

J Trauma Acute Care Surg 2012 73 6 1406 1411

10.1097/TA.0b013e318270d2fb

Maxfield MW, Schuster KM, McGillicuddy EA, Young CJ, Ghita M, Bokhari SA, et al. Impact of Adaptive Statistical Iterative Reconstruction on Radiation Dose in Evaluation of Trauma Patients. J Trauma Acute Care Surg. 2012;73(6):1406-11. doi: 10.1097/TA.0b013e318270d2fb.

Lança

Potencial de Redução de Dose em Tomografia Computorizada com Técnicas de Reconstrução Iterativa. Proceedings of the 5th Congresso Nacional e 2nd Intercâmbio Internacional dos Profissionais das Técnicas Radiológicas 2015 Oct 30-Nov 1

Brasília

Conter

2015

Lança L. Potencial de Redução de Dose em Tomografia Computorizada com Técnicas de Reconstrução Iterativa. Proceedings of the 5th Congresso Nacional e 2nd Intercâmbio Internacional dos Profissionais das Técnicas Radiológicas. 2015 Oct 30-Nov 1. Brasília: Conter; 2015.

Juri

Matsuki

Itou

Inada

Nakai

Azuma

Initial Experience with Adaptive Iterative Dose Reduction 3D to Reduce Radiation Dose in Computed Tomographic Urography

J Comput Assist Tomogr 2013 37 1 52 57

10.1097/RCT.0b013e3182742c0e

Juri H, Matsuki M, Itou Y, Inada Y, Nakai G, Azuma H, et al. Initial Experience with Adaptive Iterative Dose Reduction 3D to Reduce Radiation Dose in Computed Tomographic Urography. J Comput Assist Tomogr. 2013;37(1):52-7. doi: 10.1097/RCT.0b013e3182742c0e.

Chen

Steigner

Leung

Kumamaru

Schultz

Mather

Simulated 50 % Radiation Dose Reduction in Coronary CT Angiography Using Adaptive Iterative Dose Reduction in Three-Dimensions (AIDR3D)

Int J Cardiovasc Imaging 2013 29 5 1167 1175

10.1007/s10554-013-0190-1

Chen MY, Steigner ML, Leung SW, Kumamaru KK, Schultz K, Mather RT, et al. Simulated 50 % Radiation Dose Reduction in Coronary CT Angiography Using Adaptive Iterative Dose Reduction in Three-Dimensions (AIDR3D). Int J Cardiovasc Imaging. 2013;29(5):1167-75. doi: 10.1007/s10554-013-0190-1.

Kurata

Dharampal

Dedic

de Feyter

Krestin

Dijkshoorn

Impact of Iterative Reconstruction on CT Coronary Calcium Quantification

Eur Radiol 2013 23 12 3246 3252

10.1007/s00330-013-3022-8

Kurata A, Dharampal A, Dedic A, de Feyter PJ, Krestin GP, Dijkshoorn ML, et al. Impact of Iterative Reconstruction on CT Coronary Calcium Quantification. Eur Radiol. 2013;23(12):3246-52. doi: 10.1007/s00330-013-3022-8.

Dalmazo

Elias

Jr Brocchi

MAC

Costa

Azevedo-Marques

Otimização da Dose em Exames de Rotina em Tomografia Computadorizada: Estudo de Viabilidade em um Hospital Universitário

Radiol Bras 2010 43 4 241 248

10.1590/S0100-39842010000400008

Dalmazo J, Elias J Jr, Brocchi MAC, Costa PR, Azevedo-Marques PM. Otimização da Dose em Exames de Rotina em Tomografia Computadorizada: Estudo de Viabilidade em um Hospital Universitário. Radiol Bras. 2010;43(4):241-8. doi: 10.1590/S0100-39842010000400008.

Tatsugami

Higaki

Fukumoto

Kaichi

Fujioka

Kiguchi

Radiation Dose Reduction for Coronary Artery Calcium Scoring at 320-Detector CT with Adaptive Iterative Dose Reduction 3D

Int J Cardiovasc Imaging 2015 31 5 1045 1052

10.1007/s10554-015-0637-7

Tatsugami F, Higaki T, Fukumoto W, Kaichi Y, Fujioka C, Kiguchi M, et al. Radiation Dose Reduction for Coronary Artery Calcium Scoring at 320-Detector CT with Adaptive Iterative Dose Reduction 3D. Int J Cardiovasc Imaging. 2015;31(5):1045-52. doi: 10.1007/s10554-015-0637-7.

Choi

Leifer

Shanbhag

Bronson

Arai

Prospective Evaluation of the Influence of Iterative Reconstruction on the Reproducibility of Coronary Calcium Quantification in Reduced Radiation Dose 320 Detector Row CT

J Cardiovasc Comput Tomogr 2016 10 5 359 363

10.1016/j.jcct.2016.07.016

Choi AD, Leifer ES, Yu J, Shanbhag SM, Bronson K, Arai AE, et al. Prospective Evaluation of the Influence of Iterative Reconstruction on the Reproducibility of Coronary Calcium Quantification in Reduced Radiation Dose 320 Detector Row CT. J Cardiovasc Comput Tomogr. 2016;10(5):359-63. doi: 10.1016/j.jcct.2016.07.016.

10.36660/abcimg.20230069

Artigo Original

Acurácia Diagnóstica do Escore de Cálcio Coronariano Adquirido com Redução da Dose de Radiação e Reconstrução Iterativa

0009-0005-6249-8531

Carnaval

Daniela Rodrigues

Concepção e desenho da pesquisa análise estatística análise e interpretação dos dados revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante redação do manuscrito ¹

0009-0009-8513-5281

Liebl

Adriano

obtenção de dados redação do manuscrito ²

0000-0002-0095-9049

Silva

Miguel Morita Fernandes

Concepção e desenho da pesquisa análise estatística análise e interpretação dos dados revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante ³

0009-0003-2377-6987

Sartori

Bruno Marques

obtenção de dados redação do manuscrito ²

0000-0002-9397-0799

Couto

Caio Nogara de Menezes

obtenção de dados redação do manuscrito ²

0009-0007-9498-7027

Silva

Gabriel Bergonse Garaluz da

obtenção de dados redação do manuscrito ²

0009-0000-8483-8916

Vazzoler

Ítalo Gabriel Beltrame

obtenção de dados redação do manuscrito ²

0009-0006-7196-6437

Medeiros

Vinícius Maksoud

obtenção de dados redação do manuscrito ²

0000-0002-3913-7181

Cerci

Rodrigo Julio

Concepção e desenho da pesquisa análise estatística análise e interpretação dos dados revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante redação do manuscrito ³ 1

Curitiba

Brasil Hospital Santa Casa de Misericórdia de Curitiba, Curitiba, PR – Brasil 2

Curitiba

Brasil Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, PR – Brasil 3

Curitiba

Brasil Clínica Quanta Diagnóstico e Terapia, Curitiba, PR – Brasil

Correspondência: Adriano Liebl • Pontifícia Universidade Católica do Paraná. R. Imaculada Conceição, 1155. CEP: 80215-901. Prado Velho, Curitiba, PR – Brasil. E-mail: adriano_liebl@hotmail.com

Potencial Conflito de Interesse

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

Editor responsável pela revisão: Tiago Senra

Resumo Fundamento:

O escore de cálcio (EC) é um exame de imagem utilizado para avaliar o risco cardiovascular, por meio da detecção da calcificação arterial coronariana (CAC). No entanto, a exposição à radiação ionizante durante a tomografia computadorizada (TC) tem sido uma preocupação.

Objetivo:

O objetivo deste estudo foi avaliar a dose de radiação e a qualidade diagnóstica do EC, utilizando voltagem do tubo reduzida e reconstrução iterativa de imagem.

Métodos:

Estudo observacional transversal com pacientes acima de 18 anos. Foram excluídos pacientes com doença arterial coronariana prévia ou recusa em participar. Realizamos duas aquisições de EC (120 kV e 100 kV) com diferentes técnicas de reconstrução iterativa. Dois profissionais interpretaram os exames.

Resultados:

Foram avaliados 153 pacientes, e a redução da dose de radiação entre as aquisições com 120 kV e 100 kV foi de 43%. A concordância do grau de CAC entre as diferentes aquisições foi alta, variando de 93,9% a 96,2%. Na análise de Bland-Altman, foi observada uma ligeira superestimação dos resultados na aquisição com 100 kV em comparação com a aquisição com 120 kV.

Conclusão:

A aquisição do EC com 100 kV, utilizando reconstrução iterativa Modelo de Reconstrução Iterativa (IMR), resultou em uma significativa redução da dose de radiação. Além disso, a concordância com a aquisição com 120 kV foi alta, indicando que essa abordagem pode ser uma alternativa viável para diminuir a exposição à radiação durante o exame de EC. No entanto, é importante ressaltar a ligeira superestimação dos resultados na aquisição com 100 kV, o que deve ser considerado na interpretação clínica.

Palavras-chaves: Calcificação Vascular Doença da Artéria Coronária Doses de Radiação Tomografia

Introdução

As doenças cardiovasculares representam uma das principais causas de mortalidade em todo o mundo, com cerca de 17,3 milhões de óbitos por ano, sendo que entre essas mortes, 7,3 milhões estão associadas à doença aterosclerótica coronariana.¹

O uso de métodos diagnósticos por imagem para detecção mais precoce de doença aterosclerótica coronariana foi intensificado nos últimos anos. Alguns destes métodos utilizam radiação ionizante, trazendo preocupação referente aos seus possíveis efeitos colaterais. A radiação ionizante pode causar danos biológicos para quem é exposto, que são classificados em duas categorias: efeitos estocásticos e determinísticos. Os efeitos estocásticos ocorrem de forma proporcional à dose de radiação recebida, sem existência de limiar, e estão relacionados com o desenvolvimento de câncer e mutações genéticas, sendo o principal efeito causador de riscos à saúde decorrente da radiação. Os efeitos determinísticos são causados pela radiação total que um paciente recebe durante um procedimento, de modo que é causado um dano tecidual no foco da radiação não compensado pelo reparo celular, o que gera danos, como lesões de pele.^2,3 Dessa forma, meios de diminuir a dose efetiva de radiação nesses exames vêm se tornando foco de pesquisas por profissionais da área de cardiologia e radiologia em todo o mundo.⁴

O escore de cálcio (EC) é um exame de imagem diagnóstico cardiovascular que utiliza radiação ionizante na sua aquisição. É indicado para a estratificação de risco cardiovascular, detectando o grau de calcificação arterial coronariana (CAC), um sinal patognomônico de doença aterosclerótica coronariana, por meio da tomografia computadorizada (TC) cardíaca.^5,6 A dose de radiação usada na obtenção do EC costuma ser baixa, cerca de 0,9 a 1,3 miliSievert, mas pode representar um risco à saúde dos pacientes, se passar a ser utilizada de forma mais ampla como rastreamento de doença cardiovascular.⁴

A qualidade da imagem e a dose de radiação estão positivamente relacionadas. A redução da dose provoca uma diminuição na qualidade da imagem, de tal modo que o excesso de zelo para se obter doses baixas pode gerar imagens de baixa qualidade.² A redução na dose de radiação aumenta os ruídos da imagem, sendo que o corrente método de reconstrução com retroprojeção filtrada (FBP) é incapaz de gerar consistentemente imagem de qualidade de diagnóstico com correntes reduzidas do tubo de raios-X (mA).⁷ Assim, o método de reconstrução iterativa é uma ótima alternativa para melhorar a qualidade da imagem obtida, pois ela consegue diminuir a quantidade de ruídos e artefatos na imagem que normalmente estão associados com o FBP, o que faz com que a piora na qualidade da imagem decorrente da diminuição da voltagem do tubo seja compensada com a reconstrução de imagem iterativa.⁸

Nesse estudo, objetivamos comparar a dose efetiva de radiação na aquisição do exame de EC com a voltagem do tudo em 120 kV e 100 kV, utilizando diferentes formas de reconstrução e seu impacto na acurácia diagnóstica do exame.

Métodos População de estudo

Foram incluídos 156 pacientes que realizaram exame de EC em uma clínica de imagem na cidade de Curitiba no período de outubro de 2019 a fevereiro de 2020. Os critérios de inclusão foram: pacientes acima de 18 anos encaminhados para a clínica por especialistas médicos para realizar o exame de EC coronariano. Foram excluídos da pesquisa os pacientes já diagnosticados com doenças coronarianas e/ou que recusaram a participação no estudo. Todos os pacientes encaminhados à clínica de imagem preenchem um questionário antes da realização do exame, fornecendo os seguintes dados: sexo, idade, peso, altura, antecedentes de hipertensão arterial sistêmica, diabetes, dislipidemia, tabagismo, história familiar de doenças cardíaca, infarto agudo do miocárdio, revascularização percutânea e revascularização cirúrgica. Essas informações foram registradas no banco de dados da clínica. Três pacientes foram excluídos da análise porque tinham histórico de infarto agudo do miocárdio prévio (2) ou revascularização percutânea (1), restando 153 participantes para a análise. Todos os participantes forneceram consentimento antes da realização do exame. O estudo foi submetido e aprovado pelo comitê de ética da instituição sob parecer número 3.623.828.

Tipo de estudo

O tipo de estudo é observacional transversal.

Protocolo de aquisição de imagens

A aquisição do EC foi feita por meio de cortes transversais, de até três milímetros de espessura, do coração em TC sincronizada com eletrocardiograma, sem uso de contraste endovenoso. No estudo, os pacientes foram submetidos a duas TC cardíacas seguidas para a obtenção do EC. A primeira com uma voltagem do tubo de 120 kV (padrão ouro) e a outra com voltagem de 100 kV. Ambas foram realizadas com o tomógrafo 256 cortes (Brilliance, Philips, Healthcare, The Netherlands), de modo que o paciente permanecesse na mesma posição durante as duas aquisições e com a corrente ajustada pelo índice de massa corporal (IMC), sendo a mesma nas duas aquisições (IMC < 30: 30 mAs, IMC entre 30 e 35: 50 mAs e IMC > 35: 100 mAs).

Nas imagens obtidas com 120 kV, foi feita reconstrução de imagem FBP, configurando o padrão ouro de obtenção do EC. Por outro lado, nas imagens adquiridas com 100 kV, foram realizadas a reconstrução FBP e reconstruções iterativas com duas tecnologias: o iDose 6 (Philips, Healthcare, The Netherlands) e IMR 1 (Philips, Healthcare, The Netherlands). Ambos os exames obtidos foram direcionados, cegamente, para dois médicos especialistas para determinação do EC, utilizando software dedicado (Heartbeat CS, Philips, Healthcare, The Netherlands). Em resumo, imagens hiperatenuantes com mais de 130 unidades Hounsfield e área ≥ 3 pixels adjacentes foram destacadas pelo software, e as confinadas na árvore coronariana foram selecionadas pelo médico. O software então calcula a soma destes pontos de acordo com o método de Agatston e determina um escore final.^6,9 Além disso categorizamos o resultado do EC da seguinte forma: igual a 0, entre 1 e 99, entre 100 e 399 e acima de 399 nas diferentes combinações de voltagem e reconstrução.

Dose de radiação

A dose de radiação é calculada automaticamente após cada aquisição. O padrão utilizado foi o dose length product ou produto de comprimento da dose (DLP) que é calculado automaticamente pelo software de aquisição do tomógrafo (iPatient Philips, Healthcare, The Netherlands) e apresentado em relatório ao término do exame. Os DLPs das aquisições de 120 kV e 100 kV de cada paciente foram registrados em planilha do Microsoft Excel para a análise.

Análise estatística

Os dados foram coletados e armazenados em uma planilha do Microsoft Excel. Os resultados foram expressos por médias, medianas, valores mínimos, valores máximos e desvios padrões (variáveis quantitativas) ou por frequências e percentuais (variáveis qualitativas). A análise de dados foi realizada com o auxílio do programa computacional STATA. A dose de radiação utilizada nas aquisições de 120 kV e 100 kV foi comparada por teste de Wilcoxon rank-sum (Mann-Whitney) e a correlação dos valores do grau de CAC analisadas por meio de testes de kappa. Ainda foram utilizadas curvas de Bland-Altman para avaliar a concordância entre as pontuações obtidas no estudo. O valor de p < 0,05 foi considerado para indicar diferença estatística.

Para facilitar a interpretação clínica dos resultados, consideramos alterações clinicamente significativas nas categorias de EC entre as diferentes aquisições e reconstruções, aquelas que levariam à mudança de conduta clínica pelas diretrizes, sendo elas: mudança de EC zero para qualquer resultado positivo (1-99, 100-399 ou acima de 399) ou mudança de um EC menor que 100 (1-99) para maior que 100 (100-399 ou acima 399), já que um escore acima de 100 é considerado fator agravante de risco cardiovascular e um escore acima de zero representa presença de aterosclerose coronariana calcificada.

Resultados Demografia da população estudada

Os exames de 153 pacientes foram analisados e apresentaram uma média de EC de 221,9 Agatstons.

A média de idade da população do estudo foi de 58,9 ± 13,1 com IMC médio de 27,8 ± 4,42. Fatores de risco para doença cardiovascular estiveram presentes nos participantes da amostra da pesquisa da forma seguinte: hipertensão arterial sistêmica em 65 pacientes (43,3%), diabetes mellitus em 24 (16%), dislipidemia em 57 (38%) e tabagismo em 17 (11,3%). As principais características da população estudada encontram-se na Tabela 1.

Tabela 1 Características da população do estudo

Variáveis	N = 156
Idade, média (DP)	58,97 (± 13,13)
IMC, média (DP)	27,82 (± 4,42)
Sexo feminino, N (%)	65 (41,6%)
HAS, N (%)	65 (43,8%)
Diabetes, N (%)	24 (16%)
Dislipidemia, N (%)	57 (38%)
Tabagismo atual, N (%)	17 (11,3%)
História familiar, N (%)	34 (22,7%)
IAM, N (%)	2 (1,3%)
Revascularização percutânea, N (%)	1 (0,7%)
Escore cálcio, média (DP)	221,95 (± 563,76)

DP: desvio padrão; HAS: hipertensão arterial sistêmica; IAM: infarto agudo do miocárdio prévio; IMC: índice de massa corporal.

Dose de radiação

Houve uma redução da dose de radiação de 43% entre as aquisições de 120 kV e 100 kV (p < 0,0001). Para a voltagem de 120 kV, o DLP médio foi de 41 (± 19,3) mGy*cm; enquanto para a voltagem de 100 kV, foi de 23,8 (± 11,4) mGy*cm (Figura Central).

Comparação dos DLP entre as aquisições de 120 kV e 100 kV Acurácia diagnóstica

Houve boa correlação entre o EC calculado pelos observadores em todas as formas de aquisição e reconstrução. Para 120 kV com FBP, o coeficiente de correlação interobservador foi de 0,99; para 100 kV com FBP a correlação foi de 0,99; para 100 kV com iDose 6 foi de 0,99 e para 100 kV com IMR 1 foi de 0,99; considerando um valor excelente se coeficiente de correlação interclasse entre 0,75 e 1.

A concordância do EC em classificação de Agatston por meio de teste de kappa entre o 120 kV com FBP e 100 kV com IMR foi de 94,2% e índice de kappa de 0,9; para 120 kV com FBP e 100 kV com FBP, foi de 93,8% e índice de kappa de 0,9. Para 120 kV FBP e 100 kV com iDose 6 foi de 96,2% com kappa de 0,93 (p < 0,001). Ao estratificarmos a concordância por meio do teste kappa em pacientes com IMC menor ou igual a 25 versus acima de 25, observamos uma queda na concordância nos pacientes mais obesos, conforme a Tabela 2.

Tabela 2 Índice de concordância kappa estratificado por pacientes com IMC menor ou igual a 25 e acima de 25

Índice kappa	Concordância em IMC ≤ 25	Concordância em IMC > 25
120 kV FBP vs 100 kV FBP	95,2% (kappa 0,92)	88,2% (kappa 0,83)
120 kV FBP vs 100 kV iDose6	98,8% (kappa 0,97)	90,8% (kappa 0,86)
120 kV FBP vs 100 kV IMR	94,9% (kappa 0,91)	93,1% (kappa 0,89)

FBP: retroprojeção filtrada; IMC: índice de massa corporal.

A comparação dos resultados na análise de Bland-Altman na voltagem de 120 kV com FBP versus 100 kV com IMR apresentou os seguintes dados: limite de concordância de 95% com pontuações −162,6 a 139,6 e a diferença média de −11,5 (intervalo de confiança [CI] −23,5 a 0,5), como demonstrado na Figura 1. Para voltagem de 120 kV nas reconstruções FBP versus 100 kV com iDose 6, os limites de concordância de 95% foram de −226,6 a 164,8 com a diferença média de −30,8 (CI −46,5 a −15,2; n = 153; p = 0.0001), conforme demonstrado na Figura 2. Para a voltagem de 120 kV com reconstrução de FBP comparando com a dosagem de 100 kV na mesma reconstrução (FBP), os limites de concordância de 95% foram de −366,9 a 252,7 e a diferença média de −57 (CI −81,8 a −32,3; p = 0.0001), conforme demonstrado na Figura 3. Para a reconstrução com IMR 1, houve menor valor de dispersão com diferença média de −11,5. Observou-se uma superestimação do valor para IMR 1; assim, para valores mais elevados de EC, a média de diferenças foi maior. Para reconstrução iDose 6, para um valor de EC de 130 unidades Hounsfield, a dispersão foi −30. Para 100 kV com FBP, para um valor de EC de 157 unidades Hounsfield, a dispersão foi −57.

Figura 1 Gráfico de Bland-Altman comparando os escores de cálcio obtidos com 120 kV e reconstrução FBP versus 100 kV e reconstrução IMR 1 Figura 2 Gráfico de Bland-Altman comparando os escores de cálcio obtidos com 120 kV e reconstrução FBP versus 100 kV e reconstrução iDose 6 Figura 3 Gráfico de Bland-Altman comparando os escores de cálcio obtidos com 120 kV e reconstrução FBP versus 100 kV e reconstrução FBP

Quando consideramos mudanças significativas do ponto de vista clínico na categoria de EC entre a aquisição na voltagem 100 kV com IMR comparada com a aquisição padrão ouro (120 kV com FBP), observamos 5 (3,2%) mudanças, sendo 2 (1,3%) mudanças de categoria zero para categoria 1-99 e 3 (1,9%) da categoria 1-99 para categoria 100-399.

Discussão

Em qualquer procedimento que envolva a exposição de um indivíduo à radiação para fins diagnósticos, a técnica aplicada deve promover o máximo de informações visuais usando o mínimo de dose, ou seja, o benefício ao paciente submetido ao exame de radiodiagnóstico deve estar associado às práticas otimizadas que garantam a qualidade da imagem com a menor dose.^3,10 Algoritmos de reconstrução iterativa podem ser aplicados aos dados de TC cardíaca e podem reduzir o ruído da imagem para permitir melhorias qualidade de imagem e/ou dose de radiação reduzida.^11,12

No processo de reconstrução da imagem por TC, os dados de atenuação de um grande número de projeções são matematicamente processados para criar uma imagem do volume examinado. A FBP é o método estabelecido, resultante de um procedimento matemático rápido. Antes da reconstrução, os dados são filtrados para alcançar o equilíbrio adequado entre a resolução espacial e o ruído. As limitações da FBP são reveladas em aquisições de baixa dose de radiação, onde a qualidade da imagem pode ser comprometida por elevados níveis de ruído e de artefatos.¹³ Nos últimos anos, essas limitações foram contornadas com a introdução de métodos de reconstrução iterativa^7,13 que pode remover ruídos de imagens de baixa dose usando uma variedade de modelos matemáticos^14-16 Martin J. Willemink et al. realizaram uma revisão sistemática da literatura em 380 artigos onde pode-se observar que a reconstrução iterativa reduziu ruídos e artefatos, e melhorou a qualidade da imagem subjetiva e objetiva em comparação com FBP na mesma dose.^7,17

Estudos internacionais mostraram que é possível diminuir a dose efetiva de radiação em até 74% em determinados tomógrafos, mantendo a acurácia diagnóstica do EC. Essa redução da dose de radiação ocorre pela diminuição da voltagem do tubo de 120 kV para 100 kV, de modo que a qualidade da imagem da TC é mantida com a utilização de um novo método de reconstrução.^18,19

Em nosso estudo, comparamos FBP com dois métodos de reconstrução iterativa (iDose e IMR), e observamos que é possível realizar o EC com menor dose de radiação, utilizando-se modernas técnicas de reconstrução. Houve uma redução da dose de radiação de 43% entre as aquisições para a voltagem de 120 kV para a voltagem 100 kV.

Em relação à qualidade diagnóstica, observou-se uma elevada concordância (teste kappa acima de 0,9) entre os valores de CAC obtidos pelo método tradicional (120 kV com FBP) e os valores obtidos pelo método testado, tanto 100 kV com iDose 6, quanto 100 kV com IMR 1, demonstrando a manutenção da aplicabilidade clínica do CAC, mesmo adquirido com menores doses de radiação.

Já os gráficos de Bland-Altman demonstraram que de maneira geral existe uma superestimação do valor do CAC quando calculado nas aquisições de 100 kV. A diferença entre as médias é menor quando é utilizada a reconstrução IMR 1, variando de −11,5 (120 kV com IMR 1) até −57,1 (120 kV com FBP). Além disso, observamos que em todas as comparações, quanto mais baixo o CAC, menor é a diferença; e quanto mais elevado o CAC maior é a dispersão. Sendo assim, a aquisição com 100 kV e reconstrução IMR se mostrou a mais adequada para aplicação clínica.

Uma limitação do estudo foi à ocorrência da epidemia do COVID-19 durante a inclusão dos indivíduos, o que limitou o tamanho da amostra. Estudos realizados com maior amostragem podem ajudar a confirmar esses resultados.

Conclusão

A aquisição do EC com voltagem de 100 kV reduz significativamente a dose de radiação. Ao se utilizar a reconstrução iterativa IMR 1 na aquisição com 100 kV, mantém alta concordância e ligeira superestimação dos resultados quando comparada à aquisição com 120 kV e reconstrução FBP tradicional.

Fontes de Financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação Acadêmica

Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.

Aprovação Ética e Consentimento Informado

Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética do Hospital de Clínicas da Universidade Federal do Paraná sob o número de protocolo 20501119.5.0000.0096. Todos os procedimentos envolvidos nesse estudo estão de acordo com a Declaração de Helsinki de 1975, atualizada em 2013. O consentimento informado foi obtido de todos os participantes incluídos no estudo.