Dosbesparande tekniker 2014-10-16, Datortomografi av barn Patrik Nowik Leg. Sjukhusfysiker Sjukhusfysik, Röntgen Solna 1 Agenda - Dosbesparande tekniker • Patientdoser - trender • Datortomografens anatomi • Översiktsbilden • Scanlängd • Kollimering av z-overscanning • Hög pitch undersökningar • Iterativa rekonstruktioner • Undersökningar med kVp utanför intervallet 80-140 • Dosmodulering • Rörströmsmodulering • Rörspänningsmodulering @tishtashtoodles 9 October 2014 2 Patientdoser - trender Genomsnittlig effektiv dos per undersökning [mSv] UNSCEAR 2008 1970-1970 1980-1990 1991-1996 1997-2007 1.3 4.4 8.8 7.4 • 70-talet Endast DT skalle • 80-talet DT av olika kroppsdelar • 90-talet DT med spiralteknik • 00-talet Doser uppmärksammas, dosmodulering införs • 10-talet ??Mål: Rutinmässig DT med doser under 1mSv?? • Skulle kräva dosreduktioner med cirka 80% 9 October 2014 3 Datortomografens anatomi X/Y- plane Y Z - plane X Z 9 October 2014 4 Datortomografens anatomi Röntgenrör Shaped filter (Bowtie filter) Fixt kollimator Justerbar kollimator Gantry Insamlingsyta Kollimatorer Detektorer 9 October 2014 Isocenter Justerbar kollimator Fixt kollimator 5 Shaped filter (Bow-tie filter) • En mer uniform intensitet till detektorerna • Ytdos reduktion (up to 50%) • Reduktion av spridd strålning (noise,artefacts) • Finns i olika utformningar för att passa olika patienter 9 October 2014 6 Shaped filter Använd korrekt format filter för avbildade objektets storlek! Siemens Defintion Flash • Protokollbundet • Rör A: Wide, Standard, Narrow • Rör B: Wide, Narrow, Sn • Single Source: • Narrow: Pediatric body, Cardiac Flash (Except Flash) • Standard: Adult Body • Wide: Head (Pediatric and adult) •Dual Source: • Obese Body, Standard(A)+Wide(B) • Flash Trauma, Standard(A)+Wide(B) • Dual Energy Sn 140kV (B) 9 October 2014 GE VCT / 750HD • SFOV bundet SFOV Patient Size Bowtie Ped Head <15cm Small Ped Body <15 cm Small Small Head <15 cm Small Head 10 - 25 cm Medium Small Body 20 - 32 cm Small Medium Body 25 - 35 cm Medium Large Body 35 - 50 cm Large 7 Översiktsbilden Känsligare organ frontalt Glöm inte att analysera konsekvenserna (AEC) innan denna parameter ändras på DT!!! Bättre att ta översiktsbilden underifrån 9 October 2014 8 Översiktsbilden Elliptiskt kroppsfantom GE Discovery 750HD 9 October 2014 9 Scanlängd Relativ RelativDLP DLP(%) (%) 100% 200% 9 October 2014 10 CAT – Computerized Axial Tomography 9 October 2014 11 Axial / Spiral Extra bidrag till DLP Extra bidrag till DLP Definierad undersökningslängd Axial 9 October 2014 Definierad undersökningslängd Spiral 12 Spiral Låg pitch spiral 9 October 2014 Hög pitch spiral 13 Kollimering av z-overscanning Scan range Konventionell teknik utan Dose Shield 9 October 2014 Scan range Definition Flash med Dose Shield 14 Hög pitch undersökningar Endast hos Siemens: - Flash - Turbo-Flash 9 October 2014 15 Hög pitch undersökningar High-Pitch Spiral Computed Tomography: Effect on Image Quality and Radiation Dose in Pediatric Chest Computed Tomography Lell, Michael M. MD*†; May, Matthias MD*; Deak, Paul PhD‡; Alibek, Sedat MD*; Kuefner, Michael MD*; Kuettner, Axel MD*; Köhler, Henrik MD§; Achenbach, Stephan MD¶; Uder, Michael MD*; Radkow, Tanja MD* Conclusion: High-pitch chest CT is a robust method to provide highest image quality making sedation or controlled ventilation for the examination of infants, small or uncooperative children unnecessary, whereas maintaining low radiation dose values. 9 October 2014 16 Moderna DT kan samla in uppemot 4000 profiler per rotation!! 9 October 2014 17 Sinogram till bild 9 October 2014 18 Bakåtprojektion 9 October 2014 19 Bakåtprojektion / Filtrad bakåtprojektion 9 October 2014 20 Sinogram till bild - exempel Sinogram 9 October 2014 Objekt 21 Sinogram till bild Bakåtprojektion 9 October 2014 Filtrerad bakåtprojektion 22 Sinogram to image Bakåtprojektion 9 October 2014 Filtrerad bakåtprojektion 23 Rekonstruktionfilter Bestämmer: - Brus Mjukt filter Kompromiss!!! - Skarphet - Bildens utseende Skarpt filter 9 October 2014 24 Iterativ rekonstruktion - princip Korrigera och inverstransformera Jämför med uppmätt signal Ingen skillnad? Slutgiltig bild Startbild 9 October 2014 25 Iterativa rekonstruktionsalgoritmer MLEM, OSEM: IRIS Bra Dyrt + noise statistics model: SAFIRE, ASiR, Bättre Dyrare + noise statistics model + physics model: VEO, IMR, ADMIRE Bäst Dyrast 9 October 2014 26 VEO 9 October 2014 27 9 October 2014 28 A. FBP B. ASiR 9 October 2014 C. VEO 29 NI 20 – FBP / VEO 9 October 2014 30 10mA - FBP / VEO 9 October 2014 31 Undersökningar med kVp utanför intervallet 80-140 kVp Application- and patient size-dependent optimization of x-ray spectra for CT Willi A. Kalender, Paul Deak, Markus Kellermeier, Marcel van Straten, and Sabrina V. Vollmar 9 October 2014 32 Undersökningar med kVp utanför intervallet 80-140 kVp “In conclusion it appears justified to state that the choice of voltage has to be adapted to the patient cross section and to the diagnostic task at hand to a much higher degree than is common practice today. The range of voltages between 80 and 140 kV available today is not used to the necessary extent in practice with respect to the given potential of dose optimization.” Application- and patient size-dependent optimization of x-ray spectra for CT Willi A. Kalender, Paul Deak, Markus Kellermeier, Marcel van Straten, and Sabrina V. Vollmar 9 October 2014 33 Datortomografer med valbara kVp utanför intervallet 80-140 kVp Siemens Definition Flash: 70, 80, 100, 120, 140 Siemens Somatom Force: 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150 GE Revolution CT: 70, 80, 100, 120, 140 9 October 2014 34 Rörströmsmodulering Innan sent 90-tal användes endast ett enda värde på rörströmmen för DT undersökningar 9 October 2014 35 Konstant mA Brus 9 October 2014 36 Användning av ett enda värde på mA • Kroppen är inte en homogen cylinder • Attenuering av röntgenstrålning i kroppen beror av vinkeln strålningen infaller med samt var på kroppen den träffar • Ett värde på rörströmmen ger: • Samma strålkvalitet • Varierad dos till patienten • Varierad bildkvalitet 9 October 2014 37 Rörströmsmodulering Ett automatiskt sätt att ändra rörströmmen för att hålla bildkvalitet (brusnivå) konstant och samtidigt spara dos - 4 cm: 100 mAs 9 October 2014 Ref mAs: 200 mAs + 4 cm: 400 mAs 38 Rörströmsmodulering princip Patient - Klinisk indikation Bildkvalitet System – Bildinsamling och dos till patient Image quality reference parameter 9 October 2014 39 Z-modulering 9 October 2014 40 AutomA= Z-modulering X/Y-modulering 9 October 2014 41 Z- och X/Y-modulation 9 October 2014 42 Viktigt att positionera rätt! 9 October 2014 43 Rörströmsmodulering hos olika tillverkare Auto-mA DoseRight CAREDose4D SureExposure3D Terminology by different vendors AAPM CT Lexicon 9 October 2014 44 GE - AutomA • Noise Index – NI - Brus hålls konstant. Skapa protokoll för olika kroppstorlekar / åldrar! • AutomA: Z-modulering • SmartmA: X/Y-modulering ‐ Beräknat utifrån översiktsbild • Definiera min & max mA • Baserat på senaste översiktsbilden 9 October 2014 45 Philips - Doseright • DoseRight index – DRI - Modulerar bruset till en referensnivå • Z-DOM: Z-modulering • D-DOM: X/Y-modulering ‐ Online modulering – 1 rotations försening • 3D: Kombination av Z-DOM och D-DOM • Baserat på senaste översiktsbilden 9 October 2014 46 Siemens – CAREDose4D • Quality ref. mAs ‐ Definierad som mAs som behövs för en normalstor vuxen patient som väger 75kg • Z- and X/Y-modulering ‐ Online modulering – 0.5 rotations försening • Baserat på den senaste APoch/eller LAT-översiktsbilden 9 October 2014 47 Siemens – CAREDose4D En ändrad moduleringsstyrka påverkar alla protokoll för given kroppsdel. 9 October 2014 48 Toshiba - SureExposure • SD - Bruset hålls konstant. - Sure Exposure väljer SD efter kroppsstorlek. - Uppdelat på vuxen- och barnprotokoll!! CTDIvol vs. Mean Body Thickness, for Different ATCM SD Values CTLab 19 S: Thorax Buk 2013-11-18 10:54 - 2014-01-10 14:45 22 20 18 • • SureExposure: Z-modulering SureExposure3D: X/Y-modulering CTDIvol,32cm [mGy] 16 14 12 10 8 SD: 7.5 • Definiera min & max mA 2 6 Poly1 Fit: k=1.93; R =0.98 SD: 10 4 Poly1 Fit: k=1.49; R =0.95 SD: 12.5 2 Poly1 Fit: k=1.73; R 2=0.93 2 24 • Baserat på senaste översiktsbilden (SureExposure) • Baserat på senaste översiktsbilderna (SureExposure3D) 9 October 2014 26 28 30 32 34 Mean Body Thickness as Reported in RDSR [cm] 49 36 38 Rörströmsmodulering från olika tillverkare 9 October 2014 50 Rörspänningsmodulering % Contrast change in 20 cm water 200 Liver 150 Blood Fat % Contrast 100 Muscle Iodine 50 0 70 80 90 100 110 120 130 140 -50 -100 kV 9 October 2014 51 Vad är bildkvalitet? orginal dubbelt brus dubbelt brus dubbel signal dubbelt brus dubbel signal anpassade fönsterinställningar samma kontrast-till-brus (CNR) ≈ samma bildkvalité En förändring i kontrast måste kompenseras med en förändring av brusnivån 9 October 2014 52 Rörspänningsmodulering • Definiera typ av undersökning • CNR = Kontrast / Brus • Kontrast – Kliniskt relevant kontrast för undersökningen. T.ex. CTA • Brus – Funktion av kVp, mAs, patient storlek, etc. Resultat beror på patientpopulation! (patientstorlek) • 9 October 2014 53 Exempel på kVp-modulering 9 October 2014 54 SIEMENS - CAREkV • CAREkV • On • • • • Quality ref. mAs gäller för Ref. kV kV väljs automatiskt Semi • • Quality ref. mAs gäller för Ref. kV kV definierat av användare • Quality ref.mAs gäller för vald kV Off 9 October 2014 55 GE – kV-assist • Definiera min & max kV Figure: GE Healthcare 9 October 2014 56 Hur mycket dos är tillräckligt? Adjustment of Image quality reference parameter In the end, it is your decision! Patient - Clinical indication Image Quality System – Image acquisition and dose delivery 9 October 2014 57 Viktigt för dosmodulering • Ingen modulering utan översiktsbild • Ompositionering av patienten påverkar inte dosmoduleringen, OM inte en ny översiktsbild tas. • Ta en ny översiktsbild om patienten flyttats • Positionera patienten i mitten av gantryt • Se till att översiktsbilden täcker hela området som ska undersökas. 9 October 2014 58 The end 9 October 2014 59
© Copyright 2024