Teoretisk Iterativ Rekonstruktion

PRIS 23.09.10
PRIS 23.09.10
• Hvem er jeg?
• Hvorfor er jeg her idag?
• Hvilket projekt er jeg
med i og hvem er vi?
Gennemgang i dag:
•
•
•
•
•
Projekt
Billedkvalitet
Filtreret tilbage projektion
Iterativ rekonstruktion
Projekt
Hvad er billedkvalitet i CT?
• Rummelig/spatiel opløsning
Scannerens evne til at visualisere små objekter med
høj kontrast forskelle (min 100 HU)
• Lavkontrast opløsning (Støj)
Evnen til at adskille væv med næsten ens
absorptionsniveau
• Artefakter
(Seeram, 2009)
Billeddannelse i CT
Når alle voxels tildeles en
gråtone dannes et billede.
Billedet skal være af så
god kvalitet som muligt
med den laveste dosis
(ALARA)
Hvad er rekonstruktion?
I rekonstruktionen skal
hver pixel og voxel have
en gråtone
Kalkulationen af µ er den
matematiske udfordring i
CT
(Seeram, 2009)
Rekonstruktion
Filtreret Tilbage Projektion (FTP)
Anvendes på de fleste scannere i dag
Består af to processer:
Tilbageprojektion
Filtrering (Convolution)
Simpel tilbageprojektion
##############################
########|
#####��:����������������������
########a#g#e#_#s#t#r#e#a#m###
#####ľ:######################
K2��a#��R��n2'(k�
Simpel tilbageprojektion
Meget slørede billeder pga. punktspredning
FTP/ Convolutionsfilter
• Ændrer den oprindelige
attenuationsprofil
(strålesvækkelse)
• Øverste filter ”blødt”: LKO↑
RO↓
• Nederste filter ”hårdt”: LKO↓
RO↑
Uden og med filtrering
FTP
Fordele
Ulemper
• Hurtig rekonstruktion
• Nemt at forstå
• Veletableret
• Altid kompromis mellem
LKO, RO, støj og dosis
• Afhængig af 180
projektioner
• Følsom overfor
artefakter
Teoretisk Iterativ Rekonstruktion
Iterativ = Gentagen
Brugt af Godfrey Hounsfield i CT
scannerens spæde dage men afløst af
FTP
(filtreret tilbage projektion) i 1973 da
metoden var for langsom.
Teoretisk iterativ rekonstruktion
4 delprocesser:
• Gæt
• Måling
• Sammenligning
• Korrektion
5
8
(8-5) 3
(5+3) 8
Teoretisk iterativ rekonstruktion
Fordele
Ulemper
• Mindre punktspredning og • Tidskrævende!
dermed bedre RO
• Mindre følsom overfor støj
• Nem matematisk at
beskrive
• Rekonstruktion mulig med
færre dataopsamlinger
• Mindre artefaktdannelse
Iterativ rekonstruktion anno 2010
Forskellige udgaver for hvert firma:
•
•
•
•
Siemens: IRIS
GE:ASIR & MBIR
Philips: Idose
Sectra: Sharp View (Tilkøb til scanneren)
• Det eneste i aktivt brug i DK: ASIR
(Adaptive Statistical Iterative Reconstruction)
Foreløbige resultater med ASIR




ASIR reducerer støj uden brug af mere dosis
ASIR kan anvendes til at reducere dosis på alm.
scanninger
ASIR er 30 % længere tid om at lave billeder end FTP
Jo mere ASIR der anvendes, jo mere
”plastikagtige” bliver billederne (betydning?)
(Hara et al, 2009 & Silva et al, 2009)
Men undersøgelserne er..




Baseret på undersøgelser med små
forsøgsgrupper
Baseret på fantom scanninger
Baseret på i forvejen høj dosis us. I forhold til
Skandinaviske forhold
Lavet med støtte/hjælp fra GE
Abdomen scanning: 4 mSv
Hvad vil vi undersøge og
hvordan?




Kan nye rekonstruktionsteknikker bruges til at reducere stråledosis
til patienter, der skal udredes for nyresten med Non Contrast CT
(NCCT), uden at den diagnostiske sikkerhed forringes?
På nuværende tidspunkt får patienter en dosis på 2,5 mSv og den
skal forsøges reduceret med 40 % til 1,5 mSv ved hjælp af ASIR
(Baggrundsbestråling pr. år pr. person : 3 mSv)
Cross-over studie med 50 patienter som egne kontroller (scannes
to gange)
Etik, etik og etik...Og godkendelse
Hvorfor???
Alle beslutninger om at ændre
stråling/protokol skal gøre mere
gavn end skade,
og det skal bevises...
(Valentin, 2007)
Referencer
Hara, A., Paden, R., Silva, A., Kujak, J., Lawder, H. and Pavlieck, W
(2009) ”Iterative Reconstruction Technique for Reducing Body
Radiation Dose at CT: Feasibility Study” American Journal of
Roentgenology, 193:764-771
Seeram, E. (2009) “Computed Tomograhy: Physical Principals,
Clinical Applications, and Quality Control”, 3rd. Ed. Saunders,
Missouri
Silva, A., Lawder, H., Hara, A., Kujak, J. and Pavlicek, W. (2010)
”Innovations in CT Dose Reduction Strategy: Application of the
Adaptive Statistical Iterative Reconstruction Algorithm” American
Journal of Roentgenology, 194: 191-199
Valentin, J (Editor) (2007) “ICRP Publication 103” The 2007 Recommendations of the
International Commission on Radiological Protection, Elsevier Ltd.