Preview

Радиационная гигиена

Расширенный поиск

Исследование программ автоматической модуляции силы тока для оптимизации протоколов сканирования в компьютерной томографии

https://doi.org/10.21514/1998-426X-2019-12-1-104-114

Полный текст:

Аннотация

Компьютерная томография является наиболее высокодозовым методом лучевой диагностики. Для поддержания доз облучения пациентов от КТ-исследований на приемлемом уровне необходимо применять принцип оптимизации. Неотъемлемой частью оптимизации является нахождение компромисса между снижением доз пациента и получением изображения приемлемого качества, обладающего достоверной диагностической информацией. Доза облучения пациента и качество диагностического изображения определяются параметрами протоколов КТ-сканирования. Целью данной работы являлось определение зависимостей доз облучения пациента и качества КТ-изображения от параметров программ автоматической модуляции силы тока (Auto mA, CareDose и DoseRight) на примере исследования грудной клетки. Работа проводилась на трёх современных компьютерных томографах, наиболее распространенных в России производителей: Ingenuity Core 128, Philips; Optima 64, General Electric; Definition AS, Siemens. В качестве объекта исследования в работе был использован антропоморфный фантом грудной клетки Lungman (Kyoto Kagaku CO., LTD). Для изучения программ автоматической модуляции силы тока для всего диапазона напряжений (80–120 кВ) в протоколах сканирования изменяли параметры ref. mAs, NI и DRI для программ в CareDose (Siemens), Auto mA (GE) и RightDose (Philips) соответственно. Оценку эффективной дозы проводили по официальной методике, приведенной в МУ 2.6.1.2944-11. Для оценки качества изображения был выбран параметр – шум КТ-изображения (HU), который определялся в области сердца как наиболее однородной при исследовании грудной клетки. Было получено, что для томографов фирмы GE с программой Auto mA шум изображения прямо пропорционален параметру NI; доза пациента имеет степенной характер зависимости от NI и снижается при увеличении NI. Для томографов Siemens с программой CareDose зависимость шума изображения от ref.mAs описывается степенной функцией со степенью, изменяющейся от -0,58 до -0,31 при разных напряжениях, и снижается с увеличением напряжения; доза пациента прямо пропорциональна ref.mAs и увеличивается с напряжением. Для томографов Philips с программой DoseRight зависимость шума изображения от DRI описывается степенной функцией со степенью, изменяющейся от -0,72 до -0,42 при разных напряжениях, и снижается с увеличением напряжения; доза пациента прямо пропорциональна DRI и не зависит от напряжения. Программы автоматической модуляции силы тока специфичны для каждого производителя диагностического оборудования, что необходимо учитывать при создании протоколов сканирования. Полученные зависимости можно использовать при оптимизации протоколов сканирования. 

Об авторе

Л. А. Чипига
Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П.В. Рамзаева, Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Россия

научный сотрудник лаборатории радиационной гигиены медицинских организаций

197101, Россия, Санкт-Петербург, ул. Мира, д. 8



Список литературы

1. Пропоп, М. Спиральная и многослойная компьютерная томография / М. Пропоп, М. Галански; под ред. А.В. Зубарева, Ш.Ш. Шотемора. – М.: МЕДпресс-информ, 2006. – 412 с.

2. Костылев, В.А. Медицинская физика / В.А. Костылев, Б.Я. Наркевич. -М.: Медицина, 2008. – 464 с.

3. Медицинская радиология (основы лучевой диагностики и лучевой терапии): Учебник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 2000. – 672 с.

4. Барковский, А.Н. Дозы облучения населения Российской Федерации в 2017 году: информ. сборник / А.Н. Барковский [и др.]. – СПб, 2018.

5. Balonov M., Golikov V., Zvonova I., [et. al.] Patient doses from medical examinations in Russia: 2009–2015. J. Radiol. Prot., 2018, Vol. 38, pp. 121–139.

6. Chipiga L., Bernhardsson C. Patient doses in computed tomography examinations in two regions of the Russian Federation. Rad. Prot. Dosim., 2016, Vol. 169, № 1-4, pp. 240–244.

7. NCRP Report No. 160, Ionizing Radiation Exposure of the Population of the United States, 2009, National Council on Radiation Protection and Measurements: Bethesda, MD. PMID: 19509507.

8. Radiation Protection 180 pt. 1. Medical radiation exposure of the European population. European Commission, 2014, 181 p.

9. Quality assurance programme for computed tomography: diagnostic and therapy applications. Vienna. International Atomic Energy Agency, 2012, 192 p.

10. Hyun W.G. CT Radiation Dose Optimization and Estimation: an Update for Radiologists. Korean J. Radiol., 2012, Vol.13, №1, pp. 1–11.

11. Kalender W.A., Buchenau S., Deak P. [et.al.] Technical approaches to the optimisation of CT. Phys. Med., 2008, Vol. 24, № 2, pp. 71–79.

12. Yu L., Liu X., Leng S. [et. al.] Radiation dose reduction in computed tomography: techniques and future perspective. Imaging Med., 2009, Vol. 1, № 1, pp. 65–84.

13. Martin C. J. The importance of radiation quality for optimisation in radiology. Biomed. Imaging. Interv. J., 2007, Vol. 3, № 2, pp. e38.

14. AAPM report №96. The Measurement, Reporting, and Management of Radiation Dose in CT / AAPM task group 23, American Association of Physicists in Medicine, One Physics Ellipse, 2008, 34 p.

15. Martin C.J., Sookpeng S. Setting up computed tomography automatic tube current modulation systems. J. Radiol. Prot., 2016, Vol. 36, № 3, pp. R74–R95.

16. Papadakis A. E. Automatic exposure control in CT: the effect of patient size, anatomical region and prescribed modulation strength on tube current and image quality. Eur. Radiol., 2014, Vol. 24, № 10, pp. 2520–2531.

17. Rizzo S. Comparison of angular and combined automatic tube current modulation techniques with constant tube current CT of the abdomen and pelvis. Am. J. Roentgenol., 2006, Vol. 186, pp. 673–679.

18. Singh S. Automatic exposure control in CT: applications and limitations. J. Am. Coll. Radiol., 2011, Vol. 8, pp. 446–449.

19. Söderberg M., Gunnarsson M. Automatic exposure control in computed tomography – an evaluation of systems from different manufacturers. Acta. Radiol., 2010, Vol. 51, № 6, pp. 625–634.

20. Söderberg M. Overview, practical tips, and potential pitfalls of using automatic exposure control in CT – Siemens CARE Dose 4D. Radiat. Prot. Dosimetry., 2016, Vol. 169, № 1–4, pp. 84–91.

21. Stratis A., Kottou S., Molfetas M. The effect of a combined tube current modulation system on dose delivered to patients undergoing thoracic and abdominal CT with a 128-slice scanner. Radiat. Prot. Dosimetry, 2013, Vol. 153, № 2, pp. 206–211.

22. Metz C.E. ROC analysis in medical imaging: a tutorial review of the literature. Radiol. Phys. Technol., 2008, Vol. 1, № 1, pp. 2–12.

23. Verdun F.R., Racine D., Ott J.G. [et al.] Image quality in CT: From physical measurements to model observers. Phys. Med., 2015, Vol. 31, № 8, pp. 823–843.

24. Thompson J.D., Chakraborty D.P., Szczepura K. Effect of reconstruction methods and x-ray tube current-time product on nodule detection in an anthropomorphic thorax phantom: A crossed-modality JAFROC observer study. Med. Phys., 2016, Vol. 43, № 3, pp. 1265–74.

25. Kalender W.A. Computed tomography: fundamentals, system technology, image quality, applications. 3rd Rev. Edition. Wiley-VCH. Weinheim, 2011, 220 p.

26. AutomA / SmartmA Theory. GE Healthcare. TiP Training in Partnership: http://www3.gehealthcare.co.uk/~/media/documents/us-global/education/education/producteducation-clinical/tip-app-library/gehealthcare-educationtip-

27. app-library_ct-automa-smartma-theory.pdf. (дата обращения: 19.01.2019).

28. Patient-centered CT imaging: New methods for patient-specific optimization of image quality and radiation dose. Philips. Patient: https://pdfs.semanticscholar.org/a667/eb157c75631edb1b395805f1c01d0d9afaff.pdf?_019243.1902139287.1536743765-1954444880.1525541511 (дата обращения: 19.01.2019).

29. DeWerd L.A., Kissick M. The phantoms of medical and health physics: devices for research and development. New York: Springer, 2014, 286 p.

30. RadiAnt DICOM Viewer. User manual. Version 4.6.5.: https://www.radiantviewer.com/ (дата обращения 19.01.2019).

31. Solomon J.B., Li X., Samei E. Relating noise to image quality indicators in CT examinations with tube current modulation. Med. Phys. and Informat., 2013, Vol. 200, pp. 592–600.


Для цитирования:


Чипига Л.А. Исследование программ автоматической модуляции силы тока для оптимизации протоколов сканирования в компьютерной томографии. Радиационная гигиена. 2019;12(1):104-114. https://doi.org/10.21514/1998-426X-2019-12-1-104-114

For citation:


Chipiga L.A. Evaluation of tube current modulation programms for the optimization of scan protocols in computed tomography. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2019;12(1):104-114. (In Russ.) https://doi.org/10.21514/1998-426X-2019-12-1-104-114

Просмотров: 68


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1998-426X (Print)
ISSN 2409-9082 (Online)