从CT成像的四个环节理顺降低辐射剂量的措施

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螺旋扫描中起始部分和结束部分的射 线并不参与成像过程。屏蔽掉这部分射线 可以使被检查者减少辐射的危害。
Z轴自动准直
Radiology 2009;252:140-147
三、转换与传输中的措施
• 1-1、探测器集成化,提高转换效率 当前探测器材质将X线转换成可见光的 效率已经几乎达到100%;已无潜力可挖掘。 但是,转化效率还与单位体积内探测器 材质的密度成正比。
1.90-4.42
2.883 42.82 <0.01
Jcomput Assist Tomogr 2009;33:416-421
双源CT大螺距螺旋扫描
由于采用双球管大螺距螺旋扫描,尽管应 用数据仅有210°,噪声比较高,但血管密度 高,血管成像质量基本不受影响。辐射剂量大 大降低。
FLASH序列PDA显示精细
两种序列质量与剂量的比较
Flash 80kV ED=0.21mSv
Seqence 80kV ED=0.70mSv
与常规前置门控比较 FLASH辐射剂量降低
80kV条件下,FLASH降低辐射剂量>40%
3、CTA中的降低辐射剂量的措施
• CT血管成像中,由于对比剂的充盈,使血 管与周围组织形成极高的密度差,可以耐 受降低管电压造成的噪声。而降低管电压 还可以提高血管密度,从而减少对比剂的 用量。
80kV
34 24 13.59±2.174
100kV
29 24 13.56±1.896
120kV
30 23 12.21±1.821
小儿肺扫描93例,分为三组
a、120kV图像
b、100kV图像
c、80kV图像
不同管电压的辐射剂量对照
P值 组别 组1(80kV) 组2(100kV) 组3(120kV) P(1、2) P(2、3) 有效mAs CDTlvol 66.06±3.648 1.05±0.056 26.35±33.16 61.72±11.498 2.14±0.306 52.66±9.634 46.84±12.662 2.63±0.697 66.47±10.460 0.196 〈0.01 〈0.01 〈0.01 〈0.01 〈0.011 P(1、3) 〈0.01 〈0.01 〈0.01
第三阶段:第四代电子封装技术
• 把放大器和模数转换器制做成晶片,把这些晶 片叠加在一起。 • 利用“硅通孔”完成连接线的连接作用,完全消 除连接线。
两代电子封装对照
第四代封装技术的应用
• 省略了全部传输线,避免了电子噪声的产 生和信号损耗,降低70%的能耗,大幅度降 低了热散逸产生的热干扰。
CT成像的四个环节
一、X线发射环节的措施
• 减少X线球管的发射剂量是降低辐射剂量的 最重要环节,在转换与传输以及图像重建 过程中的各种措施和改革都是为了减少发 射剂量。
1、根据BMI减少多余的射线 2、允许适度噪声存在 3、CTA中的措施 4、心电门控的作用 5、避免敏感器官辐射
1、根据BMI减少多余的射线
多个探测器集成组成探测器阵列
16X4=64
16X8=128
1-2减秒散射线的干扰, 提高探测器效率
散射线导致对临近探测器的干扰
1-2减秒散射线的干扰, 提高探测器效率
• 探测器前方放置方格状滤栅,减少散射线 对相邻探测器的干扰
2、减少传输过程中损耗的措施
• 从转换成模拟电信号后经过若干步骤的传输, 才能到达模数转换器,再转换成数字信号。过 程中传输线产生的信号损耗、电子噪声以及热 干扰降低图像质量。 • 为了消除这些损耗,经过了三个阶段的改进。
不同电压CTA辐射剂量的对照
80kV CTDIvol=12.44mGy
120kV CTDIvol=45.64mGy
小儿70kV与80kV图像质量比较
Flash 80kV,60mAs CTDIvol 0.28,DLP=4,ED=0.21mSv
Flash 70kV,70mAs CTDIvol 0.2,DLP=3,ED=0.11mSv
• • •
M,3m,3.2kg FLASH 70kV,60mAs; CTDIvol 0.18,DLP=2.5,ED=0.20mSv
低千伏小儿先心扫描辐射剂量对照
在常规扫描和FLASH扫描中,70kV组与80kV 组比较,减低22-28%的辐射剂量
降低管电压的注意事项:
肺动脉成像: 管电压 从120降低到80kV; 管电流 从90增加到180,有效 降低了噪声;
Radiology 2004;231:169-174
4、心电门控中的措施
① 自适应后置门控 ②前置门控
①自适应回顾性门控
• 根据预测的最佳时相,时相期内全剂量,其余 时相大幅度减少剂量。
②前置门控扫描模式:
• 步进扫描:较螺旋降低剂量 • 单时相扫描:减少X线发射剂量
不同心率分组辐射剂量的比较
双能组 CTDIvol DLP ED 8.37±2.15 207.57±72.66 3.11±1.08 常规组 8.93±2.07 204.30±62.71 3.06±0.94
辐射剂量P>0.05
减少对比剂用量,提高CTA质量
应用能量扫描,可以在图像质量相同的 前提下,节约33%的对比剂
2ห้องสมุดไป่ตู้屏蔽无效射线
单位面积内探测器材料的数目 影响图像的分辨力
纳米材料与高速稀土陶瓷结合,组成 更小的分子材料。一提高了单位体积内探 测器材料的密度使转换效率提高;二便于 探测器的精确切割。
激光切割:大幅度缩小探测器之间 的间隙,提高探测器的有效面积
• 制作成一体的探测器集成,减少间隙,提 高几何效率和射线利用率。一块集成探测 器板包括16X16个探测器。
• 降低管电压,噪声显著增加,要适当提高管电流抑 制噪声以图像质量的影响。
低电压肺动脉成像
• 管电流恒定,管电压从120kV降到80kV,辐射 剂量减少65%,因为降低kV,辐射剂量降低是 管电压的平方。 • 把mAs分别从90提高50%(135)和100% (180),辐射剂量分别降低56%和41%。
不同BMI扫描参数的调节
BMI <22.5 22.5-24.9 25-27.4 KV 100 100 120 mA 450 500 550
AJR 2009;192:635-638
常规kV与低kV的辐射剂量比较
BMI=26 BMI=22.5
不同电压小儿肺部图像
质量和辐射剂量的评价
组别
例数(例) 中位年龄(月) 体重(kg)
• 由于噪声过大,影响到图像质量,不符合 降低辐射的原则,故不推荐80kV扫描序列。
2、允许适度噪声存在
• 解剖标准是根本要求,在高对比解剖部位 的扫描中,可以在不影响解剖标准的前提 下,降低管电流,允许适度噪声存在。
颞骨扫描:
在保证解剖标准的前提下,允许适度噪声
颞骨的结构除了皮质骨就是空气,二者 天然具有极高的密度分辨力,CT扫描中,保 证空间分辨力是主要的(大矩阵、骨算法), 适当降低管电流,虽然噪声有些增大,但不 会影响到细微解剖结构的显示,却能降低辐 射剂量。
降低电压对比剂密度增高 有利于血管成像
120keV 176.1
100keV 267.5
80keV 397.5
对比剂:350mgl/ml,50ml,3.0ml/s
低kV扫描的门静脉成像辐射剂量
120kV 17.3mGy CTDI
100kV 11.9mGy CTDI
低电压小儿心血管扫描
80kV ED=0.70mSv
主动脉缩窄
Flash 80kV,60mAs CTDIvol 0.28,DLP=4,ED=0.21mSv
Flash 70kV,70mAs CTDIvol 0.2,DLP=3,ED=0.11mSv
右肺动脉起源于主动脉
• • •
M,3.5m,3.5kg FLASH 80kV,50mAs; CTDIvol 0.23,DLP=3.2,ED=0.25mSv
DLP
ED
0.69±0.086
1.36±0.250
1.84±0.808
〈0.01
〈0.01
〈0.01
• 很显然,80kV扫描辐射剂量最低
三组图像对比
图像质量对照结果
• 对段支气管的显示和纹理清晰程度三组之 间无明显差异。但是,仔细观察,随着kV 降低,图像噪声增大,有可能影响轻度马塞 克征的分辨。
• 常规剂量的CT扫描是针对中间BMI人体设计 的参数组合。 • 对BMI小于正常值人群,可以降低辐射剂量 而不影响图像质量。
① 降低管电流(mAs)
• 最早的降低辐射剂量就是从适当降低管电 流着手。 • 从最初的固定mAs到根据BMI和不同部位密 度的差异,动态调整管电流,都是这个范 畴。
智能管电流调节
从CT成像的四个环节理顺降 低辐射剂量的措施
降低辐射剂的原则
• 降低辐射剂量的原则应当是: 尽力祛除成像必要以外的多余辐 射剂量。 任何导致图像质量的降低辐射剂 量的措施都是不妥的
CT成像过程的四个环节
• 1、X线发射环节 球管发射X线的过程 • 2、X线接收环节 X线到达被扫描物体的过程 • 3、X线转换和传输环节 探测器阵列接收、转换成电信号并传输到CPU的 过程 • 4、图像重建环节 数字信号输入CPU并计算成图像的过程
弓形下窝的对照
镫骨
上骨半规管的对照
肺肿瘤的CT筛查
• 肺纹理与肺组织有天然的高对比,可以降 低管电压,不会影响肺肿瘤的筛查质量。 但仅仅限于此,常规肺的扫描不提倡。
降低管电压减少辐射剂量
120kV 100mAs
100kV 140mAs
80kV 180mAs
低剂量扫描筛选GGO的可靠性
多项文献证实,低剂量扫描不会遗漏磨玻璃结节
任何导致图像质量的降低辐射剂量的措施都是不妥的ct1x线发射环节球管发射x线的过程2x线接收环节x线到达被扫描物体的过程3x线转换和传输环节探测器阵列接收转换成电信号并传输到cpu的过程4图像重建环节数字信号输入cpu并计算成图像的过程ct减少x线球管的发射剂量是降低辐射剂量的最重要环节在转换与传输以及图像重建过程中的各种措施和改革都是为了减少发射剂量
但观察GGO内部细节,低剂量达不到要求
低剂量图像在显示GGO细节上明显不如 常规剂量,影响精确诊断,因此在分析GGO 内部结构时,不推荐低剂量扫描。
低电压胸部扫描
电压(kV) CTDlvol,mGy 120 100 80
范围
均值 降低剂量% P值
3.10-8.82
5.042
2.79-6.54
4.507 10.61 <0.01
敏感器官低剂量成像技术
二、接收环节的措施
阻挡发射环节无法控制的无效射线通 过被扫描物体 1、滤过影响成像质量,重叠发射的辐射剂量 2、屏蔽无效射线
1、滤过影像成像质量 重叠发射的辐射剂量
在早期双球管的能量扫描中,高千伏X 线的能谱中包括低千伏的能谱。与另一个 球管发射的低千伏能谱重复,不仅增加了 辐射剂量,而且由于二者重复,降低了能 量成像的能量分辨力。
第一阶段:电子元件集成化
• 把巨大的DAS数据板缩小为电路板上的集成 电路,大大减少热干扰,缩短传输线。
第二阶段:芯片叠加(三代电子封装)
• 把DAS进一步集成为薄晶片,与探测器和光 电二极管叠加在一起,明显减少了引线的 数量和传输距离,大幅度降低电阻、发热、 电磁干扰。
芯片叠加:三代电子封装
高能射线中的低能部分与低能射线 重叠,使得辐射剂量增加
X线纯化技术
用滤过器滤掉高能射线中的低能部分, 纯化的高能射线。不仅降低了辐射剂量, 而且提高的能量成像的质量。
应用纯化技术前后
• 无纯化能量成像:辐射剂量是常规扫描的 1.3-1.5倍 • SPS纯化能量成像:辐射剂量与常规扫描基 本相同,甚至略低
• 通过X-Y轴、Z轴三个方向的反馈动态调节管 电流,去掉多余的射线剂量。较固定管电 流明显降低辐射剂量。
自动管电流与固定毫安秒剂量对照
②降低管电压(kV)
对于BMI小于正常值的个体,对于婴 幼儿的CT检查,可以用适当降低管电压 的方式减少多余的射线。
降低管电压的优势:
降低管电流减少的辐射剂量是线性的; 而降低管电压减少的辐射剂量是指数性的。 故降低管电压较降低管电流能更显著 地降低辐射剂量。
• F,7M • FLASH 70kV,80mAs; • CTDIvol 0.50,DLP=9,ED=0.47mSv
主动脉骑跨的对照
Seqence 80kV,60mAs; CTDlvol 0.62,DLP=9,ED=0.47mSv
Flash 80kV,100mAs; CTDlvol 0.46,DLP=6,ED=0.22mSv
心率≤75bpm 心率>75bpm
2.87±0.5mSv 前瞻 回顾 降低% 10.6±0.9mSv 73% p<0.0001
3.20±0.6mSv 10.4±0.7mSv 69% p<0.0001
5、躲避敏感器官
• 乳腺对X线尤其敏感,胸部扫描中相对辐射 剂量增加。
• 针对此设计了新的扫描方式,球管旋转到 正对乳腺上方时不发射X线,大大减少了乳 腺的辐射剂量。
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