Диссертация (1144157), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Различия в параметрах f1 и f2 обуславливают разные значения питчфактора и коллимации, а также алгоритмы реконструкции, специфичные длякаждой модели томографа и каждого производителя (см. п. 2.3.4.). Если усреднитьполученные зависимости, то получим, что параметр f2 ≅ 0,5; следовательно, шумизображений обратно пропорционален квадратному корню от произведения силытока и времени ротации трубки ( ∙ ):Шум ~1√∙, HU,(31)6.3.2. Влияние параметров автоматической модуляции силы тока наэффективную дозу и шум КТ-изображения.Длявыборадиагностическоемодуляцииоборудованиесилыопределенногооптимальныхтока,качествапараметровоснащенопроведенияпрограммамикоторыепозволяютзаавтоматическогосчетполучитьКТ-сканированияавтоматическойКТ-изображениеподборапараметровсканирования для каждого пациента (см. п. 1.6.2.).
Программы автоматическоймодуляции силы тока ориентированы на поддержание установленного уровняшума изображения во время сканирования каждого пациента. Нашей задачей былоизучение зависимостей дозы пациентов и шума КТ-изображения от параметровпрограмм Auto mA (GE), CareDose (Siemens), RightDose (Philips) для определенияоптимальных значений, которые можно использовать при создании протоколов.Зависимости эффективной дозы и шума КТ-изображения от параметровавтоматической модуляции силы тока специфичны для каждого производителя исоответствующей программы.122абвгдеРисунок 36.
Зависимости значений эффективной дозы, мЗв, и шума КТизображения, HU, от произведения силы тока и времени ротации трубки ( ∙ ), мАс,полученные для разных значений напряжения на разных моделях КТ: а – Optima (GE), в– Definition (Siemens), д – Ingenuity (Philips). Зависимости эффективной дозы, мЗв, ишума КТ-изображения, HU, от параметров программ автоматической модуляции силытока, полученные для разных значений напряжения на томографах разных моделей: б –Optima, GE (Auto mA), г – Definition, Siemens (Care Dose), е – Ingenuity, Philips (RightDose).
Линиями на графиках отмечены аппроксимирующие зависимости.123Томограф Optima, GE оборудован программой Auto mA. Программанацелена на поддержание заданного уровня шума КТ-изображения, поэтомузависимость шума от параметра автоматической модуляции силы тока – NI имеетлинейный характер и почти не меняется для разных напряжений (Рисунок 36б):Шум = ℎ1 ∙ , HU,(32)где: – параметр автоматической модуляции силы тока Auto mA; h1, HU-1 –параметр, значение которого определяли методом наименьших квадратов (Таблица34).
Зависимость эффективной дозы от NI имеет степенной характер (Рисунок 36б)и описывается следующей аппроксимирующей функцией:эфф = 1 ∙ −2 , мЗв,(33)где: – параметр автоматической модуляции силы тока Auto mA; g1, мЗв-1, и g2,отн.ед. – параметры, значения которых определяли методом наименьшихквадратов (Таблица 33). Таким образом, при включении программы Auto mAувеличение уровня NI влечет за собой снижение эффективной дозы при увеличениишума изображения.Томограф Definition, Siemens оборудован программой CareDose. Былополучено, что при увеличении параметра автоматической модуляции силы тока –ref. mAs – прямо пропорционально увеличивается доза (Рисунок 36г):эфф = 3 ∙ . , мЗв,(34)где: . – параметр автоматической модуляции силы тока CareDose; g3,мЗв/(мАс) – параметр, значение которого определяли методом наименьшихквадратов (Таблица33). Зависимость шума КТ-изображения от .
прииспользовании CareDose имеет степенной характер (Рисунок 36г) и описываетсяследующей аппроксимирующей функцией:Шум = ℎ2 · (. )−ℎ3 , HU,(35)где: . – параметр автоматической модуляции силы тока CareDose; h2,HU/мАс, и h3, отн.ед. – параметры, значения которых определяли методом124наименьших квадратов (Таблица34). Программа CareDose позволяет снизитьэффективную дозу при 120 кВ на 15% при том же уровне шума КТ-изображения(Рисунки 36 в и г).Томограф Ingenuity, Philips оборудован программой RightDose. Эффективнаядозаувеличиваетсяпрямопропорциональноувеличениюпараметраавтоматической модуляции силы тока – DRI (Рисунок 36е):эфф = 4 ∙ , мЗв(36)где: – параметр автоматической модуляции силы тока RightDose; g4, мЗв-1 –параметр, значение которого определяли методом наименьших квадратов (Таблица33).Таблица 33.
Значения параметра gi в формулах 33, 34, 36 для трёх обследованныхпрограммавтоматической модуляцих силытокаразных производителейтомографов, полученные для разных напряжений, и коэффициенты детерминацииR 2.Напряжение,кВ80100120Auto mA (GE)g1, мЗв-1g2, отн.ед.3111,74851,88742,02R0,990,990,98CareDose (Siemens)g3, мЗв/(мАс) R20,0090,940,0160,990,0260,90RightDose (Philips)g4, мЗв-1R20,110,940,110,940,110,94Шум КТ изображения снижается при увеличении (Рисунок 36е),экспериментальные данные аппроксимируются следующей функцией:Шум = ℎ4 ∙ −ℎ5 , HU(37)где: – параметр автоматической модуляции силы тока RightDose; h4, HU-1 и h5,отн.ед.
– параметры, значения которых определяли методом наименьших квадратов(Таблица34), HU-1. Использование программы RightDose позволяет снизитьэффективную дозу при сохранении того же уровня шума на 30% (Рисунок 36 д, е).Получили, что увеличение парметра DRI приводит к снижению шума КТизображения, при этом эффективная доза увеличивается.
Увеличение напряжения125не влияет на эффективную дозу и приводит к снижению уровня шума на КТизображении.Таблица 34. Значения параметров hj в формулах 32, 35, 37 для трёх обследованныхпрограммавтоматической модуляцих силытокаразныхпроизводителейтомографов, полученные для разных напряжений, и коэффициенты детерминацииR 2.Напряжение,кВ80100120Auto mA (GE)h1, HU-1 R20,770,960,730,980,690,99CareDose (Siemens)h2, HU/(мАс) h3, отн.ед.410,311130,482970,582R0,940,950,90RightDose (Philips)h4, HU-1 h5, отн.ед.730,72330,44290,42R20,990,880,946.4.
Оптимизация протоколов КТ-сканирования.С точки зрения радиационной защиты пациентов оптимальным являетсяпротокол, обеспечивающий приемлемый с диагностической точки зрения низкийуровень шума КТ-изображения при наименьшей эффективной дозе у пациента. Длявыбора такого протокола проанализировали зависимости шума изображения иэффективной дозы от параметра мАс. Получили, что шум изображения резкоснижается с увеличением мАс; однако после определенного значения мАсснижение происходит медленнее в то время, как эффективная доза продолжаетлинейно возрастать во всем диапазоне мАс. Таким образом, дальнейшееувеличение параметра мАс не приведёт к значимому снижению шума и улучшениюкачества изображения, но может привести к избыточному облучению пациента.Поэтому точкой оптимума выбрали значение параметра мАс, в которомуровень шума перестаёт существенно изменяться, представленная система из двухграфиков (Рисунок 36) позволяет определить соответствующее этому уровнюзначение эффективной дозы у пациента (Таблица 35).
При рассмотрении программавтоматической модуляции силы тока аналогично нашли оптимальные значенияпараметров автоматической модуляции силы тока (Таблица 35).126Представленный в работе подход позволяет определять оптимальныепараметры протоколов КТ-сканированияклиническойпрактике.Всяисходнаяиспользуяинформацияданныеполученадоступныесвконсоликомпьютерного томографа. Полученные зависимости позволяют управлять дозойпациента: выбирать качество изображения и уровень дозы в соответствии склинической задачей.Таблица 35.
Оптимальные параметры для томографов трёх моделей разныхпроизводителей для обоих случаев: без использования автоматической модуляциисилы тока и с включёнными программами автоматической модуляции силы токаНапряжение,кВGE80100120Siemens80100120Philips80100120I ∙ t,мАсЭфф.доза,мЗвШум КТизображения,HU3601701104,03,83,810993601801202,62,83,0910103601701003,03,03,0999Параметравтоматическоймодуляции силытокаAuto mA (NI)171718CareDose (ref.mAs)320160100RightDose (DRI)877Эфф.доза,мЗвШум КТизображения.HU2,72,62,51313122,92,82,6101091,00,90,8151413Полученные результаты демонстрируют, что оптимальные значенияпараметра мАс схожи для всех моделей томографов, представляющих разныхпроизводителей (360 мАс для напряжения 80 кВ, 170 –180 мАс для 100 кВ, 100 –120 мАс для 120 кВ).
При этих параметрах на всех томографах достигаетсяизображение одного уровня шума ≈ 10 HU, однако при разной эффективной дозе:3,8 – 4,0 мЗв у GE; 2,6 – 3,0 мЗв у Siemens; 3,0 мЗв у Philips.При использовании программы автоматической модуляции силы тока натомографе GE параметр NI равный 17 – 18 был определён в качестве оптимума, это127обеспечивает эффективную дозу 2,5 – 2,7 мЗв при уровне шума ≈12 HU. Параметрref.mAs программы CareDose на томографе Siemens определяет параметр мАс дляреферентного пациента определенной комплекции, поэтому оптимальное значениезависит от напряжения так же, как при работе без программы автоматическоймодуляции силы тока. Оптимальные параметры ref.mAs, представленные вТаблице 35, обеспечивают уровень шума на протяжении всего КТ-изображения ≈10 HU и эффективную дозу 2,6 – 2,9 мЗв.
Программа RightDose позволяетзначительно снизить эффективную дозу, определенные в данной работеоптимальные параметры DRI = 7 – 8 обеспечивают эффективную дозу < 1 мЗв приуровне шума изображения ≈ 14 HU.Выбор напряжения при КТ-сканировании определяется зоной сканированияи комплекцией пациента. Например, при КТ-исследовании детей рекомендуютиспользовать низкое напряжение, а при обследовании крупных пациентоврекомендуют напряжение 120 кВ [98, 136]. Полученные зависимости и значениянайденных параметров можно использовать для оптимизации протоколов КТсканированиядляпациентовразнойкомплекциинааппаратахразныхпроизводителей.6.5.
Заключение к главе 6.ДляоптимизациирадиационнойзащитыпациентовприПЭТ/КТ-исследованиях впервые в отечественной практике определили значения РДУ дляКТ-исследований, которые получили на основании анализа собственных данных одозах пациентов от КТ-сканирования для наиболее распространенных в РоссииПЭТ/КТ-исследований всего тела и головного мозга (Таблица 31). В результатеанализа собранных данных выявили наличие двух протоколов КТ-сканирования вовремя ПЭТ/КТ-исследования всего тела: диагностический (включая многофазныеисследования) и низкодозовый. В связи с этим значения РДУ определили длякаждого протокола сканирования всего тела.Для определения оптимальных параметров протоколов КТ-сканированияизучили зависимости эффективной дозы и шума КТ-изображения от основных128параметров.
Эффективная доза прямо пропорционально зависит от силы тока ирастёт с увеличением напряжения. Определили оптимальные значения параметрамАс для каждого напряжения, которые обеспечивают уровень шума КТизображения ≈ 10 HU. Параметры мАс оказались схожими для всех обследованныхмоделей томографов трёх основных производителей. Однако программыавтоматической модуляции силы тока являются вендор-специфичными и требуютдополнительного изучения. В работе индивидуально изучили программыавтоматической модуляции силы тока трёх основных производителей аппаратовПЭТ/КТ и влияние их параметров на эффективную дозу и уровень шума.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
