Диссертация (1144157), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Приреконструкции КТ-изображения сигналы, зарегистрированные при сканировании,проходят предварительную компьютерную обработку, после чего формируютсяизображения. Для визуальной и количественной оценки плотности структурметодом КТ используют шкалу ослабления рентгеновского излучения – шкалаХаунсфилда (Hounsfield Units, HU), которая визуально воспринимается намониторе как чёрно-белый спектр изображения) [27, 54]. Диапазон шкалы HU,соответствующих степени ослабления рентгеновского излучения тканями,составляет от −1024 до +3071, то есть 4096 чисел ослабления. 0 HU соответствуетплотности воды, отрицательные величины шкалы соответствуют воздуху ижировой ткани, положительные – мягким тканям, костной ткани и более плотномувеществу (металл, кость и пр.).В качестве основного физико-технического параметра качества изображенияв КТ, как правило, используют показатель «шум», HU (Таблица 6) [68, 82, 83].
ШумКТ-изображения определяют как стандартное отклонение чисел HU пикселей вобласти интереса однородного объекта КТ-изображения.Таблица 6. Влияние параметров протокола КТ-сканирования на шум КТизображения.Параметр протокола КТСвязь с шумом КТ-изображенияПроизведение силы тока навремя сканирования (мАс)Шум КТ-изображения обратно пропорционально зависит отнапряженияШум КТ-изображения обратно пропорционален квадратномукорню из мАсТолщина срезаШум КТ-изображения обратно пропорционален толщине срезаДоза пациентаШум КТ-изображения обратно пропорционален квадратномукорню из дозы пациентаНапряжение (кВ)Для снижения дозы пациентов и подбора оптимальных параметровсканирования индивидуального пациента КТ-сканеры оборудованы программойавтоматической модуляции силы тока (Tube Current Modulation, TCM) [95, 103,40108, 113, 115, 117, 125].
Данная технология основана на модуляции силы тока вовремя КТ-сканирования в зависимости от степени ослабления излучения тканямиобследуемой зоны, фазы дыхания или сердечного цикла. В настоящее времяпрограммы TCM осуществляют модуляцию силы тока по мере сканированияпациентов и различаются по направлению применения: Z-модуляция, X-Yмодуляция и комбинированная модуляция (Рисунок 10).абвРисунок 10.
Принцип работы системы автоматической модуляции силытока: а – Z-модуляция; б – X-Y модуляция; в – комбинированнаямодуляция.41Z-модуляция. Для определения ослабления излучения тканями пациента вразныхзонахКТ-сканированияпрограммаиспользуетинформациюпристрелочного сканирования. Она переводит средние значения ослабленияизлучения из пристрелочных снимков на заложенную в программу модель телапациента и автоматически устанавливает значение силы тока для каждогоаксиального среза по оси Z (ось движения стола) для достижения референтногокачества изображения. Для определения референтного качества изображениякаждая программа использует определенный параметр, который задается впротоколе сканирования до начала исследования (Таблица 7).Таблица 7. Программы Z-модуляции силы тока, используемые у разныхпроизводителей оборудования ПЭТ/КТ, их параметры и принцип работы.Название программы(производитель)ПараметрПоясненияAuto mA(GE)Noise index (NI)Min-Max mAПользователем определяется шум изображенияПользователь определяет граничные значенияmARight Dose(Philips)Dose Right Index(DRI)Используется DRI, определяющий референтноезначение мАс для достижения однородногокачества изображенияCareDose(Siemens)Ref mAsКачество изображения аналогичное качеству длястандартного пациента при ref.mAsX-Y модуляция.
Помимо Z-модуляции существуют программы, которыемодулируют силу току во время одного оборота рентгеновской трубки, чтопозволяет снижать силу тока в передне-задней проекции для пациентов астениковили детей. Для этих целей проводится два пристрелочных сканирования в переднезадней и боковой проекциях, на основе информации ослабления излучения вразных проекциях программа модулирует силу тока в зависимости от угла. Однако,некоторые программы производят коррекцию силы тока во время сканирования наоснове отклика детекторов вовремя оборота рентгеновской трубки (Таблица 8).42Комбинированная модуляция.
Комбинированная модуляция силы токапозволяет проводить корректировку силы тока как вдоль оси движения столапациента, так и в зависимости от положения рентгеновской трубки во время одногооборота. Принцип работы таких программ зависит от их реализации ипроизводителя. Программы автоматической модуляции силы тока приведены вТаблице 8 [137].Таблица 8. Программы ТСМ (автоматической модуляции силы тока) у разныхпроизводителей диагностического оборудования.ПроизводительZ-модуляцияX-Y модуляцияКомбинированнаяGEAuto mASmart mAAuto mA 3DPhilipsZ-DOMD-DOMRight DoseSiemensZ-axis exposure control (ZEC)CARE DoseCARE Dose 4DКаждаяпрограммаавтоматическоймодуляциисилытокаимеетиндивидуальные параметры и алгоритмы формирования дозы пациента, поэтомуне существует универсального подхода при оптимизации протокола сканирования.Для изучения влияния параметров протокола сканирования на работу программыTCM проводят исследования на антропоморфных фантомах [36, 89, 106, 118],которые позволяют исследовать закономерности изменения дозы пациента икачества изображения от параметров протоколов сканирования.
Однако нетединых рекомендаций по оптимизации протоколов КТ-исследований длятомографов разных производителей. В связи с этим одной из задач работы былонахождение общих зависимостей дозы пациента и качества изображения отосновных параметров протоколов КТ-сканирований, и нахождение оптимальныхзначений параметров для использования их в клинической практике.431.7.
Заключение к главе 1.Согласно зарубежным источникам дозы пациентов в ПЭТ-диагностикедостигают десятков мЗв за исследование и существенно зависят от задачдиагностического исследования и используемых протоколов исследования. Кначалу выполнения работы в России отсутствовала информация о структуредиагностических исследований, используемых РФП и их активностях, вводимыхпациентам. Это делало невозможной оценку реальных доз, которые получаютпациенты в результате диагностики и воздействия ионизирующего излучения напациентов.
Отсутствовала база для оценки состояния радиационной защитыпациентов и возможных путей её оптимизации. Одной из основных задач данногоисследования был сбор и анализ информации о структуре и используемыхпротоколах ПЭТ-исследований в Российской Федерации.Современные ПЭТ-аппараты совмещены с КТ, поэтому необходимоучитывать и оценивать дозы пациентов от совмещенных ПЭТ/КТ-исследованийкак сумму доз от внутреннего и внешнего облучения. Дозы внутреннего облучениясогласно отечественному руководству оценивают по утвержденной методике наосновании данных о вводимой пациенту активности определенного РФП. К началувыполнения работы дозы внешнего облучения оценивали с использованиемкоэффициентов перехода от значения DLP к эффективной дозе для определеннойзоны сканирования.
Недостатком данной методики является ограниченноеколичество зон КТ-сканирования, по которым доступны коэффициенты перехода,и отсутствие коэффициентов, необходимых в ПЭТ-диагностике. Одной из задачбыло проведение верификации доступных расчетных программ для определенияорганных и эффективных доз при КТ с помощью измерений и оценка новыхкоэффициентов перехода на основании проведенного исследования.Качество ПЭТ-исследования зависит от настройки диагностическогооборудования, методики проведения исследования, включая сканирование,обработку и анализ изображения. Поэтому для широкого внедрения метода ПЭТ иего эффективного применения в России необходима система обеспечения качества,включающая контроль количественных параметров ПЭТ-изображения и единые44критерии, нацеленные на гармонизацию и оптимизацию ПЭТ-диагностики.Разработка такой системы была задачей данного исследования.Согласно данным зарубежных источников наибольший вклад в дозупациента при ПЭТ/КТ-исследовании вносит КТ-сканирование.
Поэтому особоевнимание в работе было уделено методу снижения доз пациентов путемопределения значений референсных диагностических уровней и нахожденияоптимальных значений параметров протоколов КТ-сканирования, основываясь наполученных зависимостях дозы пациента и качества изображения от основныхпараметров протоколов КТ-сканирования.ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И ОБЪЕМ ИССЛЕДОВАНИЙДля изучения структуры ПЭТ-диагностики и используемых РФП, а также дляоценки уровней облучения пациентов в ПЭТ-диагностике были собраны ипроанализированы данные о процедурах ПЭТ-диагностики, выполняемых вРоссии.В связи с необходимостью определения новых коэффициентов перехода дляопределенияэффективнойдозыприКТ-сканированиибылизученрядспециализированных коммерческих компьютерных программ для определенияорганных и эффективных доз и проведено сравнение результатов, выполненырасчеты доз и сравнение результатов расчетов с измерениями в антропоморфныхфантомах.
На основании полученных эффективных доз были выведены новыекоэффициенты перехода от значения DLP для определения эффективной дозы приКТ-сканировании: головы, грудной клетки, брюшной полости, малого таза и всеготела.Оптимизация радиационной защиты пациентов при ПЭТ-диагностикевключает в себя программу обеспечения качества, нацеленную на гармонизацию иоптимизацию применения данного метода в стране за счёт оценки и контролякачества получаемого изображения, а также оптимизацию протоколов КТсканирования. Для этого в работе была проведена серия экспериментов по45сравнению методов оценки качества ПЭТ-изображения с использованием двухфантомов и изучены зависимости дозы пациента и качества изображения отосновных параметров протоколов КТ-сканирования для аппаратов разныхпроизводителей.2.1.Объекты и объем исследования.2.1.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
