低剂量扫描在64层螺旋CT冠脉检查中的应用ppt课件

1,低剂量扫描在64层螺旋CT冠脉检查中的应用,2,自从伦琴1895年发现X线起，X线一直以医生的能够穿透表面看到人体内部结构变化的另一种眼光而为人类的疾病诊治服务。一百多年来，X线设备发生了巨大变化，从最简单的X线装置发展到数字化计算机化设备，以及64层、256层CT系统。随着人们对健康的重视，随着人们生活水平的提高，也随着先进X线设备的日益增多和普及，接受X线检查的人数将逐渐增多，但是直到2000年后才意识到CT扫描在追求扫描速度、图像质量提高的同时，X线对人体的损伤越来越严重，是个不容忽视的问题。,3,辐射剂量加大的原因,目前全球总体X线剂量急剧增加的三个原因是： 1、多层螺旋CT机的应用普及和多项技术的广泛应用（如：心脏冠脉扫描）； 2、采用薄层层厚锥形线束扫描，降低了射线剂量的利用率； 3、接受CT检查的患者急剧增加。而在我国，循证医学的开展、医疗取证倒置的需要、迷信高精尖设备等，可能是辐射剂量加大的原因,4,为什么降低CT的X线辐射剂量引起了大家的重视？,5,X线对人体的危害,X射线具有波粒二象性，除具有电磁波的共同属性外，还具有以下几方面的性质： 1穿透作用：是X线医学成像的基础 2荧光作用：摄影中用的增感屏，影像增强器的输 入屏都是利用这种特性制成的 3电离作用：是X线损伤的基础,6,X线对人体的危害,X线电离辐射可以直接使细胞中的染色体或其它重要成分断裂。引起人体生物学效应的机理非常复杂，通常分为原发作用和继发作用两个方面 1、原发作用是指电离辐射作用于具有生物活性的大分子（如核酸、蛋白质、酶等），造成生物大分子损伤，引起电离、激发或化学键断裂，致使其正常功能和代谢作用发生障碍 2、继发作用是在细胞损伤的基础上，引起各组织器官和系统的损伤，导致临床症状的出现，甚至机体死亡,7,X线对人体的危害,从辐射损伤出现的范围来看，分为躯体效应和遗传效应 1、躯体效应（somatic effect）：是指出现在受照 射者本人身上。如果损伤的细胞是 体细胞，则表现出躯体效应。 2、遗传效应（inheritance effect）：是指出现在 受照射者后裔身上。损伤的是生殖细胞，辐 射效应表现在受照者的后代身上，则表现为 遗传效应 。 根据效应出现的时间，也可分为近期效应和远期效应。,8,X线对人体的危害,国际放射防护委员会（ICRP）从辐射防护角度出发，将这些效应分成随机性效应和确定性效应两类。 1、随机性效应（stochastic effect）是指损伤发生的几率（而不是严重程度）与剂量大小有关的效应，这种效应不存在剂量的阈值，即使微小的剂量也可能引起这种效应，只是发生的几率较小，如癌症和遗传效应的发生可视为随机性效应（也可视为远期效应）。 2、确定性效应（deterministic effect）是指受照射组织中大量细胞被杀死或严重损伤，严重程度随剂量的大小而变化，这种效应存在着剂量阈值，接受的剂量超过阈值，这种效应才会发生，如白内障、皮肤辐射损伤等（也可视为近期效应）,9,什么是X线剂量？,剂量 (Dose): 电离效应的测量,在单位重量(kg)中的能量吸收 (焦尔)。反应被照介质吸收辐射能量的程度 剂量单位: Gy (mGy), 1 Gy = 1 J/kg,有效剂量 (Effective Dose):是为确定随机性效应发生概率而引入的一个量 。是生理效应的测量,把特定器官吸收剂量转化为全身平均吸收剂量，从而把对特定器官的辐射同全身生理损伤的危险性联系起来。广泛使用于影像学。 有效剂量单位: Sv (mSv),10,CT剂量表述,CT Dose Index (CTDI): 用 CTDI 模体测量.,CTDIvol is currently computed and displayed as an adjusted CTDIw CTDI measures system performance, Not direct patient dose For same patient, the higher the CTDI, the higher the dose,CTDI100: Dose measured in CTDI phantom integrated over 100mm length,CTDIw: 加权剂量指数 CTDIw = 2/3 CTDI100 (P) + 1/3 CTDI100(C),CTDIvol: 容积剂量指数 (adjust for helical or overlap axial) CTDIvol = CTDIw / Pitch (Overlap),11,如何把CT的剂量(CTDIvol)转换成有效剂量(ED) (EUR16262 DLP Method),ED = DLP * EDLP DLP (剂量长度乘积 ) = CTDIvol * 曝光长度 螺旋曝光长度=曝光时间* 进床速度 螺旋曝光长度 扫描覆盖范围 (Overscan),12,Region EDLP Head 0.0023 Neck 0.0054 Chest 0.017 Abdomen 0.015 Pelvis 0.019,例: 一个腹部CT扫描的有效剂量 Exp Length = 25 cm, CTDIvol = 10 mGy,有效剂量:,13,CT剂量表述总结,CTDIvol 容积剂量指数: 特定模具中的剂量。 CTDIvol并不是个体病人剂量。评价不同的CT扫描仪和不同的扫描程序对病人的相对剂量。,全身剂量 - 用来衡量群体剂量危害性的基础,有效剂量（ED） 器官剂量的加权之和,用来表达全身剂量,器官剂量 特定器官所受的剂量,14,影响剂量的主要因素 Significant Factors Inference CT Dose,Tube potential ( kVp) Tube current (mA) Exposure time (scan time, pitch) Beam quality (filtration material & thickness) Exposure profile (collimation, bowtie filter) Distance from source (geometry) Patient (age, size, anatomy) Organ location (x,y,z),Recon Algorithm Image Processing Protocol Optimization,Software & Patient Management,小螺距决定了螺旋 心脏CT的高剂量,15,心脏是个“不听指挥”的器官，如何进行冠脉成像是CT多年以来难以解决的问题。而无创冠状动脉成像一直是人类的梦想！,16,选择性冠脉造影 （SCA）：有创、操作复杂、并发症、死亡率 64排CT由于旋转时间快、覆盖宽度宽、扫描速度快等优点，大大缩短了扫描时间，使得冠状动脉成像成为了现实。 64排CT冠脉成像（CTCA）：安全、无创、阳性、阴性预测值高,17,降低心脏CT剂量势在必行,18,冠脉扫描方法,19,64排CTCA：15-25mSv 300 - 1000 张胸片（ 0.02 0.08 mSv） EBCT的4-7倍，SCA的3-5倍 控制X线剂量是迫切需要解决的问题,20,CTCA剂量较高的原因,冠状动脉斑块显示及成分分析、管腔狭窄度判断对图像质量要求极高 64排CTCA采用亚毫米（0.625mm）、小螺距连续扫描，在提高空间（密度）分辨力的同时，射线剂量大大增加,21,图像质量与射线剂量呈正相关 为保证诊断准确率放射科医生往往增加曝光剂量,难以两全的尖锐矛盾,低剂量,高剂量,低剂量,高剂量,22,鱼与熊掌可以兼得吗？,保证图像质量 降低射线剂量,研究难点,23,高的图像质量,低的X线剂量,寻求平衡点,用尽可能低的剂量获取较高的图像质量,24,降低螺旋心脏CT剂量的方法 Methods to Reduce Dose for Helical Cardiac CT,心脏前置滤线器 (Cardiac Bowtie) ECG电流调制 (ECG mA Modulation) 智能图像滤波 (Adaptive Post-Processing Filtering) 心脏智能毫安 (Patient-dependent mA Selection),25,心脏CT使用心脏前置滤线器来降低剂量,更好的心脏图像 (More x-ray for the heart) 更低的总体剂量 (Less total x-ray to body),降低心脏剂量的方法,降低15%的剂量,26,心脏CT使用ECG电流调制来降低剂量的原理：,降低心脏剂量的方法,螺旋采集覆盖所有心动相位 冠脉成像仅需舒张末期的图像 舒张期采用高毫安，收缩期采用低毫安,27,根据ECG 信号调节X射线电流强弱 User selectable min/max mA and phase % Data can be used for functional analysis,心脏CT使用ECG电流调制来降低剂量,降低心脏剂量的方法,降低15 50 %的剂量,28,ECG适宜相位窗,心率75次/min且节律稳定时，R-R间期6080 相位相对平稳的平台期 心率76次/min时，R-R间期4050相位相对平稳的平台期 R-R间期4080相位基本可满足所有心率下冠脉重建的需求,29,500例最佳成像期相分布,40% 4.9% 45% 2.6% 50% 4.2% 65% 0.3% 75% 87.8% 80% 0.3%,55-85次/分,30,3 Levels of Filtration C1=Low C2=Med C3=Maximum,心脏CT使用智能图像滤波来降低剂量,降低心脏剂量的方法,降低30%的剂量,31,心脏CT使用智能图像滤波来降低剂量,With C2 Filter,Without C2 Filter,Sd=26.72,Sd=31.97,32,体重指数（BMI）=体重（Kg）身高2（m 2 ） BMI：评定肥胖程度的分级方法 18.5-24.9正常体重，25-29.9超重，30-34.9肥胖 如果固定管电流：小体重个体剂量偏大，大体重个体剂量不足,心脏CT使用心脏智能毫安来降低剂量,降低心脏剂量的方法,33,心脏CT使用心脏智能毫安来降低剂量,心脏智能毫安专为心脏应用而设计,降低心脏剂量的方法,更一致的心脏图像 (More consistent image quality) 更低的总体剂量 (Less dose for smaller patients),34,结 果,35,64排CT低剂量心脏CT成像的实例,心脏前置滤线器；ECG电流调制；智能图像滤波；心脏智能毫安,技术+爱心 充分体现对病人的关心,36,世界第一例小于1mSv的心脏CT检查,Dr Earls, Fairfax Radiology, Oct 2006,70kg / 178cm / 34-38 bpm, 14cm coverage in 4 rotations Scan Technique: 100kV / 350mA / 0.35s / Cardiac Bowtie; Total Exposure time: 0.93sec, CTDIw: 3.5mGy; DLP: 3.5*16 = 56.1mGy-cm, Effective Dose: 56.1*0.017 = 0.95mSv,37,BMI 16.4，ED 3.5mSv，20,M，70y,38,F，32y ED 3.8mSv,39,40,结论,制约CTCA大范围应用的瓶颈：X线剂量 联合利用各种降低心脏CT扫描剂量的方法，使检查剂量做到最低化。用于高危人群筛查及健康人群查体，使冠心病早期发现和干预，减少冠心病事件的发生及相关医疗费用,41,心脏病已成为人类健康的头