CT低剂量扫描技术.ppt

CT低剂量扫描 山东省医学影像学研究所 马新武,Right dose,低剂量需求,CT 低剂量扫描技术起始于 20 世纪 80 年代 文献关于降低 CT 扫描剂量的研究主要 CT 扫描参数( X 线管电压、管电流、曝光时间、扫描野、螺距等) 硬件(探测器的宽、材料及滤线器、集成) 强大的后处理软件(迭代AIDR 、能谱后处理),在CT成像的流程中，尽量减少浪费和损耗，则可以在提高图像质量的基础上降低辐射剂量，这才是正确的降低辐射剂量的措施。,考虑,低剂量研究方向,CT 扫描参数( 管电压、管电流、曝光时间、螺距等) 硬件(探测器、3D滤线器、高集成化) 重建算法（FBP、迭代重建) Z轴大范围覆盖的实现方法 能谱纯化技术,扫描参数,根据BMI条件 部分高对比颞骨和肺，适当降低管电流 管电压 CTA：双低 心电门控 偏中心扫描 螺距,扫描过程-mAs 自动实时调制技术,传统成像技术,剂量最大可降低 68%,扫描过程-自动KV选择技术,推出于2010年 70 KV 应用于临床,低KV技术原理,辐射剂量与管电压的平方呈正比关系1，应用70千伏能显著降低辐射剂量 70千伏电压的能量输出更接近碘的特性吸收峰值(33keV)2,参考文献： 【1】Kubo T, Lin PJ et al. Radiation dose reduction in chest CT: a reviewJ. AJR Am J Roentgenol, 2008, 190(2):335 343. 【2】Reduction of contrast agent dose at low KV settings. White paper.Siemens.,能级（keV）,衰减（cm -1）,33 keV,病例-主动脉缩窄,传统成像技术,心率: 78100 bpm 时间: 0.32 s 长度: 144 mm 70 kV, 130 mAs CTDIvol: 0.37 mGy DLP: 8 mGy cm 0.35mSv,70KV，成人，全下肢CTA,传统成像技术,体重: 75 公斤 时间: 25 s 长度: 1227 mm 造影剂: 60 ml 70 kV, 348 mAs CTDIvol: 4.35 mGy DLP: 541 mGy cm,扫描过程-自动KV+mAs联动技术,个性化的智能、自动选择KV+mAs的最佳条件,扫描过程-低KV，高mA技术,KV 11档 70，80，90，100，110，120，130，140，150，Sn100，Sn150 70/80/90KV ，可输出最大1300mA,扫描过程,遮挡不必要的部位,减低剂量方式,X线效率 射线调制 扫描方式 迭代算法,1. X线效率,硬件,准直器 滤线栅 探测器 集成,全新技术高效探测器,球面探测器构型 3D滤线栅 TACH2 一体化探测器技术,大部分图像噪声来源于散射线,X Y 轴弧形,Z轴平面,传统探测器构型,Nano-Panel,飞利浦Nano-Panel球面探测器阵列,3D滤线栅屏蔽绝大多数散射线,探测器革命,信号 A-D转换 传输过程中噪声高 电子噪声高,光信号直接转换为数字信号 Edge技术，优化得到0.5mm True signal 技术抑制电子噪声,X线效率 射线调制 扫描方式 迭代算法,2. 射线调制,减低剂量方式,智能滤线器,非楔形滤过器，实现射线均匀分布 多种滤线方案应对各种人群及检查需求,24,Detectors,大面积探测器带来大量无效辐射,25,Detectors,30cm,0.5cm,0.5cm,30cm,8cm,8cm,单排CT：探测器1cm 无效射线比例：3%,大面积探测器16cm 无效射线比例：53%,动态准直器,扫描区边缘,一次螺旋扫描 无效射线区域宽度为探测器宽度,Eclipse 动态准直器,Eclipse 动态准直器,Spiral Overscan,消除螺旋扫描无效射线 精确调控轴扫扫描野,Eclipse 动态准直器,X线效率 射线调制 扫描方式 迭代算法,3. 扫描方式,减低剂量方式,心脏检查的剂量问题,前门控扫描、单周期成像,适宜心率描降低80%剂量 成像条件控制（心率、节律） 成功率需提升,心脏-降剂量的技术发展-前门控,z-axis,移床,心脏-降剂量的技术发展-前门控,z-axis,移床,心脏-降剂量的技术发展-前门控,z-axis,移床,心脏-降剂量的技术发展-前门控,z-axis,移床,心脏-降剂量的技术发展-前门控,z-axis,移床,心脏-降剂量的技术发展-前门控,1.2 mSv，HR：53-109 bpm 心律严重不齐,1次心跳-前瞻大螺距或16cm宽体,自由呼吸，1次心跳，0.09mSv，造影剂 25ml,重建技术,迭代算法,X线效率 射线调制 扫描方式 迭代算法,减低剂量方式,4. 迭代算法,数据采集环节剂量降低技术已经基本成熟，剂量下降空间不大,数据重建环节,最初的重建算法： Iterative Reconstruction迭代重建技术,由Housefield 提出：从一个假设的初始图像出发，采用迭代的方法，将理 论投影值同实测投影值进行比较，在某种最优化准则指导下寻找最优解。,主要重建技术分类,Iterative Reconstruction IR 迭代重建技术 Filtered Back-Projection，FBP 滤波反投影算法,迭代重建原理：,FOV,原始数据5,NN矩阵图像 需要 ： (N+N ） N -1 组投影 如：22矩阵 需要 22 1 5个投影,上百万次循环运算，迭代往返 在传统普通计算机上运算一个 22矩阵 2分钟 512512 矩阵 需要 1个星期,重建技术,Iterative Reconstruction IR 迭代重建技术 优势：图像结果准确，所需成像剂量特别低（原始数据与重建图像 基本一一对应） 缺点：运算量庞大，计算时间长 2.Filtered Back-Projection，FBP 滤波反投影算法,重建技术,病例-ADMIRE 迭代去除伪影,WFBP*,ADMIRE,WFBP*,ADMIRE,病例-ADMIRE 迭代抑制噪声,病例-ADMIRE 迭代抑制噪声,90kV，414mAs DLP 195.3 mGycm,1次扫描，0.6s,完成心脑联合扫描,56,低剂量 儿科应用,各类术前术后 评估,迭代低剂量重建技术拓宽临床应用,能谱纯化技术,传统成像技术,能谱纯化技术,Tin Filter,前瞻大螺距模式,低剂量技术,管电流调制技术,滤过技术,准直技术,前门控扫描模式,新型探测器技术,自动kV技术,敏感器官低剂量,迭代重建技术,宽探测器应用,大Pitch加快扫描速度,基于X线采集过程的每一环节均有相应的辐射剂量降低措施,低kV扫描,低剂量技术,O-Dose,低kV扫描,管电流调制技术,70kV,60kV,70kV,70kV,Auto mA,Care Dose 4D,SureExposure,DoseRight,80kV,ClearView+,VEO,ASiR-V,ASiR,iMR,i