CT低剂量扫描技术课件.pptx

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1、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

2、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

3、 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 Ro

4、entgenol, 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 mm70 kV, 130 mAsCTDIvol: 0.37 mGyDLP: 8 mGy cm0.35mSv 70KV， 成 人 ， 全 下 肢CTA传 统 成 像 技 术 体重: 75 公斤时间: 25 s长度: 122

5、7 mm造影剂: 60 ml70 kV, 348 mAsCTDIvol: 4.35 mGyDLP: 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， Sn15070/80/90KV ，可输出最大1300mA 扫 描 过 程 遮 挡 不 必 要 的 部 位 减 低 剂 量 方 式 1. X线 效 率2. 射 线 调 制3. 扫 描 方 式4. 迭 代 算

6、 法 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 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 0.5mmTrue signal 技 术 抑 制 电 子 噪 声 1. X线 效 率2

7、. 射 线 调 制3. 扫 描 方 式4. 迭 代 算 法减 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 24Detectors 无 效 射 线大 面 积 探 测 器 带来 大 量 无 效 辐 射 25Detectors 无 效 射 线 30cm0.5cm 0.5cm30cm8cm 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% 图 像 区 动 态 准 直 器扫 描 区 边 缘

8、射 线 覆 盖 区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 SpiralOverscan 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 1. X线 效 率2. 射 线 调 制3. 扫 描 方 式4. 迭 代 算 法减 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

9、术 发 展-前 门 控 z-axisFeed Time 移 床心 脏-降 剂 量 的 技 术 发 展-前 门 控 z-axisFeed Time 移 床心 脏-降 剂 量 的 技 术 发 展-前 门 控 z-axisFeed Time 移 床心 脏-降 剂 量 的 技 术 发 展-前 门 控 z-axisFeed Time 移 床心 脏-降 剂 量 的 技 术 发 展-前 门 控 z-axisFeed Time 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

10、 呼 吸 ，1次 心 跳 ，0.09mSv， 造 影 剂 25ml 重 建 技 术 迭 代 算 法 1. X线 效 率2. 射 线 调 制3. 扫 描 方 式4. 迭 代 算 法减 低 剂 量 方 式 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

11、 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 1.Iterative Reconstruction IR 迭 代 重 建 技 术2.Filtered Back-Projection， FBP 滤 波 反 投 影 算 法 迭 代 重 建 原 理 ：FOVX-RAY 原 始 数 据 3原 始 数 据 4X-RAY 原 始 数 据 2原 始 数 据 1 原 始 数 据 5 N N矩 阵 图 像 需 要 ： (N+N ） N -1 组 投 影如 ： 2 2矩 阵 需 要 2 2 1 5个 投 影 上 百 万 次 循 环 运 算

12、 ， 迭 代 往 返在 传 统 普 通 计 算 机 上 运 算 一 个 2 2矩 阵 2分 钟512 512 矩 阵 需 要 1个 星 期 重 建 技 术 1.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 技 术 迭 代 算 法 滤 波 反 投 影原 始 数 据

13、需 求 量（ N代 表 矩 阵 大 小 ） 3N 1 8 * N128 矩 阵 383个 投 影 1024个 投 影512矩 阵 1535个 投 影 4096个 投 影1024矩 阵 3071 个 投 影 8192个 投 影成 像 剂 量 对 比 低 剂 量 最 起 码 2.5倍 的 剂 量 差。 随 着 图 像 质 量 的 要求 ， 剂 量 要 求 要 增 大 图 像 质 量 准 确 近 视 ， 存 在 噪 声 放 大运 算 量 1幅 / 两 个 星 期 20幅 /秒Iterative Reconstruction 迭 代 重 建 技 术 Filtered Back-Projection滤

14、波 反 投 影 算 法图 像 质 量 清 晰 图 像 质 量 清 晰 ， 但 噪 声 不 可 避 免原 始 数 据 需 求 小 ， 成 像 所 需 剂 量很 低 原 始 数 据 需 求 大 ， 成 像 所 需 剂 量高运 算 量 庞 大 ， 计 算 时 间 很 长 ， 基本 不 能 实 用 重 建 时 间 短 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， 414mAsDLP 195.3 mGycm 1次 扫 描 ，0.6s,完 成 心 脑 联

15、合 扫 描 56 低 剂 量儿 科 应 用图 像 质量 提 升临 床 应用 扩 展 辐 射剂 量降 低肥 胖 、 支 架 等复 杂 成 像 质 量 低 剂 量 肿 瘤 、 冠 脉血 管 瘤 等 筛 查低 KV CTA大 范 围 联 合 扫 描 灌 注 成 像多 期 联 合 成 像 各 类 复 查随 访辐 射 敏 感器 官 防 护各 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

16、 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 70kV60kV 70kV 70kV Auto mA Care Dose 4D SureExposureDoseRight 80kVClearView + VEOASiR-VASiR iMRiDose4 ADMIRESAFIREIRIS ADIR 3DClearView FIRST图像域迭代统计/混合迭代/部分迭代多模型迭代全模型迭代 小 结 ：球 管 -低 KV高 mA技 术探 测 器 -显 示 更 清 晰Z轴 覆 盖 范 围 -双 源 （ 大 螺 距 ） 和 宽 体重 建 算 法 -全 模 型 迭 代Sn 能 谱 纯 化 技 术 -高 KV、 低 能 量 技 术