加速器机载kV锥形束CT有效剂量的分析

目的 分析医用直线加速器机载kV锥形束CT扫描过程中患者的有效剂量随扫描条件的变化.方法 用PTW TM30009电离室分别在T40017头模和T40016躯干模体中,改变XVI锥形柬CT的管电压、毫安秒、准直器以及机架旋转范围等参数测量加权CT剂鼍指数,计算相应的剂量长度乘积和有效剂量.结果 kV锥形束CT的加权剂量指数和有效剂量随管电压呈二次方变化,随毫安秒线性变化,与准直器以及机架旋转范围密切相关.临床常用条件下,kV锥形束CT单次扫描的剂最长度乘积和有效剂量低于参考剂量水平.结论 锥形束CT扫描过程中患者接受的有效剂量与扫描条件密切相关.锥形束CT扫描时,应该根据患者的解剖部位合理选择成像参数,最大限度减少患者接受剂量.     

加速器机载kV锥形束CT有效剂量的分析

目的 分析医用直线加速器机载kV锥形束CT扫描过程中患者的有效剂量随扫描条件的变化.方法 用PTW TM30009电离室分别在T40017头模和T40016躯干模体中,改变XVI锥形柬CT的管电压、毫安秒、准直器以及机架旋转范围等参数测量加权CT剂鼍指数,计算相应的剂量长度乘积和有效剂量.结果 kV锥形束CT的加权剂量指数和有效剂量随管电压呈二次方变化,随毫安秒线性变化,与准直器以及机架旋转范围密切相关.临床常用条件下,kV锥形束CT单次扫描的剂最长度乘积和有效剂量低于参考剂量水平.结论 锥形束CT扫描过程中患者接受的有效剂量与扫描条件密切相关.锥形束CT扫描时,应该根据患者的解剖部位合理选择成像参数,最大限度减少患者接受剂量.     

Hi-ART螺旋断层放疗机MV螺旋CT剂量指数的测量

目的 探讨Hi-ART螺旋断层放疗机MV扇形束CT图像获取过程中患者接受的剂量。方法 用PTWTM30009CT电离室分别在T40017头部和T40016躯干模体中,选择扫描层厚2、4及6mm和改变扫描范围等参数,分别测量加权CT剂量指数,计算相应的剂量长度乘积,并与XVIkV锥形束CT、ACQSim模拟定位CT的结果进行比较。结果 Hi-ART螺旋断层治疗机的CT剂量指数与层厚成反比,剂量长度乘积与扫描范围成正比。临床应用条件下Hi-ART的CT剂量指数在头颈部比XVIkV锥形束CT大,但躯干较小。结论 CT剂量指数能反映患者成像过程中接受的剂量,可以作为治疗保证与控制的指标。图像引导过程中应该合理选择层厚,减少扫描范围,最大限度减少患者接受剂量。     

Z轴自动管电流调制技术在头颈部CT扫描血管成像中对甲状腺剂量的降低

目的 评价在进行头颈部CT扫描血管成像时,Z轴自动管电流调制技术(ATCM)对减少甲状腺的辐射剂量的作用及对图像噪声的影响。方法 回顾性地分析140例头颈部CT增强血管成像的病例,其中用固定管电流技术和 Z 轴自动管电流调节技术各70例,观察其成像质量,记录其客观噪声水平(由CT图像衰减值的标准差进行评估),并比较其单次扫描的加权CT剂量指数CTDI_w,管电流mA及剂量长度乘积DLP。结果 在扫描范围、扫描参数(管电压、螺距、准直器厚度等)、造影剂注射速率和注射部位完全相同的情况下,固定管电流技术和 Z 轴自动管电流调节技术的图像质量相同,甲状腺图像噪声分别为10.14和13.64 HU。单次扫描的加权CT剂量指数CTDI_w(mGy)分别为(43.22±1.42)和(35.99±1.31) mGy。剂量长度乘积分别为(1514.45±5.56)和(1121.39±5.51)mGy·cm, 剂量长度乘积降低约25.95%。结论 Z 轴自动管电流调节技术能有效降低总曝光量和累计剂量长度乘积,可以有效地降低患者的辐射剂量,特别是像甲状腺和眼晶体等射线敏感组织器官的辐射剂量降低,减少其辐射危害,但是图像噪声略有增加。     

XVI锥形束CT辐射剂量与扫描参数相关性建模

目的 定量研究不同扫描参数组合导致的医科达XVI锥形束CT辐射剂量变化,为评估影像引导放疗中成像剂量的参数依赖性提供数学模型。方法 基于Versa HD加速器XVI,利用PTW 30 009千伏电离室和UNIDOS webline静电计,在PTW标准CT剂量指数（CTDI）体部模体中,测量标准扫描参数及多种扫描电压（kVp）、管电流（mA）组合下的模体内各点比释动能,并计算加权CTDI_w。利用SigmaPlot 10.0软件将测量结果拟合为以管电流和/或扫描电压为变量的模型。结果 标准扫描参数下,瓦里安OBI锥形束CT的CTDI_w值仅为医科达XVI的11.23%（胸部参数）和9.15%（盆腔参数）。在标准及其余4个扫描电压条件下,模体中心和外周各点比释动能与管电流均呈现线性正比关系,但斜率a值差异较大（0.479~6.679）,主要受扫描电压值、模体测量位置、剂量描述方法等因素影响。模体内各点剂量和CTDI_w值均可拟合为以扫描电压为变量的非线性经验公式（R²>0.997）,各系数差异有统计学意义（P<0.05）。同时改变管电流和扫描电压对模体中心点剂量的影响可以表述为mGy=（5.917-0.197×kVp+0.002×kVp²-5.063×10^-6×kVp³）×mA。结论 医科达XVI锥形束CT剂量显著依赖于扫描参数,数学模型可用于快速准确描述其变化特征。     

基于中国参考人的典型CT扫描患者剂量模拟与分析

目的 基于中国参考人体模,对典型CT患者剂量进行模拟与分析。开发一款在线评估CT扫描所致受检者器官吸收剂量和有效剂量的软件,为快速评估CT扫描辐射剂量提供工具。方法 采用蒙特卡罗方法,对GE LightSpeed 16型号CT进行建模,基于中国参考人体模计算中国成年男性、女性和1岁儿童受CT扫描照射后各组织器官的剂量,建立单层轴扫器官剂量数据库。开发基于web的CT剂量评估软件,根据用户输入的CT扫描参数,从器官剂量数据库中读取数据并快速计算器官吸收剂量和有效剂量。结果 开发了一款新的CT扫描剂量评估软件,可用于评估中国成年男女和1岁儿童在不同型号CT检查中,不同管电压、管电流、准直器宽度等CT参数下的器官剂量。CT扫描剂量评估软件的计算结果与两个文献数据进行对比,对于完全包含在扫描范围内的器官剂量差异较小,相对差异分别在15%和25%以内。结论 CT扫描剂量评估软件为简单快速评估CT扫描辐射剂量提供了有力的工具。     

儿童CT检查中扫描参数的优化

目的 了解儿童CT检查扫描条件选择及其所致辐射剂量的相关性,以期通过适当调节mAs、扫描长度等参数,降低儿童CT检查患者受照剂量。方法 比较江苏省7家医院不同年龄组（<1岁、1~5岁、6~10岁和11~15岁）儿童头颅、胸部、腹部多排螺旋CT检查主要扫描参数的差异。选用相同的检查参数在TM160剂量模体上测量CTDI₁₀₀,计算DLP,并通过经验加权因子,估算出不同部位检查的有效剂量（E）。对mAs、扫描长度和DLP进行多元线性回归分析,比较两家典型医院由于选择扫描条件不同所导致的剂量差异。结果 儿童头颅、胸部、腹部CT检查所致患者的有效剂量均值分别为2.46、5.69、11.86 mSv,各部位检查DLP与mAs、扫描长度均呈正相关（r=0.81、0.81、0.92,P<0.05）。较高的mAs选择,致使本研究各年龄组儿童胸腹部CT检查有效剂量是德国Galanski等研究的1.2~3.0倍;B医院各年龄组腹部检查选择了较高的扫描长度,以致其所致有效剂量均高于本研究均值。结论 建议通过合理优化儿童不同部位CT检查mAs、扫描长度等扫描参数,降低受检者所受辐射风险。     

低剂量CT扫描用于胸部肿瘤粒子植入的可行性研究

目的 探讨在粒子植入过程中降低扫描条件进行手术的可行性。方法 使用GE Lightspeed RT大孔径CT,分别使用120、100和80 kV,初始毫安数为150 mA,以20 mA的间隔递减至10 mA的扫描条件组合对GEMS模体和包含不同密度组织替代物的062 M模体进行扫描。对扫描剂量进行记录,测量图像感兴趣区的CT值、噪声值,计算信噪比（SNR）值和对比噪声比（CNR）值,评估图像质量,优化出较为适合的扫描条件。结果 随着管电压和管电流的降低,图像的信噪比降低。除120 kV,150~70 mA及100 kV,150~90 mA,其余条件下图像的SNR与标准图像差异有统计学意义（t=-12.710~3.717,P<0.05）。随着管电压和管电流的降低,对比度差异较小的相邻组织的对比噪声比显著降低,当对比噪声比降到2以下时,图像质量过低无法评估。降低管电压和管电流对CT图像的高对比分辨力影响不大。结论 综合实验结果,使用管电压100 kV,管电流70 mA的扫描条件进行扫描时,其图像质量接近标准参数扫描图像。在粒子植入过程中,除第1次扫描外使用标准胸部扫描条件外,其余在反复扫描同一区域时可降低条件至100 kV,70 mA进行扫描,可使患者每次扫描接受的辐射剂量大幅下降。     

颞骨CT扫描方案对晶体剂量影响的研究

目的 探讨颞骨CT的不同扫描方式对眼晶体剂量的影响。方法 在相同管电压和有效mAs下,对成人离体头颅标本分别行横断位和冠状位的标准单层连续扫描、常规多层螺旋扫描以及改良的多层螺旋扫描。分析各种扫描方式的CT容积剂量指数(CTDI_vol)和剂量长度乘积(DLP),计算被检体有效剂量,并使用热释光剂量片测量晶体的器官剂量。结果 单层连续扫描时总体有效剂量为1.21 mSv,横断位扫描的晶体剂量为50.96 mGy,冠状位晶体剂量为1.73 mGy;常规多层螺旋扫描的有效剂量为0.803 mSv,晶体剂量为40.17 mGy;改良的多层螺旋扫描的有效剂量为0.803 mSv,晶体剂量为10.33 mGy。结论 相同管电压和有效mAs下,单层连续横断位和冠状位扫描的总体有效剂量和晶体剂量分别是常规螺旋扫描的1.51和1.31倍。改良的多层螺旋CT扫描方式可将螺旋扫描时的晶体剂量降低74.3%,可作为临床颞骨CT扫描的选择方式。     

CT扫描参数对人体组织CT值影响的研究

目的 探索不同CT扫描参数对人体同一种组织CT值的影响。方法 通过在同一台CT机上,分别改变其中1个扫描参数,如X线管电压、毫安秒和重建函数等,而保持其他扫描参数不变,多次扫描标准体模,测量和分析体模中不同物质的CT值。结果 X线管电压的改变对物质的CT值影响具有显著意义。聚乙烯、聚碳酸酯、有机玻璃的CT值与管电压成正相关;聚四氟乙烯的CT值与管电压成负相关。毫安秒和重建函数对CT值的影响差异无统计学意义。结论 同一个人体组织在不同的X线管电压条件下CT值是变化的。因此,在临床影像诊断和放疗中应该考虑图像扫描参数的设置对诊断和治疗结果的影响。     

Dosimetric characteristics of a 16-slice computed tomography scanner

Standard CT dose measurements were performed on a Siemens Sensation 16 scanner. CT dose indices, free-in-air (CTDI_F) and weighted (CTDI_W), were measured in all available axial and helical beam collimations of the head and body scanning modes. The effect of tube current, high voltage, rotation time, beam collimation and pitch on the CT doses was investigated. CT doses increased as a power function of high voltage. The kVp exponent n varied with beam collimation from 2.7 to 3.1 for CTDI_W, and from 2.4 to 2.6 for CTDI_F. Automatic change of the focal spot size increased radiation doses up to a factor of 1.18. Measured small-focus CTDI_W values differed from those displayed at the console from –24 to 14%. Peripheral doses in the head phantom were higher compared to the body phantom by a factor of 1.5 to 2. Central doses are 2.7 to 4.1 times higher. Differences in beam collimation resulted in 50% variation in the CTDI_W in the body phantom and 60% in the head phantom. In conclusion, our study has confirmed the great impact of technique factors and acquisition parameters on CT doses. The provided comprehensive dosimetric data will facilitate the dose-effective use of the scanner studied.     

不同CT扫描条件对胸部模体实性结节人工智能检出效率及辐射剂量的影响

目的探讨不同CT扫描条件下人工智能(AI)系统对胸部模体内实性结节检出效率与辐射剂量的影响。方法于仿真胸部拟人模体内各肺叶和肺段均匀放置不同CT值和直径的60颗不同形态的仿真结节。应用GE Revolution evo CT对胸部模体进行扫描, 通过调节管电压80、100、120和140 kV, 噪声指数(NI 10～40, 间隔2), 其他参数固定, 采集64组不同参数图像。在AI软件上记录仿真结节检出情况并计算检出率与误检率, 不同形态结节分别计算;记录每次扫描平均容积CT剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)。结果不同管电压对类球形结节和不规则结节的检出率、误检率差异均无统计学意义(P>0.05);不同噪声指数对类球形结节和不规则结节的检出率、误检率差异均存在统计学意义(F=10.57、17.77、9.33, P<0.001)。不同管电压对CTDIvol、DLP差异无统计学意义(P>0.05), 不同噪声指数对CTDIvol、DLP差异具有统计学意义(F=59.87、60.92, P<0.001)。结节的检出率与噪声指数、CTDIvol、DLP...     

单层与多层螺旋CT所致儿童受检者辐射剂量研究

目的 研究和评价儿童受检者在单层与多层螺旋CT扫描中所受到的辐射剂量。方法 测试21台CT机的头部和体部剂量指数,并结合0～1岁组、5岁组、10岁组儿童和成年人的头部和胸部常规扫描条件,计算CTDI_w、CTDI_vol、DLP值,再由DLP与有效剂量转换系数计算头部和胸部常规扫描所致各年龄组儿童和成年人的有效剂量。 结果 单位mAs的头部CTDI大于体部CTDI;在头部常规扫描中,0～1岁组、5岁组、10岁组儿童受到的有效剂量分别为2.2、1.3、1.1 mSv;在胸部常规扫描中,0～1岁组、5岁组、10岁组儿童受到的有效剂量分别为5.3、3.1、3.4 mSv;每单位mAs所致儿童有效剂量平均比成人高1.8倍;多层CT的儿童头部CTDI_vol、DLP、有效剂量值均大于单层与双层CT,多层与双层CT的儿童胸部CTDI_vol、DLP、有效剂量值均小于单层CT。 结论 与成年人相比,儿童在CT检查中可能受到更大辐射危害,应严格遵循儿童CT检查适应证,并合理选择CT扫描参数,尽可能降低儿童受到的辐射剂量。     

我国CT扫描检查中受检者剂量调查结果与分析

目的 通过调查全国15个省市不同级别医疗机构的CT扫描参数并计算受检者剂量,分析我国CT检查中受检者剂量水平,为建立适合我国国民体质特征的CT诊断参考水平提供依据。方法 按照《医用辐射危害评价与控制技术研究》实施方案要求,调查临床实际CT扫描中受检者信息和CT扫描参数,根据临床受检者实际扫描参数,使用CT电离室测量CT设备的CT剂量指数（包括CTDI₁₀₀、CTDI_W和CTDI_VOL）,计算代表受检者剂量的剂量长度乘积（DLP）。结果 共在全国15个省市的166家医院调查的483台次不同类型CT扫描设备上,调查了6 524例CT扫描程序。对于头颅、胸部、腹部和腰椎等不同的CT扫描部位,其加权CT剂量指数（CTDI_W）平均值分别为43、15、19和25 mGy,第75百分位数分别为50、19、23和32 mGy;相应DLP的平均值分别为540、397、503和376 mGy·cm,第75百分位数分别为659、525、632和479 mGy·cm。结论 通过此次调查基本上掌握了我国部分省市CT扫描检查中受检者剂量,本次4种部位受检者剂量的第75百分位数,与其他国家和地区的出版物中给出的诊断参考水平互有高低,提示应根据我国国民体质特征,建立适合本国或者不同地区的CT检查中受检者诊断参考水平的重要性,推动CT检查的医疗照射防护最优化。     

Practical patient dosimetry for partial rotation cone beam CT

Objectives

This work investigates the validity of estimating effective dose for cone beam CT (CBCT) exposures from the weighted CT dose index (CTDIW) and irradiated length.

Methods

Measurements were made within cylindrical poly(methyl methacrylate) (PMMA) phantoms measuring 14 cm and 28 cm in length and 32 cm in diameter for the 200° DynaCT acquisition on the Siemens Artis zee fluoroscopy unit (Siemens Medical Solutions, Erlangen, Germany). An interpolated average dose was calculated to account for the partial rotation. Organ and effective doses were estimated by modelling projections in the Monte Carlo software programme PCXMC (STUK, Helsinki, Finland).

Results

The CTDIW was found to closely approximate the interpolated average dose if the positions of the measured doses reflected the X-ray beam rotation. The average dose was found to increase by 8% when the phantom length was increased from 14 to 28 cm. Using the interpolated average dose and the irradiated length for effective dose calculations gave similar values to PCXMC when a double-length (28-cm) CT dose index phantom was irradiated. Simplifying the estimation of effective dose with PCXMC by modelling just 4 projections around the abdomen gave effective doses that were only 7% different to those given when 41 projections were modelled. Calculated doses to key organs within the beam varied by as much as 27%.

Conclusion

Estimating effective dose from the CTDIW and the irradiated length is sufficiently accurate for CBCT if the chamber positions are considered carefully. A conversion factor can be used only if a single CT dose index phantom is available. The estimation of organ doses requires a large number of modelled projections in PCXMC.Using CT in conjunction with a fluoroscopic interventional procedure can provide enhanced anatomical information and greater soft tissue differentiation. The flat panel detectors used widely on fluoroscopy suites and developments in reconstruction algorithms now mean that CT-like images can be obtained by a cone beam CT (CBCT) system fully integrated within a fluoroscopy unit.As this technology becomes widespread, it is essential to have a measure of the dose to a patient from this type of exposure. For fan beam CT, organ and effective doses may be estimated by measuring the CT dose index (CTDI) in air, and applying a series of scanner-specific conversion factors for the portion of the body irradiated. These factors were calculated by the National Radiological Protection Board (NRPB) [1] using Monte Carlo techniques for an anthropomorphic phantom, based on that of Cristy [2].A convenient method of applying the NRPB conversion factors is provided by the ImPACT Dosimetry Spreadsheet (ImPACT, London, UK). In addition to the CT scanners originally surveyed by the NRPB, this spreadsheet has matched newer scanners to appropriate factors by matching the ratio of CTDI measured in air and within a poly (methyl methacrylate) (PMMA) phantom. This matching can be done for any scanner and this approach has been used by Sawyer et al [3] for a CBCT system that rotates 360° around a patient. There are, however, no conversion factors for scanners which perform a partial rotation around the patient.An alternative method for calculating an approximate effective dose from a CT scan is given in the European Guidelines for Multislice Computed Tomography [4]. This uses weighted CTDI (CTDI_W) and the irradiated scan length. CTDI_W is a weighted average of doses measured at the centre and periphery of a PMMA phantom and is indicative of the average dose within an irradiated slice. For helical scanners, CTDI_W is divided by pitch to give CTDI_vol and multiplied by the irradiated length to give the dose–length product (DLP). Effective dose may be estimated from the DLP by applying one of six normalised effective dose per DLP values (E_D) for different body regions.The calculation for CTDI_W is designed for X-ray tubes that perform a 360° rotation and may not be indicative of the average dose within a slice for a partial tube rotation. In addition, CTDI values are conventionally measured with a pencil dosemeter under the assumption that the collimated X-ray beam and its penumbra are contained within the length of the dosemeter. As this is not the case for CBCT systems, there have been discussions regarding the appropriateness of using CTDI for CBCT dose measurements [5,6].Recent work has suggested that dose measurements will be more accurate if a point chamber is used instead of a pencil chamber [7], or if a long pencil chamber (250 mm) is used to capture the entire dose profile [8]. Integrated dose profiles have been compared with measured values of CTDI [3,5,6,8,9] and all authors agree that it is necessary to have an appropriate length of scattering material to contain the full penumbra of the X-ray beam.For CBCT, an alternative approach for dose calculation is a method commonly used for radiographic and fluoroscopic exposures. The Monte Carlo modelling software PCXMC (STUK, Helsinki, Finland) [10] simulates an X-ray beam by projecting it onto a modified version of the Cristy anthropomorphic mathematical phantom. This gives both organ and effective doses and has recently been used by Wielandts et al [11] for CBCT. Because the beam spectrum and geometry of each exposure is simulated individually, this technique offers a greater degree of accuracy than those developed for conventional CT. However, CBCT is made up of a large number of projections, so this is potentially a time-consuming procedure.The aim of this study was to determine appropriate methods of estimating organ and effective doses from a partial rotation CBCT acquisition using tools which are readily available. Three methods of determining the average dose within a partially irradiated slice were compared: two using the empirical CTDI_W equation and one using an interpolated average dose calculation. Doses were measured for three different configurations of PMMA phantom and beam width. From this, correction factors were calculated to convert the dose measured in a single PMMA phantom to the dose measured in a longer phantom, and to convert the dose from a thin beam width to the dose from a wide beam width. Effective dose calculations from PCXMC and interpolated average dose measurements were compared, and the number of projections necessary to model the CBCT exposure in PCXMC is considered here in relation to the effect on effective and organ doses.     

"双低"技术在CT肺动脉成像滤波反投影算法中可行性研究

目的 探讨80 kVp管电压及碘克沙醇(270 mg I/ml)条件下,采用滤波反投影(FBP)算法重建图像行CT肺动脉成像(CTPA)检查的可行性。方法 前瞻性收集52例行CTPA检查的患者,根据CT扫描管电压和对比剂不同,将患者平均分为对照组和试验组。记录两组的CT容积剂量指数(CTDI_vol)和剂量长度乘积(DLP),并计算出加权剂量指数(CTDI_w)和有效剂量(E)。对图像质量进行目测评分、测量及其辐射剂量进行统计学处理。结果 两组患者的性别比、年龄、身高、体重及体质量指数(BMI)差异均无统计学意义(P>0.05)。与对照组相比,试验组用碘量降低了22.9%;试验组CTDI_vol、DLP、CTDI_w和E分别降低了73.5%、75.1%、73.5%和75.8%(t=<0.001、30.5、<0.001、-28.7,P<0.05);两组图像均符合诊断要求,图像质量目测评价和测量结果差异均无统计学意义(P>0.05)。结论 使用80 kVp管电压和碘克沙醇行CTPA检查时,FBP重建图像质量可以满足诊断需要,同时能降低辐射剂量和对比剂用量,减少X射线管损耗。     

基于辐射剂量结构化报告的CT辐射剂量分析

目的：应用医学数字成像和通信（ DICOM ）标准定义的辐射剂量结构化报告（ RDSR）,实现CT检查的辐射剂量统计分析。方法利用自行设计的软件,通过检索影像归档和通信系统（ PACS）,获取1230份CT检查的RDSR文件。将相关信息提取后,结合扫描部位建立患者剂量数据库。根据年龄将患者分为成年组（10岁以上）及儿童组（0～1岁,1～5岁,5～10岁）,分别统计各扫描部位的平均容积CT剂量指数（ CTDIvol ）、剂量长度乘积（ DLP）,估算有效剂量（ E）;并计算75％分位DLP值,与诊断学参考水平（ DRL）相比较。结果成年患者组,CTDIvol与DLP值呈中度正相关（r＝0?41）,上腹部增强扫描的E最高,其75％分位DLP值超过DRL60％;儿童5～10岁组的CTDIvol高于0～1岁与1～5岁组（t＝2?42、2?04,P＜0?05）, DLP值与年龄呈低度正相关（r＝0?16）,E与年龄呈中度负相关（r＝-0?48）。结论应用RDSR获得患者辐射剂量是一种简单、高效的方法。随着新设备的普及与区域化医疗平台的应用,RDSR将成为剂量学水平调查及个人剂量记录的主要工具。