文摘
客观的。本研究旨在评估自适应统计迭代重建的影响(阿西尔)CT成像质量、诊断可解释性,减少辐射剂量全身创伤的证明CT收购协议。方法。18多个创伤患者()通过例行检查协议(),30% ()或40% ()迭代重建(IR)修改原始数据域的常规协议(140 kV,准直:40岁,噪声指数:15)。学习小组是由腹部扫描范围和最大直径匹配。图像噪声定量测量。图像对比度、图像噪声和整体由两名有经验的解释能力进行评估和失明的读者。量的降低辐射剂量评估。结果。常规和红外协议之间没有明显的统计学差异对图像噪声,对比,和可解释性。平均有效剂量的协议毫西弗,对红外30毫西弗,40 mSv的红外协议,22.1%有效剂量减少红外30 (有效剂量减少红外40)和30.8% ()。结论。红外不能减少全身创伤可解释性研究协议同时提供显著减少有效的辐射剂量。
1。介绍
使用计算机断层扫描(CT)为现代医学带来了巨大的利益和诊断CT检查越来越近年来使用,因为他们的速度、可用性和诊断能力。特别是,多发伤患者在早期复苏阶段,全身CT并推荐标准的诊断方法(1]。然而,常见的利用CT是伴随着稳步增加人口的累积暴露于电离辐射(2,3]。作为x射线被归类为“致癌物”,新努力减少辐射进行满足日益增长的担忧可能长期癌症,特别是关于儿童和年轻患者以及接受几位CT随访检查的患者4]。多元化的方法,从“原子能委员会”(自动曝光控制)x射线束准直,“导致显著减少辐射剂量(5,6]。随着计算能力的快速提升,迭代重建技术(红外),众所周知的SPECT和PET成像,成为注意力的中心近年来CT适应(7- - - - - -10]。
严重受伤的患者非常关心的剂量减少,这些患者可能是一个年轻的年龄和标准协议紧急设置使用相对较高的辐射剂量,以检测微妙但可能危及生命的损伤(11]。最近证明,红外CT成像算法不显著延迟时间在紧急情况下(12),尽管红外对图像质量的影响和减少剂量没有被调查。
红外的工作假说是使用算法将减少有效的辐射剂量,而不影响图像质量和可解释性与常规CT成像相比基于过滤后投影(FBP)。因此本研究旨在前瞻性评估不同级别的IR算法成像质量和剂量减少证明CT全身创伤协议。
2。材料和方法
2.1。研究设计
这项研究是前瞻性。研究设计机构伦理委员会的批准。需要知情同意放弃为病人并没有受到额外的辐射剂量和患者数据是匿名的。这项研究是在大学教学医院进行的。
所有检查患者分为严重受伤的病人(损伤严重度评分(ISS)≥16)急诊科和接受CT扫描范围内的日常内部算法和多个患者重伤依照当前有效指导(13]。当时的研究分析中,10例检查与红外30 IR患者和16 40协议。匹配的患者在所有三个病人组(30 FBP,红外,红外40)相比,这些患者的腹部扫描范围和最大直径。随后,一些患者被排除在外,每组6例参加最后的统计分析(年龄=年,5女性)。所有组匹配的手动扫描范围和最大腹部横截面面积达到同质研究集体。作者认为这种方法是一个更精确的近似黑体辐射的研究小组比传统的参数,即BMI (14]。对照组与常规检查过滤后投影(FBP)协议,而协议第一研究小组上执行相同的CT扫描仪,由30%自适应统计迭代重建原始数据材料(阿西尔)应用程序。初步评估后新获得的图像质量和积极结果的可解释性,强大的红外(40)上实现的标准协议和执行第二个学习小组。
2.2。CT协议
所有患者检查使用64片经由CT扫描仪(美国通用电气医疗集团光速VCT)。应急协议由两个单独的扫描。首先是一个轴向扫描的头盖骨,使成角0°和30°之间(取决于病人的定位)没有注射对比剂(CA)为了检测可能的颅内出血。
其次,应用CA(见后部分2。3执行)的螺旋扫描全身身高方向,从上面的额窦(为了图大脑动脉环)骨盆的底部。图像采集是用以下参数:管电压:140千伏,准直:40岁的情节:1375年,和噪声指数:15。
轴向头盖骨的协议扫描没有修改。如果额外的扫描进行由于个人伤害模式,这些都不被认为是,被排除在图像质量和辐射剂量分析。
2.3。注入表
螺旋全身螺旋140毫升的CA在分裂丸技术管理:100毫升CA(2毫升/秒流量),20毫升生理盐水(1毫升/秒流量)60毫升CA(4毫升/秒流量),40毫升生理盐水(4毫升/秒流量)。
CT扫描始于第一次注射后85秒的延迟100毫升。
使用这种技术,可以避免额外的扫描和辐射剂量动脉和静脉对比描述了相同的扫描。非离子、低同渗重摩造影剂iobitridol (Xenetix 350年,格尔伯特GmbH德国)是利用CA。
2.4。数据重建
IR算法试图克服高噪点和工件产生的电压和电流减少。自适应统计迭代重建(阿西尔)技术试图准确地重建图像,专注于降噪(15]。因此使用信息从FBP算法作为图像重建的初始构建块。阿西尔模型然后使用矩阵代数变换每个像素的测量值()的新估计像素值()。然后这个像素值与理想值的噪声预测模型。这个过程重复在逐次迭代步骤,直到最后估计()和理想的像素值最终收敛16,17]。使用这种方法,IR算法能够选择性地识别,然后减去噪声图像。
图像采集是修改了30%(40%)使用红外原始数据域。由于原始数据计算限制材料然后首先计算成5毫米厚度的片,为了提供一个快速总结患者的诊断评估和随后0625毫米厚的片。5毫米的图像重建切片使用相同级别的阿西尔算法(30/40)的原始数据而薄片与60%阿西尔都计算,进一步减少图像噪声。没有变化的辐射剂量与重建阿西尔。
2.5。数据分析
定量分析的图像质量评估噪音,也就是说,衰减值的标准差(SD)。因此一个感兴趣的区域(ROI)是尽可能大的supracarinal气管没有超过腔。定性分析获得的图像是由两名有经验的放射科医生和共识。所有技术信息的图像被清除,以减少预期偏见。
图像质量评估在五个类别:噪音,相反,工件,检测能力的小结构,和整体diagnosability。每个类别被用五点李克特量表评估5代表最好的结果和1不足的结果,例如,整体diagnosability: (1) nondiagnostic图像质量,(2)严重模糊不确定性评估,(3)适度模糊限制评估,(4)轻微的模糊与不受限制的诊断图像评估可能的,和(5)卓越的图像质量,没有工件。
2.6。统计分析
数据使用SPSS 18.0进行分析(SPSS Inc .)、芝加哥、生病)。辐射剂量和图像质量参数使用Mann-Whitney——进行比较测试。一个值小于0.05被认为是统计学意义。
3所示。结果
3.1。图像质量
定量分析图像噪声(地区的兴趣supracarinal气管)取得了以下结果:衰减值的标准差以胡锦涛,,30例程,红外,红外40协议。三组之间没有明显差异。
定性分析取得了以下结果:()CT检查是出色的图像质量没有工件的估计影响diagnosability(5级)的图像工件,检测能力的小结构,和整体diagnosability(数字1,2,3,4)。关于图像噪声和图像对比度,结果没有明显的统计学差异,图像噪声估计,,FBP、红外30和40红外协议。图像对比结果,,,分别。三组之间没有明显差异。
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3.2。辐射剂量
首先估计有效辐射剂量,体积CT剂量指数(CTDIvol)和dose-length产品(DLP)获得的电子存储每个进行CT扫描剂量的报告。那时的有效辐射剂量计算的DLP乘以转换系数0.017 mSv / mGy厘米(18]。见表1辐射剂量的概述。标准的出口押汇协议的平均有效剂量毫西弗;红外的实施导致了30/30毫西弗,mSv红外40/40协议,也就是说,22.1%有效剂量减少红外30 (有效剂量减少红外40)和30.8% ()。参见图5概述的剂量减少。
4所示。讨论
1973年推出后,计算机断层扫描(CT)很快被医学界所接受。特别是在治疗严重受伤的病人其诊断的准确性带来了巨大的利益和全身CT扫描已经成为不可或缺的一部分先进的创伤生命支持(atl)在多个创伤中心。一些多中心研究显示,全身CT扫描在早期阶段的治疗导致显著增加生存的1,18,19]。因此,CT在紧急情况下的好处大于缺点的暴露于电离辐射是最关键的劣势。平均累积有效剂量高达40.2 mSv钝伤患者的CT扫描(11),努力减少有效辐射剂量仍构成一个主要目标。自第一IR算法引入CT成像已经有大量研究关于图像质量,噪音,减少辐射剂量(20.- - - - - -22]。整体调查结果,根据研究设计,证明了一个显著的剂量减少,更好的图像质量,或两者兼而有之。然而,这些算法的适用性,紧急情况下尚未检查,图像质量是最高的优先级在这些情况下。
我们的研究是第一个评价的影响IR算法在紧急情况下,一系列的问题需要解决。
文献所示,全身CT检查的平均有效剂量范围14到21 mGy而对照组的平均有效剂量的研究是25 mGy [23]。有效辐射剂量是略高于平均水平,因为我们140千伏用于日常创伤协议。这是基于这样一个事实,作为一个国家最大的保健中心我们面对倾向于得到更多复杂严重受伤的病人比其他机构和图像质量是至关重要的。经过仔细考虑的优点和缺点,我们的机构决定140千伏申请常规全身创伤协议,这个协议是更健壮的关于工件从异物(例如,从麻醉重症监护设备)。当然,使用协议与120千伏也是适当的。它可以假设为全身协议120千伏的实现而不是140千伏将导致进一步减少辐射剂量。红外光谱的影响在120 kV协议必须在将来的研究中得到解决。
正如前面所提到的,我们第一次实现了红外水平30%的常规的协议,以确保一个优秀的图像质量和阿西尔40只后来修改了协议。作为我们的研究表明diagnosability没有妥协,似乎合理的调查实施阿西尔50(代表最高水平的阿西尔)全身协议在紧急情况下。
如上所述,全身创伤协议包括两个扫描,一个轴向头盖骨扫描和螺旋身体循环。在这项研究中只有后者与IR算法修改我们的知识的影响IR算法的图像质量脑颅尚未评估在紧急情况下。尽管如此,意味着常规协议2273.0 mGy DLP厘米,而意味着mGy螺旋螺旋DLP是1491.4厘米,因此会计只有大约66%的总辐射剂量;也就是说,轴向头盖骨扫描约占三分之一的辐射剂量。IR算法是否适用于头盖骨扫描调查未来的研究。
4.1。限制
与本研究设计的可行性评价IR算法在紧急情况下,自然的主要限制在于少数病人检查。其次,没有个体内的比较的可能性的图像质量和辐射剂量。这个障碍可能是有限与手动选择的一个研究小组对扫描范围和腹部横截面直径。尽管如此,一系列的障碍的有效性,即限制病人的定位,异物FOV,等等,可能导致增加辐射剂量由于beam-hardening工件。
第三,小研究小组不允许评估类似的损伤模式。第四,作为唯一参数客观图像质量,我们只评估了图像噪声。进一步的研究需要在一个更大的病人集体调查不同contrast-to-noise比率。
5。结论
在这些初步结果,利用IR算法是一种很有前途的应用程序以减少辐射放射可解释性没有妥协,即使是在紧急情况下,图像质量是至关重要的。
利益冲突
作者宣称他们没有相关的利益冲突披露。
确认
作者承认克劳斯先生Helmig、专家CT放射线技师,查利特,Dipl.-Phys先生。医学物理学部门的负责人拉尔夫朱兰,查利特,和Lea-Heleen女士会泽,医科学生,柏林洪堡大学,对于他们的帮助进行这项研究以及他们的贡献。