冠脉CTA成像技术(辐射剂量)

2009‐8‐30
问题 冠脉CTA成像技术 (辐射剂量控制) 辐射剂量控制
綦维维
什么是辐射?对人体有什么影响?
如何计量CT的辐射大小?
冠状动脉CTA的辐射剂量有多大?
控制冠状动脉CTA辐射剂量的方法有什么?
内容
CT的辐射剂量
? CT中辐射对人体作用的背景 ? CT辐射剂量的度量方法 ? 冠脉CTA成像的辐射剂量 冠脉 成像的辐射剂量
CT的辐射剂量
背景知识
冠状动脉CTA成像的辐射剂量控制方法
? 不同扫描模式 ? 普遍方法 ? 个体化方法
图像质量的优化和辐射剂量的控制
自然辐射
? 自然状态下,每个美国人一年中累积受到的辐 射量平均大约是3mSv ? 普通民众每年接受的天然剂量(各种来源的 总和)均在1mSv左右 ? 如经常坐飞机,或是飞行员或空服人员,则 可能在2或3mSv左右:宇宙射线少穿透数千 米空气,剂量场要轻微大一些 ? 国内航线飞行员2.85-3.11mSV/1000小时 ? 国际航线最高剂量达12.22mSV/1000小时
电离辐射对人体组织的作用
? 电离辐射在人体组织内释放能量,导致细胞死 亡或损伤。在少量剂量下,它并不能 造成伤 害。 ? 在某些情况下,细胞并不死亡,但是变成非正 常细胞,有些为暂时,有 些为永久的,那些 费正常细胞甚至发展为癌变细胞。大剂量的照 射将引起大范围的 细胞死亡。 ? 在小剂量的照射下,人体或部分被照器官能存 活下来,但是最终导致癌 症发病率大大增加。 ? 受照损伤范围依赖于照射源的大小,受照时间 以及受照组织。
1

2009‐8‐30
? 美国科学院(NAS)立项课题,对100mSv剂量 以下电离 辐射的生物学效应进行研究 内容重点:医用X射线和γ射线的生物学效应 采用线性非阈模型(LNT),按照这一学说, 采用线性非阈模型(LNT) 按照这 学说 低剂量电离 ? 辐射(医用)的最小剂量也具有使人健康危险 性增加的潜力 ? NAS定义的低剂量电离辐射:零﹤~ ﹤100mSv
? 美国X射线学会(American?Roentgen?Ray Society)主任Bruce?McClennan在一封书面 声明中说,放射医师在学习和培训过程中 就是按照最低有效剂量原则(ALARA原则) 为病人进行检查,同时也是按照这一原则 进行自我防护的。
? ICRP第102号出版物《多排探测器计算机体层摄影 (MDCT)中患者的剂量控制》 ? 该文件建议使用者需要理解患者剂量和影像质量之 间的关系,并且需要意识到CT的影像质量总是高于 诊断需要的可信限。自动曝光控制(AEC)并非完 全不需要操作者选择扫描参数,了解每一种系统的 全不需要操作者选择扫描参数 了解每 种系统的 性能是很重要的。 ? 扫描方案不能根据不同厂家的扫描仪而简单地加以 改变,应该依每台MDCT而定。 ? CT越来越多地被用来替代传统的X线检查,充分考 虑患者接受的剂量是很重要的,尤其是在用CT进行 重复检查或多次检查的情况下。
? 2007年北 美放射学 会的一个 热点话题 ? 辐射防护 已经成为 临床医生 一个首要 问题。
CT辐射剂量的度量方法
照射量
CT的辐射剂量
CT辐射剂量的度量方法
? CTDI ? CTDI100 ? CTDIw ? CTDIvol
有效剂量
?E
CTDI通常是在实验室通过特殊的 模体测量并计算出的照射量。
2

2009‐8‐30
CT剂量指数
CTDI?(CT?Dose?Index) ? 定义:CTDI测量X线在标准的CTDI模具 中产生的电离量 ? 电离室长度为100mm,即常用的CTDI100 ? 为体现头部扫描和体部扫描的不同 模具分 为体现头部扫描和体部扫描的不同,模具分 16cm/32cm ? 为反映X线剂量在体内的不均匀性,提出加权剂量 指数(CTDIW)的概念 CTDIW是电离室在模具中心和边缘测量值的加权 平均: CTDIW=(1/3)CTDI100(中心)+?(2/3)CTDI100 (边缘)
容积CT剂量指数(CTDIvol)
? CTDIvol称之为容积CT剂量指数 表达式:CTDIvol=CTDIW/pitch(mGy) 式中:CTDIW =(CTDI100中心)/3+?2(CTDI100周边)/3 ? pitch?=螺距(又称线束螺距) 定义:代表在CT扫描时X、Y、Z三个方向上某点上 定义:代表在CT扫描时X Y Z三个方向上某点上 的平均吸收剂量分布,考虑了特殊扫描方案中螺旋 的影响,即考虑了X射线源在旋转时对辐射剂量剖 面的特点 ? 连续旋转(螺旋=1) ? 重叠旋转(螺旋<1?) ? 间隙旋转(螺旋>1?)
剂量长度乘积(DLP)
定义:?给定扫描方案中受照部位所接受总能量 表达式: DLP=CTDIvol×扫描长度(cm) 单位:(mGy?cm) 确定扫描参数时,设备自动显示与之对 应的CTDIvol、DLP(剂量长度乘积)
有效剂量(E)
? 表示患者非均匀照射相当于全身照射的辐射危险评 价一 个防护量,不适合用于对于人类照射的回顾性风险评 价 只在不同诊断程序,不同国家、医院和同一项目 检查使用不同技术等所致有效剂量之间进行比较时 有一定价值不能直线测量,通过计算得到: DLP乘以相应器官的权重指数(W),可估计某 个或几个器官扫描的有效剂量E 计算公式:E=CTDIvol×L×W=DLP×W E=CT剂量指数容积×Z轴范围×系数=DLP×系数
怎样表述CT的辐射剂量
检查者的某部位CT检查的辐射剂量 需要用有效剂量(E)来表示 同 设备不同扫描参数的比较可以 同一设备不同扫描参数的比较可以 用CTDI来表示 两组患者的同一部位的辐射剂量可 以用DLP或者是有效剂量(E)表示
CT的辐射剂量
冠脉CTA成像的辐射剂量
3

2009‐8‐30
多层螺旋CT心脏扫描的发展
辐射剂量
2008 256 层
国外报道冠状动脉不同的影像学检 查的有效剂量:
1. 冠造2‐7mSv 2.?锝扫描6‐8mSv 3. 铊扫描27mSv 4. PET/CT检查达到20mSv 5. 回顾性ECG门控冠状动脉CTA?6~15mSv 6. ECG前触发+轴扫冠状动脉CTA?~3mSv
1998 16层 4层
32层
2008 2008 2004 2005 320 64层 双源 层 2008 炫速 双源
报道中各个设备CCTA的辐射剂量比较
? 07‐7‐18出版的美国医学协会杂志(JAMA)刊登的 一项研究称,根据粒子辐射效应最新数据进行的计 算机模拟实验表明,64层CT冠脉血管成像(CTA) 检查对不同人群带来的癌症危险性存在很大差异,而 年轻女性的癌症危险性最大 ? 对年轻女性而言,乳腺则首当其中(女性乳腺是对 辐射最敏感组织,年龄越小,这种敏感性越大) ? 经过计算,20岁女性的风险值是1/143,而对一名 80岁的男性,这个值下降为1/3261 ? 采用ECG前触发+轴扫的检查方法可将上述数值分别 降低到1/219和1/5017
机型 技术 ECG毫安 调制 no yes yes n/a yes 有效剂量 BEIR风险 ICRP风险
16层CT 16层CT 64层CT 64层CT 双源CT?
螺旋扫描 螺旋扫描 螺旋扫描 前触发- 轴扫 螺旋扫描
10.3mSv 5.15mSv 12.0mSv 2.8mSv 12.1mSv
1/971 1/1941 1/833 1/3571 1/826
1/1941 1/3883 1/1667 1/7142 1/1652
冠状动脉CTA成像的辐射剂量控 制方法
使用前门 控EBCT 的扫描方 式
ECG自动mA调 制
30‐50%
前置滤过和后 重建算法
10‐20%
80%
辐射剂 量控制
依据个体因素 调制mAs和kVp
4

2009‐8‐30
冠状动脉CTA成像的辐射剂量控制方法
不同扫描模式
回顾性ECG门控扫描
? ECGmA调制 ? 自动pitch选择
不同扫描模式 普遍方法 个体化方法
7‐20mSv
前瞻性ECG门控轴扫扫描 1‐5mSv
? Step?and?shoot ? One?beat?shoot
前瞻性ECG门控螺旋扫描 1‐5mSv
回顾性ECG门控扫描 ECGmA调控技术
? CCTA采用螺旋采集,容积扫描覆盖所有心 动时相,但重建图像往往仅来自某一心动 时相,X线利用效率较低 ? 心率较慢时,多采用舒张末期图像进行冠 脉三维重建而其它时相图像仅用于获取心 脏功能信息 ? ECG毫安调制功能可根据心动周期,在预选 时相范围内采用高毫安输出,其余时相则 为低毫安
ECG-Pulsing技术
? 射线剂量是心率的函数, 全剂量曝光的范围可以 根据心率自动决定。 ? 低剂量曝光范围内,射 线剂量是设定剂量的20 %~30%;如果选择 如果选择 “Min”条件的话,射线 剂量则是设定剂量的4 %。
回顾性ECG门控扫描 自动pitch选择
? 辐射剂量与螺距成反 比 ? GE?VCT的CCTA采用智 能螺距技术,根据受 检者实际心率自动设 置螺距(0.18‐0.24) ? 心率过低或者采用多 扇区重建都会缩小螺 距,增加扫描的辐射 剂量
? ? ? ?
回顾性ECG门控扫描 自动pitch选择
DSCT采用智能螺距技术: 0.2‐0.5 心率↑,螺距↑,CTDI↓ 心率平稳条件下(波动 小于10次)采用自动螺 距技术;使得扫描时间 最优;如果心率波动过 大(波动大于10次), 根据平均心率采用手动 确定螺距,一般降低两 档,避免时间上数据漏 扫!扫描时间最优,扫 描时间剂量最优!
心率范围 >40bpm >50bpm >60bpm >70bpm >80bpm >90bpm >100bom pitch 0.2 0.22 0.28 0.33 0.39 0.44 0.5?
5

2009‐8‐30
前瞻性ECG门控轴扫扫描 Step?and?shoot
?为了克服前门控轴 扫描模式中心率波动 造成最佳扫描时相的 变化,所以需要适当 延长扫描的时间,多 采集一段时相的图像。 ?这样可以一定程度 避免一次扫描后造成 的图像运动伪影。
前瞻性ECG门控轴扫扫描 One?beat?shoot
? 东芝320排CT拥有 16cm/rotation的探 测器覆盖范围,所 以可以进行单次心 跳就可扫描完整个 心脏, 心脏 ? 如果出现心率不齐 可以进行2‐3次重复 扫描,可选择其中 图像好的进行重建 或者进行多扇区重 建
前瞻性ECG门控螺旋扫描
? 东芝 320排 Aquilion one CT ? 西门子Definition?flash dual source?CT dual‐source CT
– 小于1mSv辐射剂量的心脏 扫描 – 时间分辨率 75?ms – 扫描速度 43?cm/s – 不需要使用 beta‐blockers
普遍方法
设备硬件的改进
? ? ? ? 提高探测器灵敏度 减少散射线 双源 320排
智能滤过技术
? 前置滤线器 ? 后置滤波器
选择合适的Z轴扫描覆盖范围
设备硬件的改进
GE?Healthcare High‐Definition?CT?Improves?Images, Reduces?Dose Philips?Healthcare CT?System?Delivers?Low?Dose,?High?Clarity Cardiac?Imaging g g Siemens?Healthcare New?Siemens?CT?Offers?Faster?Speed,?Lower Dose Toshiba?America?Medical?Systems, Cardio?Prospective?CT?Software?Reduces Radiation?By?80?Percent Toshiba‘s?Aquilion ONE?Images?Entire?Organ in?One?Rotation?
智能滤过技术
6

2009‐8‐30
智能滤过技术 后置滤波器
? GE?VCT?使用专用的心脏扫描的后置滤波 器 ? C1,C2,C3三个等级,高建华等临床应 用得出使用 滤波器可以减少噪声并能 用得出使用C2滤波器可以减少噪声并能 保证图像没有失真。 ? 使用C2?后重建可降低约32%?剂量 ? Siemens使用的是B25的滤波函数,如果 进行支架血管的显示,滤波函数需要调 成B40?cardiac?middle?sharp。
选择合适的Z轴扫描覆盖范围
? 扫描范围最终影响辐射剂量,扫描范围越 大辐射剂量就越大 ? 冠状动脉扫描范围需要从升主动脉冠脉开 口处一直扫描到膈肌以下 处 直扫描到膈肌以下 ? 通常定位于气管隆凸下1cm到膈下1cm ? 搭桥血管造影需要根据动脉桥还是静脉桥 增加扫描范围:内乳动脉桥扫描上界胸锁 关节上;静脉桥扫描从主动脉弓水平向下 扫描。
监测水平
内乳动脉搭桥 静脉搭桥
个体化方法
个体化选择kVp ? 体重 ? BMI 个体化选择mAs ? 通过间接信息进行选择 ? 体重 ? BMI ? 胸廓大小 ? 通过直接信息进行选择 ? 预扫描信息 ? 定位像
650mA
330mA
650mA
400mA
330mA
190mA
7

2009‐8‐30
个体化选择kVp
? 随着管电压降低,光电效应增加,康普顿 散射减少,碘信号的检测效率提高 ? 碘的物体对比固定情况下,管电压120kVp 变为100kVp,碘信号幅度大约增加17%‐26% 变为100kVp 碘信号幅度大约增加17% 26% ? 由于各设备的差异以及扫描方式的不同, kVp的选择条件需要依据各设备进行制定。 ? 个体化选择kVp通常与mAs一同设定选择方 案。
个体化选择kVp
? Liu?Xing?Long比较了双源CT的100kVp和120kVp 的CCTA扫描,前提是检查者体重<=70kg。 ? 100kVp组可以达到120kVp组的图像质量。 ? 但辐射剂量却小得多。 ? B h d提出的li h Bernhard提出的lightspeed VCT前瞻性ECG门控 d 冠状动脉CT造影的kVp依据BMI的选择方法: ? Eun‐Ah?Park提出100kVp?600mAs,120kVp 500mAs有一致的信噪比,100kVp的图像有更 高的噪声和碘衰减值。但却有一致的对比度噪 声比和信噪比。建议BMI<25,管电压选择 100kVp。
个体的各个因素对标准差(SD)的影响
心脏扫描噪声SD值与扫描患者的体重 因子(BMI)的相关性
患者81位(女38人, 男43人,平均年龄 63.3) TB:120kV,40mAs, 1×5mm,standard; CS:120kV,650mA, 0.35s/rotation, 64×0.625mm, standard, pitch:0.2‐0.24 Coefficients?分析 R2=0.398
BMI
40.00 Observed Linear
35.00
30.00
25.00
F 74 Weighs:67kg BMI:27.88 SD:19.65
M 66 Weighs:76kg BMI:27.25 SD:12.70
BMI:body?mass?index
F 60 Weighs:48kg BMI:21.33 SD:16.02 心肌肥厚 心包 积液
20.00
15.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
cadiac_scan_sd
预扫描噪声SD值与CS噪声SD值的相关性
? Coefficients 分析 R2=0.994 ? Nb为TB测量 的SD值,Nc 为CS的SD值,
总结
通过各种方法调整mA获得了一致心脏扫描噪声 减少体轻患者辐射剂量 避免了部分肥胖患者因减少mA而引起的噪声太大 避免了部分肥胖患者因减少 A而引起的噪声太大 在获得影像质量的同时对个体辐射剂量进行了控制 可配合其他方法将更大程度减少辐射剂量
40.00
Observed Linear
35.00
cadiac_scan n_sd
30.00
25.00
20.00
15.00 10.00 15.00 20.00 25.00
由于设备的性能差异,选择最优的方案进行辐射剂量控制
bolus_scan_sd
8

2009‐8‐30
根据扫描定位像进行AEC扫描
? GE称为Auto mA
– 其中又有 smart?mA – 通过noise index参数控 制图像的噪 声水平
图像质量的优化和辐射剂量的 控制
? Siemens称为 Caredose 4D
– 通过 reference mAS控制图 像质量
如何在噪声和辐射剂量控制之间找 一个契合点?
? ? ? ? 对图像质量进行评价 选择一个可以满足要求的图像质量 进而调整辐射剂量达到这一要求即可 客观评价
– SD – SNR – CNR
客观评价的参数
? 标准差SD
– 方法简单容易获得
? 信噪比SNR
– 信号平均值/均匀组织的标准差
? 对比度噪声比CNR
– (信号强度‐背景强度)/均匀组织的标准差
? 主观评价
主观评价的质量评分
? cyanage8@http://www.360docs.net/doc/83f0db7201f69e31433294ff.html
? 图像噪声评价的质量评分1为大噪声,4为低噪 声。
9

推荐阅读

冠状动脉CTA成像
冠状动脉CTA成像 冠状动脉 冠脉CTA在心脏病变检查中的应用一、冠脉左右优势的...
CT冠状动脉成像技术
GE Revolution CT 冠状动脉成像技术 Revolution CT 的原理及优势 冠脉CTA检查的三个要求 X,Y轴时间分辨率 Z轴时间分辨率 曝光期相的选择 层面内的运动 层面间的......
冠状动脉CTA扫描技术
冠状动脉CTA扫描技术_基础医学_医药卫生_专业资料。冠状动脉CT检查技术巫溪县...
冠脉CTA技术和解剖
冠脉CTA技术和解剖_医药卫生_专业资料。冠脉CTA技术和解剖 如果要描述一...
冠状动脉CTA成像知识讲解
冠状动脉CTA成像 冠状动脉 冠脉CTA在心脏病变检查中的应用一、冠脉左右优势的...
心脏冠状动脉cta成像
心脏冠状动脉cta成像_临床医学_医药卫生_专业资料。心脏冠状动脉CTA成像淮北...
冠状动脉CTA成像ppt课件
冠状动脉CTA成像 精选 1 冠状动脉 精选 2 精选 3 冠脉CTA在心脏病变...
冠状动脉CTA成像PPT课件
冠状动脉CTA成像 精选ppt 1 冠状动脉 精选ppt 2 精选ppt 3 冠...
冠脉CTA:从技术到诊断
冠脉CTA:从技术到诊断 1 冠脉最常用的检查方法 CTA 优点 DSA 禁忌症...
冠状动脉CTA成像 ppt课件
冠状动脉CTA成像 冠状动脉CTA成像 一、冠脉左右优势的判断 二、冠脉狭窄及冠...
心脏冠状动脉CT血管成像技术
冠状动脉解剖与冠心病ct... 68页 5下载券 心脏冠状动脉CT解剖点中... 28页 5下载券 心脏冠状动脉cta成像 34页 5下载券 心脏冠状动脉cta成像精品.........
冠脉cta讲解
? 检查流程检查准备结果输出 钙化积分扫 描 冠脉CTA扫描 图像分析 图像后处理 检查前准备病人的准备对CT心脏成像的成败至关重要,扫描之前应确保病人做如下准备: ......
冠脉CTA
设备性能因素 ?成像方法因素:成像中三个与辐射剂量相关的环节 9冠脉CTA的扫描和数据采集模式 9自动曝光控制(AEC,或称管电流调制)技术 9扫描参数优化 ?其他降低......
冠脉cta
? 检查流程检查准备 钙化积分扫 描 冠脉CTA扫描 结果输出 图像分析 图像后处理 检查前准备病人的准备对CT心脏成像的成败至关重要,扫描之前应确保病人做如下准备:......
CTA冠脉成像的临床应用研究
CTA 冠脉成像的临床应用研究 郝利国 【期刊名称】《《医学信息》》 【年(卷),期】2011(024)007 【摘要】目的 探讨 64 排螺旋 CT,CTA 技术冠状动脉病变中......
RevolutionCT冠状动脉成像技术
冠脉CTA成像技术(辐射剂... 9页 免费 64层螺旋CT冠状动脉成像.....
冠状动脉CT血管成像
? ? ? 冠状动脉解剖 冠状动脉CTA常规观察体位 冠状动脉病变基本征象 心脏检查常规体位 范例 CTA原理 ? CTA:CT Angiography-CT血管造影或CT 血管成像,广义上包含......
冠脉CTA扫描技术及伪影处理
冠脉CTA扫描技术及伪影处理_基础医学_医药卫生_专业资料。心脏冠脉CTA扫描 及常见伪影汇总及对策 目录 01. CTA的成像 原理及优点 02.注射与扫描 03. 检查前准备 ......
冠脉CTA:从技术到诊断
冠脉CTA:从技术到诊断 1 冠脉最常用的检查方法 CTA 优点 DSA 禁忌症...