CT低劑量掃描技術(shù)

CT低劑量掃描

山東省醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究所

馬新武Rightdose

目前一頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)低劑量需求CT低劑量掃描技術(shù)起始于20世紀(jì)80年代文獻(xiàn)關(guān)于降低CT掃描劑量的研究主要CT掃描參數(shù)(X線管電壓、管電流、曝光時(shí)間、掃描野、螺距等)硬件(探測(cè)器的寬、材料及濾線器、集成)強(qiáng)大的后處理軟件(迭代AIDR、能譜后處理)目前二頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)在CT成像的流程中，盡量減少浪費(fèi)和損耗，則可以在提高圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上降低輻射劑量，這才是正確的降低輻射劑量的措施?？紤]目前三頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)低劑量研究方向CT掃描參數(shù)(管電壓、管電流、曝光時(shí)間、螺距等)硬件(探測(cè)器、3D濾線器、高集成化)重建算法（FBP、迭代重建)Z軸大范圍覆蓋的實(shí)現(xiàn)方法能譜純化技術(shù)目前四頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)掃描參數(shù)根據(jù)BMI條件部分高對(duì)比顳骨和肺，適當(dāng)降低管電流管電壓CTA：雙低心電門控偏中心掃描螺距目前五頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)掃描過(guò)程-mAs自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)制技術(shù)傳統(tǒng)成像技術(shù)劑量最大可降低

68%目前六頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)掃描過(guò)程-自動(dòng)KV選擇技術(shù)推出于2010年70KV應(yīng)用于臨床

目前七頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)低KV技術(shù)原理輻射劑量與管電壓的平方呈正比關(guān)系[1]，應(yīng)用70千伏能顯著降低輻射劑量70千伏電壓的能量輸出更接近碘的特性吸收峰值(33keV)[2]

參考文獻(xiàn)：【1】KuboT,LinPJetal.RadiationdosereductioninchestCT:areview[J].AJRAmJRoentgenol,2008,190(2):335343.【2】ReductionofcontrastagentdoseatlowKVsettings.Whitepaper.Siemens.能級(jí)（keV）衰減（cm-1）33keV目前八頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)病例-主動(dòng)脈縮窄傳統(tǒng)成像技術(shù)心率:78～100bpm時(shí)間:0.32s長(zhǎng)度:144mm70kV,130mAs

CTDIvol:0.37mGyDLP:8mGycm0.35mSv目前九頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)70KV，成人，全下肢CTA傳統(tǒng)成像技術(shù)體重:75公斤時(shí)間:25s長(zhǎng)度:1227mm造影劑:60ml70kV,348mAs

CTDIvol:4.35mGyDLP:541mGycm目前十頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)掃描過(guò)程-自動(dòng)KV+mAs聯(lián)動(dòng)技術(shù)個(gè)性化的智能、自動(dòng)選擇KV+mAs的最佳條件

目前十一頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)掃描過(guò)程-低KV，高mA技術(shù)

KV11檔70，80，90，100，110，120，130，140，150，Sn100，Sn15070/80/90KV，可輸出最大1300mA目前十二頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)掃描過(guò)程遮擋不必要的部位目前十三頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)減低劑量方式X線效率射線調(diào)制掃描方式迭代算法1.X線效率目前十四頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)硬件準(zhǔn)直器濾線柵探測(cè)器集成目前十五頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)全新技術(shù)高效探測(cè)器球面探測(cè)器構(gòu)型3D濾線柵TACH2一體化探測(cè)器技術(shù)目前十六頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)大部分圖像噪聲來(lái)源于散射線理想的濾線柵CT濾線柵目前十七頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)X–Y軸弧形Z軸平面?zhèn)鹘y(tǒng)探測(cè)器構(gòu)型目前十八頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)Nano-Panel飛利浦Nano-Panel球面探測(cè)器陣列目前十九頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)3D濾線柵—屏蔽絕大多數(shù)散射線目前二十頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)探測(cè)器革命信號(hào)A-D轉(zhuǎn)換傳輸過(guò)程中噪聲高電子噪聲高光信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)Edge技術(shù)，優(yōu)化得到0.5mmTruesignal技術(shù)抑制電子噪聲目前二十一頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)X線效率射線調(diào)制掃描方式迭代算法2.射線調(diào)制減低劑量方式目前二十二頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)智能濾線器非楔形濾過(guò)器，實(shí)現(xiàn)射線均勻分布多種濾線方案應(yīng)對(duì)各種人群及檢查需求目前二十三頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)24Detectors無(wú)效射線大面積探測(cè)器帶來(lái)大量無(wú)效輻射目前二十四頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)25Detectors無(wú)效射線目前二十五頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)30cm0.5cm0.5cm30cm8cm8cm單排CT：探測(cè)器1cm無(wú)效射線比例：3%大面積探測(cè)器16cm無(wú)效射線比例：53%目前二十六頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)圖像區(qū)

動(dòng)態(tài)準(zhǔn)直器掃描區(qū)邊緣射線覆蓋區(qū)一次螺旋掃描無(wú)效射線區(qū)域?qū)挾葹樘綔y(cè)器寬度目前二十七頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)Eclipse

動(dòng)態(tài)準(zhǔn)直器目前二十八頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)Eclipse

動(dòng)態(tài)準(zhǔn)直器目前二十九頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)SpiralOverscan

消除螺旋掃描無(wú)效射線精確調(diào)控軸掃掃描野Eclipse

動(dòng)態(tài)準(zhǔn)直器目前三十頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)X線效率射線調(diào)制掃描方式迭代算法3.掃描方式減低劑量方式目前三十一頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)心臟檢查的劑量問(wèn)題目前三十二頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)前門控掃描、單周期成像適宜心率描降低80%劑量成像條件控制（心率、節(jié)律）成功率需提升目前三十三頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)心臟-降劑量的技術(shù)發(fā)展-前門控目前三十四頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)z-axisFeedTime移床心臟-降劑量的技術(shù)發(fā)展-前門控目前三十五頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)z-axisFeedTime移床心臟-降劑量的技術(shù)發(fā)展-前門控目前三十六頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)z-axisFeedTime移床心臟-降劑量的技術(shù)發(fā)展-前門控目前三十七頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)z-axisFeedTime移床心臟-降劑量的技術(shù)發(fā)展-前門控目前三十八頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)z-axisFeedTime移床心臟-降劑量的技術(shù)發(fā)展-前門控目前三十九頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)1.2mSv，HR：53-109bpm心律嚴(yán)重不齊目前四十頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)1次心跳-前瞻大螺距或16cm寬體目前四十一頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)自由呼吸，1次心跳，0.09mSv，造影劑25ml目前四十二頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)重建技術(shù)迭代算法目前四十三頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)X線效率射線調(diào)制掃描方式迭代算法減低劑量方式4.迭代算法目前四十四頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)

數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)劑量降低技術(shù)已經(jīng)基本成熟，劑量下降空間不大數(shù)據(jù)重建環(huán)節(jié)目前四十五頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)最初的重建算法：

IterativeReconstruction迭代重建技術(shù)

由Housefield提出：從一個(gè)假設(shè)的初始圖像出發(fā)，采用迭代的方法，將理論投影值同實(shí)測(cè)投影值進(jìn)行比較，在某種最優(yōu)化準(zhǔn)則指導(dǎo)下尋找最優(yōu)解。

目前四十六頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)主要重建技術(shù)分類

IterativeReconstruction

IR迭代重建技術(shù)Filtered

Back-Projection，F(xiàn)BP濾波反投影算法

目前四十七頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)迭代重建原理：FOVX-RAY原始數(shù)據(jù)3原始數(shù)據(jù)4X-RAY原始數(shù)據(jù)2原始數(shù)據(jù)1原始數(shù)據(jù)5N×N矩陣圖像需要：(N+N）＋N-1組投影

如：2×2矩陣需要2＋2＋1＝5個(gè)投影

目前四十八頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)上百萬(wàn)次循環(huán)運(yùn)算，迭代往返在傳統(tǒng)普通計(jì)算機(jī)上運(yùn)算一個(gè)2×2矩陣＝2分鐘512×512矩陣需要1個(gè)星期目前四十九頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)重建技術(shù)

IterativeReconstruction

IR迭代重建技術(shù)優(yōu)勢(shì)：圖像結(jié)果準(zhǔn)確，所需成像劑量特別低（原始數(shù)據(jù)與重建圖像基本一一對(duì)應(yīng)）缺點(diǎn)：運(yùn)算量龐大，計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)2.Filtered

Back-Projection，F(xiàn)BP濾波反投影算法目前五十頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)重建技術(shù)

技術(shù)迭代算法濾波反投影原始數(shù)據(jù)需求量（N代表矩陣大?。?N－18*N128矩陣383個(gè)投影1024個(gè)投影512矩陣1535個(gè)投影4096個(gè)投影1024矩陣3071個(gè)投影8192個(gè)投影成像劑量對(duì)比低劑量最起碼2.5倍的劑量差。隨著圖像質(zhì)量的要求，劑量要求要增大圖像質(zhì)量準(zhǔn)確近視，存在噪聲放大運(yùn)算量1幅/兩個(gè)星期20幅/秒IterativeReconstruction

迭代重建技術(shù)Filtered

Back-Projection濾波反投影算法圖像質(zhì)量清晰圖像質(zhì)量清晰，但噪聲不可避免原始數(shù)據(jù)需求小，成像所需劑量很低原始數(shù)據(jù)需求大，成像所需劑量高運(yùn)算量龐大，計(jì)算時(shí)間很長(zhǎng)，基本不能實(shí)用重建時(shí)間短目前五十一頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)病例-ADMIRE迭代去除偽影WFBP*ADMIRE目前五十二頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)WFBP*ADMIRE病例-ADMIRE迭代抑制噪聲目前五十三頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)病例-ADMIRE迭代抑制噪聲90kV，414mAsDLP195.3mGycm目前五十四頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)1次掃描，0.6s,完成心腦聯(lián)合掃描目前五十五頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)56低劑量?jī)嚎茟?yīng)用圖像質(zhì)量提升臨床應(yīng)用擴(kuò)展輻射劑量降低肥胖、支架等復(fù)雜成像質(zhì)量低劑量腫瘤、冠脈血管瘤等篩查低KVCTA大范圍聯(lián)合掃描灌注成像多期聯(lián)合成像各類復(fù)查隨訪輻射敏感器官防護(hù)各類術(shù)前術(shù)后評(píng)估迭代低劑量重建技術(shù)—拓寬臨床應(yīng)用目前五十六頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)能譜純化技術(shù)傳統(tǒng)成像技術(shù)能譜純化技術(shù)TinFilter目前五十七頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)前瞻大螺距模式目前五十八頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)低劑量技術(shù)管電流調(diào)制技術(shù)濾過(guò)技術(shù)準(zhǔn)直技術(shù)前門控掃描模式新型探測(cè)器技術(shù)自動(dòng)kV技術(shù)敏感器官低劑量迭代重建技術(shù)寬探測(cè)器應(yīng)用大Pitch加快掃描速度基于X線采集過(guò)程的每一環(huán)節(jié)均有相應(yīng)的輻射劑量降低措施低kV掃描目前五十九頁(yè)\總數(shù)六十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)低劑量技術(shù)O-Dose低kV掃描管電流調(diào)制技術(shù)70kV60kV70kV70kVAutomACareDose4DSureExposure