CT低剂量扫描技术PPT课件.ppt

CT低剂量扫描山东省医学影像学研究所马新武Right dose2021/3/91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)2021/3/92 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量，这才是正确的降低辐射剂量的措施考虑2021/3/93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2021/3/94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2021/3/95扫描过程-mAs 自动实时调制技术传统传统成像技成像技术术剂量最大可降低 68%2021/3/96扫描过程-自动KV选择技术推出于推出于20102010年年70 KV 70 KV 应用于临床应用于临床 2021/3/97低KV技术原理•辐射剂量与管电压的平方呈正比关系辐射剂量与管电压的平方呈正比关系[1][1]，应用，应用7070千伏能显著降低辐射剂量千伏能显著降低辐射剂量•7070千伏电压的能量输出更接近碘的特性吸收峰值千伏电压的能量输出更接近碘的特性吸收峰值(33keV)(33keV)[2][2] 参考文献： 【1】Kubo T, Lin PJ et al. Radiation dose reduction in chest CT: a review[J]. AJR Am J Roentgenol, 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 keV2021/3/98病例-主动脉缩窄传统传统成像技成像技术术心率: 78～100 bpm时间: 0.32 s长度: 144 mm70 kV, 130 mAsCTDIvol: 0.37 mGyDLP: 8 mGy cm0.35mSv2021/3/9970KV，成人，全下肢CTA传统传统成像技成像技术术体重: 75 公斤时间: 25 s长度: 1227 mm造影剂: 60 ml70 kV, 348 mAsCTDIvol: 4.35 mGyDLP: 541 mGy cm2021/3/910扫描过程-自动KV+mAs联动技术个性化的智能、自动选择个性化的智能、自动选择KV+mAsKV+mAs的最佳条件的最佳条件 2021/3/911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1300mA2021/3/912扫描过程遮挡不必要的部位2021/3/913减低剂量方式1.X线效率2.射线调制3.扫描方式4.迭代算法1.  X线效率2021/3/914硬件准直器滤线栅探测器集成2021/3/915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2021/3/916大部分图像噪声来源于散射线理想的滤线栅理想的滤线栅 CT CT滤线栅滤线栅2021/3/917X –Y X –Y X –Y X –Y 轴弧形轴弧形轴弧形轴弧形Z Z Z Z轴平面轴平面轴平面轴平面传统探测器构型2021/3/918Nano-Panel飞利浦Nano-Panel球面探测器阵列2021/3/9193D滤线栅—屏蔽绝大多数散射线2021/3/920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2021/3/9211.X线效率2.射线调制3.扫描方式4.迭代算法2.  射线调制减低剂量方式2021/3/922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2021/3/92324Detectors无效射线大面积探测器带来大量无效辐射2021/3/92425Detectors无效射线2021/3/92530cm0.5cm0.5cm30cm8cm8cm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%2021/3/926图像区图像区   动态准直器扫描区边缘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2021/3/927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2021/3/9301.X线效率2.射线调制3.扫描方式4.迭代算法3.  扫描方式减低剂量方式2021/3/931心脏检查的剂量问题2021/3/932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2021/3/933心脏-降剂量的技术发展-前门控2021/3/934z-axisFeedTime移床移床心脏-降剂量的技术发展-前门控2021/3/935z-axisFeedTime移床移床心脏-降剂量的技术发展-前门控2021/3/936z-axisFeedTime移床移床心脏-降剂量的技术发展-前门控2021/3/937z-axisFeedTime移床移床心脏-降剂量的技术发展-前门控2021/3/938z-axisFeedTime移床移床心脏-降剂量的技术发展-前门控2021/3/9391.2 mSv，HR：53-109 bpm 心律严重不齐2021/3/9401次心跳-前瞻大螺距或16cm宽体2021/3/941自由呼吸，1次心跳，0.09mSv，造影剂 25ml2021/3/942重建技术迭代算法2021/3/943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4.  迭代算法2021/3/944    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2021/3/945     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进行比较，在某种最优化准则指导下寻找最优解。

2021/3/946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  2021/3/947迭代重建原理：FOVX-RAY原始数据原始数据3原始数据原始数据4X-RAY原始数据原始数据2原始数据原始数据1原始数据原始数据5N×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 2021/3/948上百万次循环运算，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2021/3/949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2021/3/950重建技术 技术迭代算法滤波反投影原始数据需求量（N代表矩阵大小）3N－18  *  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2021/3/951病例-ADMIRE 迭代去除伪影WFBP*ADMIRE2021/3/952WFBP*ADMIRE病例-ADMIRE 迭代抑制噪声2021/3/953病例-ADMIRE 迭代抑制噪声90kV，414mAsDLP 195.3 mGycm2021/3/9541次扫描，0.6s,完成心脑联合扫描2021/3/955低低剂剂量量儿科儿科应应用用•图图像像质质量提升量提升•临临床床应应用用扩扩展展辐辐射射剂剂量量降低降低肥胖、支架等肥胖、支架等复复杂杂成像成像质质量量低低剂剂量量肿肿瘤、冠脉瘤、冠脉血管瘤等血管瘤等筛查筛查低低KV CTA大范大范围联围联合合扫扫描描灌注成像灌注成像多期多期联联合成像合成像各各类类复复查查随随访访辐辐射敏感射敏感器官防器官防护护各各类术类术前前术术后后评评估估迭代低剂量重建技术—拓宽临床应用2021/3/956能谱纯化技术传统传统成像技成像技术术能能谱纯谱纯化技化技术术Tin Filter2021/3/957前瞻大螺距模式2021/3/958低剂量技术管电流调制技术管电流调制技术滤过技术滤过技术准直技术准直技术前门控扫描模式前门控扫描模式新型探测器技术新型探测器技术自动自动kV技术技术敏感器官低剂量敏感器官低剂量迭代重建技术迭代重建技术宽探测器应用宽探测器应用大大Pitch加快扫描速度加快扫描速度基于基于X线线采集采集过过程的每程的每一一环节环节均有相均有相应应的的辐辐射射剂剂量降低措施量降低措施低低kV扫描扫描2021/3/959低剂量技术O-Dose低kV扫描管电流调制技术70kV60kV70kV70kV Auto mACare Dose 4DSureExposureDoseRight80kVClearView+VEOASiR-VASiRiMRiDose4ADMIRESAFIREIRISADIR 3DClearViewFIRST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2021/3/960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2021/3/961放映结束 感谢各位的批评指导！ 谢谢 谢！谢！让我们共同进步2021/3/962。