Медицинская литература. Новинки

 

 

 

 

 

 

Снижение эффективной дозы облучения при МСКТ-перфузии головного мозга с использованием итеративных реконструкций

Вы можете загрузить полный текст статьи в формате pdf

Цель: оценка возможности снижения лучевой нагрузки при КТперфузии головного мозга за счет изменения силы тока на рентгеновской трубке и применении алгоритмов итеративной реконструкции. Материал и методы. Проведено 30 КТперфузионных исследований головного мозга у больных с различной стенозирующей патологией брахиоцефальных артерий. В первую (контрольную) группу вошло 10 исследований с применением стандартного протокола 80 kV, 150 mAs, во вторую группу – 11 исследований с применением протокола 80 kV, 100 mAs, в третью группу – 9 исследований с применением протокола 80 kV и 50mAs. Во второй и третьей группах применялись гибридные итеративные реконструкции с разными уровнями шумоподавления для улучшения качества изображений. Полученная при использовании новых протоколов эффективная доза сравнивалась с дозой при применении стандартного протокола сканирования. Результаты. В группе “100 mAs” применение итеративных реконструкций позволило улучшить качество карт перфузии и облегчить их визуальную оценку (p > 0,05). В группе “50 mAs” качество карт перфузии признано достаточно хорошим для визуальной оценки только после применения итеративных реконструкций (p > 0,05). По сравнению с использованным ранее стандартным протоколом (80 kV, 150 mAs) доза эффективного облучения в первой группе снизилась на 35% (3,08 ± 0,07 мЗв), а во второй группе – на 68% (1,5 ± 0,07 мЗв). Выводы. Применение протоколов КТперфузии головного мозга 100 и 50 mAs позволяет достоверно снизить лучевую нагрузку на пациента. Реконструкции данных с помощью алгоритмов итеративной реконструкции дают возможность получить хорошее, достаточное для достоверной функциональной оценки качество изображения при применении низкодозовых протоколов. Применение протокола 80 kV, 50 mAs без применения алгоритмов итеративной реконструкции нецелесообразно.

Ключевые слова:
МСКТ-перфузия, головной мозг, снижение эффективной дозы, итеративные реконструкции.

Литература:
1. Немировская Т.А. Перфузионная компьютерная томография в диагностике пациентов с хроническими ишемическими поражениями головного мозга: Дис. …
канд. мед. наук. Казань, 2011. 5–43.
2. Wintermark M., Maeder P., Thiran J.P. et al. Quantitative
assessment of regional cerebral bloodflows by perfusion
CT studies at low injection rates: a critical review of the
underlying theoretical models. Eur. Radiol. 2011; 11:
1220–1230.
3. Корниенко В.Н., Пронин И.Н., Пьяных О.С. и др. Исследование тканевой перфузии головного мозга методом компьютерной томографии. Мед. виз. 2007; 2:
70–74.
4. Warvick J. Imaging of brain function using SPECT. Metab.
Brain. 2004; 19: 113–123.
5. Wintermark M., Thiran J.P., Maeder P. et al Simultaneous
Measurement of Regional Cerebral Blood Flow by
Perfusion CT and Stable Xenon CT: A Validation Study.
Am. J. Neuroradiol. 2001; 22 (5): 905–914.
6. Wintermark M., Gregory W., Alexandrov A.V. et al. Acute
Stroke Imaging Research Roadmap. Stroke. 2008; 39 (5):
1621–1628.
7. Беляев А. Ю. Синдром церебральной гиперперфузии
после каротидной эндартерэктомии: Дис. … канд.
мед. наук. М., 2011. 11–60.
8. Mnyusiwalla A., Aviv R.I., Symons S.P. Radiation dose from
multidetector row CT imaging for acute stroke.
Neuroradiology. 2009; 51 (10): 635–640.
9. Wang G., Snyder D.L., O’Sullivan J.A. et al. Iterative
deblurring for CT metal artifact reduction. IEEE Trans.
Med. Imaging. 1996; 15 (5): 657–656.
10. Nabavi D.G., Cenic A., Craen R.A. et al. CT Assessment of
Cerebral Perfusion: Experimental Validation and Initial
Clinical Experience. Radiology. 1999; 213 (1): 141–149.
11. Wintermark M., Maeder P., Verduna F.R et al. Using 80 kVpversus 120 kV pin Perfusion CT Measurement of
Regional Cerebral BloodFlow. Am. J. Neuroradiol. 2000;
21(10):1881–1884.
12. Hirata M., Murase K., Sugawara Y. et al. A Method for
Reducing Radiation Dose in Cerebral CT Perfusion Study
with Variable Scan Schedule. Radiat. Med. 2005; 23 (3):
162–169.
13. Smith A.B., Dillon W.P., Gould R. et al. Radiation Dose
Reduction Strategies for Neuroradiology CT Protocols.
Am. J. Neuroradiol. 2007; 28 (9): 1628–1632.
14. Leipsic J., Labounty T.M., Heilbron B. et al Adaptive statistical iterative reconstruction: assessment of image noise
and image quality in coronary CT angiography. Am. J.
Roentgenol. 2010; 195 (3): 649–654.
15. Krissak R., Mistretta C.A., Chatzikonstantinou A. et al.
Noise Reduction and Image Quality Improvement of Low
Dose and Ultra Low Dose Brain Perfusion CT by HYPRLR
Processing. PLoS ONE 6 (2): e17098.
16. Kim H.J., Lee H.K., Song H. et al. Reduction in radiation
dose with reconstruction technique in the brain perfusion
CT. Radiat. Effects & Defects in Solids. 2011; 12:
918–926.
17. Кондратьев Е.В. Оптимизация лучевой нагрузки на пациента при проведении КТангиографии аорты и периферических артерий. Мед. виз. 2012; 3: 41–45.
18. Sil J., Lawson R.S., Hogg P. et al. Reducing Dose in CT
Imaging: Theory, Practice, and Lessons Learnt from Very
LowDose CT. eRADIMA GING. 2012.
19. Utsunomiya D., Weigold W.G., Weissman G. et al. Effect of
hybrid iterative reconstruction technique on quantitative
and qualitative image analysis at 256slice prospective
gating cardiac CT. Eur. Radiol. 2012; 22 (6): 1287–1294.
20. Kondratyev E.V. Low dose runoff CTA: what protocol is
preferred without special reconstruction algorithms?
Insight into Imaging. 2013; 4 (1): 204.
21. Kligerman S., Mehta D., Farnadesh M. et al. Use of a
Hybrid Iterative Reconstruction Technique to Reduce
Image Noise and Improve Image Quality in Obese Patients
Undergoing Computed Tomographic Pulmonary
Angiography. J. Thorac. Imaging. 2013; 28 (1): 49–59.
22. Kalra M.K., Maher M.M., Toth T.L. et al. Strategies for CT
radiation dose optimization. Radiology. 2004; 230 (3):
619–628.
23. Корниенко В.Н., Пронин И.Н. Диагностическая нейрорадиология: Руководство по нейрорадиологии; Под
ред. Корниенко В.Н., Пронина И. Н. 2е изд. в 3х томах. М.: И.П. “Т.М. Андреева”, 2009. 38–62.
24. KilicK., Erbas G., Guryidirim M. et al. Lowering the Dose in
Head CT Using Adaptive Statistical Iterative
Reconstruction. Am. J. Neuroradiol. 2011; 32 (9):
1578–1582.
25. Tang Z., Pi X., Chen F. et al. Fifty percent reduced-dose cerebral CT perfusion imaging of Alzheimer's disease:
regional blood flow abnormalities. Am. J. Alzheimers. Dis.
Other Demen. 2012; 27 (4): 267–274.
26. Enrique M. L., Sanchez E., Gutierrez A. et al. CT Protocol
for Acute Stroke: Tips and Tricks for General Radiologists.
RadioGraphics. 2008; 28: 1673–1687.
27. Kondratyev E.V., Shirokov V.S., Karmazanovsky G.G.,
Sidorova E.E. 256slice MDCT angiography of brachiocephalic arteries and intracranial vessels with low dose of
contrast media. Insight into Imaging. 2010; 3 (1): 315.

Effective Dose Reduction in MSCT Brain Perfusion by using Iterative Reconstruction

Aim: аsessment of the possibility radiation dose reduction in the brain CT perfusion using different lowdose protocols with different levels hybrid iterative reconstruction technique. Materials and methods. Brain perfusion CT was acquired in 30 studies of patients with different types brachiocephalic artery stenosis The first group consisted 10 of them, with using standard protocol (80 kV; 150 mAs). The second group included 11 studies using lowdose protocol (80 kV; 50 mAs). The third group included 9 studies using verylowdose protocol (80 kV; 50 mAs). All studies in second and third groups using standard FBP reconstruction and 3 different levels of hybrid iterative reconstruction. In first group we using only FBP. The effective dose compared between the dose in standard and low dose protocols. Results. In group “100 mAs” using of iterative reconstruction has improved the quality of perfusion maps and to facilitate their visual assessment (p > 0.05). In group “50 mAs” perfusion maps quality found good enough for visual inspectation only after the application of iterative reconstruction (p > 0.05). Compared with the previously used standard protocol (80 kV; 150 mAs) effective radiation dose in the first group decreased by 35% (3.08 ± 0.07), and a second group by 68% (1.5 ± 0.07). Conclusion. Brain CT perfusion protocols for “100 mAs” and “50 mAs” can significantly reduce the radiation dose to the patient. Hybrid iterative reconstruction allow to obtain good enough image quality for a reliable assessment of imagines using lowdose protocols. Application very-low-dose protocol (80 kV; 50 mAs), without using hybrid iterative reconstruction is inappropriate.

Keywords:
brain perfusion, MSCT, effective dose reduction, iterative reconstruction