POROVNÁNÍ KLASICKÉHO REKONSTRUKČNÍHO ALGORITMU FILTROVANÉ ZPĚTNÉ PROJEKCE (FBP) A ALGORITMU ITERATIVNÍ REKONSTRUKCE (IRIS)



Podobné dokumenty
DECT S VYUŽITÍM ITERATIVNÍ REKONSTRUKCE DAT ALGORITMEM SAFIRE

DECT S VYUŽITÍM ITERATIVNÍ REKONSTRUKCE DAT ALGORITMEM SAFIRE

CT S DUÁLNÍ ENERGIÍ ZÁŘENÍ REDUKCE EFEKTIVNÍ RADIAČNÍ DÁVKY POMOCÍ ITERATIVNÍ REKONSTRUKCE DAT ALGORITMEM SINOGRAM AFFIRMED ITERATIVE RECONSTRUCTION

Iterativní rekonstrukce obrazu ve výpočetní tomografii

REDUKCE DÁVKY IONIZUJÍCÍHO ZÁŘENÍ NA OČNÍ ČOČKU U MDCT MOZKU S VYUŽITÍM VÝPOČETNÍHO ALGORITMU ITERATIVNÍ REKONSTRUKCE IRIS PRVNÍ VÝSLEDKY

ITERATIVNÍ REKONSTRUKCE CT OBRAZU REVOLUČNÍ KROK VE VÝVOJI VÝPOČETNÍ TOMOGRAFIE?

Konference radiologické fyziky 2010 a členská schůze ČSFM

KULOVÝ STEREOTEPLOMĚR NOVÝ přístroj pro měření a hodnocení NEROVNOMĚRNÉ TEPELNÉ ZÁTĚŽE

původní práce SUMMARY SOUHRN Lambert L, Šimáková L, Lambertová A,

- Hrudník - D.Czerný. RDG ústav FN Ostrava Poruba Katedra zobrazovacích metod LF OSU

MDRU v radiodiagnostice praktické zkušenosti se zpracováním. Antonín Koutský

Radiační ochrana a dávky při výkonech vedených pod CT kontrolou

Věstník MINISTERSTVA ZDRAVOTNICTVÍ ČESKÉ REPUBLIKY OBSAH: 1. STANDARDY ZDRAVOTNÍ PÉČE NÁRODNÍ RADIOLOGICKÉ STANDARDY VÝPOČETNÍ

Radiační zátěž při CT fluoroskopii a co s tím dělat? Daníčková K. Chmelová D. KZM FN Motol

Hmotnostní korekce aplikované aktivity 18 F-FDG při PET vyšetření

CHEMICKÁ ANALÝZA LEDVINNÝCH KONKREMENTŮ POMOCÍ CT S DUÁLNÍ ENERGIÍ ZÁŘENÍ NAŠE ZKUŠENOSTI

VYSOKÁ ŠKOLA HOTELOVÁ V PRAZE 8, SPOL. S R. O.

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE TEZE K DISERTAČNÍ PRÁCI

The Over-Head Cam (OHC) Valve Train Computer Model

USING CAD MODELS AND POLYGONAL SCAN FOR EVALUATION OF ABRASIVE FRICTION PARTS

INFLUENCE OF CONSTRUCTION OF TRANSMISSION ON ECONOMIC PARAMETERS OF TRACTOR SET TRANSPORT

původní práce Souhrn Summary Jíra I, Ouředníček P, Skotáková J, Walek P,

CONTRIBUTION TO UNDERSTANDING OF CORRELATIVE ROLE OF COTYLEDON IN PEA (Pisum sativum L.)

Skenovací parametry. H.Mírka, J. Ferda, KZM LFUK a FN Plzeň

Porovnání předpovídané zátěže se zátěží skutečnou (podle modelu III-C BMP ČHMÚ) Martin Novák 1,2

Zpráva o rodičce Report on mother at childbirth 2008

KATEGORIZACE PRACÍ VE VAZBÌ NA PROFESIONÁLNÍ ONEMOCNÌNÍ HLÁŠENÁ V ROCE 2008

Věstník MINISTERSTVA ZDRAVOTNICTVÍ ČESKÉ REPUBLIKY OBSAH:

Daníčková K, Chmelová D, Roček M. Optimalizace radiační zátěže a přizpůsobení. radiologických přístrojů pro vyšetření

Air Quality Improvement Plans 2019 update Analytical part. Ondřej Vlček, Jana Ďoubalová, Zdeňka Chromcová, Hana Škáchová

Porovnání sklízeèù cukrovky

TELEGYNEKOLOGIE TELEGYNECOLOGY

na jedno tomografické vyšetření (mgy) Hlava 60 Bederní páteř 35 Břicho 35

Vliv metody vyšetřování tvaru brusného kotouče na výslednou přesnost obrobku

NOVÉ ZKUŠEBNÍ ZAŘÍZENÍ PRO TRIBOLOGICKOU ZKOUŠKU ZALISOVÁNÍ ZA ROTACE

Přehled důležitých parametů při výběru zobrazovací techniky OPG a CT. Část II. 3D zobrazení, dentální CT/CBT

Činnost praktických lékařů pro dospělé v roce Activity of general practitioners for adults in 2011

Kalibrace měřiče KAP v klinické praxi. Martin Homola Jaroslav Ptáček

Hazlinger M, Čtvrtlík F, Heřman M. Stanovení objemu pleurální tekutiny na CT

Obrábění robotem se zpětnovazební tuhostí

Proposal and verification of standard procedures for the optimization of medical exposure of pelvic and lower extremities

Činnost praktických lékařů pro dospělé v roce Activity of general practitioners for adults in 2013

Dotazník SÚRO vícefázová CT vyšetření

Just write down your most recent and important education. Remember that sometimes less is more some people may be considered overqualified.

Klepnutím lze upravit styl předlohy. nadpisů. nadpisů.

Univerzita Pardubice. Fakulta zdravotnických studií

CHAPTER 5 MODIFIED MINKOWSKI FRACTAL ANTENNA

Jiří LUKEŠ 1 KAROTÁŅNÍ MĚŖENÍ VE VRTECH TESTOVACÍ LOKALITY MELECHOV WELL LOGGING MEASUREMENT ON TESTING LOCALITY MELECHOV

Činnost praktických lékařů pro dospělé v roce Activity of general practitioners for adults in 2010

Evropské výběrové šetření o zdravotním stavu v ČR - EHIS CR Index tělesné hmotnosti, fyzická aktivita, spotřeba ovoce a zeleniny

Posouzení obtížnosti výkladového textu učebnic přírodopisu pro 7. ročník ZŠ pomocí dvou metod

Činnost praktických lékařů pro dospělé v roce Activity of general practitioners for adults in 2009

DC circuits with a single source

Změny v systému DRG Ventilační podpora u novorozenců

POČET ROČNÍKŮ JEHLIC POPULACÍ BOROVICE LESNÍ. Needle year classes of Scots pine progenies. Jarmila Nárovcová. Abstract

CT - dozimetrie. Doc.RNDr. Roman Kubínek, CSc. Předmět: lékařská přístrojová fyzika

DUM DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL ANGLIČTINA. Mgr. Kateřina Kasanová

Scintigrafie mozku přehled využití u nemocných s demencí

SLEDOVÁNÍ AKTIVITY KYSLÍKU PŘI VÝROBĚ LITINY S KULIČKOVÝM GRAFITEM

Kantor P., Vaněk P.: Komparace produkčního potenciálu douglasky tisolisté... A KYSELÝCH STANOVIŠTÍCH PAHORKATIN

Návrh koncepce neurorehabilitačního centra

Pravidla procesu hodnocení pro radiodiagnostiku, včetně intervenční radiologie a kardiologie (podle 76, odst. 2 písm. e) zákona [1]).

Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Zdravotně sociální fakulta, katedra ošetřovatelství

PERSPEKTIVES OF WEGETABLE WASTE COMPOSTING PERSPEKTIVY KOMPOSTOVÁNÍ ZELENINOVÉHO ODPADU

PROBLEMATIKA MĚŘENÍ EMISÍ AMONIAKU A DALŠÍCH ZÁTĚŽOVÝCH PLYNŮ Z PODESTÝLKY HOSPODÁŘSKÝCH ZVÍŘAT VE FERMENTORECH

Činnost praktických lékařů pro dospělé v roce Activity of general practitioners for adults in 2012

1 st International School Ostrava-mezinárodní gymnázium, s.r.o. Gregorova 2582/3, Ostrava. IZO: Forma vzdělávání: denní

POTENCIÁLNÍ OHROŽENOST PŮD JIŽNÍ MORAVY VĚTRNOU EROZÍ

Princip CT. MUDr. Lukáš Mikšík, KZM FN Motol

Dynamic Development of Vocabulary Richness of Text. Miroslav Kubát & Radek Čech University of Ostrava Czech Republic

Informace o písemných přijímacích zkouškách. Doktorské studijní programy Matematika

1-AYKY. Instalační kabely s Al jádrem. Standard TP-KK-133/01, PNE Konstrukce. Použití. Vlastnosti. Installation cables with Al conductor

ÚJMA NA ŽIVOTNÍM PROSTŘEDÍ POŠKOZENÍM LESA

nkt instal CYKY 450/750 V Instalační kabely Standard PN-KV Konstrukce Použití Vlastnosti Installation cables Construction

BETON V ENVIRONMENTÁLNÍCH SOUVISLOSTECH

Informace ze zdravotnictví Pardubického kraje

Dual source CT. Kateřina Daníčková Theodor Adla

POSTAVENÍ ZDRAVOTNICKÝCH SLUŽEB V SOCIÁLNÍM SYSTÉMU ČR Position of health services in the Czech social security system

Činnost oboru nukleární medicíny v roce Activity of section of nuclear medicine in the year 2012

Informace ze zdravotnictví Královéhradeckého kraje

Informace ze zdravotnictví Pardubického kraje

ACOUSTIC EMISSION SIGNAL USED FOR EVALUATION OF FAILURES FROM SCRATCH INDENTATION

Nová éra diskových polí IBM Enterprise diskové pole s nízkým TCO! Simon Podepřel, Storage Sales

Institut biostatistiky a analýz MU. Zkušenosti s vyhodnocováním telemedicínských technologií

Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu EU peníze do škol. illness, a text

Unstructured data pre-processing using Snowball language

Súkupová L. Expoziční parametry pro skiagrafický a skiaskopický mód angiografického

2D A 3D SNÍMACÍ SYSTÉMY PRŮMĚRU A DÉLKY KULATINY ROZDÍLY VE VLASTNOSTECH A VÝSLEDCÍCH MĚŘENÍ

Kompostování réví vinného s travní hmotou. Composting of vine cane with grass

Informace ze zdravotnictví Jihomoravského kraje

Absolventi středních škol a trh práce PEDAGOGIKA, UČITELSTVÍ A SOCIÁLNÍ PÉČE. Odvětví:

Zemřelí Vydává Ústav zdravotnických informací a statistiky ČR Praha 2, Palackého nám. 4

SPECIFICKÝCH MIKROPROGRAMOVÝCH ARCHITEKTUR

Stereometrie a volumometrie. H.Mírka, J. Ferda, KZM LFUK a FN Plzeň

HODNOCENÍ ZDRAVOTNÍCH RIZIK Z POŽITÍ A DERMÁLNÍHO KONTAKTU NAFTALENU V ŘECE OSTRAVICI

CARE-NMD A VÝSLEDKY MEZINÁRODNÍHO VÝZKUMU TÝKAJÍCÍHO SE PÉČE O PACIENTY S DMD

Coronary computed tomography versus exercise testing in patients with stable chest pain: comparative effectiveness and costs

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost.

Zhodnocení průměrné roční efektivní dávky. u personálu Kliniky nukleární medicíny Fakultní nemocnice Ostrava v letech

Relativnost současnosti dvou nesoumístných událostí poprvé (UDÁLOSTI NEJSOU SPOJENY KAUZÁLNĚ)

Transkript:

POROVNÁNÍ KLASICKÉHO REKONSTRUKČNÍHO ALGORITMU FILTROVANÉ ZPĚTNÉ PROJEKCE (FBP) A ALGORITMU ITERATIVNÍ REKONSTRUKCE (IRIS) COMPARISON OF THE FILTERED BACK PROJECTION RECONSTRUCTION ALGORITHM AND THE ITERATIVE RECONSTRUCTION ALGORITHM (IRIS) původní práce Petra Kozubíková 1 Martin Horák 2 1 Oddělení lékařské fyziky Nemocnice Na Homolce, Praha 2 Radiodiagnostické oddělení Nemocnice Na Homolce, Praha Přijato: 15. 7. 2011. Korespondenční adresa: Ing. Petra Kozubíková Oddělení lékařské fyziky, Nemocnice Na Homolce Roentgenova 2, 150 30 Praha 5 e-mail: petra.kozubikova@homolka.cz SOUHRN Kozubíková P, Horák M. Porovnání klasického rekonstrukčního algoritmu filtrované zpětné projekce (FBP) a algoritmu iterativní rekonstrukce (IRIS) Cíl. Cílem studie bylo posoudit možnosti IRIS (iterativní rekonstrukce v obrazovém prostoru) algoritmu z hlediska redukce šumu v obraze a efektivní dávky. Metoda. Bylo vyhodnoceno celkem 85 pacientů, kteří podstoupili CT vyšetření (plic, břicha a mozku) s rekonstrukcí snímků pomocí IRIS algoritmu, a podobná skupina 95 pacientů, jejichž snímky byly rekonstruovány filtrovanou zpětnou projekcí (FBP). Referenční součin proudu a expozičního času byl pro skupinu s IRIS algoritmem v původních užívaných protokolech snižován tak, aby kvalita snímku na základě subjektivního posouzení radiologa byla zachována. Obě skupiny byly porovnány z hlediska množství šumu na snímku, poměru signálu a šumu a efektivní dávky, kterou pacient během vyšetření obdrží. Výsledky. Ukázalo se, že u vyšetření břicha je možné radiační zátěž pacienta snížit až o 50 %, aniž by došlo ke zhoršení kvality snímku. Na druhou stranu pro vyšetření mozku se podařilo dosáhnout snížení průměrné efektivní dávky pouze o 23 %. Závěr. Z tohoto důvodu by měla obdobná měření a optimalizace vždy předcházet uvedení nového rekonstrukčního algoritmu do klinické praxe. Klíčová slova: FBP, IRIS, iterativní rekonstrukce, filtrovaná zpětná projekce, CT, efektivní dávka. SUMMARY Kozubíková P, Horák M. Comparison of the filtered back projection reconstruction algorithm and the iterative reconstruction algorithm (IRIS) Aim. The aim of this study was to assess the possibilities of IRIS (Iterative reconstruction in Image Space) algorithm in noise reduction and potential dose reduction. Method. A total of 85 patients clinically underwent CT examination (chest, abdomen, brain) with IRIS reconstruction and similar groups of 95 patients with Filtered Back Projection (FBP) reconstruction were evaluated. The reference tube current product in original CT protocols was modified for IRIS algorithm according to the subjective image quality. Two reconstruction algorithms were compared in terms of image noise, signal to noise ratio and effective dose. Results. It was demonstrated that with the novel approach the mean effective dose reduction up to 50% for CT examination of the abdomen did not lead to image quality degradation. However, to retain the quality of CT images of the brain it was accomplished mean effective dose reduction only of 23%. Conclusion. For this reason such measurements and similar optimization should precede to introduction of any new reconstruction algorithm into clinical routine. Key words: FBP, IRIS, iterative reconstruction, filtered back projection, CT, effective dose. strana 177

Úvod Počet vyšetření výpočetním tomografem (CT) v současné době neustále narůstá díky vysoké dostupnosti těchto přístrojů, a to i v malých nemocnicích. Mezi roky 2000 a 2009 vzrostl počet provedených vyšetření na odděleních a pracovištích radiologie o 50 % (ÚZIS) a s instalací nových zařízení nadále roste. Avšak s tím narůstají také nežádoucí účinky těchto vyšetření na populaci jako celek, tj. efektivní kolektivní dávka nebo efektivní individuální dávka pro obyvatele neustále narůstá. Proto je nutné mít na zřeteli, že další zvyšování počtu diagnostických vyšetření by nemělo přinášet další nárůst efektivní dávky pro obyvatelstvo. Z těchto důvodů se dnes zaměřuje pozornost nejen na hardwarový vývoj CT, ale také na výpočetní systémy, které zpracovávají naměřené údaje do obrazové podoby. Moderní CT přístroje umožňují nejen skenovat s vysokým rozlišením velké objemy ve velmi krátké době, ale navíc je kladen důraz na snižování dávky, kterou pacient během vyšetření obdrží. Rekonstrukce CT obrazů pomocí filtrované zpětné projekce (FBP), která se dnes běžně používá, neumožňuje snížit dávku, aniž by došlo k výraznému nárůstu šumu v obraze. Alternativní metodou rekonstrukce obrazu je iterativní rekonstrukce. Tento algoritmus se již používá v nukleární medicíně při zpracování obrazů z pozitronové emisní tomografie (PET). Rekonstrukce obrazu pomocí iterativní rekonstrukce, která oproti klasické FBP mnohem více využívá podrobnější znalosti o geometrii skeneru a interakci ionizujícího záření, umožňuje významně snížit šum v obrazu a zachovat vysoké prostorové rozlišení. Pokles šumu v obrazu dovoluje snížit množství proudu na rentgence, a tedy redukovat efektivní dávku. Zavedení iterativní rekonstrukce do klinické praxe pro běžná CT vyšetření bylo až do současnosti omezeno vysokými nároky na výpočetní čas. Výrobci CT zařízení ale vyvinuli nové přístupy k iterativní rekonstrukci, které nejsou tak náročné na výpočetní čas, a v klinické praxi mohou tedy být použity v reálném čase (ASIR (adaptivní statistická iterativní rekonstrukce) od společnosti GE Healthcare, Waukasha, Wisconsin, IRIS od společnosti Siemens Medical Systems, Erlangen, Německo a idose od společnosti Philips Healthcare, Andover, Massachusetts). Jedním z těchto přístupů je právě tzv. iterativní rekonstrukce v obrazovém prostoru algoritmus IRIS. Oproti klasické iterativní rekonstrukci, kde jsou výsledky jednotlivých rekonstrukcí srovnávány s RAW daty (hrubá data na CT), je v první fázi IRIS algoritmu z RAW dat vytvořen výchozí obraz (tzv. master image ). Tento výchozí obraz, který obsahuje už všechny relevantní informace o zobrazované struktuře, ale také velké množství šumu, je iteracemi upravován tak, aby byl co nejvíce snížen šum a navýšen kontrast obrazu. Iterace tedy probíhají v obrazovém prostoru, bez nutnosti provádět další rekonstrukce z RAW dat. Podle dostupné literatury použití IRIS algoritmu umožňuje redukovat šum v obraze o 20 30 % (1 3), což umožňuje snížit množství proudu na rentgence o 40 50 %. Tyto studie byly zaměřeny především na CT vyšetření hrudníku. Cílem této studie je statisticky vyhodnotit kvalitu snímků pořízených normálním CT protokolem, normálním protokolem s použitím IRIS a s protokolem se sníženou dávkou s použitím IRIS. Materiál a metoda Pro porovnání dosud používaného rekonstrukčního algoritmu FBP a algoritmu IRIS byly vyhodnoceny tři skupiny pacientů. První skupina podstoupila CT vyšetření plic, druhá CT vyšetření břicha a třetí CT vyšetření mozku. Všechny skupiny pacientů podstoupily tato CT vyšetření bez podání kontrastní látky na novém přístroji SOMATOM Definition Flash (Siemens, Erlangen, Německo) s následujícími parametry: kolimace 128 2 0,6 mm s plovoucím ohniskem a napětí 120 kv byly pro všechny skupiny shodné; doba rotace pro vyšetření hrudníku a břicha: 0,5 s, pro vyšetření mozku: 1 s; u vyšetření hrudníku a vyšetření břicha a malé pánve byla použita 4D modulace dávky (Care Dose 4D; Siemens, Němec- Protože nelze pacienta zbytečně ozařovat dvakrát pro dosažení absolutně stejných podmínek při různých protokolech, jsou vyšetření porovnávána vždy takto: nativní vyšetření FBP v klasickém protokolu, postkontrastní vyšetření IRIS s protokolem redukujícím dávku. It is not possible to irradiate anyone twice to achieve absolutely the same conditions in different protocols, there are exams always compared this way: native examination using FBP in standard protocol, post contrast examination using IRIS in protocol with dose reduction. Obr. 1A Obr. 1B strana 178

ko). Pro protokol vyšetření hrudníku byl použit pitch faktor 1,2, pro protokol vyšetření břicha a malé pánve 0,9 a pro protokol vyšetření mozku 0,6. V rámci všech skupin byly porovnány obrazy rekonstruované pomocí obou rekonstrukčních algoritmů: FBP a IRIS algoritmu. Celkem byla vyhodnocena vyšetření 85 pacientů, u kterých byl pro rekonstrukci CT obrazů použit IRIS algoritmus a 95 pacientů s rekonstrukcí FBP. Tělesná hmotnost pacientů byla 70 ± 20 kg. Pro hodnocení byla zvolena dvě základní kritéria subjektivní ohodnocení kvality obrazu radiologem a objektivní vyhodnocení kvality obrazu stanovením šumu a poměru signál šum (SNR) na základě metodiky použité v dostupné literatuře (1, 4). Šum byl definován jako standardní odchylka signálu a SNR jako podíl signálu a standardní odchylky signálu. Měření bylo provedeno v oblastech zájmu (ROI) umístěných v transverzálních řezech do vzestupné části aorty pro vyšetření hrudníku, v úrovni odstupu truncus coeliacus pro vyšetření břicha a do jedné z laterálních komor pro vyšetření mozku. Velikost ROI byla zvolena přibližně Obr. 1C Obr. 1D Obr. 1. CT hrudníku, břicha a malé pánve. A, B axiální sken v úrovni jater; C, D koronární sken. Redukce dávky s IRIS při postkontrastním skenu byla 49 %. Fig. 1. CT of thorax, abdomen and pelvis. A, B axial scan in liver area; C, D coronar scan. Dose reduction with IRIS in post contrast scan reached to 49%. strana 179

Obr. 2A Obr. 2B Obr. 2. CT hrudníku, v předním mediastinu se nachází ohraničený útvar s kalcifikací, který byl chirurgicky ověřen jako thymom. A nativní sken; B postkontrastní sken. Redukce dávky s IRIS při postkontrastním skenu 36 %. Fig. 2. CT of thorax, there is well defined structure with calcification in ventral mediastinum. It was surgically verified as thymoma. A native scan; B post contrast scan. Dose reduction with IRIS in post contrast scan reached to 36%. 1,0 cm 2 tak, aby neobsahovala okolní struktury. Součin proudu a expozičního času pro vyšetření hrudníku a břicha za použití IRIS algoritmu byl snížen na základě výsledků o redukci šumu publikovaných v dostupné literatuře. Protože v době studie nebyly k dispozici informace o možné redukci šumu při použití IRIS algoritmu oproti FBP pro vyšetření mozku, byla provedena nejprve malá studie, ve které byl kvantitativně vyhodnocen pokles šumu v obraze. Bylo vybráno 10 pacientů, kteří podstoupili vyšetření mozku, a řezy byly rekonstruovány jak pomocí FBP, tak pomocí IRIS algoritmu. Pro jednotlivé pacienty byly v obou sadách obrazů umístěny ROI do stejného řezu a stejné pozice v rámci řezu do oblasti bílé hmoty mozku a laterální komory tak, aby bylo možné kvantifikovat změnu množství šumu a SNR mezi obrazy rekonstruované FBP a IRIS algoritmem. Pro všechny skupiny pacientů byla také stanovena průměrná hodnota efektivní dávky (E) a váženého kermového indexu výpočetní tomografie korigovaného na pitch faktor (C vol ), který je uveden v protokolu o vyšetření pacienta. Efektivní dávka byla stanovena na základě odečtu hodnoty součinu kermy a délky (DLP) uvedeného v protokolu o vyšetření. Tato hodnota je odečítána a zaznamenávána pro každé jednotlivé vyšetření. Hodnota DLP byla vynásobena konverzním koeficientem E/DLP 14 µsv/(mgy. cm) pro vyšetření hrudníku, 15 µsv/(mgy. cm) pro vyšetření břicha a malé pánve a 2,1 µsv/(mgy. cm) pro vyšetření mozku, který převádí hodnotu DLP na efektivní dávku (5). Všechny výsledky jsou prezentovány ve formě průměr (směrodatná odchylka). kvantitativně výše uvedeným způsobem a z výsledků uvedených v tabulce 1 je patrné, že nedošlo k nárůstu šumu v obrazu ani k poklesu hodnoty SNR. Referenční efektivní součin proudu a expozičního času byl snížen ze 110 mas na 70 mas bez ztráty obrazové informace. Tato změna vedla přímo k redukci efektivní dávky ze 4,6 (1,3) msv na 3,0 (1,0) msv. Ve druhé skupině (vyšetření břicha a malé pánve) bylo opět vyhodnoceno po 35 pacientech pro oba způsoby rekonstrukce. Průměrná tělesná hmotnost u pacientů s FBP rekonstrukcí s kernelem B30f byla 69,9 (10,7) kg a u pacientů s IRIS rekonstrukcí s kernelem I30f 74,1 (8,73) kg. Pro toto vyšetření bylo dokonce možné snížit hodnotu referenčního efektivního součinu proudu a expozičního času o 50 % (z 210 mas na 105 mas), aniž by podle hodnocení radiologa došlo ke zhoršení kvality obrazu. Tato změna snížila průměrnou efektivní dávku v této skupině pacientů z 6,8 (2,1) msv na 3,4 (0,7) msv. Z tabulky 1 je zřejmé, že ani tato značná redukce proudu na rentgence nevedla k nárůstu šumu v obraze a poklesu SNR. Pro třetí skupinu pacientů (vyšetření mozku) byl stanoven pokles šumu v obrazu při použití IRIS algoritmu (kernel J30S) oproti algoritmu FBP (kernel H31S) 20 %, což by umožňovalo snížit hodnotu proudu na rentgence o přibližně 30 %. Po vyhodnocení obrazů radiologem byla nakonec nastavena optimální hodnota součinu proudu a expozičního času na 240 mas (z původní hodnoty 320 mas). Průměrná hodnota efektivní dávky pacienta poklesla z 1,9 (0,1) msv na 1,4 (0,1) msv (tab. 1). Výsledky V první skupině (vyšetření hrudníku) bylo vyhodnoceno 30 pacientů s průměrnou tělesnou hmotností 73,5 (12,0) kg, u kterých byla rekonstrukce obrazu provedena standardní FBP s kernelem B30f a 22 pacientů s průměrnou tělesnou hmotností 74,5 (0,8) kg, u kterých byl použit k rekonstrukci IRIS algoritmus s kernelem I30f. Použití IRIS algoritmu umožnilo snížit referenční efektivní součin proudu a expozičního času o 37 %, a to tak, že kvalita snímku na základě subjektivního posouzení radiologa byla zachována. Obrazy byly vyhodnoceny také DiskuSe CT snímky, k jejichž rekonstrukci byl použit rekonstrukční algoritmus IRIS, obsahovaly výrazně méně šumu než snímky rekonstruované pomocí FBP. Tato skutečnost v první řadě umožňuje vhodnou volbou parametrů snížit efektivní dávku, kterou pacient během CT vyšetření obdrží, a za druhé u obézních pacientů, u kterých je množství šumu v obrazu rekonstruovaných pomocí FBP značné, poskytuje při stejných parametrech vyšetření snímky s požadovanou kvalitou. Z výsledků uvedených v tabulce 1 je zřejmé, že použití rekonstrukčního strana 180

Obr. 3A Obr. 3B Obr. 3C Obr. 3D Obr. 3. CT břicha a malé pánve metodou CT enterografie, pacient s Crohnovou chorobou po IC resekci a nyní zánět na neoterminálním ileu. A, B axiální sken v úrovni řezu postiženou kličkou tenkého střeva; C, D koronární sken se zachycením postižené kličky tenkého střeva. Snímky jsou ze stejné úrovně, ale pacient se nepatrně jinak nadechl, proto postižený úsek mírně jinak zachycen. Redukce dávky s IRIS při postkontrastním skenu 54 %. Fig. 3. CT of abdomen and pelvis prepared as CT enterography, patient with Crohn s disease after ileo-ceacal resection, there is new inflammation on neoterminal ileum there. A, B axial scan in inflamed loop of ileum; C, D coronar scan with inflamed loop of ileum. Scans are from the same position, but patient did different deep breath hold, that is why the inflamed loop seems to be in different position. Dose reduction with IRIS in post contrast scan reached to 54%. Tab. 1. Srovnání rekonstrukčních algoritmů z kvality obrazu a efektivní dávky, kterou pacient obdrží při daném vyšetření Table 1. The comparison of reconstruction algorithms in the viewpoint of quality of image and effective dose achieved by patient during examination Vyšetření plic Vyšetření břicha Vyšetření mozku FBP IRIS FBP IRIS FBP IRIS počet pacientů 30 22 35 35 30 28 hmotnost pacienta (kg) 73,5 (12,0) 74,5 (10,8) 69,9 (10,7) 74,1 (8,7) šum (HU) 11,0 (1,8) 9,1 (1,3) 13,6 (2,4) 12,7 (2,4) 4,2 (0,4) 4,1 (0,4) SNR (HU) 4,0 (1,0) 4,6 (1,0) 3,0 (0,7) 3,4 (0,7) 1,6 (0,4) 1,6 (0,3) C vol (mgy) 8,9 (2,4) 6,0 (2,0) 10,5 (2,3) 6,0 (1,2) 58,9 (11,2) 44,6 (1,4) E (msv) 4,6 (1,3) 3,0 (1,0) 6,8 (2,1) 3,4 (0,7) 1,9 (0,1) 1,4 (0,1) strana 181

algoritmu IRIS umožnilo do současnosti snížit efektivní dávku o 34 % pro vyšetření plic, o 50 % pro vyšetření břicha a o 23 % pro vyšetření mozku. Toto snížení je významné z hlediska jak individuální efektivní dávky, tak efektivní kolektivní dávky, protože tím dochází ke snížení potenciální újmy pro obyvatelstvo. Nejvíce diskutovanou újmou je vznik sekundárních maligních nádorů. Snížení efektivní dávky až o 50 % sníží výrazně i pravděpodobnost vzniku sekundárních zhoubných nádorů. Z kvantitativního vyhodnocení obrazů z hlediska šumu a SNR je navíc patrné, že i po výrazném snížení referenčního efektivního součinu proudu a expozičního času nedošlo k nárůstu šumu v obrazu, poklesu SNR, a tím potřebná obrazová informace pro radiodiagnostika zůstala zachována. Výsledky této studie potvrzují, že použití IRIS algoritmu umožňuje významně snížit radiační zátěž pacienta. Charakteristika získaných obrázků, tzv. rastr či moaré snímku, se oproti FBP rekonstrukci mírně liší, hodnocení charakteru snímku je však poměrně subjektivní. Každý radiolog přecházející na techniky iterativní rekonstrukce si musí zvyknout na nový charakter snímku, který však v žádném případě neztrácí diagnostickou informaci. Pozorovatelné subjektivní změny jsou patrné zejména v úrovni velkých ploch (tzv. izoploch), např. parenchymatózních orgánů, kde v důsledku algoritmu iterativní rekonstrukce dochází k určitému splývání přechodů, což může některým radiologům působit obtíže, či připadat neobvyklé pro daný typ CT snímků. V nastavování rekonstrukčních parametrů je nutné dbát obecně vždy zvýšené opatrnosti a nedůvěřovat slepě jen aplikačním technikům dodavatele CT přístroje. V Nemocnici Na Homolce jsme se setkali v rámci konzultací s některými externími CT snímky již tak vyhlazenými a vyčištěnými od šumu filtracemi a algoritmy včetně využití iterativní rekonstrukce z CT jiných výrobců, že zřetelně ztratily již na diagnostické kvalitě. Rozeznat takové snímky lze poměrně snadno pohledem například na plicní okno v oblasti hrudníku, neboť takové snímky mají výrazně redukovanou periferní plicní kresbu. Na snímcích periferní kresba prostě neexistuje, je kompletně odfiltrovaná, stejně jako šum. Tento efekt však nebyl při použití rekonstrukčního algoritmu IRIS pozorován. Pokud se některá pracoviště rozhodnou používat iterativní rekonstrukční algoritmy, musí mít vždy na paměti, že jsou to pomocné metody. Z uvedené krátké studie je patrné, že při zavedení IRIS algoritmu do klinické praxe nelze pouze automaticky snížit proud na rentgence o určitou hodnotu, ale je třeba provést optimalizaci parametrů pro každé jednotlivé vyšetření tak, aby bylo dosaženo potřebné kvality snímků. Doporučujeme nejprve nastavit optimálně parametry jednotlivých vyšetření pro původní FBP rekonstrukční algoritmus a teprve následně aplikovat IRIS algoritmus. Poté můžeme postupně snižovat dávku v jednotlivých protokolech a sledovat, jak se mění charakteristika a kvalita snímků. Každé pracoviště nejspíše bude používat redukci dávky na trochu jiné úrovni právě podle subjektivního vyhodnocení pracujících radiologů. Je také nutné si uvědomit, že analyzovat nastavení parametrů v každém protokolu lze až po vyšetření několika desítek pacientů a jejich vyhodnocení, zda bylo snížení dávky dostatečné nebo je možné v redukci dávky ještě pokračovat, či zda je i při použití rekonstrukčního IRIS algoritmu množství šumu v obrazu neakceptovatelné. Při výrazném podzáření pacienta během vyšetření při snaze maximálně snížit dávku mohou být snímky již tak zašuměné, že jejich diagnostická hodnota bude malá a snímky budou hodnoceny jako špatné, pro diagnostiku nevhodné. Je třeba mít na paměti, že v takovém případě bude nutné vyšetření opakovat, což je z hlediska radiační ochrany nepřípustné. Do této studie byli zařazeni pacienti, jejichž tělesná hmotnost byla maximálně 90 kg. V případě obézních pacientů obsahují snímky při použití protokolu s redukovanou dávkou poměrně velké množství šumu, které není možné ani pomocí IRIS rekonstrukce zcela odstranit. V takovém případě se ukázalo vhodné aplikovat algoritmus IRIS na standardní protokol bez redukce dávky. Oproti původním snímkům rekonstruovaných FBP, které obsahují vyšší podíl šumu, IRIS algoritmus větší část šumu odstraní a snímky dosahují více obvyklého vzhledu jako u normostenického pacienta. U obézního pacienta tedy již není nutné zvyšovat dávku pro pořízení dostatečně kvalitních snímků, protože při použití IRIS algoritmu a standardního vyšetřovacího protokolu určenému pro FBP se množství šumu sníží. Na tuto problematiku se však tato práce výrazněji nesoustředila. ZÁVĚR Použití IRIS algoritmu pro rekonstrukci CT snímků redukuje šum v obrazu, a tím umožňuje výrazně snížit radiační zátěž pacienta. Z uvedených výsledků je ovšem zřejmé, že před zavedením nového rekonstrukčního algoritmu do klinické praxe na daném pracovišti je třeba provést optimalizaci parametrů všech běžně používaných protokolů vyšetření tak, aby kvalita pořízených snímků zůstala zachována. Každý lékař radiolog si musí na charakter nových snímků zvyknout a současně akceptovat i limitace s tímto spojené. Rekonstrukce pomocí IRIS algoritmu jsou vhodné zejména pro vyšetření hrudníku, břicha a malé pánve, kde lze dosáhnout až 50% redukce dávky u astenických a normostenických pacientů. U obézních pacientů je vhodné spíše provést vyšetření s klasickým protokolem, snímky následně rekonstruovat pomocí IRIS algoritmu, a tím dosáhnout požadovaného snížení šumu v obraze. Literatura 1. Bittencourt MS, Schmidt B, Seltmann M, et al. Iterative reconstruction in image space (IRIS) in cardiac computed tomography: initial experience. Int J Cardiovasc Imaging 2010 (online) http://dx.doi.org/10.1007/ s10554-010-9756-3. 2. Pontana F, Duhamel A, Flohr T, et al. Chest computed tomography using iterative reconstruction vs filtered back projection (Part 1): evaluation of image noise reduction in 32 patients. Eur Radiol 2011; 21: 627 635. 3. Pontana F, Duhamel A, Flohr T, et al. Chest computed tomography using iterative reconstruction vs filtered back projection (Part 2): image quality of lowdose CT examinations in 80 patients. Eur Radiol 2011; 21: 636 643. 4. Leipsic J, Heilbron BG, Hague C. Iterative reconstruction for coronary CT angiography: fading its way. Int J Cardiovasc Imaging 2011 (online) http://dx.doi. org/10.1007/s10554-011-9832-3. 5. AAPM REPORT NO. 96, The Measurement, Reporting, and Management of Radiation Dose in CT. (online) (cit. 2011-05-10). Dostupný z: http://www.aapm. org/pubs/reports/rpt_96.pdf 6. Alkadhi H, Leschka S. Radiation dose of cardiac computed tomography what has been achieved and chat Leeds to be done. Eur Radiolol 2011; 21: 505 509. strana 182