Международное агентство по атомной энергии МАГАТЭ Компьютерная томография сердца - дозы облучения, управление дозами и практические вопросы Лекция 11. - презентация

1 Международное агентство по атомной энергии МАГАТЭ Компьютерная томография сердца - дозы облучения, управление дозами и практические вопросы Лекция 11

2 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы 2 Правильно или нет? 1.Доза облучения пациента при компьютерной томографии (КТ) сердца эквивалентна 20 обычным рентгенографиям легких. 2.Распределение поглощенной дозы в отдельных органах при КТ сердца и при интервенционных исследованиях сосудов средца очень похожи. 3.При КТ сердца дозы облучения пациентов обычно измеряются в Гр·см 2.

3 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 3Цели обучения 1.Понять принципы и технологию компютерной томографии в случае кардиологических исследований 2.Понять какие дозиметрические величины используются для измерения облучения пациентов в КТ и факторы оказывающие влияние на дозу. Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

4 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 4 Число КT процедур в США IMV Benchmark Report on CT, 2006 Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

5 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 5 Распределение КТ процедур 50,1 млн. в 2003 году IMV Benchmark Report on CT, 2004 HCAP: ~70% of all CT procedures Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

6 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭВведение Компьютерная томография (КТ) стала использоваться в клинической практике с 1972 года и произвела революцию в рентгенодиагностике, позволив получать высококачест- венные изображения поперечных сечений тела Другие ткани не накладываются на изображения поперечных срезов Предложенная технология, в частности, улучшила контрастную чувствительность при оценке изображений мягких тканей; хотя требуемая для данного исследования доза облучения весьма высока Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы 6

7 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ Компьютерная томография КТ использует вращающуюся рентгеновскую трубку с пучком лучей в виде узкого слоя толщиной от 1 до 10 мм Полученные данные представляют собой множество значений интенсивности излучения, которые используются для создания изображения среза тела пациента Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы 7

8 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ КТ сканер Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

9 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ Принцип спирального сканирования Геометрия сканирования Постоянное получение данных при движении стола Рентгеновский луч Направление движения пациента Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

10 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 0,5 мм 1 мм 2,5 мм 5 мм Мультиспиральная КТ коллимация Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы Мультиспиральная КТ: одновременное получение нескольких срезов

11 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 11Питч Расстояние между срезами определяется как сдвиг стола минус номинальная толщина среза. В спиральной КТ питч (шаг) является отношением сдвига стола за полный оборот трубки к номинальной толщине среза на оси вращения. В клинической практике расстояние между срезами обычно от 0 до 10 мм, а питч между 1 и 2. Расстояние между срезами может быть отрица- тельным для сканирования с перекрытием, что для спиральной КТ означает питч

12 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 12 Питч для мультидетекторной компьютерной томографии (MDCT) I - сдвиг стола (мм/360 о ) W – ширина пучка (мм) I T W T - ширина одного канала детектора (мм) N - число активных каналов детектора IEC Part 2-44, 2003 * IEC Part 2-44, 2003 Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

13 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 13 Типичные значения эффективнoй дозы облучения при КT КТ головы мЗв КТ грудной клетки мЗв КТ брюшной полости и таза мЗв Средний радиационный фон в США в год 3,6 мЗв Обычная рентгеногарфия легких ~ 0,1 - 0,2 мЗв Скрининг коронарного кальция мЗв КТ ангиография сердца мЗв Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

14 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 14 Почему дозы при КТ так высоки ? Чем быстрее время сканирования и тоньше срезы, тем более высокий ток трубки необходим для получения изображения хорошего качества При КТ сердца часто требуется сканирование со значителным перекрытием полей (маленький питч) для уменьшения артефактов движения Приводит к более высоким дозам облучения пациента! Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

15 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 15 Факторы, влияющие на дозы облучения и качество изображения Анодный ток (мА) Время излучения трубки Питч мАс или эффективные мАс Энергия пучка (кВ и фильтрация) Толщина среза Геометрическая эффективность и эффективность детектора Фильтры пучка Алгоритмы реконструкции,... Размер пациента Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

16 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 16 Связь дозы и шума Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы 15 мкР / кадр2 мкР / кадр24 мкР / кадр

17 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 17 Влияние энергии рентгеновского излучения 120 кВ135 кВ Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

18 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 18 Влияние питча на дозу облучения и на качество изображения Влияние питча на дозу облучения и на качество изображения P = 0.83 CTDI = 37 мГр P = 1.48 CTDI = 20.6 мГр на 45% ниже P= 0.64 CTDI = 47.8 мГр на 30% выше Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

19 Международное агентство по атомной энергии МАГАТЭ Радиационные измерения

20 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 20 CTDI 100 MSAD CTDI w CTDI vol DLP Эффективная доза КТ дозиметрия Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

21 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 21 Экспериментальная установка Электрометр Radcal 1015C, с КТ-ионизационной камерой в фантоме туловища Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

22 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 22 Типичное распределение дозы при КT 100 Туловище 32 см Голова 16 см Доза равномерно распределена по поверхности и уменьшается к центру Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

23 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 23 CTDI W (Взвешенное значение доз облучения в центре и на периферии) CTDI vol (с учётом питча ) CTDI w =(2/3) CTDI периф +(1/3) CTDI центр CTDI vol =(1/питч)CTDI w Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

24 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 24 Произведение дозы на длину (DLP) Для определения дозы облучения за всё исследование Включает число сканов и длину сканирования DLP = CTDIvol (мГр) длину сканирования (см) Отображаются на мониторах Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

25 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 25 Эффективные дозы для разных исследований сердца ПроцедураАппаратЭфф. доза (мЗв) Скрининг коронарного кальция Электронно-лучевая КТ Мультиспиральная КТ * КТ ангиография сердца Электронно-лучевая КТ * Мультиспиральная КТ6.7* ОФЭКТ сердца с Tc-99m или Tl Коронарография (только диагностика с рентгеноскопией) 2.1* Рентгенография легких0.1 *Hunold P, et al., Radiology, 2003 Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

26 Международное агентство по атомной энергии МАГАТЭ Модуляция дозы облучения при КТ Модуляция дозы облучения при КТ

27 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 27 Последние достижения: снижение дозы при КТ Ослабление пучка излучения слабее в передне-задней (ПЗ) и сильнее в боковой проекциях Ослабление выше Выше мА Ослабление ниже Ниже мА Однако, распределение КТ дозы равномерно на поверхности и уменьшается радиально к центру Обсуждались различные пути для снижения дозы Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

28 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 28 Методы снижения дозы Снижение дозы, основаное на анатомии пациента Значение тока меньше в ПЗ проекции и больше в боковых 1 GE, 2 Toshiba и 3 Siemens МСКТ 200 mA 150 mA 130 mA 150 mA 180 mA 210 mA 200 mA 170 mA 180 mA Методы Степень ослабления излучения в теле пациента измеряется во время предварительного сканирования и ток трубки (мА) изменяется для каждого оборота трубки (системы SmartmA 1 и Real AEC 2 ) или «на лету» (Сare dose 3 ) Возможно снижение дозы на 20-40% Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

29 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 29 Модуляция тока под контролем ЭКГ Ток трубки снижается в фазе систолы и увеличивается во время диастолы До 45% снижение дозы облучения * *Jakobs, et.al. Euro Radiol, 2002 Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

30 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 30 Влияние модуляции дозы: КТ грудной клетки Доза облучения: 16% увеличение в боковой, 25% уменьшение в ПЗ проекциях *Mahesh, Kamel & Fishman, Evaluation of CareDose on Siemens Sensation 64 MDCT scanner Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

31 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 31 Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

32 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 32 КТ с двумя трубками* (DSCT) Две рентгеновские трубки под прямым углом Отдельная система детекторов напротив каждой трубки Объединением одной четверти данных, полученных от двух детекторов, можно получить временное разрешение менее 100 мс *Siemens Definition at Johns Hopkins, 2006 Tube A Tube B Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

33 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 33Выводы Доза облучения при КТ исследованиях выражается в величинах CTDI vol (мГр), DLP(мГр·м) и эффективная доза E (мЗв). Увеличение числа КТ исследований является поводом для беспокойства о лучевой нагрузке на население Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

34 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 34Выводы Врачам, предписывающим или выполня- ющим КТ исследования сердца, следует знать дозы облучения, связанные с различ- ными протоколами, и они должны уметь обосновать целесообразность КТ исследования "Джин выпущен из бутылки, и сейчас остается приручить его" Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

35 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 35 Правильно или нет? 1.Типичные значения дозы облучения пациента при КТ ангиографии сердца находятся в диапазоне мЗв. 2.Более короткое время сканирования и более тонкие срезы требуют более высокий ток трубки для поддержания хорошего качества изображения. 3.Доза облучения пациента увеличивается при увеличении питча (если все остальные параметры остаются постоянными). Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы

36 Радиационная защита в кардиологии МАГАТЭ 36 4.Когда доза облучения пациента при КT дается как 500 мГр·см, это означает, что доза на коже составляет 500 мГр. 5.При КТ ангиографии сердца, ток трубки, синхронизованный с ЭКГ, снижается в фазе систолы и увеличивается во время диастолы Лекция 11: КТ сердца- дозы облучения, управление дозами и практические вопросы Правильно или нет?