RU2753474C1 - Способ низкодозного сканирования органов грудной клетки, адаптированный к массе тела пациента - Google Patents
Способ низкодозного сканирования органов грудной клетки, адаптированный к массе тела пациента Download PDFInfo
- Publication number
- RU2753474C1 RU2753474C1 RU2020140115A RU2020140115A RU2753474C1 RU 2753474 C1 RU2753474 C1 RU 2753474C1 RU 2020140115 A RU2020140115 A RU 2020140115A RU 2020140115 A RU2020140115 A RU 2020140115A RU 2753474 C1 RU2753474 C1 RU 2753474C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- patient
- tube
- dose
- level
- scanning
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 title claims abstract description 14
- 230000037396 body weight Effects 0.000 title abstract 2
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 claims abstract description 11
- 230000002685 pulmonary effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 15
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 12
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 10
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 10
- 208000020816 lung neoplasm Diseases 0.000 description 10
- 206010058467 Lung neoplasm malignant Diseases 0.000 description 9
- 201000005202 lung cancer Diseases 0.000 description 9
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 5
- 206010035664 Pneumonia Diseases 0.000 description 4
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 4
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 3
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 3
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 2
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 2
- 206010006322 Breath holding Diseases 0.000 description 1
- 229940124446 critical care medicine Drugs 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 231100000915 pathological change Toxicity 0.000 description 1
- 230000036285 pathological change Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011309 routine diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 210000000115 thoracic cavity Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицине, в частности рентгенологии, и может быть использовано для низкодозного сканирования органов грудной клетки, адаптированного к массе тела человека. Проводят сканирование пациента при положении пациента на спине с поднятыми к голове руками, при задержке дыхания на глубине вдоха. Обеспечивают протяженность сканирования от верхушек легких до легочных синусов. Устанавливают силу тока на трубке (mА) 10 мА. При этом устанавливают напряжение на трубке (kv) при весе пациента менее 90 кг на уровне 100 кВ. При весе пациента более 90 кг, но менее 120 кг устанавливают напряжение на трубке на уровне 120 кВ. При весе пациента более 120 кг устанавливают напряжение на трубке на уровне 140 кВ. Устанавливают компьютерно-томографический индекс дозы (CTDI) 1,0 мГр. Устанавливают скорость ротации трубки 0,4 с. Осуществляют реконструкцию данных с применением модельной итеративной реконструкции с уровнем итерации IMR 2. Устанавливают фильтр Y-Sharp Plus. Способ обеспечивает низкодозное сканирование органов грудной клетки, адаптированное к массе тела пациента, за счет применения модельных итеративных реконструкций. 2 табл., 2 пр.
Description
Область техники, к которой относится изобретение - медицина, в частности рентгенология.
Из уровня техники известен ряд аналогов заявляемого технического решения. Наиболее распространенным является выполнение диагностической процедуры по стандартному протоколу, т.е. базовому протоколу, рекомендованному производителем компьютерного томографа, [Рекомендации Американской ассоциации медицинских физиков, American Association of Physicists in Medicine, AAPM Adult Routine Chest CT Protocols Version 2.1 5/4/2016]. Полученные изображения обладают хорошим качеством, позволяют диагностировать любые патологические состояние органов грудной клетки, однако при использовании стандартных настроек средняя доза облучения весьма высока, а именно -составляет 6-8 мЗв в зависимости от комплекции пациента, что не позволяет использовать данный протокол в качестве профилактического исследования (скрининга) согласно нормам СанПин 2.6.1.1192-03, так превышена максимально допустимая дозы облучения в 1 мЗв.
Другим аналогом заявленного технического решения является способ скрининга рака легкого по низкодозному протоколу компьютерной томографии, предложенный в ходе широкомасштабного скринингового исследования в США (National Lung Screening Trial, NLST) [National Lung Screening Trial Research Team. Reduced lung-cancer mortality with low-dose computed tomographic screening. New England Journal of Medicine. 2011. V. 365. No. 5. P. 395-409.] Преимуществом является высокая чувствительность данного решения в выявлении рака легкого. Однако, протоколы не адаптированы в зависимости от конституции пациента, и средняя доза лучевой нагрузки при данном исследовании превышает 1,5 мЗв, что делает невозможным ее применение в качестве скринингового метода в России.
Еще одним аналогом заявленного технического решения являются способы сканирования, основанные на использовании низкодозных протоколов, предложенные в скрининговом исследовании в Европе [Horeweg, Nanda, et al. "Characteristics of lung cancers detected by computer tomography screening in the randomized NELSON trial." American journal of respiratory and critical care medicine 187.8 (2013): 848-854.] Были разработаны протоколы с различным напряжением для рентгеновской трубки 80-90, 120, 140 кВ для пациентов массой тела меньше 50, от 50 до 80, более 80 кг, соответственно. Методика направлена только на скрининг рака легкого и не предусматривает использование в качестве способа для диагностики других патологических состояний органов грудной клетки в виду недостаточного качества изображений.
Другим аналогом заявленного технического решения является способ проведения диагностической процедуры посредством компьютерной томографии, выполненной по низкодозному протоколу с характеристиками, рекомендованными Американской ассоциацией физиков в медицине ААРМ [Association of Physicists in Medicine Lung Cancer Screening CT Protocols Version 4.0 2/23/16]. Процедуру проводят с различными настройками в зависимости от веса пациента: до 90 кг, 90-120 кг и более 120 кг. Преимуществом данного прототипа является сниженная доза облучения при сканировании пациента по сравнению со стандартным сканированием и возможность использования полученных изображений для выявления очагов в легких и скрининга рака легкого. Недостатком прототипа является отсутствие возможности использования для диагностики других патологий легких вследствие недостаточного качества полученных изображений.
Прототипом заявленного технического решения, является техническое решение «Способ скрининга рака легкого с помощью ультранизкодозной компьютерной томографии у пациентов с массой тела до 69 кг» (В.А. Гомболевский, В.Ю. Чернина и др.), по патенту РФ №2701922. Преимуществом данного решения является получения качества изображения, достаточного для выполнения задач скрининга рака легкого, с дозой облучения, не превышающей 1 мЗв. Недостатком данного изобретения является невозможность его использования для диагностики патологических состояний органов грудной клетки, кроме указанной онкопатологии.
Раскрытие изобретения
Техническая задача, решаемая заявляемым изобретением, состоит в преодолении ограничений прототипа, связанных с выявлением только онкопатологии, путем повышения качества изображения за счет применения итеративных реконструкций, позволяющих при этом сохранять лучевую нагрузку менее 1 мЗв. Таким образом, открывается возможность использовать низкодозный протокол не только в качестве скрининга рака легкого, но и в качестве рутинной диагностики различной патологии органов грудной полости.
Технический результат состоит в обеспечении возможности диагностики широкого спектра патологий посредством низкодозного сканирования органов грудной клетки за счет повышения качества изображения низкодозного протокола, что расширяет показания для его применения, в том числе для рутинной диагностики различных патологий органов грудной полости.
Известные из уровня техники рутинные способы диагностики патологических изменений органов грудной клетки с помощью компьютерной томографии содержат следующие основные этапы:
- проведение сканирования при положении пациента на спине с поднятыми к голове руками;
- проведение сканирования с задержкой дыхания на глубине вдоха;
- протяженность сканирования устанавливают от верхушек легких до легочных синусов.
- силу тока на трубке (мА) понижают до 10 мА
В предпочтительном варианте осуществления заявляемого технического решения используются следующие параметры реконструкции изображения:
- толщина среза 1 мм
- интервал между срезами 0,5
- размер матрицы 512×512
В отличие от аналогов заявляемое изобретение предполагает осуществление следующих действий:
- устанавливают напряжение на трубке (kv) при весе пациента менее 90 кг на уровне 100 кВ; при весе пациента более 90 кг, но менее 120 кг - 120 кВ; при весе пациента более 120 кг - 140 кВ.
- устанавливают компьютерно-томографический индекс дозы (CTDI) 1,0 мГр;
- время ротации трубки (Time rotation) устанавливают 0,4 с;
- устанавливается фильтр Y-Sharp Plus,
- реконструкцию данных осуществляют с применением модельной итеративной реконструкции и уровнем итераций IMR 2
Принципиальными отличиями данного способа от аналогов являются комплектация томографа специализированным реконструктором и программным обеспечением. Уровень итераций характеризует уровень обработки специализированным реконструктором и отражает количество повторений алгоритма, выполняемых для устранения цифрового шума. Чем выше уровень, тем больше происходит повторений, больше цифрового шума удаляется. Меньше уровень итераций - изображение более резкое и более шумное. Выше уровень итераций - изображение менее резкое и менее шумное. Всего уровней 6 при использовании программного обеспечения Philips (Mehta D. et al. Iterative model reconstruction: simultaneously lowered computed tomography radiation dose and improved image quality // Med Phys Int J. - 2013. - T. 2. - №. 1. - C. 147-55.). При использовании более высокого уровня итераций вместе с шумом могут устраниться и нормальные структуры (например, междольковые перегородки в ткани легкого), которые программа примет за шум. По нашему опыту наилучшее качество визуализации обеспечивает уровень итераций IMR 2. Итеративная реконструкция (от анг. iterative - повторяющийся) повторяет реконструкцию несколько раз для лучшей оценки математических допущений, что позволяет получить изображения с более низким уровнем шума. Конечной целью всех итеративных реконструкций является выделение шума и получение изображения, максимально приближенного к реальному объекту, следствием чего является возможность снижения дозы при КТ исследовании.
Новизна предлагаемого решения состоит в возможности диагностики различных патологий органов грудной клетки с дозой лучевой нагрузки менее 1 мЗв, ранее доступной только профилактических исследований. Это стало возможным благодаря оптимизации низкодозных протоколов сканировния за счет применения модельных итеративных реконструкций IMR 2. Модельная итеративная реконструкция (МИР) работает с проекционными данными и реконструированными изображениями и использует обратное и прямое восстановление данных. Модельная итеративная реконструкция, является наименее чувствительной к появлению шума при снижении силы тока на трубке [Mehta D. et al. Iterative model reconstruction: simultaneously lowered computed tomography radiation dose and improved image quality //Med Phys Int J. - 2013. - T. 2. - №. 1. - C. 147-55.]
Параметры сканирования и реконструкции изображений в зависимости от веса пациента приведены в таблице 1 и 2. Данная комбинация параметров была подобрана в ходе модификации параметров прототипа с оптимизацией благодаря применению модельной итеративной реконструкции IMR 2, не использовавшейся ранее.
Заявляемый способ иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Пациент Б., 62 года, вес 83 кг, направлен врачом-терапевтом на КТ органов грудной клетки для исключения пневмонии. При исследовании у пациента в 9 и 10 сегментах правого легкого определяются участки консолидации легочной ткани. Рентгенологическое заключение: КТ-картина бисегментарной пневмонии справа. Спустя 10 дней после первичной КТ выполнена контрольная КТ органов грудной клетки. При исследовании выявлено уменьшение размеров ранее обнаруженных участков консолидации, изменения расценены как положительная динамика. При первом исследовании доза облучения составила 0,56 мЗв, при втором исследовании 0,55 мЗв.
Использование предложенного протокола позволило выполнить поставленную диагностическую задачу и оценить эффективность лечения. При этом доза облучения не превышала 1 мЗв и была в несколько раз ниже, чем при стандартном сканировании.
Пример 2.
Пациент Б., 70 лет, вес - 95 кг, направлен врачом-терапевтом для исключения пневмонии. При исследовании у пациента выявлены двусторонние периферические полисегментарные участки консолидации легочной ткани. Рентгенологическое заключение: двусторонняя полисегментарная пневмония. Доза облучения составила 0,81 мЗв.
Использование предложенного протокола позволило выполнить поставленную диагностическую задачу. При этом доза облучения не превышала 1 мЗв и была в несколько раз ниже, чем при стандартном сканировании.
Claims (14)
- Способ низкодозного сканирования органов грудной клетки, адаптированный к массе тела человека, содержащий этапы, на которых:
- - проводят сканирование пациента при положении пациента на спине с поднятыми к голове руками;
- - выполняют сканирование при задержке дыхания на глубине вдоха;
- - обеспечивают протяженность сканирования от верхушек легких до легочных синусов;
- - устанавливают силу тока на трубке (mА) 10 мА;
- отличающийся тем, что
- - устанавливают напряжение на трубке (kv) при весе пациента:
- менее 90 кг - на уровне 100 кВ;
- более 90 кг, но менее 120 кг - на уровне 120 кВ;
- более 120 кг - на уровне 140 кВ;
- - устанавливают компьютерно-томографический индекс дозы (CTDI) 1,0 мГр;
- - устанавливают скорость ротации трубки 0,4 с;
- - осуществляют реконструкцию данных с применением модельной итеративной реконструкции с уровнем итерации IMR 2;
- - устанавливают фильтр Y-Sharp Plus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020140115A RU2753474C1 (ru) | 2020-12-07 | 2020-12-07 | Способ низкодозного сканирования органов грудной клетки, адаптированный к массе тела пациента |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020140115A RU2753474C1 (ru) | 2020-12-07 | 2020-12-07 | Способ низкодозного сканирования органов грудной клетки, адаптированный к массе тела пациента |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2753474C1 true RU2753474C1 (ru) | 2021-08-17 |
Family
ID=77349289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020140115A RU2753474C1 (ru) | 2020-12-07 | 2020-12-07 | Способ низкодозного сканирования органов грудной клетки, адаптированный к массе тела пациента |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2753474C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2817246C1 (ru) * | 2023-02-15 | 2024-04-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Петрова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Способ скрининга на рак легких |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2567216C2 (ru) * | 2009-10-22 | 2015-11-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Методика определения параметров сканирования |
| RU2575405C2 (ru) * | 2010-06-21 | 2016-02-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Компьютерная томография (ст) при малых дозах |
| RU2586968C2 (ru) * | 2010-10-27 | 2016-06-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Уменьшение уровня шума в низкодозной компьютерной томографии |
| WO2018231757A1 (en) * | 2017-06-12 | 2018-12-20 | The Research Foundation For The State University Of New York | System, method and computer-accessible medium for ultralow dose computed tomography image reconstruction |
| RU2701922C1 (ru) * | 2018-09-18 | 2019-10-02 | Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы "Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы" (ГБУЗ "НПКЦ ДиТ ДЗМ") | Способ скрининга рака легкого с помощью ультранизкодозной компьютерной томографии у пациентов с массой тела до 69 кг |
| US20200353103A1 (en) * | 2015-02-20 | 2020-11-12 | Bayer Healthcare Llc | Contrast imaging agent with dissolved gas-evolving fluid |
-
2020
- 2020-12-07 RU RU2020140115A patent/RU2753474C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2567216C2 (ru) * | 2009-10-22 | 2015-11-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Методика определения параметров сканирования |
| RU2575405C2 (ru) * | 2010-06-21 | 2016-02-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Компьютерная томография (ст) при малых дозах |
| RU2586968C2 (ru) * | 2010-10-27 | 2016-06-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Уменьшение уровня шума в низкодозной компьютерной томографии |
| US20200353103A1 (en) * | 2015-02-20 | 2020-11-12 | Bayer Healthcare Llc | Contrast imaging agent with dissolved gas-evolving fluid |
| WO2018231757A1 (en) * | 2017-06-12 | 2018-12-20 | The Research Foundation For The State University Of New York | System, method and computer-accessible medium for ultralow dose computed tomography image reconstruction |
| RU2701922C1 (ru) * | 2018-09-18 | 2019-10-02 | Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы "Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы" (ГБУЗ "НПКЦ ДиТ ДЗМ") | Способ скрининга рака легкого с помощью ультранизкодозной компьютерной томографии у пациентов с массой тела до 69 кг |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2817246C1 (ru) * | 2023-02-15 | 2024-04-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Петрова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Способ скрининга на рак легких |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3264985B1 (en) | Tomography imaging apparatus and method of reconstructing tomography image | |
| CN106920265B (zh) | 计算机断层扫描图像重建方法及装置 | |
| JP5028528B2 (ja) | Ｘ線ｃｔ装置 | |
| JP4344191B2 (ja) | 画像形成システムの低線量画像シミュレーションのための方法及びシステム | |
| JP5451756B2 (ja) | 減弱補正のための方法及び装置 | |
| JP6929689B2 (ja) | 医用画像処理装置及び医用画像診断装置 | |
| Goo | Is it better to enter a volume CT dose index value before or after scan range adjustment for radiation dose optimization of pediatric cardiothoracic CT with tube current modulation? | |
| RU2701922C1 (ru) | Способ скрининга рака легкого с помощью ультранизкодозной компьютерной томографии у пациентов с массой тела до 69 кг | |
| Co et al. | Iterative reconstructed ultra high pitch CT pulmonary angiography with cardiac bowtie-shaped filter in the acute setting: effect on dose and image quality | |
| JP2019051322A (ja) | 動態解析システム | |
| KR20190079371A (ko) | 조영제를 주입하여 컴퓨터 단층 촬영하는 방법 및 장치 | |
| Noël et al. | A clinical comparison study of a novel statistical iterative and filtered backprojection reconstruction | |
| CN108694999B (zh) | 临床决策支持***的灵活使用 | |
| RU2753474C1 (ru) | Способ низкодозного сканирования органов грудной клетки, адаптированный к массе тела пациента | |
| Hu et al. | Prospective study of low-and standard-dose chest CT for pulmonary nodule detection: a comparison of image quality, size measurements and radiation exposure | |
| Leng et al. | Motion artifact reduction in fan-beam and cone-beam computed tomography via the fan-beam data consistency condition (FDCC) | |
| Shamsul et al. | Evaluation of radiation dose from coronary CT angiography (CCTA) examination associated with prospective ECG-triggering technique in multidetector 640-slice scanner | |
| JP2018122093A (ja) | 医用画像処理装置、ｘ線ｃｔ装置、及び医用画像処理方法 | |
| Silin et al. | The influence of model iterative reconstruction on the image quality in standard and low-dose computer tomography of the chest. Experimental study | |
| Chen et al. | A feasibility study of 70 kV double low-dose coronary imaging technique in abdomen-fatty patients using dual-source CT | |
| RU2741707C1 (ru) | Способ скрининга рака легкого с помощью ультранизкодозной компьютерной томографии у пациентов с массой тела более 90 кг | |
| RU2741712C1 (ru) | Способ скрининга рака легкого с помощью ультранизкодозной компьютерной томографии у пациентов с массой тела от 70 до 89 кг | |
| JPWO2010100996A1 (ja) | Ｘ線ｃｔ装置及び画像修正プログラム | |
| JP2000189412A (ja) | 放射線断層撮影方法および装置 | |
| Tiddens et al. | Chest computed tomography |