• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

在 X 射线 CT 中的 ROI 成像潜力 - 新型动态射线衰减器与现有技术的比较。

On the potential of ROI imaging in x-ray CT - A comparison of novel dynamic beam attenuators with current technology.

机构信息

Siemens Healthcare GmbH, Forchheim, Germany.

Department of Medical Physics, Faculty of Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München, Garching, Germany.

出版信息

Med Phys. 2021 Jul;48(7):3479-3499. doi: 10.1002/mp.14879. Epub 2021 Jun 2.

DOI:10.1002/mp.14879
PMID:33838055
Abstract

PURPOSE

In this work, we explore the potential of region-of-interest (ROI) imaging in x-ray computed tomography (CT). Using two dynamic beam attenuator (DBA) concepts for fluence field modulation (FFM) previously developed, we investigate and evaluate the potential dose savings in comparison with current FFM technology.

METHODS

ROI imaging is a special application of FFM where the bulk of x-ray radiation is propagated toward a certain anatomical target (ROI), specified by the imaging task, while the surrounding tissue is spared from radiation. We introduce a criterion suitable to quantitatively describe the balance between image quality inside an ROI and total radiation dose with respect to a given ROI imaging task. It accounts for the mean image variance at the ROI and the effective patient dose calculated from Monte Carlo simulations. The criterion is further used to compile task-specific DBA trajectories determining the primary x-ray fluence, and eventually used for comparing different FFM techniques, namely the sheet-based dynamic beam attenuator (sbDBA), the z-aligned sbDBA (z-sbDBA), and an adjustable static operation mode of the z-sbDBA. Furthermore, two static bowtie filters and the influence of tube current modulation (TCM) are included in the comparison.

RESULTS

Our findings demonstrate by simulations that the presented trajectory optimization method determines reasonable DBA trajectories. The influence of TCM is strongly depending on the imaging task. The narrow bowtie filter allows for dose reductions of about 10% compared to the regular bowtie filter in the considered ROI imaging tasks. The DBAs are shown to realize substantially larger dose reductions. In our cardiac imaging scenario, the DBAs can reduce the effective dose by about 30% (z-sbDBA) or 60% (sbDBA). We can further verify that the noise characteristics are not adversely affected by the DBAs.

CONCLUSION

Our research demonstrates that ROI imaging using the presented DBA concepts is a promising technique toward a more patient- and task-specific CT imaging requiring lower radiation dose. Both the sbDBA and the z-sbDBA are potential technical solutions for realizing ROI imaging in x-ray CT.

摘要

目的

在这项工作中,我们探索了感兴趣区域(ROI)成像在 X 射线计算机断层扫描(CT)中的潜力。使用之前开发的两种用于强度调制(FFM)的动态束衰减器(DBA)概念,我们研究并评估了与当前 FFM 技术相比的潜在剂量节省。

方法

ROI 成像是 FFM 的一种特殊应用,其中大部分 X 射线辐射传播到特定的解剖目标(ROI),这是由成像任务指定的,而周围的组织则免受辐射。我们引入了一个合适的标准,用于定量描述 ROI 内的图像质量与特定 ROI 成像任务的总辐射剂量之间的平衡。它考虑了 ROI 处的平均图像方差和从蒙特卡罗模拟计算出的有效患者剂量。该标准进一步用于编译特定任务的 DBA 轨迹,确定初始 X 射线强度,并最终用于比较不同的 FFM 技术,即基于薄片的动态束衰减器(sbDBA)、与 Z 轴对齐的 sbDBA(z-sbDBA)以及 z-sbDBA 的可调静态操作模式。此外,还包括两个静态蝴蝶结滤波器和管电流调制(TCM)的影响。

结果

我们的研究结果通过模拟表明,所提出的轨迹优化方法确定了合理的 DBA 轨迹。TCM 的影响强烈依赖于成像任务。在考虑的 ROI 成像任务中,窄蝴蝶结滤波器与常规蝴蝶结滤波器相比可减少约 10%的剂量。DBA 被证明可以实现更大幅度的剂量减少。在我们的心脏成像场景中,DBA 可以将有效剂量降低约 30%(z-sbDBA)或 60%(sbDBA)。我们还可以进一步验证,DBA 不会对噪声特性产生不利影响。

结论

我们的研究表明,使用所提出的 DBA 概念进行 ROI 成像,是朝着更具患者和任务特异性的 CT 成像发展的一种有前途的技术,这种技术需要更低的辐射剂量。sbDBA 和 z-sbDBA 都是在 X 射线 CT 中实现 ROI 成像的潜在技术解决方案。

相似文献

1
On the potential of ROI imaging in x-ray CT - A comparison of novel dynamic beam attenuators with current technology.在 X 射线 CT 中的 ROI 成像潜力 - 新型动态射线衰减器与现有技术的比较。
Med Phys. 2021 Jul;48(7):3479-3499. doi: 10.1002/mp.14879. Epub 2021 Jun 2.
2
The z-sbDBA, a new concept for a dynamic sheet-based fluence field modulator in x-ray CT.z-sbDBA,一种用于X射线计算机断层扫描中基于动态平板的注量场调制器的新概念。
Med Phys. 2020 Oct;47(10):4827-4837. doi: 10.1002/mp.14430. Epub 2020 Aug 28.
3
Technical Note: Sheet-based dynamic beam attenuator - A novel concept for dynamic fluence field modulation in x-ray CT.技术说明:基于薄片的动态射线衰减器 - X 射线 CT 中动态射线强度调制的新概念。
Med Phys. 2019 Dec;46(12):5528-5537. doi: 10.1002/mp.13690. Epub 2019 Jul 26.
4
An optimization algorithm for dose reduction with fluence-modulated proton CT.一种基于调制质子 CT 注量的剂量降低优化算法。
Med Phys. 2020 Apr;47(4):1895-1906. doi: 10.1002/mp.14084. Epub 2020 Mar 3.
5
Fluid-filled dynamic bowtie filter: Description and comparison with other modulators.充液式动态蝴蝶结滤波器:描述及与其他调制器的比较。
Med Phys. 2019 Jan;46(1):127-139. doi: 10.1002/mp.13272. Epub 2018 Nov 29.
6
Experimental realization of fluence field modulated CT using digital beam attenuation.利用数字射线衰减实现剂量场调制 CT 的实验研究
Phys Med Biol. 2014 Mar 7;59(5):1305-26. doi: 10.1088/0031-9155/59/5/1305. Epub 2014 Feb 20.
7
Dynamic fluence field modulation in computed tomography using multiple aperture devices.使用多孔径设备的计算机断层扫描中的动态通量场调制。
Phys Med Biol. 2019 May 21;64(10):105024. doi: 10.1088/1361-6560/ab155e.
8
Design of a digital beam attenuation system for computed tomography. Part II. Performance study and initial results.计算机断层扫描数字射线衰减系统的设计。第二部分。性能研究和初步结果。
Med Phys. 2013 Feb;40(2):021906. doi: 10.1118/1.4773880.
9
Dose reduction using a dynamic, piecewise-linear attenuator.使用动态分段线性衰减器进行剂量减少。
Med Phys. 2014 Feb;41(2):021910. doi: 10.1118/1.4862079.
10
Control algorithms for dynamic attenuators.动态衰减器的控制算法
Med Phys. 2014 Jun;41(6):061907. doi: 10.1118/1.4875727.