Attenueringskorrektion - CT

Lite kort om CT.. 

Nuklearmedicinsk Utbildningsdag 

18 maj 2011 Lund 

Mikael Gunnarsson 

Strålningsfysik, Skånes universitetssjukhus

Agenda 

• CT grunder och utveckling 

• Hybridsystem 

• Attenueringskorrektion 

• Stråldosbegrepp 

• Stråldoser 

• Vad bestämmer stråldosen 

• Metoder för att minska stråldosen 

• Exponeringsautomatik 

Illustration: CMIV

Främmande fåglar? 

• SPECT/CT 

• PET/CT 

• PET/MR………..

CT historik 

80*80-matris 

EMI mod 7060 – huvudscanner, årgång 1973

”State of the art CT” 2011 

320 kanaler med 16 cm täckning 

Scannar ca 0.5 m/s!!

Vad är det då som är så speciellt med CT? 

?

CT vs. Konventionell röntgen 

Hög kontrast 

Friprojicering av objekt

”CT i nuklearmedicinens tjänst” 

Attenuering 

Attenuering – information från djupt liggande 

strukturer undertrycks 

• För 511 keV fotoner: ~ 9% per cm attenueras 

i patienten 

• För 140 keV fotoner: ~15% per cm attenueras 

i patienten

Attenueringskorrektion - CT 

• Mäter attenueringen (den linjära attenueringskoefficienten, µ) mellan 

röntgenrör och detektor 

• Ju tätare material desto högre attenuering 

• En CT-bild – karta av attenueringskoefficienter 

? 

Illustration: Impact

Attenueringskorrektion - CT 

PET 

• Måste korrigera attenueringskartan från CT kV (70 keV) till 511 keV 

SPECT 

Vatten/luft 

Ben/vatten 

• Måste korrigera attenueringskartan från CT kV (70 keV) till energin 

för använd radionuklid

Hybridsystem 

SPECT/CT PET/CT 

Siemens Symbia T 

SPECT/CT 

• TruePoint 2-slice 

• CARE Dose 4D 

• Attenuerings 

korrektion 

• Anatomisk 

lokalisation 

Siemens Symbia T6 


• TruePoint 6-slice 

• CARE Dose 4D 


korrektion 

• Anatomisk 

lokalisation 

Philips Gemini TF 

PET/CT 

• Brilliance 16-slice 

• DoseRight 


korrektion 

• Diagnostisk CT

Fusionering 

• Vertebral lesion in a case of Breast carcinoma- 99m Tc MDP SPECT/CT study 

Illustration: Siemens

Vad visas i en CT-bild, egentligen? 

Spatial fördelning av linjära 

attenueringskoefficienten (µ) 

µ är dock inte särskilt 

beskrivande och är beroende 

på använd spektral energi 

• Datorn räknar om attenueringsvärdena i matrisen till ett CT-nummer 

(Hounsfields unit HU) relativt attenuering i vatten: 

CT-värde: (µ T - µ water) / µ water * 1000 HU

Hounsfieldskalan 

• Normerat mot vatten vatten har alltid CT-värdet 0

Fönsterinställning / fönstring 

• Gråskalan anpassas efter täthetsvärdet för organen vi vill se 

• WC är fönstrets 

mittersta värde. 

Väljs efter det 

organ som skall 

studeras 

• WW är bredden på 

fönstret, definierar 

kontrasten i bilden. 

Smalt fönster ger 

hög kontrast

Presentation av CT-bilder 

Informationen 

kan bearbetas i 

datorn för att 

skapa 3D bilder 

Superior-inferior 

Anterior-posterior 

Left-right

Vad påverkar bilden? 

Kernel 

Varje tillverkare har sin egen benämning på kernel/filter 

•Siemens (B=Body, H=Head, ex. B40, B20) 

Högt värde = sharp, Lågt värde = smooth 

•Philips (A, B, C, ex. A std) 

•GE (std, sharp) 

Valet av kernel vid rekonstruktionen påverkar bilden 

i stor utsträckning!

Ex. Olika Kernel vid rekonstruktion

19 

19 

Ex. Olika Kernel vid rekonstruktion

Vad bestämmer stråldosen 

• User controlled: kV, mAs, pitch, snittjocklek, kollimering 

• Scanner specific: filtrering, detektorns känslighet 

• Patient dependent: patientstorlek, bestrålat område, organens 

strålkänslighet 

Illustration: GE

Ändra mAs 

Dos versus bildkvalitet: 

• mAs – avgör mängden röntgenstrålning 

• Dos ~ mAs 

• Kvantbrus ~ 

1 

mAs 

Låg mAs => hög brusnivå 4 ggr högre mAs => halverad brusnivå

Pitch 

Pitch = Bordsförflyttning per gantryrotation / Nominell snittjocklek 

Pitch < 1 = överlappande insamling Pitch > 1 = utdragen spiral 

Illustration: Madeleine Leidner

Parametrar som påverkar bildkvalitet/dos

Val av snittjocklek 

Upplösning versus brus: 

Tjocka snitt: 

• Lågt brus 

• Sämre detaljupplösning 

Tunna snitt: 

• Högt brus 

• Bättre detaljupplösning

80, 120 eller 140 kV? 

• 80 / 100 kV kan användas till riskpatienter (risk för 

konstrastmedelsinducerad njurskada) för att få en bättre 

attenuering av kontrast-medlet: 

- Lungemboli av äldre patienter (kan öka stråldosen och minska 

kontrastmedelsdosen) 

• 80 / 100 kV kan användas till barn 

• Låg kV ökar risken för beamhardening artefakter 

Ibland 140 kV i bakre skallgropen 

• Om man ökar från 120 till 140 kV (bibehållen mAs) så ökar 

stråldosen med en faktor 1,4

80, 120 eller 140 kV? 

Dos versus bildkvalitet: 

Parameter 80 kV 120 kV 140 kV 

Kontrast Högre Mellan Lägre 

Brus Mer Mellan Mindre 

Transmission Mindre Mellan Mer 

Patientdos per mAs Lägre Mellan Högre

Dual energy 

• Skillnader i attenuering för de olika energierna differentiering 


Iterativ rekonstruktion 

“potential advantages as yielding lower image noise, 

improved spatial resolution, and reduced image artefacts 

(beam hardening, “windmill” and metal artefacts), which bring 

opportunities to reduce the radiation dose” 

• GE: 

2010-2011 

ASIR Veo 

• Siemens: IRIS Safire 

• Philips: iDose iDose 4 

• Toshiba: AIDR 


Olika stråldosbegrepp 

• CTDI 

• DLP 

• Effektiv dos

CT Dose Index (CTDI) 

• CTDI vol anger medelstråldos i undersökt volym 

Skalle 

16 cm 

Kropp 

32 cm 

1 

CTDI D(z) dz 

nt 

n = antal snitt per rotation 

t = nominell snittjocklek 

D(z) = dosprofil 

Illustration: GE

CTDI phantom vs. Man

Tolkning av CTDI vol 

• Representerar inte dos till patienten, men kan användas för att 

jämföra dos från olika protokoll och scanners och mellan patienter 

av standardstorlek 

• Värdet på konsolen är ej uppmätt värde, utan beräknas utifrån vad 

det är för scannermodell och inställda parametrar 

• Årligen oberoende mätningar av CTDI (tolerans +/- 20%)

Dose Length Product (DLP) 

• Viktigt att beskriva vad som blev bestrålat, dvs läget i patienten! 

L 1 

DLP 1 

DLP = CTDI vol · L [mGy*cm] 

L = scanning längd 

DLP 1 = DLP 2 

• DLP är ett mått på den totala dosen 

L 2 

DLP 2

Uppskattning av effektiv dos (E eff) 

E eff = E DLP · DLP [mSv] 

• E DLP är konversionsfaktorer som är beroende av det anatomiska 

området (Monte Carlo simulerade) 

Anatomiskt område E DLP [mSv/mGy*cm] 

Skalle 0,0023 

Hals 0,0054 

Bröstkorg 0,019 

Buk 0,017 

Bäcken 0,017 

Ben 0,0008 

European Guidelines for Multislice Computed Tomography. Appendix A – MSCT Dosimetry. (2004)

Patientprotokoll 

Uppskattning av effektiv dos: 

67 · 0,017 = 1,1 mSv

Beräkning av effektiv dos och organdoser 

Illustration: Jianwei Gu

Doser: SPECT/CT och PET/CT 


• Skelett tomo 99m Tc-MDP ~ 4 mSv 

• Attenueringskorrektion CT (130 kV, 17 q ref mAs) ~ 1 mSv 

PET/CT 

• Tumörer 18 FDG ~ 7 mSv 

• Thorax (120 kV, 150 prot mAs) ~ 9 mSv 

• Tra Hep Mjuk (120 kV, 150 prot mAs) ~ 5 mSv 

• Body AC (120 kV, 150 prot mAs) ~ 12 mSv 

• Body low dose AC (120 kV, 50 mAs fix) ~ 5 mSv 

• Höga doser! 

- Har tidigare diagnostisk CT gjorts? 

- Behöver ytterligare diagnostisk CT göras? 

~ 30 mSv

Akuta strålskador 

Y Imanishi et al. Eur Radiol (2005) 15:41-46

Möjligheter till dosreduktion… 

• Bättre filter (bowtie filter) 

• Bättre bildbehandlingsalgoritmer 

• Iterativ rekonstruktion 

• Effektivare detektorer 

• Begränsa undersökt volym 

• Anpassa scanningparametrar till patient (barn) och frågeställning 

• Rörströmsmodulering (exponeringsautomatik) 

Illustration: GE

Översiktsbild – AP eller PA? 

Illustration: GE

Organbaserad dosmodulering 

• Reducerad exponering till brösten med 30-40 % 

• Jämförbar brusnivå 


Vismutskydd 

• Kontroversiellt…! 

“Some studies demonstrated its efficacy for dose reduction to the 

lens and breast without significant adverse effects on image quality, 

while other groups have questioned its value and even reported that 

it increased radiation dose.“

Varför exponeringsautomatik (AEC)? 

• Varierad patientstorlek 

• Varierad anatomi 

• Jämnare bildkvalitet 

• Reducerad stråldos 

Illustration: Philips, GE

Princip för exponeringsautomatik 

• Specificera önskad bildkvalitet 

• Modulering av mA 

• Den önskade bildkvaliteten uppnås med ökad strålningseffektivitet, 

minskade utarmningsartefakter och jämnare bildkvalitet. 


Olika AEC tekniker 

• Longitudinell modulering (z) 

- Använder översiktsbilden 

• Rotationsmodulering (x,y) 

- Använder attenueringsprofiler eller 

- Feedback från realtidsmätningar 

• Kombinerad modulering (x,y,z) 

- Rörströmmen anpassas efter varje 

patients attenuering i 3D 


Kärt barn har många namn…

Dagens AEC system 

• Idag har ”alla” tillverkarna 3D AEC system 

• Olika nomenklatur, utförande och inställningsmöjligheter 

Tillverkare AEC system Metod för att välja önskad 

bildkvalitet 

GE AutomA 3D Väljer noise index (brusnivå), min 

och max mA-gränser 

Philips DoseRight mAs/slice väljs för en tidigare 

lagrad referenspatient 

Siemens CARE Dose 4D Kvalitetsreferens mAs väljs för en 

standardpatient 

Toshiba SureExposure 3D Väljer SD, min och max mAgränser

Tube load [mAs] 

160 

140 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

Dynamik, 16-slice 

0 

0 10 20 30 40 50 60 70 80 

Fix mAs = 100 

GE - AutomA 3D Toshiba - SureExposure 3D 

Slice number (z-axis) 

Bildkvalitet: NI=12, min mA=10, max mA=200 

Dosbesparing: 35% 

Fix mAs = 100 

Bildkvalitet: SD=10, min mA=10, max mA=500 


Tube load [mAs] 

160 

140 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

Philips - ACS+Z-DOM Siemens - CARE Dose 4D 

0 10 20 30 40 50 60 70 80 

Fix mAs = 200 


Bildkvalitet: 200 mAs/slice 


Fix mAs = 100 

Bildkvalitet: Quality ref mAs=100, Average/Average 

Dosbesparing: 44%

Armarnas placering 

Armar upp men armbågarna något utåt sidorna 

Armar rakt uppåt och armbågarna inåt 

309 mAs/slice 182 mAs/slice 

Illustration: Philips

Val av moduleringsstyrka 

Siemens SOMATOM Sensation 16 

Effective mAs 

200 

180 

160 

140 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

CARE Dose 4D off Weak/Strong Average/Average Strong/Weak 

0 10 20 30 40 50 60 70 80 


Dosbesparing: 

27-52 %

Regler för korrekt användning av AEC 

• Centrera patienten korrekt 

• Ta om översiktsbild om du centrerar om 

• Använd det scanprotokoll som är avsatt för scanregionen 

• Patientens armar måste vara i samma position som vid efterföljande 

scan 

• Gör översiktbilden tillräckligt lång 

• Använd samma kV för översiktsbild och efterföljande scan 

• Eventuella strålskydd skall appliceras efter översiktsbild 

• De-aktivera Philips ACS för patienter med metallimplantat, använd 

manuell mAs anpassad till patientstorleken

Tack!

Attenueringskorrektion - CT

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?