脊柱手术中的图像质量和辐射剂量:在幻影中比较三个成像系统

科学领域:

• 医疗成像医学成像
• 辐射物理学 辐射物理学
• 脊柱外科手术 脊柱外科手术

背景情况:

• 优化X射线扫描设置对于高质量的3D成像和最小化患者辐射剂量至关重要.
• 术内成像系统对于指导脊柱手术程序至关重要.
• 为了做出明智的临床选择,需要比较不同系统的剂量和图像质量 (IQ).

研究的目的:

• 为了比较三个手术内成像系统的辐射剂量和图像质量:O臂圆束计算断层扫描 (CBCT),ClarifEye C臂CBCT和Airo计算断层扫描.
• 为了评估这些系统在脊柱外科手术的背景下的性能.

主要方法:

• 模拟患者 (70,90,110公斤) 使用人类形象幻影,添加了相当于组织的材料.
• 引入了插件来复制金属文物.
• 用热发光剂量计测量器官剂量,用于有效剂量计算.
• 通过图像排名和客观智商评估主观智商,使用定制的Catphan幻影.

主要成果:

• 克拉里夫眼协议产生了最低的有效剂量 (1.45.1 mSv).
• 在O-arm的高清方案中,剂量最高 (2.29 mSv),但在没有金属工件的情况下,它提供了最佳的主观智商.
• ClarifEye提供了最好的智商,同时还提供了金属文物.
• 艾罗的表现是可变的,没有金属的智商较低,但用金属的排名更好,并且具有更好的均性和噪声,但高对比分辨率比CBCT更差.

结论:

• 两种CBCT系统 (O-arm和ClarifEye) 与Airo相比,在腰椎导航方面表现出优越的图像质量.
• 金属文物显著降低O臂图像质量.
• CBCT系统的高空间分辨率对于在脊柱导航中可视化解剖特征至关重要.
• 低剂量方案足以实现临床上可接受的骨质对比度与噪声比率.