对CT进行风险最小化的管电流和管电压调制:模拟研究

科学领域:

• 医学成像
• 辐射物理
• 减少辐射剂量

背景情况:

• 临床CT成像使用恒定的管电压,尽管患者的衰减随着位置和解剖学而变化.
• 管的最佳电压通常随着患者的直径而增加,但对于增强的扫描应该更低.
• 目前的最低临床电压 (70 kV) 受到管道电流的限制,阻碍了最佳的对比度增强.

研究的目的:

• 通过将管电压调节与管电流调节相结合来评估额外的有效剂量减少.
• 评估这些未增强和增强CT扫描的好处.

主要方法:

• 蒙特卡洛模拟使用患者模型估计了各种管电压的每次投射有效剂量.
• 通过最小化剂量加权噪声 (未增强) 或最大化对比度和噪声比率 (增强) 来得出优化的管电压和电流曲线.
• 模拟协议 (风险TCTVM) 与纯管电流调制 (风险TCM和mAsTCM) 在等效噪声或CNR下进行了比较.

主要成果:

• 对于没有增强的扫描,组合调制 (风险TCTVM) 与风险TCM相比降低了1%的有效剂量.
• 对于70kV的增强扫描,益处在3% (胸部/腹部) 到14% (肩膀) 之间.
• 在50kV,效益显著增加 (胸部7%至肩部28%),但需要更高的管道电流;在70kV的异常解剖学中,剂量减少是显著的.

结论:

• 管电压调节在没有增强的CT中提供了微不足道的剂量效益.
• 增强扫描与组合调制可实现显著的剂量降低,特别是如果低电压 (低至50kV) 和足够的功率可用.
• 即使在70kV时,联合调制也可以在异常的骨盆和肩部解剖学中大幅降低剂量.