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放射疗法

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智能4D CT减少图像伪影

21 Apr 2020
Comparison of spiral 4D CT and i4DCT

呼吸相关的CT成像或4D CT,是胸部和腹部肿瘤的放射治疗计划的重要组成部分。然而,临床4D CT图像通常受人造象的影响,这主要是由于数据采集期间的呼吸模式不规则。现在,一支研究团队现已成功验证了智能4D CT(I4DCT)扫描协议的原型实施,该协议产生较少的运动伪影,证明呼吸信号引导的4D CT可用于临床应用。

研究人员,在大学医疗中心汉堡 - Eppendorf( uke.)在德国和 西门子的女性运动员,在线呼吸曲线分析和呼吸信号引导的4D CT协议开发I4DCT概念。在可行性研究中,他们比较了使用常规螺旋4D CT和I4DCT记录的运动幻像的图像(Med。物理。 10.1.1002 / MP.14106)。

4D CT图像用于剂量计算和优化,以定义运动适应的安全边缘,并在放射治疗后执行4D剂量重建和质量保证。当图像通过人工制品降低时,患者可能需要另外的CT扫描,将它们暴露于第二高辐射剂量并潜在地延迟其放射疗法。

I4DCT概念通过将数据采集适应患者的单个呼吸图案,而不是患者必须适应扫描仪,实现了CT波束/光束关闭时段的自动选择。 I4DCT工作流包括初始学习期,以建立参考患者特定的呼吸循环表示,然后是在线呼吸信号引导序列模式扫描。

该过程涉及在患者典型的终端启发状态,连续获取呼吸信号和投影数据之前在呼吸状态下在CT波束上切换CT光束,同时在投影数据覆盖范围内分析呼吸信号,并且如果预定义的覆盖,则关闭光束条件是满足的。 I4DCT实时监测患者的呼吸,基于对获取的呼吸曲线信息的在线分析开始和停止序列扫描。

在截止事件之后,这对应于接近的呼吸状态,但是之后,终端启发,扫描仪沙发移动到下一个位置,并且重复地覆盖所需的扫描范围直到覆盖所需的扫描范围。然后将投影数据用于回顾性图像重建。

协议验证

对于研究,研究人员在西门子SOMATOM GO平台上实施了I4DCT核心工作流程,并将含有带有倾斜铝板的定制木插入物的运动模型。他们检查了四种编程的运动曲线:正常呼吸;呼吸暂停/不规则呼吸频率;不规则的呼吸幅度;和呼吸暂停的混合物,以及频率和幅度不规则性。

René Werner and Christian Hofmann

主要调查人员 RenéWerner. 和Christian Hofmann报告说,在常规呼吸场景中,常规螺旋4D CT和I4DCT都产生了类似的图像。螺旋4D在呼吸暂停/不规则呼吸频率场景中获取的CT图像包含扭曲中央铝板外观的插值伪影。但是,I4DCT获取的数据没有这些人工制品。对于另外两个运动场景,I4DCT获取的数据也优于螺旋4D CT数据,从而具有更少的人工制品的质量的图像。

研究人员指出,I4DCT不会为每位患者和每一个呼吸模式产生免费图像。因为它依赖于外部呼吸信号,所以需要一种内部和外部运动数据的鲁棒相关来产生无法的图像。

与传统4D CT相比,I4DCT扫描时间也较长:分别为四个运动场景的38%,72%,82%和100%。除了定期呼吸情景外,与常规4D CT相比,辐射时间也更长,但只有13%,20%和25%。

“测量结果和获取的图像支持[以前发布]的结论 在Silico. 作者写道,研究并说明了通过实际应用的I4DCT和常规螺旋4D CT的比较相当减少4D CT图像伪影。

“符合此语句,I4DCT功能已被整合到 西门子Go.Open Pro扫描仪 并且被称为直接I4D技术,“Werner告诉了 物理世界. 目前,协作合作伙伴正在研究一个综合的基于幻像的研究,以仔细检查在现实世界条件下的患者呼吸模式的直接I4D性能。此外,与其他放射疗法隶属关系一起,肺和肝患者的第一个4D CT图像已经测量并进行了评估。“

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