Optimering av röntgenundersökningar med hjälp av datorsimulering av det bildgivande systemet



Relevanta dokument
Optimering av röntgenundersökningar med hjälp av datorsimulering av det bildgivande systemet

Bildlabb i PACS. Exponerade på samma sätt

Kursens namn: Medicin Radiografi, Strålningsfysik, teknik och projektionslära inom radiografi

Röntgensjuksköterskerutbildningen Kurs RSJD16 Kursmål, instuderingsfrågor, exempel på tentamensfrågor

Patientstråldoser vid röntgendiagnostik

Kommentarerna kan ses som ett komplement till de allmänna råden och lämnar i fylligare text bl.a. bakgrund till dessa.

Hur stor blir fosterdosen om en medvetslös gravid kvinna genomgår datortomografiundersökningar av huvud, thorax och buk?

Absorberad dos. Hur mäter man stråldoser vid röntgenundersökningar? SK kurs 7 December Absorberad strålningsenergi

Kursens namn: Medicin, Radiografi Strålningsfysik, teknik och projektionslära

Aneurysm (olika patienter) RSJE10 Radiografi I Delkurs 2 Strålning och teknik I

Röntgen och nuklearmedicin

OBS! Ange svaren till respektive lärare på separata skrivningspapper om inget annat anges

Hur fungerar en radiografi- och genomlysningsapparat? Hur kan man minska patientstråldoserna inom projektionsradiologi?

Radiofysikavdelningen

Innehåll. Vad är strålning? Vad är strålning? Grundläggande röntgenteknik & fysik Angiografi- och interventionsutrustning. Transport av energi!

Röntgen och Nuklearmedicin ALERIS RÖNTGEN

Strålsäkerhet vid interventionell kardiologi. Pernilla Jonasson, sjukhusfysiker Sahlgrenska Universitetssjukhuset

Stråldoser till foster och dos-sänkande åtgärder vid DTthorax

Patientstrålskydd. Röntgenveckan 2013 Uppsala. Alexander Englund Sjukhusfysiker

OBS! Ange svaren till respektive lärare på separata skrivningspapper om inget annat anges

Visualisering av osynliga risker

Joniserande strålnings växelverkan Hur alstras röntgenstrålning och vad händer när den når och passerar människa?

OBS! Under rubriken lärares namn på gröna omslaget ange istället skrivningsområde.

Storheter och enheter inom strålskyddsdosimetrin Vad är Gy cm 2 för nåt??

RSJF16, Radiografi III, 26,5 högskolepoäng Radiography III, 26.5 credits Grundnivå / First Cycle

KURSBESKRIVNING 1. Utbildningens titel Strålningsdosimetri vid röntgendiagnostik och interventionell radiologi

RSJF16, Radiografi III, 26,5 högskolepoäng Radiography III, 26.5 credits Grundnivå / First Cycle

Mellan 2006 och 2014 har antalet CT-undersökningar i Östergötland i det närmaste fördubblats från st till st

Betygskriterier (utom läkemedelsberäkningen där 90% rätt för godkänt gäller)

RSJE16, Radiografi III, 26,5 högskolepoäng Radiography III, 26.5 credits Grundnivå / First Cycle

Diagnostiska referensnivåer för DT-undersökningar av barn

CT bilddata, bildbearbetning och bildkvalitet Brus & Upplösning

Radiofysikavdelningen

1 BESLUT 1 (6) REFERENSNIVÅER FÖR PATIENTENS STRÅLNINGSEXPONERING VID RÖNTGENUNDERSÖKNING AV BARN

Diagnostiska referens och standardnivåer. Diagnostiska referens och standardnivåer

2010:14. Patientdoser från röntgenundersökningar i Sverige utveckling från 2005 till Wolfram Leitz Anja Almén. Författare:

Kursbeskrivning. 1. Utbildningens titel Klinisk bildkvalitet och optimering inom radiologi. 2. Typ av utbildning CPD/ST-kurs för sjukhusfysiker

Röntgenteknik. Vad är röntgenstrålning? - Joniserande strålning - Vad behövs för att få till denna bild? Vad behövs för att få till en röntgenbild?

Bildoptimering. Vad är optimering? Vem deltar? Hur gör man? Några exempel Genomgång av ett arbetsflöde. Undersökningsoptimering.

Image quality Technical/physical aspects

Utrustning. Interventioner och stråldoser. Utrustning. Strålrisker vid intervention. Strålning? Håkan Geijer

Hur mäts och beräknas stråldoser vid radiografi?

Vad åligger den radiologiska ledningspersonen? Vad åligger den radiologiska ledningspersonen? Kompetens

Fördjupad strålsäkerhetsutbildning, datortomografi

Examensarbete Avancerad Nivå, 15 hp, Höstterminen 2012

- delta i undersökningar och förberedelser av patienter. - under sin VFU på datortomografin har studenten en studieuppgift (bilaga 1)

Strålskyddskommittén Region Östergötland

Strålskyddsutbildning T8 Teknik på BoF

RÖNTGEN. Röntgen tog världens första röntgenbild på en människa år Det var en bild av hans hustrus, Anna UPPTÄCKTEN

Referensnivåer för patienters strålningsexponering gällande konventionella röntgenundersökningar av barn

1. Utbildningens titel Monte Carlo metoder inom nuklearmedicinsk diagnostik och terapi

Strålsäkerhetskontroll av konventionell röntgenutrustning

Utomhusstatistik Klippans FK 1993

Konventionell röntgen - teori och fall

5. Målgrupp Legitimerade sjukhusfysiker och sjukhusfysiker under Specialistutbildning.

De nya dosgränserna för ögats lins

EXAMENSARBETE. En jämförelse mellan analog och digital mammografi. Marlene Blind. Luleå tekniska universitet

Saab Aktiv Mästerskap i Golf på Västerås GK. Open Herrar

Radiofysikavdelningen

Op#mering av MR- bilder. Introduk)on. Lillemor Lundström Metodansvarig sjuksköterska Akademiska sjukhuset

Kursens namn: Medicin C, Diagnostik inom radiologi Kurskod: MC1709 Kursansvarig: Eva Funk

Institutionen för kirurgiska vetenskaper Enheten för radiologi Röntgensjuksköterskeprogrammet 180hp. Studiehandledning Radiografi I 15hp

Målgruppen är sjukhusfysiker, delarna II och III särskilt inom strålbehandlingsområdet. Legitimerade sjukhusfysiker, radiofysiker

0,22 m. 45 cm. 56 cm. 153 cm 115 cm. 204 cm. 52 cm. 38 cm. 93 cm 22 cm. 140 cm 93 cm. 325 cm

Akademiska sjukhuset

Dosdatainsamling i ingenjörens tjänst!

Statens strålskyddsinstituts författningssamling

Varför kan det ta så lång tid på röntgen?

Marie Sydoff, Helsingborgs lasarett, SUS Lund

STRÅLSKYDD VID RÖNTGENDIAGNOSTIK VERKSAMHETSOMRÅDE BILD, SÖDERSJUKHUSET ANNIKA MELINDER, SJUKHUSFYSIKER

2015:35. Patientdoser från röntgenundersökningar. -Utveckling från 2006 till Richard Odh. Författare:

Strålbehandlingsprocessen. Strålbehandling på Radiumhemmet. Hur många och på vilket sätt? Fixation - ansiktsmask. Bitfixation 1

Digitala bilder. Matris, pixel, pixeldjup, signal, brus, kontrast

Fördelar med protoner jämfört med konv. strålbehandling Olle Mattsson Förbundsdirektör Kommunalförbundet Avancerad strålbehandling

RESULTATLISTA. 1 BENGTSSON Pia Saab och Combitech IF Växjö THERN Emma Saab och Combitech IF Växjö 21 93

Universitetskanslersämbetets kvalitetsutvärderingar. Självvärdering

Medicinska bilder. Programkurs 6 hp Medical Images TSBB31 Gäller från: 2018 VT. Fastställd av. Fastställandedatum

Medicinsk strålningsfysik KAROLINSKA INSTITUTET STOCKHOLMS UNIVERSITET

Strålsäkerhetskontroll av odontologisk CBCT

Du måste ta reda på P, SCD, CTDI w och CTDI F,air och pitch för din CT X

Strålsäkerhetskontroll av panoramaröntgen och cephalostat

Resultatlista, enskild rond - netto: Möre Golfklubb Möre Scramble B-klass (2014) B-klassen Namn:

Grundläggande röntgenteknik & fysik Angiografi- och interventionsutrustning. Maria Larsson Sjukhusfysiker, MFT

Klass 1 + Junior C/B F1 Vin F2 Häs F3 Kri F4 Kli F5 Äng KM A Klass 2 + VY + VÄ C/B F1 Vin F2 Häs F3 Kri F4 Kli F5 Äng KM A

Teknik, Fysik och Strålsäkerhet i Röntgendiagnostik

Protokolloptimering , Datortomografi av barn Patrik Nowik Leg. Sjukhusfysiker Sjukhusfysik, Röntgen Solna

5. Målgrupp Legitimerade sjukhusfysiker under ST utbildning. Kursen kan även rekommenderas till sjukhusfysiker som deltar i CPD programmet.

Studiehandledning - VFU - Radiografi II T2

5. Målgrupp Kursen vänder sig främst till ST-fysiker, men alla som på något sätt arbetar med radiologi är välkomna.

Strålningsfysik, teknik och strålskydd i radiologi

Utvärdering av OSL-system - nanodot

Resultatlista enskild rond - brutto:

Tomosyntes & Noduli. Jenny Vikgren. Sahlgrenska Universitetssjukhuset Radiologi Sahlgrenska Sektionen för thoraxradiologi

RSJE10 Radiografi I Delkurs 2 Strålning och teknik I

Strålsäkerhetsmyndighetens ISSN:

den 7 september 2015 SAAB Mästerskap 2015 RESULTATLISTA Plac Namn Klubb Golf-ID Klass Till par Total Särskilj.

Akademiska sjukhuset. Skapat av: Per-Erik Åslund Skapat den: Reviderat av: Per-Erik Åslund Reviderat den:

Tidiga erfarenheter: bildkvalitet och diagnostik. Elin Trägårdh, klinisk fysiologi och nuklearmedicin SUS Jenny Oddstig, sjukhusfysik SUS

ABVS I BRÖSTDIAGNOSTIK

RESULTATLISTA Open Damer

Transkript:

Optimering av röntgenundersökningar med hjälp av datorsimulering av det bildgivande systemet David Dance, Gudrun Alm Carlsson, Jan Persliden, Graham McVey, Roger Hunt, Gustaf Ullman, Alexandr Malusek, Markku Tapiovaara, Martin Yaffe, Anders Tingberg, Magnus Båth, Lars-Gunnar Månsson, Sören Mattsson, Ebba Helmrot, Patrik Sund, Markus Håkansson, Elly Castellano, Anne Thilander Klang, Jan-Ove Christoffersson, Sonia Lester, Claire Skinner, Joakim Medin, Francis Verdun, Finn Pedersen, Maria Magnusson- Seger, Anja Almen, Susanne Kheddache, Jack Besjakov, Birgitta Lanhede,Torsten Almen, Peter Hammersberg, Måns Mångård, Olle Eckerdal, Keith Wise, Walter Huda, Werner Panzer, Maria Zankl, Clemens Herrman, Andrew Maidment, Marc Pachoud Innehållsförteckning Beskrivning av datorsimulering av röntgenundersökningen s.k. Monte Carlo modellen Med tillämpning inom Radiografi Mammografi Fluoroskopi Varför simulering? Datorsimulering av bildkedjan Allt bättre kunskap om grundläggande problemen inom radiografi Datorkraften blir allt billigare Det är Kul! Exempel Krocktester av bilar Konstruktion av flygplan Väderprognoser SMHI Röntgenrör Bländare Patient Bordskiva Raster Bilddetektor Datorsimulering av bildkedjan Hur går datorsimuleringarna till? Använder slumptal & fysikens lagar Baseras på miljontals röntgenfotonfärder Dos- och bildkvalitetsmått kan beräknas och jämföras Potentiellt ett kraftfullt optimeringsredskap

Följ fotonen till patienten Låt den växelverka i patienten Eller passera rakt igenom Vissa fotoner sprids i patienten En eller flera gånger För att till sist fastna i rastret Raster

Andra fotoner bidrar till bilden Voxelfantom vår patient 56 organ eller vävnader 3mm voxlar 5 olika vävnader (ben, muskel, luft benmärg, lunga) Raster Antropomorft lungfantom Simulerad bild och riktig bild Simulerad röntgenbild Ingen spridd strålning Riktig röntgenbild Vanligt raster Placerat i CTn.7 x.7 x.7 mm Segmenterat Implementerat i MC Simulerat PA lunga Se Ullman et al 6 Proc. SPIE 64 Röntgenbild erhållen från Magnus Båth Göteborg Simulerad bild och riktig bild Inzommad detalj Simulerad röntgenbild Inget raster Riktig röntgenbild Vanligt raster Simulerad bild Riktig bild i simulerade data pga..7x.7x.75 mm voxlar i CTn. i simulerade data pga..7x.7x.75 mm voxlar i CTn. 3

SNR /D (µgy - ) Inzommad detalj Simulerade lungröntgenbilder 7kV 4kV Simulerad bild Riktig bild i simulerade data pga..7x.7x.75 mm voxlar i CTn. i simulerade data pga..7x.7x.75 mm Antropomorft fantom från Malmö Simulerat av Gustaf Ullman Radiofysik Linköping Optimeringsexempel Vilken kv är bäst med jod? Fluoroskopi Tapiovaara M. J. Sandborg M. and Dance D. R. Phys. Med. Biol., 44, 537-559 (999) Mammografi David R Dance Anne Thilander-Klang, Michael Sandborg, Claire L Skinner, Isabel Castellano Smith, and Gudrun Alm Carlsson Br J Radiology73 56-67 () Kolfiber-raster,.5mm Cu Kolfiber-raster, Inget Cu-filter Mätningar (datapunkter) : mätning _ : simulering Monte Carlo simuleringar (kurvor) Röntgenbildförstärkare cm Plexiglas och 3mg/cm jod-detalj Med och utan raster Med och utan Cu Lungröntgen Gustaf Ullman, Michael Sandborg, David R Dance, Roger A Hunt and Gudrun Alm Carlsson Phys Med Biol 5, 79-743 (6) Inget raster, Inget Cu-filter Rörspänning (kv) Låga rörspänningar optimala vid jodkontrastmedel Optimeringsprincip Luftgap eller raster? Nyfödd. Hitta exponeringsvärden som är de mest dos-effektiva, t.ex. högst SNR /dos. Låt radiologen avgöra hur hög dos/dosrat som behövs för frågeställningen Luftgap något bättre än CF-raster och betydligt bättre än Alraster A Luftgap, SNR=7 B CF-raster, SNR=5 Samma dos i bild A och B SNR /D (µgy - ) 8 7 6 5 4 3 Luftgap Al-raster y CF-raster 3 5 7 9 3 Rörspänning (kv) 4

Luftgap eller raster? 5 åring Mammografi A B CR-raster betydligt bättre än Luftgap CF-raster, SNR=5 Luftgap, SNR= Samma dos i bild A och B SNR /D (µgy - ) 5 5y 4 CF-raster 3 Luftgap 3 5 7 9 3 Rörspäning (kv) focal spot compression plate breast support plate etc. Uppmätta röntgenspektrum Modellen inkluderar kompressionsplatta, bröst, bordsplattan, raster, kassetten och bilddetektorn Tumör och µ-kalk. Kontrast och SNR ger bildkvaliteten AGD som riskmått Resultat - skärm-film mammografi 4 cm bröst, 5% glandularity, calc 8 cm bröst, 5% glandularity, calc Average glandular dose (mgy).8.4..6 3 kv 3 kv 8 kv 6 kv 5 kv Fina hörnet...6.3.34.38 Contrast Average glandular dose (mgy) 3 9 7 3 kv 3 kv 5 6 kv 8 kv 5 kv 3.8..6.3.34 Contrast Digital mammografi, 4cm bröst Digital mammografi forts. Average glandular dose (mgy)...9.8 SNR=5 5% above minimum SNR=5 cm komprimerad brösttjocklek 8 cm komprimerad brösttjocklek.7 4 6 8 3 3 Tube potential (kv) Tunna bröst Mo-anod bra Sectras W/Al ska utvärderas Tjocka bröst W & Rh-anod bättre 5

Lungröntgen Samma effektiva dos till patienten Bäckenröntgen Samma effektiva dos till patienten,5,5 -,5 - -,5 - Radiologer Chest PA 6 7 8 9 3 4 5 Tube voltage (kv) Modellberäkning Chest PA.5.4.3.. -. -. -.3 -.4 -.5 6 7 8 9 3 4 5 Tube Voltage (kv) Radiologer Pelvis AP,5,5 -,5 - -,5-4 5 6 7 8 9 Tube voltage (kv) Modellberäkning Pelvis AP.5.4.3.. -. -. -.3 -.4 -.5 4 5 6 7 8 9 Tube Voltage (kv) Samvariation Radiologer - Modell Lungröntgen Raster el. Luftgap? Lungor Chest PA Bäcken Pelvis AP SNR /E 7kV 5kV - 5kV - -,5 -,3 -,,,3,5 - kv - -.5 -.3 -...3.5 Nästan dubbelt så doseffektivt med luftgap än med raster Anatomiskt bakgrund Slutsats i simulerade data pga..7x.7x.75 mm. Hetrogen bakgrund Homogen bakgrund Detektionseffektiviteten är avsevärt lägre i en hetrogen bakgrund än i en homogen bakgrund Monte Carlo modellen rankar de bildgivande systemen i samma ordning som radiologgruppen Modellen används för sökande efter dossnåla inställningar på röntgenutrustningen Radiologen avgör hur mycket dos som behövs 6

Begränsningar Noggrannhetenen ( riktighet ) begränsas av kunskap om ingångsdata % Precisionen (stokastiken) begränsas av datorkapaciteten (och programeraren) 3% Tillämpbarheten begränsas av i vilken utsträckning klinisk bildkvalitet låter sig beskrivas av fysikaliska bildkvalitetsstorheter som t.ex. SNR. 7