Page 28 - IFM 2 2013 - calosc

vol. 2 2/2013 Inżynier i Fizyk Medyczny

artykuł

\

article

radiologia

\

radiology

76

Algortym O-MAR nie wyklucza stosowania rekonstrukcji

iteracyjnych, a tym samym umożliwia wykonywanie badań pa-

cjentów z implantami z ograniczoną dawką promieniowania.

Alternatywną metodą usuwania artefaktów powstałych od

implantów i innych obiektów o wysokiej gęstości, a także ar-

tefaktów od zwapnień (np. w tętnicach szyjnych), jest użycie

tomografii dwuenergetycznej. Niestety jest to technika obar-

czona bardzo wysokimpoziomemdawek promieniowania, gdyż

wymaga stosowania niskich napięć anodowych. Dla pacjentów

dorosłych, a w szczególności dla pacjentówotyłych (którzy prze-

ważnie cierpią na miażdżycę i są diagnozowani pod kątem zwap-

nienia naczyń) stosowanie niskich napięć wymusza bardzowyso-

kie poziomy prądóww celu uzyskania obrazu diagnostycznego.

Tym bardziej koncepcja skutecznego zastosowania procesu

rekonstrukcji iteracyjnej, w celu eliminacji artefaktów pocho-

dzących od implantów z jednoczesną minimalizacją dawki pro-

mieniowania dla pacjenta jest niezwykle atrakcyjna i ważna.

NOWE METODY REKONSTRUKCJI

– DOKĄD ZMIERZA

TOMOGRAFIA KOMPUTEROWA

W 2012 roku, podczas Kongresu RSNA firma Philips po raz

pierwszy zaprezentowała zupełnie nowy typ algorytmu re-

konstrukcyjnego o nazwie IMR (

Iterative Model Reconstruction

).

Zasadniczą różnicą w stosunku do obrazów znanych z rekon-

strukcji FBP, a także innych technik iteracyjnych, było całkowite

wygładzenie obrazu osiągane przy daleko idącej redukcji dawki

promieniowania. Zasada działania algorytmu IMR (w wolnym

tłumaczeniu –

rekonstrukcje iteracyjnewoparciu omodel

) polega

na analizie badanego obszaru, stworzeniu modelu statystycz-

nego szumu i dostosowanie dla każdej specyficznej anatomii

indywidualnej metody rekonstrukcji (Rys. 6).

Osiągnięto w ten sposób dwa cele: po pierwsze ograniczono

czas rekonstrukcji do pięciuminut, co pozwala nawykorzystanie

IMR w rutynowych pracach klinicznych. Po drugie osiągnięto

bardzo wysoką roz-

dzielczość niskokon-

trastową przy rekor-

dowo niskich dawkach

p r o m i e n i o w a n i a .

Przy dawce zaledwie

10 mGy rozdzielczość

niskokontrastowa wy-

nosi aż 2mm.

W odróżnieniu od

rekonstruktorów ite-

racyjnych czwartej ge-

neracji z obrazów IMR

całkowicie usunięto

szum. Wyglądają one

podobnie jak obrazy

charakterystyczne dla

rezonansu magnetycznego. Na obrazie poniżej znajdują się

dwie rekonstrukcje badania tego samego pacjenta w rezo-

nansie o polu 3T oraz w tomografie z rekonstruktorem IMR.

Oba obrazy mają podobną wartość diagnostyczną, czego do-

tychczas nie można było uzyskać.

Rys. 7 a)

Obraz z systemu MR o polu 3T;

b)

Obraz CT z wykorzystaniem IMR 2 mm

@ 0.3% @ 10.4 mGy

Wynika to z

poprawy rozdzielczości niskokontrastowej, ma-

jącej szczególne znaczenie dla obrazowania organów miąższo-

wych, gdzie różnice w

gęstości tkanki zdrowej i

zmian nowo-

tworowych są bardzo niewielkie. Poniżej jeszcze jeden przykład,

gdzie z

kolei porównano dwa wyniki badania tego samego pa-

cjenta uzyskane różnymi metodami rekonstrukcji. W

obrazie

IMR charakterystyczny jest brak szumu i

dużo lepszy kontrast

pozwalający na precyzyjne określenie konturów zmian.

Rys. 8 a)

Obraz CT – rekonstrukcja FBP;

b)

Obraz CT z wykorzystaniem IMR

STAN OBECNY I PRZYSZŁOŚĆ

TOMOGRAFII KOMPUTEROWEJ

Dynamiczny rozwój tomografii komputerowej dokonujący się

w ciągu ostatnich pięciu lat, odbywa się głównie za sprawą

postępu w świecie informatyki. Po wielu latach od opraco-

wania, pierwotna koncepcja zastosowania zaawansowanych

metod iteracyjnych w tomografii stała się faktem. Oblicze-

nia, które zajmowały wiele godzin, wykonywane są obecnie

w czasie krótszym od minuty. Pozwala to na zastosowanie ich

w praktyce klinicznej, z ogromną korzyścią dla pacjentów.

Dalszy rozwój technik rekonstrukcji, szczególnie bazujących

na analiziemodelu anatomicznegowpołączeniu zmetodami ite-

racyjnymi, stanowi zdecydowanie przyszłość tomografii. IMR re-

definiuje możliwości tomografii komputerowej pod względem

poziomu dawek promieniowania i rozdzielczości niskokontrasto-

wej, oferując jakość diagnostyczną zarezerwowaną dotychczas

dla silnopolowych rezonansówmagnetycznych.

Rys. 6

Model działania rekonstruktora IMR. Informacje są

analizowane i optymalizowane niezależnie pod kątem szumu

i danych. Tworzony jest model statystyczny szumu, a rekon-

strukcja odbywa się na bazie modelu badanej anatomii

Page 28 - IFM 2 2013 - calosc - www