Yazarlar, bu projeye katkılarından dolayı Üçlü Halka Teknolojileri Anne Sandman, Keith Nishihara ve Brian Wilfley teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma, NIH Challenge Hibe 5RC1HL100436-0 tarafından finanse edilmektedir.

1. Sistem ayarı <ol><li> İzomerkez (yani 40 cm kolimatör) görüntü hayalet ayarlayın. </li><li> DAP Metre kolimatör önünde (Şekil 4) X-ışını dozunu ölçmek için ayarlayın. </li><li> SBDX sistemi Güç. </li><li> Sistemin çalışma modunu seçin. Şu anda 15fps kare hızı ile 7 view (FOV) &quot;alanını kullanarak X-ışını kaynağı pik gerilimi 9kW X-ışını kaynağı güç 80kVp için ayarlanır. </li></ol> 2. Veri toplama <ol><li> Veri toplama kontrol bilgisayarı başlatın. Veri toplama sırasında, dedektör görüntüleri sistem belleğine kaydedilir. Aşağıdaki adımları SBDX sistemi yer alacak: <ol><li> Elektron ışını bir raster moda (Şekil 5), sırayla her bir odak noktası konumunda tarar. </li><li> Elektron ışını iletim hedefi vurur ve X-ışınları (Movie 2) üretir. </li><li> Her odak noktası konumunda, X-ışını fotonları, böylece dedektör üzerine görüntüleme hacmi küçük bir kısmını yansıtarak, odaklama kolimatör kullanılarak dedektör aydınlatır. </li><li> Her odak noktası konumunda için, dedektör doğrudan sistem belleğinde saklanan bir dedektör görüntü oluşturur. </li><li> 7 Seçilen çalışma modu&#39;&#39;15fps 71x71 odak noktalar sağlar. Her odak noktası konumunda olmak üzere toplam 8 ms&#39;den aydınlatılır. Pozlama süresi 1 μs artışlarla X-ray hedef termal sınırlamaları nedeniyle kırık olmalı. Böylece, ışın 1 μs ve sonraki odak noktası konumuna geçer her odak noktası konumunda hedef aydınlatır. Daha sonraki bir zamanda, her bir odak noktası 8 μs maruz tamamlamak için yeniden gözden. Bir dedektör görüntü her fokal spot aydınlatma için oluşturulan, yaklaşık 60ms edinilen ve belleğe saklanır 40.328 dedektör görüntülerin toplam vardır. </li></ol></li></ol> 3. Görüntü oluşturma <ol><li> SBDX nesne kaynaktan farklı açılardan altında aydınlatılmış olarak, özünde bir tomosynthesis sistemi. Kolimatör ve dedektör arasında yer alan görüntüleme hacmi içindeki herhangi bir düzlem elde edilebilir. Aşağıdaki adımları kısmi görüntüleri bireysel uçakları nasıl yeniden inşa ya da kompozit bir veya uçak Seçilen görüntünün içine göstermektedir. Klinik SBDX sistemi devreye 3,2-3,4 gerçek zamanlı olarak yapılacaktır. </li><li> Imar simülatörü üzerinde görüntü rekonstrüksiyon parametreleri seçin. </li><li> Görüntü rekonstrüksiyon algoritması çalıştırın. Sırasında görüntü rekonstrüksiyon algoritması aşağıdaki adımları gerçekleştirir: <ol><li> Her biri ayrı bir dedektör görüntü okuyun. </li><li> Yeniden inşa etmek uçağın ölçekli maç dedektörü çizimin. </li><li> Fokal spot kaynak konumuna göre görüntü Shift ve yeniden yapılanma düzlemi (Film 3) ekleyebilirsiniz. </li><li> Her odak noktası konumunu için son iki adımları tekrarlayın. </li><li> Öteleme işlemi tarafından oluşturulan desen kaldırmak için filtreleme sonrası işleme gerçekleştirin. </li><li> Bu noktada, tek bir düzlemde (Şekil 6) yeniden, ve anatomi nesne görünür. </li></ol></li><li> İstenirse, bir uçak Seçilen görüntü oluşturmak için algoritma çalıştırın. Algoritma aşağıdaki adımları gerçekleştirir: <ol><li> Nokta 3.2.1 3.2.6 için 32 uçakları uçağın seçilen görüntü için gerekli oluşturmak için tekrarlanır. Uçaklar genellikle 0.5 mm (Film 4, Şekil 7 ve Film 5) bir boşluk var. </li><li> Görüntünün her bölümü için, nihai düzlemde seçilmiş bir görüntü (Şekil 8 ve Film 6) bir parçası olmak için, odak nesneyi içeren düzlemi seçilir. </li></ol></li><li> Gerekirse, görüş alanının merkezinde kalp hayalet yeniden konumlandırmak. </li><li> Fantom doğru görüş alanı içine yerleştirilen kadar 3,3 ile 2,1 adım gerçekleştirin. </li><li> Olmayan bu eşitledi görüntü için DAP metre doz alan ürün kaydedin. </li></ol> 4. Yeni çalışma modu dosya oluşturma adaptif maruz kalma <ol><li> Uyarlanabilir maruz simülatörü içine daha önceden edinilmiş dedektörü görüntüleri yükleyin. </li><li> Uyarlamalı poz algoritma parametreleri seçin. </li><li> Uyarlanabilir maruz simülatörü çalıştırın. Simülatör aşağıdaki adımları gerçekleştirir: <ol><li> Dedektörü görüntü başına düşen fotonların hedef numarası, kullanıcı tarafından seçilen eşiğinde göre belirlenir. </li><li> Her odak noktası pozisyon için, dedektör görüntü fotonların sayısı belirlenir. O odak noktası konumunda dedektörü görüntüleri ya fotonların hedef numarası veya maksimum sekiz yeniden tarar (Şekil 9) ulaşana kadar birikir. </li><li> Sonuç olarak, her odak noktası konumunda (Şekil 10) aydınlatılmış kaç kez ayrıntılı bir rescan harita edinin. </li><li> Rescan haritası SBDX sistemi çalıştırmak için kullanılan çalışma modu dosyası ile birleştirilir. </li></ol></li></ol> 5. Eşitlendi Görüntü satın alma <ol><li> Güncellenen çalışma modu dosyasını yükleyinSBDX sistemi. </li><li> Veri toplama kontrol bilgisayarı başlatın. Veri toplama 2.1.5 için 2.1.1 &#39;de ayrıntılı olarak yapılır. Önceki satın alma aksine, X-ışını, fokal spot pozisyonları bizim rescan haritaya göre açık ya da kapalı olduğunu. Aydınlatmaları toplam sayısı standart edinimi daha küçük olduğundan, X-ışını dozu azaltılmalıdır. </li><li> DAP metre ile ölçülen doz alan ürün kaydedin. </li><li> 3,4 için 3.2 &#39;de ayrıntılı olarak yeni alınan eşitledi veri, görüntü rekonstrüksiyon algoritması çalıştırın. </li><li> Yeniden inşa eşitledi (Şekil 11) görüntülenir. </li></ol> 6. Veri analizi <ol><li> Olmayan eşitledi görüntüleri ve eşitledi görüntüler için ölçülen doz karşılaştırın. </li><li> Eşitlendi ve non-eşitledi yeniden inşa görüntüleri arasındaki fark dikkat edin. </li></ol> 7. Temsilcisi sonuçları: Şekil 8 ve Şekil 11 standart bir görüntü ve eşitledi görüntü arasında karşılaştırma göstermektedir. DAP metre ile doz ölçümleri, Şekil 10 de gösterildiği rescan maskesi kullanılarak eşitledi görüntü% 30 bir doz tasarrufu göstermektedir. Buna ek olarak, dengeleme, post-processing için gerek kalmadan görüntü daha hoş bir görünüm vererek, dinamik aralık sıkıştırmak için çok etkili bir yoldur. Görüldüğü gibi, dengeleme filtrasyon doz kaydetmek için kullanılabilir. Ancak, denkleştirme kaynak gücünün artırılması olmayan eşitledi görüntü radyasyon dozu eşleştirerek görüntü kalitesini artırmak için kullanılan olabilir. Bu şekilde, görüntünün karanlık bölgelerinde, daha az görüntü paraziti daha fotonlar alırsınız. <img src="/files/ftp_upload/3236/3236fig1.jpg" alt="Şekil 1" /> Şekil 1. Konvansiyonel floroskopi sistemi konvansiyonel sistem, tek bir odak nokta X-ışını kaynağı ve geniş bir alana detektörü vardır . Hasta dedektör yakın bir konuma sahiptir. <img src="/files/ftp_upload/3236/3236fig2.jpg" alt="Şekil 2" /> Şekil 2. SBDX sistemi. SBDX sistemi ters geometri çalışır. Büyük bir tarama ışını X-ışını kaynağı, küçük bir alanı detektörü aydınlatır. Hasta dedektörü uzak bir konuma sahiptir. <img src="/files/ftp_upload/3236/3236fig3.jpg" alt="Şekil 3" /> Şekil 3. Veri toplama akış şeması 1) eşitledi hayalet olmayan bir görüntü elde edilir. 2) Bu veriler, disk dizisi elde edilir. 3) uyarlanabilir maruz algoritması bir maruz kalma ya da rescan maske oluşturmak için bu verileri girdi olarak alır. 4) rescan maskesi, kaynak kontrol bilgisayarı orijinal işletim modu ile kombine edilmiştir. 5) eşitledi aynı hayalet bir görüntü kazanmış ve disk dizisi içine saklanır. 6) Non-eşitledi ve eşitledi veri setleri disk dizisi ayıklanır ve görüntü yapılandırma yazılımı her veri seti farklı uçaklar yeniden yapılandırır. 7) Her iki görüntüler yapılandırma yazılımı çıktı. 8) Her iki görüntüler görüntülenir. <img src="/files/ftp_upload/3236/3236fig4.jpg" alt="Şekil 4" /> Şekil 4. Sistem ayarı fantom X-ışını kaynağı ile detektör arasındaki İzomerkez az hasta masaya yerleştirilir. X-ışını kaynağı ve hayali bir doz alan ürün metre arasına yerleştirilir. <img src="/files/ftp_upload/3236/3236fig5.jpg" alt="Şekil 5" /> Şekil 5. X-ışını kaynağı, elektron ışını, elektron tabancası tarafından oluşturulan ve raster moda kolimatör her delik tarar. Kolimatör bir tarafında başlayarak, kiriş, sırayla her delik tarar. Satırın sonunda, ışın, kapalı ve bir sonraki satırın başında yerleştirilmiş ve bu satır için tarama başlatılır. Bu şekilde, elektron ışını, tüm kolimatör, 71 71 deliklerinden yaklaşık 60ms sekiz kez taranır tarar. <img src="/files/ftp_upload/3236/3236fig6.jpg" alt="Şekil 6" /> Şekil 6. Standart yeniden inşa görüntü Yeniden İnşa iyotlu koroner arterler ile kalp görüntüleyerek antropomorfik hayalet görüntüsü. 7&#39;&#39;FOV ve 15fps görüntü alındı ​​ve X-ray hedef 45cm tek bir düzlemde yeniden inşa edildi. <img src="/files/ftp_upload/3236/3236fig7.jpg" alt="Şekil 7" /> Şekil 7. Multi-düzlemde yeniden yapılanma, kolimatör ve dedektör arasındaki farklı yeniden inşa uçakları Temsil . Mavi konileri, yeniden yapılanma uçakları içine backprojected dedektör görüntüleri nasıl göstermektedir. <img src="/files/ftp_upload/3236/3236fig8.jpg" alt="Şekil 8" /> Şekil 8. Düzlem görüntü seçilen Bu görüntü 32 uçaklarının bir kompozisyon. Şekil 6, aksine selecte sadece gemilerind düzlemde odak noktası, her gemi odaklandı. <img src="/files/ftp_upload/3236/3236fig9.jpg" alt="Şekil 8" /> Şekil 9. Denkleştirme filtrasyon adımları kolimatör (üst) taranır, dedektör nesne (alt) opaklığını bağlı olarak değişen sayısı oranı alır. Her kolimatör delik sekiz kez (sekiz yeniden tarar) taranır. Ilk rescan, odak noktalar, satır boyunca soldan başlayarak sırayla aydınlatılmıştır ve akı her delik için ölçülür. Sonraki rescan, aydınlatma satırın başında başlayarak tekrarlanır. Her odak noktası için, sayıları önceki değeri eklenir. Sayımı toplam sayısı önceden ayarlanmış bir eşiği aşarsa, bu delik aşağıdaki rescan aydınlatılabilir. Bu sürecin mevcut uygulama yapılır ve daha sonra eşitledi bir görüntü elde etmek için kullanılacak bir rescan maske oluşturma yol açar. <img src="/files/ftp_upload/3236/3236fig10.jpg" alt="Şekil 10" /> Şekil 10. Rescan haritası dengeleme filtreleme algoritması tarafından oluşturulan bu görüntünün her piksel kolimatör bir odak noktası temsil eder. Bu nedenle görüntü 71x71 piksel. Her pikselin gri seviyesi sıfır (siyah) ile sekiz (beyaz), o odak noktası rescan sayısı temsil eder. Biz görüntünün sağ tarafında, rescan sayısının çok düşük olduğunu görmekteyiz. Sonuç olarak, bu odak noktaların her biri sadece bir veya iki kez yanacaktır. Bu bölge bizim yeniden inşa görüntü görüntü hemen hemen, çünkü bu alanda düşük X-ray emilimi doymuş akciğer alanında alanı (Şekil 6), karşılık gelir. <img src="/files/ftp_upload/3236/3236fig11.jpg" alt="Şekil 11" /> Şekil 11. Düzlem eşitledi görüntü seçti. Uyarlanabilir maruz kaldıktan sonra yeniden algoritması Bu görüntü çıkış. Bu görüntü standart bir görüntü (Şekil 8) Aynı çalışma modunda 15fps 7 &quot;ile kazanılmış, ancak uyarlamalı pozlama ile Şekil 10 tarama maskesi dayalı sağladı. Görüntü gemilerin dolayısıyla yoğunluk açısından daha düzgün ve özellikle karanlık alanlarda, daha yüksek kontrast görüntünün sağ tarafta, akciğer alanında artık bir doygunluk var. Movie 1. SBDX sisteminin Animasyon SBDX sistemi ters geometri çalışır. Büyük bir tarama ışını X-ışını kaynağı, küçük bir alanı detektörü aydınlatır. Hasta dedektörü uzak bir konuma sahiptir. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3236/3236movie1.swf">filmi görmek için buraya tıklayın.</a> Movie 2. X-ışını üretimi her odak noktası ise, elektron ışını, tungsten hedefi vurur ve X-ışınları üretilir . Kolimatör dedektörü doğru, X-ışını odaklanır <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3236/3236movie2.swf">. filmi görmek için buraya tıklayın</a> . Film 3. Görüntü oluşturma animasyon Bu animasyon dedektör görüntüleri kullanarak nihai görüntü yeniden bir süreci temsil ediyor. Kolimatör (sol altta) her odak noktası için, ilgili dedektörü görüntü (üstte solda) (sağda) yeniden uçağa tahmin edilmektedir. Bu animasyonda, X-ışını kaynağı farklı mesafelerde yeniden üç düzlemde temsil eder <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3236/3236movie3.avi">. filmi görmek için buraya tıklayın</a> . Film 4. Düzlem seçimi SBDX sistemi bir tomosynthesis görüntüleme sistemi. Yeniden inşa ve görüntülenebilmekte uçağı kullanıcı tarafından seçilebilir. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3236/3236movie4.swf">filmi görmek için buraya tıklayın.</a> Film 5. Multi-düzlemi animasyon Bu video farklı düzlemlerde gösterir kolimatör mesafeyi arttırarak yeniden yapılandırdı. Özellikle, iyotlu koroner arterlerin onların fiziksel konumuna bağlı olarak odak içeri ve dışarı <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3236/3236movie5.avi">film görmek için buraya tıklayın.</a> Film 6. 3D düzlemde animasyon seçildi. Yeniden inşa odak uçakların 3 boyutlu görselleştirme. Odak uçakları derinlik arttıkça daha kaydırılır. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3236/3236movie6.wmv">filmi görmek için buraya tıklayın.</a>

<ol>
	<li>Martinez, L. C., Vano, E., Gutierrez, F., Rodriguez, C., Gilarranz, R., Manzanas, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patient+doses+from+fluoroscopically+guided+cardiac+procedures+in+pediatrics.">Patient doses from fluoroscopically guided cardiac procedures in pediatrics.</a> Phys Med Biol. 52, 4749-4759 (2007).</li><li>Strauss, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pediatric+interventional+radiography+equipment:+safety+considerations.">Pediatric interventional radiography equipment: safety considerations.</a> Pediatr Radiol. 36, 126-135 (2006).</li><li>Preston, D. L., Cullings, H., Suyama, A., Funamoto, S., Nishi, N., Soda, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solid+cancer+incidence+in+atomic+bomb+survivors+exposed+in+utero+or+as+young+children.">Solid cancer incidence in atomic bomb survivors exposed in utero or as young children.</a> J Natl Cancer Inst. 100, 428-436 (2008).</li><li>Wolff, M., Keevil, J., Speidel, M., Wilfey, M., Wilfley, B., Star-Lack, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pilot+study+with+a+scanning-beam+digital+x-ray+system.">Pilot study with a scanning-beam digital x-ray system.</a> Am J Cardiol. 94, (2004).</li><li>Speidel, M. A., Wilfley, B. P., Star-Lack, J. M., Heanue, J. A., Betts, T. D., VanLysel, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+entrance+exposure+and+signal-to-noise+ratio+between+an+SBDX+prototype+and+a+wide-beam+cardiac+angiographic+system.">Comparison of entrance exposure and signal-to-noise ratio between an SBDX prototype and a wide-beam cardiac angiographic system.</a> Med Phys. 33, 2728-2743 (2006).</li><li>Speidel, M. A., Wilfley, B. P., Star-Lack, J. M., Heanue, J. A., VanLysel, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanning-beam+digital+x-ray+(SBDX)+technology+for+interventional+and+diagnostic+cardiac+angiography.">Scanning-beam digital x-ray (SBDX) technology for interventional and diagnostic cardiac angiography.</a> Med Phys. 33, 2714-2727 (2006).</li><li>Funk, T., Burion, S., Bechtel, K. L., Solomon, E. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> X-ray dose reduction by adaptive source equalization and electronic region-of-interest control. , (2011).</li><li>Burion, S., Bechtel, K. L., Lowell, A. P., Heanue, J. A., Solomon, E. G., Funk, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+equalization+filtration:+dose+savings+with+region-based+exposure+control+using+a+scanning-beam+X-ray+source.">Real-time equalization filtration: dose savings with region-based exposure control using a scanning-beam X-ray source.</a> , (2010).</li><li>Boone, J. M., Duryea, J., Moore, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Filter+wheel+equalization+in+chest+radiography:+demonstration+with+a+prototype+system.">Filter wheel equalization in chest radiography: demonstration with a prototype system.</a> Radiology. 196, 845-850 (1995).</li><li>Vlasbloem, H., Kool, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AMBER:+a+scanning+multiple-beam+equalization+system+for+chest+radiography.">AMBER: a scanning multiple-beam equalization system for chest radiography.</a> Radiology. 169, 29-34 (1988).</li></ol>

Yazarlar Bu makalede kullanılan alet üreten Üç Halka Teknolojileri çalışanları.

Biz doz tasarrufu mümkündür eşitleme tekniği kullanılarak olduğunu göstermektedir. Bu yazıda sadece görüntü kalitesi için etkilerini tartışırken, bizim tekniği nasıl uygulanır. Ancak, amacımız eşitledi görüntüler için bir hedef sinyal gürültü oranı korumak için dikkat etmek önemlidir. Altında yatan varsayım, olmayan eşitledi görüntüler, sinyal gürültü oranı yüksek olmayan tekdüze olmasıdır. Özellikle akciğer alanı gibi parlak alanlarda gürültü oranı tanı görevi gerçekleştirmek için gerekli olandan daha yüksek sinyal gösterirler. Denkleştirme bize bu alanlarda sinyal gürültü oranı düşük ve sinyal gürültü oranı görüntünün karanlık bölgelerde korumak için sağlar. Şu anda bizim yaklaşımımız doğrulamak için gürültü ölçüm çalışmaları yapmaktadır. Ön sonuçlar,% 30 sipariş üzerine doz tasarrufu, 7, 8 görüntü karanlık bölgelerde eşdeğer sinyal gürültü oranı ulaşılabilir olduğunu göstermektedir. Potansiyel dengeleme filtrasyon, uzun yıllar boyunca bilimsel literatürde kabul edilmiştir. Ancak, bugüne kadar yayımlanmış tüm uygulamaları bu yaklaşım 9,10 yararı önemli ölçüde engelleyen, mekanik panjur veya filtreler içeriyordu . Burada eşitlemenin mekanik uygulamaları ile sorunların üstesinden gelmek, tamamen elektronik bir yaklaşım esas alınabilir göstermektedir. Klinik SBDX sistemi, burada sunulan adımları en donanımsal olarak uygulanacak ve veri toplama sırasında gerçek zamanlı olarak yapılacaktır. Denkleştirme algoritması gerçek zamanlı olarak çalışacak ve görüntülenen görüntü varsayılan olarak eşitlendi olacak. Algoritma dinamik görüntülü olan konu, konunun hareket ve değişen portal pozisyon göre parametreleri adapte olacaktır. Biz algoritma geliştirmeye devam yöntemi daha da geliştirilmesi ve gerçek zamanlı uygulanmasını kolaylaştırmak için gerekli olacaktır.

x-ray dose reduction through adaptive exposure in fluoroscopic imaging

X-ışını floroskopi kardiyak müdahale sırasında görüntü rehberlik için yaygın olarak kullanılır. Ancak, bu işlemler radyasyon dozunun yüksek olması, ve bu özellikle pediatrik uygulamalarda önemli bir sorundur. Pediatri prosedürleri genel olarak yetişkinler üzerinde yapılan oranla çok daha karmaşık ve dolayısıyla 1 4-8 kat daha uzun ortalama . Ayrıca, çocuk 10 yaşına kadar 10 floroskopi prosedürlere tabi, ve hayatları boyunca genel nüfus 2,3 daha ölümcül bir kansere yakalanma bir üç kat daha yüksek bir risk olduğu gösterilmiştir. Ters bir görüntüleme geometrisi 5,6 (Şekil 1, Movie 1 ve istihdam floroskopik görüntüleme sistemi - radyasyon dozu, yetişkin kardiyak girişimler tarama ışınına dijital x-ray (SBDX) sistemi 4 kullanılarak önemli ölçüde azaltılabilir olduğunu göstermiştir Şekil 2). Bunun yerine, tek bir odak noktası ve geleneksel sistemlerde kullanılan genişletilmiş bir dedektör, bizim yaklaşım, küçük bir dedektör odaklanmış çok sayıda odak noktalar ile uzun bir X-ışını kaynağı kullanır. X-ışını kaynağı bir tarama elektron ışını sırayla 9.000 fokal spot pozisyonları kadar aydınlatıcı oluşur. Her odak noktası, dedektör üzerine görüntüleme hacmi küçük bir bölümünü yansıtır. Son görüntü dedektör doğrudan yansıtılan geleneksel bir sistem aksine, SBDX 9.000 dedektör görüntülerden son görüntüyü yeniden oluşturmak için özel bir algoritma kullanır. Pediatrik uygulamalar için, SBDX sistemi ile doz tasarrufu yetişkin prosedürleri daha küçük olması bekleniyor. Ancak, SBDX sistemi, elektronik bir uyarlamalı pozlama tekniği uygulayarak ilave doz tasarrufu sağlar. Bu yöntemin Anahtar SBDX sistemi multi-ışını tarama tekniği yerine aynı radyasyon dozu ile görüntünün her parçası açığa yerine, dinamik maruz kalan bölgenin opaklığını bağlı olarak maruz değişebilir. Bu nedenle, önemli ölçüde radyolusent alanlarda pozlama azaltmak ve daha opak bölgelerde maruz korumak. Bizim mevcut uygulama, adaptif maruz kullanıcı etkileşimi gerektirir (Şekil 3). Ancak, gelecekte, uyarlamalı pozlama gerçek zamanlı ve tam otomatik olacaktır. Biz antropomorfik bir hayalet ile deneyleri ve bir doz alan ürün (DAP) ölçer kullanılarak adaptif maruz kalmadan ve ölçülen radyasyon dozunun karşılaştırdık. Deney burada sunulan, biz% 30 doz azaltımı bulabilirsiniz.

Watch this Scientific Journal Video about X-ray Dose Reduction through Adaptive Exposure in Fluoroscopic Imaging at JoVE.com

X-ray Dose Reduction through Adaptive Exposure in Fluoroscopic Imaging

Biz, tarama ışınına dijital X-ray sistemi kullanarak bir dinamik adaptif maruz kalma tekniği geliştiriyorlar. Aksine düzgün bir nesne açığa, pozlama nesnenin opaklık bağlı olarak uyarlanmıştır. Burada bir doz% 30 tasarruf sonuçlandı antropomorfik bir hayalet bir deney göstermektedir.

Floroskopik Görüntüleme Adaptif Pozlama X-ray Doz Azaltma

X-ray fluoroscopy is widely used for image guidance during cardiac intervention. However, radiation dose in these procedures can be high, and this is a ...

x-ray-dose-reduction-through-adaptive-exposure-in-fluoroscopic-imaging

Research

JoVE Journal

Medicine

14.3K Görüntüleme.  Triple Ring Technologies. Biz, tarama ışınına dijital X-ray sistemi kullanarak bir dinamik adaptif maruz kalma tekniği geliştiriyorlar. Aksine düzgün bir nesne açığa, pozlama nesnenin opaklık bağlı olarak uyarlanmıştır. Burada bir doz% 30 tasarruf sonuçlandı antropomorfik bir hayalet bir deney göstermektedir.

Video: X-ray Dose Reduction through Adaptive Exposure in Fluoroscopic Imaging

Segmentation and Measurement of Fat Volumes in Murine Obesity Models Using X-ray Computed Tomography

Obesity is associated with increased morbidity and mortality as well as reduced metrics in quality of life.1 Both environmental and genetic factors are associated with obesity, though the precise underlying mechanisms that contribute to the disease are currently being delineated.2,3 Several small animal models of obesity have been developed and are employed in a variety of studies.4 A critical component to these experiments involves the collection of regional and/or total animal fat content data under varied conditions.
Traditional experimental methods available for measuring fat content in small animal models of obesity include invasive (e.g. ex vivo measurement of fat deposits) and non-invasive (e.g. Dual Energy X-ray Absorptiometry (DEXA), or Magnetic Resonance (MR)) protocols, each of which presents relative trade-offs. Current invasive methods for measuring fat content may provide details for organ and region specific fat distribution, but sacrificing the subjects will preclude longitudinal assessments. Conversely, current non-invasive strategies provide limited details for organ and region specific fat distribution, but enable valuable longitudinal assessment. With the advent of dedicated small animal X-ray computed tomography (CT) systems and customized analytical procedures, both organ and region specific analysis of fat distribution and longitudinal profiling may be possible. Recent reports have validated the use of CT for in vivo longitudinal imaging of adiposity in living mice.5,6 Here we provide a modified method that allows for fat/total volume measurement, analysis and visualization utilizing the Carestream Molecular Imaging Albira CT system in conjunction with PMOD and Volview software packages.

Fat content analysis is routinely conducted in studies utilizing murine obesity models. Emerging methods in small animal CT imaging and analysis are providing for longitudinal detail rich fat content analysis. Here we detail step by step procedures for performing small animal CT imaging, analysis, and visualization.

Segmentasyon ve Mürin Obezite Modelleri Yağ Hacimleri ölçümü X-ray Bilgisayarlı Tomografi Kullanımı

Obesity is associated with increased morbidity and mortality as well as reduced metrics in quality of life.1 Both environmental and genetic factors are ...

Tıp

Assessing Teratogenic Changes in a Zebrafish Model of Fetal Alcohol Exposure

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, including mental retardation due to disordered and damaged brain development. Fetal alcohol spectrum disorder (FASD) is a term used to cover a continuum of birth defects that occur due to maternal alcohol consumption, and occurs in approximately 4% of children born in the United States. With 50% of child-bearing age women reporting consumption of alcohol, and half of all pregnancies being unplanned, unintentional exposure is a continuing issue2. In order to best understand the damage produced by ethanol, plus produce a model with which to test potential interventions, we developed a model of developmental ethanol exposure using the zebrafish embryo. Zebrafish are ideal for this kind of teratogen study3-8. Each pair lays hundreds of eggs, which can then be collected without harming the adult fish. The zebrafish embryo is transparent and can be readily imaged with any number of stains. Analysis of these embryos after exposure to ethanol at different doses and times of duration and application shows that the gross developmental defects produced by ethanol are consistent with the human birth defect. Described here are the basic techniques used to study and manipulate the zebrafish FAS model.

In order to understand the molecular mechanisms of the ethanol-induced developmental damage, we have developed a zebrafish model of ethanol exposure and are exploring the physical, cellular, and genetic alterations that occur after ethanol exposure1. We then seek to find potential interventions and rapidly test them in this animal model.

Fetal Alkol Pozlama bir Zebra balığı Modelinde teratojenik değişiklikler değerlendirilmesi

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, ...

Imaging Glioma Initiation In Vivo Through a Polished and Reinforced Thin-skull Cranial Window

Glioma is the one of the most lethal forms of human cancer. The most effective glioma therapy to date-surgery followed by radiation treatment-offers patients only modest benefits, as most patients do not survive more than five years following diagnosis due to glioma relapse 1,2. The discovery of cancer stem cells in human brain tumors holds promise for having an enormous impact on the development of novel therapeutic strategies for glioma 3. Cancer stem cells are defined by their ability both to self-renew and to differentiate, and are thought to be the only cells in a tumor that have the capacity to initiate new tumors 4. Glioma relapse following radiation therapy is thought to arise from resistance of glioma stem cells (GSCs) to therapy 5-10. In vivo, GSCs are shown to reside in a perivascular niche that is important for maintaining their stem cell-like characteristics 11-14. Central to the organization of the GSC niche are vascular endothelial cells 12. Existing evidence suggests that GSCs and their interaction with the vascular endothelial cells are important for tumor development, and identify GSCs and their interaction with endothelial cells as important therapeutic targets for glioma. The presence of GSCs is determined experimentally by their capability to initiate new tumors upon orthotopic transplantation 15. This is typically achieved by injecting a specific number of GBM cells isolated from human tumors into the brains of severely immuno-deficient mice, or of mouse GBM cells into the brains of congenic host mice. Assays for tumor growth are then performed following sufficient time to allow GSCs among the injected GBM cells to give rise to new tumors-typically several weeks or months. Hence, existing assays do not allow examination of the important pathological process of tumor initiation from single GSCs in vivo. Consequently, essential insights into the specific roles of GSCs and their interaction with the vascular endothelial cells in the early stages of tumor initiation are lacking. Such insights are critical for developing novel therapeutic strategies for glioma, and will have great implications for preventing glioma relapse in patients. Here we have adapted the PoRTS cranial window procedure 16and in vivo two-photon microscopy to allow visualization of tumor initiation from injected GBM cells in the brain of a live mouse. Our technique will pave the way for future efforts to elucidate the key signaling mechanisms between GSCs and vascular endothelial cells during glioma initiation.

Imaging Glioma Initiation In Vivo Through a Polished and Reinforced Thin-skull Cranial Window

By combining a polished and reinforced thin-skull (PoRTS) cranial window and glioblastoma (GBM) cell injection, we can observe glioma initiation and growth from injected GBM cells in the brain of a live mouse longitudinally.

Görüntüleme Glioma Başlatma<em&gt; In Vivo</em&gt; Bir Parlak ve Takviyeli İnce kafatası Kranial Pencere arkası

Glioma is the one of the most lethal forms of human cancer. The most effective glioma therapy to date-surgery followed by radiation treatment-offers ...

Minimal Erythema Dose (MED) Testing

Ultraviolet radiation (UV) therapy is sometimes used as a treatment for various common skin conditions, including psoriasis, acne, and eczema. The dosage of UV light is prescribed according to an individual's skin sensitivity. Thus, to establish the proper dosage of UV light to administer to a patient, the patient is sometimes screened to determine a minimal erythema dose (MED), which is the amount of UV radiation that will produce minimal erythema (sunburn or redness caused by engorgement of capillaries) of an individual's skin within a few hours following exposure. This article describes how to conduct minimal erythema dose (MED) testing. There is currently no easy way to determine an appropriate UV dose for clinical or research purposes without conducting formal MED testing, requiring observation hours after testing, or informal trial and error testing with the risks of under- or over-dosing. However, some alternative methods are discussed.

Minimal Erythema Dose MED Testing

This article describes how to conduct minimal erythema dose (MED) testing in order to determine the lowest dose of ultraviolet radiation that will cause erythema (burning) when administered to an individual.

Minimal Eritem Dozu (MED) Test

Ultraviolet radiation (UV) therapy is  sometimes used as a treatment for various common skin conditions, including  psoriasis, acne, and eczema. The ...

Dual-phase Cone-beam Computed Tomography to See, Reach, and Treat Hepatocellular Carcinoma during Drug-eluting Beads Transarterial Chemo-embolization

The advent of cone-beam computed tomography (CBCT) in the angiography suite has been revolutionary in interventional radiology. CBCT offers 3 dimensional&#160;(3D) diagnostic imaging in the interventional suite and can enhance minimally-invasive therapy beyond the limitations of 2D angiography alone. The role of CBCT has been recognized in transarterial chemo-embolization (TACE) treatment of hepatocellular carcinoma (HCC). The recent introduction of a CBCT technique: dual-phase CBCT (DP-CBCT) improves intra-arterial HCC treatment with drug-eluting beads (DEB-TACE). DP-CBCT can be used to localize liver tumors with the diagnostic accuracy of multi-phasic multidetector computed tomography (M-MDCT) and contrast enhanced magnetic resonance imaging (CE-MRI) (See the tumor), to guide intra-arterially guidewire and microcatheter to the desired location for selective therapy (Reach the tumor), and to evaluate treatment success during the procedure (Treat the tumor). The purpose of this manuscript is to illustrate how DP-CBCT is used in DEB-TACE to see, reach, and treat HCC.

Dual-phase cone-beam computed tomography (DP-CBCT) is a useful intraprocedural imaging technique for transarterial chemo-embolization treatment with drug-eluting beads of hepatocellular carcinoma. DP-CBCT has been used to perform three major steps in oncologic interventional radiology: tumor localization (see), navigation and intraprocedural catheter guidance (reach), and intraprocedural evaluation of treatment success (treat).

Çift faz konik ışınlı Bilgisayarlı Tomografi, görün Reach ve İlaç salınımlı Boncuk Transarteriel Kemo-embolizasyon sırasında hepatosellüler karsinom şımartın

The advent of cone-beam computed tomography (CBCT) in the angiography suite has been revolutionary in interventional radiology. CBCT offers 3 ...

Voluntary Breath-hold Technique for Reducing Heart Dose in Left Breast Radiotherapy

Breath-holding techniques reduce the amount of radiation received by cardiac structures during tangential-field left breast radiotherapy. With these techniques, patients hold their breath while radiotherapy is delivered, pushing the heart down and away from the radiotherapy field. Despite clear dosimetric benefits, these techniques are not yet in widespread use. One reason for this is that commercially available solutions require specialist equipment, necessitating not only significant capital investment, but often also incurring ongoing costs such as a need for daily disposable mouthpieces. The voluntary breath-hold technique described here does not require any additional specialist equipment. All breath-holding techniques require a surrogate to monitor breath-hold consistency and whether breath-hold is maintained. Voluntary breath-hold uses the distance moved by the anterior and lateral reference marks (tattoos) away from the treatment room lasers in breath-hold to monitor consistency at CT-planning and treatment setup. Light fields are then used to monitor breath-hold consistency prior to and during radiotherapy delivery.

The current priority in breast cancer radiotherapy is to reduce cardiac doses without compromising target tissue coverage. The voluntary breath-hold technique described here is a simple, inexpensive solution to this problem and capable of being instituted widely without the need for specialized equipment.

Sol Meme Radyoterapi Kalp Doz azaltılması için gönüllü Nefes tutma Tekniği

Breath-holding techniques reduce the amount of radiation received by cardiac structures during tangential-field left breast radiotherapy. With these ...

Non-fluoroscopic Catheter Tracking for Fluoroscopy Reduction in Interventional Electrophysiology

A technological platform (MediGuide) has been recently introduced for non-fluoroscopic catheter tracking. In several studies, we have demonstrated that the application of this non-fluoroscopic catheter visualization system (NFCV) reduces fluoroscopy time and dose by 90-95% in a variety of electrophysiology (EP) procedures. This can be of relevance not only to the patients, but also to the nurses and physicians working in the EP lab. Furthermore, in a subset of indications such as supraventricular tachycardias, NFCV enables a fully non-fluoroscopic procedure and allows the lab staff to work without wearing lead aprons. With this protocol, we demonstrate that even complex procedures such as ablations of atrial fibrillation, that are typically associated with fluoroscopy times of &#62;30 min in conventional settings, can safely be performed with a reduction of &#62;90% in fluoroscopy exposure by the additional use of NFCV.

Radiation exposure is an underestimated risk in complex ablation procedures. Here, we describe a protocol to significantly decrease fluoroscopy time and dosage for both the patient and the lab staff by using a novel non-fluoroscopic catheter visualization system.

Girişimsel Elektrofizyoloji Floroskopi Azaltımı Kateter İzleme Olmayan skopi

A technological platform (MediGuide) has been recently introduced for non-fluoroscopic catheter tracking. In several studies, we have demonstrated that ...

Real-time X-ray Imaging of Lung Fluid Volumes in Neonatal Mouse Lung

At birth, the lung undergoes a profound phenotypic switch from secretion to absorption, which allows for adaptation to breathing independently. Promoting and sustaining this phenotype is critically important in normal alveolar growth and gas exchange throughout life. Several in vitro studies have characterized the role of key regulatory proteins, signaling molecules, and steroid hormones that can influence the rate of lung fluid clearance. However, in vivo examinations must be performed to evaluate whether these regulatory factors play important physiological roles in regulating perinatal lung liquid absorption. As such, the utilization of real time X-ray imaging to determine perinatal lung fluid clearance, or pulmonary edema, represents a technological advancement in the field. Herein, we explain and illustrate an approach to assess the rate of alveolar lung fluid clearance and alveolar flooding in C57BL/6 mice at post natal day 10 using X-ray imaging and analysis. Successful implementation of this protocol requires prior approval from institutional animal care and use committees (IACUC), an in vivo small animal X-ray imaging system, and compatible molecular imaging software.

We present a protocol to assess the rate of alveolar fluid clearance or pulmonary edema in neonatal mouse lung using X-ray imaging technology.

Yenidoğan Fare Akciğer Akciğer Akışkan Ciltler Gerçek zamanlı X-ışını görüntüleme

At birth, the lung undergoes a profound phenotypic switch from secretion to absorption, which allows for adaptation to breathing independently. Promoting ...

Two-Dimensional X-Ray Angiography to Examine Fine Vascular Structure Using a Silicone Rubber Injection Compound

Angiography is an essential tool for the study of vascular structures in various research fields. The aim of this study is to introduce a simple angiographic method for examining the fine vascular structure of unfixed, fresh tissue using a silicone rubber injection compound and soft tissue X-ray system. This study is especially focused on flap territories used in reconstructive surgery. This study employs angiography with a silicone rubber injection compound in various experimental conditions using Sprague-Dawley rats. First, 15 mL of MV compound and 15 mL of diluent is mixed. Then, 1.5 mL of the curing agent is prepared, and a 24G catheter is cannulated in the common carotid artery of the rat. A three-way stopcock is then connected to a catheter, and the radiopaque agent, after being mixed with the prepared curing agent, is injected immediately without spillage. Finally, as the agent solidifies, the specimen is harvested, and an angiographic image is obtained using a soft tissue X-ray system. This method indicates that high-quality angiography showing fine vascular structures can be easily and simply obtained within in a short period of time.

This study presents a simple two-dimensional angiographic method to examine fine vascular structures using a silicone rubber injection compound and soft tissue X-ray system.

Silikon Kauçuk enjeksiyon bileşik kullanarak iyi vasküler yapı incelemek için iki boyutlu röntgen anjiyografi

Angiography is an essential tool for the study of vascular structures in various research fields. The aim of this study is to introduce a simple ...

Improved Registration of 3D CT Angiography with X-ray Fluoroscopy for Image Fusion During Transcatheter Aortic Valve Implantation

The fusion of 3D anatomical models derived from high-fidelity pre-interventional computed tomography angiography (CTA), and x-ray (XR) fluoroscopy to facilitate anatomical guidance is of huge interest for complex cardiac interventions like TAVI procedures with cerebral protection. Co-registration of CTA and XR has been introduced either based on additional intraoperative non-/contrast-enhanced cone-beam computed tomography (CBCT) or two separate aortograms. With the related increase of radiation exposure and/or contrast agent (CA) dose, a potential additional risk for the patient is introduced. Here, we propose a modified co-registration approach making use of arteriograms of the iliofemoral arteries, routinely performed during the femoral puncture and sheath introduction. On-the-fly refinement of the co-registration during the on-going procedure enables accurate co-registration without any additional angiograms, thus reducing CA, XR dose and procedure time, while simultaneously improving operator confidence and procedure safety.

The aim of this study was to improve the co-registration for image fusion (IF) of pre-interventional CT data with real-time x-ray (XR) fluoroscopy during transfemoral transcatheter aortic valve implantation (TAVI).

3D BT anjiyografi ile x-ışını floroskop kayıt Transcatheter aort kapak implantasyonu sırasında görüntü Fusion için geliştirilmiş

The fusion of 3D anatomical models derived from high-fidelity pre-interventional computed tomography angiography (CTA), and x-ray (XR) fluoroscopy to ...