Name: x-ray dose reduction through adaptive exposure in fluoroscopic imaging
Uploaded: 2011-09-11T14:00:00
Duration: 8 min 30 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about X-ray Dose Reduction through Adaptive Exposure in Fluoroscopic Imaging at JoVE.com

המחברים מבקשים להודות אן Sandman, קית&#39; Nishihara, ובריאן מן Wilfley טכנולוגיות טבעת טריפל על תרומתם בפרויקט זה. עבודה זו ממומנת על ידי NIH אתגר גרנט 5RC1HL100436-0.

<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>

הכותבים הם עובדי טכנולוגיות טבעת טריפל שמייצרים את המכשיר משמש במאמר זה.

אנו מראים כי חיסכון מנה אפשריים באמצעות טכניקה השוואה. במאמר זה אנו רק להראות כיצד הטכניקה שלנו מוחל, מבלי לדון השלכות על איכות התמונה. עם זאת, חשוב לציין כי המטרה שלנו היא לשמור על יעד יחס אות לרעש בתמונות השווה. הנחת היסוד היא כי אי שוויון תמונות, יחס אות לרעש היא מאוד לא אחידה. בפרט, אזורים בהירים כמו בתחום הריאות התערוכה אות יחס גבוה יותר רעש ממה שצריך כדי לבצע את המשימה אבחון. השוואת מאפשר לנו להוריד את יחס אות לרעש באזורים אלה וכדי לשמור על יחס אות לרעש באזורים כהים של התמונה. כרגע אנחנו מבצעים מדידה מחקרים רעש כדי לאמת את הגישה שלנו. תוצאות ראשוניות מראות כי החיסכון מנה בסדר גודל של 30% הם ברי השגה על האות המקבילה יחס רעש באזורים הכהים של התמונה 7, 8. הפוטנציאל של סינון השוואת הוכר בספרות המדעית במשך שנים רבות. מימושים עם זאת, עד כה פורסמו כל המעורבים תריסים מכניים או מסננים, באופן משמעותי את הפגיעה בכלי של גישה זו 9,10. כאן אנו מראים כי ההשוואה יכול להיות מבוסס על גישה אלקטרונית לחלוטין, להתגבר על בעיות עם יישומים מכניים. במערכת SBDX קלינית, רוב הצעדים שהוצגו כאן תיושם חומרה יבוצע בזמן אמת במהלך רכישת נתונים. אלגוריתם ההשוואה יפעל בזמן אמת, ואת התמונה המוצגת תהיה להשוות כברירת מחדל. האלגוריתם יהיה דינמי להתאים את הפרמטרים שלו לפי המקצוע להיות צילמו, את התנועה של הנושא, ואת המיקום שינוי gantry. אנו ממשיכים לשפר את האלגוריתם שלנו, פיתוח נוסף של השיטה שלנו יהיה צורך על מנת להקל בזמן אמת לביצוע.

x-ray dose reduction through adaptive exposure in fluoroscopic imaging

רנטגן fluoroscopy נעשה שימוש נרחב במהלך התערבות לב להדרכה התמונה. עם זאת, מינון הקרינה נהלים אלה יכולה להיות גבוהה, וזה חשש משמעותי, במיוחד ביישומים ילדים. נהלים לרפואת ילדים הם בדרך כלל הרבה יותר מורכב מאשר אלה של מבוגרים ולכן הם בממוצע 4-8 פעמים יותר 1. יתר על כן, הילדים יכולים לעבור עד 10 הליכי fluoroscopic עד גיל 10, הוכחו נמצאים בסיכון גבוה פי שלושה לפתח סרטן קטלני לאורך כל החיים שלהם מאשר באוכלוסיה הכללית 2,3. הראינו כי מינון הקרינה ניתן לצמצם באופן משמעותי באמצעות סריקה קרן שלנו רנטגן דיגיטלי (SBDX) מערכת 4 בנהלים לב מבוגר - מערכת הדמיה fluoroscopic המעסיקה הגיאומטריה הדמיה הפוך 5,6 (איור 1, סרט 1 ו איור 2). במקום נקודה מרכזית אחת גלאי המורחבת לשמש במערכות קונבנציונליות, הגישה שלנו מנצל מקור המורחבת רנטגן עם כתמים מוקד מרובים התמקדו גלאי קטן. מקור קרני ה-X שלנו מורכב אלומת אלקטרונים סורק ברצף ומאיר עד 9,000 עמדות במקום מוקד. כל נקודה מוקד פרויקטים חלק קטן נפח הדמיה על הגלאי. בניגוד לשיטה המקובלת שבה התמונה הסופית צפויה ישירות על הגלאי, SBDX משתמשת באלגוריתם ייעודי לשחזר את התמונה הסופית של 9000 תמונות גלאי. עבור יישומים ילדים, חיסכון מנה עם מערכת SBDX צפויים להיות קטנים יותר מאשר בנהלים מבוגר. עם זאת, מערכת SBDX מאפשר חיסכון מנה נוספת על ידי יישום טכניקה אלקטרוניים חשיפה אדפטיבית. מפתח שיטה זו היא הטכניקה רב קרן סריקה של המערכת SBDX: במקום לחשוף כל חלק של התמונה עם מינון הקרינה אותו, אנחנו יכולים להשתנות באופן דינמי את החשיפה בהתאם אטימות של האזור חשוף. לכן, אנחנו יכולים להפחית באופן משמעותי את החשיפה באזורים radiolucent ולשמור על חשיפה באזורים יותר אטום. ביישום הנוכחי שלנו, החשיפה אדפטיבית דורש אינטראקציה עם המשתמש (איור 3). עם זאת, בעתיד, החשיפה אדפטיבית יהיה בזמן אמת אוטומטי מלא. ביצענו ניסויים עם רפאים אנתרופומורפי והשוו נמדדת הקרינה עם או בלי חשיפה אדפטיבית באמצעות אזור מנה מוצר (DAP) מטר. בניסוי המוצג כאן, אנו מוצאים ירידה במינון של 30%.

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

אנחנו מפתחים טכניקה דינמי חשיפה אדפטיבית באמצעות סריקה קרן שלנו דיגיטלי רנטגן המערכת. במקום לחשוף את אובייקט אחיד, החשיפה מותאם בהתאם אטימות של האובייקט. כאן אנו מציגים ניסוי רפאים אנתרופומורפי שהביאו להצלת מנה של 30%.

קרני ה-X באמצעות הפחתת מינון חשיפה מסתגלת בתחום ההדמיה fluoroscopic

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 ...

Research

JoVE Journal

Medicine

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

פילוח ומדידה של כמויות השומן מודלים השמנת יתר Murine באמצעות קרני רנטגן טומוגרפיה ממוחשבת

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

Assessing Teratogenic Changes in a Zebrafish Model of Fetal Alcohol Exposure

הערכת שינויים teratogenic במודל דג הזברה של חשיפה אלכוהול עוברית

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

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

הדמית Glioma ייזום<em&gt; In Vivo</em&gt; דרך חלון גולגולתי מלוטש ומחוזק-גולגולת דקה

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

Minimal Erythema Dose MED Testing

מינון בדיקת אריתמה מינימאלית (MED)

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

Dual-שלב cone-beam טומוגרפיה ממוחשבת לראי, להגיע, ופנק את Hepatocellular Carcinoma במהלך משחררי תרופת חרוזים Transarterial חמו-אמבוליזציה

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

Controlling Parkinson's Disease With Adaptive Deep Brain Stimulation

שליטה מחלת פרקינסון עם מסתגל עמוק גירוי המוח

Adaptive deep brain stimulation (aDBS) has the potential to improve the treatment of Parkinson&#39;s disease by optimizing stimulation in real time ...

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

טכניקת הנשימה להחזיק מרצון לצמצום לב מנה ברדיותרפית שד שמאלי

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

ללא fluoroscopic צנתר מעקב להפחתת שיקוף באלקטרופיזיולוגיה התערבותית

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

הדמית רנטגן בזמן אמת של כרכי נוזל ריאות עובריות עכבר ריאות

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

רנטגן מימדי מסתמים לבחון בסדר מבנה כלי הדם באמצעות תרכובת הזרקת סיליקון גומי

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 ...