تأثیرات روش بازسازی تکرار شونده‌ی آماری تطبیقی بر کیفیت تصویر و میزان کاهش دز در آزمون سی‌تی آنژیوگرافی کرونری

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو، گروه فیزیک پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

2 دانشیار، گروه تکنولوژی پرتوشناسی، دانشکده‌ی پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

3 گروه تکنولوژی پرتوشناسی، دانشکده‌ی پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

4 بیمارستان الزهرا (س)، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

مقدمه: هدف از انجام این مطالعه، بررسی تأثیر استفاده از روش بازسازی تکرارشونده‌ی آماری تطبیقی (Adaptive statistical iterative reconstruction یا ASiR) بر کیفیت تصویر و میزان کاهش دز اعضا، دز مؤثر و خطر سرطان‌زایی ناشی از آزمون سی‌تی آنژیوگرافی کرونری در دستگاه سی‌تی اسکن 64 اسلایس بود.روش‌ها: این مطالعه‌ی توصیفی- تحلیلی- مقطعی بر روی دو گروه بیمار انجام شد. گروه اول شامل تعداد 185 بیمار (90 زن و 95 مرد با متوسط سن 77/14 ± 65/55 سال) بود که تحت سی‌تی آنژیوگرافی کرونری با روش معمول بازسازی Filtered back projection (FBP) قرار گرفته بودند. گروه دوم، شامل تعداد 172 بیمار (80 زن و 92 مرد با متوسط سن 22/11 ± 29/58 سال) بود که تحت آزمون با روش بازسازی ASiR قرار گرفتند. دز اعضا، دز مؤثر و خطر سرطان‌زایی برای هر دو گروه بیماران با یکدیگر مقایسه شد. همچنین، معیارهای کیفیت تصویر شامل نویز، نسبت کنتراست به نویز، نسبت سیگنال به نویز، میزان اعداد سی‌تی شریان کرونری چپ و بطن چپ در هر دو گروه مقایسه شد.یافته‌ها: دز مؤثر در بیماران با روش ASiR (64/5 ± 94/11 میلی‌سیورت) در مقایسه با بیماران با روش FBP (84/6 ± 38/20 میلی‌سیورت) اختلاف معنی‌داری داشت (001/0 > P). خطر کلی سرطان‌زایی در بیماران با روش ASiR (71/4 ± 97/8 در 10000 نفر) در مقایسه با بیماران با روش FBP (42/8 ± 09/16 در 10000 نفر) حداقل 40 درصد کاهش یافته بود (001/0 > P). هیچ تفاوت معنی‌داری بین متغیرهای کیفیت تصویر در دو روش بازسازی مشاهده نشد (050/0 < P).نتیجه‌گیری: به کارگیری روش ASiR نسبت به روش معمول FBP، می‌تواند دز اعضا، دز مؤثر و خطر سرطان‌زایی حاصل از آزمون سی‌تی آنژیوگرافی کرونری را بدون افت در کیفیت تصویر، کاهش دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Influences of Adaptive Statistical Iterative Reconstruction on Image Quality and Dose Reduction in Coronary Computed Tomography Angiography

نویسندگان [English]

  • Parizad Ghadimi 1
  • Ali Chaparian 2
  • Maedeh Mahmoodi 3
  • Jalal Bagheri 4
1 Student, Department of Medical Physics, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
2 Associate Professor, Department of Technology of Radiology, School of Paramedicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
3 Department of Technology of Radiology, School of Paramedicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
4 Alzahra Hospital, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Background: The aim of this study was to evaluate the impact of using adaptive statistical iterative reconstruction (ASiR) method on image quality and reduction of organ doses, effective dose, and carcinogenesis risk from coronary computed tomography angiography (CCTA) in 64-slice CT scan.Methods: This cross-sectional study was performed on two groups of patients. The first group consisted of 185 patients (90 women and 95 men; mean age: 55.65 ± 14.77 years) who underwent CCTA with the conventional filter back projection (FBP) reconstruction. The second group consisted of 172 patients (80 women and 92 men; mean age: 58.59 ± 11.22 years) who were tested using ASiR reconstruction. Organ doses, effective dose, and carcinogenic risk were compared between the groups. Moreover, image quality criteria including noise, contrast-to-noise ratio, signal-to-noise ratio, CT numbers of the left coronary artery, and left ventricle were compared between the groups.Findings: There were at least 40% reduction in the effective dose (11.94 ± 5.64 vs. 20.38 ± 6.84 mSv; P < 0.001) and risk of carcinogenesis (8.97 ± 4.71 vs. 16.09 ± 8.42 in 10,000 people; P < 0.001) between the FBP and AsiR methods. No significant differences were observed between image quality parameters in the two reconstruction methods (P > 0.050).Conclusion: The application of ASiR method compared to conventional FBP method can reduce the dose of organs, the effective dose, and the carcinogenic risk of CCTA without compromising the image quality.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Coronary Vessels
  • Computed Tomography Angiography
  • Image quality enhancement
  • Carcinogenesis
  1. Erthal F, Premaratne M, Yam Y, Chen L, Lamba J, Keenan M, et al. Appropriate use criteria for cardiac computed tomography: Does computed tomography have incremental value in all appropriate use criteria categories? J Thorac Imaging 2018; 33(2): 132-7.
  2. Karimizarchi H, Chaparian A. Estimating risk of exposure induced cancer death in patients undergoing computed tomography pulmonary angiography. Radioprotection 2017; 52(2): 81-6.
  3. Chaparian A, Karimi Zarchi H. Assessment of radiation-induced cancer risk to patients undergoing computed tomography angiography scans. Int J Radiat Res 2018; 16(1): 107-15.
  4. Weigold W, Olszewski ME, Walker MJ. Low-dose prospectively gated 256-slice coronary computed tomographic angiography. Int J Cardiovasc Imaging 2009; 25(2): 217-30.
  5. Diel J, Perlmutter S, Venkataramanan N, Mueller R, Lane MJ, Katz DS. Unenhanced helical CT using increased pitch for suspected renal colic: An effective technique for radiation dose reduction? J Comput Assist Tomogr 2000; 24(5): 795-801.
  6. Leipsic J, Heilbron BG, Hague C. Iterative reconstruction for coronary CT angiography: Finding its way. Int J Cardiovasc Imaging 2012; 28(3): 613-20.
  7. Silva AC, Lawder HJ, Hara A, Kujak J, Pavlicek W. Innovations in CT dose reduction strategy: Application of the adaptive statistical iterative reconstruction algorithm. AJR Am J Roentgenol 2010; 194(1): 191-9.
  8. Precht H, Kitslaar PH, Broersen A, Dijkstra J, Gerke O, Thygesen J, et al. Influence of Adaptive Statistical Iterative Reconstruction on coronary plaque analysis in coronary computed tomography angiography. J Cardiovasc Comput Tomogr 2016; 10(6): 507-16.
  9. Mieville FA, Gudinchet F, Rizzo E, Ou P, Brunelle F, Bochud FO, et al. Paediatric cardiac CT examinations: impact of the iterative reconstruction method ASIR on image quality--preliminary findings. Pediatr Radiol 2011; 41(9): 1154-64.
  10. Leipsic J, Labounty TM, Heilbron B, Min JK, Mancini GB, Lin FY, et al. Estimated radiation dose reduction using adaptive statistical iterative reconstruction in coronary CT angiography: The ERASIR study. AJR Am J Roentgenol 2010; 195(3): 655-60.
  11. Kazakauskaite E, Husmann L, Stehli J, Fuchs T, Fiechter M, Klaeser B, et al. Image quality in low-dose coronary computed tomography angiography with a new high-definition CT scanner. Int J Cardiovasc Imaging 2013; 29(2): 471-7.
  12. Gosling O, Loader R, Venables P, Roobottom C, Rowles N, Bellenger N, et al. A comparison of radiation doses between state-of-the-art multislice CT coronary angiography with iterative reconstruction, multislice CT coronary angiography with standard filtered back-projection and invasive diagnostic coronary angiography. Heart 2010; 96(12): 922-6.
  13. Yin WH, Lu B, Li N, Han L, Hou ZH, Wu RZ, et al. Iterative reconstruction to preserve image quality and diagnostic accuracy at reduced radiation dose in coronary CT angiography: an intraindividual comparison. JACC Cardiovasc Imaging 2013; 6(12): 1239-49.
  14. Mahmoodi M, Chaparian A. Organ doses, effective dose, and cancer risk from computed tomography coronary angiography examinations American Journal of Roentgenology 2020. [In press].
  15. Chen W, Kolditz D, Beister M, Bohle R, Kalender WA. Fast on-site Monte Carlo tool for dose calculations in CT applications. Med Phys 2012; 39(6): 2985-96.
  16. Streffer C. The ICRP 2007 recommendations. Radiat Prot Dosimetry 2007; 127(1-4): 2-7.
  17. Deak P, van SM, Shrimpton PC, Zankl M, Kalender WA. Validation of a Monte Carlo tool for patient-specific dose simulations in multi-slice computed tomography. Eur Radiol 2008; 18(4): 759-72.
  18. Tapiovaara M, Siiskonen T, Saeteilyturvakeskus (Finland) Radiation and Nuclear Safety Authority, S+ñteilyturvakeskus F. PCXMC: A Monte Carlo Program for Calculating Patient Doses in Medical X-ray Examinations. Helsinki, Finland: STUK; 2008.
  19. National Research Council (U.S.). Health Risks from Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation: BEIR VII Phase 2. Washington, DC: National Academies Press; 2005.
  20. Chaparian A, Dehghanzade F. Evaluation of radiation-induced cancer risk to patients undergoing intra-oral and panoramic dental radiographies using experimental measurements and Monte Carlo calculations. Int J Radiat Res 2017; 15(2): 197-205.
دوره 37، شماره 553 - شماره پیاپی 553
بهمن و اسفند 1398
صفحه 1286-1293
  • تاریخ دریافت: 23 آذر 1398
  • تاریخ بازنگری: 06 فروردین 1402
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401
  • تاریخ اولین انتشار: 17 فروردین 1401