ウルトラにおけるメタルアーティファクトの低減 - 石家荘市イルラーゴデイチーニ有限公司

Scientific Reports volume 12、記事番号: 15549 (2022) この記事を引用

944 アクセス

1 引用

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

コーンビームコンピュータ断層撮影法 (CBCT) は、付属肢骨格の 3D イメージングに強力なツールであることが示されており、骨の微細構造の詳細な視覚化が可能になります。この研究は、死体手首スキャンにおける CBCT とマルチ検出器コンピューター断層撮影 (MDCT) の間で、骨接合インプラントの存在下でのアーチファクトを比較するように設計されました。さまざまな管電位と電流を使用した合計 32 のスキャンプロトコルが採用されました。管電圧範囲が 60 ～ 140 kVp の従来の CBCT と MDCT の両方の研究に加え、錫プレフィルトレーションによる専用のスペクトル整形を備えた追加の MDCT プロトコルが含まれていました。スキャナーのタイプに関係なく、すべての検査は超高解像度 (UHR) スキャンモードで実行されました。 UHR-CBCT スキャンの再構成には、追加の反復金属アーティファクト低減アルゴリズムが使用されましたが、これは UHR-MDCT と組み合わせて使用できない画像補正ツールです。両方のスキャナー間で適用される放射線量を比較するために、16 cm ファントムの体積コンピューター断層撮影線量指数 (CTDIvol) が評価されました。画像は、主観的および客観的な画質に関して評価されました。自動管電流変調や管電位制御がない場合、UHR-MDCT では放射線量は 1.3 mGy (70 kVp および 50.0 実効 mAs) から 75.2 mGy (140 kVp および 383.0 実効 mAs) の範囲でした。 CBCT スキャナのパルス画像取得方法を使用すると、CTDIvol は 2.3 mGy (パルスあたり 60 kVp、平均 0.6 mAs) から 61.0 mGy (パルスあたり 133 kVp、平均 2.5 mAs) の範囲でした。本質的に、80 kVp 以上の管電位を使用するすべての UHR-CBCT プロトコルは、UHR-MDCT と比較して優れた全体的な画質とアーチファクトの低減を実現することがわかりました (すべて p < 0.050)。画質に関する 7 人の放射線科医の評価者間信頼性は、組織評価ではかなり高く、アーチファクト評価では中程度で、フライスカッパ値は 0.652 (95% 信頼区間 0.618 ～ 0.686; p < 0.001) および 0.570 (95% 信頼区間 0.535 ～ 0.606; p < 0.001) でした。）、それぞれ。我々の結果は、ツインロボット X 線システムの UHR-CBCT スキャンモードにより、金属インプラントの存在下で付属肢骨格の優れた視覚化が容易になることを示しています。達成可能な画質とアーティファクトの低減は、線量比較可能な UHR-MDCT よりも優れており、スズ前濾過によるスペクトル整形を採用した MDCT プロトコルでも、隣接する軟組織では同レベルのアーティファクトの低減を達成できません。

関節形成術後の術後フォローアップでは、遍在性、コスト効率、および比較的低い放射線量での迅速なイメージング結果により、単純 X 線撮影が主要なイメージング方法となります。手術後の疑わしい合併症をより詳細に分析するには、より高い線量ペナルティを伴うにもかかわらず、追加の CT が必要になる場合があります。しかし、術後の設定では、金属インプラントによって引き起こされるアーチファクトが、インプラント自体、インプラントと骨の界面、およびその隣接組織の評価の診断精度を妨げる可能性があります1、2。典型的な金属アーティファクトには、ビーム硬化と光子枯渇が含まれます。ビーム硬化は、多色 X 線光子が高密度の物体を通過するときに発生し、結果として低エネルギー光子の吸収が強くなり、隣接する暗い縞を持つ高密度アーティファクトが発生します。対照的に、光子枯渇アーチファクトは光子の完全な吸収によって現れ、低密度の縞をもたらします 3,4,5。その結果、二次脱臼、骨吸収領域、周囲の X 線透過性リムや軟組織内の体液の溜まりによって示されるインプラントの緩みなど、金属インプラントの存在下での合併症を検出することは、重大な課題となる可能性があります。

過去には、主に従来のガントリベースのマルチ検出器 CT (MDCT) スキャナに対して、金属アーチファクト低減 (MAR) のためのさまざまなアプローチが評価されてきました 6,7。光子の枯渇は、X 線ビーム内の光子の数を増やすために管電流を増やすことによって軽減できます。管電圧が増加し、光子エネルギーが増加すると、高密度物質の透過率が増加します。管電圧が高くなると、組織のコントラストが低下しますが、画像ノイズと光子の欠乏を最小限に抑えることができます。しかし、特に若い患者や繰り返し検査を受ける患者においては、より高い放射線量を犠牲にして金属アーチファクトを軽減することについては議論の余地がある8。同様の効果は、錫プレフィルトレーションを使用した場合にも見られます。これは、低エネルギー光子の量を減らし、X 線ビームを硬化させることで光子の透過を増加させます 7,9。これらのプロトコルベースの MAR アプローチは画像取得前に確立する必要がありますが、反復再構成技術などのアルゴリズムは放射線量に悪影響を与えることなく遡及的に実行できます。マイナス面としては、反復再構成アルゴリズムは二次アーチファクトを導入する可能性があり、一般に画像情報を変更すると報告されています10、11。さらに、補間により金属エッジ付近で画像データが失われる可能性があります12。金属インプラントやスキャンプロトコルの最適化とは別に、このようなアーティファクトを軽減する他のアプローチには、モデルベースのデータ補正や画像ベースの後処理などがあります13。

コーンビーム CT (CBCT) は、比較的低線量での骨組織の画質が優れているため、最近では筋骨格系イメージングの分野で成長を続けています。外傷評価においては、CBCT が上肢および下肢の描写の実行可能な代替手段としてすでに登場しています 14、15、16、17、18。しかし、治療後の設定では、歯科以外の CBCT システムの価値はこれまで徹底的に調査されていません。特に骨接合後の可動性が制限されている患者の場合、ガントリーベースの MDCT スキャナーでは、手首スキャンで最適化されたイメージング条件に必要な腹臥位と腕の挙上に問題が生じる可能性があります。検討されているガントリーフリーの多目的スキャナーの上肢をテーブルサイドに配置するオプションを使用してこの制限に対処すると、画質と放射線量の点で有利になる可能性があります19。

この研究の目的は、実験設定で超高解像度 (UHR)-CBCT スキャンモードを備えたツインロボット X 線システムの金属アーティファクト低減機能を調査することでした。したがって、放射線量と画質の間の最良の妥協点を見つけることを目的として、関節形成術後の死体手首スキャンにおけるスキャナーの性能を UHR-MDCT と比較しました。

私たちの研究は、ドイツのヴュルツブルク大学の治験審査委員会によって承認されました。ドナーは生前、研究と研究の目的で自らの遺体を大学の解剖研究所に提供した。追加の書面によるインフォームドコンセントは必要ありませんでした。

すべての方法は、関連するガイドラインおよび規制に従って実行されました。現在の研究中に使用および/または分析されたデータセットは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

2 人の外傷外科医が、ホルマリン固定された死体標本の橈骨遠位端に掌側ロッキングプレート固定を実行しました (Aptus、Medartis、バーゼル、スイス)。次に、CBCT イメージング用の多目的ツインロボット X 線システムとハイエンド MDCT スキャナーを使用して手首を検査しました。 MDCT 研究は、標本を腹臥位にし、それぞれの腕を頭の上に上げた、いわゆる「スーパーマンスタンス」で実施されました。 CBCT検査は、テーブルサイドスキャン位置として上肢を90°の角度で外転させた仰臥位で実施されました。

採用されている 3D CBCT モードを備えた多用途 X 線システム (Multitom Rax、Siemens Healthineers、エアランゲン、ドイツ) には、X 線管とフラットパネル検出器を搭載した 2 本の伸縮アームが装備されており、3 本のアームで天井レールに接続されています。並進および 2 つの回転自由度。 X 線管は、0.5 ～ 800 mAs の電流と 40 ～ 150 kV の電圧を供給できます。フラットパネル検出器の入力フィールドのサイズは 23 cm × 23 cm で、1440 × 1440 のビニングされていないピクセルの 3D マトリックスがあり、有効ピクセルサイズは 148 μm になります。同時に、このシステムではテーブルの移動やヘリカル収集が実現できないため、入力フィールドによって CBCT の最大視野が制限されます。 CBCT スキャンモードで 3D 投影データを取得する場合、アームは事前定義されたスキャン軌道に沿って同時に同期して動きます。上肢イメージング用のテーブルサイド軌道は、アイソセンターの周囲で 200°の掃引角を持ち、非対称の線源から画像までの距離は 115 cm (管からアイソセンターまでの距離は 85 cm、検出器からアイソセンターまでの距離は 30 cm) です。研究の目的のために、手首はさらに、ハイエンドのガントリーベースの MDCT スキャナーと単一エネルギーモードの複数のプロトコル (Somatom Force、Siemens Healthineers) でスキャンされました。

前濾過、管電圧、管電流と曝露時間の積を変化させながら、さまざまなスキャンプロトコルを評価しました。掌側ロッキングプレートを固定した死体手首の 32 回のスキャンが UHR モードで実行されました。合計 15 回の UHR-CBCT スキャンが、60 ～ 133 kVp の範囲の管電圧、および 0.6 mAs、1.2 mAs、および 2.5 mAs の管電流と曝露時間の積で評価されました。 CBCT システムの標準ハードウェアには、錫プレフィルトレーションのオプションが含まれていないことに注意してください。一致する UHR-MDCT スキャンのプロトコル (15 の一致する MDCT プロトコル) は、CBCT 対応物の CTDI 値と等しくなるように設計された参照 mAs を使用して、70 ～ 140 kVp の範囲の管電圧で設定されました。さらに、0.4 mm 錫プレフィルトレーションを備えた 2 つのプロトコル (100 kVp および 150 kVp) が採用され、合計 19 の MDCT プロトコルが得られました。 CBCT および MDCT プロトコルの詳細なスキャンパラメーターを表 1 にまとめます。CBCT と MDCT の間で適用される放射線量を比較するために、16 cm ファントムの体積コンピューター断層撮影線量指数 (CTDIvol) を評価しました。線量長積および CTDIvol は、MDCT における放射線量を推定するために注目されました。 CBCT の CTDIvol 相当値は、以前のファントム測定に基づいて製造業者によって提供された線形スケーリング係数を線量面積積に乗算することによって計算されました。スケーリング係数は、収集ジオメトリ、管電圧、ビームフィルタリング (銅フィルタなど) のすべての組み合わせに対して事前に決定されています。線量と長さの積は、直径 160 mm、長さ 300 mm、標準線量測定システム (Nomex 線量計、PTW、フライブルク・イム・ブライスガウ、ドイツ）300 mm 電離箱を備えています。線量測定の標準的な重み付けスキームを適用して、体積線量と長さの積の値 (DLPvol) を取得しました。 CTDIvol 値は、DLPvol 値をビーム幅に相当する z 方向の視野で割ることによって計算されました。最後に、スケーリング係数は、CTDIvol を線量面積積の値で割ることによって計算されました。すべての検査の線量面積積は、自動的に作成されたスキャンレポートから抽出されました。

スキャナー側の生データの再構成は、当院での MDCT 検査の後処理の臨床標準に従って、骨構造を非常に鮮明に描写するための専用の高解像度カーネル (Ur77、Siemens Healthineers) を使用して実行されました。専用の 3D 処理ソフトウェア (syngo.via View&GO および syngo.via、どちらも Siemens Healthineers) を使用して、CBCT および MDCT の多平面再構成を実行しました。 UHR-CBCT スキャンの再構成には、追加の反復金属アーティファクト低減 (MAR) が使用されました。アキシャル面、コロナル面、およびサジタル面の再構成パラメータは、線量プロトコルとスキャナーに関係なく、スライス厚1.0 mm、増分0.5 mm、視野80 mm、画像マトリックス1024×1024ピクセルで設定されました。骨の描写を最適化するために、3000 および 1000 のハウンズフィールド単位 (HU) のウィンドウ幅とレベルが事前に定義されています。ただし、読者は個人的な必要に応じてウィンドウ設定を変更することができました。

画像は、筋骨格画像処理におけるさまざまなレベルの経験を持つ 7 人の放射線科医 (ASK 8、TSP 2、KSL 7、 VH 6、RH 4、HH 6、JPG の経験は 5 年です)。読書には時間制限はありませんでした。読者は、骨組織と軟組織に関する画質とアーチファクトの程度を 7 段階のスケール (7 = 優れている/アーチファクトなし、6 = 非常に良い/アーチファクトがほとんどない、5 = 良好) で評価するよう求められました。 /軽度のアーチファクト、4 = 満足できる/中程度のアーチファクト、3 = 普通、/かなりのアーチファクト 2 = 不良/重度のアーチファクト、1 = 非常に悪い/アーチファクトのため診断不能)。これらの結果に基づいて、スキャンプロトコルのパフォーマンスを特徴づけ、放射線量に対する画質をランク付けするために、次の式を使用して骨とアーチファクトの評価の性能指数 (FOM) 値を計算しました。

客観的画像分析は、筋骨格画像処理 (JPG) で 5 年の経験を持つ放射線科医によって実行されました。平均 HU での信号減衰を測定する参照として、円形の関心領域 (ROI) を周囲の空気および軟組織に手動で配置しました。アーチファクトは、アーチファクトが損なわれた軟組織だけでなく、最も顕著な低密度アーチファクト領域および高密度アーチファクト領域に ROI を配置することによって定量化されました。アーチファクト測定はそれぞれ 3 回実行され、高い測定精度とデータの一貫性を保証するために平均化されました。

記述統計とデータ分析には専用ソフトウェアを使用しました (SPSS Statistics バージョン 28、IBM、米国ニューヨーク州アーモンク)。 0.05 未満の P 値は統計的有意性を示すとみなされました。コルモゴロフ – スミルノフ検定は、正規分布の連続データを分析するために適用されました。正規分布の場合、連続データは平均 ± 標準偏差として表示されます。正規分布変数の平均値は、多重比較用に調整された p 値を使用して、一元配置 ANOVA および Dunnett-T3 事後検定と比較されました。カテゴリ項目の平均ランクをフリードマン検定および同種サブセットの事後分析と比較しました。 Fleiss kappa は、主観的な画質評価における評価者間信頼性を調査するために計算されました。一致は、Landis と Koch に従って解釈されました (1.00 ～ 0.81 = ほぼ完璧; 0.80 ～ 0.61 = かなり; 0.60 ～ 0.41 = 中程度; 0.40 ～ 0.21 = まあまあ; 0.20 ～ 0.00 わずか; < 0.00 悪い一致)20。

この研究では、さまざまな前濾過、管電圧、電流時間積を備えた 32 のスキャンプロトコルが適用されました (17 UHR-MDCT、15 UHR-CBCT)。自動管電流変調や管電位制御がない場合、従来の MDCT で達成される最高放射線量と最低放射線量は、75.2 mGy (140 kVp および 383.0 実効 mAs) と 1.3 mGy (70 kVp および 50.0 実効 mAs) でした。 CBCT スキャナーのパルス画像取得方法を使用した場合、超低線量スキャンの CTDIvol は 2.3 mGy (パルスあたり 60 kVp、平均 0.6 mAs) でしたが、可能な最高線量は 61.0 mGy (133 kVp、平均 2.5 mAs) でした。パルスごと）。 CTDIvol 値を表 1 にまとめます。

両方のスキャナーの管電位と電流のさまざまな組み合わせによる画質と金属アーチファクトの強度を視覚的に比較するために、掌板骨形成術後の遠位前腕の代表的な画像を図 1 (UHR-MDCT) と図 2 (UHR-MDCT) に示します。 CBCT）。超高密度ビームハードニング（すべて p < 0.036）および低密度光子枯渇アーティファクト（すべて p < 0.008）における信号減衰の ROI ベースの定量化により、UHR-MDCT イメージングと比較して、少なくとも 80 kVp の UHR-CBCT プロトコルで良好な結果が得られました（図3)。 UHR-CBCT プロトコルと比較すると結果は劣りますが、スズ前濾過は標準 UHR-MDCT と比較して高濃度および低濃度アーチファクトの程度を大幅に低下させました (すべて p < 0.003)。錫プレフィルトレーションを有効にすると、150 kVp スキャンは 100 kVp イメージングよりも強力なアーティファクトの低減を示しました (p = 0.034)。この研究では、80 kVp 以上の UHR-CBCT がアーチファクトによる損傷を受けた軟組織の最良の描写を可能にしましたが、アーチファクトによる隣接する軟組織の損傷も、スズプレフィルタースキャンプロトコルで大幅に減少しました (すべて p < 0.029)。 < 0.001)。少なくとも 80 kVp の UHR-CBCT スキャンプロトコル間で有意差は確認されませんでした (すべて p > 0.366)。両方のスキャナーの客観的アーティファクト強度評価の結果を表 2 にまとめます。さらに、アーティファクトの種類ごとに UHR-MDCT と UHR-CBCT の違いを示す箱ひげ図を示します (図 4)。

従来の超高解像度 MDCT スキャンプロトコルでの手掌プレート骨接合による骨の画像品質と金属アーチファクトの強度。

超高解像度 CBCT スキャンプロトコルでの手掌プレート骨接合による骨の画像品質と金属アーチファクトの強度。

金属アーチファクトの強度を客観的に評価するための関心領域 (ROI) の配置。注 - A = 超高密度アーティファクト。 B = 低密度アーティファクト。 C = アーチファクトが損なわれた軟組織。

アーチファクトおよびアーチファクトが損なわれた軟組織における信号減衰を示す箱ひげ図。注 - 箱ひげ図 (箱内のケースの中央値と 50%) は、コーンビームコンピュータ断層撮影 (CBCT) およびマルチ検出器コンピュータ断層撮影における高濃度アーチファクト、低密度アーチファクト、およびアーチファクト障害のある軟組織の補正された信号減衰をハウンズフィールド単位 (HU) で示しています。 (MDCT) さまざまなレベルの管電圧 (kVp = キロ電圧ピーク) を使用します。

FOM 解析 (表 3) は、UHR-CBCT プロトコルが、線量が同等の UHR-MDCT プロトコルよりも優れていることを示しました。これは主に、放射線被ばく量が低いプロトコルの比較的良い評価によるものです (60 kVp スキャンの一部を除き、画質が低下する場合があります)。骨組織は臨床使用には不十分であると考えられました）。全体として最良のプロトコルは、現在の臨床標準 (80 kVp、パルス当たりの平均 0.6 mAs) でした。評価は良好でしたが、両方のスキャナーの高電圧プロトコルでは、放射線量が増加したため、FOM 値が低下しました。注目すべきことに、スズフィルター処理された UHR-MDCT スキャンでは、骨の画質とアーチファクト強度に関して、標準的な UHR-MDCT 検査よりもかなり優れた FOM 値が得られました。管電圧グループに基づくスキャンプロトコルの均一サブセット分析では、骨組織の描写（表 4）およびアーチファクト（表 5）に関して、少なくとも 80 kVp の UHR-CBCT 研究の平均ランク値が高いことが示されました（すべて p < 0.050）。 7 人の放射線科医の評価者間信頼性は、フライスカッパが 0.652 (95% 信頼区間 0.618 ～ 0.686; p < 0.001) および 0.570 (95% 信頼区間 0.535 ～ 0.606; p < 0.001) で示されたように、骨についてはかなり、アーチファクトの評価については中程度でした。）、それぞれ。

この実験的な複数の観察者による研究では、UHR オプションを備えた第 3 世代デュアルソース MDCT スキャナーと比較して、現在の金属インプラントの設定における UHR-CBCT イメージングの可能性を評価しました。この目的のために、さまざまな取得パラメータを備えた合計 32 のプロトコルが人間の死体標本に適用されました。 80 kVp 以上の管電位では、UHR-CBCT が客観的分析による画像アーチファクトに関して、また 7 人の放射線科医による主観的な分析による画像品質に関して優れた性能を示すことを示すことができました。さらに、UHR-MDCT プロトコルと比較して、UHR-CBCT では適用される放射線量が良好で、骨と軟組織において同様の画質が得られました。

MDCT に使用されたプロトコルは、70 ～ 140 kVp の範囲の管電圧を使用する従来の CT イメージングと、専用の金属アーティファクト低減のために錫プレフィルトレーションを使用する 2 つのプロトコル (Sn 100 kVp および Sn 150 kVp) で構成されていました。 CBCT と MDCT の比較可能性を維持するために、すべてのスキャンはデュアルエネルギープロトコルを使用せずに UHR モードで実行されました。他の設定では、錫プレフィルトレーションによるスペクトル整形は、デュアルエネルギーイメージングや仮想単色再構成の採用と比較して、特に肥満患者の場合、照射線量を大幅に低減することが示されています21。特に、UHR-CBCT とは対照的に、現在の第 3 世代デュアルソース CT スキャナでは、UHR イメージングに追加のコムフィルターを使用する必要があるため、UHR 取得を使用するか追加の反復 MAR を使用するかの選択を実質的に迫られます。錫プレフィルトレーションによるスペクトル整形を採用した UHR-MDCT プロトコルでは、標準的な UHR-MDCT と比較して金属アーチファクトが大幅に減少しましたが、80 kVp 以上の UHR-CBCT ではさらに優れたアーチファクトの低減と隣接する軟組織の評価が可能になりました。また、主観的な画質に関しては、管電圧 80 kVp 以上の UHR-CBCT プロトコルが UHR-MDCT イメージングと比較して優れたパフォーマンスを示しました。 CBCT の性能の 1 つの説明は、システムの独自の収集ジオメトリによって実現される、その固有の優れた線量効率にあります。通常のガントリーベースのスキャナは、X 線管と患者、および患者と検出器の間で対称的な間隔で動作しますが、 CBCT の 2 つの伸縮アームを採用することで、低倍率で非対称な光源から画像までの距離を実現し、焦点サイズの制限効果を打ち消すことで空間解像度を向上させます22。

外傷環境における付属肢骨格のテーブルサイド UHR-CBCT イメージングの可能性と利点を実証した最近の出版物 19,22 を考慮すると、報告された所見は注目に値します。平均適用線量に関しては、Nardi らによる最近のメタ分析が報告されています。 CBCT は MDCT23 よりも大幅な削減を約束すると述べています。ただし、取得される画像フレームの数が限られているため、CBCT の画像品質は、システムのアイソセンタ内での対象オブジェクトの配置に依存します。この事実は MDCT よりも顕著であり、潜在的に専用のトレーニングが必要となり、放射線技師による明確なケアが要求されます。

金属インプラントを使用した CT イメージングは、数十年にわたり臨床ルーチンの一部となってきました。ただし、亀裂骨折などの微妙な所見でも二次外科的再修正までの特別なフォローアップ治療が必要となるため、隣接組織のアーチファクトの低減が最も重要であることがよくあります。これらのスキャンでは高画質が不可欠ですが、線量低減の取り組みが画質に逆効果をもたらす可能性があります。従来の UHR-MDCT プロトコルは明らかに劣っており、スペクトル整形を採用した UHR-MDCT プロトコルでさえ UHR-CBCT イメージングと同等ではないことが判明したため、著者らは、この有望なイメージング技術をさらに評価するために臨床現場で将来の研究を行うことを提案しています。さらに、CBCT を使用した反復金属アーティファクト低減アルゴリズムの効果を定量化する専用の研究が義務付けられています。

この研究に関しては、いくつかの制限について言及する必要があります。 1 つは、スキャンが単一の死体標本と 1 種類のインプラントに限定されていたことです。したがって、インプラントの組成とサイズが結果として生じるアーチファクトに及ぼす影響は評価されませんでした。テーブルサイドでの快適なポジショニングにより、患者は CBCT で必要な 14 秒の取得時間に十分耐えることができますが、モーションアーチファクトの可能性が臨床ルーチンの制限要因になる可能性があります 23。ただし、研究デザインの性質上、モーションアーティファクトはこの研究では役割を果たしませんでした。さらに、ホルマリン固定は時間の経過とともに骨の脱灰を引き起こし、スキャナーやスキャンプロトコルに関係なく画質を損なうと報告されています24、25。たとえ観察者がスキャンの種類 (UHR-CBCT と UHR-MDCT) を知らなかったとしても、各画像モダリティの典型的な画像印象により、ある程度の偏りが考えられます。最後に、Multitom Rax (Siemens Healthineers) はすべての国で市販されているわけではないため、結果の再現性が制限される可能性があります。

ガントリーフリーのツインロボット X 線システムのコーンビーム CT スキャンモードを使用すると、金属インプラントの存在下での付属肢骨格の超高解像度イメージングを実現できます。比較対象となる第 3 世代のデュアルソースマルチ検出器 CT システムは、UHR モードでの反復金属アーチファクト低減アルゴリズムをサポートしていませんが、コーンビーム CT によって達成可能な画質とアーチファクト低減は、線量の比較が可能な従来の UHR マルチ検出器 CT よりも優れています。錫プレフィルトレーションを使用したスペクトル整形を採用したマルチ検出器 CT プロトコルも同様です。

現在の研究中に使用および/または分析されたデータセットは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

コーンビームコンピュータ断層撮影法

16 cm ファントムの体積コンピュータ断層撮影線量指数 (mGy)

メタルアーティファクトの低減

マルチ検出器コンピュータ断層撮影法

関心領域

超高解像度

ウェレンバーグ、RHH et al. 筋骨格系 CT イメージングにおける金属アーチファクト低減技術。ユーロ。Ｊ．Ｒａｄｉｏｌ． 107、60–69 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

Chandrasekar, S. et al. 関節形成術付近の病変を検出するための、デュアルエネルギーと単一エネルギーの金属アーチファクト低減技術と単一エネルギー技術を組み合わせた技術。 AJRアム。 J.レントゲノール。 215、425–432 (2020)。

記事 Google Scholar

ブッシュバーグ、JT 住民のための AAPM/RSNA 物理学チュートリアル X 線インタラクション。ラジオグラフィックス 18、457–468 (1998)。

記事 CAS Google Scholar

GroßeHokamp, N. et al. 新しいスペクトル検出器 CT からの仮想単一エネルギー再構成を使用した歯科インプラントからのアーチファクトの低減。ユーロ。Ｊ．Ｒａｄｉｏｌ． 104、136–142 (2018)。

記事 Google Scholar

Barrett, JF & Keat, N. CT におけるアーティファクト: 認識と回避。ラジオグラフィックス 24、1679–1691 (2004)。

記事 Google Scholar

Boas, FE & Fleischmann, D. CT アーチファクト: 原因と軽減技術。 Imaging Med 4、229–240 (2012)。

記事 Google Scholar

Hackenbroch, C. et al. 歯科用 CT における線量低減: 錫フィルター技術に特に焦点を当てたファントム研究。 AJRアム。 J.レントゲノール。 215、945–953 (2020)。

記事 Google Scholar

Gupta, A.、Subhas, N.、Primak, AN、Nittka, M. & Liu, K. 金属アーティファクトの低減: 標準および高度な磁気共鳴およびコンピューター断層撮影技術。ラジオル。クリン。北午前。 53、531–547 (2015)。

記事 Google Scholar

周、W.ら。フォトンカウンティング検出器コンピュータ断層撮影法と錫濾過を使用した金属アーチファクトの低減と線量効率の向上。投資する。ラジオル。 54、204–211 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

チャン、W.ら。肝臓コンピュータ断層撮影における画質と線量低減に関するモデルベースの反復再構成アルゴリズム (MBIR) の評価。投資する。ラジオル。 48、598–606 (2013)。

記事 CAS Google Scholar

メッサーリ、M. et al. 高度なモデル化反復再構成が冠動脈カルシウム定量に及ぼす影響。アカド。ラジオル。 23、1506–1512 (2016)。

記事 Google Scholar

Meyer, E.、Raupach, R.、Lell, M.、Schmidt, B. & Kachelrieß, M. コンピューター断層撮影における正規化された金属アーティファクト低減 (NMAR)。医学。物理学。 37、5482–5493 (2010)。

記事 Google Scholar

Gjesteby、L.ら。 CT における金属アーティファクトの削減: 40 年後の私たちはどこにいますか? IEEE Access 4、5826–5849 (2016)。

記事 Google Scholar

Luetkens, KS et al. ツインロボット X 線システムを使用した上肢関節のコーンビーム CT イメージングにおける線量低減の可能性。科学。議員第 11 号、20176 (2021)。

記事 ADS CAS Google Scholar

カリーノ、JA et al. 四肢イメージング専用のコーンビーム CT システム。放射線学 270、816–824 (2014)。

記事 Google Scholar

Demehri, S. et al. 専用の四肢コーンビーム CT システムの軟組織および骨の視覚化タスクにおける画質の評価。ユーロ。ラジオル。 25、1742–1751 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

Neubauer、J. et al. 舟状骨骨折のコーンビーム CT 撮影と X 線撮影の診断精度の比較。科学。議員第 8 号、3906 (2018)。

記事 ADS Google Scholar

ヤン、TW 他。舟状骨骨折に対するコーンビーム CT の診断性能:系統的レビューと診断メタアナリシス。科学。議員第 11 号、2587 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

グランツ、JP 他小さな骨および関節外傷におけるツインロボット X 線システム: 治療決定に対するコーンビームコンピューター断層撮影の影響。ユーロ。ラジオル。 31、3600–3609 (2021)。

記事 Google Scholar

Landis, JR & Koch, GG カテゴリカルデータの観察者一致の測定。バイオメトリクス 33、159 (1977)。

記事 CAS Google Scholar

ゴーディック、S.ら。肺結節検出のための超低線量胸部コンピュータ断層撮影法: スペクトル整形による単一エネルギースキャンの最初の性能評価。投資する。ラジオル。 49、465–473 (2014)。

記事 Google Scholar

グランツ、JP 他肘イメージングにおけるツインロボット X 線システムを備えた 3D コーンビーム CT: 高解像度マルチ検出器 CT との画質の比較。ユーロ。ラジオル。経験値 4, 52 (2020)。

記事 Google Scholar

ナルディ、C.ら。コーンビーム CT におけるモーションアーティファクト: 画像への影響に関する in vitro 研究。 Br. Ｊ．Ｒａｄｉｏｌ． 89、20150687 (2016)。

記事 Google Scholar

Fonseca, AA、Cherubini, K.、Veeck, EB、Ladeira, RS & Carapeto, LP 骨標本の X 線光学濃度に対する 10% ホルマリンの影響。 Dentomaxillofac Radiol。 37、137–141 (2008)。

記事 CAS Google Scholar

ブルクハート、KJら。人間の骨幹骨の生体力学的特性に対するホルマリン固定の影響。バイオメッド。技術。 (ベルル) 55、361–365 (2010)。

記事 Google Scholar

リファレンスをダウンロードする

研究と教育の目的でご自身の身体を提供してくださった方々に感謝いたします。

Projekt DEAL によって実現および組織されたオープンアクセス資金調達。

これらの著者は同様に貢献しました: Andreas Steven Kunz と Theresa Sophie Patzer。

診断および介入放射線科、ヴュルツブルク大学病院、Oberdürrbacher Straße 6、97080、ヴュルツブルク、ドイツ

アンドレアス・スティーブン・クンツ、テレサ・ソフィー・パッツァー、ヤン・ペーター・グランツ、カルステン・セバスティアン・ルトケンス、ヴィクトール・ハルトゥング、ロビン・ヘンデル、トルステン・アレクサンダー・ブレイ、ヘナー・フフラージュ

外傷・手・形成外科・再建外科、ヴュルツブルク大学病院、Oberdürrbacher Straße 6、97080、ヴュルツブルク、ドイツ

タベア熱

整形外科クリニックケーニッヒ・ルートヴィヒ・ハウス、ユリウス・マクシミリアン大学ヴュルツブルク、ブレットライヒ通り 11, 97070, ヴュルツブルク, ドイツ

フランカ・ジェネスト

ヴュルツブルク大学解剖細胞生物学研究所、Koellikerstr. 6, 97070, ヴュルツブルク, ドイツ

スレイマン・エルグン

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

ASK と TSP は筆頭著者として等しく貢献し、すべてのデータを分析し、原稿を準備しました。観察者分析は ASK、TSP、KSL、VH、RH、HH、JPGTF によって実行され、FG は原稿と図の作成をサポートしました。 JPG は統計分析を実行し、原稿を修正しました。 TAB と SE は原稿の準備と品質管理に貢献しました。 SE は死体標本を準備し、TF と FG は掌板骨形成術を行いました。 HH がこの研究を企画、監督しました。著者全員が最終原稿を読んで承認しました。

アンドレアス・スティーブン・クンツへの通信。

JPG は、ドイツのヴュルツブルク臨床研究学際センター [助成番号 Z-2/CSP-06] から資金提供を受けており、Siemens Healthineers の研究コンサルタントとしての役割を果たしています。診断およびインターベンション放射線科は、Siemens Healthineers から研究資金を受けています。この原稿の著者は、その製品またはサービスが記事の主題に関連している可能性があるいかなる企業ともそれ以上の関係を持たないことを宣言します。

シュプリンガーネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

オープンアクセスこの記事はクリエイティブコモンズ表示 4.0 国際ライセンスに基づいてライセンスされており、元の著者と情報源に適切なクレジットを表示する限り、あらゆる媒体または形式での使用、共有、翻案、配布、複製が許可されます。クリエイティブコモンズライセンスへのリンクを提供し、変更が加えられたかどうかを示します。この記事内の画像またはその他のサードパーティ素材は、素材のクレジットラインに別段の記載がない限り、記事のクリエイティブコモンズライセンスに含まれています。素材が記事のクリエイティブコモンズライセンスに含まれておらず、意図した使用が法的規制で許可されていない場合、または許可されている使用を超えている場合は、著作権所有者から直接許可を得る必要があります。このライセンスのコピーを表示するには、http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ にアクセスしてください。

転載と許可

クンツ、AS、パッツァー、TS、グルンツ、JP。他。ツインロボット X 線システムを使用した超高解像度コーンビーム CT イメージングにおける金属アーチファクトの低減。 Sci Rep 12、15549 (2022)。 https://doi.org/10.1038/s41598-022-19978-9

引用をダウンロード

受信日: 2022 年 3 月 5 日

受理日: 2022 年 9 月 7 日

公開日: 2022 年 9 月 16 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-19978-9

次のリンクを共有すると、誰でもこのコンテンツを読むことができます。

申し訳ございませんが、現在この記事の共有リンクは利用できません。

Springer Nature SharedIt コンテンツ共有イニシアチブによって提供

コメントを送信すると、利用規約とコミュニティガイドラインに従うことに同意したことになります。虐待的なもの、または当社の規約やガイドラインに準拠していないものを見つけた場合は、不適切としてフラグを立ててください。