نحن نعمل على تطوير تقنية ديناميكية التكيف التعرض لدينا المسح باستخدام أشعة السينية الرقمية النظام. بدلا من تعريض كائن موحد ، هو تكييف التعرض اعتمادا على غموض الكائن. هنا نعرض تجربة على مجسم الوهمية التي أسفرت عن إنقاذ 30 ٪ من الجرعة.
وتستخدم الأشعة السينية على نطاق واسع لتوجيه فلووروسكبي الصورة أثناء تدخل القلب. ومع ذلك ، يمكن جرعة الاشعاع في هذه الإجراءات أن تكون عالية ، وهذا هو مصدر قلق كبير ، لا سيما في التطبيقات الخاصة بالأطفال. إجراءات طب الأطفال في العام أكثر تعقيدا بكثير من تلك التي أجريت على البالغين ، وبالتالي هي في المتوسط 4-8 مرات أطول 1. وعلاوة على ذلك ، يمكن للأطفال الخضوع تصل إلى 10 إجراءات جهاز أشعة في سن 10 ، وثبت لديهم خطر أعلى ثلاثة أضعاف الإصابة بسرطان قاتل طوال حياتهم من عامة السكان 2،3.
لقد أظهرنا أنه يمكن تخفيض جرعة الاشعاع بشكل ملحوظ في عمليات القلب الكبار باستخدام شعاع لدينا المسح بالأشعة السينية الرقمية (SBDX) نظام 4 — نظام التصوير جهاز أشعة أن توظف الهندسة العكسية التصوير 5،6 (الشكل 1 ، وفيلم 1 الشكل 2). بدلا من بقعة واحدة وتنسيق موسعة للكشف عن استخدامها كما هو الحال في النظم التقليدية ، ونهجنا تستخدم موسع للأشعة السينية مصدر التنسيق مع بقع متعددة تركز على كشف الصغيرة. لدينا مصدر للأشعة السينية وتتألف من شعاع الالكترون المسح نورانية بالتسلسل حتى 9000 نقطة بؤرية المواقف. كل بقعة تنسيق المشاريع على جزء صغير من حجم التصوير على كاشف. على النقيض من النظام التقليدي حيث يتوقع مباشرة على الصورة النهائية للكشف عن وSBDX يستخدم خوارزمية مخصصة لإعادة بناء الصورة النهائية من الصور للكشف عن 9000.
لتطبيقات للأطفال ، ومن المتوقع تحقيق وفورات الجرعة مع نظام SBDX أن يكون أصغر مما كان عليه في إجراءات الكبار. ومع ذلك ، فإن النظام يسمح لتحقيق وفورات SBDX جرعة إضافية من خلال تنفيذ الكتروني تقنية التعرض التكيفية. المفتاح إلى هذا الأسلوب هو الأسلوب شعاع المسح المتعدد للنظام SBDX : بدلا من تعريض كل جزء من الصورة مع جرعة الاشعاع نفسه ، فإننا يمكن أن تختلف بشكل حيوي التعرض اعتمادا على غموض هذه المنطقة عرضة للخطر. ولذلك ، فإننا يمكن أن تقلل بشكل كبير من التعرض في المناطق شعاعيا والحفاظ على التعرض في مناطق أكثر غموضا. في تنفيذنا الحالي ، تعرض على التكيف يتطلب تفاعل المستخدم (الشكل 3). ومع ذلك ، في المستقبل ، وسوف تعرض على التكيف يكون الوقت الحقيقي ، وأوتوماتيكية بالكامل.
لقد أجرينا التجارب الوهمية مع مجسم وبالمقارنة مع قياس الجرعات الإشعاعية ، ودون التعرض للتكيف لاستعمال منتوج منطقة الجرعة (DAP) متر. في التجربة المعروضة هنا ، نجد تخفيض جرعة من 30 ٪.
علينا أن نظهر أن الوفورات جرعة ممكنة تستخدم تقنية تكافؤ. في هذه الورقة نعرض فقط كيفية تطبيق أسلوبنا ، ودون مناقشة الآثار المترتبة على جودة الصورة. ومع ذلك ، فمن المهم أن نلاحظ أن هدفنا هو الحفاظ على الهدف إشارة إلى نسبة الضوضاء في الصور التعادل. الافتراض الأساسي هو أنه في الصور غير وتعادل ، في إشارة إلى نسبة الضوضاء إلى حد كبير من المنظمات غير موحدة. على وجه الخصوص ، مجالات مثل مجال مشرق الرئة يحمل أعلى نسبة إشارة إلى الضوضاء مما هو ضروري لتنفيذ المهمة التشخيص. معادلة تسمح لنا أدنى إشارة إلى نسبة الضوضاء في هذه المجالات والحفاظ على إشارة إلى نسب الضوضاء في المناطق الداكنة من الصورة. ونحن حاليا دراسات لقياس أداء الضوضاء للتحقق من صحة نهجنا. النتائج الاولية تظهر ان جرعة وفورات في حدود 30 ٪ قابلة للتحقيق في إشارة إلى ما يعادل نسبة الضوضاء في المناطق المظلمة من الصورة 7 ، 8.
وقد تم التعرف على إمكانات الترشيح تكافؤ في الأدبيات العلمية لسنوات عديدة. تشارك تطبيقات ومع ذلك ، حتى الآن عن نشر مصاريع ميكانيكية أو المرشحات ، وتعوق بشكل كبير في جدوى هذا النهج 9،10. هنا نظهر يمكن أن تستند على نهج تكافؤ إلكترونية بالكامل ، والتغلب على المشاكل مع تطبيقات الميكانيكية.
في النظام SBDX السريرية ، سيتم تنفيذ معظم الخطوات المقدمة هنا في الأجهزة وسوف يتم تنفيذها في الوقت الحقيقي خلال الحصول على البيانات. سوف الخوارزمية تكافؤ تشغيل في الوقت الحقيقي ، وسيتم التعادل الصورة المعروضة افتراضيا. سوف الخوارزمية التكيف حيوي المعلمات وفقا لهذا الموضوع يجري تصويره ، على اقتراح من هذا الموضوع ، والموقف العملاقة المتغيرة. علينا الاستمرار في تحسين أنظمتنا ، ومواصلة تطوير اسلوبنا سيكون ضروريا من أجل تسهيل تنفيذ في الوقت الحقيقي.
The authors have nothing to disclose.
فإن الكتاب أود أن أشكر آن المنوم ، Nishihara كيث ، وبريان Wilfley من تقنيات الطوق الثلاثي لمساهمتهم في هذا المشروع. ويتم تمويل هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة تحدي المنح 5RC1HL100436 – 0.