Purpose: Low dose of PET/CT is important because of Patient's X-ray exposure. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of low-dose PET/ CT image through the CTAC and QAC of patient study and phantom study. Materials and Methods: We used the discovery 710 PET/CT (GE). We used the NEMA IEC body phantom for evaluating the PET data corrected by ultra-low dose CT attenuation correction method and NU2-94 phantom for uniformity. After injection of 70.78 MBq and 22.2 MBq of 18 F-FDG were done to each of phantom, PET/CT scans were obtained. PET data were reconstructed by using of CTAC of which dose was for the diagnosis CT and Q. AC of which was only for attenuation correction. Quantitative analysis was performed by use of horizontal profile and vertical profile. Reference data which were corrected by CTAC were compared to PET data which was corrected by the ultra-low dose. The relative error was assessed. Patients with over weighted and normal weight also underwent a PET/CT scans according to low dose protocol and standard dose protocol. Relative error and signal to noise ratio of SUV were analyzed. Results: In the results of phantom test, phantom PET data were corrected by CTAC and Q.AC and they were compared each other. The relative error of Q.AC profile was been calculated, and it was shown in graph. In patient studies, PET data for overweight patient and normal weight patient were reconstructed by CTAC and Q.AC under routine dose and ultra-low dose. When routine dose was used, the relative error was small. When high dose was used, the result of overweight patient was effectively corrected by Q.AC. Conclusion: In phantom study, CTAC method with 80 kVp and 10 mA was resulted in bead hardening artifact. PET data corrected by ultra- low dose CTAC was not quantified, but those by the same dose were quantified properly. In patients' cases, PET data of over weighted patient could be quantified by Q.AC method. Its relative difference was not significant. Q.AC method was proper attenuation correction method when ultra-low dose was used. As a result, it is expected that Q.AC is a good method in order to reduce patient's exposure dose.
The Journal of Korean Society for Radiation Therapy
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v.26
no.1
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pp.59-67
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2014
Purpose : This study aims to evaluate 3D dosimetric impact for MIP image and each phase image in stereotactic body radiotherapy (SBRT) for lung cancer using volumetric modulated arc therapy (VMAT). Materials and Methods : For each of 5 patients with non-small-cell pulmonary tumors, a respiration-correlated four-dimensional computed tomography (4DCT) study was performed. We obtain ten 3D CT images corresponding to phases of a breathing cycle. Treatment plans were generated using MIP CT image and each phases 3D CT. We performed the dose verification of the TPS with use of the Ion chamber and COMPASS. The dose distribution that were 3D reconstructed using MIP CT image compared with dose distribution on the corresponding phase of the 4D CT data. Results : Gamma evaluation was performed to evaluate the accuracy of dose delivery for MIP CT data and 4D CT data of 5 patients. The average percentage of points passing the gamma criteria of 2 mm/2% about 99%. The average Homogeneity Index difference between MIP and each 3D data of patient dose was 0.03~0.04. The average difference between PTV maximum dose was 3.30 cGy, The average different Spinal Coad dose was 3.30 cGy, The average of difference with $V_{20}$, $V_{10}$, $V_5$ of Lung was -0.04%~2.32%. The average Homogeneity Index difference between MIP and each phase 3d data of all patient was -0.03~0.03. The average PTV maximum dose difference was minimum for 10% phase and maximum for 70% phase. The average Spain cord maximum dose difference was minimum for 0% phase and maximum for 50% phase. The average difference of $V_{20}$, $V_{10}$, $V_5$ of Lung show bo certain trend. Conclusion : There is no tendency of dose difference between MIP with 3D CT data of each phase. But there are appreciable difference for specific phase. It is need to study about patient group which has similar tumor location and breathing motion. Then we compare with dose distribution for each phase 3D image data or MIP image data. we will determine appropriate image data for treatment plan.
In this study, among chest CT examination conditions, the tube voltage was changed to 100 and 80 kVp and the reconstruction algorithm was changed to FBP, ASIR-V, and DLIR to compare and analyze changes in examination dose and image quality. As a result, when applying ASIR-V and DLIR at a tube voltage of 100 kVp, which is lower than the existing tube voltage, the dose is lowered while achieving image quality most similar to that when applying 120 kVp and FBP. especially, DLIR reconstructed images had excellent SNR and CNR at all tube voltages. In addition, the SSIM index was analyzed to be closest to 1, showing the highest similarity to the original image. Therefore, when performing repeated chest CT examinations, the application of DLIR can reduce the examination dose by about 29.7%, which is expected to help solve some of the biggest problems with CT examinations, namely radiation exposure due to the examination.
In diagnostic X-ray examinations, dose assessments for pregnant female and fetus are realistically difficult, and related research is also lacking. Therefore, in this study, the purpose of the simulation was to analyze the dose and fetal dose for pregnant female during abdominal X-ray examination. Based on the data presented in ICRP 89, this study produced phantom reconstructed of the existing prenatal phantom, which was used to analyze the evaluation of the organ dose and fetal dose of pregnant female according to pregnancy week and the difference between the dose of the existing phantom and the reconstructed phantom. As a result, the abdominal X-ray test showed a tendency to show higher doses for organs close to the direction of the source joining. In addition, it was confirmed that fetal doses in posteroanterior position were reduced by more than 65% compared with anteroposterior position.
The ultimate goal of radiotherapy is to result in complete local control of tumor while sparing the surrounding normal tissues as much as possible. Since the development of CT in 1970s, patient's anatomical normal tissues and the site and extent of infiltration of tumor were identified almost accurately. In addition, the isodose distribution of delivered radiation to target tumor was shown in each cross-section. In the treatment planning of head and neck cancers, CT-reconstruction provided almost 3-dimensinonal inter-relationship between tumor and normal tissues. The utilization of imaging system of the CT scanner made it possible to illustrate in superposition the patient structure image, the radiation beams, and the isodose distributions. Thus it was possible to deliver radiation enough to control the local disease, and to avoid unnecessary administration of radiation to normal tissue such as spinal cord. CT-reconstructed image in axial, sagittal, and coronal planes suggested 3-dimensional radiotherapy treatment planning be possible and practical instead of conventional 2-dimensional planning at coronal plane.
Kim, Min Kyoung;Kwak, Hyeng Ju;Kim, Jong Hun;Choe, Won-Ho;Ha, Yun Kyung;Lee, So Jung;Kim, Dae Ho;Lee, Yong-Gu;Lee, Youngjin
Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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v.53
no.9
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pp.143-147
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2016
Recently, digital tomosynthesis system (DTS) has been developed to reduce overlap using conventional X-ray and to overcome high patient dose problem using computed tomography (CT). The purpose of this study was to develop image reconstruction algorithm and to evaluate image characteristics and dose with chest digital tomosynthesis (CDT) system. Image reconstruction was used for filtered back-projection (FBP) methods and system geometry was constructed ${\pm}10^{\circ}$, ${\pm}15^{\circ}$, ${\pm}20^{\circ}$, and ${\pm}30^{\circ}$ angular range for acquiring phantom images. Image characteristics carried out root mean square error (RMSE) and signal difference-to-noise ratio (SDNR), and dose is evaluated effective dose with ${\pm}20^{\circ}$ angular range. According to the results, the phantom image with slice thickness filter has superb RMSE and SDNR, and effective dose was 0.166 mSv. In conclusion, we demonstrated usefulness of developed CDT image reconstruction algorithm and we constructed CDT basic output data with measuring effective dose.
The patient dose in advanced radiotherapy techniques is an important issue. These methods should be evaluated to reduce the dose in diagnostic imaging for radiotherapy. Especially, the Computed Tomography in radiotherapy has been used widely; hence the CT was evaluated for dose and image in this study. The evaluations for dose and image were done in equal condition due to compare the dose and image simultaneously. Furthermore, the possibility of dose and image evaluations by using the Monte Carlo simulation MCNPX was confirmed. We made the iterative reconstruction for low dose CT image to elevate image quality with Maximum Likelihood Expectation Maximization; MLEM. The system we developed is expected to be used not only to reduce the patient dose in radiotherapy, also to evaluate the overall factors of image modalities in industrial research.
We aimed to evaluate the radiation dose and image quality by changing the Scout view voltage in low-dose chest CT (LDCT) and applying scan parameters such as AEC (auto exposure control) and ASIR (adaptive statistical iterative reconstruction) to find the optimal protocol. Scout view voltage was varied at 80, 100, 120, 140 kV and after measuring the dose 5 times using the existing low-dose chest CT protocol, the appropriate kV was selected for the study using the Dose report provided by the equipment. After taking a basic LDCT shot at 120 kV, 30 mAs, ASIR 50% was applied to this condition. Signal-to-noise ratio (SNR) and contrast-to-noise ratio (CNR) were assessed by measuring Background noise (B/N). For dose comparison, CTDIvol and DLP provided by the equipment were compared and analyzed using the formulas. The results indicated that the protocol of scout 140 + LDCT + ASIR 50 + AEC reduced radiation exposure and improved image quality compared to traditional LDCT, providing an optimal protocol. As demonstrated in the experiment, LDCT screenings for asymptomatic normal individuals are crucial, as they involve concerns over excessive radiation exposure per examination. Therefore, applying appropriate parameters is important, and it is expected to contribute positively to the public health in future LDCT based health screenings.
The study has attempted to evaluate and compare the image evaluation and exposure dose by respectively applying filter back projection (FBP), the existing test method, and adaptive statistical iterative reconstruction (ASIR) with different values of tube voltage during the low dose computed tomography (LDCT). With the image reconstruction method as basis, chest phantom was utilized with the FBP and ASIR set at 10%, 20% respectively, and the change of tube voltage (100 kVp, 120 kVp). For image evaluation, back ground noise, signal-noise ratio (SNR) and contrast-noise ratio (CNR) were measured, and, for dose assessment, CTDIvol and DLP were measured respectively. In terms of image evaluation, there was significant difference in ascending aorta (AA) SNR and inpraspinatus muscle (IM) SNR with the different amount of tube voltage (p < 0.05). In terms of CTDIvol, the measured values with the same tube voltage of 120 kVp were 2.6 mGy with no-ASIR and 2.17 mGy with 20%-ASIR respectively, decreased by 0.43 mGy, and the values with 100 kVp were 1.61 mGy with no-ASIR and 1.34 mGy with 20%-ASIR, decreased by 0.27 mGy. In terms of DLP, the measured values with 120 kVp were $103.21mGy{\cdot}cm$ with no-ASIR and $85.94mGy{\cdot}cm$ with 20%-ASIR, decreased by $17.27mGy{\cdot}cm$ (about 16.7%), and the values with 100 kVp were $63.84mGy{\cdot}cm$ with no-ASIR and $53.25mGy{\cdot}cm$ with 20%-ASIR, a decrease by $10.62mGy{\cdot}cm$ (about 16.7%). At lower tube voltage, the rate of dose significantly decreased, but the negative effects on image evaluation was shown due to the increase of noise.
Su Min Ha;Hak Hee Kim;Eunhee Kang;Bo Kyoung Seo;Nami Choi;Tae Hee Kim;You Jin Ku;Jong Chul Ye
Journal of the Korean Society of Radiology
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v.83
no.2
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pp.344-359
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2022
Purpose To develop a denoising convolutional neural network-based image processing technique and investigate its efficacy in diagnosing breast cancer using low-dose mammography imaging. Materials and Methods A total of 6 breast radiologists were included in this prospective study. All radiologists independently evaluated low-dose images for lesion detection and rated them for diagnostic quality using a qualitative scale. After application of the denoising network, the same radiologists evaluated lesion detectability and image quality. For clinical application, a consensus on lesion type and localization on preoperative mammographic examinations of breast cancer patients was reached after discussion. Thereafter, coded low-dose, reconstructed full-dose, and full-dose images were presented and assessed in a random order. Results Lesions on 40% reconstructed full-dose images were better perceived when compared with low-dose images of mastectomy specimens as a reference. In clinical application, as compared to 40% reconstructed images, higher values were given on full-dose images for resolution (p < 0.001); diagnostic quality for calcifications (p < 0.001); and for masses, asymmetry, or architectural distortion (p = 0.037). The 40% reconstructed images showed comparable values to 100% full-dose images for overall quality (p = 0.547), lesion visibility (p = 0.120), and contrast (p = 0.083), without significant differences. Conclusion Effective denoising and image reconstruction processing techniques can enable breast cancer diagnosis with substantial radiation dose reduction.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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