Lucie Súkupová
Radiační ochrana při rentgenových výkonech – to nejdůležitější pro praxi
Poděkování Poděkování patří hlavně Edvardu Vajglovi za skvělé obrázky, nad nimiž strávil desítky hodin, a Filipovi Jírů za prvotní nápad napsat knihu. Děkuji také prof. MUDr. Janu Peregrinovi, CSc., a jeho Pracovišti radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM za vstřícný přístup. A dále děkuji čtyřem odborným společnostem, konkrétně Radiologické společnosti ČLS JEP, České společnosti fyziků v medicíně, z. s., České společnosti intervenční radiologie ČLS JEP – Nadaci prof. Rösche a Společnosti radiologických asistentů České republiky, z. s., bez jejichž finanční podpory byste teď knihu nedrželi v ruce. Velmi děkuji také svým rodičům za jejich neutuchající podporu v tom, co dělám. autorka, 2. 1. 2018
Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována ani šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího p ísemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.
Ing. Lucie Súkupová, Ph.D., EACMPE
Radiační ochrana při rentgenových výkonech – to nejdůležitější pro praxi Autorka: Ing. Lucie Súkupová, Ph.D., EACMPE Recenze: Mgr. Ondřej Krahula, MBA MUDr. Ing. Iva Krulová Vydání odborné knihy schválila Vědecká redakce nakladatelství Grada Publishing, a.s. © Grada Publishing, a.s., 2018 © Lucie Súkupová, 2018 Cover Design © Grada Publishing, a.s., 2018 Foto na obálku dodala autorka. Obrázky v knize pocházejí z archivu autorky, není-li uvedeno jinak. Vydala Grada Publishing, a.s. U Průhonu 22, Praha 7 jako svou 6887. publikaci Odpovědný redaktor Mgr. Marek Chvátal Sazba a zlom Antonín Plicka Počet stran 280 1. vydání, Praha 2018 Vytiskly Tiskárny Havlíčkův Brod, a.s. Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků, což není zvláštním způsobem vyznačeno. Postupy a příklady v této knize, rovněž tak informace o lécích, jejich formách, dávkování a aplikaci jsou sestaveny s nejlepším vědomím autorů. Z jejich praktického uplatnění ale nevyplývají pro autory ani pro nakladatelství žádné právní důsledky.
ISBN 978-80-247-2842-1 (pdf) ISBN 978-80-271-0709-4 (print)
Kniha vznikla za významné podpory těchto odborných společností a spolků:
}} Radiologická společnost České lékařské společnosti J. E. Purkyně }} Česká společnost fyziků v medicíně, z.s. }} Česká společnost intervenční radiologie České lékařské společnosti J. E. Purkyně – Nadace prof. Rösche }} Společnost radiologických asistentů České republiky, z.s.
www.crs.cz
www.csfm.cz
Česká společnost intervenční radiologie České lékařské společnosti J. E. Purkyně – Nadace prof. Rösche
www.csir.cz
SPOLEČNOST RADIOLOGICKÝCH ASISTENTŮ ČESKÉ REPUBLIKY, z.s. THE CZECH RADIOGRAPHERS SOCIETY Člen EFRS Vydavatel časopisu Praktická radiologie
SRLA ČR Náves Svobody 35/47, 779 00 Olomouc
WWW.SRLA.CZ
Obsah Seznam zkratek a fyzikálních jednotek ���������������������������������������������������������������� 9 Seznam obrázků ��������������������������������������������������������������������������������������������������� 11 Seznam tabulek ����������������������������������������������������������������������������������������������������� 17 Předmluva ������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 19 Úvod ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 21 1 1.1 1.2 1.3 1.4
Radiační ochrana při lékařském ozáření ������������������������������������������������ 23 Princip zdůvodnění ������������������������������������������������������������������������������������������� 23 Princip optimalizace ������������������������������������������������������������������������������������������ 24 Princip limitování dávek ����������������������������������������������������������������������������������� 25 Princip bezpečnosti zdrojů ������������������������������������������������������������������������������� 25
2 Zobrazovací řetězec ��������������������������������������������������������������������������������� 27 2.1 Rentgenka ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 27 2.1.1 Katoda �������������������������������������������������������������������������������������������������� 27 2.1.2 Anoda ��������������������������������������������������������������������������������������������������� 29 2.1.3 Další části rentgenky �������������������������������������������������������������������������� 30 2.1.4 Velikost ohniska ���������������������������������������������������������������������������������� 30 2.1.5 Efekt stínění katody ���������������������������������������������������������������������������� 32 2.1.6 Charakteristiky rentgenky ����������������������������������������������������������������� 33 2.1.7 Efekt zeslabení anody ������������������������������������������������������������������������� 37 2.1.8 Typy rentgenek ������������������������������������������������������������������������������������ 38 2.2 Produkce rentgenového záření ������������������������������������������������������������������������ 40 2.2.1 Brzdné záření ��������������������������������������������������������������������������������������� 41 2.2.2 Charakteristické záření ���������������������������������������������������������������������� 43 2.3 Spektrum rentgenového záření ������������������������������������������������������������������������ 44 2.3.1 Rentgenové spektrum kvalitativně a kvantitativně ������������������������ 44 2.3.2 Parametry charakterizující rentgenové spektrum �������������������������� 47 2.4 Interakce záření s pacientem ���������������������������������������������������������������������������� 48 2.4.1 Fotoelektrický jev �������������������������������������������������������������������������������� 49 2.4.2 Comptonův rozptyl ���������������������������������������������������������������������������� 52 2.4.3 Další typy interakcí ����������������������������������������������������������������������������� 53 2.4.4 Rozdíl mezi vázanou a volnou částicí ���������������������������������������������� 54 2.5 Detekce záření ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 56 2.5.1 Nepřímá digitalizace ��������������������������������������������������������������������������� 57 2.5.2 Zesilovač obrazu ��������������������������������������������������������������������������������� 58 2.5.3 Přímá digitalizace ������������������������������������������������������������������������������� 59 2.5.4 Detektory čítající jednotlivé částice �������������������������������������������������� 60 2.6 Rozptýlené záření a jeho redukce �������������������������������������������������������������������� 61 2.7 Expoziční parametry ����������������������������������������������������������������������������������������� 64 2.8 Kvalita obrazu a její hodnocení ����������������������������������������������������������������������� 65 5
2.9
2.8.1 Prostorové rozlišení ���������������������������������������������������������������������������� 2.8.2 Rozlišení při nízkém kontrastu ��������������������������������������������������������� 2.8.3 Šum ������������������������������������������������������������������������������������������������������� 2.8.4 Artefakty ���������������������������������������������������������������������������������������������� Zpracování, zobrazení a archivace dat ������������������������������������������������������������
66 75 77 79 81
3 Zobrazovací modality ����������������������������������������������������������������������������� 89 3.1 Skiagrafie ������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 90 3.2 Mamografie �������������������������������������������������������������������������������������������������������� 91 3.2.1 Vznik obrazu v mamografii ��������������������������������������������������������������� 92 3.2.2 Mamografický rtg systém ������������������������������������������������������������������ 94 3.2.3 Zobrazení a archivace dat ������������������������������������������������������������������ 97 3.2.4 Digitální tomosyntéza v mamografii ������������������������������������������������ 97 3.3 Dentální radiologie �������������������������������������������������������������������������������������������� 99 3.4 Angiografie, intervenční a skiaskopické výkony ����������������������������������������� 100 3.4.1 Angiografický systém ����������������������������������������������������������������������� 101 3.4.2 Volba expozičních parametrů a princip fungování expoziční automatiky ����������������������������������������������������������������������������������������� 102 3.4.3 Zobrazovací módy ���������������������������������������������������������������������������� 104 3.4.4 Faktory ovlivňující dávku pacientovi ��������������������������������������������� 108 3.5 Výpočetní tomografie �������������������������������������������������������������������������������������� 112 3.5.1 CT skener ������������������������������������������������������������������������������������������� 113 3.5.2 Rekonstrukce CT obrazu ����������������������������������������������������������������� 116 3.5.3 Základní parametry CT obrazu ������������������������������������������������������ 123 3.5.4 Parametry skenování u CT �������������������������������������������������������������� 124 3.5.5 Módy náběru dat ������������������������������������������������������������������������������� 133 3.5.6 Volba expozičních parametrů a fungování expoziční automatiky ����������������������������������������������������������������������������������������� 135 3.5.7 Technologie a faktory ovlivňující dávku pacientovi ��������������������� 137 3.5.8 CT artefakty ��������������������������������������������������������������������������������������� 143 3.5.9 Spektrální CT zobrazování �������������������������������������������������������������� 146 4 4.1 4.2 4.3
Dozimetrie pacientů ����������������������������������������������������������������������������� 151 Veličiny používané v rentgenové diagnostice ���������������������������������������������� 151 4.1.1 Fyzikální veličiny ������������������������������������������������������������������������������ 151 4.1.2 Veličiny pro odhad rizika ����������������������������������������������������������������� 159 Způsoby dozimetrie a odhadu dávek ������������������������������������������������������������ 161 Průměrné dávky pro rentgenové výkony ����������������������������������������������������� 171
5 Radiobiologie ���������������������������������������������������������������������������������������� 177 5.1 Deterministické účinky záření ����������������������������������������������������������������������� 178 5.2 Stochastické účinky záření ����������������������������������������������������������������������������� 179 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6
Ozáření v těhotenství ���������������������������������������������������������������������������� 185 Poškození plodu v důsledku ozáření při rentgenových výkonech ������������ 185 6.1.1 Deterministické účinky na plod ����������������������������������������������������� 185 6.1.2 Stochastické účinky na plod ������������������������������������������������������������ 186 Dávky na plod při různých rentgenových výkonech ���������������������������������� 187 Odhad dávky na plod �������������������������������������������������������������������������������������� 188 Postup při ozáření plodu �������������������������������������������������������������������������������� 189
%
7 7.1 7.2
Použití ochranného stínění u pacientů ������������������������������������������������� 193 Stínění orgánů v primárním rentgenovém svazku �������������������������������������� 193 Stínění orgánů mimo primární rentgenový svazek ������������������������������������� 195
8 8.1 8.2 8.3 8.4
Radiační ochrana pracovníků v radiodiagnostice ������������������������������� 199 Radiační ochrana pracovníků na skiagrafickém pracovišti ����������������������� 200 Radiační ochrana pracovníků na CT pracovišti ������������������������������������������ 200 Radiační ochrana pracovníků na skiaskopickém a katetrizačním sále ���� 200 Rizika spojená s prací s rentgenovým zářením �������������������������������������������� 205
9 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6
Management dávek záření �������������������������������������������������������������������� 211 DICOM standard ��������������������������������������������������������������������������������������������� 212 Dostupné zdroje informací o dávkách ���������������������������������������������������������� 212 Anonymizace dat ��������������������������������������������������������������������������������������������� 215 Programy pro sledování dávek ����������������������������������������������������������������������� 217 Diagnostické referenční úrovně ��������������������������������������������������������������������� 218 Radiologické standardy a klinické audity ����������������������������������������������������� 219
Testovací otázky ������������������������������������������������������������������������������������� 221 10 Otázky ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 221 Správné odpovědi ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 251 O autorce ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 263 Rejstřík ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 265 Souhrn ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 271 Summary ������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 273
7
Seznam zkratek a fyzikálních jednotek AAPM ABC ADRC AEC ALARA AP ATCM B CBCT CD CNR CNRD CR CR CT CTDI CTDIVOL CTDIW D DG DT DICOM DR DRÚ DQE DSA E ERCP ESF FoV FWHM G GSDF HT HU HVL IAEA ICRP
Americká asociace fyziků v medicíně (American Association of Physicists in Medicine) automatické řízení jasu (Automatic Brightness Control) expoziční automatika u angiografických a skiaskopických systémů (Auto matic Dose Rate Control) expoziční automatika (Automatic Exposure Control) tak nízký, jak je rozumně dosažitelné (As Low As Reasonably Achievable) předozadní projekce (Antero-Posterior) automatická modulace proudu (Automatic Tube Current Modulation) faktor zpětného rozptylu (Backscatter factor) Cone-Beam CT kaudální (projekce, směr) poměr kontrastu a šumu (Contrast-to-Noise Ratio) poměr kontrast/šum a dávky (Contrast-to-Noise Ratio to Dose) nepřímá digitalizace (Computed Radiography) kraniální (projekce, směr) výpočetní tomografie (Computed Tomography) kermový index výpočetní tomografie (Computed Tomography Dose Index) objemový (volumetrický) CTDI vážený CTDI absorbovaná dávka střední dávka v mléčné žláze orgánová dávka v orgánu T formát dat (Digital Imaging and Communications in Medicine) digitální radiografie (přímá digitalizace) diagnostická referenční úroveň detekční kvantová účinnost (Detective Quantum Efficiency) digitální subtrakční angiografie efektivní dávka endoskopická retrográdní cholangiopankreatografie odezva na hranu (Edge Spread Function) oblast zájmu (Field of View) šířka píku v polovině maxima (Full Width at Half Maximum) podíl energie vynaložené na vznik brzdného záření funkce pro zobrazení stupňů šedi na diagnostickém monitoru (Grayscale Standard Display Function) ekvivalentní dávka v orgánu T Hounsfieldova jednotka (jednotka pro CT čísla) polotloušťka (Half-Value Layer) Mezinárodní agentura pro atomovou energii (International Atomic Energy Agency) Mezinárodní komise pro radiologickou ochranu (International Com mission on Radiological Protection) 9
Radiační ochrana při rentgenových výkonech IRP
intervenční referenční bod, vstupní referenční bod pacienta (Interven tional Reference Point) IQ inteligenční kvocient (Intelligence Quotient) K kerma (Kinetic Energy Released in MAtter) vstupní povrchová kerma Ke dopadající kerma Ki LAO levá šikmá projekce (Left Anterior Oblique) LAT boční (laterální) LET lineární přenos energie (Linear Energy Transfer) LSF odezva na čárový impulz (Line Spread Function) MDRÚ místní diagnostická referenční úroveň MIP rekonstrukce maximálních intenzit (Maximum Intensity Projection) MPR multiplanární rekonstrukce (MultiPlanar Reconstruction) MR magnetická rezonance (Magnetic Resonance) MRS místní radiologické standardy MTF modulační přenosová funkce (Modulation Transfer Function) NDRÚ národní diagnostická referenční úroveň NRS Národní radiologické standardy PA zadopřední projekce (Postero-Anterior) PACS archivační systém (Picture Archiving and Communications Systems) PCD detektory čítající jednotlivé částice (Photon-Counting Detectors) součin kermy a plochy (Kerma-Area Product) PKA součin kermy a délky (Kerma-Length Product) PKL PMMA polymetylmetakrylát, plexisklo PSF odezva na bodový impulz (Point Spread Function) RAO pravá šikmá projekce (Right Anterior Oblique) RDSR strukturovaná zpráva o radiační dávce (Radiation Dose Structured Report) rtg rentgenový SNR poměr signálu a šumu (Signal-to-Noise Ratio) SNRD poměr signál/šum a dávky (Signal-to-Noise Ratio to Dose) SPR poměr rozptýleného a primárního záření (Scatter-to-Primary Ratio) SSDE CTDI normované na efektivní průměr pacienta (Size-Specific Dose Estimate) SÚJB Státní úřad pro jadernou bezpečnost TFT thin-film tranzistorová matice TIPS transjugulární intrahepatální portosystémová spojka TLD termoluminiscenční dozimetr, dozimetrie UNSCEAR United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation US ultrazvuk (UltraSonography) VRT technika objemového zobrazení (Volume Rendering Technique) WL střed zobrazeného okna ve stupních šedi (Window Level) radiační váhový faktor wQ tkáňový váhový faktor wT WW šířka zobrazeného okna ve stupních šedi (Window Width) Y výtěžnost rentgenky
10
Seznam obrázků
Seznam obrázků Není-li uvedeno jinak, pocházejí obrázky z archivu autorky. 2.1 Základní části rentgenky ������������������������������������������������������������������������������������� 2.2 Fokuzační mistička rentgenky pro usměrnění elektronů dopadajících na anodu ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 2.3 Pevná (vlevo) a rotační (vpravo) anoda ������������������������������������������������������������� 2.4 Terčík rotační anody �������������������������������������������������������������������������������������������� 2.5 Vliv napětí na fokuzační mističce na tvar ohniska ������������������������������������������� 2.6 Skutečná a efektivní velikost ohniska ���������������������������������������������������������������� 2.7 Katodová charakteristika rentgenky s efektem stínění katody ����������������������� 2.8 Zatěžovací charakteristika anody (Toshiba – ROTANODE E79016X, ohnisko 1,0 mm, rotace anody 9000 otáček/min) �������������������������������������������� 2.9 Vychlazovací a zahřívací charakteristika anody (Philips – Technical data MRC-GS 200 0508) ���������������������������������������������������������������������������������������������� 2.10 Angiografická charakteristika anody ����������������������������������������������������������������� 2.11 Intenzita rtg svazku při heel efektu (efektu zeslabení anody) ������������������������� 2.12 Schéma rotační rentgenky ����������������������������������������������������������������������������������� 2.13 Rotační rentgenka Straton (Siemens) ���������������������������������������������������������������� 2.14 Interakce elektronů při vzniku brzdného záření ���������������������������������������������� 2.15 Spektrum brzdného záření – filtrované a nefiltrované ������������������������������������ 2.16 Rentgenové spektrum – brzdné a charakteristické záření ������������������������������ 2.17 Rentgenová spektra pro různá napětí, spektra vytvořena v programu SpekCalc ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 2.18 Rentgenová spektra s různými filtracemi, spektra vytvořena v programu SpekCalc ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 2.19 Vliv zvlnění napětí na tvar spektra ��������������������������������������������������������������������� 2.20 Závislost hmotnostního součinitele na energii pro fotoefekt pro různé materiály ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 2.21 Závislost hmotnostního součinitele různých typů interakcí na energii pro různé energie pro měkkou tkáň ������������������������������������������������������������������� 2.22 Zastoupení interakcí v závislosti na protonovém čísle materiálu Z a na energii ������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 2.23 Schematické znázornění Comptonova rozptylu ����������������������������������������������� 2.24 Vliv napětí na kontrast obrazu – zleva 60 kV, 75 kV, 120 kV (Upstate Medical University) ������������������������������������������������������������������������������ 2.25 Konstrukce zesilovače obrazu (G1, G2, G3 – elektrody) �������������������������������� 2.26 Vstupní okénko zesilovače obrazu ��������������������������������������������������������������������� 2.27 Původní obraz rtg hrudníku při 120 kV, obraz měkkých tkání (po subtrakci kostí), obraz kostí (Bushberg et al. The essential physics of medical imaging, 2012) ������������������������������������������������������������������������������������ 2.28 Protirozptylová mřížka a její základní parametry �������������������������������������������� 2.29 Paralelní (nefokuzovaná) a divergentní (fokuzovaná) mřížka ����������������������� 2.30 Obraz s použitím protirozptylové mřížky a bez ní na fantomu o tloušťce 30 cm – dávka mezi obrazy se liší 4× �����������������������������������������������
28 28 29 30 31 32 33 35 36 36 38 40 40 41 42 43 45 46 46 50 51 51 52 53 58 59 61 63 63 64
11
Radiační ochrana při rentgenových výkonech 2.31 Simulace bodového impulzu a výsledný obraz odezvy – Point Spread Function (PSF) ������������������������������������������������������������������������������������������������������ 2.32 Simulace čárového impulzu a výsledný obraz odezvy – Line Spread Function (LSF) ������������������������������������������������������������������������������������������������������ 2.33 Odezva na bodový impulz (PSF), na čárový impulz (LSF) a na hranu (ESF) ��������������������������������������������������������������������������������������������������� 2.34 Prostorové rozlišení ve frekvenční doméně (u každého páru čar je udána tloušťka čáry Δ, rozlišení (lp/mm) se vypočte jako 1/(2Δ), www.ceessentials.net) ������������������������������������������������������������������������������������������� 2.35 Konvoluce původního objektu s odezvou na bodový impulz a ukázka modulační přenosové funkce ������������������������������������������������������������������������������ 2.36 Pokles kontrastu obrazu pro vyšší frekvenci v objektu ������������������������������������ 2.37 Limitní prostorové rozlišení �������������������������������������������������������������������������������� 2.38 MTF pro jednotlivé části zobrazovacího řetězce (A, B, C) a výsledná MTF (celý systém) ����������������������������������������������������������������������������� 2.39 Průběh vzorkovaného signálu ����������������������������������������������������������������������������� 2.40 Vzorkování signálu ����������������������������������������������������������������������������������������������� 2.41 Vzorkování signálu při detekci digitálním detektorem ����������������������������������� 2.42 Vstupní signál a jeho podvzorkování ���������������������������������������������������������������� 2.43 Oblasti pro výpočet CNR ������������������������������������������������������������������������������������ 2.44 Oblasti pro výpočet SNR ������������������������������������������������������������������������������������� 2.45 Příspěvek elektronického šumu k měřenému signálu ������������������������������������� 2.46 Strukturní šum digitálního detektoru ���������������������������������������������������������������� 2.47 Rentgenový obraz s různým počtem pixelů: 10242 (vlevo nahoře), 642 (vpravo nahoře), 322 (vlevo dole) a 162 (vpravo dole) (Bushberg et al. The essential physics of medical imaging, 2012) ��������������������� 2.48 Rentgenový obraz s různou bitovou hloubkou – bitová hloubka 8 (vlevo nahoře), 3 (vpravo nahoře), 2 (vlevo dole) a 1 (vpravo dole) (Bushberg et al. The essential physics of medical imaging, 2012) ��������������������� 2.49 Různá nastavení WL a WW pro CT obraz (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) �������������������������������������������������������������������������� 2.50 MPR zobrazující povodí koronární tepny (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) �������������������������������������������������������������������������� 2.51 MIP rekonstrukce (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) �������������������������������������������������������������������������������������������������� 2.52 VRT rekonstrukce (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) �������������������������������������������������������������������������������������������������� 3.1 Vyzářená energie na jednoho pacienta pro různé zobrazovací modality (osa X udává rozsah používaných napětí, osa Y udává hodnotu součinu napětí, proudu rentgenky a doby expozice na jednoho pacienta) ����������������� 3.2 Exponenciální zeslabení záření při pronikání tkání pacienta ������������������������ 3.3 Obraz získaný systémem film-fólie (vlevo) a digitální technologií (vpravo) (se souhlasem Radiodiagnostické kliniky Všeobecné fakultní nemocnice v Praze) ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 3.4 Lineární součinitele zeslabení pro jednotlivé tkáně v mamografii – tuk, glandulární tkáň a duktální karcinom ��������������������������������������������������������������� 12
67 68 68 69 69 70 71 71 72 72 73 73 76 76 78 78 82 82 84 85 85 85 89 91 92 93
Seznam obrázků 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28 3.29 3.30 3.31 3.32 3.33
Subjektivní kontrast mezi duktálním karcinomem a glandulární tkání v závislosti na energii ������������������������������������������������������������������������������������������� 93 Konstrukce mamografického rtg systému ��������������������������������������������������������� 94 Nefiltrované Mo spektrum se součinitelem zeslabení Mo filtru �������������������� 95 Mamografické rtg spektrum s kombinací Mo/Mo a Mo/Rh (anoda/terčík) ������������������������������������������������������������������������������������������������������� 96 Mamografické rtg spektrum s kombinací Rh/Rh a nepoužitelné spektrum s kombinací Rh/Mo ���������������������������������������������������������������������������������������������� 96 Obraz z digitální mamografie (vlevo) a obraz zrekonstruovaný z tomosyntézy (vpravo) (se souhlasem Radiodiagnostické kliniky Všeobecné fakultní nemocnice v Praze) ����������������������������������������������������������� 98 Intraorální rtg snímek (Pracoviště odborné ambulantní péče IKEM) ���������� 99 Panoramatický rtg snímek (Pracoviště odborné ambulantní péče IKEM) ��� 100 Fungování automatiky řízení dávkového příkonu (ADRC) v závislosti na velikosti (tloušťce) pacienta ������������������������������������������������������������������������� 103 Vliv přídavné Cu filtrace na rtg spektrum (základní filtrace 3,0 mm Al) ��� 103 Akviziční (vlevo) a skiaskopický (vpravo) obraz koronárních tepen: dávka při akvizici je 4,5× vyšší než u skiaskopie (Klinika radiologie IKEM) ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 105 Obraz s kontrastní látkou a obraz po odečtení nativního obrazu (masky): DSA (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) ����������� 106 Kontinuální skiaskopie (nahoře), pulzní skiaskopie (uprostřed) a pulzní skiaskopie s grid-switched technologií (dole) ��������������������������������� 107 Obraz z pulzní a kontinuální skiaskopie (AAPM Report 125, 2012) ����������� 108 Dávka na jeden snímek v závislosti na tloušťce pacienta pro detektor o velikosti 25 cm ������������������������������������������������������������������������������������������������� 109 Geometrie rtg svazku v CT skeneru ����������������������������������������������������������������� 113 CT geometrie bez bow-tie filtru a příslušný dávkový profil na detektoru ��� 114 CT geometrie s bow-tie filtrem a příslušný dávkový profil na detektoru ��� 115 Dávková distribuce ve fantomu v závislosti na použitém bow-tie filtru ����� 115 Ukázka 1D protirozptylové mřížky u CT �������������������������������������������������������� 116 Obrazová matice se součiniteli zeslabení a profil zeslabení �������������������������� 117 Obrazová matice se součiniteli zeslabení v jiné projekci ������������������������������� 118 Profily zeslabení pro zjednodušený model fantomu �������������������������������������� 118 Ukázka vzniku sinogramu a samotného sinogramu �������������������������������������� 119 Zpětná projekce profilů zeslabení do matice obrazu ������������������������������������� 119 Sinogram a rekonstruovaný obraz v horní části, v dolní části filtrovaný sinogram a tomu příslušný obraz (Bushberg et al. The essential physics of medical imaging, 2012) ���������������������������������������������������������������������������������� 120 Rekonstrukce filtrovanou zpětnou projekcí a iterativní rekonstrukcí SAFIRE se silou 1, 3 a 5 (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) ������������������������������������������������������������������������������������������������ 121 Hmotnostní součinitel zeslabení v závislosti na energii svazku pro měkkou tkáň, kost a jod (šedým pruhem je zvýrazněna oblast rtg svazků na CT – napětí 70–140 kV odpovídají efektivní energie cca 45–60 keV) ��� 122 Ukázka náběru dat pro dva různé pitch faktory (nahoře menší pitch faktor, dole větší) ��������������������������������������������������������������������������������������� 125 13
Radiační ochrana při rentgenových výkonech 3.34 Rekonstruované řezy o tloušťce 1 mm, 5 mm a 10 mm (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) �������������������� 126 3.35 Rekonstruované řezy o tloušťce 1 mm, 5 mm a 10 mm (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) �������������������� 127 3.36 Různá uspořádání detektorů pro čtyřřezové CT se stejnou velikostí detekčních elementů ������������������������������������������������������������������������������������������ 128 3.37 Různá uspořádání detektorů pro šestnáctiřezové CT s adaptivní velikostí detekčních elementů ��������������������������������������������������������������������������� 129 3.38 Ukázka CT obrazů v závislosti na různé hodnotě použitých kV (převzato z Tack D. Radiation dose from multidetector CT, 2012) ��������������� 130 3.39 Ukázka použití devíti různých filtrů pro abdominální část – kernely shora zleva B10f, B20f, B31f, B50f, B70f, B80f (všechny filtrovaná zpětná projekce, čím nižší číslo, tím více vyhlazený obraz, čím vyšší číslo, tím lépe viditelné detaily, ale i šum), I50f – 1, I50f – 3, I50f – 5 (iterativní rekonstrukce se silou 1, 3, 5) (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) ������������������������������������������������������������������������ 131 3.40 Ukázka použití čtyř různých kernelů (obraz nahoře vlevo je příliš vyhlazen, detaily jsou rozmazané, obraz dole vpravo je přehnaně vyostřen) (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) �������������������� 132 3.41 Retrospektivní (A) a modifikovaný retrospektivní (B) EKG-gating a prospektivní (C) a modifikovaný prospektivní (D) EKG-triggering �������� 135 3.42 Podélná ATCM ��������������������������������������������������������������������������������������������������� 136 3.43 Úhlová ATCM (průběh mA v průběhu rotace) ���������������������������������������������� 136 3.44 Konvenční ATCM (vlevo) a orgánová ATCM (vpravo) �������������������������������� 138 3.45 Distribuce dávky v axiálním řezu při orgánové ATCM �������������������������������� 138 3.46 Poměr kontrast/šum v závislosti na napětí ����������������������������������������������������� 140 3.47 Dávka záření v závislosti na napětí ������������������������������������������������������������������ 140 3.48 Správná a špatná centrace pacienta na CT ������������������������������������������������������ 140 3.49 Overscanning a s ním související dávka ���������������������������������������������������������� 141 3.50 Adaptivní stínění na CT ������������������������������������������������������������������������������������ 142 3.51 Ukázka obrázků s různými stupni iterace – SAFIRE rekonstrukce se silou iterace 1, 3 a 5 (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) ������������������������������������������������������������������������������������������������ 142 3.52 Ukázka streak artefaktu plynoucího z tvrdnutí svazku v důsledku přítomnosti paží ve svazku (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) ������������������������������������������������������������������������������������������������ 144 3.53 Ukázka streak artefaktů vznikajících v důsledku implantovaných stentů a kalcifikací v koronárních tepnách (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) ������������������������������������������������������������������������ 144 3.54 Ukázka streak artefaktů v důsledku přítomnosti kovových protéz (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) �������������������� 144 3.55 Artefakt částečného objemu – CT číslo léze v kroužku je rovno 482 HU pro tloušťku řezu 1 mm, 463 HU pro tloušťku řezu 5 mm a 376 HU pro tloušťku řezu 10 mm (Pracoviště radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM) ������������������������������������������������������������������������������������������������ 145 3.56 Ukázka pohybového artefaktu (se souhlasem Radiodiagnostického oddělení Nemocnice na Homolce) ������������������������������������������������������������������ 145 14