V předešlém příspěvku bylo popsáno neúměrně velké vážení rtg fotonů vyšších energií v klasických, energii-integrujících detektorech (EID), a také výhodné konstantní vážení rtg fotonů různých energií v photon-counting detektorech (PCD). Konstantní vážení rtg fotonů různých energií použitím PCD s sebou nese zlepšení kvality CT obrazu. A to buď formou lepšího kontrastu při aplikaci stejného množství kontrastní látky pro získání stejného poměru kontrastu a šumu (CNR) ve srovnání s použitím EID, nebo možnost snížit dávku záření pro dosažení stejného CNR jako s použitím EID.
Tento benefit PCD ve srovnání s EID byl mimo jiné prokázán ve studii Sawall S, et al (2020) použitím EID a PCD při měření na fantomu. Pro měření byl k dispozici semi-antropomorfní fantom jater (QRM), kterým autoři simulovali pacienty tří velikostí: malého pacienta (rozměr fantomu 200 x 300 mm), středního pacienta (250 x 350 mm) a velkého pacienta (300 x 400 mm). Fantom obsahoval zkumavky naplněné jódovou kontrastní látkou o hustotě 5-35 mg/ml. Ukázka fantomu se zkumavkami je uvedená na obr. 1.
Obr. 1: Semi-antropomorfní fantom jater se zkumavkami obsahujícími jód různé hustoty (Sawall S, et al (2020))
Cílem studie bylo prokázat dosažení stejné nebo vyšší hodnoty CNR buď při aplikaci nižšího množství kontrastní látky, nebo při použití menší dávky záření.
Největší benefit PCD byl prokázán pro fantom simulující velkého pacienta, kdy bylo možné pro pro získání stejné hodnoty CNR redukovat aplikované množství kontrastní látky o 37 %, nebo při podání stejného množství kontrastní látky snížit dávku záření o 46 %. V praxi se často oba principy kombinují. Ukázka dat při takovém přístupu je uvedená na obr. 2 pro pacienta s disekcí aorty. Pro výpočet kontrastu byla vzata hodnota signálu (v HU) v aortě naplněné kontrastní látkou a ve viscerálním tuku. Hodnota CNR byla normována na dávku, konkrétně na odmocninu z CTDIvol. Tedy CNRD = CNR/√CTDIvol.
Obr. 2: Porovnání kvality obrazu z EID (vlevo) a z PCD (=CT s photon-counting detektory, tedy PCCT) pro monoenergetický obraz zrekonstruovaný při 60 keV (uprostřed) a při 80 keV (vpravo) a příslušných parametrů (aplikované množství kontrastní látky Iomeron, dávková hodnota CTDIvol a výsledný poměr CNRD (data pocházejí z IKEM); FBP = filtrovaná zpětná projekce, IR 2 = iterativní rekonstrukce stupně 2)
Z obr. 2 vyplývá, že pro získání lepší kvality obrazu, vyjádřené vyšší hodnotou CNRD, je postačující menší množství aplikované kontrastní látky (zde o 25 %) a současně použití menší dávky záření (zde konkrétně o 53 %).
Použitá literatura
Sawall S, Klein L, Amato C, et al. Iodine contrast-to-noise ratio improvement at unit dose and contrast media volume reduction in whole-body photon-counting CT. Eur J Radiol. 2020;126:108909. doi:10.1016/j.ejrad.2020.108909