báo cáo ảnh hưởng của cao thế chụp ct lên chất lượng hình ảnh petct và liều bức xạ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP.HCM
KHOA VẬT LÝ – VẬT LÝ KỸ THUẬT
BỘ MÔN VẬT LÝ HẠT NHÂN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:
ẢNH HƯỞNG CỦA CAO THẾ CHỤP CT LÊN CHẤT
LƯỢNG HÌNH ẢNH PET/CT VÀ LIỀU BỨC XẠ
SVTH: Võ Xuân Thịnh
GVHD: Ths. Nguyễn Tấn Châu
GVPB: TS. Hoàng Thị Kiều Trang
1
NỘI DUNG
1. MỤC TIÊU CỦA KHÓA LUẬN
2. TỔNG QUAN MÁY PET/CT VÀ VAI TRÒ CỦA CT
3. THỰC NGHIỆM
4. KẾT QUẢ
5. KẾT LUẬN
2
1. MỤC TIÊU CỦA KHÓA LUẬN
 Khảo sát ảnh hưởng của cao thế chụp CT lên chất
lượng hình ảnh PET/CT
3
 Khảo sát sự thay đổi của liều bức xạ khi thay đổi giá
trị của cao thế chụp CT
Ghi hình truyền qua
(CT scanner)
Ghi hình phát xạ positron
(PET scanner)
Kĩ thuật ghi hình PET/CT
4

2. TỔNG QUAN MÁY PET/CT VÀ VAI TRÒ CỦA CT
Kỹ thut chụp hình CT:
- Tia X phát ra từ đầu bóng.
- Đầu bóng xoay quanh cơ
thể bệnh nhân.
- Còn gọi là ghi hình truyền qua.
CT: Computed Tomography
5
2.1 TỔNG QUAN MÁY PET/CT
Ghi hình PET (Positron Emission Tomography)
PET: Positron Emission Tomography
  hủy cặp (511 keV) phát ra từ cơ thể bệnh nhân
 Đu d bao quanh bệnh nhân
6
2.1 TỔNG QUAN MÁY PET/CT
Ảnh CT,
ảnh giải phẫu
Ảnh PET,
ảnh chuyển hóa
Ảnh PET/CT,
Chuyển hóa + Giải phẫu
7
2.1 TỔNG QUAN MÁY PET/CT
8
2.2 VAI TRÒ CỦA CT TRONG MÁY PET/CT
Trước năm 2000, Khi chưa có máy ghi hình tích hợp PET/CT
thì để hiệu chỉnh suy giảm cho ảnh PET người ta thường sử
dụng phương thức ghi hình truyền qua với một nguồn phát tia
gamma bên ngoài:
9

2.2 VAI TRÒ CỦA CT TRONG MÁY PET/CT
 Hệ số suy giảm ACF (Attenuation Coefficient Factor) được cho
bởi:
ACF =




 Và số đếm thực E
ij true
được cho bởi:


 

󰂿




2.2 VAI TRÒ CỦA CT TRONG MÁY PET/CT
10
Sau năm 2000, với máy ghi hình PET/CT kết hợp thì hình
ảnh CT có hai vai trò chính
 Cung cấp thông tin hình ảnh giải phẫu rõ nét.
 Hình ảnh CT được dùng để hiệu chỉnh độ suy giảm cho ảnh
PET.
11
2.2 VAI TRÒ CỦA CT TRONG MÁY PET/CT
 Người ta dùng ảnh CT để làm bản đồ hiệu chỉnh suy giảm cho ảnh PET. Tuy

nhiên do sự khác nhau giữa hai mức năng lượng của tia X từ 80-140 keV
trong chụp hình CT và gamma hủy cặp 511 keV nên hệ số suy giảm µ(x, E)
tại một năng lượng CT phải được chuyển đổi sang các giá trị phù hợp tại
511 keV trước khi được dùng làm bản đồ hiệu chỉnh suy giảm.
12
2.2 VAI TRÒ CỦA CT TRONG MÁY PET/CT
Sơ đồ khối của quá trình chuyển đổi này được minh hoạ trong
hình sau.
 Ước lượng tỷ lệ
 Có ba phương pháp phổ biến để chuyển đổi từ bản
đồ dữ liệu suy giảm CT sang hệ số suy giảm khối
lượng ở 511 keV như sau:
13
2.2 VAI TRÒ CỦA CT TRONG MÁY PET/CT
 Phương pháp phân đoạn
 Phương pháp kết hợp
14
2.2 VAI TRÒ CỦA CT TRONG MÁY PET/CT
 Hiệu chỉnh sự suy giảm hình ảnh ở 511 keV của hãng Siemens
được ước tính như sau:
 Biến đổi số CT (HU) 
 
thành 
 
511 keV theo công thức:


 




  



 Phân đoạn giá trị µ theo mô nước CT < [200 - 300], sau đó hệ số suy giảm


511 keV sẽ được nhân với hệ số:

  

  



  



  
 Phân đoạn giá trị µ theo mô xương CT > [200 300], sau đó hệ số suy giảm


511 keV sẽ được nhân với hệ số:
15
2.2 VAI TRÒ CỦA CT TRONG MÁY PET/CT
 Đối với hãng General Electric, thì công thức được áp dụng để
hiệu chỉnh là như sau:
 Số CT  0 HU thì hệ số hiệu chỉnh suy giảm được áp dụng theo công thức:







   







  



  
 Số CT  0 HU thì hệ số hiệu chỉnh suy giảm được áp dụng theo công thức:


 








 





  
 


  

  
 


  
16
2.2 VAI TRÒ CỦA CT TRONG MÁY PET/CT
Ảnh PET đã hiệu chỉnh bằng CT
120 kV
Ảnh PET khi chưa hiệu chỉnh.
17
Ảnh truyền qua dựa
trên CT scan
Ảnh truyền qua dựa trên
nguồn
137
Cs (611 keV)
2.2 VAI TRÒ CỦA CT TRONG MÁY PET/CT

 So sánh ảnh của 2 phương pháp hiệu chỉnh suy giảm ảnh PET
18
2.2 VAI TRÒ CỦA CT TRONG MÁY PET/CT
 Các lợi thế của việc sử ảnh CT để hiệu chỉnh suy giảm cho ảnh PET là:
 Hình ảnh CT không chịu ảnh hưởng của photon 511 keV
 Các dữ liệu CT sẽ có sai số thống kê thấp
 Sử dụng ảnh CT để hiệu chỉnh suy giảm làm rút ngắn thời gian ghi hình bổ
sung so với phương pháp sử dụng nguồn chiếu ngoài
 Chất lượng hình ảnh PET/CT có độ phân giải tốt
 Tuy nhiên kết hợp PET/CT cũng có những khuyết điểm sau:
 Tốn kém chi phí đầu tư.
 Liều bức xạ mà bệnh nhân nhn được sẽ cao hơn.
19
3. THỰC NGHIỆM
3.1 THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM
Các thiết bị để tiến hành làm thực nghiệm thu thp dữ liệu gồm có:
 Hình nộm giả người (Nema
IEC Body Phantom)
Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật của
phantom: NEMA IEC Body
Model
ETC/IEC
Body
Chiều
dài bên trong
194
mm
Chiều
dài toàn bộ
216

mm
Đường
kính các quả cầu
37
mm, 28 mm, 22 mm, 17
mm,
13
mm và 10 mm
Khoảng
cách từ mặt dưới quả
cầu
đến
đáy phantom
100
mm
Thể
tích của toàn bộ quả
cầu
(Torso)
~
10 L
Bề
dày của các quả cầu
1
mm
Kích
thước của thanh hình trụ bên trong quả cầu
Đường
kính trong
51

mm
Đường
kính ngoài
44
,5 mm
Chiều
dài
203
mm
Thể
tích
194
ml
20
3.1 THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM
 Máy đo hoạt độ phóng xạ (Capintec 25 PET)
 Dụng cụ pha chế liều, kim tiêm, xi lanh,…
21
3.1 THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM
 Máy ghi hình PET/CT
(Biograph 64 True Point w.
True V)
Bảng 3.3
:
Đặc điểm của máy PET/CT Biograph
64 True Point with TrueV
Hệ
PET/CT
Hãng
sản xuất

Siemens
Dòng
máy
Biograph
64 True Point
with
TrueV
Thời
gian ghi hình
PET/CT
toàn
thân
15
– 20 phút (3 phút/vị
trí
gi
ường)
Máy
PET
Dòng
máy
Biograph
True Point with
TrueV
Tinh
thể đầu dò (PET
detector)
LSO
Trường
nhìn FOV (Field

of
view)
theo trục ghi hình
21
,6 cm
Chế
độ ghi hình
3
chiều
Đường
kính thân máy (Bore)
70
cm
Máy
CT
Dòng
máy
Sensation
64
Số
lát cắt CT
64
Tốc
độ vòng quay
0,
33 giây/64 lát cắt CT
Đường
kính thân máy (Bore)
70
cm

Phần
mềm giảm liều chiếu, Care Dose 4D
22
3.2 QUI TRÌNH THỰC NGHIỆM
 Pha trộn thuốc phóng xạ và đưa vào hình nộm theo tỷ lệ
sau:
 Phantom sau khi đã chuẩn bị sẽ được đưa lên máy ghi
hình PET/CT, với các thông số cao thế chụp CT được thay
đổi lần lượt là 80 kV, 100 kV, 120 kV và 140 kV
 Nồng độ phóng xạ trong Torso (phông) là 0,1315 Ci/ml.
 Nồng độ phóng xạ trong các quả cầu (tín hiệu) là 2,652 Ci/ml.
 Tỷ số tín hiệu/phông (Signal to Noise Ratio, SNR) = 20,17 lần.
4. KẾT QUẢ
Mục tiêu của thực nghiệm là đánh giá chất lượng hình ảnh
PET/CT và liều bức xạ thay đổi theo thông số chụp CT.
1. Đánh giá chất lượng hình ảnh qua phương pháp là trực
quan.
23
2. Đánh giá chất lượng hình ảnh qua giá trị phân tích bán định
lượng SUV (Standardized Uptake Value) đã được chuẩn hoá.
3. Đánh giá liều bức xạ sẽ được thực hiện thông qua chỉ số
CTDI
VOL
và chỉ số độ dài DLP.
1. Đánh giá chất lượng hình ảnh qua phương pháp là trực quan.
ẢNH CT (AXIAL)
24
Cao thế 80 kV
Cao thế 140 kVCao thế 120 kV
Cao thế 100 kV

ẢNH CT (CORONAL)
25
Cao thế 80 kV
Cao thế 140 kVCao thế 120 kV
Cao thế 100 kV