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Model observers applied to low contrast detectability in computed tomography
Modelos de observador aplicados a la detectabilidad de bajo contraste en tomografía computarizada

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Hernández Girón, Irene (2017) Model observers applied to low contrast detectability in computed tomography. [Tesis]

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Resumen

Introduction. Medical imaging has become one of the comerstones in modem healthcare. Computed tomography (CT) is a widely used imaging modality in radiology worldwide. This technique allows to obtain three-dimensional volume reconstructions ofdifferent parts of the patient with isotropic spatial resolution. Also, to acquire sharp images of moving organs, such as the heart orthe lungs, without artifacts. The spectrum ofindications which can be tackled with this technique is wide, and it comprises brain perfusion, cardiology, oncology, vascular radiology, interventionism and traumatology, amongst others. CT is a very popular imaging technique, widely implanted in healthcare services worldwide. The amount of CT scans performed per year has been continuously growing in the past decades, which has led to a great benefit for the patients. At the same time, CT exams represent the highest contribution to the collective radiation dose. Patient dose in CT is one order ofmagnitude higher than in conventional X-ray studies. Regarding patient dose in X-ray imaging the ALARA criteria is universally accepted. It states that patient images should be obtained using adose as low as reasonably achievable and compatible with the diagnostic task. Sorne cases ofpatients' radiation overexposure, most ofthem in brain perfusion procedures have come to the public eye and hada great impact in the USA media. These cases, together with the increasing number ofCT scans performed per year, have raised a red flag about the patient imparted doses in CT. Several guidelines and recommendation for dose optimization in CT have been published by different organizations, which have been included in European and National regulations and adopted by CT manufacturers. In CT, the X-ray tube is rotating around the patient, emitting photons in beams from different angles or projections. These photons interact with the tissues in the patient, depending on their energy and the tissue composition and density. A fraction of these photons deposit all or part of their energy inside the patient, resulting in organs absorbed dose. The images are generated using the data from the projections ofthe X-ray beam that reach the detectors after passing through the patient. Each proj ection represents the total integrated attenuation of the X-ray beam along its path. A CT protocol is defined as a collection of settings which can be selected in the CT console and affect the image quality outcome and the patient dose. They can be acquisition parameters such as beam collimation, tube current, rotation time, kV, pitch, or reconstruction parameters such as the slice thickness and spacing, reconstruction filter and method (filtered back projection (FBP) or iterative algorithms). All main CT manufacturers offer default protocols for different indications, depending on the anatomical region. The user can frequently set the protocol parameters selecting amongst a range of values to adapt them to the clinical indication and patient characteristics, such as size or age. The selected settings in the protocol affect greatly image quality and dose. Many combinations ofsean parameters can render an appropriate image quality for a particular study. Protocol optimization is a complex task in CT because most sean protocol parameters are intertwined and affect image quality and patient dose...

Resumen (otros idiomas)

Introducción. La imagen médica se ha convertido en uno de los pilares en la atención sanitaria actual. La tomografía computarizada (TC) es una modalidad de imagen ampliamente extendida en radiología en todo el mundo. Esta técnica permite adquirir imágenes de órganos en movimiento, como el corazón o los pulmones, sin artefactos. También permite obtener reconstrucciones de volúmenes tridimensionales de distintas partes del cuerpo de los pacientes. El abanico de indicaciones que pueden abordarse con esta técnica es amplio, e incluye la perfusión cerebral, cardiología, oncología, radiología vascular, intervencionismo y traumatología, entre otras. La TC es una técnica de imagen muy popular, ampliamente implantada en los servicios de salud de hospitales de todo el mundo. El número de estudios de TC hechos anualmente ha crecido de manera continua en las últimas décadas, lo que ha supuesto un gran beneficio para los pacientes. A la vez, los exámenes de TC representan la contribución más alta a la dosis de radiación colectiva en la actualidad. La dosis que reciben los pacientes en un estudio de TC es un orden de magnitud más alta que en exámenes de radiología convencional. En relación con la dosis a pacientes en radiodiagnóstico, el criterio ALARA es aceptado universalmente. Expone que las imágenes de los pacientes deberían obtenerse utilizando una dosis tan baja como sea razonablemente posible y compatible con el objetivo diagnóstico de la prueba. Algunos casos de sobreexposición de pacientes a la radiación, la mayoría en exámenes de perfusión cerebral, se han hecho públicos, lo que ha tenido un gran impacto en los medios de comunicación de EEUU. Estos accidentes, junto con el creciente número de exámenes TC anuales, han hecho aumentar la preocupación sobre las dosis de radiación impartidas a los pacientes en TC. V arias guías y recomendaciones para la optimización de la dosis en TC han sido publicadas por distintas organizaciones, y han sido incluidas en normas europeas y nacionales y adoptadas parcialmente por los fabricantes de equipos de TC. En TC, el tubo de rayos-X rota en tomo al paciente, emitiendo fotones en haces desde distintos ángulos o proyecciones. Estos fotones interactúan con los tejidos en el paciente, en función de su energía y de la composición y densidad del tejido. Una fracción de estos fotones depositan parte o toda su energía dentro del paciente, dando lugar a la dosis absorbida en los órganos. Las imágenes se generan usando los datos de las proyecciones del haz de rayos-X que alcanzan los detectores tras atravesar al paciente. Cada proyección representa la atenuación total del haz de rayos-X integrada a lo largo de su trayectoria. Un protocolo de TC se define como una colección de opciones que pueden seleccionarse en la consola del equipo y que afectan a la calidad de las imágenes y a la dosis que recibe el paciente. Pueden ser parámetros de adquisición, tales como la colimación del haz, la intensidad de corriente, el tiempo de rotación, el kV, el factor de paso parámetros de reconstrucción como el espesor y espaciado de corte, el filtro y el método de reconstrucción (retroproyección filtrada (FBP) o algoritmos iterativos). Los principales fabricantes de equipos de TC ofrecen protocolos recomendados para distintas indicaciones, dependiendo de la región anatómica. El usuario con frecuencia fija los parámetros del protocolo eligiendo entre un rango de valores disponibles, para adaptarlo a la indicación clínica y a las características del paciente, tales como su tamaño o edad. Las condiciones seleccionadas en el protocolo tienen un gran impacto en la calidad de imagen y la dosis. Múltiples combinaciones de los parámetros pueden dar lugar a un nivel de calidad de imagen apropiado para un estudio en concreto. La optimización de los protocolos es una tarea compleja en TC, ya que la mayoría de los parámetros del protocolo están relacionados entre sí y afectan a la calidad de imagen y a la dosis que recibe el paciente...

Tipo de documento:Tesis
Información Adicional:

Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Medicina, leída el 15/01/2016. Tesis formato europeo (compendio de artículos)

Directores (o tutores):
NombreEmail del director (o tutor)
Calzado Cantera, Alfonso
Veldkamp, Wouter J.H.
Palabras clave:Computed tomography
Palabras clave (otros idiomas):Tomografía Computarizada
Materias:Ciencias Biomédicas > Medicina > Diagnóstico por imagen y medicina nuclear
Código ID:41583
Depositado:01 Mar 2017 09:37
Última Modificación:01 Mar 2017 09:59

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