Beyin BT incelemesinde optimum iteratif rekonstrüksiyon parametrelerinin araştırılması
Optimum iterative in brain CT examination investigation of reconstruction parameters
Yazar: FİKRİYE KOCAKURT
Danışman: DOÇ. GÖKÇE KAAN ATAÇ
Ufuk Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Radyodiagnostik Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2019
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Beyin = Brain ; Görüntü = Image ; Görüntü kalitesi = Image quality ; Görüntüleme teknikleri = Imaging techniques ; Radyasyon = Radiation ; Radyasyon dozajı = Radiation dosage ; Radyoloji = Radiology ; Tomografi = Tomography

Özet:
Amaç: Beyin BT incelemelerinde görüntü oluşturulması için kullanılan Filtreli
Geri Yönlendirme yöntemi (FBP; Filtered Back Projection) yanında, daha düşük
ışınlama parametreleri kullanarak, oluşan resimdeki gürültüyü azaltan ve bu yolla
görüntü kalitesini artıran iteratif rekonstrüksiyon (IR) yöntemleri de kullanılmaya
başlamıştır. Bu yöntemde, en uygun görüntü kalitesi ve rekonstrüksiyon oranını
bulmak, optimizasyon süreci için gereklidir. Beyin BT işleminde, üretici firma dahil
değişik kaynaklarca önerilen protokoller kullanılırken en uygun görüntü kalitesini
sağlayacak ışınlama parametreleri ve en düşük radyasyon değerlerinin bulunması
amaçlanmıştır.
Gereç ve yöntem: İteratif rekonstrüksiyon destekli BT tarayıcısında, FBP ve
değişik oranda IR uygulanan protokollerde oluşturulan fantom görüntü kesitlerini
kalitatif ve kantitatif testlerle değerlendirdik. American College of Radiology (ACR)
akreditasyon fantomu ile, BT üretici firması tarafından beyin BT incelemesi için
önerilen parametrelerde (320 mA) ve diğer parametreler sabit tutularak 50, 100, 150,
200, 250 ve 300 mA sabit tüp akımlarında, ayrıca AAPM beyin BT protokolünde (140
mA) fantom görüntüleri oluşturuldu. Görüntüler sırasıyla %30, %50, %70 oranlarında
iterasyon uygulayarak daha düşük gürültü içerikli resimler de elde edildi. Bu resimler
ACR akreditasyon değerlendirme yazılımı ile test edildi. Resimler görüntü kalitesi
parametrelerini temsil eden, BT sayısı (HU) doğruluğu, homojenite, kesit kalınlığı,
uzaklık ölçüm doğruluğu, düşük kontrast çözünürlüğü ve yüksek kontrast çözünürlük
için incelendi. Her protokol için Kontrast Gürültü Oranı da (CNR; contrast to noise
ratio) hesaplandı. Bu görüntülerin hastaya verebileceği radyasyonu anlamak için
protokollerin uygulanması sırasındaki BT tüp çıkış değerleri de ayrıca incelendi.
Değerlendirmeler ayrıca ACR akreditasyon kriterlerine göre yorumlandı.
Bulgular: BT sayısı (HU) doğruluğunda kemik dansite için, bazı protokollerde
minör uyumsuzluk belirlendi. Homojenlik testinde tüm protokoller yeterli bulundu.
Düşük kontrast çözünürlüğü için, 50 mA ve 100 mA da görüntü kalitesi yetersiz
bulundu. Güncel uygulanan protokolün AAPM protokolünden daha düşük kontrast
çözünürlüğü oluşturduğu görüldü. Yazılım yüksek kontrast çözünürlüğü ve CNR

iv
değerlerini tüm protokollerde yeterli buldu. En yüksek çözünürlük güncel uygulanan
protokol ile sağlandı. Kesitlerde artefakt görülmedi. Standart protokol, AAPM, 50,
100, 150, 200, 250 ve 300mA protokollerinde CTDIvol değerleri sırasıyla 59.04,
52.01, 8.83, 17.66, 26.48, 35.31, 46.13 ve 55.35 mGy olarak belirlendi.
Tartışma: Tüm protokollerde tüp çıkışı değerlerinin doz referans düzeyleri ve
AAPM tarafından önerilen doz değerlerinin altında kaldığı görüldü. Uygulanan
protokolün beklenenden daha aşağı düşük kontrast değeri verdiği belirlendi. AAPM
tarafından önerilen protokolün bazı IR uygulanan resimlerin bundan yüksek ve yeterli
düşük kontrast değeri verdiği uygulanan protokolün ise en iyi yüksek kontrast
çözünürlüğü sağladığı anlaşıldı. Bu bilgiler ile mevcut ve firma tarafından önerilen
Beyin BT protokolünün yeniden değerlendirilmeli düşünülmelidir. Bu çalışma ile
Beyin BT incelemelerinde tüp çıkışlarının hasta dozunu düşürecek ışınlama
parametrelerinin uygulanılandan daha da düşük olabileceği şekilde azaltabileceği
sonucuna varıldı.

Abstract:
Objective: In addition to the Filtered Back Projection (FBP), which is used for
image generation in brain CT examinations, iterative reconstruction (IR) methods,
which reduce the noise in the picture by using lower irradiation parameters and
improve the image quality, have been introduced. In this method, finding the optimal
image quality and reconstruction ratio is necessary for the optimization process. In the
brain CT procedure, it is aimed to find the irradiation parameters and the lowest
radiation values that will provide the most appropriate image quality when using the
protocols recommended by different sources including the manufacturer.
Materials and methods: We evaluated qualitative and quantitative tests of
phantom image sections generated on the iterative reconstruction-assisted CT scanner
using FBP and various IR protocols. With the American College of Radiology (ACR)
accreditation phantom, the parameters recommended by the CT manufacturer for brain
CT examination (320 mA) and other parameters are kept constant at 50, 100, 150, 200,
250 and 300 mA constant tube currents, as well as AAPM brain CT protocol (140 mA)
phantom images were generated. The images were obtained by applying iteration at
30%, 50% and 70% respectively. The images obtained were tested with ACR
accreditation evaluation software. Images were analyzed for CT number (HU)
accuracy, homogeneity, section thickness, measurement accuracy, low contrast
resolution, homogeneity, and high contrast resolution, representing image quality
parameters. Contrast to noise ratio (CNR) was calculated for each protocol. CT tube
output values during the application of protocols to understand the radiation that these
images can give to the patient were also examined. The evaluations were also
interpreted according to the ACR accreditation criteria.
Findings: Minor mismatch was detected in some protocols for bone density
with accuracy of CT count (HU). All protocols were found sufficient for homogeneity
test. For low contrast resolution, image quality at 50 mA and 100 mA was found to be
insufficient. The current protocol was found to produce lower contrast resolution than
the AAPM protocol. The software found high contrast resolution and CNR values
sufficient in all protocols. Current CT protocol revealed the highest spatial resolution

vi
between all examined possible protocols. No artifact was seen in the sections. CTDIvol
values were determined as 59.04, 52.01, 8.83, 17.66, 26.48, 35.31, 46.13 and 55.35
mGy in standard protocol, AAPM, 50, 100, 150, 200, 250 and 300 mA protocols,
respectively
Discussion: In all protocols, the tube output values were below the dose
reference levels and the dose values recommended by AAPM. Current protocol gave
lower than expected level of low contrast but AAPM and some others achieved the
limits and showed good enough high contrsat resolution levels. In conclusion this
study told us thatcurrent exposure parameters for head CT protocols mighth be
decreased without causing significant image quality loss.