Title
Optimizacija protokola kompjuterizovane tomografije za preoperativno planiranje i postoperativnu evaluaciju totalne artroplastike kolena
Creator
Stojadinović, Milica, 1981-
CONOR:
22075751
Copyright date
2024
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate samo preuzimanje i distribuciju dela, ako/dok se pravilno naznačava ime autora, bez ikakvih promena dela i bez prava komercijalnog korišćenja dela. Ova licenca je najstroža CC licenca. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN. Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 23.09.2024.
Other responsibilities
Academic Expertise
Medicinske nauke
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Medicinski fakultet
Alternative title
Optimization of computerized tomography protocols for preoperative planning and postoperative evalution of total knee artroplasty
Publisher
[M. S. Stojadinović]
Format
56 str.
description
medicina - radiologija i nuklearna medicina / medicine - radiology and nuclear medicine
Abstract (sr)
osteoartritisa. Kurtz i saradnici prognoziraju porast broja TKA za 673% u Sjedinjenim Državama
u periodu između 2005. i 2030. godine. Ključni faktori za uspešnost TKA procedure su precizno
pozicioniranje komponenti proteze i pravilno podešavanje mekih tkiva. Perth CT protokol je
metod koji je veoma efikasan za preoperativno planiranje i postoperativnu procenu poravnanja,
posebno rotacionog poravnanja. Svaki oblik snimanja koji uključuje upotrebu jonizujućeg
zračenja predstavlja potencijalni rizik od genetskog oštećenja i razvoja maligniteta.
Cilj: Cilj istraživanja je da pokaže mogućnosti optimizacije Perth CT protokola uz zadržavanje
zadovoljavajućeg kvaliteta slike.
Materijal i metode: U studiji preseka učestvovalo je 16 bolesnika za preoperativno planiranje i
postoperativnu evaluaciju TKA. Svi bolesnici su pregledani na 160 detektosrkom CT aparatu
(Toshiba, Aqulion Prime Otawara, Japan) prema standardnom i optimizovanom Perth CT
protokolu uz korišćenje naprednih tehnika (automatske kontrole ekspozicije (Sure expose),
iterativne rekonstrukcije slike (Adaptive Iterative Dose Reduction 3D-AIDR 3D) kao i SEMAR
(single-energy projection-based MAR (metal artifact reduction) tehnike za redukciju artefakata
od proteze)). Postproceduralno, efektivna doza zračenja je određivana na osnovu doznog
izveštaja tj. korišćene su vrednosti CTDIvol(mGy) i DLP (mGy×cm) prema formuli: E=k×DLP
(mSv). Kvalitet slike je određivan prema subjektivnim (vizuelni skor) i objektivnim
(vrednostima odnosa signala i šuma (SdNR) i figure of merit (FOM)) kriterijumima.
Rezultati: Efektivna doza zračenja kod optimizovanog protokola je značajno niža u odnosu na
standardni protokol (0.180±0.013 prema 0.900±0.034, (p<0.001). Interesantno je da se efektivna
doza zračenja kod pacijenata sa protezom kolena sa optimizovanim protokolom povećava
značajno manje u odnosu na standardni protokol. Nema statistički značajne razlike u
subjektivnim kriterijumima za kvalitet slike između protokola (p>0.05). Prema analizi
objektivnih kriterijuma za kvalitet slike, SdNR i FOM, evidentno je da su vrednosti SdNR kod
optimizovanog protokola niže, a FOM-a više. Nema statistički značajne razlike u kvalitetu slike
koristeći SdNR i FOM u specifičnim protokolima prema delu ekstermiteta. Takođe, nema
statistički značajne razlike u kvalitetu slike koristeći SdNR i FOM u specifičnim protokolima u
odnosu na postojanje proteze. Interesantno je da su vrednosti SdNR kod bolesnika sa protezom
kolena kod optimizovanog protokola više u odnosu na one bez proteze, što se objašnjava
upotrebom SEMAR tehnike.
Zaključak: Poštujući ALARA (As Low As Reasonably Achievable) principe, moguće je
optimizovati Perth CT protokol. Prvo, redukcijom vrednosti kV i mAs kao i promenom
kolimacije i povećanjem pič faktora. Takođe, napredne tehnike iterativne rekonstukcije (IR) su
korišćenje u oba protokola, a automatske kontrole ekspozicije (AEC) samo u optimizovanom.
Efektivna doza zračenja se može smanjiti pet puta, a da kvalitet slike bude zadovoljavajući.
Abstract (en)
Introduction: Total knee arthroplasty (TKA) has become the treatment of choice for advanced
osteoarthritis. Kurtz et al. have projected a 673% increase in total knee arthroplasty (TKA) in the
United States between 2005 and 2030. Accurate positioning of the component and proper
adjustment of soft tissue are recognized as crucial factors in achieving a successful knee
arthroplasty. Perth CT Protocol is method which is highly effective for preoperative planning and
postoperative assessment of alignment, particularly rotational alignment. Any form of imaging
that involves the use of ionizing radiation poses a potential risk of genetic damage and
malignancy.
Aim: The aim of this paper was to show the possibilities of optimization Perth CT protocol
which maintaining satisfactory image quality.
Material and methods: The cross-sectional study comprised 16 patients for preoperative
planning or postoperative evaluation TKA. All patients were examined on a 160 detector CT
scanner (Toshiba, Aqulion Prime Otawara, Japan) according to the standard and optimized Perth
CT protocol with using advance technique (automatic exposure control (Sure expose), iterative
image reconstruction (Adaptive Iterative Dose Reduction 3D-AIDR 3D) as well as SEMAR
(single-energy projection–based MAR (metal artifact reduction) algorithm) for eliminating
prosthesis artifacts). Postprocedurally, the effective radiation dose was determined based on the
dose report (values of CTDIvol(mGy) and DLP (mGy×cm)) according to the formula: E=k×DLP
(mSv). Imaging quality is determined according to subjective (the visual scores) and objective
(values of signal to noise ratio (SdNR) and figure of merit (FOM)) criteria.
Results: The effective radiation dose with optimized protocol is significantly lower compared to
the standard protocol (0.180±0.013 vs 0.900±0.034, (p<0.001). It is interesting that the effective
dose of radiation in a patient with the knee prosthesis with the optimized protocol increased
significantly less compared to the standard protocol. No significant difference is observed in the
subjective evaluation of image quality between protocols (p>0.05). Upon analyzing the objective
criteria for image quality, namely SdNR and FOM, it is evident that optimized protocols result in
lower SdNR values and higher FOM values. No significant difference of image quality is
determined using the SdNR and FOM as per the specified protocols and parts of extremities.
Also, no significant difference of image quality is determined using the SdNR and FOM as per
the specified protocols and the presence of prosthesis. Interesting, SdNR in patients with knee
prosthesis in optimized protocol was larger compared to those without prosthesis, which can be
explained by using SEMAR technique.
Conclusion: Retrospecting the ALARA (As Low As Reasonably Achievable) principles, it is
possible to optimized the Perth CT protocol. First by reducing the kV and mAs values, as well as
by changing the collimation and increasing the pitch factor Also, advanced iterative
reconstruction (IR) techniques were used in both protocols and automatic exposure control
(ACE) in optimized protocol. The effective dose of radiation can be reduced five time and the
image quality will be satisfactory.
Authors Key words
totalna artroplastika kolena, Pert CT protokol, optimizacija
Authors Key words
total knee arthroplasty, Pert CT protocol, optimization
Classification
616.728.3-089-07(043.3)
Type
Tekst
Abstract (sr)
osteoartritisa. Kurtz i saradnici prognoziraju porast broja TKA za 673% u Sjedinjenim Državama
u periodu između 2005. i 2030. godine. Ključni faktori za uspešnost TKA procedure su precizno
pozicioniranje komponenti proteze i pravilno podešavanje mekih tkiva. Perth CT protokol je
metod koji je veoma efikasan za preoperativno planiranje i postoperativnu procenu poravnanja,
posebno rotacionog poravnanja. Svaki oblik snimanja koji uključuje upotrebu jonizujućeg
zračenja predstavlja potencijalni rizik od genetskog oštećenja i razvoja maligniteta.
Cilj: Cilj istraživanja je da pokaže mogućnosti optimizacije Perth CT protokola uz zadržavanje
zadovoljavajućeg kvaliteta slike.
Materijal i metode: U studiji preseka učestvovalo je 16 bolesnika za preoperativno planiranje i
postoperativnu evaluaciju TKA. Svi bolesnici su pregledani na 160 detektosrkom CT aparatu
(Toshiba, Aqulion Prime Otawara, Japan) prema standardnom i optimizovanom Perth CT
protokolu uz korišćenje naprednih tehnika (automatske kontrole ekspozicije (Sure expose),
iterativne rekonstrukcije slike (Adaptive Iterative Dose Reduction 3D-AIDR 3D) kao i SEMAR
(single-energy projection-based MAR (metal artifact reduction) tehnike za redukciju artefakata
od proteze)). Postproceduralno, efektivna doza zračenja je određivana na osnovu doznog
izveštaja tj. korišćene su vrednosti CTDIvol(mGy) i DLP (mGy×cm) prema formuli: E=k×DLP
(mSv). Kvalitet slike je određivan prema subjektivnim (vizuelni skor) i objektivnim
(vrednostima odnosa signala i šuma (SdNR) i figure of merit (FOM)) kriterijumima.
Rezultati: Efektivna doza zračenja kod optimizovanog protokola je značajno niža u odnosu na
standardni protokol (0.180±0.013 prema 0.900±0.034, (p<0.001). Interesantno je da se efektivna
doza zračenja kod pacijenata sa protezom kolena sa optimizovanim protokolom povećava
značajno manje u odnosu na standardni protokol. Nema statistički značajne razlike u
subjektivnim kriterijumima za kvalitet slike između protokola (p>0.05). Prema analizi
objektivnih kriterijuma za kvalitet slike, SdNR i FOM, evidentno je da su vrednosti SdNR kod
optimizovanog protokola niže, a FOM-a više. Nema statistički značajne razlike u kvalitetu slike
koristeći SdNR i FOM u specifičnim protokolima prema delu ekstermiteta. Takođe, nema
statistički značajne razlike u kvalitetu slike koristeći SdNR i FOM u specifičnim protokolima u
odnosu na postojanje proteze. Interesantno je da su vrednosti SdNR kod bolesnika sa protezom
kolena kod optimizovanog protokola više u odnosu na one bez proteze, što se objašnjava
upotrebom SEMAR tehnike.
Zaključak: Poštujući ALARA (As Low As Reasonably Achievable) principe, moguće je
optimizovati Perth CT protokol. Prvo, redukcijom vrednosti kV i mAs kao i promenom
kolimacije i povećanjem pič faktora. Takođe, napredne tehnike iterativne rekonstukcije (IR) su
korišćenje u oba protokola, a automatske kontrole ekspozicije (AEC) samo u optimizovanom.
Efektivna doza zračenja se može smanjiti pet puta, a da kvalitet slike bude zadovoljavajući.
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.
