Intraoperative cone‐beam CT for guidance of head and neck surgery: Assessment of dose and image quality using a C‐arm prototype
Notice bibliographique
Résumé
Cone-beam computed tomography (CBCT) with a flat-panel detector represents a promising modality for intraoperative imaging in interventional procedures, demonstrating sub-mm three-dimensional (3D) spatial resolution and soft-tissue visibility. Measurements of patient dose and in-room exposure for CBCT-guided head and neck surgery are reported, and the 3D imaging performance as a function of dose and other acquisition/reconstruction parameters is investigated. Measurements were performed on a mobile isocentric C-arm (Siemens PowerMobil) modified in collaboration with Siemens Medical Solutions (Erlangen, Germany) to provide flat-panel CBCT. Imaging dose was measured in a custom-built 16 cm cylindrical head phantom at four positions (isocenter, anterior, posterior, and lateral) as a function of kVp (80-120 kVp) and C-arm trajectory ("tube-under" and "tube-over" half-rotation orbits). At 100 kVp, for example ("tube-under" orbit), the imaging dose was 0.059 (isocenter), 0.022 (anterior), 0.10 (posterior), and 0.056 (lateral) mGy/ mAs, with scans at approximately 50 and approximately 170 mAs typical for visualization of bony and soft-tissue structures, respectively. Dose to radiosensitive structures (viz., the eyes and thyroid) were considered in particular: significant dose sparing to the eyes (a factor of 5) was achieved using a "tube-under" (rather than "tube-over") half-rotation orbit; a thyroid shield (0.5 mm Pb-equivalent) gave moderate reduction in thyroid dose due to x-ray scatter outside the primary field of view. In-room exposure was measured at positions around the operating table and up to 2 m from isocenter. A typical CBCT scan (10 mGy to isocenter) gave in-air exposure ranging from 29 mR (0.26 mSv) at 35 cm from isocenter, to <0.5 mR (<0.005 mSv) at 2 m from isocenter. Three-dimensional (3D) image quality was assessed in CBCT reconstructions of an anthropomorphic head phantom containing contrast-detail spheres (11-103 HU; 1.6-12.7 mm) and a natural human skeleton. The contrast-to-noise ratio (CNR) was evaluated across a broad range of dose (0.6-23.3 mGy). CNR increased as the square root of dose, with excellent visualization of bony and soft-tissue structures achieved at approximately 3 mGy (0.10 mSv) and approximately 10 mGy (0.35 mSv), respectively. The prototype C-arm demonstrates CBCT image quality sufficient for guidance of head and neck procedures based on soft-tissue and bony anatomy at dose levels low enough for repeat intraoperative imaging, with total dose over the course of the procedure comparable to or less than the effective dose of a typical (2 mSv) diagnostic CT of the head.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».