Practical radiation dosimetry across a variety of CBCT devices in Radiology

Kenny, Emer; Caldwell, David; Lewis, Mandy

doi:10.1016/j.ejmp.2020.01.021

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“…CBCT reconstruction algorithms include calibrations to correct for this effect. 26 Therefore, the different uniformity levels obtained for the different phantoms could be caused by either an over-or under-correction of cupping caused by the different phantom thicknesses. The analysis of the image noise resulted in a larger noise measured for the O-arm and ClarifEye systems compared to Airo.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…Cupping artifacts are usually found in CBCT images due to beam hardening effects and the large amount of scattered radiation. CBCT reconstruction algorithms include calibrations to correct for this effect 26 . Therefore, the different uniformity levels obtained for the different phantoms could be caused by either an over- or under-correction of cupping caused by the different phantom thicknesses.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

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Image quality and radiation dose in spinal surgery: a comparison of three imaging systems in phantom

et al. 2023

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.PurposeUsing optimal settings for x-ray scans is crucial for obtaining three-dimensional images of high quality while keeping the patient dose low. Our work compares dose and image quality (IQ) of three intraoperative imaging systems [O-arm cone-beam computed tomography (CBCT), ClarifEye C-arm CBCT, and Airo computed tomography] used for spinal surgery.ApproachPatients of 70, 90, and 110 kg were simulated with an anthropomorphic phantom by adding tissue-equivalent material. Titanium inserts were placed in the phantom spine for reproducing metal artifacts in the images. Organ dose was measured with thermo-luminescent dosimeters for effective dose (E) calculation. Subjective IQ was assessed by ranking the images acquired with the manufacturer-defined imaging protocols. Objective IQ was assessed with a customized Catphan phantom.ResultsThe ClarifEye protocols resulted in the lowest E ranging from 1.4 to 5.1 mSv according to phantom size and protocol. The highest E was measured for the high-definition protocol of O-arm (E 2.2 to 9 mSv) providing the best subjective IQ for imaging of the spine without titanium inserts. For the images with metal, the best IQ was obtained with ClarifEye. Airo (E 5.5 to 8.4 mSv) was ranked with the lowest IQ for images without metal while the rank improved for images with metal. Airo images had better uniformity, noise, and contrast sensitivity compared with CBCTs but worse high-contrast resolution. The values of these parameters were comparable between the CBCT systems.ConclusionsBoth CBCT systems provided better IQ compared with Airo for navigation of lumbar spinal surgery for the original phantom. Metal artifacts particularly affect O-arm images decreasing the subjective IQ. The high spatial resolution of CBCT systems resulted in a relevant parameter for the visibility of anatomical features important for spine navigation. Low dose protocols were enough to obtain a clinically acceptable contrast-to-noise ratio in the bones.

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Section: Discussionmentioning

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Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Image quality and radiation dose in spinal surgery: a comparison of three imaging systems in phantom

et al. 2023

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“…With the O-arm®O2, Kai(FDD) cannot be measured with a solid-state dosimeter positioned on the imaging detector, because the detector is located inside the gantry (Figure 1 A) and is therefore not readily accessible [30]. We chose to adapt the EFOMP-ESTRO-IAEA methodology and directly measure the Dfov with a cylindrical ion-chamber (10X6-6, Radcal, Monrovia, CA, USA), precisely positioned at the isocenter location.…”

Section: Dfov Measurements During Cbctmentioning

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Surgivisio® and O-arm®O2 cone beam CT mobile systems for guidance of lumbar spine surgery: Comparison of patient radiation dose

et al. 2021

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“…A tecnologia de tomografia computadorizada de feixe cônico (CBCT) está disponível desde o ano 2000 e é crescente sua utilização em aplicações de radioterapia, odontologia, procedimentos intervencionistas e cirurgias guiadas por imagem (1). Cada uma destas aplicações possui características particulares de qualidade de imagem e dose de radiação.…”

Section: Introductionunclassified

“…Neste sentido, embora guias ou protocolos específicos de controle de qualidade tenham sido publicados para esta modalidade de equipamento (CBCT) (3-5), ainda há desafios na sua implementação prática considerando as particularidades dos equipamentos disponíveis no mercado. No caso do equipamento O-Arm, ainda são raros e pouco abrangentes os estudos publicados (1,(6)(7)(8) associando doses de radiação praticadas no paciente e na equipe clínica com avaliação da qualidade de imagem obtida nos diferentes modos de exposição à radiação e biótipos disponíveis nesse equipamento.…”

Section: Introductionunclassified

Metodologia de Avaliação da Qualidade de Imagem e da Dose de Radiação em Equipamento de Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico O-Arm

et al. 2021

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Equipamentos de tomografia computadorizada de feixe cônico (CBCT) têm sido amplamente empregados em procedimentos intervencionistas guiados por imagem, exigindo sua caracterização em programas de garantia e controle de qualidade. Apesar da publicação recente de alguns guias e estudos na literatura, ainda não há consenso sobre quais testes, metodologias e padrões de desempenho devem ser empregados para o controle de qualidade rotineiro desses equipamentos. Neste sentido, a partir da revisão das metodologias e dos padrões de desempenho sugeridos na literatura para equipamentos CBCT, foram realizadas escolhas dos métodos com maior viabilidade para avaliação da qualidade de imagem e caracterização dosimétrica para aquisição tomográfica (3D) de um equipamento CBCT modelo O-Arm™ O2 (Medtronic Inc.). Foram realizados testes de uniformidade, ruído, precisão geométrica e espessura de corte, densidade de voxels (número CT) e sua linearidade, resolução de baixo contraste, resolução espacial de alto contraste e índice de dose em tomografia computadorizada (CTDI) para procedimentos de crânio, abdome, tórax e extremidades nos vários protocolos (diferentes modos de exposição e biótipos) configurados pelo fabricante. No estudo também foi realizada monitoração de área no entorno do equipamento simulando a realização de um procedimento típico. O equipamento apresentou linearidade das escalas de densidade de voxels com bom desempenho de resolução espacial e valores de CTDI abaixo dos níveis de referência recomendados, mas pouca uniformidade e baixa resolução de contraste, reforçando que não devem ser empregados os mesmos padrões de desempenho dos equipamentos de TC convencionais. Os resultados obtidos neste estudo fornecem referências para futuras avaliações desse tipo de equipamento, contribuindo para a definição de quais testes e metodologias devem ser empregados rotineiramente nos programas de controle de qualidade.

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Practical radiation dosimetry across a variety of CBCT devices in Radiology

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Image quality and radiation dose in spinal surgery: a comparison of three imaging systems in phantom

Image quality and radiation dose in spinal surgery: a comparison of three imaging systems in phantom

Surgivisio® and O-arm®O2 cone beam CT mobile systems for guidance of lumbar spine surgery: Comparison of patient radiation dose

Metodologia de Avaliação da Qualidade de Imagem e da Dose de Radiação em Equipamento de Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico O-Arm

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