medvisМедицинская визуализацияMedical Visualization1607-07632408-9516RDS-Media Ltd.10.24835/1607-0763-2020-4-119-132medvis-976Research ArticleКОСТИ И СУСТАВЫBONES AND JOINTSПлотность кальцификации при компьютерной томографии в зависимости от параметров сканирования: фантомное исследованиеCalcification density on computed tomography depending on scanning parameters: phantom studyhttps://orcid.org/0000-0001-5151-4579НиколаевА. Е.NikolaevA. E.

Николаев Александр Евгеньевич – младший научный сотрудник отдела развития качества радиологии

125124 Москва, ул. Расковой, д. 16/26, Российская Федерация

SPIN: 1320-1651

Aleksandr E. Nikolaev – researcher of Department of quality of radiology

16/26, Raskovoy str., Moscow, 125124, Russian Federation

SPIN: 1320-1651

a.e.nikolaev@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5831-3742КоркуноваО. А.KorkunovaO. A.

Коркунова Ольга Андреевна – младший научный сотрудник отдела развития качества радиологии

125124 Москва, ул. Расковой, д. 16/26, Российская Федерация

SPIN: 6879-129

Olga A. Korkunova – researcher of the Department of quality of radiology

16/26, Raskovoy str., Moscow, 125124, Russian Federation

SPIN: 6879-129

oa.korkunova@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-2681-9378БлохинИ. А.BlokhinI. A.

Блохин Иван Андреевич – младший научный сотрудник отдела развития качества радиологии

125124 Москва, ул. Расковой, д. 16/26, Российская Федерация

SPIN: 3306-1387

Ivan A. Blokhin – researcher of Department of quality of radiology

16/26, Raskovoy str., Moscow, 125124, Russian Federation

SPIN: 3306-1387

blokhin.ioann@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-1694-4682ПетряйкинА. В.PetraykinA. V.

Петряйкин Алексей Владимирович – канд. мед. наук, доцент, старший научный сотрудник отдела разработки средств контроля и технического мониторинга

125124 Москва, ул. Расковой, д. 16/26, Российская Федерация

SPIN 6193-1656

Alexey V. Petraykin – Cand. of Sci. (Med.), Docent, expert-radiologist, senior researcher

16/26, Raskovoy str., Moscow, 125124, Russian Federation

SPIN 6193-1656

a.petraikin@npcmr.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8933-6544НикифороваМ. В.NikiforovaM. V.

Никифорова Марина Владиславовна – ординатор кафедры лучевой диагностики и терапии

117997 Москва, ул. Островитянова, д. 1, Российская Федерация

SPIN: 1086-5509

Marina V. Nikiforova – resident

1, Ostrivityanova str., Moscow, 117997, Russian Federation

SPIN: 1086-5509

marina.nikif.802@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1320-2368ГирькоА. О.Gir’koA. O.

Гирько Александр Олегович – ординатор

111123 Москва, шоссе Энтузиастов, 86, Российская Федерация

Aleksandr O. Gir’ko – resident

86, Enthusiasts hw., Moscow, 111123, Russian Federation

girko.alexandr@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9247-4665ДягилеваЕ. А.DyagilevaE. A.

Дягилева Елена Александровна – ординатор кафедры лучевой диагностики и лучевой терапии

119991 Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2, Российская Федерация

Elena A. Dyagileva – resident of Federal State Autonomous Educational Institution

8, b.2, Trubetskaya str., Moscow, 119991, Russian Federation

lenadtgileva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1117-0294СучиловаМ. М.SuchilovaM. M.

Сучилова Мария Максимовна – младший научный сотрудник отдела развития качества радиологии

125124 Москва, ул. Расковой, д. 16/26, Российская Федерация

SPIN: 4922-1894

Maria M. Suchilova – researcher of Department of quality of radiology

16/26, Raskovoy str., Moscow, 125124, Russian Federation

SPIN: 4922-1894

maria.suchilova@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-0781-9898ГруздевИ. С.GruzdevI. S.

Груздев Иван Сергеевич – аспирант

117997 Москва, ул. Большая Серпуховская, д. 27, Российская Федерация

SPIN: 3350-0832

Ivan S. Gruzdev – resident

27, Bol'shaya Serpukhovskaia str., Moscow, 117997, Russian Federation

SPIN: 3350-0832

gruzdev_van@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3952-6865ПершинаЕ. С.PershinaE. S.

Першина Екатерина Сергеевна – канд. мед. наук, врач-рентгенолог, руководитель Центра лучевой диагностики

119049 Москва, Ленинский проспект, 8, Российская Федерация

SPIN: 7311-9276

Ekaterina S. Pershina – Cand. od Sci. (Med.), radiologist, head of Radiology center

8, Leninsky Prospekt, 117049, Moscow, Russian Federation

SPIN: 7311-9276

pershina86@mail.ruСилинА. Ю.SilinA. Yu.

Силин Антон Юрьевич – руководитель отдела развития

125124 Москва, ул. Расковой, д. 16/26, Российская Федерация

SPIN: 4411-87

 

16/26, Raskovoy str., Moscow, 125124, Russian Federation

a.silin@npcmr.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1816-1315ГомболевскийВ. А.GombolevskijV. A.

Гомболевский Виктор Александрович – канд. мед. наук, руководитель отдела развития качества радиологии

125124 Москва, ул. Расковой, д. 16/26, Российская Федерация

SPIN: 6810-3279

Viktor A. Gombolevskij – Cand. od Sci. (Med.), Head of the Radiology Quality Development Division

16/26, Raskovoy str., Moscow, 125124, Russian Federation

SPIN: 6810-3279

gombolevskiy@npcmr.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6545-6170МорозовС. П.MorozovS. P.

Морозов Сергей Павлович – доктор мед. наук, профессор, директор

125124 Москва, ул. Расковой, д. 16/26, Российская Федерация

SPIN: 8542-1720

Sergey P. Morozov – Doct. od Sci. (Med.), Professor, Director,

16/26, Raskovoy str., Moscow, 125124, Russian Federation

SPIN: 8542-1720

npcmr@zdrav.mos.ruГБУЗ “Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий ДЗ города Москвы”РоссияResearch and Practical Clinical center for Diagnostics and Telemedicine Technologies of the Moscow Health Care DepartmentRussian FederationФГАОУ ВО “Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова” Минздрава РоссииРоссияPirogov Russian National Research Medical University of the Ministry of Health of RussiaRussian FederationГБУЗ “Московский клинический научный центр имени А.С. Логинова ДЗ города Москвы”РоссияMoscow Clinical Scientific Center named after LoginovRussian FederationФГАОУ ВО Первый МГМУ имени И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)РоссияI.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University)Russian FederationФГБУ “Национальный медицинский исследовательский центр хирургии имени А.В. Вишневского” Минздрава РоссииРоссияA.V. Vishnevsky National Medical Research Center of SurgeryRussian FederationГБУЗ города Москвы “ГКБ №1 имени Н.И. Пирогова ДЗ города Москвы”РоссияPirogov City Clinical Hospital №1Russian Federation202010122020244119132Copyright © Николаев А.Е., Коркунова О.А., Блохин И.А., Петряйкин А.В., Никифорова М.В., Гирько А.О., Дягилева Е.А., Сучилова М.М., Груздев И.С., Першина Е.С., Силин А.Ю., Гомболевский В.А., Морозов С.П., 20202020Николаев А.Е., Коркунова О.А., Блохин И.А., Петряйкин А.В., Никифорова М.В., Гирько А.О., Дягилева Е.А., Сучилова М.М., Груздев И.С., Першина Е.С., Силин А.Ю., Гомболевский В.А., Морозов С.П.Nikolaev A.E., Korkunova O.A., Blokhin I.A., Petraykin A.V., Nikiforova M.V., Gir’ko A.O., Dyagileva E.A., Suchilova M.M., Gruzdev I.S., Pershina E.S., Silin A.Y., Gombolevskij V.A., Morozov S.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://medvis.rdsmedia.ru/jour/article/view/976Цель исследования

Цель исследования: оценить на фантомах изменения плотности, индекса Агатстона, объемного коронарного индекса, массы фосфата коронарного кальция при разных параметрах сканирования.

Материал и методы

Материал и методы. В исследовании использовались 8 инсулиновых шприцев объемом 1 мл, наполненных раствором гидроортофосфата калия, с разными характеристиками плотности. В дальнейшем данные шприцы на равном расстоянии друг от друга были помещены в два фантома: фантом 1-го типа – бокс, заполненный водой, фантом 2-го типа – Chest Phantom N1 “LUNGMAN”. Фантомы были просканированы при помощи компьютерного томографа Philips Ingenuity Elite 128 срезов по протоколам с разным напряжением (80, 100, 120, 140 кВ), силой тока (27–45, 166, 330–400 мА), толщи- ной среза (0,625, 1, 2,5, 3 мм).

Результаты

Результаты. Получены показатели плотности, индекса Агатстона при различных параметрах сканирования (напряжение, сила тока, толщина среза) для разных факторов плотности кальцификации в фантомах 1-го и 2-го типа. Результаты представлены в виде таблицы со средними значениями плотности, стандартным отклонением (SD), индексом Агатстона коронарного кальция и параметрами сканирования.

Заключение

Заключение. Исследование демонстрирует вариабельность показателей факторов коронарного кальция при их оценке на различных параметрах сканирования. Полученную информацию возможно использовать на практике для более точного подсчета коронарного кальция вне зависимости от параметров сканирования.

Purpose of research

Purpose of research. The aim of the study is to evaluate changes in density, Agatston score, Volume and Mass scores of coronary calcium at different scanning parameters using phantom measurement.

Materials and methods

Materials and methods. 8 1-ml insulin syringes filled with potassium hydroorthophosphate solution of different densities were used in the study. The syringes were placed at regular intervals into two phantoms: type 1 phantom – container filled with water; type 2 phantom – Chest Phantom N1 “LUNGMAN”. The phantoms were scanned with a Philips Ingenuity Elite CT 128 scanner using protocols with different voltages (80, 100, 120, 140 kV), amperage (27–45, 166, 330–400 mA), and slice thickness (0.625, 1, 2.5, 3 mm).

Results

Results. Density and Agatston indexes were obtained at different scanning parameters (voltage, amperage, slice thickness) for different factors of calcification density in both phantoms. The results are presented as a table with mean density values, standard deviation (SD), Agatston score of coronary calcium, and scanning parameters.

Conclusion

Conclusion. The study demonstrates the influence of various scanning parameters on coronary artery calcium scoring results. The obtained information can be used in practice for more accurate quantification of coronary artery calcium, regardless of the scanning parameters.

коронарный кальцийультра-НДКТнизкодозная компьютерная томографияскрининг рака легкогофакторы кальцификацииcoronary calciumultra-LDCTlow-dose computed tomographylung cancer screeningcalcification factorsReferencesGreenland P., Blaha M.J., Budoff M.J., Erbel R., Watson K.E. Coronary calcium score and cardiovascular risk. J. Am. Coll. Cardiol. 2018; 72 (4): 434–447. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2018.05.027Greenland P., Blaha M.J., Budoff M.J., Erbel R., Watson K.E. Coronary calcium score and cardiovascular risk. J. Am. Coll. Cardiol. 2018; 72 (4): 434–447. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2018.05.027Detrano R., Guerci A.D., Carr J.J., Bild D.E., Burke G., Folsom A.R., Liu K., Shea S., Szklo M., Bluemke D.A., O'Leary D.H., Tracy R., Watson K., Wong N.D., Kronmal R.A. Coronary calcium as a predictor of coronary events in four racial or ethnic groups. N. Engl. J. Med. 2008; 358 (13): 1336–1345. https://doi.org/10.1056/NEJMoa072100Detrano R., Guerci A.D., Carr J.J., Bild D.E., Burke G.,Shaw L.J., Raggi P., Callister T.Q., Berman D.S. Prognostic value of coronary artery calcium screening in asymptomatic smokers and non-smokers. Eur. Heart J. 2006; 27 (8): 968–975. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehi750Folsom A.R., Liu K., Shea S., Szklo M., Bluemke D.A., O'Leary D.H., Tracy R., Watson K., Wong N.D., Kronmal R.A. Coronary calcium as a predictor of coronary events in four racial or ethnic groups. N. Engl. J. Med. 2008; 358 (13): 1336–1345. https://doi.org/10.1056/NEJMoa072100Eisen A., Tenenbaum A., Koren-Morag N., Tanne D., Shemesh J., Imazio M., Fisman E.Z., Motro M., Schwam men thal E., Adler Y. Calcification of the thoracic aorta as detected by spiral computed tomography among stable angina pectoris patients: association with cardiovascular events and death. Circulation. 2008; 118 (13): 1328–1334. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.107.712141Shaw L.J., Raggi P., Callister T.Q., Berman D.S. Prognostic value of coronary artery calcium screening in asymptomatic smokers and non-smokers. Eur. Heart J. 2006; 27 (8): 968–975. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehi750Pakdaman M.N., Rozanski A., Berman D.S. Incidental coronary calcifications on routine chest CT: Clinical implications. Trends Cardiovasc. Med. 2017; 27: 475–480. https://doi.org/10.1016/j.tcm.2017.04.004Eisen A., Tenenbaum A., Koren-Morag N., Tanne D., Shemesh J., Imazio M., Fisman E.Z., Motro M., Schwammen thal E., Adler Y. Calcification of the thoracic aorta as detected by spiral computed tomography among stable angina pectoris patients: association with cardiovascular events and death. Circulation. 2008; 118 (13): 1328–1334. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.107.712141Arcadi T., Maffei E., Sverzellati N., Mantini C., Guaricci A.I., Tedeschi C., Martini Ch., La Grutta L., Cademartiri F. Coronary artery calcium score on low-dose computed tomography for lung cancer screening. Wld J. Radiol. 2014; 286 (6): 381–387. https://doi.org/10.4329/wjr.v6.i6.381Pakdaman M.N., Rozanski A., Berman D.S. Incidental coronary calcifications on routine chest CT: Clinical implications. Trends Cardiovasc. Med. 2017; 27: 475–480. https://doi.org/10.1016/j.tcm.2017.04.004Першина Е.С., Синицын В.Е., Мершина Е.А., Архипова И.М., Семитко С.П., Иванов В.А. Неинвазивная оценка фракционного резерва кровотока у пациентов с ишемической болезнью сердца по данным компьютерной томографии: первые результаты клинического применения. Сравнение с данными инвазивного измерения. Медицинская визуализация. 2018; 22 (2): 47–55. https://doi.org/10.24835/1607-0763-2018-2-47-55Arcadi T., Maffei E., Sverzellati N., Mantini C., Guaricci A.I., Tedeschi C., Martini Ch., La Grutta L., Cademartiri F. Coronary artery calcium score on low-dose computed tomography for lung cancer screening. Wld J. Radiol. 2014; 286 (6): 381–387. https://doi.org/10.4329/wjr.v6.i6.381Николаев А.Е., Гомболевский В.А., Гончар А.П., Шапиев А.Н., Лайпан А.Ш., Морозов С.П. Случайные находки при скрининге рака легкого методом низкодозной компьютерной томографии. Туберкулез и болезни легких. 2018; 96 (11): 60–68. https://doi.org/10.21292/2075-1230-2018-96-11-60-67Pershina E.S., Sinitsin V.E., Mershina E.A., Arkhipova I.M., Semitko S.P., Ivanov V.A. Non-invasive FFR derived from standard acquired coronary computed tomography angiography (CTA) datasets (FFRCT) for the diagnosis of myocardial ischemia in patients with coronary artery disease (CAD): first data of clinical use. Comparison with invasive measurement. Medical Visualization. 2018; 22 (2): 47–55. (In Russian) https://doi.org/10.24835/1607-0763-2018-2-47-55Николаев А.Е., Шапиев А.Н., Блохин И.А., Рамазанова Д.М., Шапиева А.Н., Гомболевский В.А., Низовцова Л.А. Новые подходы к оценке изменений коронарных артерий при мультиспиральной компьютерной томографии. Российский кардиологический журнал. 2019; 12: 124–130. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2019-12-124-130.Nikolaev A.E., Gombolevskiy V.A., Gonchar A.P., Shapiev A.N., Laypan A.S., Morozov S.P. Random findings on lung cancer screening by low-dose computed tomography. Tuberculosis and lung diseases. 2018; 96 (11): 60–68. (In Russian) https://doi.org/10.21292/2075-1230-2018-96-11-60-67Agatson A.S., Janovitz W.R., Hildner F.J., Zusmer N.R., Viamonte M.Jr. Detrano R. Quantification of coronary artery calcium using ultrafast computed tomography. J. Am. Coll. Cardiol. 1990; 15: 827–832. https://doi.org/10.1016/0735-1097(90)90282-tNikolaev A.E., Shapiev A.N., Blokhin I.A., Ramazanova D.M.,Rumberger J.A., Brundage B.H., Rader D.J., Kondos G. Electron beam computed tomographic coronary calcium scanning: a review and guidelines for use in asymptomatic persons. Mayo Clin. Proc. 1999; 74: 243–252. https://doi.org/10.4065/74.3.243Shapieva A.N., Gombolevskij V.A., Nizovtsova L.A. New approaches for assessing coronary changes in multi-layer spiral computed tomography. Russian Journal of Cardiology. 2019; (12): 124–130. (In Russian) https://doi.org/10.15829/1560-4071-2019-12-124-130.Yoon H.C., Goldin J.G., Greaser L.E.(3rd), Sayre J., Fonarow G.C. Interscan variation in coronary artery calcium calcification in a large asymptomatic patient population. Am. J. Roengenol. 2000; 174: 803–809. https://doi.org/10.2214/ajr.174.3.1740803Agatson A.S., Janovitz W.R., Hildner F.J., Zusmer N.R., Viamonte M.Jr. Detrano R. Quantification of coronary artery calcium using ultrafast computed tomography. J. Am. Coll. Cardiol. 1990; 15: 827–832. https://doi.org/10.1016/0735-1097(90)90282-tMayer C., Meyer M., Fink C., Schmidt B., Sedlmair M., Schoenberg S.O., Henzler T. Potential for radiation dose savings in abdominal and chest CT using automatic tube voltage selection in combination with automatic tube current modulation. Am. J. Roentgenol. 2014; 203 (2): 292–299.Rumberger J.A., Brundage B.H., Rader D.J., Kondos G. Electron beam computed tomographic coronary calcium scanning: a review and guidelines for use in asymptomatic persons. Mayo Clin. Proc. 1999; 74: 243–252. https://doi.org/10.4065/74.3.243Schauer D.A., Linton O.W. National Council on Radiation Protection and Measurements report shows substantial medical exposure increase. Radiology. 2009; 253 (2): 293–296. https://doi.org/10.1148/radiol.11102376Yoon H.C., Goldin J.G., Greaser L.E.(3rd), Sayre J., Fonarow G.C. Interscan variation in coronary artery calcium calcification in a large asymptomatic patient population. Am. J. Roengenol. 2000; 174: 803–809. https://doi.org/10.2214/ajr.174.3.1740803Sodickson A., Baeyens P.F., Andriole K.P., Prevedello L.M., Nawfel R.D., Hanson R., Khorasani R. Recurrent CT, cumulative radiation exposure, and associated radiationinduced cancer risks from CT of adults. Radiology. 2009; 251 (1): 175–184. https://doi.org/10.1148/radiol.2511081296Mayer C., Meyer M., Fink C., Schmidt B., Sedlmair M., Schoenberg S.O., Henzler T. Potential for radiation dose savings in abdominal and chest CT using automatic tube voltage selection in combination with automatic tube current modulation. Am. J. Roentgenol. 2014; 203 (2): 292–299.International Commission on Radiological Protection. Radiological protection in medicine: ICRP publication 105. Ann. ICRP. 2007; 37 (6): 1–63. https://doi.org/10.1016/j.icrp.2008.08.001Schauer D.A., Linton O.W. National Council on Radiation Protection and Measurements report shows substantial medical exposure increase. Radiology. 2009; 253 (2): 293–296. https://doi.org/10.1148/radiol.11102376Rhee D., Kim S.-W., Moon Y.M., Kim J.K., Jeong D.H. Effects of the Difference in Tube Voltage of the CT Scanner on Dose Calculation. J. Korean Phys. Soc. 2015; 67 (1). https://doi.org/10.3938/jkps.67.123Sodickson A., Baeyens P.F., Andriole K.P., Prevedello L.M., Nawfel R.D., Hanson R., Khorasani R. Recurrent CT, cumulative radiation exposure, and associated radiationinduced cancer risks from CT of adults. Radiology. 2009; 251 (1): 175–184. https://doi.org/10.1148/radiol.2511081296McCollough C.H., Leng S., Yu L., Fletcher J.G. Dual- and multi-energy CT: principles, technical approaches, and clinical applications. Radiology. 2015; 276 (3): 637–653. https://doi.org/10.1148/radiol.2015142631International Commission on Radiological Protection. Radiological protection in medicine: ICRP publication 105. Ann. ICRP. 2007; 37 (6): 1–63. https://doi.org/10.1016/j.icrp.2008.08.001Rhee D., Kim S.-W., Moon Y.M., Kim J.K., Jeong D.H. Effects of the Difference in Tube Voltage of the CT Scanner on Dose Calculation. J. Korean Phys. Soc. 2015; 67 (1). https://doi.org/10.3938/jkps.67.123Rhee D., Kim S.-W., Moon Y.M., Kim J.K., Jeong D.H. Effects of the Difference in Tube Voltage of the CT Scanner on Dose Calculation. J. Korean Phys. Soc. 2015; 67 (1). https://doi.org/10.3938/jkps.67.123McCollough C.H., Leng S., Yu L., Fletcher J.G. Dual- and multi-energy CT: principles, technical approaches, and clinical applications. Radiology. 2015; 276 (3): 637–653. https://doi.org/10.1148/radiol.2015142631McCollough C.H., Leng S., Yu L., Fletcher J.G. Dual- and multi-energy CT: principles, technical approaches, and clinical applications. Radiology. 2015; 276 (3): 637–653. https://doi.org/10.1148/radiol.2015142631

The authors declare that there are no conflicts of interest present.