Egyetlen CT szeleten alapuló dózis- és testalak-becslési módszerek vizsgálata

Szatmáriné Egeresi, Lilla

Egyetlen CT szeleten alapuló dózis- és testalak-becslési módszerek vizsgálata

dc.contributor.advisor	Balkay, László
dc.contributor.author	Szatmáriné Egeresi, Lilla
dc.contributor.authorvariant	Egeresi, Lilla
dc.contributor.department	Molekuláris orvostudomány doktori iskola	hu
dc.contributor.submitterdep	Általános Orvostudományi Kar
dc.date.accessioned	2025-11-19T16:07:08Z
dc.date.available	2025-11-19T16:07:08Z
dc.date.defended	2025-12-16
dc.date.issued	2025
dc.description.abstract	Az értekezés során bemutattuk, hogy amíg az egy szelet alapján számított SSDE megfelelően jellemzi a teljes testre vonatkozó elnyelt sugárdózist, úgy az egyetlen szeletből becsült zsírmennyiség is szoros korrelációt mutat a test alakjával. Ez az analógia alátámasztja az egy-szeletes CT analízisek hatékonyságát mind a dózisbecslés, mind a testösszetétel-analízis terén. Megmutattuk, hogy a DE KK OKK Radiológián a munkacsoportunk által fejlesztett dózismonitorozó rendszer (DE-DMS) lehetővé teszi a CT vizsgálatok legfontosabb betegdózis adatainak (DLP, SSDE és ED) pontos becslését, amelyek igen jól korrelálnak a DW dózismonitor alkalmazás megfelelő adataival. Bár a DW egy a nemzetközi gyakorlatban igen elterjedt megoldás, számos hátrányos tulajdonságát azonosítottuk. Az ED meghatározása során a DW esetében problémák merülnek fel az adott sorozat testrégiójának helytelen azonosítása miatt. Mivel az ED számítása a DLP, illetve az anatómiai régiótól függő súly faktor értékeitől függ, így az ED értéke is torzított lesz. Részletesen analizáltuk és demonstráltuk, hogy az irodalomban nemrég bevezetett, - összetett Monte Carlo szimuláción alapuló -, méret specifikus effektív dózis (SED) becsülhető lehet a valós CT vizsgálatok SSDE értékeiből. Ennek alapja a páciens tömegétől függő analitikus formula használata, amelynek segítségével az ED adatból a SED származtatható. A SED igen előnyös lehet a kumulatív páciens-dózisok elfogadható számítására, aminek tudományos igénye egyre hangsúlyosabb lett az elmúlt években. A CT alapú zsírszövet-szegmentálás kapcsán megfigyeltük, hogy akár a SAT és akár a VAT konkrét méretei jól korreláltak egymással, ha három eltérő, - de az irodalomban gyakran használt -, HU-tartomány mellett végeztük a szegmentálásokat. Az is detektálható volt, hogy a VAT és SAT zsírszöveti területek bár korreláltak egymással, nem volt egyenesen arányos kapcsolat a tartományok között. A szegmentáláshoz kiválasztott szelet pozíciója nem volt jelentős hatással a korrelációkra, a SAT és VAT abszolút értékei azonban statisztikailag eltérőek voltak. A nagyobb csőárammal felvett CT-képadatok jobb korrelációt eredményeztek a SAT, a VAT és a BMI között. Továbbá 98 beteg esetében határoztuk meg és hasonlítottuk össze a modellalapú és a valós BMI-értékeket. Egyszerűsítettük a modellalapú BMI-becslést, és eredményeink azt mutatják, hogy a CT-alapú testalak becsléshez nincs szükség összetett, többváltozós modellre.
dc.description.abstract	Throughout the dissertation we identified a noteworthy analogy between the two research areas studied just as the SSDE calculated from a single CT slice can reliably characterize the absorbed dose to the whole body, the fat volume estimated from a single slice shows a strong correlation with the body shape. This analogy supports the efficiency of single-slice CT analyses in both dose estimation and body composition assessment. We demonstrated that the dose monitoring system (DE-DMS) developed by our research group at the Department of Radiology, University of Debrecen, enables accurate estimation of the basic patient dose parameters (DLP, SSDE, and ED) during CT examinations. These estimates show a strong correlation with the corresponding data provided by the DoseWatch (DW) software. While DW is a widely used solution in international practice, we identified several of its limitations. In particular, issues arise during the determination of ED due to the incorrect identification of the anatomical region corresponding to a given CT series. Since ED calculation depends on both the DLP and the region-specific conversion factors, such misclassification results in distorted ED values. We also conducted a detailed analysis and demonstrated that the recently introduced size-specific effective dose (SED), based on advanced Monte Carlo simulations, can be estimated from actual SSDE values obtained in CT examinations. This is achieved through an analytical formula that incorporates patient body weight, allowing the derivation of SED from ED. The SED may be particularly advantageous for estimating cumulative patient doses, a task that has gained increasing scientific importance in recent years. Regarding CT-based adipose tissue segmentation, we observed that both subcutaneous adipose tissue (SAT) and visceral adipose tissue (VAT) volumes correlated well with each other when the segmentation was performed using three different, - but commonly applied -, HU ranges. It was also noted that although VAT and SAT areas correlated, the relationship between the values across the different HU ranges was not strictly proportional. The position of the selected image slice used for segmentation had no significant effect on the observed correlations; however, the absolute values of SAT and VAT showed statistically significant differences. CT datasets acquired with higher tube current produced better correlations between SAT, VAT, and BMI. In a cohort of 98 patients, we determined and compared model-based and actual BMI values. We simplified the model-based BMI estimation, and our results suggest that a complex multivariable model is not necessary for accurate CT-based BMI calculation.
dc.format.extent	97
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/2437/398904
dc.language.iso	hu
dc.language.iso	en
dc.subject	Komputer tomográfia (CT); dózismonitorozó rendszerek; effektív dózis (ED); méretspecifikus dózis becslés (SSDE); méretspecifikus effektív dózis (SED); zsírszövet; szegmentálás; BMI
dc.subject	Computed tomography (CT); dose-monitoring system (DMS); effective dose (ED); sizespecific dose estimate (SSDE); size-specific effective dose (SED);fat; segmentation; BMI
dc.subject.discipline	Elméleti orvostudományok	hu
dc.subject.sciencefield	Orvostudományok	hu
dc.title	Egyetlen CT szeleten alapuló dózis- és testalak-becslési módszerek vizsgálata
dc.title.translated	Investigation of dose and body shape estimation methods based on a single CT slice
dc.type	PhD, doktori értekezés	hu