双能量CT联合金属伪影削减算法抑制股骨柄假体金属伪影的模型研究

【摘要】目的：通过体模研究，评价双能量CT扫描获得的虚拟单色谱图像（VMS）联合金属伪影削减（MAR）算法抑制股骨柄假体金属伪影的效果。方法：将人工股骨柄假体用细绳悬挂在水箱中心。以不同管电压（80、100、120、140kVp）单能量CT（SECT）及不同管电流（200、484mA）下的双能量CT（DECT）扫描假体。扫描设备选择单球管，单层探测器CT扫描仪。利用单球管双电压快速切换的双能量扫描获得的数据重建40、90、140keV单色谱图像（VMS），及经过金属伪影抑制算法处理的40、90、140keV单色谱图像(VMS+MAR)。对全部图像（16组）进行质量评价，包括伪影面积（AA），伪影指数（AI）。结果：16组图像（140kVp、120kVp、100kVp、80kVp、40keV 485mA、40keV 485mA MAR、90keV 485mA、90keV 485mA MAR、140keV 485mA、140keV 485mA MAR、40keV 200mA、40keV 200mA MAR、90keV 200mA、90keV 200mA MAR、140keV 200mA、140keV 200mA MAR）伪影面积分别为787、1088、1499、2133、5664、650、665、172、279、157、7603、886、803、238、423、172mm2，伪影指数分别为22.75、33.65、58.58、92.55、195.18、3.53、23.38、0.35、7.88、0.05、230.28、4.95、24.83、1.43、10.98、0.10HU。对于单能量扫描，随着管电压的降低，伪影逐步加重。对于双能量扫描单色谱图像，管电流越低伪影越严重；光子能量越低伪影越严重。经过金属伪影削减算法处理的单能量图像，金属伪影明显减轻。结论：与单能量扫描相比，双能量CT扫描高光子能量单色谱图像联合MAR算法能有效抑制股骨柄假体金属伪影。光子能量越高，金属伪影越小。     

双能量CT虚拟单能谱成像技术在TIPS术后支架评估中的应用

目的：以常规上腹部CT门静脉期增强扫描图像为对比,探讨双能量CT单能谱成像技术在经颈静脉肝内门体静脉内支架分流术（TIPS）术后支架伪影及图像质量评价方面的应用。方法：21例TIPS术后随访患者行上腹部CT平扫、动脉期及门静脉期扫描。门静脉期扫描应用双能量扫描模式,并获得100及140 kV 2个不同能量的原始数据,重建40~190 keV间隔为10 keV的共16组虚拟单能谱图像及加权120 kV混合能谱图像,以加权120 kV混合能谱图像作为常规单源混合能谱门静脉期增强扫描图像。在门静脉期虚拟单能谱图像及加权混合能谱图像上,获得各个支架管腔内的伪影指数、噪声及对比噪声比（CNR）。结果：80 keV单能谱图像具有最低噪声及最高CNR,支架腔内伪影指数最低,其噪声及伪影指数低于加权120 kV混合能谱图像（均P<0.05）,CNR高于120 kV混合能谱图像（P<0.05）。结论：与常规120 kV混合能谱图像相比,双能量CT虚拟单能谱图像对TIPS支架的显示,可在降低支架伪影的同时提高图像质量,其最佳能谱为80 keV。     

能谱CT单能量技术联合ASIR及ASIR-V改善胸部增强CT图像质量的研究

目的探讨应用能谱CT最佳单能量成像联合ASIR及ASIR-V重建技术对胸部CT增强扫描动脉期图像质量的优化。方法搜集行胸部增强能谱CT检查的62例患者资料,使用能谱GSI模式进行扫描并重建,在传统重建模式(FBP)重建下,以间隔10 keV为一组重建出40~140 keV的11组单能量(MONO)图像,与140 kVp混合能量(QC)图像共组成12组图像。对12组图像的CNR、BHA采用单因素方差分析进行统计,并采用秩和检验分析其主观评分。得出能谱CT成像中伪影较小且图像质量较高的单能量图像。将其单能量图像分别与30%、50%、70%水平的ASIR及ASIR-V进行重建,得到6组新重建模式下的单能量图像,将其与FBP重建下QC及此单能量图像共组成8组图像并使用较前相同的统计学方法对其主观及客观评价进行分析比较。结果在FBP重建下,80 keV图像的CNR值为7.7±2.0,与QC图像无统计学差异(P>0.05);血管处的BHA值为44.4±22.0,低于QC图像(P<0.05);图像质量主观评分为4.50±0.62,与QC图像无差异(P>0.05);伪影主观评分为2.45±0.62,低于QC图像(P<0.05);具有较低的伪影水平并保持了较好的图像质量。因此选取80 keV做为最佳单能量值进行下一步研究。80 keV联合50%ASIR-V的CNR值为13.9±4.3,高于QC图像(P<0.05);BHA值与其他组差异无统计学意义;图像质量主观评分为4.90±0.298,高于其他组(P<0.05)。结论与常规胸部增强扫描动脉期图像相比,能谱CT 80 keV单能量联合50%ASIR-V图像能够减低对比剂硬化伪影,同时提高图像质量,可常规应用于胸部CT增强扫描。     

能谱成像技术去除金属伪影的临床价值

目的：研究宝石CT能谱扫描在减少金属伪影方面的临床价值。方法：对31例体内含有金属植入物的受检者行能谱扫描（Gemstone spectral imaging,GSI）,扫描后获得混合能量图像（140kVp）,用能谱分析软件（GSI Viewer）进行分析,以10keV为间距在40~140keV间进行11种不同能量的单能量图像重建,选取最优单能量图像,再行金属伪影消除重建（Metal-Artifacts Reduction System,MARs）,对混合能量图像及能谱图像（110keV单能量图像或单能量＋MARs图像）进行感兴趣区（ROI）SD值的测定,计算出伪影的SD值。并且所有图像均由三位有经验的放射医师采用盲法进行独立评分,按金属伪影对图像质量的影响程度予以记3、2、1、0分（3分为基本无伪影;2分为图像质量较好,有部分伪影;1分为图像伪影较重,尚能观察;0分为伪影很重,图像无法观察）。对所获数据采用SPSS 17.0进行配对t检验分析。结果：在110keV单能量区图像信噪比较高,因此所有图像均于110keV行MARs重建。能谱图像（110keV单能量图像或单能量＋MARs图像）的评分与混合能量图像的评分之间,以及能谱图像组与混合能量图像组金属伪影的SD值之间均存在显著性差异（P=0.000〈0.05）,即能量图像的金属伪影明显降低,图像质量优于混合能量的图像质量。结论：宝石CT能谱扫描能显著减少受检部位的金属伪影与硬化伪影,使含金属植入物的受检部位CT图像质量明显提高,具有较高的临床价值。     

双能量CT虚拟单能谱成像技术在脑动脉瘤夹闭术后评估中的应用

_目的：以常规颅脑 CTA 为对照,研究双能量 CT 单能谱成像用于颅内动脉瘤颈夹闭术后评估的最佳能量范围。方法：对36例患者40组双能量数据进行回顾性分析。采用双能量单能谱软件在60～100 keV 之间每隔10 keV 值进行单能量图像重组,平均加权120 kV 为常规 CTA 图像,共6组图像。分别测量每组图像伪影影响最重的脑组织和血管CT 值,评估线束硬化伪影和血管对比度,并对单能量和 CTA 图像质量进行主观评价。结果：60～100 keV 之间单能量图像的动脉瘤夹金属伪影分别为（116．9±73．0）、（72．4±37．3）、（49．8±27．0）、（34．8±20．7）和（26．7±18．2）HU。常规CTA 图像的硬化伪影（62．5±31．6）HU 与70～80 keV 单能量图像差异无统计学意义（P＞0．05）,80～100 keV 的单能量图像硬化伪影低于常规 CTA。60～100 keV 单能量图像的血管对比度分别为（301．9±74．9）、（217．6±54．2）、（163．8±41．8）、（126．9±34．2）和（103．1±46．1）HU,常规 CTA 的血管对比度（183．5±48．8）HU 与70～80 keV 单能量图像差异无统计学意义（P＞0．05）。60～100 keV 和常规 CTA 图像质量为优和良的比例分别为20．0％、47．5％、85％、35％、15％、65％。结论：双能量 CT 成像用于颅内动脉瘤颈夹闭术后患者评估的最佳能量范围是70～80 keV,80 keV 有望成为最佳单能量成像点。     

双源CT单能量成像对肝癌检出影响的初步研究

目的 探索显示肝癌病灶对比噪声比(CNR)和图像质量的最佳keV条件,并与融合能量图像比较,探讨能谱CT单能量成像对肝癌检出的影响.方法 回顾性分析经双源CT双能量双期扫描的30例肝癌患者影像学表现.采用双源分析软件处理产生单能量(40～140 keV,间隔10 keV)图像,测定单能量图像、100 keV和140 keV图像中病灶的CNR和图像噪声.优化单能量图像中检测肝癌的最佳CNR值和图像噪声值.通过两相关样本的非参数秩和检验的方法对单能量图像和混合能量图像的结果进行比较.结果 动脉期图像中所有病灶的最佳CNR的单光子能量水平集中分布在70 keV,所占的比例为81.8％(27/33).图像噪声水平的最低点位于70 keV和80 keV.综合考虑图像质量和病变对比,笔者选择70 keV图像与融合图像进行比较.70 keV单能量图像的CNR与100 keV图像无显著性差异(1.68±1.04,1.88±1.59,P=0.149),>140 keV图像且有显著性差异(1.68±1.04,0.62±0.92,P=0.000).图像噪声<100 keV图像,差异有统计学意(6.52±1.53,8.55±1.11,P=0.000),与140 keV图像差异无统计学意义(6.52±1.53,7.60±2.73,P=0.050).结论 能谱CT 70 keV单能量图像可以在不降低图像质量的前提下有效提高肝癌病灶的CNR,这将有助于病灶的检出.     

CT能谱成像在消除金属移植物伪影中的应用价值

目的 探讨CT能谱成像(GSI)中单能量图像消除金属移植物硬化伪影的作用.方法 对体内有金属移植物的患者行GSI.其中义齿3例、颈椎钢板植入2例、锁骨钢板植入1例、腰椎金属棒植入1例、人工股骨头3例、髂骨骨折移植物1例、胫骨钢板植入1例.对上述部位行GSI螺旋扫描,管电压采用80 kVp和140 kVp,在0.5 ms内行快速切换扫描.然后重建1.25 mm层厚能谱图像,含40～140 keV共101个单能图像,不同keV单能图像均采用同样的窗宽(1500 HU)、窗位(500HU).测量不同keV单能量图像的伪影指数(AI),分析不同单能量图像伪影消除程度,将AI最小的单能keV图像保存,应用于三维重组.结果 单能图像中AI随keV变化而不同,12例中最大AI为145～225,均在40keV时出现;最小AI为15～190,出现在95～140 keV之间.重组图像时,12例常规的混合能量图像均有明显的金属伪影,用最小AI的单能量图像重建时,可明显肖除或降低金属移植物的硬化伪影.结论 采用CT能谱成像技术,在高keV单能量图像上可以明显降低或消除金属移植物伪影,改善图像质量.     

CT能谱成像用于减少锁骨下对比剂伪影的临床研究

目的:寻找CT能谱成像的最佳能量点以减少肺部增强CT扫描锁骨下腋静脉和锁骨下静脉对比剂伪影,并改善图像质量。方法:共66名病人接受能谱CT扫描。一次能谱成像获得12组图像:140kVp混合能量图像和11组单能量图像(40～140keV)。比较混合能量和单能量图像在肺部增强CT动脉期的伪影区噪声、信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)和平均线束硬化伪影指数(BHAs)。BHAs是感兴趣区和背景区噪声平方差的平方根。结果:与常规混合能量组相比,120keV可最大程度地减少硬化伪影(P=0.000),同时SNR、CNR明显减小,导致软组织对比度明显减低。70keV可以减小硬化伪影(P=0.042),且SNR、CNR最高,优于混合能量图像和其他单能量图像,而伪影区噪声减低,图像质量最好。结论:在肺部增强扫描中,120keV去除对比剂硬化伪影的能力优于混合能量图像及其他单能量图像,但是组织对比度较差,可以结合70keV图像共同进行诊断。     

宝石CT能谱成像去除脊柱金属植入物伪影的应用研究

目的:探讨宝石CT能谱成像(GSI)在减除脊柱金属植入物伪影的应用价值;同时研究应用能谱曲线寻找最佳keV值的可行性。方法:对6例脊柱金属植入术患者行宝石CT GSI扫描,并以10keV为间隔重建11组单能量(Mono)图像质量的客观指标。通过比较140kVp(QC)和各级别Mono图像的客观指标伪影指数(AI)和对比噪声比(CNR)、软组织和骨质以及金属植入物图像质量的主观评分(4分法,1分图像最优,4分图像最差),寻找GSI去金属伪影最佳成像条件。并以最佳图像为对照,比较利用能谱曲线寻得最佳Mono图像的质量和诊断效能。结果:AI在90~140keV时减低,在100~130keV达最低;CNR在100～120keV时减低且最低。能谱成像技术在90~140keV对软组织、骨质及金属植入物诊断效能提高,在110~130keV对软组织观察最优,在110~140keV对骨质及植入金属观察最优。利用能谱曲线寻得最佳单能量成像条件为100~120keV,范围落在普通方法确定的电压值区间内,其图像均能满足诊断。结论:宝石能谱CT GSI在高电压区可有效减除脊柱金属植入物伪影,最佳成像区间为100~120keV。利用能谱曲线可快速有效获得最佳单能量成像。     

双能CT不同能量组合、重建算法及ROI选择对家兔肝铁定量测量的影响

【摘要】目的：探讨双能CT不同能量组合、重建算法及ROI选择对家兔模型肝脏铁定量检测的影响。方法：健康雄性新西兰大白兔32只,每周按15mg/kg的剂量肌肉注射右旋糖苷铁剂,共16周,每周处死2只大白兔,使用原子分光光度仪测量肝脏的铁浓度（LIC）。采用80+140kVp和100+140kVp两种能量组合进行双能CT扫描,在80+140kVp组合条件下分别采用滤波反投影法（FBP）和迭代重建算法（SAFIRE）算法（强度为3）进行图像重建,对3组图像数据分别进行图像后处理获得虚拟铁浓度图像（VIC）,分别采用全肝ROI法和小ROI法测量肝脏的CT值,分别对3组图像及2种ROI法测量的肝脏CT值进行比较,并与LIC行Spearmen相关性分析。结果：对2种能量组合及2种ROI方法测量的VIC图像上肝脏的CT值进行比较,差异均有统计学意义（P<0.01）;两种重建算法下测得的VIC图像上肝脏CT值的差异无统计学意义（P>0.05）。采用80+140kVp、SAFIRE算法及全肝ROI法测得的VIC图上肝脏CT值与LIC的相关性分别优于100+140kVp、FBP算法及小ROI法。结论：双能CT扫描可获得肝脏虚拟铁浓度图像,不同能量组合、重建算法及ROI测量方法获得的肝脏CT值均能反映家兔肝脏铁含量,但以80+140kV和全肝ROI法更优,不同的重建算法不影响测量值的大小。     

Dual energy computed tomography: simulated monoenergetic and material-selective imaging

A dual beam-quality technique was used to reduce the beam hardening artifact in CT and to obtain separate images of osseous and soft-tissue structures in phantom and clinical CT studies. Recordings were made with pulsed low and high kVp spectra with the Somatom DR2. Conventional polyenergetic and simulated monoenergetic images were reconstructed from the measurements. In the monoenergetic images the beam hardening artifacts were 60-90% lower than in the high kVp polyenergetic images whereas the noise was of the same order of magnitude in the two types. Noise in the monoenergetic images was lowest around 70-80 keV both in body and skull examinations although the contrast in the monoenergetic image was rather independent of energy.     

Optimized energy of spectral coronary CT angiography for coronary plaque detection and quantification

BackgroundTo optimize spectral coronary computed tomography angiography (CTA) for quantification of coronary artery plaque components.Materials and methodsFifty-one subjects were prospectively enrolled (88.2% male) (NCT02740699). Dual energy coronary CTA was performed at 90/Sn150 kVp using a 3rd generation dual-source CT scanner (SOMATOM Force, Siemens Healthcare). Dual energy images were reconstructed with a) linear mixed blending of 90 and Sn150 kVp data, b) virtual monoenergetic algorithm from 40 to 150 keV (at 10- keV intervals), and c) noise-optimized virtual monoenergetic algorithm from 40 to 150 keV. Image noise, iodine signal-to-noise-ratio (SNR), and contrast-to-noise ratio (CNR) for calcified and non-calcified plaque were measured. Qualitative readings of image quality were performed. Semi-automated software (QAngioCT, Medis) was used to quantify coronary plaque. Linear mixed-models that account for within-subject correlation of plaques were used to compare the results.Results100–150 keV noise-optimized virtual monoenergetic images had lower image noise than linear mixed images (all P < 0.05). The highest iodine SNR was achieved in 40 keV noise-optimized virtual monoenergetic images (33.3 ± 0.6 vs 23.3 ± 0.7 for linear mixed images, P < 0.001). 40–70 keV noise-optimized virtual monoenergetic images and 70 keV virtual monoenergetic images had superior coronary plaque CNR versus linear mixed images (all P < 0.01) with a maximum improvement of 20.1% and 22.7% for calcified plaque and non-calcified plaque (38.8 ± 2.2 vs 32.3 ± 2.3 and 17.3 ± 1.3 vs 14.1 ± 1.4, respectively). Using 90/Sn150 kVp linear mixed images as a reference, the plaque quantity was similar for 70 keV noise-optimized virtual monoenergetic images whereas low keV images (e.g. 40 keV) yielded significantly higher coronary plaque volumes (all P < 0.001).ConclusionSpectral coronary CTA with low energy (40–70 keV) post-processing can improve the CNR of coronary plaque components. However, low energies (such as 40 keV) resulted in different absolute volumes of coronary plaque compared to “conventional” mixed 90/Sn150 kVp images.     

光谱CT头部虚拟平扫图像:不同单能量图像质量的对比

目的:探讨双层探测器光谱CT不同单能量图像在头部影像诊断中的临床应用效能。方法:回顾性分析2019年6-12月因头晕、晕厥和头痛等临床症状而在本院行光谱CT(IQon Spectral CT)头部CT平扫检查的38例患者的影像资料。从光谱CT扫描中可获取常规混合能量图像和40~120 keV的光谱成像数据,以5 keV为间隔增量将光谱数据重建为17组单能级图像。分别测量每组图像上幕上灰质和白质的CT值和噪声值(SD),并计算信号噪声比(SNR)和对比信噪比(CNR)。同时对常规图像与120 keV单能级图像的伪影区域的脑组织结构(灰、白质)的对比及后颅窝伪影情况进行主、客观评分和比较。采用Bonferroni法进行统计学分析。结果:各组单能图像之间脑灰质CT值(P<0.001)、噪声(P=0.012)和CNR(P<0.001)的差异均有统计学意义,而脑白质CT值的差异无统计学意义(P=0.107)。其中65 keV图像的脑灰质CT值,脑灰、白质的噪声和SNR均高于其它单能级和常规混合能量图像(P<0.05),CNR亦高于其它单能级图像和常规图像(P<0.05)。与常规图像比较,120keV单能级图像上颅底层面伪影区域的脑灰、白质CT值(P=0.046)、噪声(P<0.01)、SNR(P<0.001)和CNR(P<0.001)的差异均具有统计学意义,且图像质量评分(P<0.001)和伪影评分(P<0.001)的差异亦有统计学意义。结论:和常规图像相比,从双层探测器光谱CT重建的单能图像在65 keV灰、白质对比度好,图像噪声降低、软组织分别率提高。120 keV单能级图像在由颅骨引起的X线束硬化伪影方面,能有效还原周围组织结构,提升图像质量。     

Effects of Dual-Energy CT with Non-Linear Blending on Abdominal CT Angiography

Objective

To determine whether non-linear blending technique for arterial-phase dual-energy abdominal CT angiography (CTA) could improve image quality compared to the linear blending technique and conventional 120 kVp imaging.

Materials and Methods

This study included 118 patients who had accepted dual-energy abdominal CTA in the arterial phase. They were assigned to Sn140/80 kVp protocol (protocol A, n = 40) if body mass index (BMI) < 25 or Sn140/100 kVp protocol (protocol B, n = 41) if BMI ≥ 25. Non-linear blending images and linear blending images with a weighting factor of 0.5 in each protocol were generated and compared with the conventional 120 kVp images (protocol C, n = 37). The abdominal vascular enhancements, image noise, signal-to-noise ratio (SNR), contrast-to-noise ratio (CNR) and radiation dose were assessed. Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance test, independent t test, Mann-Whitney U test, and Kruskal-Wallis test.

Results

Mean vascular attenuation, CNR, SNR and subjective image quality score for the non-linear blending images in each protocol were all higher compared to the corresponding linear blending images and 120 kVp images (p values ranging from < 0.001 to 0.007) except for when compared to non-linear blending images for protocol B and 120 kVp images in CNR and SNR. No significant differences were found in image noise among the three kinds of images and the same kind of images in different protocols, but the lowest radiation dose was shown in protocol A.

Conclusion

Non-linear blending technique of dual-energy CT can improve the image quality of arterial-phase abdominal CTA, especially with the Sn140/80 kVp scanning.     

双能量融合技术对肝门静脉成像质量的研究

目的 探讨肝脏门静脉期双能量扫描线性融合图与非线性融合图在门静脉血管VRT图像中的应用价值.方法 60例临床确诊肝硬化门静脉高压胃底食管静脉曲张的患者,在肝脏CT增强门静脉期行双能量扫描(Sn140/80 kVp),利用80 kVp和140 kVp的2组数据,进行线性融合A组融合比率(M)=0.3, B组M=1.0;非线性融合C组融合中点(c)=150、融合宽度(w)=200, D组c=(CT肝门静脉+CT肝实质)/2、w=(CT肝门静脉-CT肝实质)/2,其中CT肝门静脉和CT肝实质值均在M=0.3时图像上测得.比较4组图像门静脉的CT值、 信噪比(SNR)、对比信噪比(CNR)、门静脉与肝实质CT值差,采用统计学one-way ANOVA检验客观分析.比较4组VRT图像采用统计学Kruskal-Wallis秩和检验,两两比较采用了Mann-Whitney U检验主观分析.结果 4组图像数据中,D组门静脉的SNR、CNR、门静脉与肝实质CT值差(14.36 HU±3.23 HU、9.78 HU±2.39 HU、107.66 HU±21.28 HU),与其他3组比较分值最高,统计学均有显著差异(F=34.94、68.10、162.43,P值均<0.01);4组VRT图像主观评分中,D组得分最高(平均分4.78±0.42),与其他3组比较统计学均有显著差异(P值均<0.01).结论 利用D组的非线性融合技术可提高门静脉成像质量,可在临床实践中推广使用.     

双源CT单能谱成像技术在骨折金属固定术后的应用

目的 探讨双源CT单能谱成像技术在骨折金属固定术后的应用价值.方法 29例因骨骼病变行金属固定术的患者共有金属固定36处,其中金属外固定11处,均为胫腓骨外固定;内固定25处,包括颈椎内固定10处,腰椎内固定4处,胫腓骨内固定8处,尺桡骨内固定3处.对患者行双能量CT扫描后,用双能量软件内的单能谱技术(Monoenergetic)处理,分为40、70、100、130、160、190 keV的6组图像;由2名有经验的放射诊断医师分别对上述6组图像和平均加权120 kV图像按照4分法进行图像质量评分.评价标准:1分为金属伪影严重,不能评价;2分为金属伪影少许,尚可评价;3分为无明显金属伪影,骨质结构显示良好;4分为无金属伪影,图像优秀.采用Kruskal-Wallis 检验分别对全部金属固定和金属内、外固定患者在不同keV条件以及平均加权120 kV的图像质量进行统计学分析.结果 对全部金属固定物,单能谱CT图像3分及以上者为25处,而120 kV图像3分及以上者为4处,双能量CT的单能谱技术改善了骨折金属固定术后CT的图像质量(F值=116.487,P＜0.01).对于金属内固定术,单能谱70 keV图像3分及以上者为25处,100 keV图像为12处,70 keV可提供最佳的图像质量(F值=122.149,P＜0.01),而对于金属外固定,130 keV可提供最佳的图像质量,3分及以上者9处(F值=60.902,P＜0.01).结论 双源CT单能谱成像技术改善了金属固定术后CT检查的影像质量;金属内固定CT复查采用70 keV,金属外固定CT复查采用130 keV进行图像重组可获得最佳图像质量.

Abstract：

Objective To evaluate monoenergetic imaging of dual energy CT in the visualization of metal fixation of factures. Methods In total, 29 patients with factures underwent 36 metal fixations,including 11 external fixations implanting in tibiofibula (n = 11 ) and 25 internal fixations (cervical spine,n=10; lumbar spine, n=4; tibiofibula, n=8; radial bone, n=3). They were recruited into this study.After dual energy CT scan, monoenergetic software was used to post-process with the following 6 photon energies: 40, 70, 100, 130, 160, 190 keV. Two radiologists evaluated and rated the reformatted images with 6 different photon energies and average weighted 120 kV images according to the following 4-score scale. Score 1: nonassessable, with marked artifact; score 2: assessable, moderate artifact; score 3: good,mild artifact, good visualization of bony structures; score 4: excellent, no artifact. Kruskal-Wallis was used to perform statistical analysis of image quality for total fixations, external and internal fixations with various selective kev settings and average weighted 120 kV. Results For total fixations, monoenergetic imaging of dual energy CT has 25 fixations with score 3 and 4, but 120 kV has only 4 fixations with score 3 and 4.Monoenergetic imaging of dual energy CT improved image quality of fractures with metal fixation compared to average weighted 120 kV images ( F = 116. 487, P ＜0. 01 ). Images of 130 kev had the best image quality for external metal fixation (9 fixations with score 3 and 4, F = 60. 902, P ＜ 0. 01), while 70 kev was best for internal metal fixation ( F = 122. 149, P ＜ 0. 01). Conclusions Monoenergetic imaging of dual energy CT improves image quality of fractures with metal fixation. Reformatted images at 70 keV and 130 keV havethe optimal image quality for internal and external metal fixation, respectively.     

CT能谱单能量成像对不同肝脏肿瘤检出影响的初步探讨

目的 初步探讨能谱CT单能量成像对不同肝脏肿瘤检出的影响.方法 回顾性分析42例肝脏肿瘤患者(14例肝细胞癌、12例肝转移瘤、16例肝血管瘤)的临床和影像资料.患者均行CT能谱成像动脉期、门静脉期和静脉期扫描,获得140 kVp混合能量图像和70 keV单能量图像.对2组图像进行主观图像质量评分,测量肝实质噪声和肿瘤-肝实质的对比噪声比(CNR),2组间比较采用配对t检验.记录不同肿瘤在不同期相的病灶检出数量,采用百分数进行对比分析.结果 在70 keV图像和140 kVp图像上,不同肿瘤在不同期相的图像质量评分分别为(4.30±0.25)和(3.63±0.22)分;肝实质噪声分别为(8.82±0.82)和(10.66±1.10);CNR分别为5.39和3.89,70 keV图像均优于140 kVp图像,差异均有统计学意义(P值均＜0.05).除动脉期肝转移瘤、动脉期肝血管瘤在2组图像上的检出率相同外,不同肿瘤在不同期相70 keV图像的病灶检出率(78%～100%)均高于140 kVp图像(65%～96%),以小病灶(＜1 cm)检出率增高最为明显(分别为57%～100%和14%～91%).结论 能谱CT 70 keV单能量图像通过改善图像质量并增加肿瘤与肝实质的对比,有利于肝脏肿瘤的检出,对检出小病灶更敏感.     

Metal artifact reduction in cervix brachytherapy with titanium applicators using dual‐energy CT through virtual monoenergetic images and an iterative algorithm: A phantom study

PURPOSETo evaluate an iterative metal-artifact reduction (iMAR) algorithm, dual-energy CT (DECT) through virtual monoenergetic images (VMI), and a combination of iMAR and DECT for reducing metal artifact severity (AS) induced by Fletcher titanium applicators used in cervix brachytherapy, the efficacy of which are hitherto unreported.METHODS AND MATERIALS120 kV_p single-energy CT (SECT) (Siemens) of BEBIG tandem applicators, varying in shape (straight or curved) and diameter (3.5 mm or 5 mm) in a custom-made water-filled phantom, and their DECT images obtained from extrapolation of 80 kVp and 140 kVp, were reconstructed using four methods: DECT through VMI±iMAR, and SECT±iMAR. The DECT images were reconstructed monoenergetically at 70, 150, and 190 keV. AS was evaluated using measured values and statistical analysis.RESULTSiMAR, DECT, and combined DECT and iMAR reduced AS (p < 0.05). DECT had a lower AS than SECT, even without iMAR (p < 0.025). SECT+iMAR was more effective than DECT-iMAR with VMI at 70 and 190 keV (p < 0.05), whereas showing no statistically significant difference at 150 keV. With DECT and iMAR combined, AS was reduced more effectively compared to the SECT+iMAR or DECT alone. It also reduced the mean interobserver uncertainty by 0.2 mm.CONCLUSIONSThese findings indicate that iMAR reduces the AS caused by Fletcher titanium applicators for both SECT and DECT, a combination of iMAR and DECT is superior to either strategy alone, and at low energies, DECT+iMAR also produces similar artifact reduction. These practical strategies promise more accurate source-position and structure definitions in CT-based gynecological brachytherapy treatment planning.