深度学习重建在低辐射剂量CT肺动脉成像中的临床应用价值

目的:探讨深度学习重建（DLR）较混合迭代重建（HIR）在降低CT肺动脉成像（CTPA）辐射剂量中的作用及对图像质量的影响。方法:前瞻性纳入2020年12月至2021年4月在北京协和医院临床疑诊为急性肺动脉栓塞（APE）或因其他肺动脉疾病需行CTPA检查的患者100例,根据区组随机化分为HIR组、DLR组,每组50例,...     

低辐射剂量联合深度学习重建算法在肝转移图像质量和诊断能力中研究

目的 探讨低辐射剂量联合深度学习重建算法(DLIR)在提高肝转移图像质量和诊断能力中的应用价值。方法 前瞻性搜集因临床需要行上腹部CT增强检查的肝转移患者30例,静脉期采用标准辐射剂量扫描联合前置多模型迭代重建算法V(ASiR-V)40%算法行图像重建(对照组),加扫第二静脉期采用50%低辐射剂量扫描并联合DLIR算法三个强度水平[低(L)、中(M)、高(H)]行图像重建(实验组)。对所有图像行客观评价[图像噪声、肝转移病灶的对比噪声比(CNR)、肝脏和门静脉的信噪比(SNR)]及主观评价[总体图像质量和病灶显示能力]。采用单因素方差分析和Kruskal-Wallis H检验比较4组图像的客观和主观评价指标。结果 DLIR-L组的噪声高于ASiR-V40%组(P<0.05),病灶CNR、肝脏和门静脉SNR、总体图像质量和病灶显示能力均低于ASiR-V40%,但两组的肝脏SNR与总体图像质量差异均无统计学意义。DLIR-M组和ASiR-V40%组的噪声、病灶CNR、肝脏和门静脉SNR、总体图像质量与病灶显示能力差异均无统计学意义。与ASiR-V40%组相比,DLIR-H组的噪声减低...     

深度学习图像重建算法在肝脏增强CT成像中改善图像质量及辐射剂量的应用价值

目的探讨深度学习图像重建算法(DLIR)对肝脏增强CT延迟期图像质量、辐射剂量的影响。方法选取因可疑肝肿块行腹部增强CT扫描患者70例,随机分为常规剂量组(A组)35例和低剂量组(B组)35例,对A、B两组患者延迟期数据分别进行30.0%迭代重建算法(ASIR-V 30.0%)、中等级DLIR(DLIR-M)、高等级DLIR(DLIR-H)重建,亚组分别命名为A_(AS-30)、A_(DL-M)、A_(DL-H),B_(AS-30)、B_(DL-M)、B_(DL-H)。比较A_(AS-30)、A_(DL-M)、A_(DL-H)算法间,B_(AS-30)、B_(DL-M)、B_(DL-H)算法间,以及A_(AS-30)与B_(DL-M)、B_(DL-H)算法间图像噪声、信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)及主观图像质量评分的统计学差异。结果在A组间和B组间,DLIR算法图像噪声、SNR、CNR和主观图像质量评分均优于ASIR-V 30.0%图像(均P<0.01),以DLIR-H图像噪声最低,SNR、主观评分最高。在有效辐射剂量降低81.0%时,BDL-M算法图像噪声、SNR、CNR与AAS-30算法差异无统计学意义(均P>0.05),但主观图像质量评分仍略高于A_(AS-30)算法(3.00±0.41 vs 2.32±0.47,P<0.01),B_(DL-H)算法图像噪声、SNR、CNR和主观图像质量评分均优于A_(AS-30)算法(均P<0.01),且B_(DL-M)、B_(DL-H)算法图像主观评分均能基本满足临床诊断需求(主观评分≥3分)。结论DLIR算法可显著提高肝脏增强CT图像质量,并可在保证临床诊断质量的同时,显著降低扫描辐射剂量。     

评价深度学习重建算法对冠状动脉CT血管成像图像质量的应用价值

目的 探讨深度学习图像重建算法(DLIR)对冠状动脉CT血管成像(CCTA)图像质量的应用价值.方法 前瞻性选取疑似冠心病行CCTA检查的患者23例,采用自适应统计迭代重建(ASiR-V)为50％[标准(SD)和高清(HD)]进行图像重建,再对原始图像采用DLIR分级处理,共4组重建算法图像:ASiR-V 50％SD(...     

探究深度学习重建算法在低剂量CT结肠造影中的应用价值

目的：探究不同等级深度学习（DL）重建算法在低剂量CT结肠造影（CTC）中的临床应用价值。方法：前瞻性收集在我院接受CTC检查的患者38例,所有患者均行俯卧位和仰卧位两次扫描,根据扫描体位分为A、B两组。A组（俯卧位,常规组）行120 kV、剂量调制等级2扫描,重建Karl 5级图像;B组（仰卧位,实验组）行120 kV、剂量调制等级1扫描,重建DL 1～4级图像,分别记为B1～B4组。比较A、B两组平均辐射剂量及主客观图像质量。记录各组图像中肿瘤的位置,以手术结果为标准,比较各组图像肿瘤定位与手术结果的一致性。结果：B组平均mA数、容积CT剂量指数（CTDIvol）、有效辐射剂量（ED）较A组均显著降低（P<0.001）,其中ED较A组减低约58%。A、B两组肝脏、腰大肌和脂肪的CT值差异无统计学意义（P>0.05）;B1组的标准差（SD）值高于A组（P<0.001）,信噪比（SNR）、对比度噪声比（CNR）则低于A组（P<0.001）;B2组上述指标与A组差异无统计学意义（P>0.05）;B3和B4组的SD值均低于A组（P<0.001）,SNR、...     

迭代重建算法在双源CT三低方案冠状动脉血管成像中的应用价值

目的 探讨迭代重建（SAFIRE）算法在双源CT三低方案（低管电压、低剂量对比剂、低流速注射）冠状动脉血管造影（CCTA）中的应用价值。方法 连续选取120例体质量指数（BMI）18.6~24.9 kg/m² 和心率<65次/min的患者,均使用对比剂碘海醇350 mgI/ml,其中包括滤波反投影技术（FBP）组和SAFIRE组,每组60例。FBP组采用120 kV管电压、对比剂剂量0.9 ml/kg、注射流速5.0 ml/s,进行前瞻性心电门控扫描,图像重建采用FBP;SAFIRE组采用80 kV管电压、对比剂剂量0.7 ml/kg、注射速率3.5 ml/s,进行前瞻性心电门控大螺距扫描,图像重建采用SAFIRE。测量两组动脉管腔内及左心室底部肌肉的CT强化值和噪声,计算信噪比（SNR）及对比噪声比（CNR）。采用双盲法对冠状动脉节段以4分法进行评价,其中1分为不可诊断图像。记录每一个患者的平均容积CT剂量指数（CTDI_vol）和剂量长度乘积（DLP）,并计算有效剂量。结果 两组动脉管腔内CT值、图像噪声、SNR、CNR,差异均无统计学意义（P>0.05）;SAFIRE组有效剂量（0.39±0.02）mSv较FBP组显著降低（4.99±1.36）mSv,差异有统计学意义（t=26.31,P<0.05）。结论 在BMI为18.6~24.9 kg/m ²、心率<65次/min的患者中,应用双源CT前瞻性心电触发大螺距三低方案联合迭代重建算法冠状动脉血管成像,能得到满意的图像,又降低了辐射剂量。     

深度学习重建改善胸部低剂量CT图像质量的价值

目的:探讨深度学习重建（DLR）较混合迭代重建（Hybrid IR）在改善胸部低剂量CT（LDCT）图像质量方面的效果。方法:回顾性分析2020年10月至2021年3月在北京协和医院行胸部LDCT体检或因肺内结节定期复查的77例患者。对所有入组患者的影像资料进行不同算法重建,获得标准级别Hybrid IR图像、标准和强...     

80kV64排多层螺旋CT低辐射肺动脉成像

目的 研究80 kV 管电压64排多层螺旋CT低辐射肺动脉成像的可行性。方法 64名志愿者随机分为2组。观察组35例采用80kV管电压CT结合右头臂静脉作为团注追踪(bolus tracking) 监测点进行肺动脉成像,对照组29例采用120kV管电压,延迟时间采用团注测试峰值时间+0.7 s,进行肺动脉成像。测量容积CT剂量指数(CTDI_vol)、剂量长度乘积(DLP),计算加权CT剂量指数(CTDI_w)和有效剂量(E),测量肺动脉强化后CT值和背景噪声,计算信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)。5分法对两组图像质量进行目测评分。对DLP、E、SNR、CNR进行t检验;采用Mann-Whitney U检验比较两组图像目测评分结果。结果 观察组DLP和E分别为(146.5±7.6)mGy·cm和(2.5±0.1)mSv,对照组DLP和E分别为(313.4±13.5) mGy·cm和(5.3±0.2) mSv,两者差异有统计学意义(P＜0.001),观察组的辐射剂量低于对照组。图像质量量化评价:观察组和对照组的SNR分别为32.6±3.6和31.35±2.0,差异无统计学意义(P=0.089)。观察组和对照组CNR分别为28.5±3.4和27.6±1.1,差异无统计学意义(P=0.18)。目测评分结果:观察组为5分8例,4分26例,3分1例;对照组为5分5例,4分24例,差异无统计学意义(P=0.76)。结论 80 kV 64排多层螺旋CT结合右头臂静脉作为bolus tracking 监测点可以减少辐射剂量,同时不降低图像质量,是肺动脉造影的首选检查方法。     

深度学习重建算法在低剂量腹盆腔动脉CT血管造影中的应用研究

目的 探讨深度学习图像重建（DLIR）算法对低剂量腹盆腔动脉CT血管造影（CTA）图像质量的影响。方法 收集病理证实60例行腹部动态增强扫描的胃肠道恶性肿瘤患者,动脉期图像经DLIR-H、DLIRM、自适应迭代重建（ASIR）-V 80%和ASIR-V 50%重建分别获得DLIR-H、DLIR-M、ASIR-V80和ASIR-V50 4组图像。比较主观指标及客观指标[主动脉CT值（CTao）、肠系膜上动脉CT值（CTsma）、右髂总动脉CT值（CTri）、前腹壁脂肪标准差（SD脂肪）,信噪比（SNRao）和对比噪声比（CNRao）]的差异。结果 2位医生主观评价指标的一致性好（Kappa值0.633～0.800）,DLIR-H组主观指标的评分高于DLIR-M、ASIR-V80、ASIR-V50组,差异有统计学意义（P<0.05）。四组主动脉CT值（CTao）、肠系膜上动脉CT值（CTsma）、右髂总动脉CT值（CTri）均大于400 Hu。DLIR-H组SD脂肪[（9.1±2.2）Hu]低于DLIR-M、ASIR-V80、ASIR-V50组[（12.3±2.4）Hu、（12.5±...     

CT深度学习重建算法评估心胸部疾病的研究进展

图像重建算法可以在优化辐射剂量的同时, 保持或者改善图像质量。随着人工智能快速发展, 基于神经网络的新一代深度学习重建算法逐渐得以应用, 为CT检查提供了一种在图像质量、辐射剂量和重建速度等方面优于现有重建算法的解决方案, 目前在心胸疾病的诊断评估中已取得一些良好的应用。本文主要介绍深度学习重建算法的技术价值及在心胸部CT成像中的初步临床应用。     

扫描方式对64层螺旋CT头颅CTA图像质量和辐射剂量影响的研究

目的：探讨64层螺旋CT扫描方式对头颅CTA图像质量和辐射剂量的影响。方法：采用GE Lightspeed VCT对100例需要行头颅CTA检查的患者进行对比研究,50例行螺旋扫描,另50例行轴层扫描。两组数据经过VR、MIP、去骨VR和多平面重组等方法后处理,然后由3组医师通过5分评价法对CTA图像质量进行主观评价,取其均值纳入统计学分析;记录每组扫描的容积剂量指数（CTDIvol）和剂量长度乘积（DLP）。对两组数据进行两独立样本t检验。结果：轴向扫描图像质量评分是（4．66±0．42）分、螺旋扫描CTA的成像质量评分（4．67±0．38）分;两组数据差异无统计学意义（P〉0．05）。轴向扫描、螺旋扫描的CTDIvol分别是45．71和54．18mGy;DLP分别是731．43和954．68mGy·cm。两组间差异有统计学意义（P〈0．05）,轴层扫描方式辐射剂量更低。结论：64层CT头颅CTA轴扫可以显著降低辐射剂量而不降低图像质量,在临床运用中值得关注。     

基于深度学习的重建算法对腹部胰腺和门静脉CT图像质量的改善价值

目的探讨深度学习重建算法(DLIR)相对于滤波反投影算法(FBP)和多模型迭代重建算法(ASIR-V)对腹部胰腺和门静脉CT图像质量的改善价值。方法选取行常规腹部CT增强检查的患者36例,所得图像分别采用DLIRL、DLIR-M、DLIR-H、FBP及30%ASIR-V、70%ASIR-V算法重建图像,所得6种重建图像由2位放射科医师采用双盲法对图像噪声、对比度及细微结构进行主观评价。通过分别测量不同重建算法图像的CT值、SD值、SNR和CNR,并进行组间比较,来观察不同重建算法对图像质量的影响。结果 6组图像的SNR、CNR差异均有统计学意义(P<0.05),其中DLIR-H图像的SNR和CNR最高。主观评分之间差异均有统计学意义(P<0.05),两位医师的主观评分一致性良好,Kappa≥0.70,其中DLIR-M的主观评分最高。结论与FBP和ASIR-V重建算法比较,DLIR能够有效降低图像噪声、提高图像质量,因此DLIR算法可用于提升腹部胰腺和门静脉CT图像质量,有较好的临床应用前景。     

低管电压联合迭代重建算法对胸部CT血管造影图像质量及辐射剂量的影响

目的 探讨低管电压联合迭代重建算法对胸部CT血管造影成像图像质量及辐射剂量的影响.方法 利用ATOM 701-D型成年男性仿真人胸部模型,配置碘水混合对比剂注入输液管后置入胸部模拟胸部血管.采用320排容积CT以80、100和120 kV分别联合自适应迭代降剂量技术(AIDR 3D)迭代重建4个等级(关闭、轻、标准、强)共12种方案按管电流等其他参数不变进行胸部扫描,记录辐射剂量.获得横断面输液管CT值及噪声水平、纵隔区软组织CT值、信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR).比较不同管电压扫描及不同迭代算法水平重建对图像质量的影响.结果 容积CT剂量指数(CTDI_vol)、剂量长度乘积(DLP)及有效剂量(E)在120 kV时为12.50 mGy、453.50 mGy ·cm、6.35 mSv;在100 kV时为7.60 mGy、276.50 mGy ·cm、3.87 mSv;在80 kV时为3.80 mGy、138.70 mGy ·cm、1.94 mSv.随着管电压的降低,辐射剂量显著降低.不同管电压时,输液管CT值、噪声标准差(SD)、SNR、CNR差异均具有统计学意义(F=1 029.24、8.56、3.44、4.09,P<0.05).按不同重建算法,输液管SD、SNR、CNR差异均具有统计学意义(F=33.99、54.80、54.72,P<0.05),但对输液管CT值没有显著影响(P>0.05).管电压或重建算法对纵隔区软组织CT值的影响差异均无统计学意义(P>0.05).结论 80 kV管电压扫描联合标准水平的迭代重建算法方案可降低有效剂量,并获得较高质量的胸部血管图像.     

螺距的选择对胸腹主动脉夹层320层CT成像质量的影响

目的：探讨螺距的选择对320层CT螺旋扫描模式胸腹主动脉夹层图像质量及辐射剂量的影响。方法：连续纳入可疑急性主动脉综合征患者100例,分为两组,A组（50例）采用螺距为53、B组（50例）采用螺距为95进行胸腹主动脉CTA扫描。使用Toshiba Aquilion one 320 CT机,120 kV,450 mA,0.35 s/r。选用体部前置滤线器和后置过滤器,重建层厚0.5 mm。应用SPSS 11.5软件分别对A组和B组的CT有效辐射剂量、图像噪声均值进行非配对t检验。结果：A组平均有效辐射剂量为18.19 mSv,B组为9.52 mSv,较A组有效辐射剂量平均减少50%。A组患者平均扫描时间为9.5 s,B组为4.53 s,较A组扫描时间平均减少5.07 s。A组患者的对比剂总量平均为83.6 ml,B组为71.8 ml,较A组对比剂总量平均减少12 ml。结论：在进行胸腹主动脉CTA检查中管电压和管电流恒定不变的情况下选择大螺距扫描,可以减少扫描时间、对比剂量并显著降低辐射剂量,在保证图像质量的同时,主动脉根部搏动伪影减小,可显示冠状动脉开口及近段,从而达到优化图像的同时降低辐射剂量的目的。     

Image quality and radiation dose of low dose coronary CT angiography in obese patients: Sinogram affirmed iterative reconstruction versus filtered back projection

Purpose

To investigate the image quality and radiation dose of low radiation dose CT coronary angiography (CTCA) using sinogram affirmed iterative reconstruction (SAFIRE) compared with standard dose CTCA using filtered back-projection (FBP) in obese patients.

Materials and methods

Seventy-eight consecutive obese patients were randomized into two groups and scanned using a prospectively ECG-triggered step-and-shot (SAS) CTCA protocol on a dual-source CT scanner. Thirty-nine patients (protocol A) were examined using a routine radiation dose protocol at 120 kV and images were reconstructed with FBP (protocol A). Thirty-nine patients (protocol B) were examined using a low dose protocol at 100 kV and images were reconstructed with SAFIRE. Two blinded observers independently assessed the image quality of each coronary segment using a 4-point scale (1 = non-diagnostic, 4 = excellent) and measured the objective parameters image noise, signal-to-noise ratio (SNR), and contrast-to-noise ratio (CNR). Radiation dose was calculated.

Results

The coronary artery image quality scores, image noise, SNR and CNR were not significantly different between protocols A and B (all p > 0.05), with image quality scores of 3.51 ± 0.70 versus 3.55 ± 0.47, respectively. The effective radiation dose was significantly lower in protocol B (4.41 ± 0.83 mSv) than that in protocol A (8.83 ± 1.74 mSv, p < 0.01).

Conclusion

Compared with standard dose CTCA using FBP, low dose CTCA using SAFIRE can maintain diagnostic image quality with 50% reduction of radiation dose.     

Improved image quality and low radiation dose with hybrid iterative reconstruction with 80 kV CT pulmonary angiography

Objectives

To determine the impact of hybrid iterative reconstruction (HIR) on image quality in 80 kV CT pulmonary angiography (CTPA) in comparison to filtered-back-projection (FBP).

Methods

Fifty patients (body weight <80 kg) with suspected pulmonary embolism (PE) underwent CTPA at 80 kV (mean CTDIvol, 2.3 mGy; effective dose, 1.2 mSv). The raw data were reconstructed using FBP and three increasing HIR levels. Two radiologists assessed image quality and image noise. Conspicuity of PE was assessed in central, segmental, and subsegmental arteries. CT attenuation of pulmonary arteries, objective image noise (OIN) and contrast-to-noise ratios (CNR) were assessed.

Results

With each HIR level, a significant decrease in subjective and objective image noise was achieved with a reduction of OIN up to 46% in comparison with FBP. CNR significantly increased with the application of HIR compared to FBP. Image quality was rated significantly higher at HIR reconstructions in comparison with FBP. Diagnosis of PE was feasible with each data set; however, conspicuity of central and segmental PE significantly improved with the use of HIR.

Conclusions

Eighty kilovoltage CTPA with HIR provides improved image quality and conspicuity of pulmonary embolism enabling low dose CTPA protocols close to 1 mSv in patients weighing less than 80 kg.     

低管电压对双源CT冠状动脉成像图像质量和辐射剂量的影响

目的：分析低管电压双源CT冠状动脉成像（CTA）的图像质量,探讨低管电压扫描对减少冠状动脉CTA检查辐射剂量的价值。方法：150例患者分成两组行双源CT冠状动脉CTA检查,A组使用100kV管电压扫描,B组使用120kV管电压扫描。比较两组的辐射剂量,同时分析并比较两组冠状动脉的整体图像质量。结果：A、B两组的辐射剂量分别为（6.80±1.70）mSv和（13.01±2.61）mSv,A组辐射剂量明显小于B组,差异有统计学意义（t=17.168,P=0.000）。A、B两组冠状动脉图像质量评分分别为（2.87±0.25）分和（2.92±0.17）分,两组间差异无统计学意义（Z=-1.067,P=0.286）。结论：采用100kV管电压扫描行冠状动脉CTA检查能明显减小正常和略胖体型患者所接受的辐射剂量,同时图像质量不受影响。     

锥形束CT和多层螺旋CT对寰枢椎成像的辐射剂量和图像质量差异研究

目的比较锥形束CT(CBCT)和多层螺旋CT(MSCT)应用于寰枢椎成像的检查剂量和成像质量的差异。方法使用普兰梅卡CBCT扫描仪的30种曝光条件和东芝320排MSCT的15种曝光条件对头颈部体模进行扫描。基于蒙特卡罗算法剂量评价软件PCXMC计算CBCT的有效剂量(E);以剂量长度乘积(DLP)乘以成人颈部特异性转换系数得到MSCT的E值。两独立样本的t检验或Wilcoxon秩和检验用于比较两种成像方式的辐射剂量和主、客观图像质量。采用双盲法对图像的边缘清晰度、对比度、软组织层次、伪影进行5分制主观评分,测量感兴趣区(ROI)的信号与噪声,计算对比信噪比(CNR)。结果 CBCT容积剂量指数、E值分别为2.9 mGy、27.61 μSv,均低于MSCT的8.8 mGy、433.16 μSv,差异有统计学意义(z=-3.05、-5.25,P<0.05);CBCT组的噪声和CNR分别为27.74 HU和3.69,MSCT组为7.84 HU和27.1,差异有统计学意义(z=-5.39、-5.42,P<0.05);CBCT组的总体图像质量、对比度、伪影评分分别为3.5、3.0、5分,均高于MSCT组2.0、2.0、4.0分,差异有统计学意义(z=-2.32、-2.46、-3.31,P<0.05)。结论寰枢椎CBCT和MSCT扫描均可获得满足诊断要求的图像质量,与MSCT相比,CBCT寰枢椎扫描有效地降低了辐射剂量,符合辐射防护最优化原则。