多模型迭代重建算法对腹部体模CT扫描图像质量和辐射剂量的影响

目的 分析前置全模型迭代重建算法（ASIR-V）在腹部体模CT扫描中图像质量的变化规律及辐射剂量的降低程度,探讨优化图像质量和辐射剂量的最佳前置ASIR-V。方法 采用腹部仿真体模和Revolution CT机。根据噪声指数（NI）设置（6、8、10、12、14）分为5组。每组设置0~100%（间隔10%）前置ASIR-V扫描和常规扫描（即不联合迭代）,共获得55组图像。分析各NI组图像CT值、噪声、主观评分及辐射剂量随ASIR-V比例的变化规律。各NI组图像的主观评分比较采用秩和检验,CT值、噪声和辐射剂量比较采用单因素方差分析和配对t检验。结果 在0~40%前置ASIR-V水平,NI为6、8、10组图像主观评分基本稳定,NI为12、14组图像主观评分呈略升高趋势;50%~100%前置ASIR-V,各组主观评分均呈逐渐降低趋势;NI为6、8、10组,超过70%前置ASIR-V图像主观评分降至3分以下,NI为12、14组,超过60%前置ASIR-V主观评分降至3分以下;NI为6、8、10组,常规扫描图像主观评分与40%前置ASIR-V图像差异无统计学意义（P=0.626、0.915、0.514）,NI为12、14组,常规扫描图像主观评分略低于40%前置ASIR-V图像（P=0.041、0.036）;各NI组常规扫描图像主观评分均优于60%前置ASIR-V图像（（P=0.021、0.012、0.015、0.014、0.007））。各NI组中不同部位CT值、噪声随前置ASIR-V比例的增高呈基本稳定状态（P均>0.05）。各NI组CTDIvol随前置ASIR-V比例的增高,呈逐渐下降趋势。40%、50%和60%前置ASIR-V比例条件下,CTDIvol较常规扫描组下降比率分别为49.82%、62.51%、71.63%。结论 前置ASIR-V可在保证图像质量的条件下明显降低辐射剂量;腹部前置ASIR-V比例推荐40%~60%。     

自适应迭代剂量降低重建算法对脑血管体模CT图像质量的影响

目的 探讨脑血管CT成像中自适应迭代剂量降低重建(AIDR)3D算法与图像质量的关系.方法 采用ATOM 701-D型成年男性仿真人头颅模型,配置碘水混合对比剂模拟脑血管.采用320排容积CT以100 kV、300 mA、0.5 s进行颅脑单圈扫描,分别采用AIDR 3D 4个等级(off、mild、standard、strong)进行图像重建.获得轴位血管CT值及噪声、脑组织CT值及噪声、SNR和CNR.不同迭代算法等级重建对图像质量的影响采用单因素方差分析. 结果 不同AIDR 3D等级重建的血管噪声、脑组织噪声、SNR、CNR差异均有统计学意义(P均 <0.05);血管CT值及脑组织CT值差异均无统计学意义(P均 >0.05).结论 不同AIDR 3D等级降低噪声效果和提高图像质量能力不同,等级越高,图像质量越高.     

低管电流联合迭代重建算法对胸部体模T12骨密度值准确性和胸部图像质量的影响

目的 探讨低管电流联合迭代重建算法对仿真胸部体模T12骨密度（BMD）的准确性和胸部图像质量的影响。方法 选用成年男性胸部体模,管电压120 kV,管电流分别为20、30、40、50、60 mAs,联合滤波反投影算法（FBP）、混合迭代重建技术（iDose⁴,Level 4）及迭代模型重建（IMR,Level 2）行胸部扫描。比较采用不同管电流和重建技术时胸部体模T12的BMD及客观评价结果;比较管电流20 mAs、采用IMR算法与管电流60 mAs、采用FBP迭代算法的纵隔窗和肺窗图像质量的主观评分,并评价观察者间的一致性。结果 管电流、重建技术不同时,胸部体模T12的BMD和CT值差异均无统计学意义（P均>0.05）,而SD值差异有统计学意义（P均<0.001）。相同管电流下,采用IMR算法获得的SD值明显低于iDose⁴和FBP（P均<0.001）。管电流60 mAs、采用FBP算法时,2名观察者观察纵隔窗的一致性较好（Kappa=1,P<0.001）,观察肺窗的一致性中等（Kappa=0.64,P=0.002）;管电流20 mAs、采用IMR时,2名观察者观察纵隔窗的一致性中等（Kappa=0.64,P=0.002）,观察肺窗的一致性较好（Kappa=1,P<0.001）。结论 低管电流联合迭代重建算法可降低辐射剂量,同时满足骨密度测值的准确性及胸部图像诊断。     

双源CT双能量扫描显示胃癌的图像质量及迭代重建算法降低图像噪声的能力

目的评价不同管电压条件下双源CT(DECT)双能量扫描显示胃癌的图像质量及迭代重建成像(IRIS)技术降低图像噪声的能力。方法采用双源CT双能模式对60例经胃镜活检证实的胃癌患者行上腹平扫及双期增强扫描,获取不同管电压下的图像及融合图像;分别以FBP算法和IRIS算法重建图像,对不同算法下的CT值的差值和SNR进行统计学分析。结果动脉期和静脉期FBP-80kVp与FBP-DE图像中,胃癌与正常胃壁CT值差异有统计学意义(Z=-2.02、-2.29,P=0.04、0.02)。动脉期和静脉期FBP-80kVp与IRIS-80kVp图像的胃癌噪声、肝脏噪声差异均有统计学意义(P均<0.01)。动脉期FBP融合图像(FBP-DE)与IRIS-80kVp图像中的肝脏SNR差异无统计学意义(Z=-0.33,P=0.75),而动脉期FBP-DE与IRIS-80kVp图像中的胃癌SNR和静脉期胃癌及肝脏SNR差异均有统计学意义(P均<0.01)。结论 80kVp图像显示胃癌与正常胃壁间的CT值差异较好,有利于显示病变;利用IRIS技术可降低图像噪声,低电压与IRIS重建相结合可提高图像SNR。     

宝石CT不同扫描及重建方式对冠状动脉支架图像质量的影响:体模实验研究

目的探讨不同扫描及重建方式对冠状动脉支架图像质量的影响。方法对6支不同类型及直径的冠状动脉支架,分批注入6种不同浓度碘对比剂(在120kVp条件下的CT值:A组,138HU;B组,186HU;C组,205HU;D组,250HU;E组,374HU;F组,414HU),将其置于水箱中,利用GE Discovery CT750HDCT机采用不同方式扫描及重建:单扇区扫描标准重建,单扇区扫描细节重建,高清扫描标准重建,高清扫描高清重建。采用4级评分法对图像质量进行主观评分。结果高清扫描高清重建时,各浓度组支架均显示清晰。两两比较,A～E组高清扫描高清重建方式与其他扫描重建方式组间差异均有统计学意义(P均<0.05);F组单扇区扫描细节重建方式与高清扫描高清重建方式图像质量评分差异无统计学意义(P>0.05)。高清扫描高清重建与其他两种扫描及重建方式图像质量评分比较差异均有统计学意义(P均<0.05)。单因素方差分析表明,高清模式下各浓度组间图像质量评分差异无统计学意义(P>0.05)。结论与其他扫描和重建方式比较,高清扫描高清重建对冠状动脉支架的显示较佳。但当管腔内对比剂浓度较高(CT值414HU)时,其与单扇区扫描细节重建方式之间对支架的显示无明显差别。对比剂的CT值在138～414HU之间时对高清模式评估支架无明显影响。     

前置自适应统计迭代重建技术对体模肺纯磨玻璃结节图像质量及辐射剂量的影响

目的 分析高分辨率Revolution CT不同权重前置自适应统计迭代重建技术（Pre-ASiR-V）对仿真胸部体模中肺纯磨玻璃结节（pGGN）图像质量及辐射剂量的影响,以寻找最佳Pre-ASiR-V权重。方法 采用Revolution CT对含有4个pGGN的仿真胸部体模进行扫描,Pre-ASiR-V权重分别设置为0、20%、40%、60%、80%和100%,记录并比较不同Pre-ASiR-V权重图像的平均噪声、有效辐射剂量（ED）和pGGN图像质量的主观评分。结果 Pre-ASiR-V权重为0、20%、40%、60%、80%和100%的图像平均噪声分别为（17.93±2.20） HU、（17.30±3.68） HU、（18.20±3.44） HU、（18.80±0.20） HU、（19.87±2.56） HU和（15.90±4.56） HU,差异无统计学意义（F=0.568,P=0.723）;ED分别为7.40 mSv、5.16 mSv、3.36 mSv、1.97 mSv、0.97 mSv和0.33 mSv,与Pre-ASiR-V为0的图像比较,随着Pre-ASiR-V升高,ED分别降低30.27%、54.59%、73.38%、86.89%、95.54%。2名医师对pGGN图像的主观评分一致性较好（Kappa=0.778,P=0.003）,评分均 ≥ 3分。Pre-ASiR-V权重为80%及100%时,图像的主观评分略低。结论 Pre-ASiR-V权重对仿真胸部体模高分辨率图像的噪声影响较小,但可显著降低辐射剂量;Pre-ASiR-V权重60%为最佳选择。     

双源CT不同胸部扫描模式对图像质量的影响:仿真体模研究

目的 对比双源CT胸部常规和大螺距Turbo Flash（TF）模式不同螺距下扫描参数及图像质量的差异,以优选最佳方案。方法 采用双源CT常规（螺距0.8~1.5,共8种方案）及大螺距TF扫描模式（螺距1.6~3.2,共17种方案）行仿真体模胸部CT扫描,比较不同模式下扫描时间、容积CT剂量指数（CTDIvol）、剂量长度乘积（DLP）、4个不同层面的信噪比（SNR）、对比度噪声比（CNR）及5个不同层面图像质量主观评分的差异。采用一元线性回归分析螺距与各指标的相关性;以TOPSIS法对25种方案进行排名。结果 TF模式下,扫描时间、CTDIvol、DLP及CNR均明显低于常规模式（P均<0.05）;除外T10层面,SNR普遍高于常规模式（P均<0.05）;2种模式图像质量主观评分差异无统计学意义（P>0.05）。螺距与扫描时间、CTDIvol及DLP均呈明显线性关系（P均<0.05）。TF模式下螺距2.7方案最优,常规模式下螺距1.4最劣。结论 双源CT不同模式胸部扫描图像均可满足诊断需求。除CNR外,大螺距TF模式各项评价指标均优于常规模式,其中TF模式下螺距2.7为最优方案。     

前置自适应统计迭代重建技术对胸部CT辐射剂量和图像质量的影响:体模与临床研究

目的 探讨前置基于多模型的自适应统计迭代重建（ASiR-V）技术对胸部CT辐射剂量和图像质量的影响。方法 采用GE Revolution CT对胸部仿真体模和120例胸部CT平扫患者（分为6组,每组20例）分别设定前置ASiR-V权重为0、20%、40%、60%、80%、100%进行扫描。管电压120 kV,管电流采用自动毫安（Smart mA 10-500）技术,噪声指数设为11。记录胸部体模及各组患者扫描的剂量长度乘积,计算并比较各组有效剂量（ED）。以胸部体模不同组织结构（肺组织、脊柱旁软组织、主动脉和椎体）的CT值和标准差（SD）作为客观指标,结合对各组患者的图像主观评分,比较图像质量的组间差异。结果 随着前置ASiR-V权重的增加,体模及患者的ED均呈对数降低,体模不同组织CT值、图像噪声均未见明显改变。ASiR-V权重为40%时纵隔窗和肺窗的主观评分开始下降;60%时纵隔窗和肺窗图像主观评分相对40%时出现明显下降（P<0.05）。ASiR-V权重为40%,ED降至ASiR-V权重为0时的57.21%。结论 前置ASiR-V可以降低辐射剂量,同时又不影响图像客观指标;前置ASiR-V权重为40%时,图像仍可保证临床诊断需求,且辐射剂量明显降低,临床应用价值最高。     

高级迭代重建算法降低腹部CT剂量的潜能:体模研究

目的 探讨将高级迭代重建算法[基于模型的迭代重建(MBIR)技术和自适应统计迭代重建(ASiR)]技术用于降低腹部CT扫描剂量的可行性.方法 应用宝石能谱CT(Discovery CT750 HD)以不同管电流(400、350、300、250、200、180、160、140、120、100、80、60、50、40、30、20、10 mA)对Fluke Biomedical RANDO标准男性模体进行扫描,管电压为均120kV,X线球管旋转时间0.60s,螺距0.984,层厚5 mm,层间距5 mm,矩阵512×512,DFOV 35 cm.记录不同管电流扫描条件下的CT容积剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP).分别用滤过反投影重建(FBP)、50％自适应迭代重建算法(50％ASiR)及模型基础的迭代重建技术(MBIR)进行图像重建,重建层厚均为0.625 mm.测量三种重建模式下图像的平均CT值、噪声及对比噪声比(CNR,腰椎与软组织的对比).结果 相同管电流条件下三种重建模式的噪声、CNR差异均有统计学意义(P均＜0.05).不同管电流(400～10 mA)条件下,50％ASiR及MBIR重建算法(相对于FBP算法)使噪声分别减少(27.86％～31.46％)及(45.36％～86.37％),SNR分别提高(28.68％～31.08％)及(46.43％～84.38％).图像能够符合诊断要求的最小管电流分别为FBP:200 mA、50％ ASiR:140 mA及MBIR:80 mA.在图像质量类似的情况下,MBIR及50％ ASiR模式分别可减少59.91％及35.94％剂量.三种重建模式CT值差异均无统计学意义(P均＞0.05).结论 高级重建算法能够减少图像噪声及提高图像CNR,同时具有减少腹部CT扫描剂量的潜能;相对于FBP,MBIR重建算法能够减少约60％的扫描剂量.     

超低剂量CT能谱纯化技术联合高级建模迭代重建对显示肺磨玻璃结节及测量其体积的影响:体模研究

目的 观察超低剂量CT能谱纯化技术联合高级建模迭代重建(ADMIRE)对显示肺磨玻璃结节(GGN)及测量其体积的影响。方法 将20枚模拟GGN随机置于模拟成年男性的胸部体模肺中,以常规低剂量(A方案)及管电压Sn 100 kV能谱纯化技术(B方案)行CT扫描,并以滤波反投影法(FBP)及ADMIRE(强度1~5)进行重建;通过观察模拟GGN的CT值标准差(SD)、体积、体积相对误差(RVE)、主观图像质量评分及辐射剂量,评估B方案的价值。结果 B方案各重建方式模拟肺GGN CT值SD均高于A方案(P均＜0.05);相同方案不同重建方式所得CT值SD差异均有统计学意义(P均＜0.05)。以相同方案不同重建方式模拟肺GGN CT图像的主观质量评分由高到低依次为ADMIRE-4、ADMIRE-3、ADMIRE-5、ADMIRE-2、ADMIRE-1及FBP;相同重建方式下,B方案所获CT图像主观质量评分均低于A方案(P均＜0.05)。相同方案下,不同重建方式模拟GGN RVE差异均有统计学意义(P均＜0.001),且基本随FBP及ADMIRE强度增高而呈递减趋势。以FBP、ADMIRE-1、ADMIRE-2及ADMIRE-3重建图像时,B方案模拟GGN 的RVE均大于A方案(P均＜0.05)。A、B方案的有效辐射剂量分别为0.51 mSv及0.12 mSv。结论 采用管电压Sn 100 kV超低剂量CT能谱纯化技术结合ADMIRE-4检测体模GGN,可在降低辐射剂量的同时维持图像质量及测量其体积的精确度。     

基于液体传导方法的CT心脏动态体模的定量研究

目的 利用液体传导方法研制CT心脏动态体模，以定量分析心率对多层螺旋CT（MSCT）心脏成像质量的影响。方法 设计可产生任意流动状态的心脏信号模拟装置，根据CT质量控制标准设计心脏体模；利用可见光模拟方法调试系统以确定精度。对受检设备进行CT实验，对实验获取的图像进行处理，并结合医师对图像质量的评分，分析心率对心脏器官成像质量的影响。结果 只考虑心率因素时，图像质量与心率呈负相关（r=-0.77，P<0.05）；当心率低于70次/分时，心脏运动对图像的质量影响较小。实验用设备检测结果与GE公司研制的标准量具动态心脏模体一致。结论 自制心脏体模可定量分析心率对MSCT心脏成像的影响，可作为心脏成像质量评价的工具。     

适应性统计迭代重建技术降低胸部低剂量CT图像噪声的效果

目的 探讨适应性统计迭代重建(ASIR)技术降低胸部低剂量CT图像噪声的效果。方法 选取180例接受胸部CT检查的患者随机分为3组,采用自动毫安调节技术行胸部CT扫描。3组预设噪声指数(NI)分别为20、30及40,对每组图像均行ASIR为0、30%、50%及80%重建成4种图像。记录3组的CT剂量指数(CTDI_vol)、剂量长度乘积(DLP)并估算有效剂量(ED)。由2名医师对图像质量采用5分制进行评估,并用Kappa检验评价观察者间的一致性。结果 3组图像的质量均满足临床诊断要求,观察者间的评估具有一致性(Kappa值为0.485)。第一组的CTDI_vol为(3.41±1.28)mGy,第二组为(1.40±0.58)mGy,第三组为(0.76±0.46)mGy。第三组的ED降至(0.35±0.20)mSv。第二组ASIR₅₀的图像噪声和第三组的ASIR₈₀比较差异无统计学意义。结论 ASIR技术有助于降低胸部低剂量图像的噪声,在保证诊断图像质量的前提下,ED可降至0.35 mSv。     

深度学习CT图像迭代重建及其用于儿童CT进展

人工智能在分割、重建医学及图像处理等方面均发挥重要作用。儿童CT检查应遵循尽可能低辐射剂量原则，即在低辐射剂量下最大限度保持或获得更高图像质量。本文对基于人工智能的深度学习CT图像迭代重建技术及其用于儿童CT进展进行综述。     

重建矩阵对CT影像组学特征稳定性的影响:体模研究北大核心CSCD

目的分析不同大小重建矩阵对CT影像组学特征稳定性的影响。方法向PH-75体模中依次置入软组织棒(肝脏等价材料)及4、8、12 mgI/ml共3种浓度的碘棒;采用uCT 760对体模进行扫描,扫描矩阵512×512,滤波反投影(FBP)算法,卷积核(B_SOFT_B,软组织)。将数据传输至uCT 760图像后处理工作站,保持扫描野与显示野一致,基于原始数据分别重建矩阵为512×512、768×768及1024×1024的3组图像;以ITK-SNAP软件手动勾画体模中软组织及碘棒的ROI,采用AK软件提取其7类共计107个影像组学特征,计算各特征变异系数(CV),评价特征稳定性:CV≤5%为非常稳定,5%     

螺旋采集改善SPECT定量准确性及图像质量：体模研究

目的 观察螺旋采集用于改善SPECT定量准确性及图像质量的价值。方法 针对1个包含6个球体(直径分别为37、28、22、17、13和10 mm)的体模模型,分别向球体及体模腔内灌注640 kBq/ml及20 kBq/ml ⁹⁹Tc^mO^－₄溶液,并以5、10及15秒/帧行螺旋采集与常规步进采集;比较2种采集方式所获图像质量主观评分及客观参数,包括本底变异系数(CV)、对比度噪声比(CNR)、平均放射性计数(C_sphere)和测量定量误差百分比(Error%)的差异。结果 各采集时间下,螺旋采集图像质量评分均高于常规步进采集,以5秒/帧时二者差值最大;螺旋采集的CV、CNR、C_sphere均优于常规步进采集(P均＜0.05)。排除直径10、13 mm球体后,5、10秒/帧下,螺旋采集Error%均优于常规步进采集(P均＜0.05),而15秒/帧下二者差异无统计学意义(P均＞0.05)。结论 相同采集时间、尤其较短采集时间下,以螺旋采集所获SPECT的定量准确性及图像质量优于常规步进采集。