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。     

深度学习算法优化儿童超低剂量气道CT的可行性

目的 评价利用深度学习重组算法(DLIR)对儿童超低剂量胸部CT大气道的显示能力.方法 连续选取17例[平均年龄(6.5±3.0)岁,范围3～12岁]需要复查胸部CT平扫的患儿入组,采用超低剂量CT扫描方案,管电压80 kV(3～6岁)或100 kV(7～12岁),管电流10 mA,转速0.35 s,重组为0.625 ...     

深度学习图像重建算法用于肥胖个体低剂量冠状动脉CT血管成像

目的 观察深度学习图像重建(DLIR)算法用于肥胖个体低剂量冠状动脉CT血管成像(CCTA)的可行性.方法 纳入30例体质量指数(BMI)≥28 kg/m2的疑诊冠状动脉疾病(CAD)患者,以管电压100 kV行CCTA扫描;采用DLIR(DLIR-M组及DLIR-H组)算法重建图像,并与自适应统计迭代重建(ASIR-...     

不同千伏设置对缺血性脑血管病头颈联合CTA图像质量的影响

目的 研究不同千伏设置对缺血性脑血管病头颈联合CTA图像质量的影响.方法 将进行头颈联合CTA检查的70例患者随机分2组.A组35例扫描的千伏设为100 kV;B组35例扫描的千伏设为120 kV.扫描后进行最大密度投影(MIP)及容积再现技术(VR)重建,以九位法来显示动脉的位置.对两组血管图像质量进行评分,并进行统计学分析.结果 A、B两组图像质量评分分别为2.16±0.36和2.83±0.38,差异有统计学意义(P<0.05).B组的图像质量优于A组的图像质量,颈动脉及椎动脉起始部图像质量得到明显改善.B组的平均辐射剂量高于A组.结论 对缺血性脑血管病患者,高千伏可以获得满意的CTA图像质量.     

不同CT图像重建算法下基于深度学习的肺结节检测算法效能

目的 探索CT图像重建算法对于基于深度学习（DL）的肺结节检测算法的影响。方法 选取298例接受肺部CT检查患者,依次采用肺窗重建、纵隔重建、骨窗重建3种算法重建CT图像。先由2名主治医师对入组病例进行标注,结果不一致时由1名高年资医师进行审核,以结果作为金标准。以深度神经网络为基础构建肺结节检测算法,与医师标注结果进行比对,得到算法在不同重建方法下检出肺结节的敏感度、准确率、F分数等指标以及模型检出的假阳性分布,对比分析模型在不同CT图像重建算法下的诊断效果。结果 基于DL的肺结节检测算法在肺重建、纵隔重建和骨重建3种重建方法下的敏感度分别为92.33%（313/339）、86.97%（287/330）及92.73%（319/344）,准确率分别为23.55%（313/1 329）、37.91%（287/757）及27.84%（319/1 146）,F分数分别为0.38、0.53及0.43,3种算法重建下模型检出敏感度、模型误检结节类型与医师漏标结节类型差异均无统计学意义（P均>0.05）。结论 基于DL的肺结节检测算法在肺窗、纵隔和骨窗重建下均性能优良,能帮助医生提高工作效率和诊断质量。     

双源头颅CTA低千伏扫描的初步研究

目的:本次研究尝试将低千伏双源CT扫描应用于头部血管造影,以期合理降低患者所受的辐射剂量。方法:选取45例患者行头部DSCTA扫描。扫描完成后取得三组数据:融合图像(相当于120kVp),重建函数为D30(反投影滤过重建算法);80-kVp数据,重建函数分别为D30和Q30(迭代重建算法)。测定动脉血管的噪声、信噪比和对比噪声比,并进行动脉影像质量评级评分。结果:80-kVp(Q30)组的信噪比和对比噪声比高于80-kVp(D30)组和融合图像组(P<0.05)。80-kVp(D30)组的图像质量及满足诊断率低于80-kVp(Q30)组和融合图像组(P<0.05)。结论:DSCT低千伏扫描对头颅动脉检查是可行的,所得图像可满足诊断需求。     

腹部器官优化增强扫描的研究

目的 通过对腹部增强后器官时间－密度曲线的分析,对获取最佳的腹部增强扫描效果进行探讨。方法 对２０例受试者以3ml/s的速度注射30ml对比剂后12s在肝门下10mm层面行电子束CT扫描,采用Flow扫描方式。分别计算肝脏、脾脏和胰腺强化的峰值时间（PT）、上升半峰值时间（RHT）、下降半峰值时间（FHT）及其时间－密度曲线。结果 肝脏PT65＋／－5sRHT42 /-3s FHT 111 /-10s脾脏PT46＋／－3sRHT26 /-3sd FHT92 /-10s胰腺PT35＋／－4sRHT20 /-2s FHT64 /-3s。结论 不同器官获取最佳强化效果的时间不同,RHT到FHT这段时间为腹部器官强化的最佳时期。     

深度学习重建联合Smart去金属伪影算法对颈部CT图像中口腔金属植入物伪影的影响

目的 观察深度学习重建(DLR)联合Smart去金属伪影(MAR)算法对颈部CT图像中口腔金属植入物伪影的影响。方法 回顾性分析60例口腔内存在金属植入物患者的颈部CT资料，其中19例存在颈部病变且受金属伪影干扰；分别以自适应迭代重建(ASIR-V,重建百分比为50%)联合Smart MAR(IR+S组)、DLR-H(重建强度为高水平)联合Smart MAR(DH+S组)、DLR-M(重建强度为中水平)联合Smart MAR(DM+S组)、DLR-H(DH组)及DLR-M(DM组)重建静脉期图像，通过计算各组病变/舌部软组织噪声(SD₁)、头夹肌噪声(SD₂)及伪影指数(AI)对图像进行客观评估；以Likert量表对图像整体及显示病灶质量进行主观评分；比较各组主、客观评估结果的差异。结果 5组图像SD₁、SD₂及AI差异均有统计学意义(P均<0.05)。SD₁及AI在DH+S组、DM+S组、IR+S组、DH组及DM组依次升高(P均<0.05);SD₂     

双能CT单能谱70keV图像与常规CT120kVp图像的等效性

目的 探讨双能CT单能谱70 keV图像与常规CT 120 kVp图像的等效性。方法 采用CTU-41型头颈躯干仿真体模,行DECT虚拟单能谱和常规CT成像,联合原始数据迭代重建法SAFIRE(3)和FBP重建算法得到70 keV/FBP、70 keV/SAFIRE(3)、120 kVp/FBP、120 kVp/SAFIRE(3)共4组图像,按部位采用配对t检验比较各组织和器官CT值和噪声。结果 丘脑、颅骨外空气、胆囊、肝实质、脾脏、前列腺在70 keV与120 kVp图像上CT值的差异均无统计学意义(P均>0.0083);70 keV图像上侧脑室、小脑、胸腺、心脏、肺、胃泡和直肠肠管内空气的CT值低于120 kVp 图像,下颌骨、胸椎、腰椎、股骨头中央部70 keV图像CT值高于120 kVp 图像,差异均有统计学意义(P<0.006);SAFIRE(3)与FBP算法的70 keV单能谱图像、120 kVp 图像CT值的差异无统计学意义(P均>0.0083)。70 keV图像与120 kVp图像噪声的差异无统计学意义(P均>0.0083);SAFIRE(3)算法单能谱70 keV图像、常规CT 120kVp图像与其FBP重建算法相比较,噪声降低约(25.29±9.39)%和(27.93±8.39)%(P均<0.0083)。结论 70 keV与120 kVp图像的CT值在部分组织器官不等效; 70 keV 与120 kVp图像的噪声水平无明显差异;迭代算法对DECT单能谱成像和常规CT成像均能明显降低图像噪声,提高图像质量。     

成人腹部钝性损伤的CT平扫分析

目的评价CT平扫检查对成人腹部钝性损伤诊断价值及临床意义。方法对210例腹部钝性损伤的CT平扫进行分析总结。结果实质性器官损伤205例，肠道及系膜损伤4例。其中脾损伤147例，肝损伤34例，肾损伤10例，胰腺损伤1例。小肠、结肠破裂各1例。结论CT平扫是对腹部钝性损伤最有诊断价值的检查方法之一，且可对临床治疗方法的选择提供重要依据。     

64层螺旋CT血管成像在腹部肿瘤的应用

目的探讨64层CTA在腹部中小血管肿瘤侵犯程度判断中的应用价值。方法应用64层螺旋CT机,在进行腹部增强扫描检查的患者中,收集经手术或穿刺病理证实的腹部肿瘤25例,其中胰腺癌9例,肝癌8例,其他腹腔恶性肿瘤8例。采用动脉、门脉期双期扫描方式,应用容积再现(VR)、最大密度投影(MIP)及多平面重建(MPR)技术进行动脉、门脉期血管三维重建,总结以上各相关血管的CTA表现并分类统计,在各类CTA表现的血管中,分别随机选取血管3支,应用血管探针(VP)技术显示,分析征象表现。结果当肿瘤与血管有脂肪间隙或凸面接触时,本组血管均表现管壁规则、管腔无狭窄(48支)。肿瘤与血管为凹面接触或部分包绕时,动脉多表现管壁规则、管腔无狭窄(11/11支),而静脉则较多见管壁不规则,管腔狭窄(3/11支)。肿瘤完全包绕血管时,动脉表现为管壁规则、管腔正常的6支,血管狭窄,管壁不规则7支,但无1例见肿物侵入管腔内。静脉被完全包绕时则多见肿物破坏管腔,向内侵犯甚至闭塞(10/16支)。VP表现与VR、MIP、MPR等较一致。结论64层CTA多种成像方式充分显示肿瘤与血管的毗邻、接触面、包绕程度等相互关系,并清晰反映管壁的形态、管腔改变及血管阻塞等情况。     

64层螺旋CT血管成像及融合技术评价胃周静脉

目的探讨64层螺旋CTA及融合技术对胃周静脉的显示能力和临床应用价值。方法对53例患者行腹部64层螺旋CT扫描。采用VR技术分别重建胃周静脉、动脉和胃,并将其融合,观察胃周静脉的汇入点、走行及其与胃周动脉、胃的空间关系。将26例接受手术治疗患者的术前CTA资料与术中所见进行对比,评价64层螺旋CTA显示胃周静脉的准确率、敏感度及特异度。结果胃网膜右静脉的显示率为100%(53/53),胃左静脉为90.57%(48/53),胃右静脉为73.58%(39/53)、胃后静脉为50.94%(27/53)、胃短静脉为94.34%(50/53)、胃网膜左静脉为92.45%(49/53)及胃结肠干为71.70%(38/53);术前CTA预测胃周静脉的准确率为92.31%～100%、敏感度为90.91%～100%,特异度为100%。结论 64层螺旋CTA可清晰显示胃周静脉,采用融合技术能将胃周静脉、胃周动脉及胃相融合,显示活体胃及胃周血管解剖空间结构。     

多层螺旋CT冠状动脉成像:重建时相及心率对图像质量的影响

目的探讨重建时相及心率对16层螺旋CT冠状动脉成像的影响,并确定冠状动脉各分支在不同心率组间的最佳时相.方法 93名患者行16层螺旋CT冠状动脉成像,以10%间隔回顾性重建20%～80%时相的图像,根据心率分三组(组Ⅰ:≤60次/分、组Ⅱ:60～70次/分、组Ⅲ:≥70次/分),两名医师评价不同心率、不同时相的图像质量.结果在组Ⅰ、组Ⅱ、组Ⅲ中的最佳成像时相,左前降支(LAD)分别为50%～70%、60%～70%、60%;左回旋支(LCX)分别为50%～60%、60%、40%;右冠(RCA)分别为60%、50%～60%、40%.LM、LAD近段在三组间显示比例无显著性差异;LAD中远段、LCX各段、RCA近段、远段在组Ⅰ与组Ⅱ间的显示比例无显著性差异,与组Ⅲ的显示比例有显著性差异;RCA中段在各组间的显示比例均有显著性差异.结论 16层螺旋CT在心率小于70次/分的情况下,采用多时相重建可明显提高冠状动脉的成像质量.     

模型基础的迭代重建算法优化腹部静脉成像质量

目的 探讨应用模型基础的迭代重建(MBIR)算法优化腹部CT静脉成像(CTV)图像质量的价值.方法 应用自动管电流调节技术对27例可疑腹部病变患者行腹部CT扫描,分别采用滤波反投影技术(FBP组)、50％自适应统计迭代重建(ASiR组)和MBIR(MBIR组)3种算法对原始数据进行重建;测量背部肌肉、背部脂肪、肝实质、胰腺实质、脾实质的噪声及CT值,计算门静脉、胰静脉、脾静脉及下腔静脉的CNR;采用5分制对图像质量进行评分.采用方差分析和秩和检验对数据进行统计学分析.结果 3组图像CT值的差异无统计学意义(P均＞0.05).MBIR组图像噪声低于ASiR组(P＜0.001),而二者均低于FBP组(P均＜0.05);与FBP组图像相比,ASiR组和MBIR组图像噪声分别降低28.61％和53.53％,CNR分别增加40.92％和158.85％.MBIR组、ASiR组和FBP组的主观评分分别为(4.64±0.31)分、(3.74±0.54)分及(3.22±0.60)分,差异有统计学意义(P=0.008).结论 MBIR重建算法可以明显提高腹部CTV图像质量,并具有降低腹部CTV辐射剂量的潜能.     

双源CT前瞻性心电触发大螺距扫描腹部血管成像

目的 探讨双源CT前瞻性心电触发大螺距扫描应用于腹部CTA的可行性。方法 将40例临床疑诊腹部血管疾病、接受腹部CTA检查的患者随机分为2组,对A组采用前瞻性心电触发大螺距模式扫描,B组采用常规螺旋模式扫描,分别测量两组腹主动脉、腹腔干、脾动脉、肠系膜上动脉、右肾动脉、左肾动脉、腹主动脉分叉处、背部肌肉CT值及图像噪声,记录扫描时间及剂量长度乘积,并计算SNR、CNR和有效辐射剂量(ED)。比较两组各动脉的CT值、噪声、SNR、CNR、扫描时间、ED及图像质量差异。结果 两组腹主动脉、腹腔干、脾动脉、肠系膜上动脉、右肾动脉、左肾动脉、腹主动脉分叉处的CT值、SNR、CNR和图像质量差异均无统计学意义(P均>0.05),图像噪声、扫描时间及ED差异均有统计学意义(P均<0.05)。与B组相比,A组的扫描时间缩短86.45%、ED降低72.56%。结论 双源CT前瞻性心电触发大螺距扫描腹部CTA可在获得能够满足临床诊断要求图像的前提下大幅度降低患者的辐射剂量。     

窦性心动过速患者双源CT冠状动脉成像：最佳期相及平均心率和心率变异性对影像质量影响的研究

目的 探讨窦性心动过速(＞100次/分)患者双源CT冠状动脉成像的最佳期相,评价平均心率和心率变异性对冠状动脉影像质鼍的影响.方法 47 例窦性心动过速患者进行双源CT冠状动脉成像.原始数据先行自动化重建优选出最佳收缩期和最佳舒张期的冠状动脉影像,再以R-R间期的5%为固定间隔行多期相重建获得多期相影像,以4分法评定系统进行影像质量评价.按照美国心脏病协会的冠状动脉分段原则进行分段.使用多组等级资料的X2检验对总体及各支血管的多期相影像评分进行统计检验,并评价平均心率及心率变异性与冠状动脉影像质量的相关性.结果 47例患者平均心率(110.15±7.95)次/分.总体冠状动脉最佳期相位于自动重建所选的最佳收缩期(86%)、R-R间期的 45%(83%)和40%(83%),但三者之间无统计学差异(P＞0.05).右冠状动脉(RCA)的最佳期相为R-R间期的45%(95%),左前降支(LAD)为35%(85%),左回旋支(LCX)为40%(77%).平均心率与总体冠状动脉影像质量无相关性,与LCX影像质量呈负相关(r=-0.420,P=0.003),与RCA和IAD无相关性(P＞0.05);心率变异性与总体冠状动脉影像质量无相关性,与LAD影像质量呈正相关(r=0.400,P=0.005).结论 窦性心动过速患者在舒张期难以获得满意的影像,冠状动脉最佳重建期相为R-R间期的40%～45%及自动重建所获最佳收缩期,各支冠状动脉的最佳期相不同,集中于R-R间期的35%～45%.平均心率和心牢变异性对总体冠状动脉影像无影响,平均心率仅对LCX影像质量有影响,而心率变异性仅对LAD影像质量有影响.     

64层螺旋CT血管造影三维重建在肺栓塞检查中的临床应用

目的评价肺血管成像在肺栓塞中的临床应用价值。方法19例拟诊肺栓塞、4例拟诊冠心病患者行64层螺旋CT肺动脉造影,在工作站上对原始薄层图像进行后处理观察肺动脉栓子分布情况,其中5例同时行DSA检查,并与64层螺旋CT检查结果进行比较。结果全部病例三维肺血管图像均能充分显示肺动、静脉的空间关系与解剖细节,不但能准确、直观地观察肺血管,而且能明确诊断肺动脉栓塞及有无侧支循环形成。23例患者中检出肺动脉栓塞16例,共发现肺动脉栓子264处,其中段及段以上栓子149处,亚段及以下5~6级分支115处,血栓栓塞血管直径最小者1mm。1例上肢和胸侧壁因锁骨下静脉血栓明显侧支循环形成,1例左上肺静脉左房入口和左心耳内附壁血栓形成。5例同时行DSA检查,对肺段及段以下肺动脉栓子检出率,64层CT和DSA相比,均具有统计学差异。结论64层CT肺动脉造影对肺动脉主干、亚段及以下5~6级分支肺栓塞具有很好的应用价值,为肺部血管性疾病诊断与治疗提供重要依据。     

能谱CT最佳单能量成像优化甲状腺结节图像质量的研究

目的探讨能谱CT最佳单能量成像优化甲状腺结节图像质量的价值。方法回顾性分析经病理证实的45例129个甲状腺结节的患者,术前均行颈部能谱CT双期增强扫描,得到动、静脉期的70 keV和最佳单能量(Opti keV)图像。分别对两组图像质量进行客观评价(测量图像的噪声和对比噪声比)和主观评价(5分量表),采用Wilcoxon配对秩和检验,比较两组间的差异。并采用配对卡方检验比较两组图像在甲状腺结节的边界、结节包膜完整强化环、包膜节段性缺损("残圈征")、微钙化四个征象显示率的差异。结果共检出129个结节,其中良性结节66个,恶性结节63个。动脉期Opti keV为61.16±5.07 keV,静脉期Opti keV为61.87±4.28 keV。动脉期Opti keV为61.16±5.07 keV,静脉期Opti keV为61.87±4.28 keV。动、静脉期中,Opti keV组的噪声、对比噪声比和主观评分均明显高于70 keV组(P均=0.00)。Opti keV组在甲状腺结节边界、微钙化、包膜完整强化环、包膜节段性缺损四个征象的显示率均明显高于70keV组(P均=0.00)。结论能谱CT最佳单能量成像显著提高甲状腺结节图像的主客观评价,优化图像质量,有利于甲状腺良恶性结节的鉴别。