低管电压腹部CT扫描对图像质量及辐射剂量影响的体模实验

目的探讨80kV低管电压腹部CT扫描对图像质量及辐射剂量的影响。方法选用Catphan500体模,以其低对比模块中直径20mm、对比度为1.0%的圆柱体为研究对象,模拟腹部CT低对比的特点;在其他扫描参数相同的情况下,分别以低管电压80kV和常规腹部CT扫描标准管电压120kV对体模进行扫描,管电流均设置为150～650mA(以50mA为间隔)。记录每组扫描方案的容积CT剂量指数(CTDIvol)、图像噪声及对比噪声比(CNR),同时由2名医师对图像的低对比可探测能力(LCD)进行独立评分,分析80、120kV时的CNR与CTDIvol的相关性,并比较80kV管电压条件下所得图像噪声、CNR及LCD评分与腹部标准扫描条件120kV、300mA之间的差异。结果 CNR与CTDIvol呈正相关,辐射剂量相同时,80kV条件下所得CNR明显高于120kV。80kV时图像噪声显著增加(t=6.99～15.78,P<0.001),但当管电流增加至550～650mA时,80kV所得图像的CNR及LCD评分与120kV、300mA之间差异无统计学意义(P>0.05)。结论管电流增加至550mA时,在不影响图像质量CNR及LCD的前提下,80kV低管电压CT扫描最多可降低42.23%的辐射剂量。     

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。     

不同强度高级迭代重建算法在不同噪声水平下对图像质量的影响:体模研究

目的 采用Catphan 500体模及改造后的套环体模,探讨2种体模噪声水平下高级迭代重建算法（ADMIRE）不同迭代强度对图像质量的影响。方法 在12种不同扫描条件下对标准体模组和套环体模组分别进行扫描,采用滤波反投影法（FBP ADMIRE 0亚组）及不同迭代强度ADMIRE 1~5（ADMIRE 1~5亚组）重建图像。测量图像的噪声、SNR、空间分辨率、密度分辨率,比较不同迭代强度图像间的差异。结果 标准体模组：随迭代强度增高,噪声逐渐减低,SNR逐渐增高,空间分辨率无明显改变,密度分辨率逐渐升高,ADMIRE 4、5亚组密度分辨率高于ADMIRE 0~2亚组（P均<0.05）。套环体模组：随迭代强度增高,噪声逐渐减低,SNR逐渐增高,ADMIRE 4、5亚组空间分辨率低于ADMIRE 0~2亚组,密度分辨率逐渐升高,ADMIRE 3~5亚组密度分辨率高于ADMIRE 0~2亚组（P均<0.05）。结论 标准体模图像噪声水平下,ADMIRE技术可提高密度分辨率而不降低空间分辨率;套环体模图像噪声水平下,ADMIRE技术可提高密度分辨率,但高级别ADMIRE技术会降低空间分辨率;推荐以ADMIRE 3作为优选迭代强度级别。     

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。     

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.     

多参数设置对低剂量胸部CT扫描图像质量及辐射剂量的影响

目的 探讨当iCT管电流设置为17 mAs时,其他参数设置对低剂量胸部CT扫描图像质量及辐射剂量的影响。方法 选取低剂量胸部CT筛查的200名志愿者,设定管电流为17 mAs,根据管电压及自动曝光控制（DoseRight）设置分为4组：A组为120 kV,DoseRight扫描;B组为100 kV,DoseRight扫描;C组为120 kV,固定管电流扫描;D组为100 kV,固定管电流扫描。对所有扫描图像分别采用混合迭代重建（iDose⁴）和全模型迭代重建（IMR）进行肺窗及纵隔窗算法重建。比较4组的有效剂量及图像质量。结果 4组肺窗、纵隔窗的iDose⁴、IMR重建图像质量评分及有效剂量差异均有统计学意义;A、B组图像质量均较C组图像质量好（P均<0.05）,与其余3组比较D组图像质量最差（P均<0.05）;C组纵隔窗及D组肺窗、纵隔窗的iDose⁴重建图像质量评分较低;A、B、C、D组SNR值依次降低（P均<0.01）;A组有效剂量最高（P均<0.01）,D组有效剂量最低（P均<0.01）,B组和C组间有效剂量差异无统计学意义（P=0.055）。结论 iCT管电流为17 mAs时,采用100 kV管电压、DoseRight扫描及IMR重建方式可获得较满意的图像质量和较低的辐射剂量。     

优化前后置全模型迭代重建技术低剂量腹部CT扫描

目的 观察全模型实时迭代重建技术（ASiR-V）对腹部CT图像质量和辐射剂量的影响,优化ASiR-V前置联合后置百分比方案。方法 将160例接受上腹部CT扫描的患者随机分为试验组或对照组,各80例。试验组在平扫、动脉期、门静脉期和延迟期分别采用前置20% ASiR-V扫描联合后置20%、40%、60%、80% ASiR-V重建,前置40%联合后置40%、60%、80%,前置60%联合后置60%、80%及前置80%联合后置80%扫描及重建方法;对照组采用前置0% ASiR-V扫描,并分别采用FBP和后置20%、40%、60%和80% ASiR-V两种方式进行重建。对所有图像进行客观评价和主观评分,并进行比较。结果 试验组各期相CT剂量指数、剂量长度乘积及有效剂量均低于对照组（P均< 0.001）。相同期相内,随后置迭代比例增加,SD值逐渐减小（P<0.01）,而CNR值无变化或增加;试验组图像随后置ASiR-V（20%~60%）增高,图像主观评分增加,ASiR-V为80%时图像质量较差。试验组平扫前置20%联合后置40%、60%图像与对照组平扫ASiR-V重建图像、试验组动脉期前置40%联合后置60%图像与对照组动脉期ASiR-V重建图像质量评分差异无统计学意义（P均> 0.05）,其余试验组图像质量评分均小于对照组ASiR-V图像。结论 一定比例ASiR-V重建可提高腹部CT图像质量,推荐使用ASiR-V前置40%联合后置60%扫描方案。     

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.     

新一代基于模型的迭代重建在低剂量上腹部CT中的应用

目的 比较自适应统计迭代重建（ASIR）、常规基于模型的迭代重建（MBIRc）、新一代基于模型的迭代重建（MBIRn）中优化低密度对比设置的MBIR_NR403种算法对低剂量上腹部CT图像质量的影响。方法 采用CT扫描静止状态下水模,比较0.625 mm层厚时滤波反投影算法（FBP）、ASIR、MBIRc和MBIR_NR40的空间分辨率和密度分辨率。1年内接受2次腹部增强CT扫描受检者60例,初次检查采用常规辐射剂量（噪声指数=10）扫描,FBP重建。复查时采用低辐射剂量方案（噪声指数=20）扫描,分别采用标准算法ASIR、MBIRc和MBIR_NR40三种方法重建为0.625 mm层厚的图像后进行对比分析。测量皮下脂肪、背部肌肉、肝脾实质CT值和噪声,计算以皮下脂肪为背景的肝脾实质CNR,采用单因素方差分析比较各重建算法噪声和CNR。由2名放射科医师以常规剂量FBP重建为基础,采用半定量目测评分法盲法进行噪声和细节结构、病变边缘清晰度评分,比较主观评分差异,评价观察者间一致性。结果 体模研究提示MBIRc空间分辨率最高,MBIR_NR40密度分辨率最高。临床研究显示初次检查剂量长度乘积（DLP）为（368.03±146.25） mGy·cm,有效剂量（ED）为（5.52±2.19） mSv;复查时DLP为（93.18±41.21） mGy.cm,ED为（1.40±0.62） mSv,分别下降约74.68%和74.64%。MBIR_NR40重建图像肌肉、脂肪噪声低于MBIRc、ASIR重建和常规剂量FBP重建（P均<0.05）。MBIR_NR40重建图像肝脾CNR大于MBIRc、ASIR重建和常规剂量FBP重建（P均<0.05）。2名放射科医师主观评分一致性优良。低剂量MBIR_NR40主观图像噪声最低、显示上腹部细节结构和病变边缘特征最清晰,优于MBIRc,MBIRc优于常规剂量FBP,低剂量ASIR最差,差异均有统计学意义（P均<0.05）。结论 减少辐射剂量约75%低剂量上腹部成像时,MBIR重建图像质量优于ASIR、MBIRc重建图像及常规剂量FBP图像。     

SAFIRE重建算法对胸部CT图像质量和辐射剂量的影响

目的 利用仿真胸部体模,比较原始数据域迭代重建(SAFIRE)算法与滤波反投影(FBP)算法对胸部CT图像质量和辐射剂量的影响。方法 在新双源CT(Somatom definition flash CT)设备上预设80、100、120 kV三组管电压值,采用自动毫安秒care dose 4D技术对仿真胸部体模进行扫描,分别用FBP及SAFIRE重建算法(等级1~5)重建图像,比较胸部不同组织结构的噪声及CT值,并由2名放射科医师独立评价图像质量。每组扫描结束后,记录CT剂量加权指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP),计算并比较有效剂量。结果 相同扫描参数检查时,SAFIRE重建算法较FBP算法图像噪声明显降低(P<0.05);不同扫描参数检查时,无论FBP算法或SAFIRE重建算法,图像噪声均随管电压增加而降低;胸部各组织结构的噪声会随重建算法和管电压改变而发生变化;100 kV/SAFIRE(等级3)的主观和客观图像质量指标均优于120 kV/FBP,且辐射剂量降低37.61%。结论 胸部CT扫描中,采用SAFIRE重建算法能有效提高图像质量,降低辐射剂量。     

基于自动管电流调节技术的X线剂量对CT图像质量的影响

目的 探讨自动管电流调节(ATCM)技术下不同的X线剂量对CT图像质量的影响。方法 应用GE Discovery HD750 CT机对肺野内含9个直径为5、10、12 mm的磨玻璃密度结节(GGN)的胸部仿真体模进行扫描。采用ATCM技术,设置管电压为80、100及120 kVp,在每个管电压条件下分别应用5个预设噪声指数(NI)级别(10、20、30、40及50)扫描体模,共得到15组图像;计算每组图像的平均管电流,记录每组图像的容积CT剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP),计算有效剂量(ED)。测量并比较图像的客观噪声,并由2名放射科医师采用盲法对GGN进行主观评分,用Kappa检验评价观察者间的一致性。结果 3种管电压下的平均管电流值均随着预设NI的增加而减低。相同预设NI、不同管电压下图像的客观噪声及X线剂量基本一致。相同预设NI、不同管电压下GGN的主观评分差异无统计学意义(P>0.05),且2名观察者间的一致性中等或较好(Kappa>0.4)。结论 应用ATCM技术,相同预设NI下管电压的变化对X线剂量和图像质量不会产生明显影响;预设NI为50时,可检出肺尖部直径为5 mm的GGN。     

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。     

基于模型的迭代重建算法与自适应迭代重建算法对肺炎患儿胸部低剂量CT图像质量的优化

目的 评价基于模型的迭代重建（MBIR）算法、自适应迭代重建（ASiR）算法及滤波反投影（FBP）算法对肺炎患儿胸部低剂量CT图像质量的优化。方法 选取肺炎患儿41例,根据年龄设定噪声指数（NI）。将原始数据重建为5 mm的MBIR图像（序列A）,5 mm的30%ASiR与70%滤波反射投影（FBP）混合图像（序列B）,5 mm的FBP（序列C）图像,由2名医师主观评价图像质量,并计算优化信噪比（SNR）及辐射剂量。结果 序列A图像的主观噪声、细微结构的显示方面明显优于序列B及序列C图像,但结构边缘略为模糊;序列A图像的客观噪声值较序列B及序列C图像噪声降低,SNR较序列B及序列C升高,辐射剂量约为（0.24±0.05）mSv。结论 序列A的图像质量明显优于序列B及序列C的图像。