自适应迭代重建技术在儿童胸部低剂量CT扫描中的应用价值

作者:许书聪;闫淯淳;郭宏伟;袁新宇;孙海林; 刊名:生物医学工程与临床 上传者:王大任

【摘要】目的比较应用自适应迭代重建(ASi R)技术进行儿童胸部CT扫描与传统的滤过反投影法(FBP)重建在图像质量、噪声和辐射剂量方面的差别,评价ASi R技术在儿童胸部低剂量CT扫描中的应用价值。方法选择2015年8月至10月于首都儿科研究所附属儿童医院进行胸部CT检查病例60例,随机分成A、B两组,每组30例。A组年龄1个月~6岁,平均年龄2.32岁。B组年龄2个月~5岁,平均年龄2.41岁。A组采用ASi R技术进行扫描,ASi R权重值0%~50%由设备在扫描过程中自动获得。B组采用传统的FBP进行数据重建。测量所有病例左心室最大层面及同层面、同面积背部肌肉的客观噪声值,并记录容积CT剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP)。2组图像均由2名高年资儿科影像医师采用4分制方法主观评价图像质量,所得数据利用t检验和Wilcoxon秩和检验做统计学分析。结果 A组病例中ASi R权重为10%2例(6.7%),20%7例(23.3%),30%10例(33.3%),40%6例(20%),50%5例(16.7%)。A组客观噪声值为23.71±4.72,B组为24.62±5.36,两组间差异无统计学意义。图像质量主观评分,2名医师的相关性较好(k=0.80),A组评分均值为3.50±0.73,B组评分均值为3.60±0.62,两组间差异无统计学意义(P>0.05)。A组CTDIvol为(0.61±0.06)m Gy,B组为(1.08±0.91)m Gy;与B组相比,A组辐射剂量平均降低了44.6%,最大降幅为59.3%,两组间差异有显著统计学意义(P<0.001)。结论儿童胸部CT扫描中,应用ASi R技术在保证图像质量、满足临床诊断要求的前提下,可降低40%以上的辐射剂量。

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作者单位:首都儿科研究所附属儿童医院放射科,北京100020CT自从20世纪70年代诞生以来,被广泛应用于临床。随着人们对电离辐射认识的提高,电离辐射所带来的危害越来越受到重视,如何在明确诊断的同时降低辐射剂量成为人们关注的热点[1]。在过去的几十年中,人们不断寻找各种降低剂量的方法,不断优化CT扫描参数,使辐射剂量大幅降低。近几年,人们更加关注扫描数据的重建方法。目前,CT图像重建主要有两种方法即解析重建(analyticalreconstruction,AR)和迭代重建(iterativereconstruction,IR)。前者主要的代表算法是滤波反投影法(filteredbackprojec-tion,FBP),是目前CT图像重建的常用算法;后者是近年来应用于CT的新型算法。笔者采用自适应迭代重建(adaptivestatisticaliterativereconstruction,ASiR)技术和常规FBP重建,对儿童胸部进行低剂量扫描,对比其图像质量和辐射剂量的差别,评价其应用价值。1资料与方法1.1临床资料选择2015年8月至10月于首都儿科研究所附属儿童医院进行胸部CT检查的患儿60例,其中男性31例,女性29例。随机分成2组,每组30例。A组年龄1个月~6岁,平均年龄2.32岁(标准差0.3岁)。B组年龄2个月~5岁,平均年龄2.41岁(标准差0.5岁)。入组标准:1个月~6岁发育正常患儿,因呼吸道病变行胸部CT检查。排除标准:患有心脏病、胸廓畸形、胸部肿瘤及肥胖症患儿。1.2方法1.2.1CT成像方法采用GE公司Optima660CT扫描仪,100kV,螺距1.3751,转速0.8s,视野(fieldofview,FOV)smallbody,采用自动管电流调节技术,管电流范围10~350mA,噪声指数(noiseindex,NI)值设为29。A组采用ASiR技术,ASiR值预设定为50%,扫描过程中,ASiR等级由CT扫描仪根据毫安值和扫描层面物质对射线的衰减情况在0%~50%内自动调整。B组采用传统的FBP重建。2组重建层厚均采用0.625mm。扫描范围自胸廓入口层面至肺底层面。对于不能配合的患儿,检查前给予口服10%水合氯醛(0.5mL/kg)镇静处理。1.2.2图像评价通过GEAW4.6CT工作站观察图像,屏蔽患儿扫描参数和基本信息,固定窗宽、窗位。肺窗采用胸部算法,窗宽1500Hu,窗位-650Hu;纵隔窗采用标准算法,窗宽350Hu,窗位50Hu。由2名高年资儿科影像医师(工作10年以上)对每份病例进行主观评分和客观评分。主观评价:2名医师采用双盲法结合肺窗和纵隔窗图像进行评分,最低1分,最高4分。评分标准为:4分,解剖结构显示清晰,病变及周围关系清晰,信噪比好,完全满足诊断要求;3分,解剖结构基本清晰,亚段支气管显示欠佳,病变及周围关系清晰,信噪比好,伪影少,满足诊断要求;2分,解剖结构略模糊,段支气管显示基本清晰,信噪比欠佳,可见伪影,可基本满足诊断要求;1分,解剖结构显示不清,病变模糊难以辨认,信噪比差,可见明显伪影。评分2分的图像被认为临床可接受。客观评价:2名医师在每份病例纵隔窗选取左心室最大层面设为感兴趣区测量CT值及标准差,感兴趣区测量面积为降主动脉截面1/2大小。同时测量同层面、同面积的背部左侧竖脊肌CT值及标准差,其标准差平均值即图像的客观噪声,3次测量取其平均值。1.2.3分析指标分别记录A组和B组患儿辐射剂量参数:容积CT剂量指数(volumeCTdoseindex,CTDIvol)和剂量长度乘

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