迭代重建算法在常规剂量胸部CT的应用及图像质量评估

摘要

第一部分:ASiR应用于常规剂量胸部CT扫描的最佳权重范围
　　目的:探求在常规剂量下胸部CT扫描时应用自适应统计迭代重建技术(ASiR)的最佳权重范围。方法:应用宝石能谱CT(DiscoveryCT750HD[highdefinitionCT,HDCT],GEHealthcare)对22例成年患者行胸部增强CT扫描,扫描条件:100kVp,自动毫安,噪声指数15,螺距0.984:1,球管转速0.4s/r。对扫描得到的原始数据分别用10～100％ASiR(间隔10%)行0.625mm薄层重建,对重建后得到的十组胸部薄层CT图像进行客观评价,测量其噪声(SDn)、胸主动脉与背部肌肉的对比噪声比(CNR)。并对各组图像肺窗及纵膈窗图像进行主观质量评分,对噪声与ASiR权重之间、CNR与ASiR权重之间关系用Pearson's积矩相关分析处理。结果:随着ASiR权重的增加,图像噪声逐渐减小,两者呈显著的负相关(r=0.997,P<0.001),100%ASiR时噪声最小,为15.56±3.02HU,10%ASiR权重噪声最大,29.64±3.70HU。而CNR与ASiR权重是显著正相关的(r=0.986,P<0.001),10%ASiR图像对比噪声比最小,为8.60±2.88,而100%ASiR的图像噪声最大,为16.60±5.48。40～60%ASiR图像噪声处于中间位置,分别为24.30±3.55HU,17.11±2.55HU及11.69±1.74HU。肺窗图像质量主观评分始终高于纵膈窗图像质量主观评分,ASiR权重在40～60%之间肺窗及纵膈窗平均质量评分最高,均在在5分以上。在60%ASiR以后,图像质量评分下降,肺窗及纵膈窗平均质量评分均在4分及以下。结论:在常规剂量下,兼顾图像噪声及肺窗纵膈窗的主观评分,ASiR权重设定在40～60%时,得到的图像质量噪声及对比噪声比较高,而且肺窗及纵膈窗评分最高,均在5分以上,图像质量优良。
　　第二部分:FBP、ASiR和VEO三种重建算法对常规剂量胸部CT图像质量的影响
　　目的:探讨滤波反投影(FBP)、自适应统计迭代重建技术(ASiR)和基于模型的迭代重建算法(MBIR,商品名“VEO”)三种重建算法对常规剂量条件下胸部CT图像质量的影响。方法:应用宝石能谱CT(DiscoveryCT750HD[highdefinitionCT,HDCT],GEHealthcare)对37例成年患者行胸部增强CT扫描,扫描条件:100kVp,自动毫安,噪声指数15,螺距0.984:1,球管转速0.4s/r。分别用FBP、50%ASIR(50%的ASiR图像中混有50%的FBP图像)和VEO三种重建算法对原始数据行0.625mm薄层重建,对重建后得到的三组胸部薄层CT图像进行客观评价,测量其噪声(SDn)、胸主动脉与背部肌肉的对比噪声比(CNR)。并对三组图像肺窗及纵膈窗图像进行主观质量评分,然后采用单因素方差分析处理各组间的差异。结果:FBP、50%ASiR和VEO三组SDn分别为28.74±4.90HU、20.81±4.18HU及13.16±2.48HU,与FBP组图像比较,50%ASiR和VEO组SDn分别降低了27.59%和54.21%(P均为0.000);FBP、50%ASiR和VEO三组图像CNR分别为9.05±3.01、12.81±4.68及19.54±6.10,50%ASiR和VEO组图像CNR较FBP组分别提高了41.55%和115.91%(P均为0.000);FBP、50%ASiR和VEO三组图像肺窗图像质量主观评分分别为3.84±0.42分、4.98±0.31分及5.76±0.19分,50%ASiR和VEO组图像较FBP组分别提高了29.69%(P=0.001)和50.00%(P=0.000)。纵膈窗图像质量主观评分FBP、50%ASiR和VEO三组图像分别为3.89±0.43、4.82±0.33及5.55±0.16,50%ASiR和VEO组图像较FBP组分别提高了30.62%(P=0.001)和50.40%(P=0.000)。结论:在相同剂量条件下,与FBP重建算法比较,50%ASiR和VEO能显著降低胸部CT图像噪声并提高图像质量,其中VEO重建算法降噪及提高图像质量效果更显著。

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研究背景

第一部分ASiR应用于常规剂量胸部CT扫描的最佳权重范围

1 主要研究内容及目的

2 资料与方法

3 结果

4 讨论

5 结论

第二部分FBP、ASiR和VEO三种重建算法对常规剂量胸部CT图像质量的影响

1 研究内容及目的

2 资料与方法

3 结果

4 讨论

5 结论

参考文献

附录

致谢

综述