能谱CT单能量模式与传统单电压扫描模式的相同CT值:体模研究

目的寻找能谱CT(GSI)显示不同碘浓度体模CT值与传统的单电压扫描(TPXI)相同时的单能量值(MEI)。方法应用聚丙烯材料容器型体模装载5、10、15和20 mg I/ml的碘对比剂,分别在空气背景及软组织背景下应用相同放射剂量的GSI扫描及TPXI扫描,TPXI扫描时分别采用80、100、120和140 kVp各采集一遍数据,两种扫描方式使用相同的转速(0.8 s)及Pitch值(0.984)对比剂对应TPXI扫描相同CT值的MEI。结果在TPXI不同的能量80、100、120和140kV下,MEI对应相同碘浓度CT值在空气背景下为52±1.0、58±1.3、62±1.4和66±1.3 keV;在软组织背景下为53±0.8、59±1.0、64±1.0和68±1.0 keV。结论 MEI在不同碘浓度时不同背景下均与TPXI各自kVp有良好的对应关系。

深度学习重建算法对胸部低剂量CT肺结节测量及显示影响的模体研究

目的:基于胸部模体探讨不同强度深度学习重建算法(DLIR)对低剂量CT图像上肺结节显示及测量的影响。方法:采用包括纵隔、支气管血管束、软组织及骨骼的成年男性胸部仿真模型,内置直径(体积)为5 mm(66 mm^(3))、8 mm(268 mm^(3))和10 mm(523 mm^(3))的实性结节(SN)及磨玻璃结节(GGN),对其进行低剂量CT扫描(100 kVp、40 mA,CTDI VOI=0.84 mGy),采用标准卷积核的自适应统计迭代重建算法(ASIR-V)及中档(DLIR-M)和高档(DLIR-H)深度学习重建算法分别进行图像重建。在肺组织内放置ROI(面积100 mm^(2))测量肺组织CT值的标准差(SD)作为肺组织噪声(N肺组织)。选用肺结节CT影像辅助检测系统自动计算得到10 mm SN及10 mm GGN CT值的SD(即N结节)。计算3组图像上肺组织以及直径10 mm的SN和GGN的信噪比(SNR)及对比噪声比(CNR),以及所有结节的CT值和体积及其偏差度。对各组图像上肺组织及所有结节的噪声、支气管血管束的锐利度、SN和GGN的显示情况进行主观评价。结果:①在3组图像上,DLIR-H的肺组织、SN和GGN的噪声均为最低,肺组织的SNR、SN和GGN的SNR和CNR均为最高(P均<0.05),肺组织、SN和GGN显示情况的主观评分为最高(P均<0.001)。②三组图像上,三种直径SN的平均CT值偏差度的总体差异均无统计学意义(P均>0.05),三种直径GGN的平均CT值偏差度的总体差异均有统计学意义(P均<0.001);对于直径10 mm及5 mm的GGN,DLIR-M和DLIR-H图像上测得的平均CT值偏差度均小于ASIR-V(P均<0.001),DLIR-M和DLIR-H图像上测得的平均CT值偏差度的差异无统计学意义(P>0.05);对于直径8 mm的GGN,ASIR-V图像测得的平均CT值偏差度均小于DLIR-M、DLIR-H图像(P均<0.001),而DLIR-M与DLIR-H图像上测得的此指标值的差异无统计学意义(P=0.535)。③三组重建图像上测得10 mm、8 mm直径的SN及GGN体积偏差度的总体差异均无统计学意义(P均>0.05);对于直径5 mm的SN,ASIR-V与DLIR-M组间、DLIR-M与DLIR-H组间均无统计学差异(P均>0.05),ASIR-V图像测得偏差度小于DLIR-H(P=0.020);对于直径5 mm GGN,在DLIR-M、DLIR-H图像上测得的体积偏差度均较ASIR-V图像更小(P均<0.05),而DLIR-M、DLIR-H图像间偏差度的总体差异无统计学意义(P=0.476)。④主观评价结果:三组重建图像上肺组织噪声评分的总体差异具有统计学意义(H=15.58,P<0.001),在DLIR-H图像上该指标评分高于ASIR-V和DLIR-M图像(P<0.05),而ASIR-V与DLIR-M图像之间该指标评分的总体差异无统计学意义(P=0.849);三组重建图像的支气管血管束锐利度以及SN和GGN可见度主观评分的总体差异均无统计学意义(P均>0.05)。结论:低剂量下DLIR图像对结节CT值和体积的测量及显示情况与ASIR-V算法相当,而且在DLIR-M和DLIR-H图像上测得的5 mm GGN的平均CT值及体积更准确。对于肺结节的低剂量CT筛查及随访,采用深度学习重建算法是值得推荐的。

三维DSA距离测量准确性的模体定量评价研究

目的:运用模体定量评估三维DSA距离测量的准确性,以指导临床工作。方法:应用模拟动脉瘤模体和动脉狭窄模体,改变不同的扫描野、重建矩阵、模体方向来研究三维空间距离测量的准确性。通过对模体中球体和圆柱体三维容积重建图像尺寸测量与模体实际尺寸进行对比评估。结果:在三维图像重建中不同的扫描野、重建矩阵、模体方向均能清晰显示圆柱体、球体影像及模拟狭窄的程度。随着扫描野的缩小,对球体直径和狭窄直径的测量精度提高,对于圆柱体长度测量无变化。重建矩阵加大,球体直径测量误差减少(1283最大为0.36mm,2563最大为0.12mm)。圆柱体狭窄百分率测量误差大约为3%。结论:当选用合适的图像成像参数和后处理方法时,利用重建后的三维图像测量动脉瘤的大小和动脉狭窄的程度是相当可靠的。

散射对PET/CT图像空间分辨率影响的模体研究

目的:对比研究有散射和无散射两种情形下PET/CT图像空间分辨率,为PET/CT在临床的应用提供参考。方法:使用DiscoveryElite型PET/CT设备,对椭圆柱分辨率模体模拟临床有水散射和空气中无散射状态下分别行PET/CT扫描。采用VPFX-S算法,对重建滤波核2.0~10.0 mm(间隔2.0 mm)、不同重建矩阵(128×128、192×192和256×256)进行重建。以线源半高宽(FWHM)表示重建图像的空间分辨率,计算5条线源5个层面上径向、轴向FWHM,并求平均值,运用配对t检验进行统计分析。结果:①128×128矩阵时,有散射时图像空间分辨率较无散射时低4.5%~17.1%;192×192矩阵时低2.4%~8.4%;256×256矩阵时低20.8%~29.6%;②无散射状态下,当滤波核为2.0~10.0 mm(间隔2.0 mm),中心位置空间分辨率分别为(3.68±0.05)mm、(4.12±0.04)mm、(6.11±0.04)mm、(8.12±0.04)mm和(9.11±0.04)mm。结论:临床中PET/CT图像空间分辨率较空气中低,且有散射情形的图像空间分辨率随位置及重建滤波核的变化规律与无散射情形下有差异。空气中测量的PET/CT NEMA空间分辨率不能反映临床情形下的空间分辨率。

运用模体定量评价三维DSA距离测量的准确性

目的运用模体定量评估三维DSA距离测量的准确性,以指导临床工作。方法应用模拟动脉瘤模体和动脉狭窄模体,改变不同的扫描野、重建矩阵、模体方向来研究三维空间距离测量的准确性。通过对模体中球体和圆柱体三维容积重建图像尺寸测量与模体实际尺寸进行对比评估。结果在三维图像重建中不同的扫描野、重建矩阵、模体方向均能清晰显示圆柱体、球体影像及模拟狭窄的程度。随着扫描野的缩小,对球体直径和狭窄直径的测量精度提高,对于圆柱体长度测量无变化。重建矩阵加大,球体直径测量误差减少(1283最大为0.36mm,2563最大为0.12mm)。圆柱体狭窄百分率测量误差大约为3%。结论当选用合适的图像成像参数和后处理方法时,利用重建后的三维图像测量动脉瘤的大小和动脉狭窄的程度是相当可靠的。

基于多层螺旋CT图像的机器深度学习技术测量仿真胸部体模肺结节体积及长径的效果

目的观察在多层螺旋CT图像中机器深度学习技术测量仿真胸部体模肺结节体积及长径的效果。方法取4种直径(5 mm、8 mm、10 mm、12 mm)的模拟肺结节共12个,每种直径结节都有3种CT密度值(100 HU、-630 HU、-800 HU)。将12枚模拟肺结节随机放置在仿真胸部体模,使用256排螺旋CT进行扫描,重建层厚分别为0.625 mm、1.25 mm、2.5 mm。使用机器深度学习软件检测所有的模拟肺结节,记录结节数目、长径、体积,计算结节长径、体积测量的绝对错误率(APE)。结果在不同图像层厚下,肺结节的长径和体积APE差异均无统计学意义(均P>0.05);不同直径肺结节的体积APE差异亦无统计学意义(P>0.05)。结论对于直径≥4 mm的肺结节,体积或是机器深度学习软件测量肺结节时更可靠的指标。重建层厚对机器深度学习技术测量肺结节长径及容积的结果影响较小,故采用人机协同阅片工作模式时,可适当加大图像层厚以减少影像医师阅片数量,缓解临床工作压力。