图像域迭代重建算法与滤波反投影法对肝脏CT图像质量和扫描剂量影响的比较研究

目的:评价图像域迭代重建算法(iterative reconstruction in image space,IRIS)与滤波反投影法(filtered backprojection,FBP)对肝脏CT图像质量和扫描剂量的影响。方法:采用西门子emotion 16层螺旋CT,在上腹部常用扫描管电压130 kV条件下,曝光量分别采用250、230、210、190、170、150、130、110、90、70、50、30、20 mAs对尸体标本进行上腹部扫描,采用IRIS与FBP分别对扫描后的原始数据进行重建。以130 kV、250 mAs FBP重建图像作为对照,比较不同扫描剂量条件对肝脏图像质量的影响,探讨IRIS对降低肝脏CT扫描剂量、提高肝脏CT图像质量的作用。结果:在相同扫描条件下,IRIS重建图像质量优于FBP重建图像质量;在同等图像质量的前提下,IRIS可以降低40%的扫描剂量。结论:与FBP相比,IRIS可以显著降低扫描剂量,提高肝脏CT图像质量。

自适应迭代技术(ASIR-V)不同级别重建对于低剂量CT图像质量影响的研究

目的探讨新一代自适应迭代重建-V(ASIR-V)不同重建级别对低剂量CT图像质量的影响及最佳重建级别。方法选取临床需要进行胸腹部增强CT扫描的患者96例,门静脉期扫描选择能谱序列,图像后处理均采用ASIR-V技术,并设置6个不同重建级别(0%、20%、40%、60%、80%、100%)。测量肝脏、脾脏、肾脏、竖脊肌及脂肪的CT和SD值并计算信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)和图像噪声(SD);图像质量按1~5分予以主观评分。采用SPSS 22.0软件进行统计学分析,P<0.05为差异有统计学意义。结果1)客观评价:肝脏、脾脏、肾脏实质不同重建级别的CNR、SNR及SD值差异均有统计学意义。随着重建级别的增加,图像SNR、CNR值逐渐增大,噪声SD逐渐降低,图像质量提高;2)主观评价:ASIR-V 0%、100%重建的图像质量最差,60%~80%范围图像质量评分最高;40%和100%、60%和80%组间对比差异无统计学意义,余各组间差异均具有统计学意义。结论综合主客观评价,设置ASIR-V重建级别能够不同程度优化低剂量扫描图像质量,过度迭代图像蜡样质感较严重,组织对比明显降低,细节显示不清,其中以60%~80%范围重建级别最佳。

低剂量CT联合图像域迭代重建算法对泌尿系结石的诊断价值及结石成分分析

目的 研究低剂量计算机断层扫描(computed tomography,CT)联合图像域迭代重建算法(image domain iterative reconstruction algorithm,IRIS)对泌尿系结石的诊断价值,并对结石的成分进行分析。方法 选择北京市大兴区人民医院2020年1月至2021年1月泌尿外科泌尿系结石患者206例作为研究对象,所有患者均行手术治疗,术前均经常规剂量和低剂量CT检查,以手术结果为金标准。常规剂量CT图像采用滤波反投影算法(filtered back projection algorithm,FBP)重建;低剂量CT图像分别采用FBP和IRIS,将原始数据传入GE AW4.6工作站,选取结石最大层面根据CT原子序数法判定结石成分。比较两种剂量CT对泌尿系结石的检出率、敏感度、特异度、辐射剂量;比较低剂量CT图像FBP和IRIS重建平均噪声标准偏差(SD)、平均信噪比及CT判定结石成分的符合率。结果 常规CT检出肾结石、输尿管结石的符合率均为100.00%,低剂量CT分别为97.58%、98.78%,差异无统计学意义(P>0.05)。低剂量CT辐射剂量为(2.96±0.21)m Gy,明显低于常规剂量CT的(18.63±2.75)m Gy,差异有统计学意义(P<0.05)。低剂量CT联合IRIS平均噪声SD为(14.42±1.37),低于联合FBP的(20.31±2.49);低剂量CT联合IRIS平均信噪比为(2.07±0.53),高于联合FBP的(1.31±0.28),差异有统计学意义(P<0.05)。206例患者结石取出后经红外光谱分析结石成分分别为草酸钙结石、尿酸结石、磷酸铵镁结石、胱氨酸结石;CT原子序数法分析草酸钙结石符合率97.83%(90/92),尿酸结石94.94%(75/79),磷酸铵镁结石90.91%(10/11),胱氨酸结石87.50%(21/24)。CT原子序数法结石成分分析与红外光谱分析草酸钙结石、尿酸结石、磷酸铵镁结石、胱氨酸结石的Kappa值分别为0.517、0.473、0.562、0.459。结论低剂量CT联合IRIS可在降低辐射的前提下获得高质量的图像,使泌尿系结石的检出率基本达到常规剂量CT的水平,对结石成分的判定符合率较高,是泌尿系结石诊断和结石成分分析的有效方法。

迭代重建技术与自动毫安控制相结合降低肝脏平扫辐射剂量的效果研究

目的：研究IRIS迭代重建技术与CARE dose 4D自动毫安控制相结合在肝脏平扫中对提高图像质量、降低辐射剂量的影响。方法（1）尸体标本研究：采用130 kV，mAs为250～30（每次递减20）的扫描参数对尸体标本上腹部进行扫描，对扫描后的原始数据分别进行IRIS与FBP重建，经测量分析后选择低剂量扫描IRIS重建后图像的噪声与常规剂量扫描FBP重建噪声相等的扫描条件进行临床研究。（2）临床研究：120例进行肝脏CT平扫的患者随机分为A、B 2组，每组60例。 A组采用130 kV、图像质量控制参考毫安秒150 mAs自动毫安控制进行扫描，分别进行IRIS与FBP重建；B组采用130 kV、250 mAs进行扫描，分别进行IRIS与FBP重建。记录2组患者CT容积剂量指数（CTDIvol）及剂量长度乘积（DLP）。由3名医师采用盲法对4组图像进行噪声测量、对比噪声计算等客观评价及主观图像质量评价。结果尸体标本研究得到规律：低剂量扫描IRIS重建后图像的噪声与常规剂量扫描FBP重建噪声相等时mAs可降低至150 mAs。将其应用到临床，临床研究扫描剂量为：A 组CTDIvol 为2．35～16．3 mGy；DLP为63．4～287．5 mGycm。 B组CTDIvol为25．7 mGy；DLP为523．8～586．6 mGycm。 A组较B组降低了50％～70％。 A1、B1、B23组图像质量均满足临床诊断要求。 B1图像质量高于B2图像质量，A1图像质量与B2差异无统计学意义（ P＞0．05），A2图像质量最差，不能满足诊断需要。结论迭代技术与自动毫安控制相结合相同剂量条件下可以提高图像质量，在保证图像质量条件下可以降低肝脏平扫的辐射剂量，值得临床推广。

基于L1与TV正则化的改进图像重建算法

针对不完全投影数据图像重建中出现伪影和噪点的问题,提出了L1与TV同时进行正则化的图像重建模型。基于该重建模型,通过将Bregman迭代和TV软阈值滤波相结合,进一步提出了一种图像重建算法。该算法首先将投影数据通过优化的Bregman迭代算法进行初步重建,然后使用TV软阈值滤波对改造的全变分模型进行二次重建,最后判断是否满足设定的收敛阈值,若满足则结束重建,输出重建图像,否则重复进行上述两步操作,直至迭代完成。实验采用不添加噪声的Shepp-Logan模型与添加噪声的Abdomen模型来验证算法的有效性,证明了所提出的算法在视觉上均优于ART,LSQR,LSQT-STF,BTV等典型的图像重建算法,同时通过多项评价指标对比表明所提出的算法有明显优势。实验结果表明,所提算法在图像重建中能够有效去除条形伪影并保护图像细节,同时具有良好的抗噪性。

迭代成像中一种快速求解投影矩阵的方法

迭代成像中投影矩阵的获取速度直接影响算法的效率。本文提出了一种快速求解投影矩阵的方法,它尤其适用于扇形扫描投影数据的重建。利用扇形射束与重建图像像素的几何对称性一次获取多个投影矩阵的向量以及实时获取投影矩阵向量方式,减少了获得投影矩阵花费时间,节省了存储矩阵所占用的空间。通过模拟投影数据进行图像重建,其结果表明,该法较全部求出投影矩阵法极大地减少了内存空间的占用,较数据转换法节省了转换时间,从而提高了扇形投影数据的图像重建效率。

图像空间迭代重建技术对胸部低剂量CT扫描图像质量及辐射剂量的影响

目的 研究图像空间迭代重建技术在胸部低剂量CT扫描中的价值。方法临床纳入2021年1月—2021年12月期间来我院门诊行胸部CT检查的86例患者作为研究对象,根据不同图像后处理技术分为观察组和对照组,二组各43例。对照组采取滤波反投影技术重建图像;观察组采用图像空间迭代重建技术重建图像,对比各组的辐射剂量[容积CT剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)、有效辐射剂量(ED)]、图像质量、不同层面影像的SD值、图像质量的优良率、图像质量(IQS)评分。结果 二组CTDIvol、DLP、ED比较差异均无统计学意义(P>0.05)。观察组伪影、肺部病变显示、噪声、微小结构显示评分均少于对照组(P<0.05)。观察组左房中部水平、胸锁关节层面、右膈顶下、气管隆突下水平的SD值均大于对照组(P<0.05)。观察组优良率93.02%高出对照组76.74%(P<0.05)。观察组全肺、肺尖、下肺、中肺的IQS评分均低于对照组(P<0.05)。结论 图像空间迭代重建技术的效果更为显著,能够有效提升图像质量,值得推广。

256排Revolution多参数调节下低剂量心脏冠脉成像应用

目的:研究256排Revolution多参数调节下低剂量扫描心脏冠脉成像(Coronary computed tomographic angiography,CCTA)的应用。方法:回顾性分析2016年3月15日至5月15日间在我院256排CT行CCTA的患者,分为心率稳定试验组(n=54例)和心率不稳定试验组(n=41例),同时选取在我院64排VCT行CCTA的患者为对照组(n=116例),对三组CCTA图像质量行主观和客观评估,比较有效辐射剂量的差异。结果:256排CT检查成功率和图像质量的主观评价均优于对照组(P<0.05);信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)与对照组差异无统计学意义(P>0.05);但有效辐射剂量明显降低(P<0.05)。结论:256排CT多参数调节下检查冠脉在保证图像质量下可有效降低辐射剂量。