利用迭代重建和能谱技术的CT结肠成像实验研究

发布时间：2016-12-02 10:48

  本文关键词：利用迭代重建和能谱技术的CT结肠成像实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

《天津医科大学》 2014年

利用迭代重建和能谱技术的CT结肠成像实验研究

左倩  

【摘要】：第一部分自适应统计迭代和基于模型的迭代重建算法对CT结肠成像图像质量和诊断效能的影响 目的：探讨自适应统计迭代重建算法(adaptive statistical iterative reconstruction, ASIR)和基于模型的迭代重建算法(model-based iterative reconstruction, MBIR)与滤波反投影重建算法(filter back projection, FBP)相相比,对提高不同剂量CT结肠成像图像质量和息肉诊断率的影响。 材料和方法：通过结扎离体猪结肠黏膜根部获得30个1-10mm (1mm-3mm10个,3mm-5mm10个,5mm-10mm10个)连续排列的模拟息肉,使用宝石高分辨CT在不同剂量条件下(管电压保持120kVp,管电流10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120、140、160、180、200、240和320mA)采集数据,分别应用FBP、50%ASIR、100%ASIR和MBIR重建图像,再进行CT仿真内镜(CTvirtue endoscopy, CTVE)、虚拟分割(virtual dissection, VD)和多平面重建(multiplanar reconstruction, MPR)等图像后处理。由两名有经验的放射医师采用盲法对不同采集条件、不同重建算法图像进行5分制质量评分并记录每组图像的目测息肉检出率,测量图像噪声及对比噪声比(contrast to noise ratio, CNR),计算ASIR和MBIR相对于FBP的噪声降低率和CNR提高率并进行统计学检验。 结果：所有管电流条件下MBIR、50%ASIR和100%ASIR图像噪声均较FBP下降(F=21.896,P0.05),在10-70mA日MBIR图像噪声较FBP.50%ASIR和100%ASIR下降(P0.05)；所有管电流条件下MBIR及100%ASIR图像CNR较FBP增高(F=4.120,P0.05),在10-80mA时,MBIR图像CNR较FBP、50%ASIR和100%ASIR增高(P0.05)。CT结肠成像图像质量评分均达3分以上所有管电流条件下,四种重建算法获得CTVE及VD图像息肉检出率均为100%,MPR图像对3mm以下息肉不易与黏膜皱襞鉴别,对3mm以上息肉均可检出。 结论：CT结肠成像时,使用ASIR和MBIR重建算法与FBP算法相比,均可显著降低图像噪声,提高图像质量。在低剂量扫描条件下,MBIR提高图像质量能力比ASIR更强,为低剂量条件下进行CTC筛查结肠息肉提供了可能。 第二部分能谱CT对粪便掩盖背景下结肠息肉显示能力的体模研究 目的：评价宝石能谱成像(Gemstone Spectral Imaging, GSI)的单能量图像及质量控制(quality control, QC)图像对粪便掩盖背景下结肠小息肉的显示能力,并确定显示结肠息肉最佳的单能量图像。 材料和方法：利用一段离体猪结肠通过结扎黏膜根部获得连续排列的模拟息肉,共计20个(1mm-5mm10个,5mm-10mm10个),向肠管中灌入碘水-玉米糊混合物以模拟对比剂标记的粪便,混合物按照100g玉米面、100ml水及2ml碘海醇注射液(欧乃派克,300mgI/ml)的比例组成,随后注入空气使肠管充分膨胀。使用宝石高分辨CT在40-140keV范围内扫描,提取40、50、60、70、75、80、85、90、100、120和140keV单能量图像及QC图像,在工作站上获得CT多平面重建(multiplanar reconstruction, MPR)图像、碘基图和水基图。由两名有经验的放射医师采用盲法对每组图像进行主观及客观评价,记录并比较不同图像的噪声、对比噪声比(contrast to noise ratio, CNR)及息肉检出率并进行统计学检验。 结果：图像噪声从40keV(13.00±0.45)到140keV(4.01±0.22)单能量图像整体呈递减趋势,在70keV单能量图像中达到相对低点(5.00±0.21),明显低于40、50、60、75、80、85keV单能量图像噪声(F=443.946,P0.05),而后缓慢上升并再次下降。图像CNR在不同单能量图像间呈现明显波动,在70keV单能量图像中最高(47.97±2.74),明显高于除60keV以外单能量图像CNR(F=15.138,P0.05)。70keV单能量图像(最佳CNR单能量图像)的噪声低于QC图像的噪声(t=-2.807,P0.05),且CNR高于QC图像的CNR(t=2.619,P0.05)。70、75、80、85及90keV单能量图像及QC图像对结肠小息肉的检出率均为75%(15/20),高于其它单能量图像。60keV及70keV的MPR重建图像在息肉、黏膜皱襞显示方面优于其它单能量图像及QC图像,但应用碘基图及水基图不能将肠腔内的模拟粪便影像完全清除。 结论：离体模型研究显示,GSI具有显示粪便掩盖背景下结肠小息肉的能力,GSI-CT显示粪便掩盖背景下结肠息肉的最佳单能量图像为70keV图像。

【关键词】：
【学位授予单位】：天津医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R735.35;R730.44
【目录】：

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本文编号：201636