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基于生成对抗网络改善儿童低剂量PET图像质量的研究
编辑人员丨1周前
目的:探讨基于生成对抗网络重建PET图像在改善儿童低剂量 18F-FDG PET图像质量及病灶检出中的价值。 方法:回顾性分析2021年8月至2021年12月于首都医科大学附属北京友谊医院行 18F-FDG全身PET/CT显像的61例患儿[男38例、女23例,年龄(4.0±3.5)岁]的PET图像,将所有患儿通过列表模式提取的低剂量扫描(30 s、20 s、10 s)图像输入生成对抗网络进行深度学习(DL)重建,获取相应模拟标准全剂量(DL-30 s、DL-20 s、DL-10 s)图像。测量标准全剂量120 s、30 s、20 s、10 s、DL-30 s、DL-20 s、DL-10 s图像的肝血池及原发病灶半定量参数,计算靶本比(TBR)、对比噪声比(CNR)及 CV。采用5分Likert量表对图像质量进行主观评分,对比各组图像阳性病灶检出情况,计算阳性病灶检出的灵敏度及阳性预测值。采用Mann-Whitney U检验、Kruskal-Wallis秩和检验及 χ2检验分析数据。 结果:30 s、20 s、10 s组图像CNR分别低于DL-30 s、DL-20 s、DL-10 s组( z值:-3.58、-3.20、-3.65,均 P<0.05)。DL-10 s组评分低于120 s、DL-30 s及DL-20 s组[4(3,4)、5(4,5)、4(4,5)、4(4,5)分; H=97.70, P<0.001];120 s、DL-30 s、DL-20 s及DL-10 s组图像的TBR、CNR、 CV、病灶及肝血池SUV max和SUV mean差异均无统计学意义( H值:0.00~6.76,均 P>0.05)。DL-30 s、DL-20 s、DL-10 s组图像阳性病灶检出的灵敏度分别为97.83%(225/230)、96.96%(223/230)和95.65%(220/230),阳性预测值分别为96.57%(225/233)、93.70%(223/238)、84.94%(220/259);DL-10 s组阳性预测值较低( χ2=23.51, P<0.001)。DL-10 s组对不同部位阳性病灶检出的假阳性及假阴性病灶较多。 结论:基于生成对抗网络的DL-20 s组图像质量较高,能达到临床诊断要求。
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编辑人员丨1周前
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深度学习重建算法在腹部CT成像中应用的体模研究
编辑人员丨1周前
目的:探讨不同辐射剂量下深度学习图像重建算法(DLIR)相对于常规迭代重建算法(ASIR-V)对腹部体模CT图像质量的改善价值。方法:根据管电压设置100 kV组与120 kV组,每组按照容积剂量指数(CTDI vol)不同(2、4、6、8、10、15 mGy)分为6组进行常规扫描,获得基于滤波反投影(FBP)算法的CT图像,并使用不同权重迭代重建算法(ASIR-V 50%、80%、100%)及不同等级深度学习重建算法(DLIR-L、DLIR-M、DLIR-H)进行图像重建,共获得84组图像。对比分析不同重建方式下各CTDI vol组图像各部位CT值、噪声、信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)及主观评分的变化规律。图像质量主观评分比较采用Kruskal-Wallis H检验,客观指标和辐射剂量比较采用单因素方差分析及配对样本 t检验。 结果:同一管电压下,各CTDI vol组不同重建条件下各部位的噪声、SNR、CNR差异均有统计学意义( F =415.39、315.30, P<0.001),且ASIR-V 50%与DLIR-L图像的噪声、SNR、CNR差异无统计学意义( P>0.05);主观评分之间差异均有统计学意义(100 kV组: H=13.47, P=0.036;120 kV组: H=12.99, P=0.043),且两名医师的主观评分一致性较高(Kappa>0.70),其中DLIR-H图像质量评分最高,DLIR-M与ASIR-V 50%图像质量主观评分基本一致;100 kV组图像质量主观评分整体较120 kV略高。以CTDI vol为15 mGy组ASIR-V 50%图像作为参照,在满足诊断需求的前提下,低中高等级的DLIR可以分别降低辐射剂量超过30%、70%、85%。 结论:DLIR算法不仅能够显著降低图像噪声、提高图像质量,而且可以在满足诊断需求的前提下有效降低辐射剂量;推荐临床应用100 kV结合中、高等级DLIR行腹部低剂量CT扫描。
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编辑人员丨1周前
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深度学习重建算法结合低管电压技术提高常规腹部增强CT图像小血管显示水平的价值
编辑人员丨1周前
目的:评价深度学习重建(DLIR)算法结合低管电压技术相对于自适应统计迭代重建(ASiR-V)算法对腹部增强CT动脉晚期图像中微小动脉的显示情况。方法:前瞻性收集2021年12月至2022年1月就诊于北京大学人民医院需排查腹部疾病并接受腹盆腔增强CT扫描的患者。根据CT扫描不同管电压以简单随机法将患者分为80 kV低管电压(LV)组和120 kV高管电压(HV)组。根据不同重建算法,每组再进一步分为DLIR-H(D)和ASiR-V 50%(A)2个亚组。对患者进行CT增强扫描时均采用自动管电流调节技术,噪声指数统一设置为9。对重建层厚为0.625 mm的动脉晚期图像进行主观评价和客观指标评价,并记录动脉晚期扫描的辐射剂量。结果:共纳入168例患者,其中男76例,女92例,年龄18~85(53±15)岁,体质指数(24±3)kg/m 2;LV组91例、HV组77例。LV组主动脉和肝总动脉CT值明显高于HV组( t=-14.20, P<0.001; t=-0.95, P<0.001)。管电压相同时,D亚组动脉晚期图像噪声明显低于A亚组,肝脏、主动脉、肝总动脉信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)均明显高于A亚组( P均<0.001)。LV-D亚组中主动脉和肝总动脉SNR和CNR明显优于LV-A、HV-D、HV-A亚组( P均<0.001)。腹部血管显示的主观评价方面,LV-D亚组肝总动脉、肠系膜下动脉、左结肠动脉升支边缘的空间分辨力以及左结肠动脉升支对比度均显著优于LV-A、HV-D、HV-A亚组( P<0.05),脾区边缘动脉显示率(54.9%,50/91)显著优于HV-D(24.7%,19/77)和HV-A亚组(32.5%,25/77)(校正后 P<0.05)。LV组与HV组间有效辐射剂量分别为(4.91±1.97)、(5.43±1.78)mSv,差异无统计学意义( P>0.05)。 结论:低管电压技术结合DLIR算法的腹部增强CT扫描能够有效提升肠系膜下动脉发出的左结肠动脉升支及脾区边缘动脉的显示水平,为类似微小血管的评估带来更多的可能性。
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编辑人员丨1周前
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慢性血栓栓塞性肺动脉高压患者核素肺通气/灌注分布异质性的初步定量研究
编辑人员丨1周前
目的:研究核素肺通气/灌注(V/Q)SPECT显像在慢性血栓栓塞性肺动脉高压(CTEPH)分布异质性中的应用,探讨分布异质性定量指标与肺动脉压力之间的相关性。方法:收集中国医学科学院阜外医院2018年2月至12月经右心导管及肺动脉造影确诊的CTEPH患者20例(CTEPH组),其中男性12例、女性8例,年龄(48.75±14.07)岁;13名正常健康者作为对照组,其中男性7名、女性6名,年龄(54.46±8.56)岁。CTEPH组患者和对照组健康者均行肺V/Q SPECT显像及同床位低剂量CT扫描,CTEPH患者在一周内行超声心动检查,估测肺动脉收缩压(PASP)。通过图像重建和分析,获得肺V/Q放射性分布异质性指标LogSD V、LogSD Q和LogSD VQR(SD为标准差;V、Q、VQR分别为通气、灌注的放射性计数及二者的比值)。在CT图像上采用肺CT阈值的方法自动勾画左肺、右肺和全肺的感兴趣区,并将之复制于肺灌注图像上,获得左肺、右肺和全肺的标准化摄取值(SUV),包括SUV的峰值(SUV peak)、最大值(SUV max)、最小值(SUV min)、平均值(SUV mean)和标准差(SUV SD),其中SUV SD代表肺灌注放射性分布的异质性。2组之间的比较采用 t检验,分布异质性指标与PASP的相关性采用 Pearson相关性分析。 结果:健康对照组的肺V/Q放射性分布曲线呈对称性单峰状分布,而CTEPH组的肺V/Q放射性分布曲线呈非对称性的多峰分布。与健康对照组相比,CTEPH组的LogSD V、LogSD VRQ、全肺灌注的SUV peak、SUV max、SUV SD均明显升高,且差异均有统计学意义(LogSD V:0.56±0.16对0.31±0.11, t=4.91, P=0.000;LogSD VQR:0.61±0.15对0.40±0.14, t=3.89, P=0.001;SUV peak:19.12±7.94对10.81±4.05, t=3.48, P=0.002;SUV max:20.19±8.30对11.44±4.33, t=3.49, P=0.001;SUV SD:3.54±1.44对2.42±0.91, t=2.50, P=0.018);而2组的LogSD Q、SUV mean和SUV min的差异均无统计学意义。CTEPH组的PASP为(72.80±0.15)mmHg,LogSD VQR与PASP呈中等程度相关( R=0.544, P=0.013)。 结论:核素肺V/Q显像可定量评估CTEPH患者肺V/Q放射性分布的异质性,同时可反映CTEPH患者肺动脉压力的状态。
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编辑人员丨1周前
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慢性肾病患者低辐射低碘量冠状动脉CT成像可行性分析
编辑人员丨1周前
目的:评估低电压、等渗低浓度和低容量碘对比剂检查方案用于慢性肾病患者冠状动脉CT成像的可行性。方法:前瞻性选取2016年7月至2018年1月南京医科大学附属常州二院共36例临床怀疑冠状动脉疾病而准备行冠状动脉成像(CTA)检查的慢性肾病患者,采用随机数表法分为对照组和观察组。对照组13例,使用常规管电压120 kV,步进-发射(step-and-shot, SAS)扫描方案,注射高浓度碘对比剂(碘普罗胺,370 mgI/ml),63~85 ml,采用传统滤波反投影法(FBP)重建。观察组23例,使用低电压SAS扫描方案,依据体质量指数(BMI)选择不同的管电压,即管电压100 kV(BMI≥25 kg/m 2)或80 kV(BMI<25 kg/m 2),等渗低浓度碘对比剂(碘克沙醇,270 mg I/ml),低容量注射45 ml,采用迭代重建算法。两组患者扫描时均开启自动管电流调制(4D CareDose)。两组的冠状动脉图像质量分别采用主观和客观法评价;辐射剂量以剂量长度乘积(DLP)与胸部系数 k的乘积为依据计算;两组摄入的总碘量以碘浓度与注射容量的乘积计算;肾功能变化以检查前和检查后第3天的血清肌酐清除率下降百分比计算。 结果:32例患者顺利完成冠状动脉CT检查,对照组和观察组的冠状动脉图像质量主观评分为(3.789±0.598)和(3.708±0.717)分,差异无统计学意义( P>0.05);对照组和观察组左前降支(LAD)、右冠状动脉(RCA)和回旋支(LCX)平均信噪比分别为(12.88±4.53)和(13.67±2.08)、(11.9±5.0)和(12.6±5.1)、(12.78±3.15)和(13.22±3.10),两组比较差异均无统计学意义( P> 0.05);平均对比噪声比分别为LAD(10.94±1.31)和(11.27±1.81)、RCA(10.38±1.90)和(11.01±2.26)、LCX(11.71±3.15)和(12.49±3.62),两组比较差异亦均无统计学意义( P> 0.05)。平均辐射剂量观察组比对照组降低了61.75%,分别为(1.09±0.19)和(2.85±0.59)mSv,观察组两组指标比较差异有统计学意义( t=20.260, P<0.05)。对照组与观察组的平均碘摄入量分别为(2.71±0.37)和(1.22±0.00)g,观察组降低了54.70%,两组比较差异有统计学意义( t=18.162, P<0.05)。碘对比剂注射后72 h内血清肌酐清除率观察组比对照组有所下降分别为(11.89±4.98)%和(28.75±5.24)%,差异有统计学意义( χ2=9.004, P<0.05)。 结论:"三低"扫描方案可降低患者总用碘量和辐射剂量,对肾功能影响小,图像质量可满足诊断,可用于慢性肾病患者的冠状动脉成像检查。
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编辑人员丨1周前
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《中华核医学与分子影像杂志》2023年第12期导读
编辑人员丨1周前
PET分子影像在疾病诊疗中发挥了重要作用,放射性核素标记的显像剂是彰显PET分子影像内涵的关键因素。有充分的证据表明,应用于PET显像的放射性核素产生的辐射剂量对人体是安全的,但是显像剂的使用应始终秉承"在满足显像质量的前提下能低则低"的原则,尤其是对于儿童等特殊人群。低剂量PET的临床应用,可实现使用有限的显像剂满足更多患者显像需求的目标。低剂量PET可以从以下两方面实现:第一,降低显像剂注射剂量;第二,优化图像重建算法。本期重点号从这2个方面报道了目前低剂量PET临床研究成果。陈琬琦等回顾性分析行18F-FDG全身PET/CT显像的0~3岁婴幼儿共59例,结果显示全剂量组和半剂量组患儿的图像信噪比(SNR)差异无统计学意义,表明婴幼儿患者半剂量18F-FDG全身PET/CT显像的图像质量仍然良好。
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编辑人员丨1周前
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偏离等中心点对CT图像质量影响的体模研究
编辑人员丨1周前
目的:探讨相同辐射剂量时偏离等中心点对CT图像质量的影响。方法:采用160层CT扫描仪对体模在等中心点和偏离3、6、9、12和15 cm处进行扫描。管电压120 kVp,管电流400 mAs,层厚、层间距1 mm,采用滤波反投影重建算法重建。测量图像的噪声功率谱(NPS)、任务传递函数(TTF)和可检测性指数(d′),使用NPS峰值(NPS peak)量化噪声大小,50%的TTF处的频率(TTF 50%)量化空间分辨率。使用单因素方差分析比较NPS、TTF和d′值。 结果:随着偏离距离的增大,噪声量不断增加,NPS平均空间频率、空间分辨率和d′值逐渐降低。等中心点及偏离3、6、9、12、15 cm处的NPS peak分别为(94.31±1.48)、(104.25±1.46)、(131.44±1.96)、(171.86±1.91)、(224.05±1.37)、(286.51±2.09)HU 2·mm 2,差异具有统计学意义( F=37 241.91, P<0.001)。2 mm低对比度病变d′值分别为3.51±0.06、3.31±0.04、3.01±0.04、2.59±0.06、2.21±0.03、1.88±0.03。高对比度空间分辨率降低更明显,各种类型病变的d′值降低程度类似。偏离等中心点9 cm时噪声增大约82%,高对比度空间分辨率降低约12%,d′值降低约26%( P均<0.05)。偏离等中心点15 cm时噪声增大约204%,高对比度空间分辨率降低约27%,d′值降低约45%。 结论:随着偏离CT等中心点距离的增加,CT图像质量随之下降。偏移距离大于9 cm时图像质量受到严重损害。
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编辑人员丨1周前
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基于深度学习的CT图像重建算法临床初步应用进展
编辑人员丨1周前
近年来,CT图像算法中基于深度学习的图像重建(DLIR)技术不断发展,日益成熟,目前已经逐步应用于临床实践中。DLIR算法较常规迭代重建算法具有在降低辐射剂量和图像噪声的同时不改变图像纹理,保持或提高解剖细节显示能力、总体图像质量和医生诊断信心的众多优势。因此,笔者重点就DLIR算法的原理、优劣势及其在人体各系统的临床应用进展进行综述,旨在进一步提高对DLIR算法的认识,并对其可能的应用情景提供借鉴。
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编辑人员丨1周前
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人工智能成像优化技术在冠状动脉CT血管成像的初步应用研究
编辑人员丨1周前
目的:探讨128层螺旋CT人工智能(AI)成像优化技术对冠状动脉CT血管成像(CCTA)图像质量的影响。方法:前瞻性连续纳入2018年5至6月在北京协和医院行前瞻性门控CCTA检查的60例临床诊断或拟诊断冠心病患者,随机数表法分为A、B两组,每组30例。A组管电压为80 kVp,对比剂用量为0.7 ml/kg; B组管电压为120 kVp,对比剂用量为70 ml。根据重建方式的不同,将A组又分为A1与A2两个亚组,A1组图像采用迭代算法重建,A2组采用AI成像优化技术优化迭代算法。B组采用迭代算法重建图像。分别以3组主动脉根部(Ao)、左冠状动脉主干(LM)、左前降支近段(LAD)、左回旋支近段(LCX)及右冠状动脉近段(RCA)感兴趣区(ROI)的CT值、噪声值、信噪比(SNR)及对比噪声比(CNR)作为图像质量客观评价指标。主观评价由2名高年资放射科医师采用双盲法对冠状动脉分支及节段水平的图像质量进行4分制评价(1分优秀,4分极差)。记录和比较A组与B组的对比剂用量和辐射剂量。采用 t检验或配对Wilcoxion秩和检验比较各组图像质量及辐射剂量的差异,采用卡方检验比较3组主观指标的差异。 结果:在CT值方面,A1与A2组相比,各ROI CT值差异均无统计学意义( P均>0.05);A1组及A2组Ao的CT值显著高于B组( P均<0.01),而在其余ROI的比较差异均无统计学意义( P均>0.05)。通过比较噪声、SNR及CNR可得,A2组与B组相比,噪声在Ao显著低于B组( P<0.001),在其余ROI差异无统计学意义( P均>0.05);SNR在Ao显著高于B组( P<0.001),在其余ROI差异无统计学意义( P均>0.05);而A2组CNR在各ROI均显著高于B组( P均<0.001)。A1组与A2组相比,各ROI A2组噪声均显著低于A1组,SNR及CNR均显著高于A1组( P均<0.001)。对冠状动脉节段主观评分结果为A2组和B组均显著优于A1组( P均<0.05),且A2组与B组相比差异无统计学意义( P>0.05)。A组辐射剂量指标均显著低于B组( P均<0.001),且有效剂量(ED)降低达70.4%。同时,对比剂用量A组较B组降低37.1%。 结论:与常规扫描相比,AI成像优化技术优化后的CCTA图像可提升CCTA的主客观图像质量及诊断可判读性。
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编辑人员丨1周前
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改良CT血管造影术辅助基于浅筋膜穿支的股前外侧皮瓣穿支评估与偏心设计的前瞻性研究
编辑人员丨1周前
目的:通过改良CT血管造影(CTA)术,探讨基于浅筋膜穿支的股前外侧皮瓣术前全程穿支评估与术中偏心设计,并观察其临床效果。方法:采用前瞻性观察性研究方法。2021年1月—2022年7月,滨州医学院附属医院手(显微)外科和口腔颌面外科共收治符合入选标准的12例口腔颌面部肿瘤患者及10例上肢开放性损伤伴大面积软组织缺损患者,其中男12例、女10例;年龄33~75岁,平均56.6岁。口腔颌面部肿瘤患者均在同期行肿瘤扩大切除+根治性颈部淋巴结清扫术后采用股前外侧皮瓣重建口腔或颌面;上肢软组织缺损患者在Ⅰ期行彻底清创后,于Ⅱ期采用股前外侧皮瓣修复创面。清创后创面面积为3.5 cm ×3.5 cm~25.0 cm ×10.0 cm,所需皮瓣面积为4.0 cm×4.0 cm~23.0 cm ×13.0 cm。术前对股前外侧皮瓣供区行改良CTA检查,改良CTA的参数设置主要为降低管电压和管电流,增加造影剂剂量及双时相扫描。将获取的图像数据上传至GE AW 4.7工作站,采用容积再现功能进行可视化重建并对全程穿支评估。术前根据前述评估进行穿支及其源动脉信息的体表标记,术中根据所需皮瓣面积及形状设计和切取以可见的浅筋膜穿支为中心的偏心皮瓣。对皮瓣供区创面行直接缝合或全厚皮片移植修复。对比改良CTA检查与传统CTA检查的总辐射剂量。统计改良CTA下双侧皮瓣供区的穿支穿出点分布及浅筋膜穿支长度、走行。将术前观测的目标穿支类型、数目、来源,穿支穿出点分布及其源动脉管径、走行、分支情况与术中进行对比。观测术后供区创面愈合、受区皮瓣成活情况。随访皮瓣质地、外观,口腔及上肢功能,股部供区功能。 结果:改良CTA检查的总辐射剂量小于传统CTA检查。共观察到双侧供区穿支48支,其中31支(64.6%)向外下方走行、9支(18.8%)内下方走行、6支(12.5%)外上方走行、2支(4.2%)内上方走行,浅筋膜穿支平均长度为19.94 mm。术前观测到的目标穿支来源及其源动脉管径、走行、分支与术中探查到的基本一致;术前观察到肌间隙型(含肌皮-肌间隙)穿支15支、肌皮型穿支10支,与术中探查一致;术前体表穿支穿出点标记与术中实际穿支穿出点距离为(0.38±0.11)mm。术后皮瓣均成活,无血管危象发生;5例患者植皮供区创面及17例患者直接拉拢缝合供区创面均愈合良好。术后随访2个月~1年,平均8.2个月,皮瓣质地柔软、轻度臃肿;口腔颌面部肿瘤患者的饮食、闭开口活动无障碍,舌癌患者的言语功能轻度障碍但能完成基本的语言交流,上肢软组织损伤患者腕及肘关节、前臂旋转功能无明显受限;股部供区无明显紧绷感,髋、膝关节活动无受限。结论:对股前外侧皮瓣供区行改良CTA可视化重建,能够评估全程穿支,尤其是浅筋膜穿支,将该皮瓣用于重建口腔或颌面及修复上肢皮肤软组织缺损可取得良好效果。术前明确穿支类型、数目、来源以及穿支穿出点分布及其源动脉的管径、走行、分支,实现了以浅筋膜穿支整体为中心的股前外侧皮瓣偏心设计,有较强的指导价值。
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编辑人员丨1周前
