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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天前
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天前
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基于双层探测器光谱CT碘密度成像定量评估急性ST段抬高型心肌梗死细胞外容积分数
编辑人员丨1天前
目的:探讨双层探测器光谱CT碘密度成像定量评价急性ST段抬高型心肌梗死(STEMI)细胞外容积(ECV)分数的可行性。方法:回顾性分析2019年1月至10月在上海交通大学医学院附属仁济医院行心脏增强CT及MRI检查的20例STEMI患者的临床和影像资料。心脏增强CT采用双层光谱探测器进行后门控冠状动脉CT血管成像扫描和前门控碘延迟增强扫描。迭代重建和光谱重建获得常规图像和全息光谱图像。通过多平面重建得到与MRI图像相匹配的心脏短轴位图像。基于延迟增强期全息光谱图像数据重建出碘密度图用于心肌CT-ECV的计算。并分别计算基于CT和MRI的梗死心肌、可挽救心肌和远处心肌的ECV。采用Bland-Altman一致性检验和组内相关系数分析(ICC)比较两次测量及不同方法测量的一致性。采用Spearman方法比较CT-ECV和MRI-ECV值的相关性。结果:梗死心肌、可挽救心肌和远处心肌CT-ECV值分别为51.21(49.27,53.00)%、38.64(36.17,40.00)%和51.21(49.27,53.00)%,差异具有统计学差异( H=43.17, P<0.01)。梗死心肌CT-ECV值显著高于可挽救心肌和远处心肌CT-ECV值( Z=-24.60、35.40, P均<0.01),但可挽救心肌与远处心肌CT-ECV相比差异无统计学意义( Z=10.80, P=0.15)。梗死心肌、可挽救心肌和远处心肌T 1值分别为(1 554.85±70.94)、(1 443.85±67.28)和(1 307.05±91.73)ms,差异具有统计学差异( F=51.35, P<0.01)。梗死心肌T 1值高于可挽救心肌和远处心肌T 1值( t=-5.07、9.55, P均<0.01),且可挽救心肌显著高于远处心肌T 1值( t=5.38, P<0.01)。梗死心肌、可挽救心肌和远处心肌MRI-ECV值分别为55.00(49.27,57.75)%、33.50(29.00,35.00)%和27.00(26.00,29.00)%,差异具有统计学差异( H=47.12, P<0.01)。梗死心肌MRI-ECV显著高于可挽救心肌和远处心肌MRI-ECV值( Z=37.45、-20.30, P均<0.01),且可挽救心肌显著高于远处心肌MRI-ECV值( Z=17.15, P<0.05)。2名医师测量的CT-ECV与MRI-ECV值一致性较好,Bland-Altman分析的偏倚分别为-0.1%(95%CI:-5.5%~5.2%)、-0.8%(95% CI:-9.8%~8.2%),ICC值分别为0.92和0.94。CT-ECV和MRI-ECV一致性检验Bland-Altman 分析的偏倚为4.0%(95% CI:-9.0%~16.9%),ICC值为0.88,两者具有较好的相关性( r=0.75, P=0.001)。 结论:基于双层探测器光谱CT碘密度的ECV分数能够定量评价STEMI后心肌细胞外间隙的变化,有助于定量评价心肌缺血后组织学改变。
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编辑人员丨1天前
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联影直线加速器放疗在体剂量验证的应用研究
编辑人员丨1天前
目的:研究基于联影直线加速器电子射野影像装置(EPID)在体剂量验证方法在临床中的应用。方法:选取河南省人民医院收治的68例行容积旋转调强放疗(VMAT)的肿瘤患者,其中,头颈部32例、胸部16例和腹盆部20例。每位患者均执行治疗前Arccheck剂量验证(Pre Arccheck)、治疗前EPID剂量验证(Pre EPID),以及治疗中前3次和随后每周1次的扇形束计算机断层成像(FBCT)位置验证和在体EPID剂量验证(In vivo EPID)。当任一方向摆位误差(左右 x、头脚 y和垂直 z)均<3 mm时实施治疗,并根据 x、 y和 z计算三维摆位偏差 d;否则,执行位置校正。 结果:68例患者Pre EPID和In vivo EPID γ通过率分别为(99.97±0.1)%和(94.15±3.84)%,与Pre Arccheck的(98.86±1.48)%相比,差异有统计学意义( t=-6.12、9.43, P<0.05)。胸部、腹盆部和头颈部的In vivo EPID γ通过率相比,差异无统计学意义( P>0.05)。Pre EPID γ通过率和首次In vivo EPID γ通过率的差值(5.56±3.72)%与对应的三维摆位偏差 d(1.46±1.51)mm之间无相关( P>0.05)。随着治疗进行,In vivo EPID γ通过率由第1周的(94.15±3.84)%逐步减小到第5周的(92.15±3.24)%;从第3周开始至第5周,In vivo EPID γ通过率与第1周的相比,差异均有统计学意义( t=2.48、2.75、3.09, P<0.05)。 结论:3 mm内摆位误差不影响在体剂量验证的γ通过率,在体剂量验证γ通过率临床可接受阈值的确定仍需进一步的研究,同时在体剂量验证可为自适应放疗的临床应用提供一定的支持。
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编辑人员丨1天前
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腰椎间盘突出患者腰椎CT三维重建影像的解剖学测量及其在单边双通道内镜手术中的临床意义
编辑人员丨1天前
目的:探讨腰椎间盘突出症患者腰椎CT三维重建影像解剖学特点及其在单边双通道内镜手术中的意义。方法:横断面调查研究。纳入安徽医科大学第二附属医院骨科2019年1月—2020年6月收治的腰椎间盘突出症的患者50例,其中男32例、女18例,年龄23~69(64.1±13.4)岁。病变节段:L 2/3 1例,L 4/5 18例,L 5/S 1 23例,L 3/4合并L 4/5 1例,L 4/5合并L 5/S 1 6例。均采用单边双通道内镜辅助下腰椎间盘突出髓核摘除术治疗。术前患者均行腰椎CT扫描及三维容积重建,观察患者腰椎整体形态结构,使用放射工作站软件测量两侧椎板夹角、椎板宽度、关节突关节矢状化程度以及椎板下移程度,并进行腰椎节段间及侧别间比较。 结果:(1)棘突与两侧椎板呈“人”字形平滑连接,两侧椎板向两侧弧形展开。两侧椎板夹角自L 3至L 5逐渐增大,分别为70°±11°、78°±12°和92°±13°,差异有统计学意义( F=42.25, P<0.001)。(2)椎板下缘向两侧延伸,椎板宽度自L 3至L 5逐渐增宽,左侧分别为(14.0±2.4)、(15.7±2.6)和(18.7±2.8)mm,右侧分别为(14.4±2.4)、(16.4±2.3)和(19.2±2.8)mm,各节段椎板宽度右侧均大于左侧,差异均有统计学意义( t=2.13 、4.00 、2.78, P值均<0.05)。(3)椎板末端逐渐增宽膨大成关节面,关节面L 3/4~L 5/S 1逐渐由矢状化转变为冠状化,左侧分别为60°±10°、50°±9°和42°±11°,右侧分别为58°±11°、48°±10°和40°±13°。同一节段左右两侧对比,在L 3/4差异有统计学意义( t=2.92, P=0.005),在L 4/5及L 5/S 1差异均无统计学意义( t=1.29、1.79, P值均>0.05)。(4)椎板下移程度自L 3至L 5逐渐减小,分别为(6.8±2.1)、(5.1±2.3)和(2.4±2.3)mm,差异有统计学意义( F=50.39, P<0.001)。 结论:腰椎间盘突出症患者从L 3到L 5,两侧椎板夹角逐渐增大、椎板宽度逐渐增大、关节突关节逐渐由矢状化转变为冠状化、椎板下移程度逐渐减小。了解腰椎解剖的节段性变化有助于单边双通道内镜手术的顺利进行、椎板去除范围的确定、对关节突关节的保护以及椎间盘位置的确定。
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编辑人员丨1天前
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深度学习图像重建算法在门静脉CT血管成像中的应用研究
编辑人员丨1天前
目的:探讨深度学习图像重建(DLIR)在100 kV门静脉CT血管成像(CTPV)降低辐射剂量且提高图像质量的可行性,并与传统120 kV CTPV进行图像质量比较。方法:前瞻性纳入中山大学附属第三医院2021年6月至2022年12月行上腹部CTPV检查的患者,分为120 kV标准剂量组(S组)和100 kV低剂量组(L组)。S组采用自适应统计迭代-Veo算法(ASIR-V)及中等强度的DLIR(S-DM)进行重建,ASIR-V的权重分别采用40%、60%和80%(S-AV40、S-AV60和S-AV80)。L组采用60%和80% 2种权重的ASIR-V(L-AV60和L-AV80)和中、高强度的DLIR(L-DM和L-DH)进行重建。2名医师分别进行客观指标测量,包括门静脉主干(MPV)、门静脉右支(RPV)、门静脉左支(LPV)、肝实质和右侧竖脊肌的CT值和SD值,并且计算信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)。3名医师分别对8组图像进行5分盲法评价。记录两组容积CT剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP),计算有效剂量(ED)。采用单因素方差分析对客观指标、Kruskal-Wallis H检验对主观评分进行统计分析。 结果:共纳入100例患者,标准剂量组(S组)和低剂量组(L组)各50例。L组的有效剂量比S组减少了51%。MPV、RPV、LPV的SD、SNR和CNR在8组图像之间差异有统计学意义( P值均<0.001)。L-DH的SD与S-AV80组间差异无统计学意义( P>0.05),但显著低于其余6组( P值均<0.05);除MPV的CNR在L-DH与S-AV80组之间差异无统计学意义( P>0.05)外,3支门静脉的SNR和CNR在L-DH组均高于其他组,差异具有统计学意义( P值均<0.001)。L-DH组的主观图像质量评分最高(4.61±0.16),除和S-DM组(4.31±0.19)外的其余6组差异均有统计学意义( P值均<0.001)。医师间的客观指标测量和主观图像质量评分均具有良好的一致性( ICC=0.584~0.960)。 结论:与常规120 kV CTPV相比,100 kV 结合DLIR算法可显著降低CTPV 51%的辐射剂量,并在降低噪声的同时保持更高的SNR、CNR和主观评分。高强度DLIR算法获得的100 kV CTPV图像质量最佳。
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编辑人员丨1天前
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CT肺功能成像在新型冠状病毒肺炎恢复期患者中的应用研究
编辑人员丨1天前
目的:探讨CT肺功能成像在新型冠状病毒肺炎(COVID-19)恢复期患者肺部评估中的应用价值。方法:前瞻性收集2020年1月至4月华中科技大学同济医学院附属协和医院临床治愈出院的COVID-19患者。出院后3个月对患者进行临床肺功能检查及CT肺功能成像检查。使用Philips IntelliSpace Portal图像后处理工作站获取全肺、左肺、右肺及5个分肺叶的双气相CT定量值。根据出院后深吸气相肺部CT图像的评估结果将患者分为无残留病灶组、有残留病灶组。采用χ2检验比较2组恢复期临床肺功能的差异;采用Mann-Whitney U检验比较2组间各临床肺功能指标的差异[第1秒用力呼气容积占预计值百分比(FEV 1%)、第1秒用力呼气容积/用力肺活量(FEV 1/FVC)、肺总容量占预计值百分比(TLC%)、用力肺活量占预计值百分比(FVC%)等]及各CT肺功能指标[肺容积(LV)、平均肺密度(MLD)、吸气相与呼气相肺容积改变量(?LV)]的差异;采用多重线性回归方法分析COVID-19恢复期患者CT肺功能成像与临床肺功能指标的关系。 结果:纳入90例COVID-19患者中,男35例、女55例;无残留病灶组45例、有残留病灶组45例。53例患者在出院后3个月存在临床肺功能异常,其中无残留病灶组22例,有残留病灶组31例。有残留病灶组患者中,吸气相、呼气相左肺下叶和右肺下叶LV,左肺下叶和右肺下叶?LV小于无残留病灶组,吸气相全肺、左肺、右肺、左肺上叶、左肺下叶、右肺下叶MLD,呼气相左肺下叶、右肺下叶MLD大于无残留病灶组( P<0.05)。由于无残留病灶组与有残留病灶组患者FEV 1/FVC、FVC%差异无统计学意义( P>0.05),因此两组FEV 1/FVC、FVC%合并,多重线性回归分析显示FEV 1/FVC=91.765-0.016×LV 吸气相右肺中叶+0.014×MLD 呼气相左肺下叶( R2=0.200, P<0.001),FVC%=-184.122-0.358×MLD 吸气相右肺-0.024×?LV 左肺上叶( R2=0.261, P<0.001)。TLC%在无残留病灶组与有残留病灶组中组间差异具有统计学意义( P<0.05),因此分组进行多重线性回归分析。在无残留病灶组中,TLC%=80.645+0.031×LV 呼气相右肺下叶( R2=0.132, P<0.001);有残留病灶组中,TLC%=-110.237-0.163×MLD 吸气相右肺上叶-0.098×MLD 呼气相左肺上叶-0.025×LV 呼气相右肺下叶( R2=0.473, P<0.001)。 结论:CT肺功能成像可对全肺、单侧肺及分肺叶进行定量分析从而反映局部肺功能情况,为COVID-19恢复期患者肺功能的评估提供了更多有价值的诊断信息。
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编辑人员丨1天前
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肿瘤治疗电场对胶质母细胞瘤放疗位置精度的影响
编辑人员丨1天前
目的:初步研究放疗同期联合肿瘤治疗电场(TTF)治疗恶性胶质瘤时,TTF阵列对放疗摆位精度的影响。方法:使用kV级锥形束CT(CBCT)以及X射线容积成像系统(XVI),分别对29例常规放疗患者和12例TTF同步放疗患者进行放疗摆位验证分析,在左右(Lat)、头脚(Lng)和胸背(Vrt)、侧旋(Roll)、侧倾(Pitch)和旋转(Rtn)6个方向上评估放疗摆位中心和治疗计划中心的误差。根据摆位误差数据重新确定计划中心点,并在不改变射野参数的条件下,重新计算剂量分布,评估计划靶区(PTV)和临床靶区(CTV)的 V40、 Dmean、 D98%、 D2%,以及头皮组织的 Dmean、 D20 cm 3、 D30 cm 3。 结果:行TTF同步放疗的患者在佩戴TTF阵列时,摆位误差朝脚方向平均增加了2 mm,最大增加了3.5 mm;朝背方向平均增加了1.3 mm,最大增加了2.7 mm;Roll和Rtn方向的摆位误差均向一侧增加了1.1°。PTV的 V40最大下降了4.78%, D98%最大下降了6%,头皮的 Dmean最大增加2.6%, D20 cm 3最大增加3.2%, D30 cm 3最大增加3.5%。CTV及PTV其余剂量参数偏差均在2%以内。 结论:TTF阵列对患者的Lng和Vrt方向的摆位误差有较明显的影响,并且增加了Roll和Rtn方向的摆位难度,Lat方向和Pitch方向无明显误差;摆位误差过大会明显降低PTV的剂量。
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编辑人员丨1天前
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高度近视眼黄斑劈裂患者黄斑区脉络膜容积特征及其临床意义
编辑人员丨1天前
目的:探讨高度近视眼黄斑劈裂患者的黄斑区脉络膜容积(MCV)的特征及其临床意义。方法:横断面研究。纳入2016年1月至2020年12月于北京大学人民医院眼科门诊就诊的39例(39只眼)高度近视眼黄斑劈裂患者作为黄斑劈裂组,年龄(59.3±6.7)岁,其中男性18例,女性21例;选取年龄、性别、屈光度数匹配但无黄斑并发症的高度近视眼患者39例(39只眼)作为对照组。收集两组患者屈光度数、眼轴长度和最佳矫正视力,并通过加强深度扫描模式的相干光层析成像术(EDI-OCT)获取黄斑中心凹多个部位的视网膜及脉络膜厚度数据,采用MATLAB软件计算该区域的视网膜容积(MRV)及MCV。并根据OCT特征,将黄斑劈裂组进一步分为内层劈裂亚组和外层劈裂亚组,分析2个亚组的MCV特征。计量资料采用独立样本 t检验,并进行Pearson相关性分析及线性回归分析。 结果:黄斑劈裂组和对照组黄斑中心凹下脉络膜厚度分别为(74.9±59.3)和(155.6±47.1)μm,MCV分别为(2.3±0.8)和(5.3±1.0)mm 3,差异均有统计学意义( t=-6.649,-15.229; P<0.01)。两组患者黄斑中心凹下脉络膜厚度与视网膜厚度无相关性( r=0.103,0.214; P>0.05),但两组MCV与MRV都具有相关性,黄斑劈裂组黄斑区MCV与MRV呈负相关( y=-2.90 x+18.48; r2=0.47, P=0.01),对照组黄斑区MCV与MRV呈正相关( y=0.74 x+2.02; r2=0.64, P=0.01)。黄斑劈裂组的最佳矫正视力与MCV呈正相关( r=0.677, P<0.05)。内层(19只眼)及外层(15只眼)黄斑劈裂亚组的MCV分别为(2.80±0.81)和(1.92±0.27)mm 3,差异有统计学意义( t=4.610, P<0.05)。 结论:高度近视眼黄斑劈裂患者的黄斑区MCV明显变小,这可能与该疾病的发病机制相关;MCV越小,视网膜外层血供来源越匮乏,黄斑劈裂越严重,MRV越大。 (中华眼科杂志,2021,57:419-425)
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编辑人员丨1天前
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定位像扫描参数对胸部CT影像质量和辐射剂量影响的模体研究
编辑人员丨1天前
目的:探讨胸部CT定位像扫描参数(X射线管投照角度和管电压)的选择对图像质量和辐射剂量的影响规律,为临床实践中成像参数的选择提供指导。方法:选择不同扫描参数对成人胸部拟人模体进行定位像采集,X射线管投照角度(0°、90°和180°)、管电压(70、80、100、120和140 kV)和管电流(25 mA)共15种组合。根据所得定位像进行胸部螺旋扫描,扫描条件为Assist kV、Smart mA(设备允许最大范围)、探测器宽度80 mm,螺距0.992∶1,旋转时间0.5 s,扫描长度330 mm, 层厚5 mm,噪声指数(NI)10,迭代指数(ASiR-V)前置为30%,后置50%。记录螺旋扫描管电压、4个层面(肺尖、气管分叉、乳腺水平和横膈顶部)管电流量和容积CT剂量指数(CTDI vol)。用热释光剂量计(TLD)测量每次扫描时乳腺器官剂量。所得图像在气管分叉和横膈顶部层面选取感兴趣区(ROI),计算对比噪声比(CNR)。 结果:X射线管投照角度0°时,螺旋扫描管电压自动选择80 kV,定位像管电压改变对4个层面管电流量影响较小,变化范围0~2%(5/230)。X射线管投照角度90°和180°时,螺旋扫描管电压自动选择100 kV,定位像管电压改变对气管分叉层面管电流量影响较大,变化范围14%(29/210)~44%(93/210)。X射线管投照不同角度其CTDI vol差异有统计学意义( P<0.017);乳腺器官剂量、气管分叉层面CNR和横膈顶部层面CNR差异有统计学意义( F=13.027、24.727和10.630, P<0.05)。根据定位像管电压分组,CTDI vol、乳腺器官剂量和两个层面的CNR差异均无统计学意义( P>0.05)。 结论:胸部CT扫描中,定位像参数中X射线管投照角度较管电压对图像质量和辐射剂量影响更显著。
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编辑人员丨1天前
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上腹部低辐射高浓度碘对比剂CT动态容积灌注成像取代常规应用的可行性
编辑人员丨1天前
目的:探讨一站式上腹部低辐射动态容积灌注CT(dVPCT)取代常规上腹部三期扫描、血管成像及灌注成像的可行性。方法:回顾性分析四川省德阳市人民医院2017年4月至2019年6月行上腹部dVPCT检查的患者94例,并顺序选取2019年5月至6月采用常规64层CT(28例)及双源CT(26例)行上腹部常规增强的患者54例进行分析。根据不同对比剂浓度、用量及常规增强扫描机型将上述148例患者分为6组,分别为64层CT常规增强组(28例)、双源CT常规增强组(26例)、60 ml碘海醇(含碘350 mg/ml)dVPCT组(24例)、60 ml碘普罗胺(含碘370 mg/ml)dVPCT组(20例)、60 ml碘美普尔(含碘400 mg/ml) dVPCT组(26例)和80 ml碘美普尔(含碘400 mg/ml)dVPCT组(24例)。评价动脉期及门静脉期肝脏、胰腺及腹主动脉图像的信噪比(SNR)及对比噪声比(CNR),采用方差分析进行比较;进行主观评分,并采用Kruskal-Wallis检验进行比较。记录辐射剂量。结果:各灌注扫描组有效剂量均低于64层CT常规增强组,但高于双源CT常规增强组( P<0.05)。80 ml碘美普尔dVPCT组的CNR、SNR均优于64层CT常规增强组、双源CT常规增强组( P<0.05),并且优于60 ml碘海醇dVPCT组、60 ml碘普罗胺dVPCT组及60 ml碘美普尔dVPCT组( P<0.05),但主观指标较双源CT常规增强组评分低( P<0.05)。各dVPCT组在病灶发现、正常组织及血管的显示、鉴别诊断方面均优于常规增强CT。 结论:上腹部一站式动态容积灌注成像辐射剂量较低,图像质量好,能获得更多的诊断信息,采用高浓度常规增强CT用量(80 ml碘美普尔)能获得更佳的血管、肝脏及胰腺实质图像。
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编辑人员丨1天前
