论文部分内容阅读
目的 近几年，伴随着计算机技术、工业技术、医疗技术的迅猛发展，CT设备技术也在迅速发展[1-3]，CT技术在我国的发展分别经历了实验室阶段及头部CT成像、非螺旋CT时代及体部CT成像、螺旋时代及血管CT成像、多层螺旋CT时代及心脏CT成像阶段。然而，技术的进步是永无止境的，新推出的高端CT就是最好的证明。2005年，西门子在美国放射学会年会（简称RSNA年会）发布了首台双源CT，成为当年RSNA年会最受瞩目的高端CT，仅隔两年，在2007年的RSNA年会上，GE、Philips和东芝分别推出了宝石CT、BrillianceiCT和320排CT，向西门子的双源CT发出了挑战。在RSNA2009上，国际CT设备生产商争先展示了各自的CT新产品，有向探测器宽度方向发展的，如“128排CT”（飞利浦BrillianceiCT）和“320排CT”（东芝AquilionOne）;有向双球管高时间分辨率方向发展的，如“新双源CT”（西门子DefinitionFlash）;以及向高分辨和能谱方向发展的，如“宝石CT”（通用电气DiscoveryHD-750）。这些高端CT产品，经过近多年的临床验证和部分软件的正式开发应用后，在很多大型医院的临床放射成像的应用已经趋于成熟，因此，分析这些高端CT成像质量的差异对临床应用与研究有很大价值[4-6]。而目前对于这些高端CT成像质量的比较还没有研究，这为本研究提供了研究意义和创新性。 本研究探讨了使用统一头部模体（美国模体实验室的Catphan500CT模体）时，不同品牌高端CT在临床常规剂量和100mAs低剂量扫描条件下分别采用迭代和FBP重建算法情况下，不同CT机由于自身内部结构和采用技术特点的不同而产生的图像质量之间的差异，并分析差异产生的原因及重建算法的影响。 材料和方法 一.研究对象 本研究采用Catphan500CT模体（PhantomLaboratory,Cambridge，NY）作为模拟的头颅样本，在临床常规mAs扫描条件和低剂量100mAs扫描条件下，采用不同品牌高端CT机对此体模进行头部轴位扫描。 二、实验设备 本研究采用各品牌的最新高端螺旋CT，具体机型为:256iCT(PhilipsBrilliance256iCT，配备iDose迭代重建算法)，640CT(ToshibaAquilionOne，配备AIDR3D迭代重建算法)，新双源CT（西门子SOMATOMDefinitionFlash，配备IRIS迭代重建算法），宝石CT（GEDiscoveryHD-750，配备ASIR迭代重建算法）。 三、实验方法 实验思路:我们分别用飞利浦256层128排MSCT(BrillianceiCT，配备iDose迭代重建算法)，东芝640层320排MSCT（AquilionOne，配备AIDR3D迭代重建算法），西门子新双源CT（SOMATOMDefinitionFlash，配备IRIS迭代重建算法），通用电气宝石CT（DiscoveryHD-750，配备ASIR迭代重建算法），采用头部非螺旋轴向扫描方式，通过固定KV(120kv)，降低mAs的方式对Catphan500CT模体进行扫描，对于每个品牌高端CT机分别进行两个剂量组的图像扫描实验:A组为临床常规剂量组，B组低剂量组(100mAs);每组原始图像用L3等级迭代和FBP两种重建算法进行三维图像重建，共得到16组DICOM图像。比较四台高端CT产品相同剂量组结合相同重建算法的图像的优良指数的之间差异，进行图像优劣的排序。对相同品牌CT产品扫描得到的原始图像用两种重建算法重建后的图像优良指数的差异，进而分析重建算法对不同品牌CT产品图像质量的影响。最后分析原因，得出结论。 结果 一、不同品牌高端CT之间图像质量的比较 对不同机器之间FOM的方差分析与两两比较结果显示在不同剂量和重建算法条件下，四台CT机之间优良指数存在差异如下: (1)临床常规剂量并用FBP重建条件下，四台机器之间图像的FOM存在差异，飞利浦256iCT的优良指数高于GE宝石CT和东芝640CT:256iCT=新双源CT＞宝石CT=640CT=新双源CT。 (2)临床常规剂量并用迭代重建条件下，四台机器之间图像FOM存在差异，西门子新双源CT的优良指数高于GE宝石CT和东芝640CT:新双源CT=256iCT＞宝石CT=640CT=256iCT。 (3)100mAs低剂量并用FBP重建条件下，四台机器之间图像FOM存在差异，西门子新双源CT的优良指数高于宝石CT:新双源CT=256iCT=640CT＞宝石CT=256iCT=640CT。 (4)100mAs低剂量并用迭代重建条件下，四台机器之间图像FOM存在差异，GE宝石CT的优良指数显著低于其它三台CT:256iCT=640CT=新双源CT＞宝石CT。 二、重建算法对不同品牌高端CT图像质量的影响 (1)四台高端CT在120kv/100mAs低剂量下，使用迭代重建图像的优良指数与使用传统FBP图像优良指数相比有显著性的提高。 (2)在临床常规剂量下，256iCT两种算法图像的优良指数无显著性差别，其它三台CT使用迭代重建图像的优良指数与使用传统FBP图像优良指数相比有显著性的提高。 三、不同品牌高端CT图像MTF的比较 总体来看，四台产品之间GE宝石CT的MTF值最大，即宝石CT的空间分辨率高于新双源CT、640CT和256iCT。 结论 (1)在120kv/临床常规mAs扫描条件下，飞利浦256iCT和西门子新双源CT图像优良指数较好;在120kv/100mAs扫描条件下，飞利浦256iCT、西门子新双源CT和东芝640CT图像优良指数较好。 (2)相比FBP技术，迭代算法能在显著降低剂量的同时选择性去除噪声，获得较好的图像质量。 (3)GE的宝石CT的空间分辨率大于其它三个品牌高端CT。