新一代迭代重建算法冠狀動(dòng)脈CTA圖像質(zhì)量及輻射劑量的研究.pdf

1、第一部分冠狀動(dòng)脈CTA掃描參數(shù)及重建算法與圖像質(zhì)量相關(guān)性的實(shí)驗(yàn)研究
　　目的:探討基于原始數(shù)據(jù)域的迭代重建(Sinogram AffirmedIterative Reconstruction，SAFIRE)算法與濾波反投影(Filtered BackProjection，F(xiàn)BP)算法冠狀動(dòng)脈CT血管造影(Coronary ComputedTomography Angiography, CCTA)圖像質(zhì)量的相關(guān)性。
　　方法:

2、對置入模擬左、右冠狀動(dòng)脈的仿真體模，采用兩組管電壓(100 kV、120 kV)行雙源CT檢查，將冠狀動(dòng)脈原始圖像在工作站上分別進(jìn)行FBP及SAFIRE兩種算法的圖像重建，測量不同管電壓及不同管電流組的CT值，計(jì)算信噪比(Signal to noise ratio，SNR)、對比噪聲比（Contrast to noise ratio，CNR）、CT值標(biāo)準(zhǔn)差(Standard deviation，SD)，進(jìn)行兩兩多重比較Dunnett t

3、檢驗(yàn);相同管電壓不同重建算法、不同管電壓相同管電流SAFIRE重建方式的兩組SNR、CNR、CT值SD及CT值采用配對t檢驗(yàn)。
　　結(jié)果:兩組管電壓掃描后經(jīng)SAFIRE重建的冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量均明顯優(yōu)于FBP重建;兩組管電壓兩種重建算法圖像，隨著管電流的增加，從200 mA至360 mA圖像質(zhì)量呈改善趨勢，管電流340 mA以上圖像質(zhì)量指標(biāo)趨于穩(wěn)定;兩組管電壓相同管電流SAFIRE重建算法成像其圖像質(zhì)量比較，CNR、SNR和CT值S

4、D差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=5.36、t=2.49，t=21.82，p＜0.05);兩組管電壓成像SAFIRE重建算法與FBP重建算法比較，CT值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.77，t=1.04，p＞0.05）。
　　結(jié)論:隨著管電流的增加，兩種重建算法(SAFIRE、FBP)冠狀動(dòng)脈的圖像質(zhì)量均隨之提高，但管電流到達(dá)一定值（340 mA）后圖像質(zhì)量趨于穩(wěn)定，SAFIRE算法對CT值的影響無顯著性差異;采用SAFIRE算法在相同掃描參數(shù)

5、下可以明顯提高圖像質(zhì)量。
　　第二部分不同管電壓和重建算法冠狀動(dòng)脈CTA輻射劑量的體模研究
　　目的:基于仿真體模的患者器官吸收劑量研究，探討新雙源CT冠狀動(dòng)脈造影SAFIRE算法與FBP算法患者輻射劑量的差異，評價(jià)不同管電壓CCTA的輻射劑量。
　　方法:利用置入模擬左右冠狀動(dòng)脈仿真體模模擬CCTA檢查環(huán)境，采用100kV、120kV管電壓行CCTA檢查，分別進(jìn)行FBP及SAFIRE算法的圖像重建，測量CT值并計(jì)算S

6、NR、CNR、CT值SD。通過體模內(nèi)放置熱釋光劑量計(jì)(Thermoluminescent dosimeters，TLD)，測量在不同管電壓相同管電流成像的器官吸收劑量，讀取CT機(jī)自帶的劑量值，分別計(jì)算兩種方式的有效劑量。對不同CCTA成像條件的圖像質(zhì)量指標(biāo)行配對t檢驗(yàn)。
　　結(jié)果:(1)無論100 kV或120 kV的CCTA檢查，SAFIRE重建算法組圖像質(zhì)量指標(biāo)（CNR、SNR及CT值SD）均優(yōu)于FBP重建算法組，280mA/

7、SAFIRE算法與360mA/FBP算法的圖像質(zhì)量指標(biāo)相近，而360mA組輻射劑量明顯高于280mA組;(2)80 kV至120 kV的CCTA成像，患者器官吸收劑量和有效劑量均逐漸增加;(3)CT機(jī)讀取值轉(zhuǎn)換的有效劑量分別為2.15±0.01 mSv，3.68±0.01 mSv，5.01±0.01 mSv;TLD測量后計(jì)算的有效劑量分別為2.23±0.03 mSv，5.95±0.06 mSv，9.38±0.06 mSv。
　　結(jié)

8、論:SAFIRE算法可明顯降低輻射劑量。在CCTA成像適宜管電壓范圍內(nèi)，患者的器官吸收劑量和有效劑量隨著管電壓升高而增加。CT機(jī)讀取值轉(zhuǎn)換而來的有效劑量低估了實(shí)際輻射劑量水平。
　　第三部分SAFIRE/FBP算法冠狀動(dòng)脈CTA臨床應(yīng)用的對比研究
　　目的:探討新一代迭代重建算法SAFIRE算法與濾波反投影(FBP)算法在冠狀動(dòng)脈CT血管造影(CCTA)臨床應(yīng)用效果。
　　方法:回顧性收集分析80例行雙源CT(Dual

9、 Source ComputedTomography, DSCT)冠狀動(dòng)脈CCTA檢查的患者，記錄患者身高、體重、性別、心率，將80例行雙源CT檢查患者的冠脈原始圖像，在工作站上分別進(jìn)行FBP(A組)及SAFIRE(B組)兩種算法的圖像重建，應(yīng)用秩和檢驗(yàn)對兩組圖像的主觀評分進(jìn)行比較，應(yīng)用t檢驗(yàn)對兩組圖像的客觀指標(biāo)進(jìn)行比較。
　　結(jié)果:(1)A組可評價(jià)的冠脈數(shù)約972條，B組可評價(jià)的冠脈數(shù)約984條;A組主觀圖像質(zhì)量評分約3.66±

10、0.26;B組約為3.70±0.25，兩組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-1.583，P=0.113);A組評分為優(yōu)的冠狀動(dòng)脈787/972(80.1％)高于B組評分為優(yōu)的冠狀動(dòng)脈866/984(88％)，(x2=18.518，p=0.000)。(2)A與B兩組圖像信噪比(SNR)分別為24.45±6.95、32.04±9.13（t=-8.91，p＜0.05）;對比噪聲比(CNR)分別為16.91±5.39、22.03±7.08（t=-5.1