基于多模型的迭代重建(ASiR-V)算法结合双低技术在头颈CTA中的应用研究

摘要

第一部分 基于多模型的迭代重建（ASiR-V）算法对头颈部CT扫描图像质量及辐射剂量影响的体模研究 研究目的： 探讨前置基于多模型的迭代重建（ASiR-V）算法在头颈部体模CT扫描中图像质量的变化规律及辐射剂量的降低程度，初步探讨能够优化图像质量和辐射剂量的较佳前置ASiR-V权重。 材料和方法： 采用人体头颈部仿真模型和Revolution CT机。对头颈部体模进行扫描，管电压120 kVp、自动管电流（10～740 mA）、转速0.5s/圈，螺距0.984：1。根据设置不同前置ASiR-V权重（0~100%，间隔10%），共扫描11组图像；记录各组CTDIvol、DLP，绘制变化曲线图。分析各组图像CT值、噪声值、图像主观评分以及辐射剂量随ASiR-V权重的变化。 结果： 1.随着前置ASiR-V权重逐渐增加，辐射剂量逐渐降低，且在40%~50%前置ASiR-V水平，降低幅度较显著，50%前置ASiR-V水平以后辐射剂量降低幅度逐渐减低。40%及50%前置ASiR-V时辐射剂量分别降低约40.34%、49.24%。 2.随着前置ASiR-V权重的逐渐增加，CT值无明显变化，图像噪声逐渐增加，在0~40%前置ASiR-V水平，图像主观评分基本稳定，图像质量无显著差别。50%~100%前置ASiR-V水平，各组主观评分均呈逐渐降低趋势，图像质量明显逐渐下降。 结论： 前置ASiR-V可降低辐射剂量，并且保证图像质量，40%~50%ASiR-V前置水平辐射剂量降低显著，40%时图像质量最佳。 第二部分 基于多模型的迭代重建（ASiR-V）算法结合双低技术在头颈 CTA 中的临床应用研究 研究目的： 探讨基于多模型迭代重建算法（ASiR-V）联合低对比剂用量和低管电压在（GE Revolution CT）头颈 CTA扫描中的可行性。 材料和方法： 将2017年1月至2017年6月期间郑州大学第一附属医院收治的拟行头颈部血管成像检查患者90例（男47例，女43例，年龄17岁~75岁，平均年龄（59.34±9.53）岁，随机分为对照组（A组）和实验组（B、C组）三组，每组 30例。对照组（A 组）采用碘量 315 mg I/Kg 、管电压120 kVp 、前置0%ASiR-V进行扫描及FBP进行重建；实验组B 组采用碘量 315 mg I/Kg 、管电压120 kVp 、前置40%ASiR-V进行扫描及后置60%ASiR-V进行图像重建；实验组C组用碘量245 mg I/Kg 、管电压80 kVp 、前置40%ASiR-V进行扫描及后置60%ASiR-V进行图像重建，其余扫描参数一致。记录两组患者双侧颈总动脉分叉处、基底动脉1/2处及双侧大脑中动脉水平部1/2处 CT 值及各自同层的胸锁乳突肌、颞肌及脑实质 CT 值作为本底值，SD值作为噪声值，记录CT 容积剂量指数（CTDIvol）、剂量长度乘积（DLP），根据公式计算碘负荷、有效辐射剂量（ED）、对比度、对比噪声比（CNR）、信噪比（SNR），两位放射科医师采盲法对图像质量（VR、MIP及CPR）进行主观评分（5分制）。计量资料采用均数±标准差表示，各组间性别差异比较采用卡方检验，多组间均数的比较采用方差分析，各组间两两比较采用LSD-t检验，评价两观察者间一致性采用Kappa检验。以P<0.05为差异有统计学意义。 结果： 1.对照组A组及实验组B、C组三组间性别分布差异无统计学意义（χ2=0.000，P>0.05），另四组间年龄、身高、体重及体质指数分布差异亦均无统计学 意义（F=0.473，F=1.134，F=0.696，F=0.026，P均>0.05）。 2.对照组A组及实验组B、C组三组间头颈部各动脉血管内CT值比较差异有统计学意义（P<0.001），两两比较，对照组A组与实验组B间各血管内CT值差异均无统计学意义（P均>0.05），对照组A组与实验组C间各血管内CT值差异均有统计学意义（P均<0.001），实验组B组与实验组C间各血管内CT值差异均有统计学意义（P均<0.001）。 3.对照组A组及实验组B、C组三组间噪声差异无统计学意义（P>0.05）。 4.对照组 A 组及实验组 B、C 组三组于右侧颈总动脉信噪比分别为（85.59±29.51）、（95.46±63.53）及（134.24±94.59），（F=4.296，P<0.05）、左颈总动脉分别为（78.32±28.96）、（90.42±52.85）及（114.88±39.52），（F=6.009，P<0.05）、基底动脉分别为（76.66±31.81）、（61.06±16.42）及（100.01±36.01），（F=10.179，P<0.001）、右侧大脑中动脉分别为（72.57±26.85）、（64.33±20.79）及（107.44±36.01），（F=20.180，P<0.001）、左侧颈总动脉分别为（66.74±27.99）、（69.58±30.57）及（98.86±27.11），（F=11.972，P<0.001）。将各个血管的噪声比进行两两比较可得对照组A组与实验组B组间差异无统计学意义（P>0.05），对照组A组与实验组C组间差异有统计学意义（P<0.05），实验组B组与实验组C组间差异有统计学意义（P<0.05）。 5.对照组A组及实验组B、C组三组于右侧颈总动脉对比噪声比分别为（74.16±26.92）、（82.94±57.73）及（121.35±88.53），（F=4.765,P<0.05）、左颈总动脉分别为（68.87±25.48）、（78.77±46.76）、及（103.45±35.79），（F=7.371,P<0.05）、基底动脉分别为（65.36±15.71 ）、（51.33±13.66 ）及（87.99±41.94 ），（F=11.410,P<0.001）、右侧大脑中动脉分别为（66.59±25.22）、（58.60±19.59）及（100.63±34.66），（F=21.115,P<0.001）、左侧大脑中动脉分别为（60.68±25.82）、（61.07±28.07）及（93.03±26.75），（F=13.918,P<0.001）。将各个血管的对比噪声比进行两两比较可得对照组A组与实验组B组间差异无统计学意义（P>0.05），对照组A组与实验组C组间差异有统计学意义（P<0.05），实验组B组与实验组C组间差异有统计学意义（P<0.05）。 6.对照组A组及实验组B、C组三组CT容积剂量指数（CTDIvol）分别为（13.27±1.37）mGy、（10.38±1.29）mGy及（4.88±0.27）mGy，（F=453.203,P<0.001），实验组B、C两组较A组分别降低了22.78%和63.22%，实验组C组较实验组B组降低 52.99%；剂量长度乘积（DLP ）分别为（530.10±65.81)mGy-cm、（406.65±64.33）mGy-cm及（196.25±17.08）mGy-cm，（F=292.673，P<0.001），实验组B、C两组较A组分别降低了23.27%和62.97%，实验组C组较实验组B组降低51.74%；有效辐射剂量（ED）分别为（2.86±0.36）mSv、（2.20±0.35） mSv及（1.05±0.09）mSv，（F=292.673,P<0.001），实验组B、C两组较A组分别降低了23.27%和62.97%，实验组C组较实验组B组降低51.74%。 7.对照组 A 组及实验组 B、C 组三组碘负荷量分别为（21.26±2.76 ）、（20.55±2.54）及（16.51±2.04），对照组A组及实验组B组两组与实验组C组比较差异均有统计学意义（P<0.001），实验组C组较对照组A组及实验组B组降低了22.22%。 8.对照组 A 组及实验组 B、C 组三组主观评分分别为（4.03±0.669 ）、（4.10±0.607）、（3.93±0.640），三组间主观评分差异无统计学意义（F=0.517，P>0.05）。两名放射科医师对图像质量主观评分的一致性较好，Kappa 值>0.75 （P<0.001）。 结论： 双低技术结合ASiR-V算法进行头颈 CTA 扫描，不仅降低患者辐射剂量和碘剂量，而且能保证图像质量，满足诊断需要。

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