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目的: 1.验证常规剂量下基于IMR算法的图像质量优于FBP、iDose4算法。 2.探讨低剂量下IMR技术是否依然能达到对颅脑低对比度病变的诊断准确性并优于FBP、iDose4算法。 方法: 1.病例资料 收集大连医科大学附属第二医院于2018年3月至2019年1月接受颅脑CT扫描成像的可疑颅脑低对比度病变(急性脑梗死、脑白质脱髓鞘和脑出血)的患者40例,分为A、B两组,每组均为20例,分别行低剂量(100KV)和常规剂量(120KV)扫描,A组男9例,女11例,平均年龄(60.8±9.3)岁,身体质量指数(Body Mass Index,BMI)为(20.8±1.7)kg/m2。B组男7例,女13例,平均年龄为(61.1±8.6)岁,身体质量指数(BMI)为(21.6±1.5)kg/m2。一般临床资料如年龄,性别和BMI在两组之间没有显著差异,具有可比性。 2.设备和方法 采用Philips Brilliance256层iCT扫描,患者取仰卧位,基准线为昕眦线,从后颅窝扫描至颅顶,从足部持续扫描至头部。扫描参数:管电压A组(100KV),B组(120KV),根据患者体重指数管电流采用自动毫安调节,其他扫描参数均一致,准直器宽度为128×0.625mm,间距为0.91mm,层厚3mm,FOV23cm×20cm,矩阵512×512。MRI作为参考,急性脑卒中患者必须扫描DWI序列。 3.辐射剂量分析 分别记录两组CT检查设备自动生成的CT剂量长度积(dose length product,DLP)和CT体积剂量指数(computed tomographic dose index volume,CTDIvol)。计算有效辐射剂量[effective dose,ED(mSv)]。 4.图像质量评估方法 (1)图像质量的客观评估 A、B两组的源数据分别采用全模型迭代重建(iterative model reconstruction,IMR)、高级混合迭代重建(hybrid iterative reconstruction,HIR)中的iDose4及滤波反投影(Filtering Back-Projection,FBP)三种方法重建图像。选取基底神经节层面作为感兴趣区(Region Of Interest,ROI),豆状核作为灰质ROI,内囊后肢作为白质ROI,脑脊液ROI选取侧脑室前角,尽可能避开脉络丛。分别测量灰质,白质及脑脊液的平均CT值和背景噪声值(SD),并根据公式分别计算出感兴趣区信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)。低对比度病变的处理:选足够大病灶ROI,在病灶健侧选取相同大小ROI,测量CT值,求两者CT值差异,若对侧存在病变,则选取病灶邻近正常脑组织(与病灶同为灰质或白质)进行测量,筛选CT值差异<10HU的病灶,即为低对比度病变。以上所有CT值、SD值均固定ROI并重复测量3次,求平均值。 (2)图像质量的主观评估 重建后的图像请两位在中枢神经系统疾病诊断有丰富经验的放射科医师进行独立的主观评分。评分内容包括:(1)正常脑组织评价分级:主要观察脑组织解剖结构,如大脑半球灰、白质分界,脑沟、脑池、脑室显示、图像颗粒感、图像伪影程度。(2)对低对比度病变的评价:主要观察病变的轮廓显示情况及诊断信心度。对所获得的结果进行一致性检验分析。当两名医师评价结果不一致时,需请一名20年以上经验的中枢神经系统医师判定差异最终达成共识评分。 5.统计学方法分析 使用SPSS22.0统计分析软件进行统计学分析。通过独立样本t检验和卡方检验(x2)检测A、B两组的临床资料。使用独立样本t检验比较两组的CT体积剂量指数、剂量长度乘积和有效辐射剂量。采用单因素方差分析比较两组组内IMR、iDose4及FBP重建图像的客观评价指标,采用独立样本t检验比较两组间IMR重建图像的客观评价指标。使用Friedman检验比较两组组内IMR、iDose4及FBP重建图像及颅脑低对比度病变的主观评价指标,两组间IMR重建的主观评价指标采用Mann-Whitney U检验。利用Kappa检验行一致性检验分析2名医师的图像质量主观评分。P<0.05为差异具有统计学意义。 结果: 两组平均辐射剂量对比: A组(100KV)较B组(120KV)时CTDIvol、DLP及ED分别降低47.91%和39.1%和38.73%。 客观图像质量分析: 100KV扫描条件下,IMR算法的信噪比(SNR)、对比信噪比(CNR)方面均高于IDose4及FBP算法,其差异均有统计学意义(P<0.05)。在100KV扫描时,IMR算法的背景噪声值(SD)低于iDose4和FBP算法,差异具有统计学意义(P<0.05)。由于信噪比及对比信噪比均反映图像质量优良的指标,其值越高说明图像质量越优,即目标颅脑解剖结构的背景噪声值越低说明对脑组织成像质量越高,由此可见IMR算法的图像质量明显优于iDose4及FBP算法。 120KV与100KV组之间IMR算法的信噪比(SNR),对比信噪比(CNR),CT值和背景噪声值(SD)的比较:120KV组和100KV组的灰质及白质CT值有统计学差异,灰质及白质在100KV组CT值略低于120KV组,然而,两组之间的背景噪声,信噪比和对比信噪比没有显著差异,表明低剂量扫描和正常剂量扫描在成像质量方面并没有明显的劣势。 主观图像质量分析: 该研究的结果表明,在图像主观评分上,100KV组和120KV组的IMR算法的图像得分均高于iDose4及FBP,并且在100KV和120KV组之间IMR重建算法的得分没有统计学差异。 结果表明,在相同剂量扫描下,对颅脑低对比度病变及脑组织解剖结构观察中,IMR算法优于iDose4及FBP。并且IMR联合低剂量扫描下显示颅脑低对比度病变与常规剂量之间没有显著差异。 结论: 1.IMR技术在常规及一定范围的低剂量扫描下拥有较传统的FBP、iDose4技术更好的图像质量。 2.在低剂量扫描下IMR较FBP、iDose4对于颅脑低对比度病变(5~10HU)的诊断具有较高的准确率。