不同品牌高端CT產(chǎn)品基于體模的成像質(zhì)量的比較.pdf

1、目的
　　近幾年，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、工業(yè)技術(shù)、醫(yī)療技術(shù)的迅猛發(fā)展，CT設(shè)備技術(shù)也在迅速發(fā)展[1-3]，CT技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展分別經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)室階段及頭部CT成像、非螺旋CT時(shí)代及體部CT成像、螺旋時(shí)代及血管CT成像、多層螺旋CT時(shí)代及心臟CT成像階段。然而，技術(shù)的進(jìn)步是永無止境的，新推出的高端CT就是最好的證明。2005年，西門子在美國(guó)放射學(xué)會(huì)年會(huì)（簡(jiǎn)稱RSNA年會(huì)）發(fā)布了首臺(tái)雙源CT，成為當(dāng)年RSNA年會(huì)最受矚目的高端CT，僅隔兩年

2、，在2007年的RSNA年會(huì)上，GE、Philips和東芝分別推出了寶石CT、BrillianceiCT和320排CT，向西門子的雙源CT發(fā)出了挑戰(zhàn)。在RSNA2009上，國(guó)際CT設(shè)備生產(chǎn)商爭(zhēng)先展示了各自的CT新產(chǎn)品，有向探測(cè)器寬度方向發(fā)展的，如“128排CT”（飛利浦BrillianceiCT）和“320排CT”（東芝AquilionOne）;有向雙球管高時(shí)間分辨率方向發(fā)展的，如“新雙源CT”（西門子DefinitionFlash）;

3、以及向高分辨和能譜方向發(fā)展的，如“寶石CT”（通用電氣DiscoveryHD-750）。這些高端CT產(chǎn)品，經(jīng)過近多年的臨床驗(yàn)證和部分軟件的正式開發(fā)應(yīng)用后，在很多大型醫(yī)院的臨床放射成像的應(yīng)用已經(jīng)趨于成熟，因此，分析這些高端CT成像質(zhì)量的差異對(duì)臨床應(yīng)用與研究有很大價(jià)值[4-6]。而目前對(duì)于這些高端CT成像質(zhì)量的比較還沒有研究，這為本研究提供了研究意義和創(chuàng)新性。
　　本研究探討了使用統(tǒng)一頭部模體（美國(guó)模體實(shí)驗(yàn)室的Catphan500CT

4、模體）時(shí)，不同品牌高端CT在臨床常規(guī)劑量和100mAs低劑量掃描條件下分別采用迭代和FBP重建算法情況下，不同CT機(jī)由于自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)和采用技術(shù)特點(diǎn)的不同而產(chǎn)生的圖像質(zhì)量之間的差異，并分析差異產(chǎn)生的原因及重建算法的影響。
　　材料和方法
　　一.研究對(duì)象
　　本研究采用Catphan500CT模體（PhantomLaboratory,Cambridge，NY）作為模擬的頭顱樣本，在臨床常規(guī)mAs掃描條件和低劑量100mA

5、s掃描條件下，采用不同品牌高端CT機(jī)對(duì)此體模進(jìn)行頭部軸位掃描。
　　二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
　　本研究采用各品牌的最新高端螺旋CT，具體機(jī)型為:256iCT(PhilipsBrilliance256iCT，配備iDose迭代重建算法)，640CT(ToshibaAquilionOne，配備AIDR3D迭代重建算法)，新雙源CT（西門子SOMATOMDefinitionFlash，配備IRIS迭代重建算法），寶石CT（GEDiscove

6、ryHD-750，配備ASIR迭代重建算法）。
　　三、實(shí)驗(yàn)方法
　　實(shí)驗(yàn)思路:我們分別用飛利浦256層128排MSCT(BrillianceiCT，配備iDose迭代重建算法)，東芝640層320排MSCT（AquilionOne，配備AIDR3D迭代重建算法），西門子新雙源CT（SOMATOMDefinitionFlash，配備IRIS迭代重建算法），通用電氣寶石CT（DiscoveryHD-750，配備ASIR迭代重建

7、算法），采用頭部非螺旋軸向掃描方式，通過固定KV(120kv)，降低mAs的方式對(duì)Catphan500CT模體進(jìn)行掃描，對(duì)于每個(gè)品牌高端CT機(jī)分別進(jìn)行兩個(gè)劑量組的圖像掃描實(shí)驗(yàn):A組為臨床常規(guī)劑量組，B組低劑量組(100mAs);每組原始圖像用L3等級(jí)迭代和FBP兩種重建算法進(jìn)行三維圖像重建，共得到16組DICOM圖像。比較四臺(tái)高端CT產(chǎn)品相同劑量組結(jié)合相同重建算法的圖像的優(yōu)良指數(shù)的之間差異，進(jìn)行圖像優(yōu)劣的排序。對(duì)相同品牌CT產(chǎn)品掃描得到

8、的原始圖像用兩種重建算法重建后的圖像優(yōu)良指數(shù)的差異，進(jìn)而分析重建算法對(duì)不同品牌CT產(chǎn)品圖像質(zhì)量的影響。最后分析原因，得出結(jié)論。
　　結(jié)果
　　一、不同品牌高端CT之間圖像質(zhì)量的比較
　　對(duì)不同機(jī)器之間FOM的方差分析與兩兩比較結(jié)果顯示在不同劑量和重建算法條件下，四臺(tái)CT機(jī)之間優(yōu)良指數(shù)存在差異如下:
　　(1)臨床常規(guī)劑量并用FBP重建條件下，四臺(tái)機(jī)器之間圖像的FOM存在差異，飛利浦256iCT的優(yōu)良指數(shù)高于GE寶

9、石CT和東芝640CT:256iCT=新雙源CT＞寶石CT=640CT=新雙源CT。
　　(2)臨床常規(guī)劑量并用迭代重建條件下，四臺(tái)機(jī)器之間圖像FOM存在差異，西門子新雙源CT的優(yōu)良指數(shù)高于GE寶石CT和東芝640CT:新雙源CT=256iCT＞寶石CT=640CT=256iCT。
　　(3)100mAs低劑量并用FBP重建條件下，四臺(tái)機(jī)器之間圖像FOM存在差異，西門子新雙源CT的優(yōu)良指數(shù)高于寶石CT:新雙源CT=256iC

10、T=640CT＞寶石CT=256iCT=640CT。
　　(4)100mAs低劑量并用迭代重建條件下，四臺(tái)機(jī)器之間圖像FOM存在差異，GE寶石CT的優(yōu)良指數(shù)顯著低于其它三臺(tái)CT:256iCT=640CT=新雙源CT＞寶石CT。
　　二、重建算法對(duì)不同品牌高端CT圖像質(zhì)量的影響
　　(1)四臺(tái)高端CT在120kv/100mAs低劑量下，使用迭代重建圖像的優(yōu)良指數(shù)與使用傳統(tǒng)FBP圖像優(yōu)良指數(shù)相比有顯著性的提高。
　　

11、(2)在臨床常規(guī)劑量下，256iCT兩種算法圖像的優(yōu)良指數(shù)無顯著性差別，其它三臺(tái)CT使用迭代重建圖像的優(yōu)良指數(shù)與使用傳統(tǒng)FBP圖像優(yōu)良指數(shù)相比有顯著性的提高。
　　三、不同品牌高端CT圖像MTF的比較
　　總體來看，四臺(tái)產(chǎn)品之間GE寶石CT的MTF值最大，即寶石CT的空間分辨率高于新雙源CT、640CT和256iCT。
　　結(jié)論
　　(1)在120kv/臨床常規(guī)mAs掃描條件下，飛利浦256iCT和西門子新雙源C