GE HDCT自適應(yīng)迭代重建和能譜成像的應(yīng)用研究.pdf

1、第一部分顱腦CT自適應(yīng)迭代重建與濾波反投影重建的比較
　　目的:在不同毫安秒(mAs)條件下，將自適應(yīng)迭代重建算法(Adaptive StatisticalIterative Reconstruction，ASIR)與濾波反投影法(Filtered Back Projection，F(xiàn)BP)以不同比例混合的方式對(duì)顱腦CT圖像進(jìn)行重建，比較所得圖像的圖像質(zhì)量差異。
　　方法:本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審核通過。利用GE HDCT(D

2、iscovery CT750 HD)掃描儀，對(duì)40例主訴為頭痛、頭暈的患者（男19例，女21例，平均年齡69.5±11.2歲），采用兩種不同毫安秒條件（300mAs和200mAs，其中300mAs為顱腦掃描的常規(guī)條件）進(jìn)行顱腦CT掃描，對(duì)所得原始數(shù)據(jù)分別進(jìn)行FBP法(0％ASIR)和不同比例ASIR-FBP混合法(30％ ASIR，50％ ASIR，70％ ASIR和90％ASIR)重建，并對(duì)所得的10個(gè)序列圖像進(jìn)行隨機(jī)化排序。由兩名1

3、0年以上CT工作經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)生采用雙盲法對(duì)每例患者的10個(gè)序列圖像的正常結(jié)構(gòu)顯示度、病灶的顯示度、圖像對(duì)比及診斷信心四個(gè)方面做出主觀評(píng)分，并測量感興趣區(qū)(Region Of Interest，ROI)的CT值標(biāo)準(zhǔn)差(Standard Deviation，SD)，同時(shí)記錄兩種掃描條件下容積劑量指數(shù)(Volume CT Dose Index，CTDIvol)和劑量長度乘積（Dose Length Product，DLP），使用SPSS13

4、.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果:在200mAs掃描條件下采用50％ ASIR重建算法與300mAs條件下的FBP重建算法所得的圖像質(zhì)量差別沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，而200mAs條件下的FBP重建算法與300mAs條件下的FBP重建算法所得圖像質(zhì)量差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)論:與傳統(tǒng)FBP重建算法比較，在顱腦CT檢查中利用ASIR重建技術(shù)能在降低1/3的輻射劑量條件下不影響圖像診斷質(zhì)量。
　　第二部

5、分 CT能譜成像在早期肺癌及縱隔淋巴結(jié)鑒別中的應(yīng)用研究
　　第一章實(shí)性、半實(shí)性及磨玻璃結(jié)節(jié)型肺癌CT能譜成像參數(shù)比較
　　目的:比較實(shí)性、半實(shí)性及磨玻璃結(jié)節(jié)型肺癌能譜成像參數(shù)的差異，觀察三種類型的肺癌在CT能譜成像中是否具有相似的強(qiáng)化特征，為后續(xù)肺癌和良性病變鑒別研究提供理論依據(jù)。方法:本項(xiàng)研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審核通過?；颊呔蛐夭縓線或CT平掃發(fā)現(xiàn)異常而申請(qǐng)CT增強(qiáng)掃描檢查，掃描序列包括全肺低劑量常規(guī)平掃，小視野病灶能譜增

6、強(qiáng)掃描，全肺低劑量常規(guī)增強(qiáng)掃描。收集到2011年10月至2012年12月間的257例患者，根據(jù)手術(shù)病理結(jié)果，最終共有64例肺癌患者納入本研究，共檢出21個(gè)實(shí)性結(jié)節(jié)（組A1），23個(gè)半實(shí)性結(jié)節(jié)（組A2）和20個(gè)磨玻璃結(jié)節(jié)（組A3），均經(jīng)肺結(jié)節(jié)切除+淋巴結(jié)清掃病理證實(shí)為Ⅰ期肺癌。選取3個(gè)不同感興趣區(qū)記錄病灶的CT值、水含量(Water Concentration，WC)、碘含量(Iodine Concentration，IC)和有效原子序數(shù)

7、(Effective Atomic Number, Zeff)并分別計(jì)算其平均值，同時(shí)計(jì)算40keV至140keV虛擬單能量圖像(VirtualMonochromatic Images，VMIs)病灶CT值的變化值(vHU)，同樣方法記錄正常肺組織和胸壁肌肉組織的上述能譜參數(shù)值，利用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)分析軟件包分別對(duì)vHU，IC，WC，Zeff及40，70，140keV虛擬單能量圖像的CT值進(jìn)行單因素方差分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)

8、學(xué)意義。結(jié)果:病灶CT值和WC均顯示三組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)，vHU和IC均顯示三組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，Zeff顯示組A1與組A2間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，但均與組A3間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。正常肺組織和胸壁肌肉組織各能譜參數(shù)三組間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。結(jié)論:實(shí)性、半實(shí)性和磨玻璃結(jié)節(jié)型肺癌具有相似的碘含量和能譜曲線變化特征。能譜參數(shù)vHU和IC間及70keV圖像的CT值和

9、WC間呈正相關(guān)。
　　第二章 CT能譜成像在早期肺癌與肺良性病變鑒別診斷中的應(yīng)用
　　目的:探討CT能譜成像在早期肺癌與肺良性病變鑒別診斷中的應(yīng)用價(jià)值。方法:本項(xiàng)研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審核通過。患者來源、掃描方式及能譜參數(shù)的獲取同第二部分第一章。根據(jù)隨訪結(jié)果，最終共有88例患者納入本研究，共檢出64個(gè)Ⅰ期肺癌結(jié)節(jié)（64例患者，組A，病灶數(shù)n=64）和35個(gè)肺良性病灶（25例患者，其中一例患者同時(shí)檢出一個(gè)肺癌結(jié)節(jié)和一個(gè)良性結(jié)節(jié)）

10、，良性病灶進(jìn)一步分為活動(dòng)性炎性病灶組（13例患者，組B，病灶數(shù)n=20）和良性結(jié)節(jié)組（12例患者，組C，病灶數(shù)n=15）。因?qū)嵭苑伟雽?shí)性肺癌及磨玻璃肺癌具有相似的vHU和IC，而CT值、WC和Zeff間有較大差異，因此在對(duì)CT值，WC和Zeff的統(tǒng)計(jì)分析中將肺癌組進(jìn)一步分為實(shí)性結(jié)節(jié)組（組A1），半實(shí)性結(jié)節(jié)組（組A2）和磨玻璃結(jié)節(jié)組（組A3），而對(duì)vHU，IC和能譜曲線的統(tǒng)計(jì)分析將三種肺癌結(jié)節(jié)統(tǒng)一歸為肺癌組，利用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)分

11、析軟件包對(duì)上述能譜參數(shù)進(jìn)行單因素方差分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。同時(shí)繪制早期肺癌與肺良性病變鑒別時(shí)的受試者工作特征曲線（Receiver Operating Characteristic Curve，ROC曲線）并記錄能譜參數(shù)的曲線下面積(Area Under the Curve，AUC)、診斷閾值、敏感性及特異性。結(jié)果:病灶CT值和WC顯示組A1、組B及組C間的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05);其余各組間的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意

12、義(P＜0.05)。vHU和IC顯示組A與組C間及組B與組C間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，組A與組C間vHU和IC的曲線下面積分別為0.865和0.835;但組A與組B間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。Zeff顯示組A1、組A2、組B及組C各組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，但均與組A3間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。當(dāng)vHU診斷閾值定為112.55或當(dāng)IC診斷閾值定為14.61時(shí)，鑒別早期肺癌與肺良性結(jié)節(jié)的敏感性及

13、特異性分別為82.4％和80％。結(jié)論:CT能譜成像提供了比常規(guī)CT值更多的診斷信息，其中vHU和IC間及70keV圖像的CT值和WC間呈正相關(guān)，增強(qiáng)掃描vHU和IC有助于鑒別早期肺癌與肺良性結(jié)節(jié)。
　　第三章 CT能譜成像在良惡性縱隔淋巴結(jié)鑒別中的應(yīng)用
　　目的:比較縱隔良惡性淋巴結(jié)CT能譜成像參數(shù)的差異，探討CT能譜成像在縱隔良惡性淋巴結(jié)鑒別診斷中的應(yīng)用價(jià)值。方法:本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審核通過?；颊邅碓醇皰呙璺绞酵诙?/p>

14、分第一章，根據(jù)隨訪結(jié)果，最終篩選出其中的30例患者（本研究充分考慮患者的輻射劑量，在能譜成像中以肺部病灶為掃描靶區(qū)，因此收集到的縱隔淋巴結(jié)數(shù)量較少）。一名十年以上CT工作經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生將手術(shù)病理淋巴結(jié)所示位置與CT圖像中淋巴結(jié)位置進(jìn)行認(rèn)真匹配校對(duì)，共納入20枚惡性淋巴結(jié)和27枚良性淋巴結(jié)。納入標(biāo)準(zhǔn)如下:淋巴結(jié)長徑≥1cm，其中病理診斷惡性淋巴結(jié)7枚，CT診斷惡性淋巴結(jié)13枚（診斷標(biāo)準(zhǔn):肺惡性腫瘤+縱隔淋巴結(jié)多發(fā)且長徑≥2cm）;病理診斷良性

15、淋巴結(jié)12枚，其余15枚良性淋巴結(jié)中6枚因肺內(nèi)病灶得到病理證實(shí)為良性病變而歸入良性淋巴結(jié)，9枚淋巴結(jié)經(jīng)CT隨訪診斷為肺活動(dòng)性炎癥及良性淋巴結(jié)（診斷標(biāo)準(zhǔn)，患者經(jīng)正規(guī)抗炎治療2周內(nèi)復(fù)查CT顯示肺內(nèi)病灶明顯縮小或消失）。能譜參數(shù)的獲取方法同第二部分第一章，利用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)分析軟件包分別對(duì)vHU，IC，WC，Zeff及40，70，140keV虛擬單能量圖像的CT值進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果:兩組正常肺組織、

16、胸壁肌肉組織及淋巴結(jié)的各能譜參數(shù)間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。結(jié)論:本研究結(jié)果初步表明單期增強(qiáng)CT能譜成像難以對(duì)縱隔淋巴結(jié)進(jìn)行良惡性鑒別診斷。分析可能原因如下:1，上腔靜脈造影劑硬化偽影對(duì)縱隔2、4組淋巴結(jié)能譜參數(shù)測量產(chǎn)生影響;2，病理結(jié)果中某一組淋巴結(jié)中有多枚檢出癌轉(zhuǎn)移，另有幾枚未檢出癌轉(zhuǎn)移，此時(shí)影像學(xué)對(duì)該類淋巴結(jié)很難做到完全一一對(duì)應(yīng)，本研究中僅將CT圖像中對(duì)應(yīng)組別中較大的淋巴結(jié)納入惡性淋巴結(jié)組，可能會(huì)產(chǎn)生假陽性結(jié)果;3，臨床