GE HDCT自适应迭代重建和能谱成像的应用研究

【摘要】第一部分颅脑CT自适应迭代重建与滤波反投影重建的比较目的：在不同毫安秒(mAs)条件下,将自适应迭代重建算法(AdaptiveStatisticalIterativeReconstruction,ASIR)与滤波反投影法(FilteredBackProjection,FBP)以不同比例混合的方式对颅脑CT图像进行重建,比较所得图像的图像质量差异。方法：本研究经医院伦理委员会审核通过。利用GEHDCT(DiscoveryCT750HD)扫描仪,对40例主诉为头痛、头晕的患者(男19例,女21例,平均年龄69.5±11.2岁),采用两种不同毫安秒条件(300mAs和200mAs,其中300mAs为颅脑扫描的常规条件)进行颅脑CT扫描,对所得原始数据分别进行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,并对所得的10个序列图像进行随机化排序。由两名10年以上CT工作经验的放射科医生采用双盲法对每例患者的10个序列图像的正常结构显示度、病灶的显示度、图像对比及诊断信心四个方面做出主观评分,并测量感兴趣区(RegionOfInterest,ROI)的CT值标准差(StandardDeviation,SD),同时记录两种扫描条件下容积剂量指数(VolumeCTDoseIndex,CTDIvol)和剂量长度乘积(DoseLengthProduct,DLP),使用SPSS13.0统计分析软件对所得数据进行统计学分析。结果：在200mAs扫描条件下采用50%ASIR重建算法与300mAs条件下的FBP重建算法所得的图像质量差别没有统计学意义(P>0.05),而200mAs条件下的FBP重建算法与300mAs条件下的FBP重建算法所得图像质量差别有统计学意义(P<0.05)。结论：与传统FBP重建算法比较,在颅脑CT检查中利用ASIR重建技术能在降低1/3的辐射剂量条件下不影响图像诊断质量。第二部分CT能谱成像在早期肺癌及纵隔淋巴结鉴别中的应用研究第一章实性、半实性及磨玻璃结节型肺癌CT能谱成像参数比较目的：比较实性、半实性及磨玻璃结节型肺癌能谱成像参数的差异,观察三种类型的肺癌在CT能谱成像中是否具有相似的强化特征,为后续肺癌和良性病变鉴别研究提供理论依据。方法：本项研究经医院伦理委员会审核通过。患者均因胸部X线或CT平扫发现异常而申请CT增强扫描检查,扫描序列包括全肺低剂量常规平扫,小视野病灶能谱增强扫描,全肺低剂量常规增强扫描。收集到2011年10月至2012年12月间的257例患者,根据手术病理结果,最终共有64例肺癌患者纳入本研究,共检出21个实性结节(组A1),23个半实性结节(组A2)和20个磨玻璃结节(组A3),均经肺结节切除+淋巴结清扫病理证实为I期肺癌。选取3个不同感兴趣区记录病灶的CT值、水含量(WaterConcentration,WC)、碘含量(IodineConcentration,IC)和有效原子序数(EffectiveAtomicNumber,Zeff)并分别计算其平均值,同时计算40keV至140keV虚拟单能量图像(VirtualMonochromaticImages,VMIs)病灶CT值的变化值(vHU),同样方法记录止常肺组织和胸壁肌肉组织的上述能谱参数值,利用SPSS13.0统计分析软件包分别对vHU,IC,WC,Zeff及40,70,140keV虚拟单能量图像的CT值进行单因素方差分析,P<0.05为差异有统计学意义。结果：病灶CT值和WC均显示三组间差异有统计学差异(P<0.05),vHU和1C均显示三组间差异无统计学意义(P>0.05),Zeff显示组A1与组A2间差异无统计学意义(P>0.05),但均与组A3间差异有统计学意义(P<0.05)。正常肺组织和胸壁肌肉组织各能谱参数三组间差异均无统计学意义(P>0.05)。结论：实性、半实性和磨玻璃结节型肺癌具有相似的碘含量和能谱曲线变化特征。能谱参数vHU和1C间及70keV图像的CT值和WC间呈正相关。第二章CT能谱成像在早期肺癌与肺良性病变鉴别诊断中的应用目的：探讨CT能谱成像在早期肺癌与肺良性病变鉴别诊断中的应用价值。方法：本项研究经医院伦理委员会审核通过。患者来源、扫描方式及能谱参数的获取同第二部分第一章。根据随访结果,最终共有88例患者纳入本研究,共检出64个1期肺癌结节(64例患者,组A,病灶数n=64)和35个肺良性病灶(25例患者,其中一例患者同时检出一个肺癌结节和一个良性结节),良性病灶进一步分为活动性炎性病灶组(13例患者,组B,病灶数n=20)和良性结节组(12例患者,组C,病灶数n=15)。因实性肺癌、半实性肺癌及磨玻璃肺癌具有相似的vHU和IC,而CT值、WC和Zeff间有较大差异,因此在对CT值,WC和Zeff的统计分析中将肺癌组进一步分为实性结节组(组A1),半实性结节组(组A2)和磨玻璃结节组(组A3),而对vHU,IC和能谱曲线的统计分析将三种肺癌结节统一归为肺癌组,利用SPSS13.0统计分析软件包对上述能谱参数进行单因素方差分析,P<0.05为差异有统计学意义。同时绘制早期肺癌与肺良性病变鉴别时的受试者工作特征曲线(ReceiverOperatingCharacteristicCurve,ROC曲线)并记录能谱参数的曲线下面积(AreaUndertheCurve,AUC)、诊断阈值、敏感性及特异性。结果：病灶CT值和WC显示组A1、组B及组C问的差异均无统计学意义(P>0.05)；其余各组间的差异均有统计学意义(P<0.05)。vHU和IC显示组A与组C间及组B与组C间的差异有统计学意义(P<0.05),组A与组C间vHU和JC的曲线’下面积分别为0.865和0.835；但组A与组B间差异无统计学意义(P>0.05)。Zeff显示组A1、组A2、组B及组C各组间差异无统计学意义(P>0.05),但均与组A3间的差异有统计学意义(P<0.05)。当vHU诊断闽值定为112.55或当IC诊断阈值定为14.61时,鉴别早期肺癌与肺良性结节的敏感性及特异性分别为82.4%和80%。结论：CT能谱成像提供了比常规CT值更多的诊断信息,其中vHU和IC间及70keV图像的CT值和WC间呈正相关,增强扫描vHU和IC有助于鉴别早期肺癌与肺良性结节。第三章CT能谱成像在良恶性纵隔淋巴结鉴别中的应用目的：比较纵隔良恶性淋巴结CT能谱成像参数的差异,探讨CT能谱成像在纵隔良恶性淋巴结鉴别诊断中的应用价值。方法：本研究经医院伦理委员会审核通过。患者来源及扫描方式同第二部分第一章,根据随访结果,最终筛选出其中的30例患者(本研究充分考虑患者的辐射剂量,在能谱成像中以肺部病灶为扫描靶区,因此收集到的纵隔淋巴结数量较少)。一名十年以上CT工作经验的医生将手术病理淋巴结所示位置与CT图像中淋巴结位置进行认真匹配校对,共纳入20枚恶性淋巴结和27枚良性淋巴结。纳入标准如下：淋巴结长径≥1cm,其中病理诊断恶性淋巴结7枚,CT诊断恶性淋巴结13枚(诊断标准：肺恶性肿瘤+纵隔淋巴结多发且长径≥2cm)；病理诊断良性淋巴结12枚,其余15枚良性淋巴结中6枚因肺内病灶得到病理证实为良性病变而归入良性淋巴结,9枚淋巴结经CT随访诊断为肺活动性炎症及良性淋巴结(诊断标准,患者经正规抗炎治疗2周内复查CT显示肺内病灶明显缩小或消失)。能谱参数的获取方法同第二部分第一章,利用SPSS13.0统计分析软件包分别对vHU,IC,WC,Zeff及40,70,140keV虚拟单能量图像的CT值进行独立样本t检验,P<0.05为差异有统计学意义。结果：两组正常肺组织、胸壁肌肉组织及淋巴结的各能谱参数问差异均无统计学意义(P>0.05)。结论：本研究结果初步表明单期增强CT能谱成像难以对纵隔淋巴结进行良恶性鉴别诊断。分析可能原因如下：1,上腔静脉造影剂硬化伪影对纵隔2、4组淋巴结能谱参数测量产生影响；2,病理结果中某一组淋巴结中有多枚检出癌转移,另有几枚未检出癌转移,此时影像学对该类淋巴结很难做到完全一一对应,本研究中仅将CT图像中对应组别中较大的淋巴结纳入恶性淋巴结组,可能会产生假阳性结果；3,临床病理淋巴结取材中可能会有一定的遗漏率,这使得假阳性或假阴性结果的出现成为可能；4,本研究中获得病理诊断病例数相对较少,也可能是产生阴性结果的原因。
【作者】任庆国；
【导师】滑炎卿；
【作者基本信息】复旦大学，影像医学与核医学，2013，博士
【关键词】颅脑；滤波反投影；自适应统计迭代重建；辐射剂量；能谱成像；孤立性肺结节；磨玻璃结节；CT增强扫描；肺癌；能谱CT；肺良性病变；计算机体层摄影；纵隔淋巴结；鉴别诊断；

【参考文献】
[1]黎文航.基于变精度粗糙集理论的焊接动态过程知识建模方法研究[D].上海交通大学,2007.
[2]何希.私募证券投资基金的管理[D].四川大学,工商管理,2003,硕士.
[3]肖艳华.几种安培型生物胺传感器的研究[D].湖南师范大学,分析化学,2013,硕士.
[4]李丽娜.长江口滨岸潮滩大型底栖动物重金属的分布累积及其生态毒理效应[D].华东师范大学,自然地理学,2004,硕士.
[5]郝美云.让心灵感动的艺术[D].华东师范大学,油画,2013,硕士.
[6]黄文钦.火灾下弦支穹顶结构的数值分析与防火保护条件研究[D].华侨大学,结构工程,2013,硕士.
[7]黄丹玲.船舶保险条款下碰撞责任损害赔偿问题研究[D].大连海事大学,法学,2013,硕士.
[8]么巧亭.员工工作压力与离职倾向的关系研究[D].吉林大学,企业管理,2014,硕士.
[9]刘源源.甲状腺结节的中医证型与MSCT灌注成像相关性研究[D].湖北中医药大学,中西医结合临床,2013,硕士.
[10]栗广奉.羟基聚硅氧烷平衡聚合脱挥及反应器研究[D].浙江大学,化学工程,2004,硕士.
[11]姜维喜.预适应联合后适应对大鼠脑缺血/再灌注损伤保护作用及机制研究[D].中南大学,临床医学,2013,博士.
[12]张永磊.语句压缩及其应用研究[D].苏州大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[13]徐亚鑫.TH6213数控镗铣床主轴部件的优化设计[D].苏州大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[14]韩思夏.铁路局物流企业拓展全程物流的发展模式研究[D].北京交通大学,交通运输规划与管理,2013,硕士.
[15]王昊.老路废旧沥青混合料热再生技术的试验研究[D].山东大学,建筑与土木工程,2012,硕士.
[16]殷芳俊.《英语对中国的历史性影响》（节选）翻译项目报告[D].安徽大学,翻译,2014,硕士.
[17]张鑫.基于灰理论的中国股票市场短期组合预测建模研究[D].武汉理工大学,统计学,2012,硕士.
[18]何伟.非法占有若干法律问题研究[D].吉林大学,法律,2013,硕士.
[19]柯善林.金纳米棒组装体的制备及其耦合效应的研究[D].南京航空航天大学,凝聚态物理,2013,硕士.
[20]梁根浩.2-氯-3-氨基-4-三氟甲基吡啶的合成方法研究[D].河北医科大学,药物化学,2014,硕士.
[21]王静.新技术环境中微格教学模式的构建与应用研究[D].湖南师范大学,教育技术学,2014,硕士.
[22]蔺恩标.基于稀疏分解的图像修复方法研究[D].西北大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[23]梁满芬.基于纳米材料的新型生物传感器的研究[D].湖南大学,2013.
[24]胡红霞,王振兴,李申堂.搜索引擎技术的现状及发展趋势[J].信息工程大学学报,2001,04:66-69.
[25]尹俊逸.语音形式中负极词允准条件的重新考查[D].上海外国语大学,英语语言文学,2012,硕士.
[26]秦天翔.中国证券市场投资组合分析及实证研究[D].延安大学,政治经济学,2014,硕士.
[27]杜曼.自主性学习在初中二年级课外阅读中的应用[D].首都师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[28]韩江燕,乔庆东,李琪,王艳菊.二茂铁甲酸及其衍生物的研究进展[J].应用化工,2014,04:713-717.
[29]司同.实时社交媒体分析系统的设计与实现[D].哈尔滨工业大学,软件工程,2013,硕士.
[30]汪洋.新疆快步麻晰5个地理种群两性异形和地理变异研究[D].新疆农业大学,动物学,2012,硕士.
[31]吴艳.生物序列编码理论及应用方法研究[D].江南大学,应用数学,2012,硕士.
[32]贾雪姣.美国选择性教师教育路径研究[D].东北师范大学,比较教育学,2012,硕士.
[33]牛静.种养业农民创业问题及对策研究[D].中国农业科学院,农村与区域发展（专业学位）,2012,硕士.
[34]周超.发电企业实时数据库管理系统的研究与实现[D].华北电力大学（北京）,2005.
[35]何震洲.钱塘江河口闻堰险段治理效果分析[D].浙江大学,水利工程（专业学位）,2012,硕士.
[36]梁爽.提高S集团绩效管理效果的研究[D].首都经济贸易大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[37]冯君园.基于GIS青藏高原那曲地区融水侵蚀强度评价研究[D].华中农业大学,水土保持与荒漠化防治,2014,硕士.
[38]杨斌鑫,欧阳洁,周文,王芳,栗雪娟.同心旋转圆柱间隙流场中纤维取向的动态模拟[J].物理学报.
[39]王赫.C市国税系统绩效考评优化设计[D].吉林财经大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[40]周磊.气候变化视域下发达国家的国际环境保护责任研究[D].湖南师范大学,环境与资源保护法学,2013,硕士.
[41]李慧敏.新生代农民工融入城市问题及对策研究[D].山西财经大学,马克思主义中国化研究,2014,硕士.
[42]卢静.当代维吾尔族女性头巾样态探析[D].新疆师范大学,美术学,2013,硕士.
[43]孙焦.民国时期普通中学职业指导思想研究（1912-1937）[D].西南大学,教育史,2014,硕士.
[44]周丽玲.毛乌素沙地地下淡水的形成、演化与可持续利用[D].长安大学,水文学及水资源,2013,硕士.
[45]赵宇博.黑龙江工程学院后勤服务总公司短期合同工管理研究[D].吉林大学,工商管理,2012,硕士.
[46]李倩.基于RSS的信息推送系统与订阅系统的研究与实现[D].北京交通大学,2012.
[47]王凤利,邓君明,白丹,戴殿珠,杜志强,齐宏伟,周小龙.兰州钢厂薄板坯连铸结晶器液位测量与自动控制[J].冶金自动化,1998,01:19-21+25.
[48]赵严.二茂铁乙炔类化合物的合成及其光电性质研究[D].湖南师范大学,2011.
[49]沈希.职教教师教育:制度检视与建构策略[J].西北师大学报(社会科学版),2013,04:84-87.
[50]叶观琼.泉州市海岸带综合管理绩效评估研究[D].厦门大学,海岸带综合管理,2014,硕士.