超低剂量条件下Karl迭代算法对肺血管定量评估及胸部CT图像质量的影响

作     者：袁若涵 黄晓旗 阴玮灵 李延静 YUAN Ruohan;HUANG Xiaoqi;YIN Weiling;LI Yanjing

作者机构：延安大学附属医院影像科陕西延安716000 

出 版 物：《中国医疗设备》 (China Medical Devices)

年 卷 期：2022年第37卷第10期

页      面：65-68,87页

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 100207[医学-影像医学与核医学] 1006[医学-中西医结合] 1002[医学-临床医学] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 08[工学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 100106[医学-放射医学] 100602[医学-中西医结合临床] 10[医学] 

基　　金：陕西省重点研发计划(2021SF-254) 

主　　题：Karl迭代重建 超低剂量 肺内血管体积 图像质量 

摘      要：目的探讨Karl迭代重建算法在低剂量与超低剂量扫描条件下对肺内血管体积(Intrapulmonary Vascular Volume,IPVV)定量及胸部CT图像质量的影响。方法前瞻性收集58名行胸部CT检查的体检者,分别进行低剂量CT(120 kV,40 mAs)和超低剂量CT(120 kV,3~4 mAs)扫描。低剂量CT采用滤波反投影(Filtered Back Projection,FBP)重建,超低剂量CT采用FBP和Karl-3D迭代重建,重建水平分别为1、5、9记录照射剂量。将肺动脉感兴趣区(Region of Interest,ROI)置于胸部CT图像的支气管分叉水平,测量图像噪声。使用肺血管测量工具自动提取肺内血管,获得全肺的IPVV。比较各组定量指标、辐射剂量、图像噪声间的差异并探究超低剂量各组的IPVV测量值与低剂量组IPVV测量值之间的相关性。结果低剂量CT的容积CT剂量指数(Volume CT Dose Index,CTDI_(vol))为(3.18±0.16)mGy、剂量长度乘积(DoseLength Product,DLP)为(121.53±9.37)mGy·cm、有效剂量(Effective Dose,ED)为(1.70±0.13)mSv,超低剂量CT的CTDI_(vol)为(0.25±0.16)mGy、DLP为(9.51±0.68)mGy·cm、ED为(0.13±0.01)mSv。超低剂量CT图像定量测量结果与低剂量CT图像定量测量结果呈正相关,分别为FBP(r=0.947,P0.001)、Karl1(r=0.947,P0.001)、Karl5(r=0.944,P0.001)、Karl9(r=0.939,P0.001)。FBP重建的超低剂量CT图像对IPVV的绝对低估为0.098%,Karl1、Karl5、Karl9的绝对低估分别为0.10%、0.13%、0.17%。随着迭代水平的增加,图像噪声明显降低,IPVV定量测量逐渐减少(P0.001)。结论在有效辐射剂量降低约92%的情况下,Karl-3D迭代重建算法可以显著降低图像噪声,提高图像质量。但是超低剂量胸部CT会低估IPVV的定量检测,所以Karl-3D迭代重建算法不能提高肺血管检测的准确性。