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能谱CT下肢静脉成像优化:模体研究

CT理论与应用研究(中英文) 2025年第1期34卷 73-81页

作者：王诗耕浦仁旺刘义军方鑫魏巍李贝贝大连医科大学附属第一医院放射科辽宁大连116011

目的:基于模体研究优化能谱下肢CT静脉成像(CTV)方案。方法:在能量CT质控模体的内部孔洞中放置测试插件以模拟临床场景。使用4 mgI/mL碘棒模拟下肢静脉增强;将大小不同的鸭血块放入4 mgI/mL的碘溶液试管中,模拟下肢静脉内的大小血栓。采... 详细信息

目的:基于模体研究优化能谱下肢CT静脉成像(CTV)方案。方法:在能量CT质控模体的内部孔洞中放置测试插件以模拟临床场景。使用4 mgI/mL碘棒模拟下肢静脉增强;将大小不同的鸭血块放入4 mgI/mL的碘溶液试管中,模拟下肢静脉内的大小血栓。采用Revolution CT对置入碘棒和试管的模体进行CT常规成像(A组)和能谱成像(B组)。A组成像参数:管电压120 kVp,管电流自动调节技术(100~600 mA),噪声指数(NI)为10,采用后置40%的多模型自适应统计迭代重建算法(ASIR-V)进行图像重建;B组成像参数:能谱成像(GSI)模式,管电压80/140 kVp瞬切,管电流采用GSI Assist技术,并根据NI=10、11、12设置3个扫描组。在每个扫描组中重建40~70 keV间隔10 keV的单能量图像,每个单能量图像分别结合后置40%、60%、80%ASIR-V进行图像重建,共得到36组图像。A组和B组其他成像参数均一致。扫描完成后记录A组和B组有效辐射剂量(ED),计算两组碘棒对比噪声比(CNR),评估两组主观图像质量以及识别血栓的真阳性率和假阳性率。结果:B组NI设置为11和12的ED分别比A组低21.5%和32.2%。B组NI为10和11的扫描组中,除了70 keV结合40%ASIR-V和60 keV结合40%ASIR-V的图像外,其余图像的碘棒CNR均高于A组。B组碘棒边缘锐利度得分最高的组别是NI为10的扫描组中,50 keV结合40%、60%ASIR-V的图像,以及NI为11的扫描组中,50 keV结合60%ASIR-V的图像,这3组图像得分均为5(4,5)且优于A组得分3(3,4)。A组图像识别大血栓的真阳性率和假阳性率分别为65.0%和30.0%;识别小血栓的真阳性率和假阳性率分别为55.0%和50.0%。B组NI为10和11的扫描组中,50 keV结合60%ASIR-V图像识别血栓的效能最佳并优于A组,其中识别大血栓的真阳性率和假阳性率分别为90.0%和5.0%,识别小血栓的真阳性率和假阳性率分别为80.0%和5.0%。结论:将NI设置为11,并重建50 keV结合60%ASIR-V的单能量图像是能谱下肢CTV的最佳成像方案,可在模体研究中实现图像质量与辐射剂量之间的平衡。

关键词：体层摄影术 X线计算机能谱CT 静脉血栓形成图像质量

胸腹部平扫CT值用于机会性筛查骨质疏松的可行性

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放射学实践 2024年第3期39卷 393-398页

作者：王旭刘磊刘义军童小雨范勇王诗耕大连医科大学附属第一医院放射科辽宁116011

目的:基于定量CT(QCT)探讨胸部常规kVp平扫和腹部能谱GSI平扫下椎体CT值用于机会性筛查骨质疏松的可行性。方法:前瞻性收集接受胸腹部平扫的患者431例,胸部CT扫描采用常规120 kVp,腹部扫描采用能谱(GSI)模式。对胸腹部扫描重叠的T11~L1... 详细信息

目的:基于定量CT(QCT)探讨胸部常规kVp平扫和腹部能谱GSI平扫下椎体CT值用于机会性筛查骨质疏松的可行性。方法:前瞻性收集接受胸腹部平扫的患者431例,胸部CT扫描采用常规120 kVp,腹部扫描采用能谱(GSI)模式。对胸腹部扫描重叠的T11~L1椎体进行分析。使用QCT骨密度测量工作站测得胸部常规120 kVp下T11~L1椎体的骨密度(BMD),同时分别测量胸部120 kVp与腹部GSI扫描70 keV单能量下T11~L1椎体的CT值。采用组内相关系数(ICC)评估数据测量的一致性,Spearman相关性检验分析椎体BMD值与CT值之间的相关性。不同椎体间CT值差异采用Friedman秩和检验。参考QCT诊断标准,将椎体分为骨质疏松、骨量减少和骨量正常组,采用Kruskal-Wallis比较三组间及组内CT值差异。组内120 kVp-CT值和GSI-CT值采用Wilcoxon秩和检验。以T11~L1椎体BMD均值行骨质状态判定,采用受试者操作特征(ROC)曲线分析椎体CT值评估骨质状态的诊断效能。结果:椎体BMD与120 kVp-CT值和GSI-CT值均呈正相关(r=0.976、0.963,P<0.001)。120 kVp和GSI下T11~L1椎体CT值依次为T11[144.00(72.00)、158.00(79.00)]、T12[137.00(67.00)、150.00(76.00)]、L1[128.00(67.00)、137.00(74.00)],不同椎体及椎体内差异均有统计学意义(P<0.001)。431例患者共1293个椎体,骨量正常组椎体496个、骨量减少组椎体415个、骨质疏松组椎体382个。120 kVp和GSI下骨量正常、骨量减少和骨质疏松组椎体CT值依次为[181.50(43.67)、199.65(48.57)]、[132.20(18.50)、144.00(23.00)]和[87.75(22.20)、93.30(27.20)],不同骨质状态组间椎体CT值差异有统计学意义(P<0.05),且各组组内椎体GSI-CT值均高于椎体120 kVp-CT值(P<0.05)。120 kVp-CT值与GSI-CT值诊断骨量减少的AUC分别为0.976、0.967,差异无统计学意义(P=0.0937);诊断骨质疏松的AUC均为1.000,差异无统计学意义(P=1.000)。结论:胸部常规120 kVp及腹部GSI平扫CT值均可用于机会性筛查骨质疏松,诊断效能良好。

关键词：骨质疏松骨密度定量CT 能谱CT CT值

采集模式与能谱成像能级对CT影像组学特征稳定性的影响:体模研究

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中国医学影像技术 2023年第6期39卷 910-914页

作者：王旭刘磊刘义军李贝贝范勇童小雨王诗耕大连医科大学附属第一医院放射科辽宁大连116011

目的基于体模实验观察不同采集模式及能谱成像(GSI)能级对CT影像组学特征稳定性的影响。方法依次向PH-75体模中置入模拟肝组织、脂肪及碘(4、8、12 mgI/ml共3种浓度)的等价材料棒。采用常规120 kVp及GSI模式、腹部扫描协议对体模进行... 详细信息

目的基于体模实验观察不同采集模式及能谱成像(GSI)能级对CT影像组学特征稳定性的影响。方法依次向PH-75体模中置入模拟肝组织、脂肪及碘(4、8、12 mgI/ml共3种浓度)的等价材料棒。采用常规120 kVp及GSI模式、腹部扫描协议对体模进行3次扫描(噪声指数均为10),获得常规CT及虚拟单能量图像(VMI)[120 kVp-like(VMI_(74 ke V))及70 keV(VMI_(70 keV))]。手动勾画3种图像中各置入棒ROI,获得三维模型图,提取其7类共107个影像组学特征;计算各影像组学特征变异系数(CV),评价其稳定性:0≤CV≤5%为非常稳定,5%20%为不稳定。结果各置入棒的组织形状特征均为非常稳定及稳定,即扫描模式及GSI能级变化对其影响均较小;其他6类特征主要为稳定及中等稳定,存在不稳定特征,即扫描模式及GSI能级变化对其影响较明显。针对肝脏软组织和脂肪组织棒,基于常规CT所获的影像组学特征多为非常稳定或中等稳定,基于GSI不同能级图像所获特征多为中等稳定或不稳定。对于4 mgI/ml及8 mgI/ml碘棒,基于VMI_(74 keV)提取的影像组学特征中不稳定者分别占28.97%(31/107)及19.63%(21/107),基于常规CT及VMI_(70 keV)多为非常稳定至中等稳定特征,不稳定特征在4 mgI/ml碘棒特征中分别占7.48%(8/107)及2.80%(3/107),在8 mgI/ml碘棒中分别占5.61%(6/107)及7.48%(8/107);对于12 mgI/ml碘棒,基于3种CT图像提取的影像组学特征均稳定,无不稳定特征。结论不同采集模式及GSI能级均影响组织CT影像组学特征的稳定性,其影响程度与组织成分及强化程度相关。

关键词：体层摄影术,X线计算机体模,显像术影像组学

重建矩阵对CT影像组学特征稳定性的影响:体模研究

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中国医学影像技术 2022年第9期38卷 1412-1416页

作者：王旭刘义军赵明月李贝贝范勇童小雨王诗耕大连医科大学附属第一医院放射科辽宁大连116011

目的分析不同大小重建矩阵对CT影像组学特征稳定性的影响。方法向PH-75体模中依次置入软组织棒(肝脏等价材料)及4、8、12 mgI/ml共3种浓度的碘棒;采用uCT 760对体模进行扫描,扫描矩阵512×512,滤波反投影(FBP)算法,卷积核(B_SOFT_B,软组... 详细信息

目的分析不同大小重建矩阵对CT影像组学特征稳定性的影响。方法向PH-75体模中依次置入软组织棒(肝脏等价材料)及4、8、12 mgI/ml共3种浓度的碘棒;采用uCT 760对体模进行扫描,扫描矩阵512×512,滤波反投影(FBP)算法,卷积核(B_SOFT_B,软组织)。将数据传输至uCT 760图像后处理工作站,保持扫描野与显示野一致,基于原始数据分别重建矩阵为512×512、768×768及1024×1024的3组图像;以ITK-SNAP软件手动勾画体模中软组织及碘棒的ROI,采用AK软件提取其7类共计107个影像组学特征,计算各特征变异系数(CV),评价特征稳定性:CV≤5%为非常稳定,5%20%为不稳定。结果重建矩阵改变对部分一阶(first order)及灰度游程矩阵(GLRLM)特征影响较大(CV>20%,红色),而对形状(shape)、灰度共生矩阵(GLCM)、灰度区域矩阵(GLSZM)、灰度相关矩阵(GLDM)及邻域灰度差分矩阵(NGTDM)特征影响较小(CV≤10%)。重建矩阵分别为512×512、768×768及1024×1024时,软组织分别有102、95及96个特征非常稳定;4 mgI/ml碘棒分别有84、86及99个,8 mgI/ml碘棒分别有87、95及99个,12 mgI/ml碘棒分别有89、101及104个特征非常稳定。结论重建矩阵影响CT影像组学特征的稳定性,且其程度与组织成分及强化程度有关。

关键词：体层摄影术,X线计算机体模,显像术影像组学重建矩阵

能谱CT基物质成像技术测定骨密度及评估骨质状态的可行性

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中国医学影像技术 2022年第11期38卷 1720-1725页

作者：赵明月刘义军魏巍李贝贝王旭范勇王诗耕童小雨大连医科大学附属第一医院放射科辽宁大连116011

目的观察能谱CT基物质成像技术测定骨密度(BMD)评估骨质状态的可行性。方法选取255例接受全腹部CT平扫及增强扫描患者,年龄25~86岁,其中6例120 mg/cm^(3)),对比其腰椎HAP(Iodine)密度值。绘制受试者工作特征(ROC)曲线,分析以椎体HAP(I... 详细信息

目的观察能谱CT基物质成像技术测定骨密度(BMD)评估骨质状态的可行性。方法选取255例接受全腹部CT平扫及增强扫描患者,年龄25~86岁,其中6例120 mg/cm^(3)),对比其腰椎HAP(Iodine)密度值。绘制受试者工作特征(ROC)曲线,分析以椎体HAP(Iodine)密度值评估骨质状态的效能。对比各年龄组间L3椎体的HAP(Iodine)密度值,建立HAP(Iodine)密度值与年龄的拟合曲线。结果共纳入765个腰椎,QCT BMD值为(116.81±42.41)mg/cm^(3),HAP(Iodine)密度值为(693.16±18.76)2mg/cm^(3),二者呈正相关(r=0.960,P0.05),而B、C、D组HAP(Iodine)密度值与年龄均呈负相关(r=-0.467、-0.506、-0.426,P均<0.05)。≥30岁者HAP(Iodine)密度值=-1.509×年龄+751.642(2mg/cm^(3))。结论能谱CT基物质成像技术可用于测定BMD及评估骨质状态。

关键词：骨密度体层摄影术 X线计算机基物质对

低剂量CT引导下Hookwire穿刺定位体质量指数≤22 kg/m^(2)患者肺结节

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中国介入影像与治疗学 2023年第12期20卷 753-756页

作者：魏巍刘义军李贝贝王诗耕张竞颐周宇婧大连医科大学附属第一医院放射科辽宁大连116011

目的观察低剂量CT引导下Hookwire穿刺用于定位体质量指数(BMI)≤22 kg/m^(2)患者肺结节的可行性。方法前瞻性招募53例BMI≤22 kg/m^(2)的肺结节患者(共66枚肺结节)行CT引导下Hookwire穿刺定位,根据CT剂量分为常规剂量组(A组,25例32枚肺... 详细信息

目的观察低剂量CT引导下Hookwire穿刺用于定位体质量指数(BMI)≤22 kg/m^(2)患者肺结节的可行性。方法前瞻性招募53例BMI≤22 kg/m^(2)的肺结节患者(共66枚肺结节)行CT引导下Hookwire穿刺定位,根据CT剂量分为常规剂量组(A组,25例32枚肺结节)及低辐射剂量组(B组,28例34枚肺结节),以B组此前常规剂量CT图像为其对照组(C组)。采用5分制对A、B组CT图像质量进行评分,以3分制评价B、C组图像显示肺结节状态。比较A、B组患者一般资料、肺结节位置、类型、CT值、最大径、图像质量评分、穿刺次数、并发症、容积CT剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)及有效剂量(ED)等,比较B、C组图像显示肺结节评分、结节最大径及CT值。结果A、B组患者一般资料、肺结节位置、类型、CT值、最大径、穿刺次数及并发症差异均无统计学意义(P均>0.05)。B组图像质量评分[4(3,4)]低于A组[5(4,5)](P0.05)。结论低剂量CT引导下Hookwire穿刺可用于定位BMI≤22 kg/m^(2)患者肺结节。

关键词：体质量指数辐射剂量体层摄影术 X线计算机多发肺结节单发肺结节穿刺术

深度学习重建算法对肾上腺肿瘤的检出及鉴别效能的影响

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放射学实践 2024年第8期39卷 1081-1088页

作者：王诗耕刘义军童小雨范勇李贝贝王旭崔景景陈安良大连医科大学附属第一医院放射科辽宁大连116011 联影智能医疗科技(北京)有限公司北京100094

目的:探讨不同等级深度学习图像重建(DLIR)算法对肾上腺肿瘤的检出、组学特征可重复性和组学模型鉴别肿瘤类型效能的影响。方法:回顾性收集41例肾上腺功能性腺瘤(FAA)和46例肾上腺转移瘤(AM)患者的临床和影像资料。CT增强扫描完成后,对... 详细信息

目的:探讨不同等级深度学习图像重建(DLIR)算法对肾上腺肿瘤的检出、组学特征可重复性和组学模型鉴别肿瘤类型效能的影响。方法:回顾性收集41例肾上腺功能性腺瘤(FAA)和46例肾上腺转移瘤(AM)患者的临床和影像资料。CT增强扫描完成后,对静脉期的原始数据采用4种强度等级(DL1、DL2、DL3、DL4)的DLIR算法进行重建。首先采用主、客观指标比较4种等级间图像质量的差异;然后使用Research Portal V1.1科研平台对各组重建图像上肾上腺肿瘤进行分割并提取450个影像组学特征,包括原始图像特征90个和拉普拉斯(LoG)滤波后的高阶特征(高斯核:0.5、1.0、1.5、2.0)360个。采用一致性相关系数(CCC)评估采用不同图像重建等级测量的FAA和AM组学特征的可重复性。最后,在各组重建图像中采用逐步特征选择策略,筛选出最优特征集并构建鉴别FAA和AM的组学模型。利用五折交叉验证法验证4个组学模型的鉴别效能,利用分层交叉验证法测评4个模型的泛化能力。结果:DL2和DL3在肾显示上腺肿瘤的清晰度方面最优,得分为4(4,5),优于DL1相应得分4(3,5)和DL4相应得分4(3,4),且差异具有统计学意义(F=139.045,P0.85的个数逐渐减少,DL4中FAA和AM特征可重复的比例仅占39.3%(21/90)和50.9%(29/90)。组学特征经过LoG滤波(高斯核2.0)处理后,CCC值>0.85的个数增加,DL4中FAA和AM特征可重复的比例占91.1%(82/90)和93.3%(84/90)。4个组学模型在测试集中的曲线下面积(AUC)和符合率均>0.75,DeLong检验显示AUC的差异无统计学意义(Z=0.177~1.284,P=0.199~0.859)。但分层交叉验证显示,DL4重建图像的泛化能力最弱,AUC和符合率均<0.75。结论:高降噪等级的DLIR算法会降低对肾上腺肿瘤显示的清晰度以及组学模型的泛化性。虽然LoG滤波器(高斯核:2.0)有助于提升组学特征测量的可重复性,但仍建议在肾上腺影像诊断和组学模型训练时,使用中低降噪等级的DLIR图像。

关键词：体层摄影术,X线计算机影像组学深度学习重建算法肾上腺肿瘤可重复性

探讨宽体探测器低kVp全肾脏CT灌注成像的可行性

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临床放射学杂志 2023年第6期42卷 1019-1024页

作者：王旭刘义军方鑫赵明月李贝贝范勇童小雨王诗耕大连医科大学附属第一医院放射科 116011

目的探讨基于宽体探测器低kVp CT扫描对全肾脏灌注参数稳定性的影响。方法回顾性搜集全肾CT灌注成像(CTP)患者80例,其中包括肾脏无病变者56例,经手术病理证实为肾透明细胞癌(ccRCC)的患者24例。按照灌注扫描参数不同将患者分为A、B两... 详细信息

目的探讨基于宽体探测器低kVp CT扫描对全肾脏灌注参数稳定性的影响。方法回顾性搜集全肾CT灌注成像(CTP)患者80例,其中包括肾脏无病变者56例,经手术病理证实为肾透明细胞癌(ccRCC)的患者24例。按照灌注扫描参数不同将患者分为A、B两组,A组采用管电压100 kVp(n=40,含12例ccRCC),B组采用管电压80 kVp(n=40,含12例ccRCC),其余参数、灌注期相均一致。采用AW4.6工作站CT perfusion 4D软件进行分析,输入动脉选取左右肾动脉分支水平主动脉,生成肾脏及病变灌注图像。两名观察者对图像进行分析,测量正常双肾皮髓质和肿瘤的血流量(BF)、血容量(BV)、到达脉冲剩余函数峰值通过时间(T_(max))、表面通透性(PS)及肿瘤对比剂平均通过时间(MTT)。分别比较两组组间双侧肾脏皮髓质和肿瘤各灌注参数及组内肿瘤与健侧肾脏皮质各灌注参数的差异。记录患者CT容积剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP),计算有效辐射剂量(ED)。结果 A、B组间肾脏无病变者与ccRCC患者性别比例、年龄分布差异均无统计学意义(P均>0.05);两位观察者一致性较好[组内相关系数(ICC)值/相关系数=0.879~0.989];A、B组各灌注参数值比较中肾脏无病变者与ccRCC患者各灌注值差异均无统计学意义(P>0.05);A、 B组组内的肿瘤与对侧正常肾皮质相比PS值差异无统计学意义(P>0.05),其余参灌注参数差异均有统计学意义(P<0.05)。A组总辐射剂量(CTP+增强三期)ED平均为(33.15±4.23)mSv, B组为(21.35±2.69)mSv,差异有统计学意义(P<0.05)。结论扫描参数kVp的改变对正常肾脏灌注、ccRCC灌注参数值无影响。临床应用中,可采用低管电压80 kVp进行灌注成像,可保证灌注参数稳定的同时,极大地减少患者的辐射剂量。

关键词：灌注成像肾肾透明细胞癌低管电压辐射剂量

应用Auto-prescription技术采集胸部低剂量定量CT对骨质状态判断的影响

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中国介入影像与治疗学 2023年第3期20卷 180-184页

作者：童小雨刘义军王旭李贝贝范勇王诗耕陈安良大连医科大学附属第一医院放射科辽宁大连116011

目的观察基于Auto-prescription技术采集胸部个体化低剂量定量CT(QCT)对椎体骨密度(BMD)的影响及其用于判断骨质状态的效能。方法前瞻性收集接受胸腹部CT平扫的483例患者。以Auto-prescription技术推荐的最佳管电压进行胸部扫描(A组),... 详细信息

目的观察基于Auto-prescription技术采集胸部个体化低剂量定量CT(QCT)对椎体骨密度(BMD)的影响及其用于判断骨质状态的效能。方法前瞻性收集接受胸腹部CT平扫的483例患者。以Auto-prescription技术推荐的最佳管电压进行胸部扫描(A组),并分为A1(80 kVp,n=262)及A2(100 kVp,n=221)组;采用常规120 kVp扫描腹部,对应A1及A2组分为B1、B2组;测量T11~L1共1449个椎体BMD。比较A1组与B1组、A2与B2组间BMD值的差异,分析其相关性,构建线性回归方程。分别以B1及B2组(管电压均为120 kVp)结果为标准,分析低kVp条件下椎体BMD评价骨质状态的一致性,并采用受试者工作特性(ROC)曲线评估依据低kVp条件下椎体BMD判断骨质状态的效能。结果A1与B1组、A2与B2组间椎体BMD值差异均有统计学意义(Z=-10.688、-7.710,P均<0.001),且均呈正相关(r_(s)=0.996、0.998,P均<0.001),相应线性回归方程分别为Y(BMD_(120 kVp))=1.056×BMD_(80 kVp)-4.611及Y(BMD_(120 kVp))=1.047×BMD_(100 kVp)-4.228。以管电压80 kVp及100 kVp条件下与120 kVp条件下所获椎体BMD判断骨质状态的一致性好(Kappa=0.959、0.960,P均<0.001),其诊断骨质疏松的曲线下面积(AUC)均为1,诊断骨量减低的AUC分别为0.996及0.999。结论利用Auto-prescription技术采集胸部低剂量QCT对椎体BMD有一定影响,而判断骨质状态的效能较好。

关键词：骨质疏松骨密度体层摄影术,X线计算机自动管电压调制