胰腺低剂量CT灌注扫描成像技术应用现状及研究趋势

目前,胰腺的影像学诊断逐渐从常规CT扫描单一的形态学诊断向CT灌注形态和功能学并重诊断转变;CT灌注是在常规CT扫描基础上发展起来的一种功能影像成像技术,通过CT灌注观察胰腺微循环变化可以早期诊断胰腺疾病,在胰腺疾病研究领域中是热点;用常规条件行CT灌注扫描,明显地增加了患者的辐射剂量,如何行低辐射剂量CT灌注成为当前重点探讨方向。本文综述胰腺低剂量CT灌注扫描成像技术应用现状及研究趋势。      

乳腺专用CT中管电压和滤片的优化研究

在乳腺专用CT(DBCT)系统中,图像质量和人体所受辐射剂量是倍受关注的两个重要因素。本文采用蒙特卡罗模拟方法研究球管电压和滤片对图像质量和剂量的影响,并引入与图像分辨率、噪声、辐射剂量相关的剂量效率η,综合评估辐射剂量和图像质量的关系。研究结果表明:选择合理的管电压值能够获得较好的剂量效率,并且通过优化滤片的形状可以在保证图像质量的同时降低人体所受剂量,为乳腺专用CT的临床应用提供重要参考。      

CT低剂量冠状动脉成像的管电流与管电压参数优化现状

随着64排以上多层螺旋CT(MSCT)和双源CT(DSCT)的飞速发展,CT冠状动脉成像(CTCA)以其无创、便捷、低风险和低费用等优越性,在临床上得到了越来越广泛应用。但较复杂的心脏血管成像,往往伴随着较高的辐射剂量,因此这就大大地增加了患恶性肿瘤的几率。近年来,CTCA辐射量的问题得到了不少学者的关注,对如何低剂量CTCA做了大量的研究,而管电流与管电压的调节在CT低剂量冠状动脉成像起着重要作用,本文综述了当前管电流与管电压参数优化应用的总体状况,并认为在保证CTCA图像质量的前提下,对于体重指数正常、心率稳定、冠状动脉钙化总评分在100AU以下的患者,采用降低管电压扫描可明显减少辐射剂量,若再联合应用ECG调制电流曝光技术,将进一步减少辐射剂量。但对于肥胖体重、心律不齐及钙化较多者则不适用低剂量CTCA检查。     

低剂量CT扫描对儿童肺部病变的诊断与防护价值

目的: 探讨低剂量CT扫描技术在儿童肺部病变检查中的临床应用与防护价值.方法: 对高度怀疑肺部病变的儿童患者28例行常规及低剂量肺部CT扫描,观察比较其对病变的定量及定性诊断的差异及其辐射剂量的差异.结果: 与常规剂量CT扫描相比,低剂量CT扫描对病变的定量与定性诊断无明显差异而辐射剂量大幅度下降.结论: 低剂量CT扫描技术适用于儿童肺部病变的检查,有利于患儿肺部的辐射防护.     

感兴趣区域CT图像重建方法及模拟实验

虽然CT技术已经发展得相当成熟,但在大物体成像、高分辨率成像和减少辐射剂量等方面现有的CT成像方法仍然存在较大的困难。事实上,很多工程应用中并不要求对完整的物体进行全局CT成像,只需要获得某些感兴趣区域的物体图像即可,特别是医疗临床诊断中只要能够实现对可疑病灶部位的成像即可。因此,本文研究了针对感兴趣区域的CT图像重建方法,以及X射线束的视野只覆盖感兴趣区域的扫描方法设计,感兴趣区域CT成像研究的关键是如何在投影数据截断情况下实现断层图像的精确、稳定重建;本文介绍了三种投影数据在不同截断方式下的图像重建方法,并设计了相应的数值模拟实验,给出了数值模拟实验结果。最后,对感兴趣区域CT成像技术在工程中应用潜力做了展望。     

后64排螺旋CT冠脉检查新进展

64排CT冠状动脉成像已成为冠脉病变诊断及筛查的重要无创性检查,但心律不齐、心动过速、钙化支架伪影仍影响其冠脉成像质量以及辐射剂量过高。本文总结了后64排CT如双源CT、Brilliance ICT、宝石CT、320排CT在上述检查中取得的进展和仍然存在的不足,表明后64排CT的辐射剂量均有所减低,双源CT、Brilliance ICT随着时间分辨率的提高基本上解决了心动过速的问题,320排CT根本上解决了心律不齐的问题,并对后64排螺旋CT冠脉检查的发展前景进行讨论。     

低管电压结合迭代重建在下肢动脉CT血管成像中的临床应用

目的:探讨80kV管电压结合迭代重建技术在下肢动脉CT血管成像中的应用价值。方法:将40例拟行下肢CTA检查的患者随机分为两组,实验组扫描及注射参数为80kVp,对照组为100kVp。对比两组辐射剂量、对比剂剂量和图像质量。结果:对照组的有效辐射剂量和对比剂剂量（95mL）明显高于实验组,差异具有统计学意义（P<0.001）;两组血管强化CT值和图像质量主观评分均无统计学差异（P均大于0.05）。结论:80kV管电压结合迭代重建技术的CT扫描技术应用于下肢动脉CTA成像,在保证图像质量的前提下能显著降低辐射剂量和对比剂剂量,具有重要应用推广价值。      

几种降低锥束CT辐射剂量的方法

千伏级锥束CT在放射治疗、外科手术、口腔疾病诊断等领域都有广泛的应用。然而,频繁地使用千伏级锥束CT,也会给患者甚至医生带来额外的射线辐射损伤。相关统计结果表明,X射线辐射能够诱发癌症,特别是儿童和女性对射线辐射异常敏感。因此,合理使用锥束CT,同时降低锥束CT辐射剂量,对于降低射线辐射并发症风险显得非常重要。本文总结了降低锥束CT辐射剂量的常用措施,包括降低管电流、局部扫描、脉冲扫描、短扫描以及少投影扫描。辐射剂量的降低有可能会在重建图像中引入噪声、伪影。针对特定的问题,本文也提出了对应的补偿方法。      

基于特征学习的低剂量CT成像算法研究进展

随着CT（computed tomography）技术在临床中的大量应用,其辐射伤害问题也越来越受到人们的关注。与此同时,高性能低剂量的成像也已经成为近年来CT研究领域中的重要研究方向。随着学习型算法的提出及广泛应用,为低剂量CT成像算法的发展带来了新的方向。在影像大数据环境下,基于特征学习方法的低剂量CT成像有着更广阔的发展空间。本文将从稀疏表示和深度学习两个方面,介绍一些国内外应用于改善CT成像质量的相关技术,包括CT成像技术的发展趋势,特征学习相关算法的研究现状,提高低剂量CT扫描成像质量的相关方案等。本文对近年来在低剂量CT成像及特种学习算法等领域的研究成果进行了介绍,并进行相关总结和分析。      

自适应统计迭代重建技术在降低CT辐射剂量中的应用进展

作为一种全新的CT重建算法,自适应统计迭代重建技术(ASIR),不仅可以大幅减少CT辐射剂量,而且与传统的滤过反投影技术相比,具有更加明显的优势。由于它降低辐射剂量且能保持较好的图像质量,在临床上的广泛应用具有很好的前景。本文对ASIR技术的临床应用及发展趋势进行了综述。     

基于渐进式网络处理的低剂量Micro-CT成像方法

微米级计算机断层扫描（Micro-CT）的应用领域很广泛,在生物医学、材料科学等都有研究,而且最近几年的发展很迅速。Micro-CT图像常因辐射剂量的限制而出现噪声,所以开发一种合适的算法来抑制Micro-CT图像中噪声变得很重要。Micro-CT图像的噪声水平与扫描样本、扫描参数等参数有关,合适的噪声抑制算法应该在不同噪声水平下都有不错的性能。过去Micro-CT图像的噪声抑制算法主要是迭代重建算法,但迭代重建算法速度比较慢。深度学习方法作为近些年比较热门的图像处理方法,在临床低剂量CT图像处理上相比于传统方法效果更好、处理速度更快,有进一步在低剂量Micro-CT图像处理中应用的潜力。另外,生成对抗网络在保持图像细节上有着比卷积神经网络更好的效果,本文构建普通卷积神经网络与生成对抗网络,用于对比两者的性能差异。限制于放射源的功率,低噪声的Micro-CT数据难以获取,提出一种创新的扫描方式,可有效获取低噪声的Micro-CT数据,并对实验小鼠的进行了扫描。针对低剂量Micro-CT中较高的噪声,结合Micro-CT的成像原理,提出渐进式的低剂量Micro-CT图像处理方法,分别在解析重建前后对小鼠的Micro-CT图像进行两次处理。相比于只在断层图像上处理,渐进式方法对高噪声数据的处理效果更好。从客观指标与主观视觉效果上,分析和对比了渐进式方法与其他深度学习方法或迭代重建算法的差别。定量分析不同噪声水平下的Micro-CT图像的处理效果,分析生成对抗网络在渐进式Micro-CT图像处理中的优势与限制。渐进式Micro-CT图像处理方法生成的图像质量高、生成速度快、鲁棒性高、客观指标高,可以对进一步的高级应用如图像分割、图像三维可视化等提供帮助。      

基于深度能量模型的低剂量CT重建

降低计算机断层扫描（CT）的剂量对于降低临床应用中的辐射风险至关重要,深度学习的快速发展和广泛应用为低剂量CT成像算法的发展带来了新的方向。与大多数受益于手动设计的先验函数或有监督学习方案的现有先验驱动算法不同,本文使用基于深度能量模型来学习正常剂量CT的先验知识,然后在迭代重建阶段,将数据一致性作为条件项集成到低剂量CT的迭代生成模型中,通过郎之万动力学迭代更新训练的先验,实现低剂量CT重建。实验比较,证明所提方法的降噪和细节保留能力优良。      

工业X射线CT中基于深度学习的射束硬化伪影抑制方法

利用工业CT进行无损检测时,由于实际X射线源的宽能谱特性,目前现有的大部分重建算法得到的图像含有射束硬化伪影。射束硬化伪影降低了图像的质量,影响了CT图像应用,如CT图像诊断等。本文提出一种基于深度学习的减少硬化伪影的方法,用大量含有硬化伪影的断层图像作为输入,用相应的在固定能量下重建的不含硬化伪影的图像作为输出来训练卷积神经网络。通过建立含有硬化伪影的断层图像与不含硬化伪影的断层图像之间的映射关系,来抑制硬化伪影。实验结果证明了本文所提方法在降低CT图像硬化伪影上的有效性。      

三维锥束扫描CT成像图像重建新进展

介绍了作者在CT成像理论研究和工程应用实践中关于图像重建、图像处理和理解方面的成果,以及对未来的展望.主要的成果包括四个方面:一是研究三维CT重建常用算法的特点和固有误差,提出改进重建图像质量的新方法;二是从研究算法重建的优化准则出发,实现不同的重建方法;三是从应用任务出发对重建图像的性能进行理论和仿真研究;四是从应用实际问题出发,提出图像处理和理解的有效方案.     

基于CNN和Transformer耦合网络的低剂量CT图像重建方法

在投影角度个数不变的情况下,降低每个角度下的射线剂量,是一种有效的低剂量CT实现方式,然而,这会使得重建图像的噪声较大。当前,以卷积神经网络（CNN）为代表的深度学习图像去噪方法已经成为低剂量CT图像去噪的经典方法。受Transformer在计算机视觉任务中展现的良好性能的启发,本文提出一种CNN和Transformer耦合的网络（CTC）,以进一步提高CT图像去噪的性能。CTC网络综合运用CNN的局部信息关联能力和Transformer的全局信息捕捉能力,构建8个由CNN部件和一种改进的Transformer部件构成的核心网络块,并基于残差连接机制和信息复用机制将之互联。与现有4种去噪网络比较,CTC网络去噪能力更强,可以实现高精度低剂量CT图像重建。      

iDose4迭代重建在AIDS合并PJP患者胸部低剂量CT扫描中的应用研究

目的:研究i Dose4迭代重建算法不同迭代水平在人类获得性免疫缺陷综合征(AIDS)合并耶氏肺孢子菌肺炎(PJP)患者胸部低剂量CT扫描中的效能对比。方法:应用飞利浦iCT对16例AIDS合并PJP患者分别行常规剂量和低剂量胸部CT平扫。常规剂量组的DRI指数设置为30;低剂量组的DRI指数设置为10。管电压均采用120 k V。常规剂量组采用FPB重建算法,低剂量组采用iDose4(L2,L4,L6)重建算法。测量不同扫描方案下图像的客观噪声值(SD),记录不同扫描方案下CT容积剂量指数(CTDI vol)、剂量长度乘积(DLP)并计算有效剂量(ED)。比较不同扫描方案下的辐射剂量、图像的客观指标(图像噪声)及主观指标(图像质量主观评分)的差异。结果:低剂量扫描条件下,LD_iDose4_L2组、LD_iDose4_L4组及LD_iDose4_L6图像噪声值分别为:12.41、10.13和8.01,LD_iDose4_L6组的图像噪声值与SD_FPB组(8.51)相比,差异无统计学意义。肺窗视图下,LD-iDose4_L2组、LD-iDose4_L4组CT图像质量主观评分均在3分以上,满足了诊断需求,以LD_iDose4_L2组显示最好。纵隔窗视图下,低剂量组各组主观评分均在3分以上,均满足了诊断需求,其中以LD_iDose4_L6组得分最高。低剂量组与常规组的ED值大小分别为6.18和2.28,差异均具有统计学意义(P<0.05),低剂量组的有效剂量较常规剂量组降低了63.11%。结论:iDose4迭代重建在AIDS合并PJP患者胸部CT病变及解剖结构的显示上具有明显的优势,能够在大幅降低辐射剂量的情况下得到满足诊断需要的CT图像。低剂量扫描条件下,iDose 4迭代重建迭代水平级别越高,降噪的能力越强,图像噪声值越小。但就图像总体质量而言,肺窗视图下,图像质量以LD_iDose4_L2组显示最好;纵隔窗视图下,图像质量以LD_iDose4_L6组显示最好。      

基于深度学习的医用锥形束CT图像散射伪影校正的研究进展

医用计算机断层扫描成像系统中,X射线与物体相互作用产生的康普顿散射光子严重影响了图像质量,尤其在锥形束计算机断层扫描和多层探测器系统中。目前已有许多散射伪影校正方法,归纳为3类:硬件校正、软件校正、软硬件混合校正方法,但近年随着计算机计算能力的提高以及深度学习在医学图像处理领域的发展,出现了一些新的散射校正方法。本文首先介绍传统校正方法;然后详细介绍基于深度学习方法进行散射伪影校正,并将其分为基于图像域和基于投影域的深度学习方法,以及对不同的深度学习网络在散射伪影校正中的应用进行讨论;最后展望深度学习在多源计算机断层扫描技术中的应用前景。      

结合迭代重建算法的低剂量CT在颈部的应用研究

目的:探讨结合迭代重建算法的低剂量CT在颈部应用价值。方法:172例疑头颈部病变患者行CT检查,随机分为常规剂量组（86例,管电流125 mAs）和低剂量组（86例,40~110 mAs）,分别采用滤波反投影和三维自适应迭代剂量降低（AIDR3D）重建。在下颌角及上纵隔水平分别测量不同组织的CT均值及标准差,由两位CT影像医师采用4分法标准对图像盲法评分;比较图像质量差异和不同扫描方式下患者的辐射剂量。结果:下颌角水平,低剂量组颈内静脉噪声高于常规剂量组（P<0.05）,两组间胸锁乳突肌噪声、信噪比、对比噪声比及背景噪声无明显差异（P>0.05）;上纵隔水平,低剂量组上腔静脉、胸大肌及胸壁皮下脂肪噪声低于常规剂量组（P<0.05）,信噪比更高（P<0.05）,对比噪声比相仿（P>0.05）。常规剂量和低剂量组图像质量的评分一致性均良好,下颌角水平低剂量组图像质量评分与常规剂量组图像无明显差异（P>0.05）;上纵隔水平低剂量组图像评分优于常规剂量组（P<0.05）;与常规剂量组相比,低剂量组有效辐射剂量显著降低（P<0.05）,剂量指数减低63.34%,有效辐射剂量减低63.16%。结论:结合三维自适应迭代剂量降低重建的低剂量CT技术可以用于颈部CT扫描,可以减少辐射剂量并提供优质的图像。