不同重建算法与辐射剂量对定量CT骨密度测量的影响:体模研究

摘要：

目的:探讨不同辐射剂量、不同等级的滤波反投影算法(FBP)、迭代重建算法(Karl)和深度学习重建算法(DL)对骨密度测量值准确性的影响.方法:使用联影uCT760 CT机,分别采用剂量调制等级3(常规辐射剂量组,ND)和剂量调制等级1(低辐射剂量组,LD)对拟人化欧洲脊柱体模(ESP)进行10次重复扫描.扫描结束后对每次扫描的图像分别采用FBP、Karl(5、7、9级)和DL(1～4级)算法进行图像重建,共获得16组重建图像.在QCT Pro工作站上测量各组图像上L1～L3椎体的骨密度(BMD)值,并计算其与各椎体体模标定值的相对误差(RE);在L1、L2和L3椎体内放置感兴趣区,测量其CT值及SD值,并计算对比噪声比(CNR).采用独立样本t检验分析分别比较16组图像中BMD测量值与真实值的差异,采用配对样本t检验分析ND组与LD组之间BMD测量值和辐射剂量的差异,采用单因素方差分析比较相同辐射剂量不同重建算法和等级的8组图像之间BMD测量值和CNR的差异.结果:LD组的毫安秒(mAs)、CTDIvol和DLP相较于ND组分别降低了78.41％、78.25％和78.28％,差异均有统计学意义(t=158.692～1699.766,P均<0.001).不同辐射剂量相同重建算法下,L1、L2和L3的BMD值的差异均无统计学意义(t=-2.006～1.472,P均>0.05);相同辐射剂量下8组重建图像上所测得的L1～L3椎体的BMD值的总体差异均无统计学意义(F=0.485～1.954,P均>0.05);各组图像所测得的BMD值与ESP体模标定值之间的差异均有统计学意义(P均<0.05),RE范围为2.17％～7.44％;相同辐射剂量组内8组重建图像上测得的各椎体CNR的差异均有统计学意义(F=47.883～153.983,P均<0.001).结论:不同重建算法及相同算法不同等级在不同辐射剂量下对骨密度测量的准确性均无显著影响;选择合适的重建算法及等级可在保证图像质量的前提下有效降低患者的辐射剂量.

关键词：图像重建、深度学习、迭代重建、骨密度、辐射剂量、体层摄影术、X线计算机

分类号：R814.42;R681.5(放射医学)

在线出版日期：2023-09-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1055-1059