自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)在降低CT輻射劑量中的初步研究

楊家榮+吳昌盛

摘 要：自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)是全新CT重建算法的一種，具有傳統(tǒng)濾過反投影技術(shù)所不能比擬的明顯優(yōu)勢(shì)，在一定程度上有助于CT輻射劑量的極大減少，所保存的圖像具有非常高的質(zhì)量，為此非常值得在臨床應(yīng)用的過程中進(jìn)行大力的推廣。

關(guān)鍵詞：自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)；CT輻射劑量；初步研究

中圖分類號(hào)：R816.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）09-0198-01

眾多醫(yī)學(xué)科學(xué)家自CT技術(shù)誕生以來，便致力于圖像重建法的研究，迭代重建（AR）和解析重建（IR）作為兩種CT圖像的重建方法，各有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，其中由于迭代重建需要較大的存儲(chǔ)空間且計(jì)算速度非常慢，在計(jì)算機(jī)水平相對(duì)落后的年代應(yīng)用和發(fā)展都會(huì)受到嚴(yán)重的限制，故逐漸被解析重建所取代[1]。然而，近年來社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展在一定程度上極大的促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，迭代重建算法在發(fā)展過程中日漸完善，其本身的缺點(diǎn)已經(jīng)不再是主要矛盾，目前已經(jīng)成為國內(nèi)外進(jìn)行CT研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

1 自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)成像的特點(diǎn)

現(xiàn)階段，GE公司已經(jīng)在最先進(jìn)的寶石CT和128層CT應(yīng)用了自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)的裝配，并將其應(yīng)用到臨床上，在此基礎(chǔ)上對(duì)消除噪聲、抑制偽像和雙能與能敏成像技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)研究，現(xiàn)已經(jīng)取得十分滿意的效果，現(xiàn)對(duì)其在實(shí)際臨床應(yīng)用過程中的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行簡單的分析。

1.1 圖像質(zhì)量顯著提高

通過系統(tǒng)噪聲模型的建立與迭代方法的抑制，在一定程度上有助于得到較為清晰的圖像，盡管如此ASIR與FBP存在一定的相似性，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)本身光學(xué)特性的理想化，按照不同比例實(shí)現(xiàn)二者數(shù)據(jù)之間的加權(quán)融合，以此科研實(shí)現(xiàn)得到不同的噪音降低的效果，簡化復(fù)雜問題，提高處理的速度，并且能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)實(shí)時(shí)的重建，圖像質(zhì)量較FB重建相比會(huì)更高。

1.2 針對(duì)不同協(xié)議和應(yīng)用所表現(xiàn)出來的多變性

現(xiàn)階段要想在某個(gè)特定場合中實(shí)現(xiàn)對(duì)TR的應(yīng)用，便需要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整若干個(gè)重要參數(shù)，一般情況下最佳成像質(zhì)量對(duì)參數(shù)的選擇比較敏感，為此需要深入的研究IR算法，相關(guān)臨床操作者同樣需要在這一方面傾注更多的心力以此來熟練的掌握，最終能夠通過科學(xué)的優(yōu)化與調(diào)整重要參數(shù)，為保持圖像質(zhì)量的恒定性提供重要的保障。

1.3 圖像“新面貌”的出現(xiàn)

由于圖像的重建以統(tǒng)計(jì)學(xué)最優(yōu)化準(zhǔn)則為基礎(chǔ)，故在噪聲和偽影方面的特性和FBP場合會(huì)有非常明顯的不同，通過統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上致使圖像出現(xiàn)“新面貌”的可能比較大[2]。以迭代重建為例，其首先會(huì)科學(xué)的預(yù)估重建區(qū)域內(nèi)線性吸收系數(shù)的具體范圍，若數(shù)值在這個(gè)范圍以外，則便會(huì)對(duì)該數(shù)據(jù)實(shí)施一種強(qiáng)制作用，最終使其能夠在已知的范圍中進(jìn)行映射，如此一來那些過圖像過低或者過高的都會(huì)出現(xiàn)不同程度的偏差。另外，圖像重建仿真實(shí)驗(yàn)的模擬中，高頻噪聲在迭代圖像中非常嚴(yán)重，為此需要在鄰點(diǎn)算術(shù)加權(quán)法的輔助作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的平滑處理，由此可以為物體邊界的銳利度提供重要的保障，以此得到的圖像十分滿意。

2 自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)在臨床上應(yīng)用研究

2.1 CT頭部掃描中的應(yīng)用

現(xiàn)階段頭部CT掃描技術(shù)在臨床應(yīng)用中的工作量相對(duì)比較大，基于尚未制定出有效的防護(hù)措施，導(dǎo)致受檢者的晶狀體會(huì)接受到劑量相對(duì)較高的輻射，尤其會(huì)嚴(yán)重危害著兒童的身體健康，故這已經(jīng)引起政府管理者、放射學(xué)家以及醫(yī)用物理學(xué)家的廣泛關(guān)注。通過對(duì)100例正常人進(jìn)行頭部CT低劑量掃描，隨機(jī)分為兩組，每組50例，對(duì)照組利用FBP技術(shù)進(jìn)行常規(guī)劑量的掃描，觀察組利用ASIR技術(shù)進(jìn)行常規(guī)劑量掃描，研究結(jié)果顯示對(duì)照組患者的成像中含有較低的灰白質(zhì)SNR，觀察組中有20%到40%的患者在圖像SNR與對(duì)比噪音比等方面的差異并不明顯，經(jīng)過科學(xué)的評(píng)估雙盲定量發(fā)現(xiàn)，60%以上患者的偽影、灰白質(zhì)以及圖像噪聲等都明顯高于對(duì)照組。

2.2 CT胸部掃描的臨床應(yīng)用

由于肺及縱隔天然密度對(duì)比的情況十分良好，故很長時(shí)間以來都是進(jìn)行低劑量CT所研究的重點(diǎn)區(qū)域，之前的研究更多的是對(duì)掃描參數(shù)優(yōu)化與過濾器使用等方面的問題，重建算法影響圖像質(zhì)量的研究少之又少，相應(yīng)的便不利于低劑量CT的長期發(fā)展。自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)本身作為一種新型的成像方式，可以在保證空間分辨力不發(fā)生任何改變的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)圖像噪聲的顯著降低，所得到的圖像更加清晰。除此以外，自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)腹部、心臟以及其他部位中都得到了十分廣泛的應(yīng)用，作為無創(chuàng)影像學(xué)檢查手段的一種，CT成像在心臟大血管系統(tǒng)和其他部位中的應(yīng)用在一定程度上已經(jīng)成為阿各類疾病進(jìn)行診斷與檢查的重要手段。

3 結(jié)語

隨著醫(yī)療衛(wèi)生水平的日益提高，自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)在有效降低輻射劑量方面發(fā)揮著越來越重要的作用，并且許多地方仍然需要進(jìn)一步改進(jìn)，為此需要人們提高對(duì)CT輻射劑量的關(guān)注程度，強(qiáng)化深化研究。

參考文獻(xiàn)

[1]黃科峰，朱安平，陳洪高，等.高清CT自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)降低冠狀動(dòng)脈CT成像輻射劑量的研究[J].臨床軍醫(yī)雜志，2012（01）：192-194.

[2]王慶國，王政，周志國，等.低毫安結(jié)合自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建（ASiR）在降低腹部血管能譜CT成像輻射劑量中的可行性研究[J].放射學(xué)實(shí)踐，2015（10）：1023-1026.