如何最佳化兒童頭顱CT的影象質量?

兒童大腦的灰白質對比沒有成人顯著,並且兒童對輻射劑量更敏感。在2017年的CT輻射劑量診斷參考水平專家共識中,規定了兒童頭部的輻射劑量診斷參考水平,頭部CTDIvol為39mGy。

如何最佳化兒童頭顱CT的影象質量?

兒童診斷輻射劑量專家共識

中華醫學會放射學分會質量管理與安全管理學組。 CT輻射劑量診斷參考水平專家共識 。 中華放射學雜誌,2017,51( 11 ): 817-822。

如何最佳化輻射劑量和影象質量呢?以下幾種方法可以參考。

神經最佳對比技術 Best Neuro Contrast

神經最佳對比度旨在提高低對比度解析度,同時保持噪聲不受影響,即提高對比度噪聲比,有利於提高影象質量和組織分化或減少輻射劑量。

如何最佳化兒童頭顱CT的影象質量?

不使用(左)和使用(右)神經最佳對比技術獲得的影象對比。

神經最佳對比在特定卷積核中生效,使用帶有神經最佳對比技術的特定卷積核即可。H21,H31,H41以及Hr32,Hr36,Hr40,Hr44的卷積核均有此技術,可以比較一下試試看。

迭代重建

迭代重建本身並不能降低輻射劑量,但是使用迭代重建後,影象質量可以有很好的改善,再次基礎上,可以使用更低的條件進行掃描,從而降低輻射劑量。研究發現,使用ADMIRE在降低劑量的兒童頭顱掃描中,可以改善主觀和客觀的影象質量。

如何最佳化兒童頭顱CT的影象質量?

6歲女性,頭部外傷。低劑量側腦室水平CT影象(110kV, 55mAs)。a-f分別為濾波反投影及strengths 1-5 ADMIRE重建CT影象比較。

Cho H H , Lee S M , You S K 。 Pediatric head computed tomography with advanced modeled iterative reconstruction: focus on image quality and reduction of radiation dose[J]。 Pediatric Radiology, 2020, 50(2)。

雙能量單能譜圖

為了更清晰地顯示兒童顱腦的灰白質,有學者使用雙能量低keV重建來最佳化。

如何最佳化兒童頭顱CT的影象質量?

a–c 腦實質影象質量在Mono+、Mono和常規CT中的代表性例子。在一名16歲患有顱面發育不良的男孩中使用60 keV(a)的Mono+演算法和65 keV(b)的Mono演算法的虛擬單能成像,在一名14歲男孩中使用常規CT掃描(c),在對難治性癲癇進行有創監測後立即進行術後CT。灰-白質對比噪聲比在Mono+組最大(3。45),其次是Mono組(3。05)和常規CT組(2。76),因此顯示了使用Mono+對灰質和白質的優越區分。

Park J, Choi Y H, CheonJ E, et al。 Advanced virtual monochromatic reconstruction of dual-energyunenhanced brain computed tomography in children: comparison of image qualityagainst standard mono-energetic images and conventional polychromatic computedtomography。 Pediatric Radiology, 2017:1-11。

同時,使用單能譜圖可以降低後顱窩的偽影。

如何最佳化兒童頭顱CT的影象質量?

一例5個月大的小頭畸形合併先天性感染的頭部CT平掃軸位重建(a,c)。7個月大的患者行了雙能CT平掃檢查,以診斷外傷伴枕部腫脹(b,d)。矢狀位重建顯示,常規CT (c)上的下額葉和後顱窩(箭頭所示)存在雙能CT (d)上沒有的束硬化偽影。

Weinman JP, MirskyDM, JensenAM, etal。 Dual energy head CT to maintain image quality while reducingdose in pediatric patients。 ClinImaging。 2019 Feb 7;55:83-88。

如何最佳化兒童頭顱CT的影象質量?

雙能量頭顱CT平掃虛擬單能(40-100kev)範圍內的質量指數。(a)訊號,(b)灰質噪聲,(c)白質噪聲,(d)灰質信噪比,(e)白質信噪比和(f)灰白質對比噪聲比的質量指數。對於感興趣的灰質和白質區域,傳統的重建演算法在70keV時顯示出最小的噪聲和最大的信噪比,在65keV時顯示出最大的對比噪聲比。採用改進的重建演算法,在60keV時噪聲最小,信噪比最大,對比噪聲比最大。誤差線代表偏離平均值的標準偏差。CNR對比噪聲比,GM灰質,SD標準差,SNR信噪比,WM白質。

Park J, Choi Y H, Cheon J E,et al。 Advanced virtual monochromatic reconstruction of dual-energy unenhancedbrain computed tomography in children: comparison of image quality againststandard mono-energetic images and conventional polychromatic computedtomography。 Pediatric Radiology, 2017:1-11。

如何最佳化兒童頭顱CT的影象質量?

CT平掃虛擬單能影象不同能量下的後顱窩偽影指數。使用傳統和高階重建演算法的後顱窩偽影指數最低值分別出現在75keV和70keV。誤差線代表偏離平均值的標準偏差。

Park J, Choi Y H, Cheon J E,et al。 Advanced virtual monochromatic reconstruction of dual-energy unenhancedbrain computed tomography in children: comparison of image quality againststandard mono-energetic images and conventional polychromatic computedtomography。 Pediatric Radiology, 2017:1-11。

關於雙能量單能譜圖的臨床價值,可以參見:DECT單能譜圖的臨床應用。

由於兒童對輻射劑量更敏感,在滿足診斷的前提下,應該採用儘可能低的輻射劑量,可以通過後處理方法對影象進行最佳化,以保護兒童患者避免接受多餘的輻射。

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