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双能量CT(DECT)使用两种不同的光子能量,可根据组织的原子成分来分离组织成分。DECT可以进行碘和脂肪部分的量化以及各种如虚拟单能(VM)、虚拟非增强和碘图重建。低千电子伏特的VM重建可以改善各种病症的诊断,但会增加图像噪声。
现阶段,如自适应统计IR(ASIR和ASIR-V,GE Healthcare)等多代迭代重建(IR)和IR混合技术可在减少检查辐射剂量的同时保持图像质量。然而,IR也有一定的缺点,可改变图像纹理而影响图像评估。
现阶段,临床上引入了一种用于单能量CT的新型深度学习图像重建(DLIR)技术进入临床应用。以前的研究表明,VM成像不仅存在噪声水平的差异,而且单能量CT和低千伏VM图像的噪声功率谱也有不同的频率分布。最近的一项研究表明,在70KeV下使用DLIR有明显的降噪能力;然而,这种DLIR算法在低、高KeV环境下的性能还没有得到评估。
近日,发表在European Radiology杂志的一项研究比较了DLIR与ASIR-V VM重建在40、50、74和100KeV增强腹部DECT中的降噪能力,并对40和50KeV VM图像进行了定性评估,在保证CT图像质量的同时实现了CT检查的低剂量输出,进一步提高了CT检查的临床适用范围并降低了患者辐射负担。本研究共分析了30张静脉期急性腹部DECT(80/140 kVp)扫描图像。在四个不同的KeV水平(40、50、74和100)上,数据被重建为ASIR-V和DLIR-High,层厚为1和3毫米。在肝脏、主动脉、脂肪和肌肉内测量了定量的霍恩斯菲尔德单位(HU)和噪声评估。由两位经委员会认证的放射科医生对图像噪声、清晰度、质地和整体质量进行主观评估。
与ASIR-V相比,DLIR在相同的KeV水平下的所有重建中减少了19.9-35.5%(P < 0.001)的图像噪声。与ASIR-V 50 keV相比,DLIR 40 keV图像的对比度-噪声比(CNR)增加了49.2-53.2%(p < 0.001),而除了1和3毫米的主动脉和1毫米的肝脏测量,ASIR-V 50 keV显示出5.5-6.8%(p < 0.002)的噪声水平,没有发现明显的差异。定性评估显示,特别是在1毫米的重建中,有明显的改善(p < 0.001)。最后,与ASIR-V 50 keV相比,DLIR 40 keV显示出相当或更好的图像质量评级(p < 0.001至0.22)。
图 使用DLIR和ASIR-V进行的40和50-keV1-mm轴位重建。放置ROI(用红色圆圈表示)以测量HU和标准偏差(SD)。与ASIR-V(左侧图像)相比,DLIR图像(右侧)显示出较低的噪声水平
本研究表明,在所有评估的keV水平上,DLIR在图像降噪方面优于ASIR-V。此外,对于低keV VM重建,DLIR改善了图像质量,特别是对于薄层图像来说更为明显,使40keV成为常规增强腹部DECT的潜在新标准,在保持图像质量和噪音水平的同时为临床提供了更高的CNR和SNR。
原文出处:
Jack Junchi Xu,Lars Lönn,Esben Budtz-Jørgensen,et al.Quantitative and qualitative assessments of deep learning image reconstruction in low-keV virtual monoenergetic dual-energy CT.DOI:10.1007/s00330-022-09018-5
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