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螺旋CT梯状伪影的数学模型及实验研究
目的建立螺旋CT梯状伪影大小的一般数学模型;研究梯状伪影产生的原因、伪影大小及其与被扫描物体的形状、位置和扫描参数的关系;比较单层螺旋CT与多层螺旋CT下梯状伪影的大小;研究减少此类伪影的方法.材料与方法用工业用纯有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯,acrylic),制作一个底座高180mm、(直径为250mm,顶角为45°的锥体,在三台螺旋CT(SiemensPlus 4单层面CT、Elscint CT Twin Flash双层面CT、GE Light Speed Ultra八层面CT)上,用半扫描插值算法(HI),在(2,5,10)mm的床进距离,层厚(2,5,10)mm,重建间隔为(2,5,10)mm,以及在体模中心线与CT扫描中心线重合、成20°的位置下扫描,获取不同的图像.然后用MATLAB6.5编写的程序对其大小进行分析.结果梯状伪影来源于被扫描物体表面与扫描中心线存在一定的角度和使用的螺旋插值算法.层厚一定的情况下,步进距离越大,伪影加大;步进距离一定,层厚越大,伪影加大,并与床进距离和锥体长度成线性关系;被扫描物体中心线偏离扫描中心线时的伪影比与扫描中心线重合时的伪影大.在相同的扫描条件下,多层CT的伪影比单层面CT的伪影小.结论本文建立的梯状伪影的一般数学模型的结果与实验结果一致.在螺旋扫描方式下,梯状伪影不可能消除.要减少伪影必须:①被扫描物体的中心线要与扫描中心线重合;②尽量采取小步进或薄层扫描;③采用合适的插值算法.
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MatriXX系统结合TLD测量电子线全身放疗射野剂量参数的研究
目的 探讨二维空气电离室矩阵MatriXX系统与热释光剂量计(TLD)相结合,测量电子线全身放疗(ETBI)射野剂量参数的可行性.方法 用MatriXX系统、固体水模块、仿真人体模型及TLD,测量ETBI射野的百分深度剂量曲线、单野输出剂量和6个不同角度射野照射后的剂量累积因子.结果 按照1mm递增测出了ETBI射野的百分深度剂量曲线及ETBI剂量计算所需要的各种校正因子.结论 MatriXX系统与TLD相结合测量ETBI射野的剂量学参数非常简便、高效,是ETBI测量的理想工具.
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几种磁共振层厚测量方法探讨
本文对几种磁共振体模层厚模块的测量方法进行了研究.使用Magphan SMR 170体模和Victoreen 76-903体模进行测试实验,通过数据比对,分析各种测量方法的优缺点,总结出相应方法的层厚测量结果,使其为临床工程师和质控工作者根据目的需求,选择层厚检测方法提供参考意见.
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三维适形放射治疗(3DCRT)的应用及经验
本文简要介绍三维适形放射治疗的临床应用过程及经验.
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γ- 刀治疗中患者颈部防护措施初探
在γ刀治疗中，通常重视的是射线对医护人员的伤害及针对医护人员的防护措施，这当然是很有必要的。然而，对施行γ－刀这种一次性大剂量照射的患者，几乎未采取任何防护措施，这对患者是相当不利的。本文以华中科技大学附属协和医院的γ－刀系统作为研究对象，测量了患者在进行γ－刀治疗时，颈部所接受的γ射线的剂量；测量出不同规格的准直器，在不同的时间段进行照射时，体模颈部所接受的γ射线的剂量；比较了不同厚度的铅的防护效果。结果显示：有相当多的患者在进行γ－刀治疗的过程中颈部所接受的γ射线的剂量超过 50mSv，说明完全有必要进行适当的防护； 5mm厚的铅能使射线的剂量衰减 50％以上，可选用 5mm厚的铅进行防护。
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CT自动曝光性能的评价
目的 用体模研究和评价CT的一种自动曝光(CARE,Dose 4D)性能.材料用有机玻璃制作四个体模,分别为类椭圆26×17cm用于腹部检测;类椭圆36×16cm用于髋部检查;椭圆35×12cm用于肩部检测;直径从13cm-18cm的圆锥体模用于头部和腹部检测,四个体模长度均为10cm.西门子SOMATOM Sensation Cardiac 64螺旋CT.方法 在自动曝光和手动固定曝光方式下,对圆锥体模用头部和腹部方案分别进行螺旋扫描,比较两种曝光方式噪声和有效mAs随体模直径的变化.在两种曝光方式下,对肩部、腹部和髋部体模采用相应的扫描方案进行螺旋扫描,分别检测两种曝光方式在图像噪声相同情况下,自动曝光有效mAs降低的幅度.结果 对圆锥体模用头部和腹部方案扫描的结果 是,自动曝光方式,剂量降低幅度依赖体模直径.自动曝光与手动固定曝光相比,腹部体模有效mAs降低在8.9%～5.9%之间.肩部体模有效mAs降低在38.1%-33.5%之间,髋部体模有效mAs降低在34.8%-27.1%之间.讨论在自动曝光(CARE Dose 4D)方式下,剂量降低幅度与体模的结构和大小有关,这种方法 可作为CT自动曝光性能检测的一种手段.
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磁共振成像系统日常质量保证与质量控制的初步认识
开展关于磁共振成像系统日常质量保证与质量控制方面的工作.使用系统装机附带的体模进行扫描.得到横断面、冠状面图像,记录了正常及仿真情况下的测试数据.通过建立一种日常可操作的模式并对影响结果的各种因素进行分析,指出日常质量保证与质量控制工作的重要性及意义.
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赤麻鸭内照射剂量转换因子的研究
目的 研究赤麻鸭的辐射剂量估算方法.方法 从实际生物学数据出发建立了赤麻鸭简化解剖学模型和相应的剂量评估模型,针对核素沉积在肝脏时的情况,编写了Monte-Carlo计算程序并计算了源器官对主要靶器官和对整体的能量吸收分数,进而估算了赤麻鸭的内照射剂量转换因子(DPUC).将得到的DPUC值与整体模型得到的结果以及FASSET的结果进行比较并做了分析.结果 在γ射线能量较低时,简化解剖学模型的能量吸收分数比整体模型得到的数值大2-5倍.结论 结果表明,在计算γ能量较低的γ射线内照射剂量时,应该考虑到由于器官沉积特征造成的能量吸收分数的变化.
关键词： 赤麻鸭 体模 辐射剂量率 Monte-Carlo模拟方法 -
2450MHz微波食管辐射器穿透性研究
0 引 言食管癌热、放/化联合治疗的研究已有二十余年,发表了长期随访结果[1～4],在我国大部分地区使用的食管腔辐射器为2450MHz微波辐射器,由于测温只停留于辐射器表面,大多数学者对于食管壁特别是肿瘤内的温度感到担心,为此作者特地进行了术中食管肿瘤内测温并获得了可贵的资料[5],但术中操作困难,测温点植入深度难于精确,所以得到的点离散度较大,尽管得出了与预想结果相符的结论,但作者仍试图从更多侧面检验它的准确性与可靠性,以便对临床有更大的指导意义.因此,作者在体模中进行了较精确的温度测量来验证从人体得出的结果的准确性.
关键词： 体模 2450MHz微波腔内辐射器 测温 -
血管位置及血管与声轴角度对HIFU表面消融效果影响的体模实验
目的 探讨靶区内血管位置及血管与声轴角度对HIFU表面消融效果的影响.方法 将56块含血管的仿组织体模分为A组(血管位置)和B组(血管角度),A组按血管中心与HIFU表面消融深层面(顶面)距离d分为A1(d=0)、A2(d=10 mm)、A3(d=20 mm)亚组,B组按血管长轴与声轴之间夹角角度α分为B1(0～5°)、Bz(60°～65°)、B3(90°～95°)、B4(115°～120°)亚组.另设A4、B5亚组为空白对照组.测量各组血管内径、管壁厚度,观察辐照后损伤形态,计算能效因子(EEF).结果 A、B各亚组间血管内径、管壁厚度差异均无统计学意义(P均＞0.05).损伤形态:A1、B1亚组靶区完全消融,无残留;余各亚组血管深侧靶区有残留.A组中A4亚组、A1亚组、A2亚组(由小到大排列)EEF两两比较差异均有统计学意义(P均＜0.05),A1与A3亚组差异无统计学意义(P＞0.05);B组中Bs亚组、Bz亚组、B3亚组(由小到大排列)EEF两两比较差异均有统计学意义(P均＜0.05),B2亚组与B亚组、B5亚组与B1亚组的EEF差异无统计学意义(P均＞0.05).结论 血管中心距HIFU表面消融深层面10 mm、靶区内血管与声轴角度90°～95°对靶区消融影响大,效率低,消融时应注意调整以提高消融效率.
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优化数字乳腺断层摄影曝光条件的体模显像
目的 比较数字乳腺断层摄影(DBT)不同摄影条件下对乳腺体模病灶的检出率.方法 对ACR-156体模及MPW-01体模进行DBT,使用有机玻璃板组合模拟5个不同厚度,首先采用自动曝光控制模式(AEC)进行曝光,然后保持相同管电压值,管电流设为AEC曝光时的80％、60％、40％和20％.比较不同厚度、不同曝光条件下辐射剂量及病灶检出率.结果 随管电流下降,平均腺体剂量和皮肤吸收剂量及总体病灶检出率下降(P均＜0.01);相同厚度下,管电流降低20％时,肿块样病灶及钙化样病灶检出率下降平缓甚至无明显变化,纤维样病灶检出率下降较明显,管电流降低＞20％时,各病灶检出率均随管电流下降而下降;厚度增加对肿块样病灶检出率有一定影响.结论 乳腺筛查中适当降低管电流可有效减低辐射剂量而不影响病灶检出率.
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高分辨靶重建模式优化宝石CT成像
目的 以体模实验为基础,观察高分辨靶重建模式优化宝石CT成像的价值.方法 采用宝石CT不同的扫描野(SFOV;50 cm vs 32 cm)对Catphan 500体模分别进行高分辨和非高分辨模式扫描,并对原始数据以相同大小的显示野(25 cm)进行STAND算法重建成像.根据不同成像方式,将所有图像分为SFOV 50 cm+非高分辨组(A组)、SFOV50 cm+高分辨组(B组)、SFOV 32 cm+非高分辨组(C组)和SFOV 32 cm+高分辨组(D组),测量并比较各组图像噪声、SNR、CNR、空间分辨率、密度分辨率及CT剂量指数(CTDI).结果 4组噪声、SNR、CNR、空间分辨率、密度分辨率及CTDI差异均有统计学意义(P均＜0.05).C组较A组噪声增加(P＜0.01);与A组比较,B组空间分辨率提高,D组CNR、SNR均降低(P均＜0.01),且噪声升高(P＜0.01).结论 选择高分辨靶重建模式,不增加图像噪声,并可保证对比噪声比和信噪比,提高空间分辨率.
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7.0T磁共振关节软骨T2弛豫时间图与量化分析的实验研究
目的 建立超高场强磁共振关节软骨T2弛豫时间图成像技术和量化分析方法. 方法用7.0T微磁共振机,采用多回波SE序列对琼脂糖凝胶体模和家猪髌骨扫描,获得T2加权图像,测定体模与髌骨软骨的信噪比.重构T2弛豫时间图,人工画感兴趣区测量T2值. 结果琼脂糖凝胶体模和家猪髌骨T2加权图像清晰,对比度好,无异常伪影,信噪比高,重复性好.琼脂糖凝胶体模的T2值随浓度降低而增加.髌骨软骨呈分层状表现,软骨表层T2值高于中间层、深层、钙化层和软骨全层,差异具有统计学意义(P＜0.05). 结论 T2弛豫时间图可量化测定关节软骨,是可行的、敏感的、特异的软骨分子成像技术.
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3.0T水脂分离梯度回波成像定量分析肝脏脂肪含量的可行性
目的 探讨3.0T水脂分离梯度回波序列在一次屏息内完成定量分析肝脏脂肪的可行性及其参数优化.方法 利用GE Signa HDx 3.0T MR系统对自制体模及42名受检者行迭代小二乘法非对称采集水脂分离(IDEAL)梯度回波序列和单体素1 H-MRS,通过分析接收带宽(BW)、翻转角(FA)和矩阵(Matrix)的变化对体模脂肪定量分析的影响,确定以IDEAL梯度回波行脂肪定量分析的优成像参数;以1H-MRS测定的脂肪含量为参考标准,采用Spearman相关分析对IDEAL梯度回波序列测得数据进行相关性分析.结果 应用IDEAL梯度回波序列行体模脂肪定量分析时,BW和FA对结果的影响较大;BW为200 kHz、FA为12°时,体模脂肪定量分析结果与MRS的关联性佳(r=0.997,P＜0.05),在此条件下,应用IDEAL梯度回波序列和1 H-MRS测得的肝脏脂肪含量分别为(9.48±5.42)％和(10.13±8.06)％,二者呈正相关(r=0.872,P＜0.05).结论 经参数优化的IDEAL梯度回波序列可在一次屏息内定量分析肝脏脂肪含量;成像时需合理调整FA和BW.
关键词： 梯度回波序列 迭代最小二乘法非对称采集水脂分离 体模 脂肪定量 -
低管电流联合迭代重建算法对胸部体模T12骨密度值准确性和胸部图像质量的影响
目的 探讨低管电流联合迭代重建算法对仿真胸部体模T12骨密度(BMD)的准确性和胸部图像质量的影响.方法 选用成年男性胸部体模,管电压120 kV,管电流分别为20、30、40、50、60 mAs,联合滤波反投影算法(FBP)、混合迭代重建技术(iDose4,Level 4)及迭代模型重建(IMR,Level 2)行胸部扫描.比较采用不同管电流和重建技术时胸部体模T12的BMD及客观评价结果;比较管电流20 mAs、采用IMR算法与管电流60 mAs、采用FBP迭代算法的纵隔窗和肺窗图像质量的主观评分,并评价观察者间的一致性.结果 管电流、重建技术不同时,胸部体模T12的BMD和CT值差异均无统计学意义(P均＞0.05),而SD值差异有统计学意义(P均＜0.001).相同管电流下,采用IMR算法获得的SD值明显低于iDose4和FBP(P均＜0.001).管电流60 mAs、采用FBP算法时,2名观察者观察纵隔窗的一致性较好(Kappa=1,P＜0.001),观察肺窗的一致性中等(Kappa=0.64,P=0.002);管电流20 mAs、采用IMR时,2名观察者观察纵隔窗的一致性中等(Kappa=0.64,P=0.002),观察肺窗的一致性较好(Kappa=1,P＜0.001).结论 低管电流联合迭代重建算法可降低辐射剂量,同时满足骨密度测值的准确性及胸部图像诊断.
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重建算法和层厚对肺结节容积定量的影响
目的 用肺结节模型评价多排探测器CT(MDCT)的重建算法、层厚对不同大小、密度肺结节容积定量准确性的影响,并对肺结节容积定量的重复性进行检验.方法 肺结节模型直径25 cm,内含4种直径(2.5、5.0、10.0、20.0 mm)、5种密度(-100、-60、0、60、100 HU)结节共16个.利用64排MDCT对模型进行两次扫描,采用8种重建算法(软组织、标准、胸、肺、精细、骨、骨+、边缘)和五种层厚(0.625、1.25、2.5、3.75、5.0 mm),获取评估结节定量准确性的数据和用于重复性检验的数据.在ADW 4.2工作站上用ALA(advanced lung analysis)软件对模拟肺结节进行容积测量.用CT软件测量获得的容积相对于参考标准容积的绝对误差百分率(APE)表示容积定量的准确性.统计学方法采用单因素及多因素方差分析、多元线性回归分析及配对t检验.结果 ①在0.625 mm及1.25 mm层厚条件下,8种重建算法APE之间的差异有统计学意义(P<0.05),其中肺算法误差大,且与其他7种算法之间的差异均有统计学意义(P<0.05);其他7种算法间差异无统计学意义(P>0.05),其中胸算法误差小,骨算法次之.②重建层厚、结节直径及结节密度对结节容积APE值的影响均有统计学意义(P<0.01).对于直径为2.5 mm的结节,仅能用0.625 mm层厚测量且误差较大;对于直径≥5 mm的结节,1.25 mm层厚的测量误差小,与0.625 mm层厚的结果相比差异无统计学意义(P>0.05).重建层厚(P<0.001)、结节直径(P<0.001)与APE值存在线性回归关系.③当采用0.625 mm和1.25 mm两种层厚重建时,两次扫描容积定量值之间差异无统计学意义(P>0.05).结论 除肺算法外的其余7种重建算法均可用于肺结节容积定量;对于直径<5 mm的结节,应采用0.625 mm或更薄重建层厚,对于直径≥5 mm的结节,以采用1.25 mm重建层厚为宜;结节直径和(或)密度的变化对容积APE值也具有显著影响;MDCT肺结节容积定量的重复性可靠.
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双能CT在增强检查中的应用:体模研究
目的 探讨双能CT(DECT)成像技术在增强检查中的应用价值.方法 将浓度不同的碘乙醇溶液和碘水溶液封装于塑料试管中,按顺序固定后浸浴在装满水的截面近似椭圆、周长为86 cm的尼龙复合膜中制成体模原型.于Sie-mens Somatom Definition Flash扫描仪分别采用常规上腹部条件进行单能和DECT扫描.于专用图像工作站采用LiverVNC软件测量各溶液的碘浓度,并回顾性重建权重为0.5的线性混合图像、优非线性混合图像(OCM)和CNR大的单能量图像.结果 两种溶液碘浓度测量值与理论值均呈强相关(r=0.998、0.999,P均＜0.001),但相对误差较大(大值25.00％).OCM图像和65 keY单能量图像的CNR碘浓度比均显著高于120 kVp图像(P＜0.001).结论 DECT可准确区分不同碘溶液的浓度,应用于增强检查可提高图像质量.
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QCT骨密度测量羟磷灰石等效液体体模的研制
目的通过试验测试,设计制作出与标准固体体模等效的QCT骨密度测量液体体模.并对体模完成合格性测试.方法利用CT扫描机及测量软件,对采用不同浓度溶液制成的液体体模和采用羟磷灰石制作的固体体模进行对比,获得合适的配比,制作成等效的液体体模.然后进行均匀性,线性,重复精度和准确性检测.结果两种测量体模的各项指标基本相同.结论本项目设计制作的液体体模与固体体模是等效的.能够同样应用于QCT骨密度测量.
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多模型迭代重建算法对腹部体模CT扫描图像质量和辐射剂量的影响
目的 分析前置全模型迭代重建算法(ASIR-V)在腹部体模CT扫描中图像质量的变化规律及辐射剂量的降低程度,探讨优化图像质量和辐射剂量的佳前置ASIR-V.方法 采用腹部仿真体模和Revolution CT机.根据噪声指数(NI)设置(6、8、10、12、14)分为5组.每组设置0～100％(间隔10％)前置ASIR-V扫描和常规扫描(即不联合迭代),共获得55组图像.分析各NI组图像CT值、噪声、主观评分及辐射剂量随ASIR-V比例的变化规律.各NI组图像的主观评分比较采用秩和检验,CT值、噪声和辐射剂量比较采用单因素方差分析和配对t检验.结果 在0～40％前置ASIR-V水平,NI为6、8、10组图像主观评分基本稳定,NI为12、14组图像主观评分呈略升高趋势;50％～100％前置ASIR-V,各组主观评分均呈逐渐降低趋势;NI为6、8、10组,超过70％前置ASIR-V图像主观评分降至3分以下,NI为12、14组,超过60％前置ASIR-V主观评分降至3分以下;NI为6、8、10组,常规扫描图像主观评分与40％前置ASIR-V图像差异无统计学意义(P=0.626、0.915、0.514),NI为12、14组,常规扫描图像主观评分略低于40％前置ASIR-V图像(P=0.041、0.036);各NI组常规扫描图像主观评分均优于60％前置ASIR V图像((P=0.021、0.012、0.015、0.014、0.007)).各NI组中不同部位CT值、噪声随前置ASIR-V比例的增高呈基本稳定状态(P均＞0.05).各NI组CTDIvol随前置ASIR-V比例的增高,呈逐渐下降趋势.40％、50％和60％前置ASIR V比例条件下,CTDIvol较常规扫描组下降比率分别为49.82％、62.51％、71.63％.结论 前置ASIR-V可在保证图像质量的条件下明显降低辐射剂量;腹部前置ASIR-V比例推荐40％ ～60％.
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基于可变翻转角技术快速测量组织T1值的可行性
目的 探讨可变翻转角结合三维(3D)容积内插快速扰相梯度回波(FSPGR)序列快速测量T1值的可行性.方法 采用不同浓度钆溶液作为模型,以单层反转恢复快速自旋回波(IR-FSE)序列为金标准,比较3D FSPGR可变翻转角组合(2、3个翻转角)和3D容积内插FSPGR可变翻转角组合(2、3、4个翻转角)测量模型T1值的准确性.结果 2、3个可变翻转角FSPGR与IR-FSE测量T1值高度相关(r=0.982和0.975,P均＜0.001);2、3、4个可变翻转角3D容积内插FSPGR与IR-FSE测量T1值亦高度相关(r=0.969、0.970和0.979,P均＜0.001),于不同时间所测得T1值的组内相关系数等于或接近1.结论 可变翻转角结合3D容积内插FSPGR可快速测量组织T1值,准确性及重复性较好.
