如何优化儿童头颅CT的图像质量？

2021-02-07 XI区

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儿童大脑的灰白质对比没有成人显著，并且儿童对辐射剂量更敏感。在2017年的CT辐射剂量诊断参考水平专家共识中，规定了儿童头部的辐射剂量诊断参考水平，头部CTDIvol为39mGy。

儿童诊断辐射剂量专家共识

中华医学会放射学分会质量管理与安全管理学组. CT辐射剂量诊断参考水平专家共识 . 中华放射学杂志,2017,51( 11 ): 817-822.

如何优化辐射剂量和图像质量呢？以下几种方法可以参考。

神经最佳对比技术 Best Neuro Contrast

神经最佳对比度旨在提高低对比度分辨率，同时保持噪声不受影响，即提高对比度噪声比，有利于提高图像质量和组织分化或减少辐射剂量。

不使用（左）和使用（右）神经最佳对比技术获得的图像对比。

神经最佳对比在特定卷积核中生效，使用带有神经最佳对比技术的特定卷积核即可。H21，H31，H41以及Hr32，Hr36，Hr40，Hr44的卷积核均有此技术，可以比较一下试试看。

迭代重建

迭代重建本身并不能降低辐射剂量，但是使用迭代重建后，图像质量可以有很好的改善，再次基础上，可以使用更低的条件进行扫描，从而降低辐射剂量。研究发现，使用ADMIRE在降低剂量的儿童头颅扫描中，可以改善主观和客观的图像质量。

6岁女性，头部外伤。低剂量侧脑室水平CT图像（110kV, 55mAs）。a-f分别为滤波反投影及strengths 1-5 ADMIRE重建CT图像比较。

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).

双能量单能谱图

为了更清晰地显示儿童颅脑的灰白质，有学者使用双能量低keV重建来优化。

a–c 脑实质图像质量在Mono+、Mono和常规CT中的代表性例子。在一名16岁患有颅面发育不良的男孩中使用60 keV（a）的Mono+算法和65 keV（b）的Mono算法的虚拟单能成像，在一名14岁男孩中使用常规CT扫描（c），在对难治性癫痫进行有创监测后立即进行术后CT。灰-白质对比噪声比在Mono+组最大（3.45），其次是Mono组（3.05）和常规CT组（2.76），因此显示了使用Mono+对灰质和白质的优越区分。

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.

同时，使用单能谱图可以降低后颅窝的伪影。

一例5个月大的小头畸形合并先天性感染的头部CT平扫轴位重建（a，c）。7个月大的患者行了双能CT平扫检查，以诊断外伤伴枕部肿胀（b，d）。矢状位重建显示，常规CT （c）上的下额叶和后颅窝（箭头所示）存在双能CT （d）上没有的束硬化伪影。

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.

双能量头颅CT平扫虚拟单能（40-100kev）范围内的质量指数。（a）信号，（b）灰质噪声，（c）白质噪声，（d）灰质信噪比，（e）白质信噪比和（f）灰白质对比噪声比的质量指数。对于感兴趣的灰质和白质区域，传统的重建算法在70keV时显示出最小的噪声和最大的信噪比，在65keV时显示出最大的对比噪声比。采用改进的重建算法，在60keV时噪声最小，信噪比最大，对比噪声比最大。误差线代表偏离平均值的标准偏差。CNR对比噪声比，GM灰质，SD标准差，SNR信噪比，WM白质。

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.

CT平扫虚拟单能图像不同能量下的后颅窝伪影指数。使用传统和高级重建算法的后颅窝伪影指数最低值分别出现在75keV和70keV。误差线代表偏离平均值的标准偏差。

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.

关于双能量单能谱图的临床价值，可以参见：DECT单能谱图的临床应用。

由于儿童对辐射剂量更敏感，在满足诊断的前提下，应该采用尽可能低的辐射剂量，可以通过后处理方法对图像进行优化，以保护儿童患者避免接受多余的辐射。

2021年1月25日