自適應統計迭代重建技術在降低CT輻射劑量中的初步研究

楊家榮+吳昌盛

摘 要：自適應統計迭代重建技術是全新CT重建算法的一種，具有傳統濾過反投影技術所不能比擬的明顯優勢，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量，為此非常值得在臨床應用的過程中進行大力的推廣。

關鍵詞：自適應統計迭代重建技術；CT輻射劑量；初步研究

中圖分類號：R816.2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）09-0198-01

眾多醫學科學家自CT技術誕生以來，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，各有各自的優缺點，其中由于迭代重建需要較大的存儲空間且計算速度非常慢，在計算機水平相對落后的年代應用和發展都會受到嚴重的限制，故逐漸被解析重建所取代[1]。然而，近年來社會經濟的快速發展在一定程度上極大的促進了計算機技術的發展，迭代重建算法在發展過程中日漸完善，其本身的缺點已經不再是主要矛盾，目前已經成為國內外進行CT研究的重點內容之一。

1 自適應統計迭代重建技術成像的特點

現階段，GE公司已經在最先進的寶石CT和128層CT應用了自適應統計迭代重建技術的裝配，并將其應用到臨床上，在此基礎上對消除噪聲、抑制偽像和雙能與能敏成像技術進行了重點研究，現已經取得十分滿意的效果，現對其在實際臨床應用過程中的技術特點進行簡單的分析。

1.1 圖像質量顯著提高

通過系統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，能夠實現對系統本身光學特性的理想化，按照不同比例實現二者數據之間的加權融合，以此科研實現得到不同的噪音降低的效果，簡化復雜問題，提高處理的速度，并且能夠實現準實時的重建，圖像質量較FB重建相比會更高。

1.2 針對不同協議和應用所表現出來的多變性

現階段要想在某個特定場合中實現對TR的應用，便需要適當的調整若干個重要參數，一般情況下最佳成像質量對參數的選擇比較敏感，為此需要深入的研究IR算法，相關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，最終能夠通過科學的優化與調整重要參數，為保持圖像質量的恒定性提供重要的保障。

1.3 圖像“新面貌”的出現

由于圖像的重建以統計學最優化準則為基礎，故在噪聲和偽影方面的特性和FBP場合會有非常明顯的不同，通過統計迭代重建技術的應用在一定程度上致使圖像出現“新面貌”的可能比較大[2]。以迭代重建為例，其首先會科學的預估重建區域內線性吸收系數的具體范圍，若數值在這個范圍以外，則便會對該數據實施一種強制作用，最終使其能夠在已知的范圍中進行映射，如此一來那些過圖像過低或者過高的都會出現不同程度的偏差。另外，圖像重建仿真實驗的模擬中，高頻噪聲在迭代圖像中非常嚴重，為此需要在鄰點算術加權法的輔助作用下實現對圖像的平滑處理，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 自適應統計迭代重建技術在臨床上應用研究

2.1 CT頭部掃描中的應用

現階段頭部CT掃描技術在臨床應用中的工作量相對比較大，基于尚未制定出有效的防護措施，導致受檢者的晶狀體會接受到劑量相對較高的輻射，尤其會嚴重危害著兒童的身體健康，故這已經引起政府管理者、放射學家以及醫用物理學家的廣泛關注。通過對100例正常人進行頭部CT低劑量掃描，隨機分為兩組，每組50例，對照組利用FBP技術進行常規劑量的掃描，觀察組利用ASIR技術進行常規劑量掃描，研究結果顯示對照組患者的成像中含有較低的灰白質SNR，觀察組中有20%到40%的患者在圖像SNR與對比噪音比等方面的差異并不明顯，經過科學的評估雙盲定量發現，60%以上患者的偽影、灰白質以及圖像噪聲等都明顯高于對照組。

2.2 CT胸部掃描的臨床應用

由于肺及縱隔天然密度對比的情況十分良好，故很長時間以來都是進行低劑量CT所研究的重點區域，之前的研究更多的是對掃描參數優化與過濾器使用等方面的問題，重建算法影響圖像質量的研究少之又少，相應的便不利于低劑量CT的長期發展。自適應統計迭代重建技術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生任何改變的基礎上實現圖像噪聲的顯著降低，所得到的圖像更加清晰。除此以外，自適應統計迭代重建技術腹部、心臟以及其他部位中都得到了十分廣泛的應用，作為無創影像學檢查手段的一種，CT成像在心臟大血管系統和其他部位中的應用在一定程度上已經成為阿各類疾病進行診斷與檢查的重要手段。

3 結語

隨著醫療衛生水平的日益提高，自適應統計迭代重建技術在有效降低輻射劑量方面發揮著越來越重要的作用，并且許多地方仍然需要進一步改進，為此需要人們提高對CT輻射劑量的關注程度，強化深化研究。

參考文獻

[1]黃科峰，朱安平，陳洪高，等.高清CT自適應統計迭代重建技術降低冠狀動脈CT成像輻射劑量的研究[J].臨床軍醫雜志，2012（01）：192-194.

[2]王慶國，王政，周志國，等.低毫安結合自適應統計迭代重建（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].放射學實踐，2015（10）：1023-1026.