雙能CT螺距和迭代重建權(quán)重對(duì)單能衰減和有效原子序數(shù)的影響：體模研究

田 璐，黃紅云，范 杰

(1.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院放射科，四川 成都 610072；2.中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院輻射研究所，四川 成都 610021)

CT值和有效原子序數(shù)(effective atomic number，Zeff)對(duì)于臨床診斷具有極其重要的價(jià)值。利用雙能CT可更加準(zhǔn)確地獲取單能量CT值，并通過(guò)分離物質(zhì)得出目標(biāo)有效原子序數(shù)，進(jìn)而準(zhǔn)確判斷物質(zhì)成分，目前已經(jīng)成為極具前景的影像學(xué)診斷技術(shù)[1-2]。不同螺距及不同權(quán)重的迭代重建(iterative reconstruction，IR)算法均會(huì)對(duì)成像噪聲和圖像質(zhì)量造成影響[3-6]，但其對(duì)雙能CT掃描所獲不同單能CT值與有效原子序數(shù)結(jié)果有無(wú)影響鮮見報(bào)道。本研究采用雙能CT不同螺距寶石能譜成像(gemstone spectral imaging，GSI)模式觀察能量、螺距和IR算法對(duì)體模CT值和Zeff測(cè)值的影響。

1 材料與方法

1.1 材料 Catphan500標(biāo)準(zhǔn)體模(The Phantom Laboratory公司)，包括4種材料所制直徑12.3 mm圓柱形插件，分別為聚四氟乙烯(Teflon)、空氣(Air)、低密度聚乙烯(low density polyethylene，LDPE)、丙烯酸(Acrylic)，見圖1。

圖1 CT圖示體模及其內(nèi)插件位置(紅圈為測(cè)量數(shù)據(jù)區(qū)域)

1.2 儀器與方法 采用GE Healthcare Revolution 256排雙能CT掃描儀，于溫度20.5～22.5℃環(huán)境下對(duì)體模行GSI掃描，具體掃描和重建參數(shù)見表1，每種條件下均重復(fù)掃描5次。以GE Advantage Workstation 4.7軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，生成單能圖(60、73和80 keV)及有效原子序數(shù)圖。于每個(gè)插件中心選取ROI(25 mm2，圖1)，測(cè)量單能量CT值和Zeff。以美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(National Institute of Standards and Technology，NIST)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以幾何稱重法在(20±1)℃環(huán)境下測(cè)量材料實(shí)際質(zhì)量密度，并以比重法驗(yàn)證；將相應(yīng)材料的相應(yīng)單能量CT值計(jì)算結(jié)果作為CT理論值，以廠家提供的材料分子式為基礎(chǔ)，根據(jù)公式(1)計(jì)算相應(yīng)材料的Zeff作為理論值[7](表2)，其中，誤差=測(cè)量結(jié)果-理論值，相對(duì)誤差(relative error，RE)=(測(cè)量結(jié)果-理論值)/理論值×100%；……