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噪声指数联合深度学习图像重建对肺部CT图像质量和辐射剂量的影响

李鑫 徐龙 贾永军 于楠 于勇 段海峰

李鑫, 徐龙, 贾永军, 于楠, 于勇, 段海峰. 噪声指数联合深度学习图像重建对肺部CT图像质量和辐射剂量的影响[J]. 分子影像学杂志, 2024, 47(10): 1091-1095. doi: 10.12122/j.issn.1674-4500.2024.10.10
引用本文: 李鑫, 徐龙, 贾永军, 于楠, 于勇, 段海峰. 噪声指数联合深度学习图像重建对肺部CT图像质量和辐射剂量的影响[J]. 分子影像学杂志, 2024, 47(10): 1091-1095. doi: 10.12122/j.issn.1674-4500.2024.10.10
LI Xin, XU Long, JIA Yongjun, YU Nan, YU Yong, DUAN Haifeng. Impact of noise index combined with deep learning image reconstruction on image quality and radiation dose[J]. Journal of Molecular Imaging, 2024, 47(10): 1091-1095. doi: 10.12122/j.issn.1674-4500.2024.10.10
Citation: LI Xin, XU Long, JIA Yongjun, YU Nan, YU Yong, DUAN Haifeng. Impact of noise index combined with deep learning image reconstruction on image quality and radiation dose[J]. Journal of Molecular Imaging, 2024, 47(10): 1091-1095. doi: 10.12122/j.issn.1674-4500.2024.10.10

噪声指数联合深度学习图像重建对肺部CT图像质量和辐射剂量的影响

doi: 10.12122/j.issn.1674-4500.2024.10.10
基金项目: 

陕西省教育厅青年创新团队科研计划项目 23JP036

详细信息
    作者简介:

    李鑫,在读硕士研究生,E-mail: 493315067@qq.com

    通讯作者:

    段海峰,在读博士研究生,主任医师,E-mail: dhf98@163.com

Impact of noise index combined with deep learning image reconstruction on image quality and radiation dose

  • 摘要:   目的  探讨深度学习图像重建(DLIR)在超低剂量肺部CT成像中的应用价值。  方法  选取2024年3~4月在陕西中医药大学附属医院行肺部CT平扫患者66例。所有患者均采用GE Revolution CT扫描,固定管电压100 kVp,第1次采用噪声指数(NI)=15的常规辐射剂量扫描,滤波反投影算法重建图像;第2次采用NI=45的超低辐射剂量扫描,中、高等强度深度学习图像重建(DLIR-M、DLIR-H)进行对比。在3组重建图像上测量左上肺乏血供区域CT值与标准差值(SD),SD代表噪声,计算信噪比(SNR)。由2位放射科诊断医师采用5分法进行主观评价,比较3组客观数值和主观评分。  结果  NI=45组约减少93.7%辐射剂量;DLIR强度影响超低剂量条件下客观指标,DLIR-H较DLIR-M有更低的噪声,更高的SNR(P < 0.05);2位医师对3组图像质量一致性评价好(Kappa值为0.952、0.846、0.903);对比3组图像质量评分、图像合格率及满意率,差异无统计学意义(P > 0.05)。  结论  在减少93.7%辐射剂量条件下,DLIR能够获得与常规剂量接近的肺部图像,进一步减低了肺部疾病筛查的辐射剂量。

     

  • 图  1  3组重建图像

    Figure  1.  Three groups of reconstructed images. A: FBP; B: DLIR-M+E3; C: DLIR-H+E3.

    表  1  3组图像CT值、SD值及SNR值比较

    Table  1.   Comparison of CT, SD and SNR values of three groups of images

    Item FBP DLIR-M+E3 DLIR-H+E3 F/H P
    CT -895.98±17.41 -892.83±18.36 -892.47±18.20 0.761 0.469
    SD 67.80±5.62 73.12±6.18 63.89±5.17 44.005 < 0.001
    SNR 13.43(1.67) 12.12(1.53) 14.06(1.87) 55.084 < 0.001
    FBP: Filtered back projection; DLIR-M + E3/DLIR-H + E3: Deep learning image reconstruction at medium/high strength with additional post-processing using an edge-enhancement filter E3; SD: Standard deviation; SNR: Signal to noise ratio.
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    表  2  3组图像质量主观评分一致性分析

    Table  2.   Consistency analysis of subjective scores of image quality in three groups (n)

    Image groups Evaluator Image quality score
    1 2 3 4 5
    FBP A 0 4 34 20 8
    B 0 5 34 19 8
    DLIR-M+E3 A 0 7 38 17 4
    B 0 8 38 16 4
    DLIR-H+E3 A 0 7 34 19 6
    B 0 6 36 18 6
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    表  3  3组图像质量主观评分比较

    Table  3.   Comparison of subjective image quality scores among the three groups (n)

    Image groups Image quality score
    < 3 3-4 ≥4
    FBP 5 34 27
    DLIR-M+E3 8 38 20
    DLIR-H+E3 5 37 24
    H 1.97
    P 0.373
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    表  4  3组图像合格率、满意率比较

    Table  4.   Comparison of image pass rate and satisfaction rate among the three groups (%)

    Image groups Passing rate Satisfaction rate
    FBP 92.4(61/66) 40.9(27/66)
    DLIR-M+E3 87.9(58/66) 30.3(20/66)
    DLIR-H+E3 90.9(60/66) 36.4(24/66)
    χ2 0.815 1.625
    P 0.665 0.444
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-05-30
  • 网络出版日期:  2024-11-02
  • 刊出日期:  2024-10-20

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