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自动管电流调制技术在腹部CT检查中的应用研究

作　者: 王倩
导　师: 赵心明
学　校: 北京协和医学院
专　业: 影像医学与核医学
关键词: Pubmed CNKI Web of Science 低剂量CT TDA 体层摄影术、X线计算机腹部图像质量个体化体层摄影术 X线计算机辐射剂量体模
分类号: R816.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

目的：探讨近十年来国内外CT低剂量领域的研究现状,揭示该领域的发展特点和规律,为该领域的进一步研究提供参考。材料及方法：以PubMed为搜索引擎的Medline数据库,中国知网(CNKI)的中国学术期刊网络出版总库(China Academic Journal Network Publishing Database,CAJD)以及Web of Science的科学引文数据库(Science Citation Index, SCI)中2002年—2011年间国内外发表的CT低剂量研究论文为研究对象,采用Thomson Data Analyzer (TDA)分析软件进行数据清洗,从作者合作趋势、机构、机构合作度、期刊发文趋势、国家和国内地区分布、高被引文献、热点词频等方面进行文献计量学,并利用SAS8.2编程做聚类分析。结果：2002年—2011年间Medline共收录CT低剂量文献6433篇；CNKI收录3148篇；Web of Science收录6027篇。此领域的高产作家为发表文献4篇以上的作家。CT低剂量领域相关的9种核心期刊在国际放射学领域拥有较高影响因子。其中,Medical Physics、European Journal of Radiology和American Journal of Roentgenology成为该领域发表高质量论文最具代表性的期刊,且发文量保持逐年快速增长。单篇论文平均作者数5.93,合作率为89.4%,单篇论文平均机构数2.63,合作率为77.3%,并均呈现逐年递增趋势。按国家划分,美国发文量3165篇,占总文献量的49.2%,成为CT低剂量研究的核心力量区。而我国十年来在该领域发表SCI论文共计174篇,发文量较少。我国CT低剂量研究发文作者来自471个相关机构、33个主要地区,其中北京、上海两地总发文量占45.9%。该领域涉及10种核心期刊,其中以中国医学影像技术、中华放射学杂志发文量最高。该领域十年间获基金资助发文量868篇,占国内总发文量的27.57%。CT低剂量的研究热点主要涉及肺癌筛查、冠状动脉造影检查、肺动脉栓塞检查、CT结肠仿真内窥镜技术、CT辐射剂量等。结论：十年间CT低剂量研究在国内外都得到了大量开展并得到了行业的广泛关注。CT低剂量研究己初具规模。CT低剂量研究是涉及医学、工学、数理学等多学科的交叉科学,多作者、多学科、多机构间的广泛合作有助于开展更为深入的研究。我国CT低剂量研究与国际同期水平相比尚处于初级阶段,科研力量地区分布极不均衡。相关研究的发文数量、质量还有待于进一步提高。加强CT低剂量相关的基础研究以及相关研究的创新性,完善CT低剂量研究所涉及的医学伦理、临床科研方法等不足可加快该领域研究不断深入的步伐。目的：探讨个体化因素对成人腹部CT图像质量的影响,筛选最具代表性且简单易行的指标作为调节成人腹部CT扫描参数的分组标准。并确定成人腹部CT图像质量客观测量的最佳层面区域。材料及方法：对2012年3月-10月间有临床诊断或治疗需求的144例患者,以固定管电流模式行腹部CT平扫检查。记录患者的身高、体重,并测量定位像上经L1椎弓根水平的腹左右径,测量腹部CT横断面图像经第一肝门水平的腹部径向数据。利用3D reformat软件的X SECTION功能在脐水平测量腹腔内脂肪含量百分比及皮下脂肪厚度数据。考察这些个体化因素与腹部CT图像质量间的相关性。选择腹部常规CT检查图像的肝顶、第一肝门、肾门、肾下极4个层面的腹主动脉区以及第一肝门层面出现的其他代表性的6个测量区(门静脉、肝实质周边、肝实质中心、脾、竖脊肌、前腹壁皮下脂肪)进行图像噪声测量。比较在相关性较高的个体化参数作为基础水平下所有测量区的噪声值与图像质量间的相关性,从而最终确定成人腹部常规CT检查图像的客观评价测量的最佳区域。结果：各种个体化因素与客观图像质量噪声值间的相关系数分别是0.267(身高)、0.702(体重)、0.7(体重身高比)、BMI(0.661)、0.744(定位像L1椎弓根水平腹左右径测量值)、0.739(最大腹横径)、0.712(最大腹前后径)、0.765(上腹部平均最大径)、0.613(内脏脂肪测量值)、0.431(皮下脂肪测量值)。且定位像上腹左右径测量值与第一肝门水平最大腹横径测量值间比较,有强相关(R=0.931)。以腹平均径为基础水平,4个层面腹主动脉区测量的噪声值与图像质量的相关性系数R为0.522-0.765,第一肝门层面相关性最高。以相关性较高的个体化因素为不同的基础水平,第一肝门层面的肝实质周边测量区的噪声值与图像质量相关性最高(R0.74-0.802),腹主动脉次之(R0.712-0.765)。前腹壁皮下脂肪与图像质量的相关性最差(R=0.412,P>0.05)。结论：本研究涉及的个体化因素与图像质量间有相关性(0.267-0.765),其中腹部径向因素的相关性最高。定位像L1椎弓根水平腹左右径测量值可作为简便易行的调节成人腹部CT扫描参数的指标。第一肝门层面的腹主动脉区是成人腹部常规CT检查图像质量客观评价测量的最佳区域,其噪声测量值在一定程度上可指标腹部常规CT扫描的客观图像质量。目的：探讨自动管电流调制技术对成人腹部CT扫描的图像质量及辐射剂量影响。材料及方法：(1)模体研究：选用Catphan600性能测试模型为观察对象,配合成人腹部体环模拟成人腹部CT低、高对比特点。采用常规腹部标准电压120kv,固定管电流450mA及自动毫安技术NI值设置为4-14、16、18、20,管电流范围10-450mA对模型进行扫描。测量catphan600均质区域CT值,验证模型对X线衰减的等效性。记录每组扫描方案的辐射剂量指标容积CT剂量指数(CTDIvol)、个体化剂量估计值(SSDE)、剂量长度积(DLP)、有效剂量(ED)：图像质量客观评价指标图像噪声值(SD)、对比-噪声比(CNR)。同时由3名来自3家医院分别有5年以上工作经验的腹部诊断医师对catphan600中的低对比可探测能力(low contrast detectability, LCD)及高对比可探测能力(high contrast detectability, HCD)进行独立观察和评分。分析不同NI值与图像质量主、客观评价指标及辐射剂量指标间的相关性,并比较不同NI值与腹部标准扫描条件下所得到的SD、CNR及HCD.LCD评分间的差异。(2)选取2012.3至2013.3间需腹部CT平扫患者120例,按比例分层分配随机抽样方法以定位像上经L1水平测量腹横径(D/cm)不同为区组标准,分为实验组及对照组共6组,每组20例。实验组以120kv, ATCM (NI=10),管电流范围10-450mA;对照组120kv、450mA完成扫描。测量肝顶、肝门、肾下极3个层面的腹主动脉区图像噪声值。由3名医师独立进行腹主动脉、门静脉、肝脏、脾脏、胰腺、肾脏6个器官的主观噪声评价和肝门、胰腺、肾门3个层面的图像可接受率评价。记录并计算受检者所受辐射剂量指标及主要层面的毫安值。图像质量评分比较采用秩和检验,各区组间图像噪声值及辐射剂量指标采用方差分析,各区组内两两比较采用t检验。结果：(1)此模型与成人腹部对X线衰减具有较好的等效性。NI值与图像质量主、客观评价指标及辐射剂量指标间呈较高的线性相关(r=0.758-0.965,P<0.01)；实验组NI=4-7组与对照组间SD、CNR差异均无统计学意义(t值分别为一0.17-1.63,0.03～1.12,P值均>0.05)。实验组NI=4-10组与对照组间LCD评分差异均无统计学意义(Z值为一0.313～1.637,P值均>0.05)。实验组NI=4～13组与对照组间HCD得分差异均无统计学意义(Z值为一0.147-一1.423,P值均>0.05)。(2)实验组及对照组的主观图像质量评分比较差异无统计学意义(Z=-1.831--1.000,P值均>0.05)：实验组与对照组在D-≤33.4cm区组辐射剂量指标比较差异有统计学意义(t=-6.13--3.93,P值均<0.05)；实验组内各区组及各层面间图像噪声测量值比较差异无统计学意义(F=0.46-1.37,P值均>0.05)；实验组各区组间辐射剂量指标比较差异有统计学意义(F=15.88-42.78,P值均<0.05)。结论：当NI值在8-10时,在保证图像质量LCD评分指标不受影响的前提下,与腹部标准扫描条件相比降低25.33%的辐射剂量。随NI值的改变HCD的变化不大,当NI≥14时HCD显著下降。在腹部CT扫描中应用ATCM(NI=10)技术可保证低对比病灶检出能力不受影响,与此同时使辐射剂量与固定管电流模式相比下降11.2%-78.3%。

全文目录

目录  3-4
图表索引  4-6
英文缩略词  6-7
摘要  7-13
  第一部分近十年国内外CT低剂量研究的文献计量学分析  7-9
  第二部分影响成人腹部CT图像质量的相关因素分析  9-11
  第三部分自动管电流调制技术在成人腹部CT检查中的应用研究  11-13
ABSTRACT  13-19
  Part Ⅰ The bibliometrics analysis for low-dose CT in recent decade  13-15
  Part Ⅱ The Analysis of Correlation Factors for Image Quality of Adults' abdominalCT  15-17
  Part Ⅲ Application Study of Automatic Tube Current Modulation (ATCM) for AbdominalComputed Tomography (CT)  17-19
第一部分近十年国内外CT低剂量研究的文献计量学分析  19-38
  前言  19
  材料及方法  19-21
  结果  21-29
  讨论  29-36
  参考文献  36-38
第二部分影响成人腹部CT图像质量的相关因素分析  38-50
  前言  38
  材料及方法  38-40
  结果  40-44
  讨论  44-48
  参考文献  48-50
第三部分自动管电流调制（ATCM)技术在腹部CT检查中的应用研究  50-65
  前言  50
  材料及方法  50-54
  结果  54-60
  讨论  60-63
  参考文献  63-65
综述  65-74
  参考文献  71-74
致谢  74-75
个人简历  75-76

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