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影像质量选择范例

时间:2022-04-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:影像质量选择范例的使用可使CT系统根据角度和z轴位置计算出合适的管电流值,以便在最低的剂量下产生所需的影像质量。然而,在各种CT应用和患者身材之间确定所需要的影像质量可能会困难得多。在AEC系统中,影像质量参数的选择并非是一个简单过程。对于儿科扫描方案,质量参考mAs应该按照20kg体重的患者进行选择。影像噪声随不同身材的患者而变化,它根据医师对影像质量的印象来调整。

(93)影像质量选择范例的使用可使CT系统根据角度和z轴位置计算出合适的管电流值,以便在最低的剂量下产生所需的影像质量。这一广泛的概念就是众所周知的AEC,它在不同厂家之间的实际执行过程中存在差异。对系统来说,在实际工作中产生理想的影像质量(一旦确定下来的话)相对容易。然而,在各种CT应用和患者身材之间确定所需要的影像质量可能会困难得多。

(94)对于所需影像质量的确定,用户需要记住一点:高质量影像并不是所有诊断任务所必需的,要根据具体的诊断需求来选择不同等级的质量,比如低噪声(高剂量)、标准或高噪声(低剂量)。然后,CT系统根据患者的身材和用户的影像质量需求,在旋转(x,y)、沿z轴或所有三个方向(x,y,z)上对mA进行调节。因此,人们必须对mA调制,以获得预设影像质量(管电流调制)的任务和用户所需影像质量的实际设置之间加以区分。

(95)在AEC系统中,影像质量参数的选择并非是一个简单过程。如何确定影像质量缺乏统一性,其结果导致不同公司对于曝光的控制存在相当大的差别。操作者对所用系统的认识是很重要的。

(96)不同的CT系统生产商都使用不同的方法在用户界面设定影像质量。一家生产商使用“噪声指数”概念。噪声指数被定义为在一个特定尺寸的水模中像素值的标准差。“对照表”(lookup-table)按照特定的算法将CT定位像(Scout)中测得的患者衰减转换成X线管每旋转一圈的mA值。患者衰减在X线管旋转一圈到下一圈过程中发生变化时,这种算法可以保持相同的影像噪声。不同的患者身材和病情可选择不同的噪声指数(Kalra等,2003)。

(97)另外一家生产商使用“参考影像”的概念来帮助用户选择适当的影像质量。他们称之为“自动电流设置(ACS)”。用户存储一个包括CT定位像在内的可接受的患者检查,系统就会将原始数据存储下来。此信息以“参考案例”的形式存储下来作为不同扫描方案的基础,在以后检查中各自的专用算法与之相匹配。

(98)还有一家生产商使用“质量参考mAs”作为用户建立所需影像质量水平的依据。在不同的扫描方案中,用户选择的典型有效mAs适用于80kg患者。对于儿科扫描方案,质量参考mAs应该按照20kg体重的患者进行选择。根据经验算法预设的噪声水平(像素值的标准差)随着患者身材的变化而变化。影像噪声随不同身材的患者而变化,它根据医师对影像质量的印象来调整。患者的CT定位像(Topogram)用来预测mA曲线(随x,y,z变化),它将为特定身材患者和解剖结构产生所需的影像质量。在线反馈系统在扫描采集过程中调整实际的mA值,以匹配各种角度下精确的患者衰减水平,而不是仅评估一个角度的衰减。除了质量参考mAs,用户可以控制管电流改变的程度,可设定为弱、平均或强。与预设质量参考mAs和平均调制设定相比,对于肥胖患者设定“强”时将导致辐射剂量大幅度增加,影像噪声降低;而设定“弱”时则导致辐射剂量降低,影像噪声增加。相反,与预设mAs相比,“强”设定对于瘦弱患者会产生更大的噪声和更低的剂量;“弱”调制设定对于瘦弱患者将产生较低的噪声和更高的剂量(Rizzo等,2006)。

(99)另一生产商提供了两种选择所需影像质量的方法。两者都参照CT定位像(Scanogram)中等价衰减水模像素值的标准偏差。所有生产商都能够将参考值、指数或参考影像存储在特定的方案中。

(100)影像质量是对一幅影像“质量”的主观感知的非特异性度量,必须由受过培训的观察者进行评估。客观的测量,比如影像噪声或对比度噪声比可相对容易获得,但不能完全代表与做出正确临床诊断相关的所有特征。因此,确定“最优化”影像质量是一项复杂的任务,它包括定量测量(比如噪声)和观察者的主观感知。一种简单的方法是为某种特定的诊断任务确定所需的特定噪声水平。

(101)表3-3提供了固定mAs(130mAs)时,水模直径变化对测量噪声的影响。表3-4展示了影像噪声(13HU)固定不变时,水模直径的变化对mAs的影响。两个表同时显示出,即使临床需要,但对所有患者身材都保持一个恒定的影像噪声在技术上是不可行的,因为CT系统不可能达到这么极低和极高的mAs值。物体尺寸变化时,获得同样噪声水平所需的大范围mAs值,是由X线衰减的指数特性所决定的。

(102)凭经验确定的技术表(由受过培训的观察者针对每种患者身材所确定的适当mA值),缺乏所需的这种极低和极高mAs值(表3-1和表3-2)。这不仅是从X线发生器的实用角度考虑,也是从患者剂量和预期影像质量(与不同患者身材具有相同噪声水平的标准相比)出发提供更加适宜的技术选择。儿童检查中大幅度降低剂量是不可接受的,而过分增加剂量也是不必要的(Wilting等,2001)。当不同尺寸的患者(从儿科患者到肥胖患者)影像都向放射诊断医师提供恒定的噪声时,即使儿科患者的影像保持与普通和肥胖患者相同水平的噪声,通常也很难被人接受(Wilting等,2001)。Kalra等(2003)使用噪声指数范例,在给定的噪声指数下,试图针对不同解剖区域和不同患者尺寸向观测者传递恒定的噪声,最终得到的结果与以上相同。他们发现,影像阅读者对于较小患者需要较低噪声指数,而身材较大患者则允许较高噪声指数。尽管研究发现较小患者需要较低的影像噪声,但由于患者衰减程度很低,在临床应用中仍可以显著降低mAs的水平(达5倍)。

表3-3 固定mAs(130mAs)时,水模直径变化对噪声的影响(McCollugh等,2006)

表3-4 影像噪声(13HU)固定不变时,水模直径的变化对mAs的影响(Mc-Collouh等,2006)

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