（空军军医大学第一附属医院西京医院 陕西西安 710032）
摘要：国家社会经济的不断进步与发展，极大地促进了统计重建技术的飞跃，研究其在X线CT中的应用，对于提升统计重建的整体效果具有极为关键的意义。本文首先概述了相关内容，分析了统计重建存在的问题和在CT中应用的困难，并研究了CT机X射线辐射源检定问题，望对相关工作的开展有所裨益。
关键词：统计重建；X线；CT；应用
1前言
随着统计重建条件的不断变化，对其X线CT中的应用提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。
2概述
由于医用CT对扫描重建的速度和实时性的要求，目前都采用解析的方法利用硬件进行并行的重建。由于解析法对数据完备性和噪声的要求限制了在数据不完备时的应用，扫描速度的进一步提高和患者所受照射剂量的降低。因此随着计算机的计算速度的不断提高，寻求一种在一个可以接受的速度下将统计迭代的方法用于CT的重建以有效的降低照射剂量提高扫描速度的方法将是一项很有意义的工作。统计方法的重建效果与解析法相当，对噪声的鲁棒性和对数据的完备要求更优，因此成为了现阶段重建方法的研究方向。但由于其计算的复杂性使得较慢的速度和占用大量的内存不能满足CT对实时性的要求。需要进一步的优化和简化算法，以提高重建的速度，而目前的研究重点也集中于这方面。
3统计重建存在的问题和在CT中应用的困难
正如上一章所介绍的虽然统计学迭代重建方法有很多的优点，可以降低图像的噪声，在数据不完整的情况下重建等等。但是限制其发展应用的一个主要的原因就是由于其复杂的计算和大量的迭代次数而降低了重建速度，需要较长的时间才能得到一幅图像，不能做到实时显示，所以目前也只能用于MR和PET等信号中噪声很强，需要长的信号采集时间的成像仪器中。但是CT的一个显著的特点就是其快速的成像速度，可以在1秒钟内采集几幅图像的数据。这样就使得统计重建的速度显得过于缓慢，无法与CT的扫描速度相匹配，需要进一步的提高计算速度。为了加快统计迭代的重建速度已经提出了很多的方法，并且随着计算机的发展，已经提高到了可以在几分钟内重建出一幅图像，但是仍然不能满足CT对重建速度的要求。这些现有的改进方法主要集中在以下几个方面：提高迭代的收敛速度，减少迭代次数；将与模型有关的可以之前计算的数据存储于硬盘，减少计算量；利用模型的对称性进一步减少计算>合理利用统计信息，简化计算复杂度其中提高迭代速度，简化计算复杂度都是与图像质量相矛盾的，经常在提高速度的同时牺牲了图像的质量。另外将事先计算好的与模型相关的数据保存在磁盘和内存中好像是个不错的解决方法，但是由于统计重建的自身特点使得存储的数据量可以到达1G之大，这又是存储量和计算速度之间的一对矛盾。而利用模型的对称性不但可以减少计算量同时也可以减少存储量，是一个不错的方向。
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4CT机X射线辐射源检定
4.1剂量指数的检定
剂量指数是指CT机X射线辐照剂量，它是衡量CT机质量的最重要指标，剂量指数超标意味着患者受到更多的辐射剂量。检定时操作步骤为：将头部和腹部剂量模体分别置于射线照射野中心，将大长杆电离室依次放置模体中通孔里，其余圆孔插圆棒，用CT机头部和腹部条件扫描剂量模体，扫描区域内不应有影响射线束的物质在剂量指数的检定过程中，最可能遇到的问题是CT模体的准确定位，CT模体定位的偏差会导致剂量仪的探测器不在CT的照射野中心位置，这也就直接影响剂量指数的测量结果。
先去掉诊断床的床垫，把CT性能测试模体直接放在CT模体专用木箱上；利用水平仪调节指旋螺兹将模体放平，将性能模体置于CT机机架中心，模体纵轴与机架中心轴重合并垂直于扫描断层截面，观察定位光确保检测模体水平和垂直方向定位准确，扫描区域不应有影响X射线束的物质，然后再连接连接剂量仪、电离室及掌上电脑，分别测出检测模体中心及四周的CT剂量指数，利用设置的相关参数及公式，自动给出加权CT剂量指数，进一步判断剂量指数指标是否满足要求。
检定过程中要注意电压、电流、曝光时间的设置，检定规程规定，在头部扫描条件下加权CT剂量指数不超过60mGy，腹部扫描条件不超过35mGy，以头部剂量模体的中心位置为例，扫描的条件为管电压：120kv；毫安秒：240mAs；层厚：1.0cm，通过以上参数评判CT机各剂量指数是否合格。但是，每台CT机设置的常规头部或腹部扫描条件不同，每部分中各具体部位的扫描适应症、扫描条件亦不同，因而常规头部扫描条件或常规腹部扫描条件中包括了不同高低的X射线管电压和毫安秒设置。因此，周期检定时应采用合适且固定的扫描条件进行检定，观察性能参数的变化情况，并绘制变化趋势图，以便于长期的计量检定。
4.2层厚的检定
层厚是指扫描装置控制面板上选定并指示的层厚。层厚的选择会影响图像的空间分辨力和低对比度分辨力，选择层厚，空间分辨力提高，低对比度分辨力降低。C机在检定过程中时，对扫描层厚的选择要根据实际需要，选用最佳扫描层厚。利用CT测量软件的折线画小三角形的方法来进行测量CT值，可保证层厚测量物CT值的准确，从而实现层厚测量结果的准确。
4.3噪声
噪声大小是感兴趣区域内均匀物质的CT值的标准偏差（SD）。CT机在临床使用时，由于剂量选择不合理造成对噪声水平的影响，过多地降低剂量将危害到诊断结果准确性，特别是危害到低对比度结构的检测能力；像素选择越大，噪声水平越低，但会造成图像模糊度增加影响临床诊断。因此，噪声水平的选择必须要适合于特定的体征及病人横断面。CT机在使用过程中选择最佳的噪声水平和其他扫描参数，才能确保诊断准确性和不损害患者的器官组织。
4.4空间分辨力
空间分辨力是指在物体与背景在衰减程度上的差别与噪声相比足够大的情况下，CT扫描装置成像时分辨不同物体的能力。空间分辨力也是衡量CT机图像质量的一个很重要的参数，影响空间分辨力主要因素有X射线剂量大小，矩阵规格、扫描层厚、检测器孔径宽窄等等，因此在检定过程中应该重视以上几个方面，多与CT机的操作人员进行相互沟通。
4.5低对比度分辨力
低对比度分辨力的测量：将CT性能测试模体中低对比度插件置于X射线照射野中心，头部条件下，在10mm或最大层厚时扫描模体，扫描区域内不应有影响X射线线束的物质。在检定低对比分辨力时一定要了解CT机的剂量使用情况，并且要和测量CT剂量指数（CTDI时的值一致。一般CT机制造厂商会提供在什么剂量条件下测定的低对比分辨力，并要求在特定的剂量条件下，合理选用低对比分辨力。
5结束语
通过对统计重建在X线CT应用的研究，我们可以发现，该项工作理想效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从客观实际出发，充分利用既有优势资源与条件，研究制定最为符合实际的应用实施方案。
参考文献
[1]JJG1026-2007《医用诊断螺旋计算机断层摄影装置（CT）X射线辐射源》检定规程.2016（21）：88-89.
[2]JJG961-2001《医用诊断计算机断层摄影装置（CT）X射线辐射源》检定规程
[3]JJG744-2004《医用诊断X射线辐射源》检定规程
论文作者:孙闻晖
论文发表刊物:《航空军医》2018年10期
论文发表时间:2018/8/20
标签：剂量论文; 分辨力论文; 射线论文; 速度论文; 噪声论文; 指数论文; 辐射源论文; 《航空军医》2018年10期论文;