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基于部分束流遮挡数据的加权重排反投影-滤波算法，用于具有混合散射校正的单次扫描锥束CT
摘要： 目的：散射污染是锥形束计算机断层扫描（CBCT）中导致图像质量下降的主要因素。我们近期开发了一种基于单次扫描部分遮挡锥形束数据的解析图像重建方法，该方法具备散射校正功能。尽管该技术易于实施且计算高效，但由于数据不一致性，在大锥角几何条件下可能产生额外伪影。为改善大锥角下的图像质量，我们提出结合混合式散射校正方法的加权重排反投影滤波（wrBPF）算法。 方法：本方案采用光束遮挡阵列提供部分数据进行散射校正与图像重建，该阵列仅遮挡有限锥角范围内的射线。这种设计通过利用未被遮挡的大锥角投影数据冗余性，有助于维持大锥角区域的图像质量。但大锥角投影的散射校正并非易事——我们创新性地提出融合测量法与卷积法的新型散射校正方案：先基于测量法估算部分遮挡区域的散射信号，再优化适用于大锥角投影的卷积核拟合参数。图像重建方面，我们开发了带蝶形滤波的wrBPF算法，并通过实验验证了该重建与散射校正算法的有效性。 结果：实验证实，本重建方法既充分发挥了部分光束遮挡在散射校正与图像重建中的优势，又通过优化的基于卷积的散射校正显著提升了大锥角区域的成像质量。 结论：这种兼具测量法与卷积法优势的散射校正方案，成功证明了其在圆周CBCT单次扫描中重建精确图像的能力。
关键词： X射线束阻挡器，锥形束CT，图像重建，散射校正，BPF
更新于2025-09-23 15:23:52
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直线加速器集成千伏级锥形束CT中患者成像剂量随扫描参数的变化
摘要： 评估医科达千伏级锥形束CT（CBCT）剂量及其相关技术协议与患者剂量学估算的关系。放射肿瘤学中日常使用的锥形束CT图像引导技术会对患者造成显著辐射剂量。本研究旨在评估图像引导放疗中直线加速器集成kV锥形束CT成像的患者剂量。 使用PTW TM30009 CT电离室分别在空气中、头部模体和体部模体测量CT剂量指数（CTDI），测试不同管电压、电流、每帧曝光时间、准直器及机架旋转范围的组合参数。随后计算剂量长度乘积（DLP）以反映体积积分效应，并将CTDI与DLP与AcQSim?模拟定位CT的常规临床协议进行对比。 结果显示：CTDI空气值和加权值（CTDIw）均与管电压呈二次方关系，与毫安秒（mAs）设置呈线性关系。CTDIw和DLP与准直器设置及机架旋转范围密切相关。由于脉冲式辐射输出特性，医科达XVI? CBCT的归一化CTDIw低于AcQSim模拟定位CT。鉴于CTDIw测量简便且重复性良好，可用于评估CBCT的患者剂量。质量保证与质量控制计划中应定期开展测量，并选择最优图像参数以降低CBCT扫描时的患者剂量。
关键词： CT剂量指数、图像引导放射治疗、剂量长度乘积、锥形束CT
更新于2025-09-23 15:22:29
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一种基于投影间传感器融合的方法，用于估计同步移动栅格CBCT系统中被遮挡的投影信号
摘要： 目的：预物体栅格可减少并校正锥形束计算机断层扫描（CBCT）中的散射，但每个投影中有一半信号会被栅格阻挡。同步移动栅格（SMOG）技术通过在每个机架位置获取两个互补投影并合并为完整投影来解决此问题，然而该方法存在扫描时间延长及每机架角度下精确融合双投影的技术难题。本研究提出新型SMOG方案：每个机架角度仅采集单次投影，通过相邻投影的互补栅格图案设计，结合投影间传感器融合（IPSF）技术估算各投影中被阻挡信号。该方案因栅格阻挡半数入射辐射，还具有降低成像剂量的潜在优势。 方法：IPSF算法将相邻两个机架角度的多组配对观测值作为被阻挡信号的近似值，通过加权最小二乘回归最终确定被阻挡信号。首先在头部模体上采用模拟SMOG进行测试，以信噪比（SNR，表征恢复图像与无SMOG原始图像的差异）评估IPSF恢复缺失信号的能力；随后在台式CBCT系统搭载的原型SMOG装置上，使用Catphan模体验证该方案。结果：模拟SMOG实验显示，相较于传统插值法（修复法），单次投影与重建三维图像的SNR分别从15.1dB、12.7dB提升至35.6dB和28.9dB，表明IPSF成功恢复了大部分被阻挡信号。原型SMOG实验中，IPSF-SMOG方案成功重建CBCT图像，视觉评估显示Catphan模体的精细几何特征基本恢复，杯状伪影等散射相关伪影基本消除。结论：IPSF-SMOG技术在降低散射伪影、提升图像质量的同时具有辐射剂量优势，应用前景良好。
关键词： 移动栅格、散射校正、插值、传感器融合、几何模型、SMOG、剂量降低、锥形束CT
更新于2025-09-23 15:22:29
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锥形束计算机断层扫描（CBCT）对年龄相关性上呼吸道变化的研究
摘要： 背景：上呼吸道形态与面部发育及咬合相关。治疗颌面及咬合紊乱需充分掌握相关功能变量（包括上呼吸道形态）。为确定上呼吸道阻塞及其具体部位，进行气道三维重建具有临床价值。本研究旨在探究上呼吸道形态的年龄相关性变化。 材料：采用锥形束CT（CBCT）评估87例患者咽腔区域（未检测到伪影），受试者年龄6-60岁，体重指数（BMI）正常（18-25 kg/m2）。CBCT测量包括：鼻咽、口咽、喉咽容积参数，以及咽壁与后鼻棘、悬雍垂或会厌在前后向/水平向的距离（二维测量）；另计算舌根与后咽壁最短距离（前后向）。数据按6-20岁、21-40岁、41-60岁三组通过SPSS分析。 结果：与6-20岁组相比，21-40岁组的上呼吸道各项数值及咽腔前后径测量变量显著增高；虽该组数值高于41-60岁组，但差异无统计学意义。横向变量在21-40岁组达峰值，但与其他两组差异不显著。性别间无显著差异。 结论：本研究表明二维/三维模型中的上呼吸道变化可能存在年龄依赖性，20岁后变化更为显著；且性别对上呼吸道发育无影响。
关键词： 下咽部、口咽部、鼻咽部、上呼吸道、锥形束CT、年龄
更新于2025-09-22 12:12:44
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微创胸腔镜肺切除术中采用先进定位技术的计算机断层扫描标准
摘要： 背景：微创肺手术患者预后的显著改善促使了先进肺结节定位技术的发展，以帮助管理小可疑肺结节患者或切除小肺转移瘤患者。然而，目前尚无明确的计算机断层扫描（CT）标准来指导这类患者使用先进定位技术。方法：我们对接受单发或多发肺结节初次楔形切除的患者进行了回顾性病历审查。我们收集了人口统计学资料、手术信息和手术结果以及CT扫描特征。采用多元逻辑回归分析确定哪些因素最能预测需要先进定位技术。结果：共有45例患者（73%）仅通过直接识别即完成切除，17例患者（27%）需要先进定位技术。在需要先进定位的患者中，11例采用锥形束CT，3例采用电磁导航支气管镜定位，3例采用术前CT引导下钢丝定位。与仅通过直接识别切除的患者相比，需要先进定位的患者肺结节明显更?。?.8 cm vs 1.4 cm，P=0.01），结节距离胸膜更远（1.3 cm vs 0.1 cm，P<0.001），且更可能是磨玻璃结节（P=0.01）。多元逻辑回归证实，结节大小、距胸膜距离和磨玻璃衰减是预测需要先进定位技术的因素。所有患者均接受微创肺切除术。直径≥1.3 cm且距胸膜<5 mm的孤立性肺结节可在不使用先进技术的情况下以96%的成功率切除。结论：总体而言，在接受可疑原发性或转移性肺结节切除的患者中，对于CT扫描显示靠近胸膜表面以外的小非实性结节患者，应考虑采用先进定位技术。
关键词： 计算机断层扫描引导定位（CT引导定位）、导航支气管镜、锥形束计算机断层扫描（锥形束CT）、肺癌、肺结节
更新于2025-09-24 04:50:16
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锥形束计算机断层扫描（CBCT）与调整后二维侧位头影测量片中标志点位置的比较
摘要： 目的：本研究通过比较锥形束CT（CBCT）与放大率调整为100%的校正二维侧位头影测量片（Adj-Ceph）的测量点，旨在探究二维分析法是否适用于CBCT分析，并确定位置差异出现的标志点。材料与方法：以50例成人患者的CBCT数据及Adj-Ceph（100%放大率）数据为研究对象，对比各标志点的水平向（Y轴）与垂直向（Z轴）坐标。根据标志点位置及双侧重叠情况将其分为4组，采用配对t检验比较Adj-Ceph与CBCT的差异。结果：水平向（Y轴）中B组（S、Ar、Ba、PNS）、C组（Po、Or、铰链轴、Go）和D组（U1RP、U6CP、L6CP）共11个标志点存在显著差异；垂直向（Z轴）所有标志点均呈现显著差异（P<0.05）。标志点差异分析显示，水平向有13个标志点差异超过1mm，垂直向除蝶鞍点外所有标志点差异均超过1mm。结论：传统侧位头影测量法应用于CBCT分析具有局限性。实施CBCT诊断时，需建立新的三维分析法，或针对垂直向19个标志点及水平向13个标志点调整改进二维分析法。（《韩国修复学杂志》2014;52:222-32）
关键词： 标志点差异，调整后的侧位头影测量片，锥形束CT
更新于2025-09-10 09:29:36
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尽管存在金属伪影，锥形束计算机断层扫描分辨率的提高仍能改善种植体周围骨组织的检测效果
摘要： 本研究的目的是通过优化锥形束CT（CBCT）参数配置（几何分辨率、种植体几何参数及图像分析），确定减少伪影的可能性及程度，并测定正确重现骨组织与种植体之间的距离——该处灰度值等同于种植前数值。材料与方法：在标准化条件下将钛种植体植入猪胫骨，采用不同CBCT设置及种植状态进行骨密度图谱形式的CBCT检测。通过测量种植体周长并对比种植前骨区灰度值，评估金属伪影范围。结果：CBCT检测种植后骨密度显示其与参数配置存在关联，更高分辨率能更准确检测种植体周围正确骨密度值。当空间分辨率为125微米时，在距种植体表面370微米处可识别正常骨密度值。因此尽管存在金属伪影，CBCT的高分辨率仍能提升种植体周围骨的检测效果。使用125微米空间分辨率可可靠检测出延伸至种植体周围400微米的骨缺损。单排多种植体标本中出现显著伪影，表现为条纹状硬化与灭活效应的组合。结论：可在紧邻种植体表面处正确测定骨几何数据与密度值，并检测种植体周围骨缺损；多种植体植入时需考虑辐射方向几何学因素。
关键词： 种植体周围缺损、金属伪影、种植体、锥形束CT、空间分辨率、灰度级
更新于2025-09-10 09:29:36
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放射治疗中用于患者定位的光学表面扫描：1902次分次的前瞻性分析
摘要： 目的：可重复的患者摆位仍是现代放射治疗的主要挑战之一。近期，除成熟的定位系统（如机房激光和皮肤标记）外，光学表面扫描仪已进入临床应用。本前瞻性研究旨在评估光学表面扫描仪Catalyst HD（C-RAD AB）在不同解剖区域的摆位误差。 材料与方法：2016年10月至2017年6月期间，共评估110例患者的1902次治疗过程。研究流程包括采用基于激光的常规摆位程序（结合皮肤标记），并额外记录Catalyst系统检测到的三维（3D）偏差。随后将基于表面的方法偏差与锥形束CT配准修正值（视为金标准）进行比较。通过计算表面扫描仪与激光定位的平移偏差差值得出实际Catalyst摆位误差。采用双侧等效性t检验进行统计分析。 结果：数据显示，与锥形束CT相比，Catalyst系统在横轴、纵轴和垂直轴的总偏差分别为0.09±2.03 mm、0.07±3.21 mm和0.44±3.08 mm；而激光定位的相应偏差为-0.06±3.54 mm、0.53±3.47 mm和0.19±3.49 mm。最低位置偏差出现在颅脑区域，胸腹部区域偏差较大。双侧t检验显示两种方法总体具有一致性（P≤0.036），但腹部的垂直方向除外（P=0.198）。 结论：光学表面扫描仪Catalyst HD是一种可靠且无需额外辐射暴露的摆位系统。从头部到胸腹部区域，Catalyst与激光辅助定位的精度下降幅度处于可比范围。
关键词： 患者体位、表面扫描仪、激光定位、锥形束CT、放射治疗、Catalyst（软件/系统名称保留不译）
更新于2025-09-10 09:29:36
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全景放射摄影、螺旋断层摄影与锥形束计算机断层扫描对模拟髁突骨缺损的诊断比较研究
摘要： 目的：影像学检查是颞下颌关节紊乱病临床评估流程中最重要的环节之一。本研究旨在比较锥形束CT（CBCT）、全景片和螺旋CT对模拟下颌髁突骨病变的诊断准确性。研究设计：样本取自5具干燥人颅骨的10个颞下颌关节。分别使用圆形金刚砂钻头和骨屑制作3种不同尺寸的模拟侵蚀性及骨赘样病变。通过全景片、螺旋CT和锥形束CT进行缺损检测，采用Mann-Whitney检验进行统计学分析，并通过Cohen's Kappa均值测定两位观察者间的一致性及可靠性。结果：CBCT在检测不同尺寸的侵蚀性和骨赘样病变时，其诊断准确性均显著优于其他技术。对于1mm和1.5mm尺寸的侵蚀性及骨赘样病变，螺旋CT与全景片在正确检出率上存在显著差异；但对于0.5mm尺寸的同类病变，两者无显著差异。结论：CBCT图像在检测髁突骨侵蚀和骨赘方面，比螺旋CT和全景片具有更高的诊断准确性。
关键词： 骨缺损，全景片，锥形束CT，放射影像，髁突
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于四维锥形束CT的质子剂量计算可行性研究：一项离体猪肺模体实验
摘要： 呼吸模式和患者解剖结构的分次间变化会导致质子治疗中的剂量不确定性。一种监测这些变化的方法是利用常规用于患者定位的锥形束CT（CBCT）扫描，将其重建为4DCBCT，并通过变形图像配准（DIR）结合诊断级4DCT的精确CT值与每日4DCBCT的几何结构生成"虚拟CT"（vCT）。本研究评估了不同的4DCBCT重建算法和DIR方法。为此，分别获取了具有663和2350个投影的移动离体猪肺模体的CBCT扫描，并配有额外的4DCT作为参考。使用阿姆斯特丹遮罩法将CBCT投影分为10个相位区间，首先采用重建工具包（RTK）的FDK算法，随后使用Gadgetron工具包实现的迭代重建算法进行逐相位重建。通过DIR对相应的4DCT相位进行校正，分别采用REGGUI的Morphons算法和Plastimatch的B样条变形，生成最终的4DvCT。通过目视检查和计算从模体表面到靶区远端边缘不同角度的水等效厚度（WET）图，将生成的4DvCT与4DCT进行比较。优化后的流程在输入相位不匹配的情况下以及在临床患者数据集上均成功重复。在4DvCT上模拟质子治疗计划，并通过伽马通过率分析将剂量分布与基于4DCT的参考值进行比较。迭代重建与Morphons DIR的组合产生了最准确的4DvCT，中位WET差异小于2 mm，各相位的3%/3 mm伽马通过率在89%至99%之间。这些结果表明，对迭代重建的4DCBCT进行图像校正，并结合计划CT的Morphons DIR，可能产生足够准确的4DvCT，用于每日时间分辨的质子剂量计算。
关键词： 自适应质子治疗、锥形束CT、质子治疗、剂量监测
更新于2025-09-09 09:28:46