兒童低劑量CT圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)專家共識(shí)2026_第1頁(yè)
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兒童低劑量CT圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)專家共識(shí)2026CT是兒科臨床常用檢查手段,使用低劑量CT方案進(jìn)行掃描已經(jīng)成為共識(shí)

1,2,3]

。目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)、醫(yī)療發(fā)展不均衡

4,5]

,CT設(shè)備品牌多元,代差明顯,設(shè)備性能參差不齊,各品牌設(shè)備硬件配置、掃描方法、重建手段存在不同程度的技術(shù)差異,在圖像重建技術(shù)方面甚至存在技術(shù)斷層

6,7]

,造成在相同的輻射劑量條件下,所生成的圖像質(zhì)量存在較大差異,然而采用統(tǒng)一的輻射劑量對(duì)先進(jìn)設(shè)備會(huì)造成輻射劑量浪費(fèi)

8,9]

,對(duì)技術(shù)陳舊的設(shè)備存在無(wú)法達(dá)到臨床診斷所需圖像質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn),無(wú)法將低劑量標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一有效地在各類型設(shè)備上進(jìn)行應(yīng)用,造成低劑量掃描方案推廣困難

10,11,12]

。國(guó)際上解決此問(wèn)題的方法是使用盡可能低劑量(aslowasreasonablyachievable,ALARA)原則,即一切檢查的目的是滿足診斷需求,以CT圖像質(zhì)量滿足診斷要求為目的,在滿足診斷需求的前提下盡可能降低輻射劑量

13]

。為此,本共識(shí)專家組分析查閱大量文獻(xiàn),結(jié)合中國(guó)臨床實(shí)踐,對(duì)圖像質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行分析探討,分別對(duì)兒童頭顱、胸部、腹部CT及CTA圖像需要達(dá)到的圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范,并形成此共識(shí),并對(duì)兒童CT圖像的主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),客觀圖像質(zhì)量參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定義,用于指導(dǎo)和規(guī)范兒童低劑量CT的臨床工作。一、兒童低劑量CT圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)(一)客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):CT檢查可以生成客觀圖像,需要滿足空間分辨率及密度分辨率來(lái)保證診斷要求,在兒童低劑量CT應(yīng)用的起始階段,主要關(guān)注的指標(biāo)是評(píng)估密度和空間分辨率的組織結(jié)構(gòu)CT值及噪聲值,并作為沿用至今的低劑量CT是否滿足圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于密度較高的組織結(jié)構(gòu),可以容忍較高的圖像噪聲而不影響觀察效果,同理,密度差異明顯的結(jié)構(gòu)可以容忍更高的圖像噪聲,鑒于此,信噪比(signaltonoiseratio,SNR)以及反映與周圍結(jié)構(gòu)進(jìn)行區(qū)分能力的對(duì)比噪聲比(contrasttonoiseratio,CNR)能更為準(zhǔn)確地評(píng)估不同組織結(jié)構(gòu)之間的顯示能力

14]

,便于對(duì)針對(duì)性的低劑量工作進(jìn)行評(píng)估。SNR與CNR也成為高對(duì)比度組織結(jié)構(gòu)首選的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),如評(píng)估肺內(nèi)病變、CTA的顯示能力

15]

。2012年后,圖像重建算法出現(xiàn)革新,迭代重建(iterativereconstruction,IR)算法廣泛應(yīng)用于CT臨床

16,17]

,替代了傳統(tǒng)的濾波反投影(filteredbackprojection,F(xiàn)BP)算法,可以在較低輻射劑量的前提下生成圖像噪聲更低的圖像,滿足以CT值、噪聲值、SNR、CNR為主的圖像評(píng)估需要,應(yīng)用推廣迅速,使兒童CT輻射劑量降低了30%以上,但是在IR的應(yīng)用過(guò)程中,絕大多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)100%權(quán)重的IR算法圖像普遍存在塑料樣或蠟油樣改變

18,19,20]

,造成診斷困難,甚至無(wú)法顯示一些精細(xì)結(jié)構(gòu),建議將IR及FBP算法混合使用,生成混合迭代圖像,在降低輻射劑量的同時(shí),保證圖像質(zhì)量滿足診斷要求。在IR算法出現(xiàn)后,傳統(tǒng)的CT圖像評(píng)價(jià)指標(biāo)不能完全滿足圖像質(zhì)量評(píng)估需求,需要對(duì)圖像紋理(imagingtexture)進(jìn)行評(píng)估,評(píng)價(jià)指標(biāo)包括噪聲頻率譜(noisepowerspectrum,NPS)

21]

、邊緣上升斜率(edgerisingslope,ERS)

22]

、圖像均勻度(blurmatrix,BM)

23]

及圖像可檢測(cè)性指數(shù)(detectabilityindex,d′)

24]

等,在圖像噪聲等指標(biāo)外,針對(duì)圖像紋理進(jìn)行了評(píng)估,從而解釋了IR算法塑料樣改變的來(lái)源,并為接下來(lái)的以人工智能迭代重建算法(artificialintelligenceiterativereconstruction,AIIR)以及深度學(xué)習(xí)重建算法(deeplearningimagereconstruction,DLIR)為代表的基于人工智能的圖像后處理算法應(yīng)用搭建了評(píng)估平臺(tái),使圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)更為客觀有效

18,19]

。通過(guò)對(duì)圖像紋理的評(píng)估,證明DLIR的圖像紋理與FBP混合IR的圖像紋理更為接近,優(yōu)于100%權(quán)重IR算法的圖像紋理。對(duì)于特殊檢查部位,尚需一些其他客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)圖像進(jìn)行評(píng)價(jià),如金屬固定物周圍的硬化偽影及顱底的亨氏偽影,需要使用偽影指數(shù)或硬化偽影長(zhǎng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)

25,26]

。(二)主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)CT檢查目的是顯示正常組織結(jié)構(gòu)及異常結(jié)構(gòu)的位置、邊緣、密度、強(qiáng)化程度等,并對(duì)兩者進(jìn)行區(qū)分。CT檢查可以顯示正常解剖結(jié)構(gòu)為主觀評(píng)價(jià)的基本要求,但受CT成像原理的限制,密度相近或體積過(guò)小的組織結(jié)構(gòu)很難區(qū)分,如未增強(qiáng)的血管很難與實(shí)質(zhì)臟器區(qū)分,僅可在脂肪的襯托下顯示輪廓,不同檢查部位對(duì)結(jié)構(gòu)顯示有相應(yīng)的要求。在實(shí)際工作中,主觀評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定不要求顯示所有解剖結(jié)構(gòu),主要根據(jù)臨床診斷需求進(jìn)行個(gè)性化制定,即ALARA原則所倡導(dǎo)的保證診斷需求為目標(biāo),如頭顱CT評(píng)估腦實(shí)質(zhì)的研究以觀察腦灰白質(zhì)分界清晰程度、基底節(jié)顯示清晰程度

8,9]

、硬化偽影顯示強(qiáng)度為主

25]

,評(píng)估顱骨的研究以顱骨顯示清晰程度、腦溝顯示清晰程度為主

27,28]

。但不同部位的檢查均需要評(píng)價(jià)圖像整體質(zhì)量,即圖像的噪聲程度。對(duì)于心血管檢查,由于心血管CTA一般要求將血管CT值控制在300HU以上

29]

,所以心血管CTA檢查可忽略其他客觀評(píng)價(jià)指標(biāo),直接對(duì)圖像主觀質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)

30]

,包括運(yùn)動(dòng)偽影及邊緣清晰程度等。對(duì)于目標(biāo)明確的超低劑量檢查項(xiàng)目,可以直接評(píng)價(jià)病灶的檢出率,如肺結(jié)節(jié)的檢出率或氣管的顯示效果

31]

。另外,圖像主觀評(píng)價(jià)的結(jié)果,除圖像本身的質(zhì)量影響外,同時(shí)與觀察者經(jīng)驗(yàn)有關(guān),多數(shù)主觀評(píng)估工作應(yīng)由2名或多名不同年資的醫(yī)師進(jìn)行評(píng)估,以保證評(píng)估結(jié)果的泛化性。(三)評(píng)估載體的標(biāo)準(zhǔn)隨著數(shù)字技術(shù)的普及、互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療的推廣,影像檢查圖像載體已經(jīng)由傳統(tǒng)的膠片迅速向電子圖像轉(zhuǎn)變,圖像質(zhì)量評(píng)估工作主要在電腦工作站或手持移動(dòng)設(shè)備上進(jìn)行。傳統(tǒng)膠片不能自由測(cè)量圖像客觀參數(shù),主要通過(guò)醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行主觀評(píng)價(jià),無(wú)法實(shí)時(shí)對(duì)圖像的CT值、噪聲值等進(jìn)行測(cè)量,電子圖像彌補(bǔ)了難以實(shí)時(shí)客觀測(cè)量的缺點(diǎn),大多數(shù)影像工作站均提供CT值、噪聲值等測(cè)量工具,對(duì)圖像的評(píng)價(jià)更為客觀,特別是部分工作站已經(jīng)提供SNR等多種客觀參數(shù)的測(cè)量,促使圖像評(píng)估由主觀評(píng)價(jià)為主向客觀評(píng)價(jià)為主的方向進(jìn)行。對(duì)于專業(yè)影像工作站,至少需要提供電子圖像的CT值、噪聲值、長(zhǎng)度、面積測(cè)量工具,并具有自由調(diào)整窗寬窗位、自由縮放等基礎(chǔ)功能。二、兒童低劑量CT圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)推薦意見(jiàn)(一)兒童頭顱CT平掃圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)兒童頭顱CT平掃以評(píng)估腦實(shí)質(zhì)和/或顱骨為主,僅評(píng)估顱骨時(shí),借助顱骨與腦實(shí)質(zhì)、腦脊液、頭皮軟組織的高對(duì)比度,可以進(jìn)行低劑量或超低劑量掃描,最近研究報(bào)道診斷兒童顱縫早閉時(shí)輻射劑量可以低至0.31mGy

32]

,但僅可針對(duì)顱骨及顱縫的顯示進(jìn)行主觀評(píng)估。常規(guī)評(píng)估頭顱CT需要同時(shí)評(píng)估腦實(shí)質(zhì)和顱骨情況時(shí),輻射劑量需要相應(yīng)增高,解剖結(jié)構(gòu)需要滿足大腦、小腦形態(tài)的顯示,白質(zhì)和灰質(zhì)分界顯示,腦干周圍腦脊液間隙顯示

8,9]

。圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)推薦意見(jiàn):(1)主觀圖像評(píng)價(jià)內(nèi)容需要包括圖像噪聲、腦灰白質(zhì)分界顯示清晰程度

33]

、腦外間隙顯示清晰程度,可以選擇添加顱底硬化偽影、基底節(jié)、海綿竇的評(píng)估

34]

,顱骨與腦實(shí)質(zhì)應(yīng)分別評(píng)估

32]

;(2)客觀圖像評(píng)價(jià)內(nèi)容建議包括腦實(shí)質(zhì)CT值、噪聲值,建議灰質(zhì)、白質(zhì)分別評(píng)價(jià),建議將SNR納入評(píng)價(jià)范圍

9]

;(3)腦實(shí)質(zhì)圖像噪聲建議低于4.2HU(測(cè)量時(shí)遠(yuǎn)離顱底硬化偽影)

8,9,33,34]

;(4)根據(jù)評(píng)估內(nèi)容選擇適當(dāng)層厚及圖像后處理方法,如評(píng)估腫瘤等占位病變,可以選擇3~5mm厚層圖像,評(píng)估腦挫傷等細(xì)微病變,建議使用1.25mm及以下層厚

8,9]

;(5)同等圖像噪聲情況下,100%權(quán)重IR算法的主觀評(píng)價(jià)合格率低,不推薦使用,如設(shè)備條件允許,推薦使用DLIR算法

8,9](二)兒童胸部CT平掃圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)兒童胸部CT平掃是兒童常用檢查項(xiàng)目,主要以評(píng)估肺野內(nèi)病變?yōu)橹?,同時(shí)兼顧評(píng)估縱隔軟組織情況。肺野內(nèi)含有大量氣體,與氣管、血管的天然對(duì)比度高,雖然兒童肺泡發(fā)育較成人差,肺臟含氣少,肺野CT值較成人高,但肺野與氣管、血管、縱隔組織的CT值差異仍可達(dá)到700HU以上,所以可以容忍更多的圖像噪聲,利于實(shí)現(xiàn)低輻射劑量CT掃描。已經(jīng)有研究報(bào)道可以使用接近胸片的輻射劑量完成兒童胸部CT平掃,較平片獲得更多的診斷信息。但是胸部CT所需要評(píng)估的內(nèi)容不僅僅局限于判斷肺野內(nèi)是否存在實(shí)變,尚需評(píng)估更加精細(xì)的結(jié)構(gòu)或隱匿的病變,上述研究指出,接近胸片輻射劑量的CT可以評(píng)估氣道及血管情況,但是會(huì)損失肺間質(zhì)結(jié)構(gòu)及細(xì)小肺紋理的顯示效果,對(duì)肺間質(zhì)病變的評(píng)估造成挑戰(zhàn)。所以,兒童肺CT仍然需要仔細(xì)評(píng)估檢查目的,在保證臨床需求的基礎(chǔ)上決定圖像質(zhì)量需求。圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)推薦意見(jiàn):(1)主觀圖像評(píng)價(jià)內(nèi)容需要包括肺組織結(jié)構(gòu),包括但不限于大血管、外周肺血管、大氣道、外周小氣道、胸膜、葉間裂的顯示,可以選擇添加評(píng)估圖像噪聲、運(yùn)動(dòng)偽影對(duì)圖像質(zhì)量的影響

35,36,37,38,39,40,41]

;(2)客觀圖像評(píng)價(jià)內(nèi)容建議包括圖像CT值、噪聲值,建議肺組織、縱隔軟組織分別評(píng)價(jià),SNR、CNR可不做評(píng)價(jià)

35,36,38,39,40,41,42]

;(3)肺組織噪聲值不建議高于40HU

35,36]

,對(duì)于適應(yīng)證明確的以中央大氣道為主的兒童胸部CT檢查,如氣道異物的篩查,可以將肺組織噪聲值放寬至80HU

36,42]

;(4)縱隔軟組織對(duì)圖像質(zhì)量要求較肺野更高,接近腹部圖像質(zhì)量的需求,建議檢查前明確是否需要評(píng)估縱隔結(jié)構(gòu),推薦縱隔病變?cè)u(píng)估時(shí)3歲以下縱隔噪聲不超過(guò)12HU,3~6歲患兒噪聲不超過(guò)18HU,食管異物檢查時(shí)需要更高的圖像質(zhì)量,應(yīng)謹(jǐn)慎選擇是否使用低劑量掃描方案

41]

;(5)觀察肺組織建議使用1.25mm及以下薄層掃描,縱隔病變可以使用3~5mm層厚

35,36,37,38,39,40,41,42]

;(6)肺組織IR權(quán)重可以放寬至70%或更高

40]

,建議使用高分辨算法,部分更高級(jí)的全模型迭代重建、DLIR或第三方圖像人工智能算法大多數(shù)尚不支持高分辨算法,此時(shí)推薦降低圖像噪聲,以提升病變檢查率

39,40,42]

;(7)成人研究結(jié)果顯示使用DLIR可以維持肺結(jié)節(jié)檢出率,但是目前兒童低劑量掃描肺結(jié)節(jié)篩查研究均使用IR重建,且研究結(jié)果均顯示兒童低劑量CT肺結(jié)節(jié)檢出率有不同程度降低

43,44,45]

,考慮到兒童肺結(jié)節(jié)較成人發(fā)病率低,經(jīng)驗(yàn)較少,推薦肺結(jié)節(jié)篩查時(shí)肺組織與常規(guī)肺臟檢查要求保持一致,圖像噪聲不高于40HU,推薦使用AIIR等算法進(jìn)行進(jìn)一步低劑量研究。(三)兒童腹部增強(qiáng)CT圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)兒童腹部檢查手段較為多元,借助無(wú)電離輻射損傷的優(yōu)勢(shì),MRI及腹部超聲在兒童腹部病變檢查中應(yīng)用普遍,但是MRI存在檢查時(shí)間長(zhǎng)、超聲評(píng)價(jià)依賴于超聲醫(yī)師的技術(shù)水平。兒童腹部CT,特別是腹部增強(qiáng)CT仍為主要評(píng)估手段。兒童腹部增強(qiáng)CT圖像質(zhì)量需要評(píng)估強(qiáng)化程度、圖像噪聲及CNR。腹部實(shí)質(zhì)臟器較多,密度較為接近,對(duì)圖像質(zhì)量及圖像紋理的要求較胸部CT檢查更為嚴(yán)格。圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)推薦意見(jiàn):(1)主觀圖像評(píng)價(jià)內(nèi)容需要包括解剖結(jié)構(gòu)顯示清晰程度、圖像噪聲程度、實(shí)質(zhì)臟器邊緣銳利程度、實(shí)質(zhì)臟器強(qiáng)化程度

46,47,48,49,50,51,52]

,推薦對(duì)檢查目的所要求的膽總管、血管壁等細(xì)小結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估

24,51,52]

,可以選擇增加對(duì)硬化偽影的評(píng)價(jià)

51]

;(2)客觀圖像評(píng)價(jià)內(nèi)容建議包括圖像噪聲值、SNR、CNR

46,48,51]

;(3)圖像噪聲(以肝組織為準(zhǔn))推薦低于15HU,SNR不低于10,CNR不低于4

46,48,51]

;(4)腹部實(shí)質(zhì)臟器較多,對(duì)圖像空間分辨率要求較高,推薦圖像層厚小于3mm

24,46,47,52]

,使用DLIR或第三方圖像人工智能算法

51,52,53]

,不推薦高權(quán)重IR算法

50]

;(5)腹部圖像對(duì)圖像紋理要求較高,推薦附加評(píng)估圖像紋理客觀參數(shù),如ERS、NPS及d′

24,46]

。(四)兒童CTA圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)CTA是兒童血管病變檢查最常用檢查手段,尤其對(duì)大血管疾病檢查靈敏度、特異度均較高,可以替代介入血管造影成為金標(biāo)準(zhǔn),但是對(duì)于細(xì)小血管的評(píng)價(jià)仍存在不足

53]

。圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)推薦意見(jiàn):(1)主觀圖像評(píng)價(jià)內(nèi)容需要包括大血管顯示能力,根據(jù)臨床檢查目的,對(duì)細(xì)小血管(主動(dòng)脈二級(jí)及以下細(xì)小分支)做出評(píng)價(jià),如血管直徑的測(cè)量、邊緣清晰程度的評(píng)估

53,54]

;(2)客觀圖像標(biāo)準(zhǔn)方面,血管CT值應(yīng)高于300HU

29]

,推薦CNR高于16,血管噪聲值可不作為常規(guī)評(píng)價(jià)內(nèi)容

54]

;(3)為了更好地顯示細(xì)小血管,推薦圖像層厚小于1mm,使用DLIR算法

30]

,不推薦高權(quán)重IR算法;(4)推薦附加評(píng)估圖像紋理客觀參數(shù),如ERS

22]

。三、不足與展望;隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展,臨床對(duì)CT影像的要求逐漸提升,從單純的診斷工具上升為病情進(jìn)展及腫瘤分期的評(píng)估手段,并且隨著人工智能的發(fā)展,CT影像數(shù)據(jù)已經(jīng)成為重要的數(shù)據(jù)來(lái)源,CT在滿足人類肉眼的診斷評(píng)估之外,需要進(jìn)一步提升圖像質(zhì)量,幫助人工智能實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的診斷,這就需要CT提供更多的細(xì)節(jié)信息及更為精細(xì)的圖像紋理信息。如需要根據(jù)檢查目的選擇最小的FOV進(jìn)行圖像重建以提升空間分辨率;使用DLIR算法提升圖像紋理的顯示能力,從目前的研究進(jìn)展觀察,圖像紋理的意義已經(jīng)大于單純的圖像噪聲對(duì)診斷的意義。但是目前對(duì)于圖像紋理的研究處于起步階段,處于借助圖像紋理指標(biāo)評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量的改善程度,但是尚缺乏圖像紋理指標(biāo)與診斷效果之間的關(guān)聯(lián)研究,未來(lái)需要進(jìn)行ERS等圖像紋理的系統(tǒng)性研究,為進(jìn)一步提升診斷效

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