全模型迭代重建算法在CT血管成像中的应用进展

[摘要] 全模型迭代重建（IMR）技术作为一种新型的迭代重建算法，与传统滤波反投影法及混合迭代算法比较，在降低噪声、提高图像质量效果方面表现更为出色。IMR技术的使用可以在降低辐射剂量的同时，又能确保图像的质量并能够良好的完成诊断。本文就IMR技术在各部位CT血管成像中的临床应用进展进行综述，并对做出简单预估，为相关研究提供参考。

[关键词] 全模型迭代重建;滤波反投影;体层摄影术，X线计算机;CT血管成像

[中图分类号] R814.42          [文献标识码] A          [文章编号] 1673-7210（2019）07（a）-0058-04

Research progress of iterative model reconstruction in CT angiography

AN Zichen1   XIAO Xigang1   ZHANG Jinling1   LYU Yahui2   LI Maotong1

1.Department of Radiology， the First Affiliated Hospital of Harbin Medical University， Heilongjiang Province， Harbin   150001， China; 2.Department of Radiology， Harbin Second People′s Hospital， Heilongjiang Province， Harbin   150056， China

[Abstract] Iterative model reconstruction （IMR） technology is a new type of iterative reconstruction algorithm. Compared with the traditional filtered back projection and hybrid iterative algorithm， it performs better in reducing noise and improving image quality. Application of IMR reconstruction can reduce the radiation dose and ensure the image quality. In this paper， the clinical application progress of IMR technology in CT angiography of various parts is reviewed， and a simple estimation is made to provide reference for related research.

[Key words] Iterative model reconstruction; Filtered back projection; Tomography; X-ray computed; CT angiography

CT血管成像（CTA）作为一种无创的影像检查技术，拥有扫描时间短、辐射剂量低、图像后处理功能强大等优势，在一定程度上取代了传统的以导管法为基础的诊断血管造影，是DSA的良好补充，广泛应用在临床医疗中[1]。由于人们对X线辐射的担忧，尽可能地降低检查过程中产生的辐射剂量仍然是当今CT领域的重要研究方向之一[2]。目前降低CT检查辐射剂量最为合理的方式是降低管电压或管电流[3]。迭代重建算法的应用为大幅降低辐射剂量的同时保证图像质量，尤其是全模型迭代重建（iterative model reconstruction，IMR）技术，作为新型的迭代重建算法，在降低噪声、提高图像质量、减少辐射剂量方面效果更显著[4]。本文就IMR其本身的特性及其在全身CT血管成像的应用价值作以综述。

1 IMR的原理及优点

IMR是新推出的基于微平板探测器和硬件平台的非线性全模型迭代重建技术，其原理是以知识模型为基础，在重建过程中结合系统模型、几何模型、解剖模型和噪声模型的特点，通过反复减少扫描模型与所获得的数据之间的差异来逼近最真、最优的图像显示[5-7]。IMR不涉及投影域与滤波反投影（FBP）的混合，因此在数学上更复杂和准确，它包括如下4个平台：解剖几何形态学重建平台、以X线衰减特性设计的统计学模型、强化器官本身固有特性的优化功能及以强化目标病变特性为临床目标的平台，其中前2个平台与iDose4是一致的。目前所有厂商提供的全迭代技术只有IMR及VEO，但IMR的重建速度要明显优于VEO，同时可实现对心电、呼吸门控更复杂数据的重建[8-9]。

2 全模型迭代重建（IMR）在全身CTA应用的研究进展

2.1 头颈部CTA应用的研究进展

蔡武等[10]比较了头颈部IMR技术与迭代重建算法图像（iDose4）及滤波反投影重建（FBP）技术的研究结果，IMR 绝对噪声水平最低;与FBP比较，IMR 噪声降低达69.6%，实现了最大的相对降噪百分比（SD%），并证明了对血管狭窄与闭塞的符合率与临床实际数据近乎相同。Niesten等[11]研究显示，与其他重建方法相比，IMR技术可以在显示Willis环和颈动脉分叉处的血管对比均有显著性差异（P < 0.01）。不同重建方法对狭窄程度的估计虽无显著性差异，但就頸动脉自动去骨后的血管整体性而言，IMR优于其他重建方式，而且使得计算机自动血管分析更为完整。

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