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深度学习重建算法在60 kVp超低管电压CT成像中的定量精度与噪声抑制性能:模体研究OA

Quantitative Precision and Noise Reduction Efficacy of Deep Learning Reconstruction Algorithms in 60-kVp Ultra-low Tube Voltage Computed Tomography:A Phantom Study

中文摘要英文摘要

本研究系统评估深度学习重建算法(如ClearInfinity,CI)在 60 kVp超低管电压CT成像条件下的CT值测量准确性与图像噪声抑制能力,并与滤波反投影(FBP)及混合迭代重建(如ClearView,CV)进行比较.采用含不同碘浓度插入物(40、28、22、12、6、3和 2 mg/mL)的CT性能模体,在NeuViz Epoch Elite CT扫描仪上进行扫描(60 kVp,386 mA),重复6次.图像分别使用FBP、CV(20%、40%、60%、80%)及CI(同等强度)重建.测量碘插入物的CT值、图像噪声SD值及变异系数(cv),并计算绝对百分比偏差(APB)与对比噪声比(CNR).结果显示,CI在 40%重建强度下具有最优的定量准确性,80%强度下展现最强的降噪能力,最大SD降幅可达 79.59%.在所有强度水平下,CI在APB、噪声抑制能力(尤其在低碘浓度时)、测量稳定性与CNR方面均展现出显著优于CV和FBP的性能.本研究结果证实CI是实现低噪声、低偏差、高稳定的超低剂量CT成像的有效解决方案.

In this study,we systematically evaluated the iodine quantification accuracy and image noise suppression capabilities of a deep learning reconstruction algorithm(ClearInfinity,CI)under 60 kVp ultra-low tube voltage computed tomography(CT)conditions,comparing it with filtered backprojection(FBP)and hybrid iterative reconstruction(ClearView,CV).A CT performance phantom containing inserts with varying iodine concentrations(40,28,22,12,6,3,and 2 mg/mL)was scanned six times(60 kVp,386 mA)using a NeuViz Epoch Elite CT scanner.Images were reconstructed using FBP,CV(at 20%,40%,60%,and 80%intensities),and CI(at equal intensity).CT values,image noise(standard deviation SD),and coefficients of variation(cv)of the iodine inserts were measured.Absolute percentage bias(APB)and contrast-to-noise ratio(CNR)were calculated.Results show that CI achieved optimal quantitative accuracy at 40%reconstruction intensity and provided the strongest noise reduction at 80%,with a maximum SD reduction of up to 79.59%.At all intensity levels,CI significantly outperformed CV and FBP in terms of APB,noise suppression(especially at low iodine concentrations),measurement stability,and CNR.These findings confirm that CI is an effective solution for producing low-noise,low-bias,and highly stable images in ultra-low-dose CT.

曹博宣;曾栋;边兆英;胡志;刘恩;崔骐;文戈;周建伟;马建华;王昊

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信息技术与安全科学

低剂量CT图像噪声变异系数深度学习重建

low-dose CTimage noisecoefficient of variationdeep learning reconstruction

《CT理论与应用研究》 2026 (1)

58-66,9

10.15953/j.ctta.2025.270

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