WorkStream4D直接冠狀位圖像重組技術(shù)在鼻竇CT檢查中的應(yīng)用

1、WorkStream4D直接冠狀位圖像重組技術(shù)在鼻竇CT檢查中的應(yīng)用         【摘要】  目的探討螺旋CT橫軸位掃描，4 D 時(shí)空成像概念（WorkStream4D）直接冠狀位重組圖像在鼻竇檢查中的價(jià)值。方法對(duì) 30例患者進(jìn)行鼻竇區(qū)橫軸位掃描，使用德國(guó)西門子SOMATOM Definition雙源CT（Dual Source CT，DSCT），行鼻竇橫軸位螺旋掃描，掃描采集層厚06mm×64，Pitch值09。按照兩種方法重組冠狀位圖像：方法A，采用WorkStream4D技術(shù)，由原始數(shù)

2、據(jù)（raw data）直接重組得到冠狀位圖像；方法B將原始數(shù)據(jù)重建成層厚1mm，層間距0.5mm薄層橫軸位圖像，利用隨機(jī)3D軟件MPR（multiple planar reformat）功能得到冠狀位重組圖像。將每位患者的兩組不同方法的冠狀位圖像進(jìn)行比較，主要分析圖像質(zhì)量的差別及工作流程的差異。結(jié)果WorkStream4D直接冠狀位重組圖像與常規(guī)冠狀位重組圖像在鼻竇、軟組織及骨組織的顯示方面無(wú)差別，但WorkStream4D直接冠狀位重組技術(shù)不需要橫軸位薄層圖像，減少了每次檢查產(chǎn)生的圖像數(shù)量。結(jié)論WorkStream4D是一種新的高效自動(dòng)的數(shù)據(jù)工作流程，優(yōu)化了CT 成像過(guò)程的效率和靈活性，大大

3、降低了人動(dòng)操作的無(wú)效時(shí)間消耗，減少每次檢查中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，為多層螺旋CT（MSCT）出現(xiàn)后帶來(lái)的龐大的數(shù)據(jù)流造成的瓶頸效應(yīng)提供了較好的解決方案。 【關(guān)鍵詞】  斷層掃描；X線計(jì)算機(jī)；鼻竇；圖像重組；WorkStream4D         To evaluate the value of WorkStream4D direct coronal reconstruction images in paranasal sinus exam. Methods   Thirty patients were stud

4、ied on a Siemens SOMATOM Definition DSCT (Dual Source CT) scanner. Helical axial CT scan acquisition was used with slice thickness 0.6 mm × 64, Pitch 0.9. Method A: direct use raw data with WorkStream4D technology to generate coronal images; method B: using raw data to reconstruct images at 1-m

5、m thick 0.5mm increments, then generate coronal images with 3D reformat software using MPR（multiple planar reformat）function. The image quality and the differences in the workflow were evaluated. Results  The image quality had no difference between two groups, but WorkStream4D directly generate

6、d coronal images, no thin thick axial images was needed,and significantly reduced data volume. Conclusions  WorkStream4D is a new high efficient workflow which eliminates manual reconstruction steps and reduces data volume. It provides a good solution for MSCT workflow in daily work.  

7、;    tomography;X-ray computer；paranasal sinus；reformat image；WorkSteam4D   1資料與方法   1.1一般資料對(duì)2007年7月29日至9月14日間到浙江醫(yī)院放射科進(jìn)行鼻竇橫軸位CT檢查的連續(xù)30例患者進(jìn)行研究，所有患者均為平掃檢查，不包括鼻竇增強(qiáng)掃描患者，其中男性18例，女性12例，年齡1573歲，平均（40.40±16.32）歲。   1.2器設(shè)備和掃描方法采用SOMATOM Defini-tion CT掃描儀（由德國(guó)西門子醫(yī)療系

8、統(tǒng)集團(tuán)生產(chǎn)），掃描時(shí)患者取仰臥位，掃描范圍從額竇上緣到上頜竇的下緣，掃描條件為120kV，80mAs（智能mAs），螺旋掃描，原始數(shù)據(jù)采集層厚為06mm×64，螺距09。所有患者均進(jìn)行常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)橫軸位重建，層厚及間隔為4mm，用于觀察診斷及攝片；影像后處理使用主控臺(tái)Navigator及專用工作站 Leonardo均為德國(guó)西門子醫(yī)療系統(tǒng)集團(tuán)生產(chǎn)。   1.3影像后處理方法A：WorkStream4D直接冠狀位重組，采用SP oblique（SPO）模式，在實(shí)時(shí)橫軸位及矢狀位上確定冠狀位角度及范圍，顯示層厚及間隔為4mm，以下簡(jiǎn)稱為直接冠狀位重組技術(shù)或WorkStrea

9、m4D技術(shù)；方法B：進(jìn)行橫軸位圖像減薄重建，參數(shù)為層厚1mm，層間隔0.5mm，使用隨機(jī)的3D軟件，MPR（multiple planar reformat）功能，重組冠狀位圖像，層厚及間隔均為4mm，以下簡(jiǎn)稱為常規(guī)冠狀位圖像重組。WorkStream4D技術(shù)在主控臺(tái)Navigator上進(jìn)行處理，常規(guī)冠狀位圖像重組在Leonardo專用工作站上進(jìn)行，以上圖像均分別進(jìn)行軟組織窗圖像及骨窗圖像重建，卷積核分別為H30S和H60S，軟組織窗窗寬400Hu、窗位40Hu，以觀察鼻竇解剖和周圍軟組織；骨窗用窗寬1 500Hu、窗位450Hu，觀察骨質(zhì)情況。兩種類型冠狀位圖像均經(jīng)1名放射科醫(yī)師及2名技師在

10、隱去成像參數(shù)的Leonardo工作站顯示器上共同評(píng)價(jià)，按優(yōu)、良、差三個(gè)等級(jí)對(duì)所有患者的影像進(jìn)行評(píng)分，主要評(píng)價(jià)鼻竇的解剖結(jié)構(gòu)、周圍軟組織、骨組織及病變的顯示情況：優(yōu)為影像清晰，無(wú)明顯偽影，滿足診斷需求；良為影像有少量偽影，但不影響診斷需求；差為有較多偽影，影響診斷效果。同時(shí)對(duì)兩種圖像重組方法的工作流程差別進(jìn)行對(duì)比研究。    2結(jié)果    30例患者均順利進(jìn)行鼻竇橫軸位掃描，并行WorkStream4D直接冠狀位圖像重組及常規(guī)冠狀位圖像重組，見(jiàn)圖1、2。    由圖1、2所見(jiàn)，肉眼觀察，WorkStream

11、4D直接冠狀位重組圖像與常規(guī)冠狀位重組圖像在圖像質(zhì)量上相似，顯示效果并無(wú)明顯差別。    WorkStream4D直接冠狀位重組圖像與常規(guī)冠狀位重組圖像兩種方法在鼻竇解剖結(jié)構(gòu)、軟組織骨骼及病變顯示評(píng)分情況見(jiàn)表1。    由表1所見(jiàn)，所有30例患者的兩種方法重組的冠狀位圖像影像評(píng)分均為優(yōu)，既影像清晰，無(wú)明顯偽影，滿足診斷需求，兩種重組方法均能滿足臨床診斷和治療要求。    假設(shè)每個(gè)病例僅進(jìn)行兩種圖像重組技術(shù)中的一種用于診斷，則可對(duì)比兩種方法在影像數(shù)量上的差別，見(jiàn)表2。其中為WorkStream4D直接冠狀位

12、重組圖像，為薄層橫軸位圖像和為常規(guī)冠狀位重組圖像。    由表2可見(jiàn)，WorkStream4D圖像重組技術(shù)的圖像總數(shù)較常規(guī)冠狀位圖像重組技術(shù)少。            3討論    鼻竇直接冠狀位掃描以其顯示解剖結(jié)構(gòu)清晰明確，更符合耳鼻喉科實(shí)際情況而被廣泛應(yīng)用，但直接冠狀位掃描時(shí)由于患者后仰角度及機(jī)架傾斜角度限制，通常得到的圖像往往是斜冠狀位而非標(biāo)準(zhǔn)的冠狀位圖像。對(duì)于有頸椎病等疾患的老年患者，后頭仰幅度過(guò)大，患者難以忍受，配合困難，很難

13、得到滿意的CT圖像。此外，直接冠狀位掃描圖像常常遇到口腔內(nèi)金屬假牙偽影的干擾。行橫軸位螺旋掃描，MPR重組,可得到符合耳鼻喉科實(shí)際需要的鼻竇標(biāo)準(zhǔn)冠狀位解剖，對(duì)鼻腔內(nèi)窺鏡術(shù)前檢查和術(shù)后復(fù)查具有重要意義1，2，同時(shí)舒適的體位使得患者在檢查中沒(méi)有直接冠狀位掃描的限制，這種優(yōu)勢(shì)尤其有利于頸部病變、眩暈癥及其他不能合作患者的檢查。多層螺旋CT成像優(yōu)勢(shì)更加明顯3，4，以西門子SOMATOM Definition 雙源CT機(jī)為例，200cm的掃描范圍，原始層厚和間隔均為06mm，具有更高的z軸分辨率、更快的掃描速度及優(yōu)異的各向同性特點(diǎn)，在不增加射線劑量和掃描序列情況下，能對(duì)獲取高質(zhì)量的多平面重組圖像提供可靠

14、保障，可以同時(shí)得到病人的橫斷面和冠狀面的圖像。    WorkStream4D是西門子醫(yī)療集團(tuán)開(kāi)發(fā)的全新高效自動(dòng)的數(shù)據(jù)工作流程，WorkStream4D直接根據(jù)厚的橫軸位圖像確定任意平面成像范圍，計(jì)算機(jī)自動(dòng)根據(jù)原始數(shù)據(jù)得到冠狀位重組圖像，用于觀察攝片，所有步驟均在掃描界面完成，而常規(guī)圖像重組需重建出大量薄層圖像，并在相應(yīng)三維重建軟件中導(dǎo)入這些薄層圖像，運(yùn)用MPR功能重組出各平面圖像，用于觀察攝片，需依次在掃描界面及三維重建軟件界面內(nèi)完成。兩種圖像重組方法在工作流程上的差別如圖3所示。常規(guī)冠狀位重組技術(shù)依賴薄層橫軸位影像，因此有大量的薄層橫軸位圖像。鼻竇掃描中，根據(jù)

15、掃描范圍不同，薄層橫軸位圖像一般為100180幅不等，這些圖像僅是常規(guī)冠狀位重組時(shí)必需，一般不攝片用于診斷。WorkStream4D優(yōu)化了容積CT 成像過(guò)程的效率和靈活性，大大降低了人動(dòng)操作的無(wú)效時(shí)間消耗，使得醫(yī)生和技術(shù)人員們不必耗費(fèi)過(guò)多時(shí)間，進(jìn)行橫軸位薄層重建，然后手動(dòng)多平面重建，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，使用者只需簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)出醫(yī)生診斷所需的成像平面，其它的工作可以自動(dòng)在后臺(tái)處理。任何復(fù)雜的解剖部位均可達(dá)到實(shí)時(shí)多平面傾斜或雙斜面成像。這種任意層面上的實(shí)時(shí)成像功能明顯地減少了每個(gè)病人的圖像數(shù)據(jù)，極大地減少每次檢查中所產(chǎn)生的無(wú)效數(shù)據(jù)。鼻竇掃描中，根據(jù)掃描范圍不同，薄層橫軸位圖像一般為100180幅不等，這些

16、圖像僅是常規(guī)冠狀位重組時(shí)必需，一般不攝片用于診斷。因此，應(yīng)用WorkStream4D技術(shù)后，由于不需要大量的薄層圖像而是直接應(yīng)用原始數(shù)據(jù)進(jìn)行冠狀位重組，平均每例患者的影像數(shù)量?jī)H約為常規(guī)重組技術(shù)的1/6,使每例患者最終的總圖像顯著減少，可充分發(fā)揮西門子 64 層CT 對(duì)大量數(shù)據(jù)的處理能力，將軸位圖像的數(shù)據(jù)量降至16層CT的水平。    根據(jù)我們的肉眼觀察及病灶CT值測(cè)量，直接冠狀位重組圖像與常規(guī)冠狀位重組圖像并無(wú)差異。兩種成像方法均能滿足診斷需求，因此我們沒(méi)有對(duì)兩者的影像質(zhì)量差異進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。常規(guī)冠狀位重組圖像受多種因素影響，最為明顯的為層厚和層間距。根據(jù)研究，常

17、規(guī)冠狀位圖像重組受薄層圖像層厚及層間距影響，掃描層厚、重建層厚和重建間隔越小，容積圖像質(zhì)量越好5，6。而WorkStream4D直接冠狀位重組技術(shù)不依賴薄層橫斷位圖像，直接根據(jù)原始數(shù)據(jù)重組，不存在重建層厚和重建間隔選擇問(wèn)題，圖像質(zhì)量與掃描層厚（掃描時(shí)選擇的探測(cè)器寬度）有關(guān)，理論上WorkStream4D技術(shù)得到的影像更加穩(wěn)定可靠。    應(yīng)用WorkStream4D技術(shù)也存在不是之處，它是在原始數(shù)據(jù)（raw data）的基礎(chǔ)上直接重組出多平面圖像，一旦原始數(shù)據(jù)刪除則無(wú)法進(jìn)行重組，而目前raw data只能保存在設(shè)備主機(jī)或?qū)Ｓ玫拇殴獗P（Magneto-Optical

18、 Disk，MOD）等存儲(chǔ)介質(zhì)中，無(wú)法像薄層圖像一樣刻錄光盤或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)结t(yī)學(xué)圖像歸檔和通訊系統(tǒng) （picture archiving and communi-cation systems，PACS）中保存，數(shù)據(jù)在線時(shí)間較短，一般僅為幾天，無(wú)法對(duì)既往病人進(jìn)行圖像重建，因此，對(duì)于那些有教學(xué)價(jià)值的病例還需保存薄層圖像，以便進(jìn)行回顧性影像后處理。此外，目前WorkStream4D只能進(jìn)行直接MPR處理，還無(wú)法應(yīng)用原始數(shù)據(jù)進(jìn)行直接容積再現(xiàn)技術(shù)重建 (volume rendering technique, VRT)等圖像后處理，也限制了WorkStream4D 在三維影像處理的應(yīng)用。    應(yīng)用WorkStream4D直接冠狀位圖像重組技術(shù)進(jìn)行鼻竇冠狀位檢查是一項(xiàng)新