Preview

Лучевая диагностика и терапия

Расширенный поиск

КОМПЬЮТЕРНАЯ ТОМОГРАФИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДЕЛЬ-БАЗИРОВАННЫХ ИТЕРАТИВНЫХ РЕКОНСТРУКЦИЙ В КЛИНИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ

https://doi.org/10.22328/2079-5343-2020-11-3-14-19

Полный текст:

Аннотация

В связи с широким внедрением КТ в клиническую практику вопрос о снижении дозы облучения остается одним из самых насущных. Одним из направлений снижения лучевой нагрузки является совершенствование алгоритмов реконструкции КТ-изображений. При использовании модельной интерактивной реконструкции изображения многократно  обрабатываются для максимального устранения цифрового шума, что позволяет выполнять низкодозовые исследования без снижения качества визуализации. В обзоре литературы представлены возможности применения модельной итеративной реконструкции при КТ-исследовании различных органов и систем, в том числе при низкодозовых исследованиях с дозой облучения менее 1 мЗв, оценка качества выполненных исследований и визуализации патологии различных органов и систем. Наиболее востребованной новая методика является для скрининговых исследований, например, для НДКТ-скрининга рака легкого, и исследований, в которых требуется высокое разрешение, например, для КТ- коронарографии.

Об авторах

А. Ю. Силин
Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы; Клинический госпиталь на Яузе
Россия

врач-рентгенолог высшей квалификационной категории, руководитель отделения лучевой диагностики; младший научный сотрудник 

111033, Москва, ул. Волочаевская, д. 15, к. 1;

125368, Москва, ул. Средняя Калитниковская, д. 28, стр. 1

SPIN-код: 4411–8745



И. С. Груздев
Национальный медицинский исследовательский центр хирургии им. А. В. Вишневского
Россия

аспирант

117997, Москва, ул. Большая Серпуховская, д. 27

SPIN-код 3350–0832



А. И. Мещеряков
Клинический госпиталь на Яузе
Россия

врач-рентгенолог

111033, Москва, ул. Волочаевская, д. 15, к. 1

SPIN-код: 6119–7999



Г. В. Беркович
Национальный медицинский исследовательский центра им. В. А. Алмазова
Россия

заведующий кабинетом рентгеновской компьютерной томографии

197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, д. 2

SPIN-код 5151–5162



С. П. Морозов
Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы
Россия

доктор медицинских наук, профессор, директор

125368, Москва, ул. Средняя Калитниковская, д. 28, стр. 1 

SPIN-код 8542–1720



Список литературы

1. Schauer D.A., Otha W. National Council on Radiation Protection and Measurements report shows substantial medical exposure increase // Radiology. 2009. Vol. 253, No. 2. Р. 293–296. doi: 10.1148/radiol.2532090494.

2. De Gonzalez A.B., Salotti J.A., McHugh K., Little M.P., Harbron R.W., Lee C., Ntowe E., Braganza M.Z., Parker L., Rajaraman P., Stiller, C., Stewart D.R., Craft A.W., Pearce M.S. Relationship between paediatric CT scans and subsequent risk of leukaemia and brain tumours: assessment of the impact of underlying conditions // British journal of cancer. 2016. Vol. 114, No. 4. P. 388–394. doi: 10.1038/bjc.2015.415.

3. Padole A., Ali Khawaja R.D., Kalra M.K., Singh S. CT radiation dose and iterative reconstruction techniques // American journal of roentgenology. 2015. Vol. 204, No. 4. Р. W384-W392. doi: 10.2214/AJR.14.13241.

4. Debray M.P., Dauriat G., Khalil A., Leygnac S., Tubiana S., Grandjean A., Schouman-Claeys E., Laissy J., Ou, P. Diagnostic accuracy of low-mA chest CT reconstructed with Model Based Iterative Reconstruction in the detection of early pleuro-pulmonary complications following a lung transplantation // European radiology. 2016. Vol. 26, No. 9. P. 3138–3146. doi: 10.1007/s00330-015-4126-0.

5. Neroladaki A., Botsikas D., Boudabbous S., Becker C. D., Montet X. Computed tomography of the chest with model-based iterative reconstruction using a radiation exposure similar to chest X-ray examination: preliminary observations // European radiology. 2013. Vol. 23, No. 2. P. 360–366. doi: 10.1007/s00330-012-2627-7.

6. Беркович Г.В. Оценка параметров качества КТ-изображений, полученных с использованием различных поколений алгоритмов реконструкций // Лучевая диагностика и терапия. 2017. № 3. С. 109–110.

7. De Margerie-Mellon C., de Bazelaire C., Montlahuc C., Lambert J., Martineau A., Coulon P., de Kerviler E., Beigelman C. Reducing radiation dose at chest CT: comparison among model-based type iterative reconstruction, hybrid iterative reconstruction, and filtered back projection // Academic radiology. 2016. Vol. 23, No. 10. P. 1246–1254. doi: 10.1016/j.acra.2016.05.019.

8. Khawaja R.D.A., Singh S., Blake M., Harisinghani M., Choy G., Karosmangulu A., Padole A., Do S., Brown K., Thompson R., Morton T. Ultralow dose abdominal MDCT: using a knowledge-based Iterative Model Reconstruction technique for substantial dose reduction in a prospective clinical study // European journal of radiology. 2015. Vol. 84, No. 1. P. 2–10. doi: 10.1016/j.ejrad.2014.09.022.

9. Iyama Y., Nakaura T., Oda S., Kidoh M., Utsunomiya D., Yoshida M., Yuki H., Hirata K., Funama Y., Harada K., Awai K., Hirai T., Yamashita Y. Iterative reconstruction designed for brain CT: a correlative study with filtered back projection for the diagnosis of acute ischemic stroke // Journal of computer assisted tomography. 2017. Vol. 41, No. 6. P. 884–890. doi: 10.1097/RCT.0000000000000626.

10. Lombardi S., Riva L., Patassini M., Remida P., Capraro C., Canonico F., Franzesi C.T., Ippolito D. «Hyperdense artery sign” in early ischemic stroke: diagnostic value of model-based reconstruction approach in comparison with standard hybrid iterative reconstruction algorithm // Neuroradiology. 2018. Vol. 60, No. 12. P. 1273–1280. doi: 10.1007/s00234-018-2092-3.

11. Park C.J., Kim K.W., Lee H.J., Kim M.J., Kim J. Contrast-Enhanced CT with Knowledge-Based Iterative Model Reconstruction for the Evaluation of Parotid Gland Tumors: A Feasibility Study // Korean journal of radiology. 2018. Vol. 19, No. 5. P. 957–964. doi: 10.3348/kjr.2018.19.5.957.

12. Iyama Y., Nakaura T., Iyama A., Kidoh M., Katahira K., Oda S., Utsunomiya D., Yamashita Y. Feasibility of iterative model reconstruction for unenhanced lumbar CT // Radiology. 2017. Vol. 284, No. 1. P. 153–160. doi: 10.1148/radiol.2017161966.

13. Lee S.H., Yun S.J., Jo H.H., Song J.G. Diagnosis of lumbar spinal fractures in emergency department: low-dose versus standard-dose CT using model-based iterative reconstruction // Clinical imaging. 2018. Vol. 50. P. 216–222. doi: 10.1016/j.clinimag.2018.04.007.

14. Wellenberg R. H., Boomsma M. F., van Osch J. A., Vlassenbroek A., Milles J., Edens M. A., Streekstra G.J., Slump C.H., Maas, M. Computed tomography imaging of a hip prosthesis using iterative model-based reconstruction and orthopaedic metal artefact reduction: a quantitative analysis // Journal of computer assisted tomography. 2016. Vol. 40, No. 6. P. 971–978. doi: 10.1097/RCT.0000000000000449.

15. Oda S., Yoshimura A., Honda K., Iyama Y., Katahira K., Nakaura T., Utsunomiya D., Funama Y., Yuki H., Kidoh M., Hirata K., Taguchi N., Tokuyasu S., Yamashita Y. CT angiography in patients with peripheral arterial disease: Effect of small focal spot imaging and iterative model reconstruction on the image quality // Academic radiology. 2016. Vol. 23, No. 10. P. 1283–1289. doi: 10.1097/RCT.0000000000000449.

16. Yokomachi K., Tatsugami F., Higaki T., Kume S., Sakamoto S., Okazaki T., Kurisu K., Nakamura Y., Baba Y., Lida M., Awai K. Neointimal formation after carotid artery stenting: phantom and clinical evaluation of model-based iterative reconstruction (MBIR) // European radiology. 2019. Vol. 29, No. 1. P. 161–167. doi: 10.1007/s00330-018-5598-5.

17. Minhas A., Patel S., Kazerooni E. A., Conte A. H., LaBounty, T. M. Iterative reconstruction results in larger computed tomography measurements of iliofemoral artery diameter in patients referred for transcatheter aortic valve replacement // Journal of computer assisted tomography. 2016. Vol. 40, No. 5. P. 773–776. doi: 10.1097/RCT.0000000000000421.

18. Sauter A., Koehler T., Fingerle A.A., Brendel B., Richter V., Rasper M., Rummeny E.J., Noel P.B., Münzel D. Ultra low dose CT pulmonary angiography with iterative reconstruction // PLoS One. 2016. Vol. 11, No. 9. e0162716. doi: 10.1371/journal.pone.0162716.

19. Millon D., Vlassenbroek A., Van Maanen A.G., Cambier S.E., Coche E.E. Low contrast detectability and spatial resolution with model-based Iterative reconstructions of MDCT images: a phantom and cadaveric study // European radiology. 2017. Vol. 27, No. 3. P. 927–937. doi: 10.1007/s00330-016-4444-x.

20. Nakamoto A., Kim T., Hori M., Onishi H., Tsuboyama T., Sakane M., Tomiyama N. Clinical evaluation of image quality and radiation dose reduction in upper abdominal computed tomography using model-based iterative reconstruction; comparison with filtered back projection and adaptive statistical iterative reconstruction // European journal of radiology. 2015. Vol. 84, No. 9. P. 1715–1723. doi: 10.1016/j.ejrad.2015.05.027.

21. Yoon J.H., Lee J.M., Yu M.H., Baek J.H., Jeon J.H., Hur B.Y., Choi B.I. Comparison of iterative model–based reconstruction versus conventional filtered back projection and hybrid iterative reconstruction techniques: Lesion conspicuity and influence of body size in anthropomorphic liver phantoms // Journal of computer assisted tomography. 2014. Vol. 38, No. 6. P. 859–868.

22. doi: 10.1097/RCT.0000000000000145.

23. Tan T.J., Lau K.K., Jackson D., Ardley N., Borasu A. Efficacy of model-based iterative reconstruction technique in non-enhanced CT of the renal tracts for ureteric calculi // Emergency radiology. 2017. Vol. 24, No. 2. P. 133–138. doi: 10.1007/s10140-016-1454-6.

24. Park S.B., Kim Y.S., Lee J.B., Park H.J. Knowledge-based iterative model reconstruction (IMR) algorithm in ultralow-dose CT for evaluation of urolithiasis: evaluation of radiation dose reduction, image quality, and diagnostic performance // Abdominal imaging. 2015. Vol. 40, No. 8. P. 3137–3146. doi: 10.1007/s00261-015-0504-y.

25. Lambert L., Ourednicek P., Briza J., Giepmans W., Jahoda J., Hruska L., Danes J. Sub-milliSievert ultralow-dose CT colonography with iterative model reconstruction technique // Peer J. 2016. Vol. 4. e1883. doi: 10.7717/peerj.1883.

26. Mehta D., Thompson R., Morton T., Dhanantwari A., Shefer E. Iterative model reconstruction: simultaneously lowered computed tomography radiation dose and improved image quality // Med. Phys. Int. J. 2013. Vol. 2, No. 1. P. 147–155.

27. Zhang M., Qi W., Sun Y., Jiang Y., Liu X., Hong N. Screening for lung cancer using sub-millisievert chest CT with iterative reconstruction algorithm: image quality and nodule detectability // The British journal of radiology. 2018. Vol. 91, No. 1090. P. 20170658. doi: 10.1259/bjr.20170658.

28. Kim Y., Kim Y.K., Lee B.E., Lee S.J., Ryu Y.J., Lee J.H., Chang J.H. Ultralow-dose CT of the thorax using iterative reconstruction: evaluation of image quality and radiation dose reduction // American journal of roentgenology. 2015. Vol. 204, No. 6. P. 1197–1202. doi: 10.2214/AJR.14.13629.

29. Padole A., Digumarthy S., Flores E., Madan R., Mishra S., Sharma A., Kalra M.K. Assessment of chest CT at CTDIvol less than 1 mGy with iterative reconstruction techniques // The British journal of radiology. 2017. Vol. 90, No. 1071. P. 20160625. doi: 10.1259/bjr.20160625.

30. Lee S.W., Kim Y., Shim S.S., Lee J.K., Lee S.J., Ryu Y.J., Chang J.H. Image quality assessment of ultra low-dose chest CT using sinogram-affirmed iterative reconstruction // European radiology. 2014. Vol. 24, No. 4. P. 817–826. doi: 10.1007/s00330-013-3090-9.

31. Ju Y.H., Lee G., Lee J.W., Hong S.B., Suh Y.J., Jeong Y.J. Ultra-low-dose lung screening CT with model-based iterative reconstruction: an assessment of image quality and lesion conspicuity // Acta Radiologica. 2018. Vol. 59, No. 5. P. 553–559. doi: 10.1177/0284185117726099.

32. Sloan C.M., Sieren J.C., Newell Jr J.D., Sieren J., Shirk M., Vidal C., Hogue S., DeStefano F., Hammond E., Hoffman E.A. Comparison Of Low And Ultra-Low Dose Computed Tomography Protocols Through Quantitative Lung Airway Assessment. In A79. LUNG IMAGING: CT AND BEYOND // American thoracic society. 2016. P. A2491-A2491.

33. Katsura M., Sato J., Akahane M., Mise Y., Sumida K., Abe O. Effects of pure and hybrid iterative reconstruction algorithms on high-resolution computed tomography in the evaluation of interstitial lung disease // European journal of radiology. 2017. Vol. 93 P. 243–251. doi: 10.1016/j.ejrad.2017.06.003.

34. Yan C., Xu J., Liang C., Wei Q., Wu Y., Xiong W., Xu Y. Radiation dose reduction by using CT with iterative model reconstruction in patients with pulmonary invasive fungal infection // Radiology. 2018. Vol. 288(1). P. 285–292. doi: 10.1148/radiol.2018172107.

35. Morimoto L.N., Kamaya A., Boulay-Coletta I., Fleischmann D., Molvin L., Tian L., Fisher G., Wang J., Willmann J.K. Reduced dose CT with modelbased iterative reconstruction compared to standard dose CT of the chest, abdomen, and pelvis in oncology patients: intra-individual comparison study on image quality and lesion conspicuity // Abdominal radiology. 2017. Vol. 42, No. 9. P. 2279–2288. doi: 10.1007/s00261-017-1140-5.

36. Hu-Wang E., Schuzer J.L., Rollison S., Leifer E.S., Steveson C., Gopalakrishnan V., Yao J., Machado T., Jones A.M., Julien-Williams P., Moss J., Chen M.Y. Chest CT scan at radiation dose of a posteroanterior and lateral chest radiograph series: a proof of principle in lymphangioleiomyomatosis // Chest. 2019. Vol. 155, No. 3. P. 528–533. doi: 10.1016/j.chest.2018.09.007.

37. Halpern E.J., Gingold E.L., White H., Read K. Evaluation of coronary artery image quality with knowledge-based iterative model reconstruction // Academic radiology. 2014. Vol. 21, No. 6. P. 805–811. doi: 10.1016/j.acra.2014.02.017.

38. Oda S., Weissman G., Vembar M., Weigold W.G. Iterative model reconstruction: improved image quality of low-tube-voltage prospective ECG-gated coronary CT angiography images at 256- slice CT // European journal of radiology. 2014. Vol. 83, No. 8. P. 1408–1415. doi: 10.1016/j.ejrad.2014.04.027.

39. Blair K.J., Allison M.A., Morgan C., Wassel C.L., Rifkin D.E., Wright C.M., Criqui M.H., Ix J.H. Comparison of ordinal versus Agatston coronary calcification scoring for cardiovascular disease mortality in community-living individuals // The international journal of cardiovascular imaging. 2014. Vol. 30, No. 4. P. 813–818. doi: 10.1007/s10554-014-0392-1.

40. Oda S., Utsunomiya D., Nakaura T., Funama Y., Yuki H., Kidoh M., Hirata K., Taguchi N., Honda K., Takaoka H., Iyama Y., Katahira K., Noda K., Oshima S., Tokuyasu S., Yamashita Y. The influence of iterative reconstruction on coronary artery calcium scoring — phantom and clinical studies // Academic radiology. 2017. Vol. 24, No. 3. P. 295–301. doi: 10.1016/j.acra.2016.11.003.

41. Szilveszter B., Elzomor H., Károlyi M., Kolossváry M., Raaijmakers R., Benke K., Celeng C., Bartykowszki A., Bagyura Z., Lux A., Merkely B., Maurovich-Horvat P. The effect of iterative model reconstruction on coronary artery calcium quantification // The international journal of cardiovascular imaging. 2016. Vol. 32, No. 1. P. 153–160. doi: 10.1007/s10554-015-0740-9.

42. Htwe Y., Cham M.D., Henschke C.I., Hecht H., Shemesh J., Liang M., Tang W., Jirapatnakul A., Yip R., Yankelevitz D.F. Coronary artery calcification on low-dose computed tomography: comparison of Agatston and Ordinal Scores // Clinical imaging. 2017 Vol. 39, No. 5. P. 799–802. doi: 10.1016/j.clinimag.2015.04.006.

43. Oda S., Utsunomiya D., Funama Y., Katahira K., Honda K., Tokuyasu S., Vembar M., Yuki H., Noda K., Oshima S., Yamashita Y. A knowledge-based iterative model reconstruction algorithm: can super-low-dose cardiac CT be applicable in clinical settings? // Academic radiology. 2014. Vol. 21, No. 1. P. 104–110. doi: 10.1016/j.acra.2013.10.002.

44. Van Hamersvelt R.W., den Harder A.M., Willemink M.J., Schilham A.M., Lammers J.W.J., Nathoe H.M., Budde R., Leiner T., de Jong P.A. Aortic valve and thoracic aortic calcification measurements: how low can we go in radiation dose? // Journal of computer assisted tomography. 2017. Vol. 41, No. 1. P. 148–155. doi: 10.1097/RCT.0000000000000477.

45. Suchá D., Willemink M.J., de Jong P.A., Schilham A.M., Leiner T., Symersky P., Budde R.P. The impact of a new model-based iterative reconstruction algorithm on prosthetic heart valve related artifacts at reduced radiation dose MDCT // The international journal of cardiovascular imaging. 2014. Vol. 30, No. 4. P. 785–793. doi: 10.1007/s10554-014-0379-y.

46. Pontone G., Andreini D., Petulla M., Annoni A., Guaricci A. I., Innocenti E., Russo E., Gugliemo M., Mushtaq S., Baggiano A., Beltrama V., Fusini L., Sergurini C., Conte E., Fomenti A., Fassini G., Riva S., Tondo C., Agostoni P., Bartorelli A.L., Pepi M. Left atrium and pulmonary vein imaging using submillisiviert cardiac computed tomography: Impact on radiofrequency catheter ablation cumulative radiation exposure and outcome in atrial fibrillation patients // International journal of cardiology. 2017. Vol. 228. P. 805–811. doi: 10.1016/j.ijcard.2016.11.203.


Для цитирования:


Силин А.Ю., Груздев И.С., Мещеряков А.И., Беркович Г.В., Морозов С.П. КОМПЬЮТЕРНАЯ ТОМОГРАФИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДЕЛЬ-БАЗИРОВАННЫХ ИТЕРАТИВНЫХ РЕКОНСТРУКЦИЙ В КЛИНИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ. Лучевая диагностика и терапия. 2020;11(3):14-19. https://doi.org/10.22328/2079-5343-2020-11-3-14-19

For citation:


Silin A.Yu., Gruzdev I.S., Mescheryakov A.I., Berkovich G.V., Morozov S.P. POSSIBILITIES OF THE APPLICATION OF MODEL-BASED ITERATIVE RECONSTRUCTIONS IN CLINICAL PRACTICE: LITERATURE REVIEW. Diagnostic radiology and radiotherapy. 2020;11(3):14-19. (In Russ.) https://doi.org/10.22328/2079-5343-2020-11-3-14-19

Просмотров: 41


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-5343 (Print)