使用双能圆束计算断层扫描检测骨髓的可行性
Stephen Z Liu1, Magdalena Herbst2, Jamin Schaefer2
1Department of Biomedical Engineering, Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland, USA.
Medical physics
|February 7, 2024
概括
双能量 (DE) 圆束计算断层扫描 (CBCT) 现在可以使用先进的工件校正和材料分解检测骨髓胀 (BME). 这种技术在临床环境中对定量骨健康评估具有前景.
科学领域:
- 医疗成像医学成像
- 整形外科 整形外科 整形外科
- 放射学 放射学是一门学科.
背景情况:
- 检测骨髓 (BME) 的双能量 (DE) 检测是骨科圆束计算断层扫描 (CBCT) 的一个有价值的能力.
- 由于水和脂肪之间的能量分离很窄,精确的BME检测具有挑战性,需要精确的工件校正和材料分解.
研究的目的:
- 研究使用kV切换DE CBCT进行BME评估的可行性.
- 采用全面的CBCT文物校正框架和BME检测的两阶段分解算法.
主要方法:
- 从BME幽灵和动物尸体模型中获得的DE CBCT数据,使用kV切换协议 (60 kV LE,120 kV HE).
- 实施了预处理和文物校正框架,包括投影插曲,滞后/光解卷和基于蒙特卡洛 (MC) 的散射校正.
- 通过投影和图像域分解生成虚拟非 (VNCa) 图像,将其分解成水,和脂肪,以检测BME.
主要成果:
- 基于MC的散射校正减少了超过69%的缩器件,用于更广泛的合并,从而实现了精确的DE材料分解.
- 在前臂大小的物体中,水度 () 增加了20%被可视化为~15 HU VNC,与此相反.
- 接收器操作特征 (ROC) 曲线显示曲线下面的面积大于0.9;MRI确认的尸体样本中的BME与VNCa增强相对应.
结论:
- 拟议的文物校正和材料分解管道有效地解决了在DE CBCT中准确检测BME的散射和光谱分离挑战.
- 这项研究为DE CBCT的临床翻译建立了基线,用于定量,关怀点骨健康评估.
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