WorkStream4D直接冠状位图像重组技术在鼻窦CT检查中的应用
【摘要】 目的 探讨螺旋CT横轴位扫描，4 D 时空成像概念（WorkStream4D）直接冠状位重组图像在鼻窦检查中的价值。方法 对 30例患者进行鼻窦区横轴位扫描，使用德国西门子SOMATOM Definition双源CT（Dual Source CT，DSCT），行鼻窦横轴位螺旋扫描，扫描采集层厚0．6mm×64，Pitch值0．9。按照两种方法重组冠状位图像：方法A，采用WorkStream4D技术，由原始数据（raw data）直接重组得到冠状位图像；方法B将原始数据重建成层厚1mm，层间距0.5mm薄层横轴位图像，利用随机3D软件MPR（multiple planar reformat）功能得到冠状位重组图像。将每位患者的两组不同方法的冠状位图像进行比较，主要分析图像质量的差别及工作流程的差异。结果 WorkStream4D直接冠状位重组图像与常规冠状位重组图像在鼻窦、软组织及骨组织的显示方面无差别，但WorkStream4D直接冠状位重组技术不需要横轴位薄层图像，减少了每次检查产生的图像数量。结论 WorkStream4D是一种新的高效自动的数据工作流程，优化了CT 成像过程的效率和灵活性，大大降低了人动操作的无效时间消耗，减少每次检查中所产生的数据，为多层螺旋CT（MSCT）出现后带来的庞大的数据流造成的瓶颈效应提供了较好的解决方案。
【关键词】 断层扫描； X线机； 鼻窦； 图像重组； WorkStream4D
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ To evaluate the value of WorkStream4D direct coronal reconstruction images in paranasal sinus exam. Methods Thirty patients were studied 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-mm 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 generated 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.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ tomography; X-ray computer； paranasal sinus； reformat image； WorkSteam4D
1 资料与方法
1.1 一般资料 对2007年7月29日至9月14日间到浙江放射科进行鼻窦横轴位CT检查的连续30例患者进行研究，所有患者均为平扫检查，不包括鼻窦增强扫描患者，其中男性18例，女性12例，年龄15～73岁，平均（40.40±16.32）岁。
1.2 器设备和扫描方法 采用SOMATOM Defini-tion CT扫描仪（由德国西门子医疗系统集团生产），扫描时患者取仰卧位，扫描范围从额窦上缘到上颌窦的下缘，扫描条件为120kV，80mAs（智能mAs），螺旋扫描，原始数据采集层厚为0．6mm×64，螺距0．9。所有患者均进行常规标准横轴位重建，层厚及间隔为4mm，用于观察诊断及摄片；影像后处理使用主控台Navigator及专用工作站 Leonardo均为德国西门子医疗系统集团生产。
1.3 影像后处理 方法A：WorkStream4D直接冠状位重组，采用SP oblique（SPO）模式，在实时横轴位及矢状位上确定冠状位角度及范围，显示层厚及间隔为4mm，以下简称为直接冠状位重组技术或WorkStream4D技术；方法B：进行横轴位图像减薄重建，参数为层厚1mm，层间隔0.5mm，使用随机的3D软件，MPR（multiple planar reformat）功能，重组冠状位图像，层厚及间隔均为4mm，以下简称为常规冠状位图像重组。WorkStream4D技术在主控台Navigator上进行处理，常规冠状位图像重组在Leonardo专用工作站上进行，以上图像均分别进行软组织窗图像及骨窗图像重建，卷积核分别为H30S和H60S，软组织窗窗宽400Hu、窗位40Hu，以观察鼻窦解剖和周围软组织；骨窗用窗宽1 500Hu、窗位450Hu，观察骨质情况。两种类型冠状位图像均经1名放射科医师及2名技师在隐去成像参数的Leonardo工作站显示器上共同评价，按优、良、差三个等级对所有患者的影像进行评分，主要评价鼻窦的解剖结构、周围软组织、骨组织及病变的显示情况：优为影像清晰，无明显伪影，满足诊断需求；良为影像有少量伪影，但不影响诊断需求；差为有较多伪影，影响诊断效果。同时对两种图像重组方法的工作流程差别进行对比研究。
2 结果
30例患者均顺利进行鼻窦横轴位扫描，并行WorkStream4D直接冠状位图像重组及常规冠状位图像重组，见图1、2。
由图1、2所见，肉眼观察，WorkStream4D直接冠状位重组图像与常规冠状位重组图像在图像质量上相似，显示效果并无明显差别。
WorkStream4D直接冠状位重组图像与常规冠状位重组图像两种方法在鼻窦解剖结构、软组织骨骼及病变显示评分情况见表1。
由表1所见，所有30例患者的两种方法重组的冠状位图像影像评分均为优，既影像清晰，无明显伪影，满足诊断需求，两种重组方法均能满足临床诊断和要求。
假设每个病例仅进行两种图像重组技术中的一种用于诊断，则可对比两种方法在影像数量上的差别，见表2。其中①为WorkStream4D直接冠状位重组图像，②为薄层横轴位图像和③为常规冠状位重组图像。
由表2可见，WorkStream4D图像重组技术的图像总数较常规冠状位图像重组技术少。
3 讨论
鼻窦直接冠状位扫描以其显示解剖结构清晰明确，更符合耳鼻喉科实际情况而被广泛应用，但直接冠状位扫描时由于患者后仰角度及机架倾斜角度限制，通常得到的图像往往是斜冠状位而非标准的冠状位图像。对于有颈椎病等疾患的老年患者，后头仰幅度过大，患者难以忍受，配合困难，很难得到满意的CT图像。此外，直接冠状位扫描图像常常遇到口腔内金属假牙伪影的干扰。行横轴位螺旋扫描，MPR重组,可得到符合耳鼻喉科实际需要的鼻窦标准冠状位解剖，对鼻腔内窥镜术前检查和术后复查具有重要意义[1，2]，同时舒适的体位使得患者在检查中没有直接冠状位扫描的限制，这种优势尤其有利于颈部病变、眩晕症及其他不能合作患者的检查。多层螺旋CT成像优势更加明显[3，4]，以西门子SOMATOM Definition 双源CT机为例，200cm的扫描范围，原始层厚和间隔均为0．6mm，具有更高的z轴分辨率、更快的扫描速度及优异的各向同性特点，在不增加射线剂量和扫描序列情况下，能对获取高质量的多平面重组图像提供可靠保障，可以同时得到病人的横断面和冠状面的图像。
WorkStream4D是西门子医疗集团开发的全新高效自动的数据工作流程，WorkStream4D直接根据厚的横轴位图像确定任意平面成像范围，机自动根据原始数据得到冠状位重组图像，用于观察摄片，所有步骤均在扫描界面完成，而常规图像重组需重建出大量薄层图像，并在相应三维重建软件中导入这些薄层图像，运用MPR功能重组出各平面图像，用于观察摄片，需依次在扫描界面及三维重建软件界面内完成。两种图像重组方法在工作流程上的差别如图3所示。常规冠状位重组技术依赖薄层横轴位影像，因此有大量的薄层横轴位图像。鼻窦扫描中，根据扫描范围不同，薄层横轴位图像一般为100～180幅不等，这些图像仅是常规冠状位重组时必需，一般不摄片用于诊断。WorkStream4D优化了容积CT 成像过程的效率和灵活性，大大降低了人动操作的无效时间消耗，使得医生和技术人员们不必耗费过多时间，进行横轴位薄层重建，然后手动多平面重建，在标准状况下，使用者只需简单地设计出医生诊断所需的成像平面，其它的工作可以自动在后台处理。任何复杂的解剖部位均可达到实时多平面倾斜或双斜面成像。这种任意层面上的实时成像功能明显地减少了每个病人的图像数据，极大地减少每次检查中所产生的无效数据。鼻窦扫描中，根据扫描范围不同，薄层横轴位图像一般为100～180幅不等，这些图像仅是常规冠状位重组时必需，一般不摄片用于诊断。因此，应用WorkStream4D技术后，由于不需要大量的薄层图像而是直接应用原始数据进行冠状位重组，平均每例患者的影像数量仅约为常规重组技术的1/6,使每例患者最终的总图像显著减少，可充分发挥西门子 64 层CT 对大量数据的处理能力，将轴位图像的数据量降至16层CT的水平。
根据我们的肉眼观察及病灶CT值测量，直接冠状位重组图像与常规冠状位重组图像并无差异。两种成像方法均能满足诊断需求，因此我们没有对两者的影像质量差异进行统计学分析。常规冠状位重组图像受多种因素影响，最为明显的为层厚和层间距。根据研究，常规冠状位图像重组受薄层图像层厚及层间距影响，扫描层厚、重建层厚和重建间隔越小，容积图像质量越好[5，6]。而WorkStream4D直接冠状位重组技术不依赖薄层横断位图像，直接根据原始数据重组，不存在重建层厚和重建间隔选择问题，图像质量与扫描层厚（扫描时选择的探测器宽度）有关，理论上WorkStream4D技术得到的影像更加稳定可靠。
应用WorkStream4D技术也存在不是之处，它是在原始数据（raw data）的基础上直接重组出多平面图像，一旦原始数据删除则无法进行重组，而目前raw data只能保存在设备主机或专用的磁光盘（Magneto-Optical Disk，MOD）等存储介质中，无法像薄层图像一样刻录光盘或通过传输到医学图像归档和通讯系统 （picture archiving and communi-cation systems，PACS）中保存，数据在线时间较短，一般仅为几天，无法对既往病人进行图像重建，因此，对于那些有教学价值的病例还需保存薄层图像，以便进行回顾性影像后处理。此外，目前WorkStream4D只能进行直接MPR处理，还无法应用原始数据进行直接容积再现技术重建 (volume rendering technique, VRT)等图像后处理，也限制了WorkStream4D 在三维影像处理的应用。
应用WorkStream4D直接冠状位图像重组技术进行鼻窦冠状位检查是一项新的高效自动的数据工作流程，通过原始数据基础上的直接三维技术，自动产生诊断需要的多平面图像，与常规工作流程比较，可以显著减少有效图像，优化了容积CT 成像过程的效率和灵活性，大大降低了人动操作的无效时间消耗，减少每次检查中所产生的数据，这在胸腹部等大范围扫描中更加明显，为多层螺旋CT出现后带来的庞大的数据流造成的瓶颈效应提供了较好的解决方案。
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