研究胸部組織CT掃描參數(shù)與圖像噪聲相關(guān)性及圖像質(zhì)量分析

吳則永

天津市寶坻區(qū)中醫(yī)醫(yī)院CT室 301800

噪聲是影響CT圖像質(zhì)量的重要因素，也是影響細(xì)小病變?cè)\斷的重要因素[1]。許多研究表明診斷肺癌需要在低劑量下掃描進(jìn)行，在檢查胸部組織CT時(shí)應(yīng)當(dāng)在確保圖像質(zhì)量，降低圖像噪聲的同時(shí)，減少輻射劑量[2]。本文針對(duì)低管電流設(shè)置下，分析了其他參數(shù)對(duì)胸部CT掃描噪聲、圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響，為臨床提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2018年4月—2018年6月在本科接受胸部CT檢查的160例志愿者作為觀察對(duì)象，年齡39～68歲，其中男86例，女74例。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)無其他臨床癥狀；(2)有吸煙史者；(3)無吸煙史者；(4)職業(yè)暴露者但需要滿足。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)患有肺癌及其他胸部腫瘤的患者；(2)接受放化療者；(3)懷孕或備孕期間者；(4)嚴(yán)重內(nèi)外科疾病。按照檢查順序編號(hào)后進(jìn)行隨機(jī)分組，分為4組，每組40例。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，各組受試者的基線資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，組間可比。

1.2 方法 使用256層CT掃描機(jī)，設(shè)置管電流為17mAs，根據(jù)不同管電壓及自動(dòng)曝光控制方法分為4組；A組120kV，DoseRight；B組100kV，DoseRight；C組120kV，固定管電流；D組100kV，其余參數(shù)包括螺距0.9，旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.5s，F(xiàn)OV 350mm。所有圖像分別采用混合迭代重建和全模型迭代重建進(jìn)行肺部組織、胸壁軟組織、脊柱旁軟組織、主動(dòng)脈進(jìn)行算法重建，比較4組噪聲及圖像質(zhì)量。層厚1.0mm，層間距0.5mm。

1.3 評(píng)價(jià)方法 所得結(jié)果由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科醫(yī)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果分為5個(gè)質(zhì)量等級(jí)[3]；1分：圖像噪音大，偽影重，組織顯示不清，無法診斷；2分：圖像噪聲較大，偽影較重，組織顯示不清，無法診斷；3分：圖像有噪聲，且噪聲明顯，部分結(jié)構(gòu)顯示欠佳，可滿足基本診斷；4分：圖像噪音不明顯，結(jié)構(gòu)顯示清晰，可以滿足診斷要求；5分：噪聲小，結(jié)構(gòu)顯示清晰，對(duì)比良好，完全滿足診斷需求。另外選擇主動(dòng)脈根部ROI的CT值和噪聲用于計(jì)算SNR，SNR=CT值/噪聲值[4]。輻射劑量采用記錄劑量長(zhǎng)度(DLP)乘積來估算有效劑量(ED)[5]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS16.0中文版進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用配對(duì)樣本的t檢驗(yàn)，多組比較采用方差檢驗(yàn)，P<0.05時(shí)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2名醫(yī)生診斷的一致性采用Kappa檢驗(yàn)，0～1一致性由低到高。

2 結(jié)果

2.1 圖像評(píng)價(jià) 2位醫(yī)生發(fā)現(xiàn)4組掃描診斷質(zhì)量的一致性好(Kappa檢驗(yàn)0.85)，4組不同部位iDose、IMR重建圖像評(píng)分比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；A組肺組織、脊柱旁組織、主動(dòng)脈iDose圖像質(zhì)量評(píng)分高于B組(P<0.05)，兩組胸壁軟組織iDose圖像質(zhì)量評(píng)分比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；A、B兩組圖像評(píng)分質(zhì)量較C組質(zhì)量好(P<0.05)；其中C組胸壁軟組織、脊柱旁及主動(dòng)脈的iDose重建圖像質(zhì)量評(píng)分均低于可診斷要求(<3分)，其他3組肺組織、胸壁軟組織、脊柱旁及主動(dòng)脈iDose、IMR重建圖像評(píng)分均高于3分。此外，A組胸壁軟組織、肺組織的iDose與IMR圖像質(zhì)量評(píng)分比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，而脊柱旁組織和主動(dòng)脈IMR圖像評(píng)分優(yōu)于iDose圖像(P<0.05)。其余3組肺組織、胸壁軟組織、脊柱旁及主動(dòng)脈IMR圖像評(píng)分均高于iDose圖像(P<0.05)。具體見表1。

表1 不同組別不同掃描位置圖像評(píng)分比較

2.2 不同組別SNR值及接受輻射劑量比較 4組iDose和IMR圖像的SNR差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。4組的SNR逐漸降低，其中IMR圖像SNR較iDose高。4組輻射劑量ED差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，其中A組最高，見表2。

表2 不同組別SNR值及接受輻射劑量比較

注：*表示iDose與IMR組內(nèi)比較，P<0.05；a表示與A組ED值比較，P<0.05;b表示與B組ED值比較，P<0.05；c表示與C組ED值比較，P<0.05；d表示與D組ED值比較，P<0.05。

3 討論

CT噪聲主要因?yàn)閄線衰減造成圖像的不均勻形成，參數(shù)的設(shè)置可以影響圖像噪聲的形成同時(shí)對(duì)圖像質(zhì)量及輻射劑量也有影響[6]。本文中使用管電流17mAs，并使用相同參數(shù)設(shè)置可見IMR圖像重建效果較好，有利于臨床診斷。iDose是一種對(duì)原始數(shù)據(jù)與圖像域迭代的算法，IMR是全模型迭代重建方法[7]。相關(guān)研究表明，使用IMR迭代重建在低輻射劑量胸部組織CT掃描時(shí)降噪效果更好[7]。

本文結(jié)果顯示，A組胸壁軟組織、肺組織的iDose與IMR圖像質(zhì)量評(píng)分差異不明顯，而脊柱旁組織和主動(dòng)脈IMR圖像質(zhì)量評(píng)分優(yōu)于iDose圖像質(zhì)量。其余3組肺組織、胸壁軟組織、脊柱旁及主動(dòng)脈IMR圖像質(zhì)量評(píng)分均高于iDose圖像質(zhì)量評(píng)分。SNR顯示A組最高，說明使用IMR迭代法可以在低輻射劑量時(shí)降噪，提高圖像質(zhì)量。這里需注意的是A組胸壁軟組織、肺組織的iDose與IMR圖像質(zhì)量評(píng)分差異不明顯說明肺組織有好的對(duì)比度，較低劑量也可實(shí)現(xiàn)較高的圖像質(zhì)量，因此ED較高的A組使用iDose算法也可獲得高圖像質(zhì)量，且不同算法對(duì)于圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)影響并不明顯。

對(duì)比4組參數(shù)和輻射劑量對(duì)圖像質(zhì)量的評(píng)分結(jié)果顯示：使用DoseRight設(shè)置時(shí)，輻射劑量高，圖像質(zhì)量好；但CT管電壓低，輻射劑量低，圖像質(zhì)量差。采用低劑量進(jìn)行肺部組織CT掃描應(yīng)當(dāng)先滿足圖像質(zhì)量，降低噪聲的要求，iCT管最低標(biāo)準(zhǔn)在17mAs時(shí)使用100kV電壓Doseright掃描，同時(shí)采用IMR的重建方式可以獲得滿意的圖像，同時(shí)輻射劑量較低。