70kV肺動脈CT血管成像技術(shù)中的迭代重建（SAFIRE）和濾波反投影重建算法（FBP）的對比研究

李昌杰，趙海波，覃 健，謝超賢，梁洪峰，楊偉江，羅煥江，李 儒，陳 航，馮 慶，龍騰河

（廣西醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院柳州市工人醫(yī)院放射科 廣西 柳州 545005）

1 引言

影像學(xué)在臨床診療過程中起到了重要作用，其中CT檢查在影像學(xué)檢查中占比例較大，具有適應(yīng)癥廣，檢查快速等優(yōu)點，其缺點具有輻射，西門子雙源CT超低70kV的臨床應(yīng)用，大大降低了輻射劑量，本文對低輻射、低對比劑方案的肺動脈CT成像進(jìn)行兩種不同重建算法的比較，客觀評價兩組圖像質(zhì)量，為AI自動識別肺動脈病變奠定基礎(chǔ)。

2 材料和方法

2.1 臨床資料

對臨床27例，其中男11例，女16例，年齡18～87歲，平均年齡53.2歲，簽署知情同意書。

2.2 檢查方法

使用西門子FLASH雙源CT（Somatom Definition Flash,Siemens Healthcare, Germany）進(jìn)行低劑量肺動脈血管成像，管電壓70kV，螺距pitch：0.55，探測器：128×0.6，層厚：7.0mm，毫安秒使用CARE Dose 4D，重建算法分為迭代重建和反投影濾過重建，采用麥瑞德公司Stellant雙筒高壓注射器，對比劑方案：25ml非離子對比劑，30ml生理鹽水。注射速率3.0ml/s。

2.3 圖像客觀評價

分別測量主肺動脈、左右肺動脈干的CT值，ROI面積為100mm2以內(nèi)，計算信噪比（signal noise ratio,SNR）和對比噪聲比（contrast noise ratio,CNR），噪聲通過測量ROI的圖像標(biāo)準(zhǔn)差（standard deviation,SD）來表示，SNR=肺動脈平均CT值/背景噪聲，CNR=（肺動脈平均CT值-脊柱旁肌平均CT值）/背景噪聲。

2.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS18.0軟件對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，測量肺動脈主干及左、右肺動脈的CT值，計算其平均CT值應(yīng)用配對T檢驗，比較兩組間圖像質(zhì)量、平均CT值、噪聲值、圖像信噪比（SNR）、對比噪聲比（CNR）。

表1 SAFIRE和FBP中的脊柱旁肌和肺動脈CT值比較（±s））

表1 SAFIRE和FBP中的脊柱旁肌和肺動脈CT值比較（±s））

比較參數(shù) 脊柱旁肌CT值 肺動脈主干CT值 左肺動脈CT值 右肺動脈CT值 肺動脈平均CT值SAFIRE 56.01±10.53 458.00±104.70 426.23±100.67 430.42±98.95 438.22±100.02 FBP 56.23±10.82 458.50±104.72 425.85±100.31 429.13±97.38 437.50±99.20 t值 -0.582 1.508 0.651 0.676 1.111 P值 0.565 0.144 0.521 0.505 0.277

表2 SAFIRE和FBP中的SD、SNR和CNR值比較（±s））

表2 SAFIRE和FBP中的SD、SNR和CNR值比較（±s））

脊柱旁肌SD值 肺動脈主干SD值 左肺動脈SD值 右肺動脈SD值 肺動脈平均SD值 SNR CNR SAFIRE 16.96±4.17 16.12±3.52 17.66±6.46 20.45±3.60 18.08±4.37 24.99±6.36 23.33±6.63 FBP 23.06±5.16 23.39±4.73 24.24±7.36 27.41±6.54 25.01±5.46 17.93±4.36 17.05±4.74 t值 -14.393 -24.677 -24.368 -20.085 -26.662 16.833 12.058 P值 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

3 結(jié)果

3.1 SAFIRE和FBP中的脊柱旁肌和肺動脈CT值比較（見表1）

SAFIRE和FBP中的脊柱旁肌和肺動脈主干等CT值比較無統(tǒng)計學(xué)差異，其中脊柱旁肌CT值（t=-0.582，P=0.565），肺動脈主干CT值（t=1.508，P=0.144），左肺動脈CT值t=0.651，P=0.521）右肺動脈CT值（t=0.676，P=0.505）。

3.2 SAFIRE和FBP中的SD、SNR和CNR值比較（見表2）

SAFIRE和FBP中的SD、SNR和CNR值比較有統(tǒng)計學(xué)差異，其中肺動脈平均SD（t=26.662，P=0.000），SNR值（t=16.833，P=0.000），CNR值（t=12.058，P=0.000）。

4 討論

4.1 管電壓的改變在低劑量CT檢查中的應(yīng)用價值

低輻射的研究一直伴隨著CT的發(fā)展，在CT血管成像中，降低管電壓可以減少輻射劑量，增加靶血管內(nèi)的CT值，提高了血管的顯示率，國內(nèi)很多學(xué)者[1-5]應(yīng)用100 kV進(jìn)行降低輻射劑量，在肺動脈、肺靜脈、冠狀動脈和下肢動脈中具有一定的臨床應(yīng)用價值，與120kV相比，其他條件不變的情況下，有效劑量降低了36%左右，隨著重建算法的不斷改進(jìn)，更低的80kV[6-10]應(yīng)用于CT檢查中，與120kV相比，有效劑量降低了70%左右，大大降低了輻射劑量，70kV是西門子公司近年在雙源CT上增加的管電壓，它聯(lián)合迭代重建算法，降低了圖像噪聲，提高了信噪比。

4.2 70kV肺動脈CT血管成像技術(shù)中的迭代重建（SAFIRE）和濾波反投影重建算法（FBP）的價值

降低輻射劑量最直接的方法是降低管電壓、管電流以及縮短球管的曝光時間,近年的迭代重建也在低劑量研究中起到了重要作用，管電壓的降低，相應(yīng)可以降低注射速率，掃描時間不變的情況下，達(dá)到了降低注射總量的目的。濾波反投影對噪聲和偽影比較敏感，重建圖像質(zhì)量就會很差，SAFIRE重組技術(shù)保留了圖像細(xì)節(jié)信息,另外，idose4迭代重建算法、ASIR重建算法和全模型迭代重建IMR，都在低劑量CT肺動脈血管成像中起到了重要作用。在本組研究中，迭代算法和濾波反投影重建算法（FBP），在CT值上無影響，在SD、SNR和CNR值比較有統(tǒng)計學(xué)差異，使用管電壓70kV，大大降低了患者輻射劑量，降低注射速率和注射總量，可以降低了對比劑外滲和對比劑腎病的發(fā)生率，降低千伏后，圖像噪聲增大，信噪比降低，使用迭代重建算法可以彌補(bǔ)噪聲增大的缺點，使圖像更加細(xì)膩，肺動脈血管與周圍肺組織沒有受到影響。

綜上所述，使用70kV結(jié)合迭代重建，使用較少的對比劑用量，可以達(dá)到診斷要求，大大的降低了患者輻射劑量，減少對比劑用量降低了對比劑腎病的發(fā)生率。