多模型迭代重建技術(shù)對腹部增強(qiáng)CT 圖像質(zhì)量及輻射劑量的影響

李德月

天津市寶坻區(qū)人民醫(yī)院 （天津 301800）

CT 作為目前臨床常用的診斷方式，具有分辨力高、圖像清晰及檢查方便等優(yōu)勢，但增強(qiáng)CT 的輻射劑量較大。增強(qiáng)CT 采用X 線產(chǎn)生的電離輻射與人體內(nèi)的細(xì)胞及體液中相關(guān)物質(zhì)產(chǎn)生作用，能夠?qū)е挛镔|(zhì)分子的電離及應(yīng)激反應(yīng)，破壞體內(nèi)的大分子，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)及核糖核酸等斷裂，造成體內(nèi)多種重要酶被破壞，當(dāng)輻射延長時還可能直接破壞人體細(xì)胞，致使細(xì)胞發(fā)生變異從而引發(fā)癌變[1-2]。雖然通過降低管電流或電壓、大螺距等方法均能夠有效降低輻射劑量，但過多的操作會導(dǎo)致圖像質(zhì)量降低，從而影響疾病的診斷，延誤治療[3]。本研究選擇2018年4月至2019年4月于我院行上腹部CT 平掃及增強(qiáng)掃描的患者80例，探討多模型迭代重建技術(shù)（adaptive statistical iterative reconstruction-V，ASIRV）對腹部增強(qiáng)CT 圖像質(zhì)量及輻射劑量的影響，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2018年4月至2019年4月于我院行上腹部CT平掃及增強(qiáng)掃描的患者80例，按照隨機(jī)數(shù)字表法分為對照組和試驗(yàn)組，每組40例。對照組男25例，女15例；年齡18～83歲，平均（51.38±10.13）歲；體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）19～23 kg/m2，平均（21.15±0.86）kg/m2。試驗(yàn)組男28例，女12例；年齡20～81歲，平均（52.46±10.83）歲；BMI 19～23 kg/m2，平均（21.73±1.07）kg/m2。兩組一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：無CT 掃描禁忌證；患者及家屬均知情并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：對對比劑過敏的患者；妊娠期或哺乳期婦女；嚴(yán)重心、腎功能不全的患者。

1.2 方法

對照組接受常規(guī)劑量腹部CT 掃描：采用Siemens SOMATOM Confidence CT 掃 描 儀（Siemens Healthcare GmbH， 國 械 注進(jìn)20183060438），設(shè)置管電壓為120 kVp，自動管電流為200～500 mA，層厚為3 mm，間隔為3 mm，螺距為0.899，矩陣為512×512，視野為350 mm，窗寬為250 HU，窗位為50 HU；患者取仰臥位，在屏氣狀態(tài)下進(jìn)行掃描，掃描范圍為膈頂至肝下緣；平掃后，以4.0 ml/s 速率經(jīng)肘前靜脈注射0.1 mmol/kg 碘海醇注射液，再以相同速率注射20 ml 0.9%氯化鈉注射液；在28 、64 s 后采集動脈和門靜脈期圖像后重建，采用前置0% ASIR-V 進(jìn)行掃描，并采用后置ASIR-V 進(jìn)行重建，常規(guī)劑量腹部掃描獲取的圖像采用濾波反射影進(jìn)行重建。

試驗(yàn)組采取前置20%、40%、60%、80% ASIR-V 掃描后聯(lián)合后置ASIR-V 重建，采用濾波反投影法重建圖像后獲得平掃、動脈期、門靜脈期及延遲期的濾波反投影圖像。

所有操作均嚴(yán)格按照儀器說明書進(jìn)行。

1.3 臨床評價

（1）將圖像上傳至工作站，于豎脊肌、腹壁皮下脂肪設(shè)置感興趣區(qū)域，圖像噪聲值為像素平均值標(biāo)準(zhǔn)差；感興趣區(qū)域位置、大小及形狀保持一致，避開偽影及病變區(qū)域進(jìn)行連續(xù)3個相鄰層面的數(shù)據(jù)測量，每層測量3次后取平均值。（2）記錄兩組CT 劑量指數(shù)（CT dose index ，CTDI）、有效輻射劑量及劑量長度乘積（dose length product，DLP）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 圖像噪聲、腹壁脂肪噪聲及豎脊肌噪聲

試驗(yàn)組的圖像噪聲值、腹壁脂肪噪聲值及豎脊肌噪聲值均低于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見表1。

表1 兩組圖像噪聲值、腹壁脂肪噪聲值及豎脊肌噪聲值比較（±s）

表1 兩組圖像噪聲值、腹壁脂肪噪聲值及豎脊肌噪聲值比較（±s）

組別 例數(shù) 圖像噪聲值 腹壁脂肪噪聲值 豎脊肌噪聲值試驗(yàn)組 40 10.67±2.73 11.36±2.15 8.38±1.40對照組 40 14.40±2.37 15.56±2.38 10.36±1.55 t 6.525 8.282 5.596 P 0.000 0.000 0.000

2.2 CTDI、有效輻射劑量及DLP

試驗(yàn)組的CTDI、有效輻射劑量及DLP 均低于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見表2。

3 討論

腹部疾病作為臨床較為常見的疾病，大部分患者需經(jīng)CT 檢查以診斷病情。傳統(tǒng)CT 圖像多采用濾波反投影的方式建立圖像，但由于圖像的噪聲相對較大且輻射劑量較高，在經(jīng)多次或長時間輻射后極易對患者造成傷害[4]。近年來，臨床對CT 檢查中輻射危害的關(guān)注度越來越高，在保證圖像質(zhì)量的同時降低掃描輻射劑量成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

表2 兩組CTDI、有效輻射劑量及DLP 比較（±s）

表2 兩組CTDI、有效輻射劑量及DLP 比較（±s）

注：CTDI 為CT 劑量指數(shù)，DLP 為劑量長度乘積

DLP（mGy/cm）試驗(yàn)組 40 6.37±1.83 5.44±0.42 473.62±45.85對照組 40 14.55±2.46 7.38±1.57 528.46±46.37 t 16.874 7.550 5.319 P 0.000 0.000 0.000組別 例數(shù) CTDI（mGy）有效輻射劑量（mSv）

ASIR-V 在維持圖像噪聲穩(wěn)定的條件下能夠縮短曝光時間，直接降低掃描輻射劑量。本研究結(jié)果顯示，試驗(yàn)組的圖像噪聲值、腹壁脂肪噪聲值及豎脊肌噪聲值均低于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；試驗(yàn)組的CTDI、有效輻射劑量及DLP 均低于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。該結(jié)果提示，將ASIR-V 應(yīng)用于腹部增強(qiáng)CT 掃描中，能夠提高圖像質(zhì)量及檢測準(zhǔn)確率，并可有效降低輻射劑量。其原因可能為，ASIR-V 通過對焦點(diǎn)、體素及探測器的實(shí)際大小進(jìn)行重點(diǎn)計(jì)算，對CT 掃描時X 線的檢測及其產(chǎn)生過程建立標(biāo)準(zhǔn)的多模型，可選擇性地識別并消除噪聲，提高圖像質(zhì)量，降低偽影的發(fā)生率[5-6]；再以后置技術(shù)對圖像進(jìn)行有效的重建協(xié)同降噪，可有效調(diào)整管電流，從而達(dá)到降低掃描輻射劑量的作用。但本研究因時間、物理、財力等諸多原因，納入的樣本數(shù)量較少，還需在未來開展更多相關(guān)性研究以提高研究數(shù)據(jù)的可信度。

綜上所述，將ASIR-V 應(yīng)用于腹部增強(qiáng)CT 患者的掃描中，能夠提高圖像質(zhì)量及檢測準(zhǔn)確率，且可有效降低輻射劑量。