柔性減影CE-Boost技術(shù)對(duì)CT肺動(dòng)脈造影圖像質(zhì)量的影響

王 赫，何良浩，季文超，劉 陽(yáng)，米爾夏特，王海濤，肖 虎，劉文亞

(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院影像中心CT室，新疆 烏魯木齊 830054)

肺栓塞(pulmonary embolism， PE)是內(nèi)源性或外源性栓子堵塞肺動(dòng)脈或其分支后引起肺循環(huán)障礙所致的病理生理綜合征，PE預(yù)后不佳，病死率達(dá)30%[1]。 PE缺乏特異性臨床表現(xiàn)，較難與氣胸、胸腔積液、急性心肌梗死及主動(dòng)脈夾層等疾病相鑒別[2]。CT肺動(dòng)脈造影(CT pulmonary angiography， CTPA)診斷PE具有較高特異性和敏感性[3]，但不同個(gè)體肺循環(huán)時(shí)間和對(duì)比劑充盈時(shí)間不同，如自動(dòng)觸發(fā)掃描時(shí)間不當(dāng)或掃描時(shí)間過(guò)長(zhǎng)[4-5]，可致圖像質(zhì)量不佳，重復(fù)掃描則增加輻射劑量，且可能損傷腎臟[6]。本研究觀察柔性減影CE-Boost技術(shù)對(duì)CTPA圖像質(zhì)量的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2021年5月—8月新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院收治的66例疑診PE患者，男32例，女34例，年齡27～82歲，中位年齡65.0(54.8，71.0)歲；主要癥狀為胸痛；均接受肺部CT平掃及CTPA檢查。納入標(biāo)準(zhǔn)：臨床資料及影像學(xué)資料完整；無(wú)碘對(duì)比劑過(guò)敏史。排除惡性腫瘤、精神疾病及嚴(yán)重腎功能不全者。檢查前患者均簽署知情同意書(shū)。

1.2 儀器與方法 采用Canon寬體640層螺旋CT機(jī)行肺部平掃及CTPA檢查。掃描前對(duì)患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，以使其盡量保持掃描期間呼吸幅度一致。囑患者仰臥，頭先進(jìn)，掃描序列為SUB-Helical，掃描范圍包括肺尖至肺底,管電壓100 kV，自動(dòng)管電流模式(SURE-Exposure 3D Low Dose)，球管轉(zhuǎn)速0.375 s/圈，準(zhǔn)直器0.5 mm×80 mm，螺距因子0.813。完成平掃后，采用Ulrich高壓注射器經(jīng)肘靜脈以流率5 ml/s注射370 mgI/ml碘海醇共40 ml[7]，于注射后2 s啟動(dòng)SureStart監(jiān)測(cè)，以肺動(dòng)脈主干為ROI，間隔1 s監(jiān)測(cè)ROI的CT值，達(dá)到100 HU時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)，觸發(fā)120 HU閾值后開(kāi)始掃描，范圍同上。

1.3 圖像后處理 以混合迭代重建算法AIDR3D重建平掃期和增強(qiáng)動(dòng)脈期圖像，層厚1 mm，層間距0.8 mm。將重建的平掃期和增強(qiáng)動(dòng)脈期薄層圖像導(dǎo)入Sure-Subtraction Lung軟件進(jìn)行柔性減影，獲得CE-Boost序列圖像。將重建增強(qiáng)動(dòng)脈期圖像(A組)與CE-Boost圖像(B組)傳送至Toshiba Vitrea后處理工作站，測(cè)量肺動(dòng)脈主干、各肺動(dòng)脈分支及皮下肌肉的CT值及其標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation， SD)值；對(duì)A、B組圖像行最大密度投影(maximum intensity projection, MIP)和容積再現(xiàn)(volume rendering, VR)。

1.4 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

1.4.1 客觀評(píng)價(jià)指標(biāo) 依次測(cè)量A、B組圖像中(2組ROI位置、大小保持一致，盡量避開(kāi)偽影、血管壁等)肺動(dòng)脈主干，左、右肺動(dòng)脈干，左、右上肺動(dòng)脈分支及左、右下肺動(dòng)脈分支的CT值，并計(jì)算SD值；同時(shí)測(cè)量肺動(dòng)脈主干及分支相同層面上胸壁肌肉CT值(CT肌肉)，根據(jù)公式計(jì)算信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)和對(duì)比噪聲比(contrast to noise ratio, CNR)。SNR=CT/SD；CNR=(CT血管-CT肌肉)/SD血管。

1.4.2 主觀評(píng)分 分別由2名工作8年的影像科副主任醫(yī)師采用5分制[8]以雙盲法對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀評(píng)分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：5分，圖像質(zhì)量非常好，顯示肺動(dòng)脈7級(jí)分支，可準(zhǔn)確診斷PE；4分，圖像質(zhì)量好，顯示肺動(dòng)脈5級(jí)分支，可診斷PE；3分，圖像質(zhì)量一般，顯示肺動(dòng)脈4級(jí)分支，可大致滿足臨床診斷PE要求；2分，圖像質(zhì)量差，模糊顯示肺動(dòng)脈3級(jí)分支的解剖結(jié)構(gòu)，不能滿足PE診斷要求；1分，圖像質(zhì)量差，不能清晰顯示肺動(dòng)脈主干及其分支結(jié)構(gòu)，無(wú)法滿足診斷PE要求。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計(jì)量資料，組間行配對(duì)t檢驗(yàn)；以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示不符合正態(tài)分布者，采用Mann-WhitneyU非參數(shù)秩和檢驗(yàn)進(jìn)行比較。以Kappa一致性檢驗(yàn)觀察2名醫(yī)師對(duì)A、B組圖像質(zhì)量評(píng)分的一致性，Kappa>0.75為一致性高。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià) B組肺動(dòng)脈主干，左、右肺動(dòng)脈干，左、右上肺動(dòng)脈分支及左、右下肺動(dòng)脈分支的CT值、SNR值及CNR值均高于A組(P均<0.001)，見(jiàn)表1～3。B組MIP、VR圖像所示肺動(dòng)脈主干及其分支均較A組更為清晰、銳利，且可顯示更遠(yuǎn)端分支，見(jiàn)圖1、2。

表1 A組與B組圖像肺動(dòng)脈主干及其分支CT值比較(HU)

2.2 圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià) B組主觀評(píng)分5(4,5)分，高于A組的2(1,2)分(Z=-4.980，P<0.001)；且2名醫(yī)師對(duì)A、B組圖像質(zhì)量評(píng)分的一致性較高(Kappa=0.896)。見(jiàn)表4。

表2 A組與B組圖像肺動(dòng)脈主干及其分支SNR值比較

表3 A組與B組圖像肺動(dòng)脈主干及其分支CNR值比較

表4 2名醫(yī)師對(duì)A、B組圖像質(zhì)量的主觀評(píng)分結(jié)果(例)

3 討論

PE是常見(jiàn)急危重癥，如未能及時(shí)處理，患者死亡率達(dá)30%[9]，占院內(nèi)急性死亡的10%～15%[10]。CTPA是診斷PE的常用方法，但患者心肺循環(huán)功能不良、肺血管痙攣、呼吸運(yùn)動(dòng)偽影和掃描技術(shù)等因素可致圖像質(zhì)量差，甚至影響診斷[11]。為獲得高質(zhì)量圖像，需要肺動(dòng)脈內(nèi)存在較高濃度對(duì)比劑。常規(guī)CTPA主動(dòng)脈、肺靜脈和上腔靜脈內(nèi)對(duì)比劑濃度相對(duì)較低，如圖像質(zhì)量不能滿足診斷要求，則需重新掃描，導(dǎo)致對(duì)比劑總量及射線劑量顯著增加。

柔性減影技術(shù)基于特殊掃描序列SUB-Helical，聯(lián)合3D Anatomy Based Deformable Registration柔性配準(zhǔn)算法[12]，去除運(yùn)動(dòng)、呼吸、搏動(dòng)等不同期相之間的差異，以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)掃描不同期相與平掃圖像的減影，并以人工智能(artificial intelligence， AI)自動(dòng)校正消除機(jī)械誤差，實(shí)現(xiàn)柔性配準(zhǔn)校正，以消除生理運(yùn)動(dòng)誤差；將動(dòng)脈期圖像與平掃期圖像配準(zhǔn)后進(jìn)行減影，可提取純?cè)鰪?qiáng)碘圖信息(包括血管、軟組織等增強(qiáng)信息)，再與動(dòng)脈期圖像進(jìn)行疊加，得到CE-Boost圖像，達(dá)到再次或多次增強(qiáng)效果[13]。

本組采用柔性減影CE-Boost技術(shù)處理66例疑診PE 患者CTPA圖像，觀察該技術(shù)對(duì)CTPA圖像質(zhì)量的影響，結(jié)果顯示，CE-Boost圖像中，肺動(dòng)脈主干，左、右肺動(dòng)脈干，左、右上肺動(dòng)脈分支及左、右下肺動(dòng)脈分支的CT值、SNR值及CNR值均高于常規(guī)CTPA增強(qiáng)動(dòng)脈期圖像；CE-Boost處理后的MIP圖像、VR圖像顯示肺動(dòng)脈主干及其分支均較增強(qiáng)動(dòng)脈期圖像更為清晰、銳利，且能顯示其更遠(yuǎn)端分支，影像科醫(yī)師對(duì)CE-Boost圖像質(zhì)量的主觀評(píng)分亦均高于增強(qiáng)動(dòng)脈期圖像，表明柔性減影CE-Boost技術(shù)可提高CTPA圖像質(zhì)量。

綜上所述，柔性減影CE-Boost技術(shù)可提高CTPA圖像質(zhì)量，有利于早期診斷PE。但本研究樣本量有限，且未對(duì)不同劑量對(duì)比劑、不同掃描參數(shù)圖像進(jìn)行對(duì)比，有待后續(xù)進(jìn)一步觀察。