鄒明宇，楊本強(qiáng)，劉文源，張立波，王金寶

沈陽軍區(qū)總醫(yī)院放射診斷科，遼寧沈陽 110016

冠狀動(dòng)脈病變是臨床上的常見病、多發(fā)病，也是最常見的急癥、重癥［1-2］。冠狀動(dòng)脈CT血管造影(CT angiography，CTA)是用于檢出冠狀動(dòng)脈相關(guān)病變的一種簡便有效的檢查方法［3-4］。隨著冠狀動(dòng)脈CTA的廣泛應(yīng)用，CT的輻射劑量以及對(duì)比劑相關(guān)不良反應(yīng)對(duì)人體的危害越來越引起關(guān)注［5-6］。而冠狀動(dòng)脈CTA的雙低掃描方案(低kVp技術(shù)以及低濃度對(duì)比劑)可以有效地解決這兩方面的問題。有研究表明，如果降低管電壓并結(jié)合前瞻性心電門控技術(shù)可以大幅度降低在冠狀動(dòng)脈CTA中的輻射劑量［7］。而應(yīng)用低劑量以及低濃度等滲對(duì)比劑可以有效減少對(duì)比劑不良反應(yīng)的發(fā)生概率［8］。雙低技術(shù)掃描方案可以提升低濃度對(duì)比劑條件下的圖像CT值，低kVp條件下常常伴隨圖像噪聲的提高，信噪比和對(duì)比噪聲比的下降［9］，而應(yīng)用迭代重建技術(shù)(adaptive statistical iterative reconstruction，ASIR)可以有效地降低噪聲，提高圖像質(zhì)量［10-11］，而迭代重建權(quán)重的選擇，以往僅僅依靠臨床經(jīng)驗(yàn)。本文旨在探討如何選擇在雙低條件下行冠狀動(dòng)脈CTA的最適迭代權(quán)重，以期獲得最佳的圖像質(zhì)量?，F(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集沈陽軍區(qū)總醫(yī)院2014年3月至2014年8月臨床疑診冠心病患者并行冠狀動(dòng)脈CTA檢查，體質(zhì)指數(shù)(BMI)在20～25 kg/m2的患者。共入組90例患者，其中男性56例，女性34例;年齡25～79歲，平均年齡(62.78±13.76)歲。所有患者均排除常規(guī)冠狀動(dòng)脈檢查禁忌證，且全部簽署知情同意書。檢查前對(duì)患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，以確保患者每次屏氣幅度保持一致，對(duì)于心率過快的患者，于檢查前0.5～1.0 h口服美托洛爾25～100 mg，以保證患者屏氣心率達(dá)到65次/min以下，并于掃描前舌下含服0.25 mg硝酸甘油，以使冠狀動(dòng)脈擴(kuò)張。

1.2 檢查方法 采用Discovery CT750 HD(美國通用醫(yī)療公司)掃描儀，首先進(jìn)行胸部正、側(cè)位定位相掃描，掃描范圍從隆突下1 cm至心尖下1 cm，常規(guī)鈣化積分掃描后，經(jīng)肘靜脈以5 ml/s的速率注射不同濃度的非離子型含碘對(duì)比劑60 ml行冠狀動(dòng)脈CTA檢查。采用低濃度等滲對(duì)比劑碘克沙醇(270 mgI/ml)，采用心電前門控掃描方式，對(duì)比劑追蹤手動(dòng)激發(fā)，感興趣區(qū)設(shè)定于起始掃描層面降主動(dòng)脈，閾值為100 HU，監(jiān)測(cè)間隔時(shí)間2 s，延時(shí)5 s觸發(fā)掃描。

1.3 圖像后處理方法 圖像掃描結(jié)束后，對(duì)原始圖像分別進(jìn)行不同權(quán)重 ASIR重建(0、20%、40%、60%、80%、100%)。掃描完成后將圖像數(shù)據(jù)傳入GE高級(jí)圖形工作站，版本號(hào)4.5(GE AW4.5工作站)，對(duì)心臟及冠脈血管進(jìn)行容積再現(xiàn)(volume rendering，VR)，包括冠脈血管樹的提取、曲面重建(curve planar reformation，CPR)等重建，對(duì)病變部位進(jìn)行多平面重組(multi-planar reformation，MPR)。

1.4 數(shù)據(jù)測(cè)量及分析方法

1.4.1 冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量的主觀評(píng)分方法 應(yīng)用5分法評(píng)價(jià)不同權(quán)重ASIR冠狀動(dòng)脈CTA檢查的圖像質(zhì)量:由兩名放射學(xué)專家進(jìn)行評(píng)分，在將所有權(quán)重圖像資料盲態(tài)閱片后將圖像質(zhì)量按主觀判斷由壞到好分為5分，取平均分作為冠狀動(dòng)脈成像質(zhì)量的最終得分。

1.4.2 冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量的客觀評(píng)分方法 測(cè)量各組的噪聲(SD)、信號(hào)噪聲比(signal noise ratio，SNR)和對(duì)比噪聲比(contrast noise ratio，CNR);圖像的噪聲用升主動(dòng)脈根部CT值的噪聲表示;圖像的信號(hào)噪聲比=CT主動(dòng)脈根部/SD;圖像的對(duì)比噪聲比=CT主動(dòng)脈根部-CT脂肪/SD。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，不同權(quán)重ASIR圖像CT值(以主動(dòng)脈根部CT值表示);圖像的噪聲、信號(hào)噪聲比和對(duì)比噪聲比均采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示。不同權(quán)重冠脈圖像質(zhì)量主觀評(píng)分采用多樣本秩和檢驗(yàn)(Kruskal-Wallis)，以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)量主觀評(píng)分結(jié)果 由統(tǒng)計(jì)學(xué)分析可知，圖像質(zhì)量的主觀評(píng)分并不隨著ASIR重建權(quán)重比例增高而增加，而是在40%及60%具有最高的主觀評(píng)分，兩者之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1。

2.2 圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)結(jié)果 隨著ASIR重建權(quán)重比例的逐漸增高，圖像SD隨之降低，圖像的信號(hào)噪聲比及對(duì)比噪聲比升高，并成線性關(guān)系，不同權(quán)重ASIR重建圖像CT值比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1。

0、20 %、40%、60%、80%、100% 不同權(quán)重 ASIR重建圖像顯示，隨著迭代重建權(quán)重的增加圖像噪聲逐漸降低，信號(hào)噪聲比和對(duì)比噪聲比逐漸增加，然而當(dāng)?shù)鷻?quán)重為100%ASIR時(shí)，重建圖像表現(xiàn)為塑化現(xiàn)象或蠟像樣表現(xiàn)，降低了圖像的主觀評(píng)分水平。見圖1。

表1 圖像成像質(zhì)量主觀評(píng)分及客觀評(píng)分(±s)

表1 圖像成像質(zhì)量主觀評(píng)分及客觀評(píng)分(±s)

不同權(quán)重ASIR 主觀評(píng)分 圖像CT值05 17.04±5.79 20% 1.9±0.9 451.16±84.28 29.82±6.81 15.40±3.69 18.36±4.67 40% 3.9±1.1 452.31±83.05 25.54±5.73 17.61±3.46 20.90±4.31 60% 4.0±1.0 451.28±83.88 22.40±5.62 21.62±7.24 25.61±8.45 80% 2.0±0.9 452.44±84.75 18.25±4.16 26.05±7.47 30.84±8.81 100% 1.2±0.4 451.54±83.13 16.61±4.09 29.29±噪聲 信號(hào)噪聲比 對(duì)比噪聲比0 1.5±0.5 451.51±83.46 33.81±8.54 14.38±5.9.74 34.42±11.36

圖1 不同迭代權(quán)重條件下左前降支曲面重建圖像

3 討論

研究表明，應(yīng)用迭代算法可以有效地降低圖像噪聲，提高圖像的信噪比與對(duì)比噪聲比;反之，如果認(rèn)為一定圖像噪聲指數(shù)是可以接受的，利用迭代重建技術(shù)就可以有效地降低輻射劑量［12-15］。目前迭代重建算法廣泛地應(yīng)用于CT圖像重建。各個(gè)CT生產(chǎn)廠家也都推出了各自的迭代算法。與傳統(tǒng)的濾波反投影法(filtered back projection，F(xiàn)BP)不同，自適應(yīng)ASIR在圖像的重建過程中應(yīng)用更加準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)模型，能降低在重建過程中圖像的噪聲特性，同時(shí)還可以保持圖像的質(zhì)量［16］。

本研究通過對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行不同權(quán)重ASIR重建，來對(duì)比不同權(quán)重ASIR條件下的圖像質(zhì)量。結(jié)果顯示，隨著迭代權(quán)重的不斷遞增，冠脈圖像的圖像噪聲逐漸降低，信噪比、對(duì)比噪聲比逐漸升高并成線性關(guān)系。盡管100%權(quán)重ASIR具有最低的圖像噪聲和最高的信噪比，然而在雙盲法的主觀評(píng)分中，權(quán)重在40%與60%ASIR具有最高的主觀評(píng)分。其原因之一可能為對(duì)于主觀評(píng)分來說，100%權(quán)重ASIR的圖像表現(xiàn)可能與傳統(tǒng)的FBP圖像顯著不同，圖像邊緣的過度光滑以及噪聲背景的改變。Leipsic等［17］將這種過度光滑的圖像邊緣描述為蠟像樣偽影或塑化現(xiàn)象，降低了對(duì)圖像的主觀診斷評(píng)估水平。在本研究中，其主觀評(píng)分甚至低于FBP重建圖像。此外，可能為本研究是低輻射劑量下的冠脈成像研究，圖像本身具有一定的噪聲，應(yīng)用ASIR可顯著降低噪聲，如果在正常輻射劑量條件下，圖像噪聲較低的時(shí)候，不同權(quán)重迭代重建之間的差異可能就不會(huì)這么明顯。由此可見，自適應(yīng)迭代重建比較適用于噪聲較高的圖像，例如BMI較大的患者或低輻射劑量的圖像。本研究表明，在雙低條件下的冠脈成像中，應(yīng)用一定比例的FBP與ASIR混合重建算法，對(duì)于診斷醫(yī)師來說，圖像質(zhì)量是最優(yōu)化的。

研究表明，自適應(yīng)ASIR能夠明顯的降低在低輻射劑量低濃度對(duì)比度冠狀動(dòng)脈成像中的圖像噪聲，提高圖像質(zhì)量，相對(duì)于FBP重建，應(yīng)用40%、60%ASIR在低輻射劑量及低濃度對(duì)比劑行冠狀動(dòng)脈CTA具有最優(yōu)化的圖像質(zhì)量。

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