鄭美敏 天津市兒童醫(yī)院放射科 （天津 300074）

iDose4結(jié)合自動(dòng)管電流曝光技術(shù)在兒童腹部低劑量CT的應(yīng)用

鄭美敏 天津市兒童醫(yī)院放射科 （天津 300074）

目的：探討高級(jí)迭代重建算法（iDose4）結(jié)合自動(dòng)管電流曝光技術(shù)在兒童腹部低劑量CT掃描的可行性。方法：收集140名行腹部CT平掃的患兒，隨機(jī)分為兩組，每組70例，都使用自動(dòng)管電流曝光控制技術(shù)進(jìn)行掃描，常規(guī)劑量組為100mAs，低劑量組為70mAs。將兩組圖像分別采用FBP、iDose4-1、iDose4-3、iDose4-5進(jìn)行重建。計(jì)算圖像的噪聲、信噪比（SNR）及對(duì)比噪聲比（CNR）；并由2名副主任醫(yī)師對(duì)圖像進(jìn)行主觀質(zhì)量評(píng)價(jià)；記錄容積CT劑量指數(shù)（CTDIvol）和劑量長度乘積（DLP），計(jì)算有效劑量（ED），對(duì)圖像主客觀質(zhì)量及輻射劑量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果：常規(guī)掃描組與低劑量掃描組的四種重建方式均能達(dá)到診斷要求，低劑量組與常規(guī)劑量組相比，CTDIvol、DLP、ED分別降低了32%、29%、30%。結(jié)論：iDose4迭代技術(shù)與自動(dòng)管電流曝光技術(shù)聯(lián)合應(yīng)該能夠取得高質(zhì)量圖像，有效降低患兒的輻射劑量。

兒童 腹部CT iDose4迭代重建技術(shù) 自動(dòng)管電流曝光技術(shù)

CT自上世紀(jì)70年代誕生以來，在臨床上得到廣泛應(yīng)用，但其電離輻射的致癌危險(xiǎn)也得到十分重視。兒童對(duì)X射線的敏感性是成人的10倍[1]，同時(shí)X射線輻射也影響兒童的生長發(fā)育，而且年齡越小，影響越明顯[2,3]。過去人們通過不斷優(yōu)化掃描參數(shù)使輻射劑量得到降低，現(xiàn)在人們更加關(guān)注掃描數(shù)據(jù)的重建方法。本研究目的在于評(píng)價(jià)Philips iCT下的iDose4迭代重建算法對(duì)兒童腹部CT掃描圖像質(zhì)量的影響。

1.資料與方法

1.1 臨床資料

收集天津市兒童醫(yī)院2016年5月～2016年9月140例行腹部CT平掃的患兒，其中男75例，女65例，平均年齡（6.81±2.12）歲，平均體重（20.54±2.36）千克。本研究已經(jīng)過天津市兒童醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，且入組研究前取得患兒監(jiān)護(hù)人的同意，并簽訂了知情同意書。

1.2 儀器與方法

采用Philips 256層iCT掃描機(jī)，患兒取仰臥位，頭先進(jìn)，掃描范圍自肝頂部至恥骨聯(lián)合，對(duì)于不配合的患兒提前予以鎮(zhèn)定。應(yīng)用自動(dòng)管電流曝光技術(shù)，常規(guī)劑量組為100mAs，掃描時(shí)為75～125 mAs；低劑量組為70mAs，掃描時(shí)為56～85mAs。管電壓=100 kVp，準(zhǔn)直徑=128 mm×0.625 mm，螺距=0.66，轉(zhuǎn)速=0.75 s/周，層厚=5 mm，重建層厚5 mm。

1.3 圖像重建

Philips iCT下的iDose4迭代重建包含F(xiàn)BP、iDose4-1、iDose4-2～iDose4-6共7個(gè)重建級(jí)別，不同級(jí)別代表不同的降噪能力。將每位患兒的檢查圖像分別運(yùn)用FBP、iDose4-1、iDose4-3、iDose4-5四個(gè)級(jí)別進(jìn)行重建，重建矩陣512×512，層厚5 mm，將圖像傳至Philips intelliSpace工作站，對(duì)肝門靜脈層面圖像進(jìn)行分析。

1.4 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

1.4.1 客觀評(píng)價(jià)

在肝門靜脈層面對(duì)肝臟的噪聲、信噪比（簡稱SNR）及對(duì)比噪聲比（簡稱CNR）進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)窗寬為350HU，窗位為35 HU。感興趣區(qū)域（region of interest，ROI）大小設(shè)為（10±0.3）mm2，CT值的標(biāo)準(zhǔn)差（standard deviation，SD）為噪聲，肝臟噪聲為肝左外葉、左內(nèi)葉、右前葉、右后葉標(biāo)準(zhǔn)差的平均值，測(cè)量同層面左側(cè)椎旁肌CT值和標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算SNR和CNR。SNR=CT1（肝臟CT值平均值）/SD1（肝臟CT值標(biāo)準(zhǔn)差），CNR=（CT2－CT1）/ SD2，其中CT2為椎旁肌CT值的平均值，SD2為椎旁肌CT值的標(biāo)準(zhǔn)差。

1.4.2 主觀評(píng)價(jià)

掃描獲取的肝門層面圖像均由2名放射科副主任醫(yī)師采用雙盲法共同閱片，并以統(tǒng)一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，5分：圖像對(duì)比良好、無偽影；4分：圖像對(duì)比良好、有輕微噪聲；3分：對(duì)比一般，有噪聲但不影響診斷；2分：噪聲明顯且影響診斷；1分：噪聲過高無法診斷。

1.5 輻射劑量

對(duì)CT劑量報(bào)告中的CT劑量容積指數(shù)劑量長度乘積DLP（dose length product）、CTDIVOL（CT dose index volume）和掃描長度L（length）進(jìn)行適時(shí)記錄，并對(duì)其有效劑量ED（effective dose）做出計(jì)算。具體計(jì)算公式為ED=DLP×K（K：小兒腹部CT的轉(zhuǎn)換系數(shù)）。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，計(jì)量資料表示為（x±s），對(duì)兩組之間的SD值、CNR、輻射劑量，圖像質(zhì)量進(jìn)行方差分析及t檢驗(yàn)，其一致性的比較采用Kappa方法評(píng)定，也就是當(dāng)Kappa小于0.20時(shí)認(rèn)為幾乎不一致；當(dāng)Kappa在0.21和0.40之間時(shí)表示輕微一致；當(dāng)Kappa在0.41和0.60之間時(shí)，表示中等一致；當(dāng)Kappa在0.61和0.80之間時(shí)，表示一致性很好；當(dāng)Kappa在0.81和1.00之間時(shí)表示一致性非常完美。數(shù)據(jù)有差異時(shí)表示為P＜0.05。

2.結(jié)果

常規(guī)掃描組與低劑量掃描組的四種重建方式間圖像的噪聲、SNR、CNR差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），重建方式相同時(shí)，常規(guī)劑量組噪聲與低劑量組噪聲差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），而SNR、CNR差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），兩組的噪聲都隨iDose4迭代等級(jí)的升高而降低，而SNR、CNR隨iDose4迭代等級(jí)的升高而升高。常規(guī)掃描組與低劑量掃描組的四種重建方式均能達(dá)到診斷要求，低劑量組與常規(guī)劑量組相比，CTDIvol、DLP、ED分別降低了32%、29%、30%。

3.討論

CT掃描用于兒童檢查時(shí)，輻射劑量與管電流成正相關(guān)性，因此管電流降低時(shí)輻射劑量就會(huì)隨之降低。但是輻射劑量降低時(shí)，圖像噪聲就會(huì)增大，圖像信噪比也會(huì)降低，這就使得圖像質(zhì)量變差，從而影響病變?cè)\斷，所以不能無限度的降低管電流，于是人們的注意力轉(zhuǎn)移到圖像重建方法上。

傳統(tǒng)的FBP重建算法快速而穩(wěn)定，但是采集過程中量子噪聲和電子噪聲對(duì)投影數(shù)據(jù)的影響較大，當(dāng)?shù)蛣┝繏呙钑r(shí)，圖像噪聲會(huì)增大，圖像信噪比和對(duì)比噪聲比會(huì)降低，最終導(dǎo)致圖像質(zhì)量差。而新的迭代重建算法主要包括焦點(diǎn)大小、圖像體素等因素，會(huì)對(duì)產(chǎn)生的噪聲有選擇性的降低，所以新的迭代重建算法得到廣泛重視。

現(xiàn)在不同廠家都有各自的迭代算法，例如GE自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建（ASIR）、西門子圖像空間迭代重建（ISIR），其工作原理均是對(duì)原始數(shù)據(jù)的迭代，這就保證了低劑量掃描時(shí)可獲得高質(zhì)量的圖像。在Hara等的臨床研究中，迭代重組的輻射劑量比FBP降低32%～65%時(shí)圖像質(zhì)量不會(huì)降低。iDose4迭代重建算法是Philips公司創(chuàng)造的，該方法是在雙空間多模型的基礎(chǔ)上建立起來的全新第四代迭代重建技術(shù)，圖像空間分辨力和密度分辨力都較好，可以有效去除噪聲，同時(shí)還能抑制偽影的形成，與傳統(tǒng)FBP相比，iDose4迭代重建技術(shù)能夠在低劑量條件下獲得噪聲較少的高質(zhì)量圖像，侯陽等研究也報(bào)道了iDose4技術(shù)在保證相同圖像質(zhì)量下輻射劑量明顯降低。

本組中，iDose4可將圖像的噪聲最高降低35%，而圖像的信噪比與對(duì)比噪聲比分別提高43%和52%，同時(shí)發(fā)現(xiàn)隨著iDose4迭代等級(jí)的升高，圖像的噪聲會(huì)降低，圖像的信噪比與對(duì)比噪聲比都會(huì)升高。由于研究對(duì)象年齡或體質(zhì)量的不同，本研究的分組不細(xì)致，此外本次研究中只選取了FBP、iDose4-1、iDose4-3、iDose4-5進(jìn)行圖像重建，缺少iDose4-2、iDose4-4、iDose4-6的分析，會(huì)有部分信息不完整，將來可以進(jìn)一步進(jìn)行完善。

綜上所述，Philips iCT下的iDose4結(jié)合自動(dòng)管電流曝光技術(shù)在兒童CT腹部成像中，在保證圖像質(zhì)量的同時(shí)可大幅度降低輻射劑量。

[1] 賴愛平,龔方戚,章士正.兒童CT 檢查射線劑量優(yōu)化原則[J].中國兒童保健雜志,2005,13(4):342-346.

[2] 汪力.頭部放療對(duì)青少年生長發(fā)育的影響[J].國外醫(yī)學(xué)臨床放射學(xué)分冊(cè),1998,21(2):120-122.

[3] 白萬晶,寧剛.兒童低劑量CT 檢查技術(shù)的研究進(jìn)展[J].中華婦幼臨床醫(yī)學(xué)雜志(電子版),2009,5(3):78-81.

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2017-06-13