趙 耀，曾小松

(安徽省宿州市立醫(yī)院放射科，安徽 宿州 234000)

低劑量CT肺動脈成像中應用自動管電流調(diào)制技術結合idose4算法的臨床意義分析

趙 耀，曾小松

(安徽省宿州市立醫(yī)院放射科，安徽 宿州 234000)

目的探討低劑量CT肺動脈成像中運用自動管電流調(diào)制技術(CTPA)結合iDose4迭代重建算法的臨床應用價值。方法2015年1月至2016年12月本院呼吸內(nèi)科疑似肺動脈栓塞行CTPA患者120例，按隨機數(shù)字表法分為三組各40例，分別運用不同方法得到A、B、C、D4組圖像。統(tǒng)計患者所受照射劑量，比較四組圖像質(zhì)量主、客觀評分。結果觀察組有效劑量為(1.1±0.5)mSv，常規(guī)劑量組和低劑量組有效劑量分別為(1.6±0.7)mSv和(0.7±1.2)mSv，差異均有統(tǒng)計學意義(P< 0.05)；A、C、D三組圖像主觀評分均在3分以上、可診斷率均為100.0%。四組圖像SNR、CNR和噪聲值比較差異有統(tǒng)計學意義(P< 0.05)。結論在低劑量CT檢查中，應用CTPA能夠有效減少患者輻射劑量，同時結合iDose4迭代重建算法，能夠保證獲得圖像的質(zhì)量，值得臨床參考使用。

CT肺動脈成像；迭代重建；自動管電流調(diào)制技術

肺動脈栓塞(pulmonary embolism，PE)是常見的臨床急癥，病死率呈逐年上升趨勢，據(jù)報道，未經(jīng)臨床及時診治的患者死亡率高達20%以上，而早期發(fā)現(xiàn)并得到有效治療的患者可將病死率降低至10%以下[1]。其病理基礎為內(nèi)源性或外源性栓子到達肺動脈后造成肺部循環(huán)障礙，有報道稱，由于癥狀缺乏臨床特異性，在未進行有效影像學篩查的基礎上，PE的早期臨床診斷漏診率極高[2]。近年來，多層螺旋CT已經(jīng)作為有效的臨床篩查手段廣泛應用于肺動脈成像(CTPA)，隨著影像技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)如今如何在作出有效臨床診斷的前提下降低患者所受輻射劑量逐漸成為研究的一項重要內(nèi)容。本研究旨在對應用自動管電流調(diào)制技術結合Idose4迭代重建算法在低劑量CTPA檢查中的診療效果進行探討，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料收集2015年1月至2016年12月本院呼吸內(nèi)科疑似PE行CTPA患者120例，男67例，女53例。排除：①合并有嚴重心肝腎等內(nèi)臟器官功能不全；②孕產(chǎn)婦或哺乳期婦女；③未簽署知情同意書不能配合進行相關檢查；④體重指數(shù)(BMI)在30 kg/m2以上的重度肥胖患者。按隨機數(shù)字表法分為三組各40例，觀察組男22例，女18例，年齡38～72歲[(50.1±7.6)歲]；常規(guī)劑量組男23例，女17例，年齡39～75歲[(51.2±8.2)歲]；低劑量組男22例，女18例，年齡40～74歲[(49.1±9.6)歲]。三組一般資料比較差異無統(tǒng)計學意義(P> 0.05)，見表1。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審批同意實施。

1.2掃描設備CTPA采用256層螺旋CT(荷蘭飛利浦Brilliance iCT)，高壓注射器采用AccutronCT-D雙筒(德國MEDTRON)，后期工作處理站采用Extend Brilliance Workspace4.5(荷蘭飛利浦)。

表1 三組一般資料比較

1.3方法患者仰臥位進入掃描機器，雙手平舉超過頭頂，平靜均勻呼吸后屏氣，肘部正中靜脈置針，注射非離子型對比劑30 ml(碘普羅胺370 mgI/ml，5 ml/s)隨后注入相同流速、相同劑量的生理鹽水，注射對比劑3 s后從頭側開始于主動脈弓上方1 cm處掃描記錄至肺底結束。采用對比劑追蹤技術，ROI鎖定在胸鎖關節(jié)水平面，區(qū)域略小于頭臂靜脈。三組掃描間隔均為1 s，觸發(fā)閾值設定為60 hU，4.7 s延遲，螺距0.993，128 mm×0.625 mm準直器官渡，0.5 s/轉(zhuǎn)，F(xiàn)OV 35 cm×35 cm，重建層厚0.9 mm，間隔0.45 mm。三組管電壓均設定為80 kV，常規(guī)劑量組設定固定管電流為180 mAs，運用濾波反射投影法重建從而得到A組圖像，低劑量固定管電流為80 mAs，運用idose4-Level4迭代重建算法得到 B組圖像；觀察組采用自動管電流調(diào)制技術，掃描時管電流設定在90 mAs至170 mAs，分別采用濾波反射投影法獲得C組圖像，idose4-Level4迭代重建算法獲得D組圖像。

1.4評價指標

1.4.1主觀評分 所有圖像經(jīng)后期工作站進行處理后，采用容積再現(xiàn)、多平面重組及最大密度投影技術顯示患者肺動脈分支。選取2名有10年以上讀片經(jīng)驗的放射科主任醫(yī)師進行評定，評定采取雙盲方式，5分法進行圖像質(zhì)量的評價(5分：清晰顯示第6級肺動脈分支；4分：清晰顯示第5級肺動脈分支；3分：清晰顯示第4級肺動脈；2分：清晰顯示第3級肺動脈分支；1分：顯示葉動脈、左右肺動脈干及肺動脈主干。3分以上為合格)[3]。同時計算三組可診斷率(可診斷率=2分以上片數(shù)/總片數(shù))、優(yōu)良率(3分以上片數(shù)/總片數(shù))、平均分(總分數(shù)/片數(shù))。

1.4.2客觀評價 由兩名放射科醫(yī)師獨立測量計算肺動脈平均CT值、背景噪聲、雙側脊柱旁側肌平均CT值。其中肺動脈干、左右上下肺葉、右肺中葉、左肺舌葉肺動脈CT值，ROI范圍接近血管管腔面積，以上測量值取平均值即得出肺動脈平均CT值；背景噪聲為測量的下肺靜脈層面、胸前空氣區(qū)取3個直徑1 cm的ROI標準差。同時根據(jù)以上得出數(shù)值計算肺動脈信噪比(SNR)=肺動脈平均CT值/背景噪聲，對比噪聲比(CNR)=肺動脈平均CT值-脊柱旁肌平均CT值/背景噪聲。輻射劑量為行CTPA掃描過程中的輻射劑量，需排除定位時間及監(jiān)測時輻射劑量(即無效輻射劑量)。根據(jù)有效管電流、容積CT劑量指數(shù)(CTDIvol)及劑量長度乘機(DLP)計算得出有效劑量(E)。

1.5統(tǒng)計學方法采用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件對研究進行統(tǒng)計學處理。計量資料中正態(tài)分布數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差表示，組間比較采用單因素方差分析及SNK-q檢驗，非正態(tài)分布數(shù)據(jù)用中位數(shù)表示，組間比較采用秩和檢驗；計數(shù)資料比較采用χ2檢驗。P< 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1輻射劑量比較觀察組有效管電流、CTDIvol、DLP、E均低于常規(guī)劑量組，低劑量組四項指標均低于其他兩組(P< 0.05)，見表2。

表2 輻射劑量比較

①低劑量組比較，P< 0.05；②與常規(guī)劑量組比較，P< 0.05

2.2圖像質(zhì)量主觀評分比較A、C、D三組圖像質(zhì)量主觀評分均大于3分，可診斷率均為100.0%，B組可診斷率為90.0%，四組優(yōu)良率分別為77.5%、65.0%、72.5%、95.0%，四組比較D組平均分最高，見表3、表4。

表3 圖像質(zhì)量主觀評分比較 (n)

表4 主觀評分比較

*與其余三組比較，P< 0.05

2.3圖像客觀評價比較四組中D組圖像最優(yōu)，噪聲干擾最小(P< 0.05)，四組肺動脈平均CT值比較，差異無統(tǒng)計學意義(P> 0.05)，見表5，圖1，圖2。

表5 圖像客觀評價比較

*與其余三組比較，P< 0.05

圖1低劑量MIP及三位構造圖 兩圖均可顯示清晰各級肺動脈，邊緣光滑銳利，圖像顆粒均勻，遠端分支顯示良好。a：觀察組低劑量掃描iDose4迭代重建肺動脈MIP圖像，b：觀察組低劑量掃描iDose4迭代重建肺動脈三維構造。

圖2低劑量VR圖 可見左側肺動脈、雙上葉肺動脈及部分遠端分支多發(fā)充盈缺損。A：低劑量掃描iDose4迭代重建肺動脈VR圖像；b：橫切面VR圖

3 討論

目前，降低CT輻射劑量的方法主要包括降低管電壓、自動調(diào)制管電流、縮短掃描長度等[4，5]。但由于傳統(tǒng)的CT重建技術多依靠濾波反射投影(FBP)來完成，其主要通過濾過功能或通過卷積算法來最終對圖像進行重建，因此無論采取何種方式，輻射劑量的降低效果并不明顯。

Idose是一種基于雙維空間、多噪聲模型的最新的第四代迭代重建算法，能夠在投影和圖像空間進行圖像迭代，對原始數(shù)據(jù)噪聲和低信噪比進行辨認，通過疊加，與FBP相比，其能夠進一步降低噪聲，結合解剖模型改善圖片質(zhì)量和分辨率[6]。并有研究報道稱[7]，iDose4迭代重組技術能夠適用于低輻射劑量條件下的高質(zhì)量圖像形成。

X射線輻射劑量主要由球管電壓和管電流決定，管電壓與輻射劑量呈指數(shù)型增長關系，而兩者相比管電流易于改變，且影響管電流對輻射劑量影響更加強勢。因此，本次研究采用80 kV的管電壓，通過不同的管電流改變結合重建算法的優(yōu)化來探討應用CTPA患者輻照劑量的優(yōu)化。相關研究表明[8，9]，采用80 kV的管電壓，固定管電流在80～300 mAs可以得到較為滿意的影像學圖像。本次研究采用了自動管電流調(diào)制技術，其能夠根據(jù)人體縱向厚度以及不同組織的X射線衰減系數(shù)，通過調(diào)節(jié)mAs來提高獲得的影像質(zhì)量。而為了探討自動管電流調(diào)制技術在低劑量條件下對患者輻照水平及影像質(zhì)量的影響，本次研究區(qū)分了常規(guī)管電流劑量及極低條件下的管電流劑量與該技術進行對比。研究結果顯示，當使用FBP進行重建時，C組圖像的噪聲值與A組相比顯著升高，而SNR及CNR顯著降低。應用自動管電流調(diào)制技術能夠有效降低管電流平均值，圖像噪聲值降低。當使用iDose4迭代重建時，B組圖像的噪聲值較D組顯著升高，SNR、CNR顯著下降，但四組進行對比，D組噪聲值最低，而SNR及CNR顯著升高。從病例樣圖中可以看出，MIP圖像可見左側肺動脈、雙上葉肺動脈及部分遠端分支多發(fā)充盈缺損；VR圖像呈殘根樣改變。以上結果表明，降低管電流對平均CT值影響不大，在管電壓一致的情況下，應用iDose4迭代重建算法能夠具有更好的噪聲處理，在加速重建過程的同時消除蠟像狀偽影，進一步降低噪聲值，提高SNR、CNR。

在既往低劑量CTPA相關研究中[10]，在采取80 kV管電壓的研究中，管電流越低，平均有效輻照劑量相應減低，研究顯示[11]，在300 mAs條件下，E為2.5 mSv，在180 mAs條件下，E為1.6 mSv，本研究中常規(guī)劑量組E=1.6 mSv、低劑量組E=0.7 mSv，觀察組E=1.1 mSv，與之前相關研究比較，在保證影像質(zhì)量的同時進一步降低有效劑量。

本研究中主觀圖像質(zhì)量評分A、C、D三組圖像可診斷率均為100.0%，B組為90.0%，除B組有4名患者圖像背景噪聲過大導致無法進行正常診斷，進而加大管電流進行再次掃描外其余各組均能滿足臨床診斷需求，且四組相比，自動管電流調(diào)制技術結合iDose4迭代重建算法具有較高的圖像質(zhì)量優(yōu)良率，且平均評分最高。相關研究結果與國內(nèi)外類似研究結果一致[12]。

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Analysisofclinicalsignificanceofautomatictubecurrentmodulationtechniquecombinedwithiterativereconstructionalgorithm(idose4)inCTPA

ZHAOYao，ZENGXiao-song

(DepartmentofRadiology，SuzhouMunicipleHospital，Suzhou234000，China)

ZENGXiao-song

ObjectiveTo investigate the clinical application value of automatic tube current modulation combined with iDose4 iterative reconstruction algorithm in low dose CT pulmonary angiography (CTPA).MethodsFrom January 2015 to December 2016，120 suspected pulmonary embolism patients in our respiratory medicine underwent CTPA.They were divided into three groups according to the random number table method，40 in each group.We used different methods to obtain 4 sets of images.The general data of patients and the dose of radiation were compared.The four groups of image quality，subjective score and objective score were compared.ResultsThe general data of the patients were not statistically different.In the observation group，effective dose was 1.1± 0.5 mSv.In the conventional dose group and low dose group，effective dose was (1.6±0.7) mSv and (0.7±1.2) mSv，respectively.The differences were statistically significant (P< 0.05).The subjective scores of A，C and D three-group image were more than 3 points and diagnostic rate was 100%.SNR，CNR and noise values in the four-group images were statistically significant (P< 0.05).ConclusionIn the low-dose CT examination，CTPA can effectively reduce the radiation dose to patients.Combined with iDose4 iterative reconstruction algorithm，it can guarantee the quality of the images，and is worthy of clinical reference.

Computed tomography pulmonary angiography；Iterative reconstruction；Automatic tube current modulation

曾小松

R814.42

A

1672-6170(2017)06-0223-04

2017-03-21；

2017-05-23)