何 健，王金屏，呂良深，韋振耿，覃山秀

（河池市第三人民醫(yī)院放射科，廣西河池547000）

0 引言

CT 檢查作為胸部首選檢查在臨床廣泛應(yīng)用，甚至有專家推薦CT 檢查可作為胸部體檢的篩查手段[1-2]。而CT 檢查是以X 線作為成像基礎(chǔ)，不可避免帶來輻射，如何在降低輻射劑量和提升圖像質(zhì)量兩者之間找到平衡一直是業(yè)界研究的熱點和重點。降低輻射劑量的方法多種多樣，包括根據(jù)受檢組織厚度和密度不同而自動進(jìn)行實時動態(tài)曝光劑量調(diào)節(jié)（CARE Dose 4D），低管電壓、低管電流、大螺距等直接降低輻射劑量，也有通過改變圖像重建方式、后處理方法等間接降低輻射劑量，在全身不同部位檢查中取得不同程度的效果[3]。目前臨床上通過改變圖像重建方式來間接降低輻射劑量成為業(yè)界研究的熱點，包括正弦圖確定迭代重建（sinogram affirmed iterative reconstruction，SAFIRE）、Karl 迭代重建等。但同時將直接降低輻射劑量和間接降低輻射劑量2 種方法結(jié)合起來應(yīng)用在胸部檢查中的報道較少[2，4]。本研究重點探討采用降低管電流聯(lián)合Karl 迭代重建方式在降低胸部檢查輻射劑量的可行性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

收集2017 年1 月至2018 年6 月懷疑胸部疾病在我院行CT 胸部平掃的120 例患者，男68 例、女52例，年齡18～73 歲，平均（52.4±16.1）歲。其中胸部圖像未見異常者26 例，顯示異常者94 例；共發(fā)現(xiàn)滲出影/實變影35 例，纖維條索影17 例，空洞5 例，空腔16 例，腫塊23 例，結(jié)節(jié)15 例，鈣化14 例，胸腔積液15 例，淋巴結(jié)26 例。所有患者掃描前簽署知情同意書。納入標(biāo)準(zhǔn)：疑似胸部疾病患者并完成CT 檢查者；CT 圖像清晰，能滿足診斷要求。排除標(biāo)準(zhǔn)：孕婦、不能配合檢查者、體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）＞28 kg/m2者。

1.2 檢查方法

采用上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司生產(chǎn)的uCT-510 16 層螺旋CT 機(jī)?；颊哐雠P位，雙臂抱頭，頭先進(jìn)，掃描時吸氣后屏住。掃描范圍從肺尖至肋膈角下1～2 cm。掃描參數(shù)：管電壓120 kV、準(zhǔn)直16×1.2 mm、球管旋轉(zhuǎn)時間0.5 s、螺距1.0、層厚5 mm、層間距5 mm，矩陣512×512，肺窗及縱隔窗重建。根據(jù)管電流設(shè)置不同分為100 mAs掃描組、50 mAs 掃描組、25 mAs 掃描組，每組40 例。

1.3 圖像后處理及分析

縱隔窗分別采用濾波反投影（filter backup projection，F(xiàn)BP）和Karl 迭代重建，其中迭代重建按照重建強(qiáng)度（5 級）進(jìn)行重建。由2 名主治醫(yī)生獨立進(jìn)行圖像分析，若意見相差較大，請上級醫(yī)師綜合分析達(dá)成共識。測量感興趣區(qū)定在肺動脈干、左心室、脊柱旁肌肉組織，測量范圍約1 cm2。圖像分析客觀指標(biāo)包括平均CT 值、圖像信噪比（signal noise ratio，SNR）（為平均CT 值/標(biāo)準(zhǔn)差），以脊柱旁肌肉組織的CT 值標(biāo)準(zhǔn)差（standard deviation，SD）作為圖像噪聲。圖像分析主觀指標(biāo)包括主觀評分、病灶顯示情況。評分標(biāo)準(zhǔn)如下[2]：（1）3 分：圖像質(zhì)量優(yōu)，圖像層次清楚、病灶顯示好，滿足診斷要求；（2）2 分：圖像顯示尚可，基本滿足診斷要求，不影響病灶觀察；（3）1 分：圖像質(zhì)量差，病灶顯示模糊，不能評價。

1.4 輻射劑量評價

劑量指標(biāo)包括容積CT 劑量指數(shù)（CT dose index volumes，CTDIvol）、劑量長度乘積（dose length product，DLP）及有效劑量（effective dose，ED），CTDIvol、DLP由計算機(jī)自動獲取，ED 采用公式計算[5]：ED=DLP×K，其中K為換算因子（K值為0.014）。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SSPS 21.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，25 mAs+Karl、50 mAs+FBP、50 mAs+Karl、100 mAs+FBP 幾組圖像的平均CT 值、SNR、SD、主觀評分、輻射劑量差異比較采用t檢驗或F檢驗。病灶顯示差異采用Wilcoxon 分析。P＜0.05 為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 50 mAs 掃描組不同重建方式比較

采用50 mAs 掃描結(jié)合不同重建方式重建，2 種圖像平均CT 值、SNR、SD 及主觀評分比較采用配對t檢驗，不同感興趣區(qū)的平均CT 值、圖像主觀評分比較無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05），SNR、SD 比較具有統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.05），Karl 迭代重建圖像SNR 高于FBP 重建圖像，SD 低于FBP 重建圖像，詳見表1。

表1 50 mAs 掃描不同重建方式比較結(jié)果

2.2 不同mAs 不同重建方式比較

分別比較100 mAs+FBP 與50 mAs+Karl、50 mAs+FBP 與25 mAs+Karl 幾組圖像，肺動脈干、左心室、脊柱旁肌肉組織的平均CT 值及主觀評分比較無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05），SNR、SD 比較具有統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.05），Karl 迭代重建圖像SNR 高于FBP 重建圖像，圖像噪聲低于FBP 重建圖像。采用100 mAs+FBP與50 mAs+Karl、50 mAs+FBP 與25 mAs+Karl 所獲得圖像均可滿足診斷要求（見表2、3）。

表2 100 mAs+FBP 與50 mAs+Karl 迭代重建比較結(jié)果

表3 50 mAs+FBP 與25 mAs+Karl 迭代重建比較結(jié)果

2.3 病灶檢出情況比較

采用Wilcoxon 分析100 mAs+FBP、50 mAs+Karl、25 mAs+Karl 病灶檢出情況，不具有統(tǒng)計學(xué)差異（Z=1.45，P=0.14＞0.05），均可顯示滲出影/實變影、纖維條索影、空洞和空腔、腫塊和結(jié)節(jié)、鈣化、胸腔積液、淋巴結(jié)等（如圖1、2 所示）。

圖1 3 組肺窗圖像

2.4 輻射劑量比較

3 組輻射劑量比較采用F檢驗，均具有統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.05）。采用50、25 mAs 掃描的ED 較100 mAs掃描分別降低23.3%、51.2%（見表4）。

3 討論

自1972 年世界上第一臺CT 機(jī)問世以來，CT 已經(jīng)歷了多次發(fā)展和革新，無論如何發(fā)展，主要致力于降低輻射劑量與提高圖像質(zhì)量2 個方面[3，6]。而降低輻射劑量與提高圖像質(zhì)量存在矛盾關(guān)系，高質(zhì)量的圖像勢必需要一定劑量的X 線劑量。隨著CT 檢查在各級醫(yī)院廣泛開展，其帶來的電離輻射損傷已成為嚴(yán)重的醫(yī)療問題和社會問題，不僅引發(fā)行業(yè)內(nèi)對CT檢查可能導(dǎo)致輻射相關(guān)疾病危險性的擔(dān)憂，也激發(fā)了全社會對CT 檢查輻射劑量安全的關(guān)注，更成為制約CT 技術(shù)發(fā)展的重要問題。因此如何有效地降低患者X 線吸收劑量成為放射學(xué)者的研究方向之一。一系列降低輻射劑量的方法用于臨床，歸納起來包括直接降低和間接降低2 種方式，前者臨床研究較多，后者是近幾年研究熱點[7-11]。

CT 圖像重建包括2 種基本方法：FBP重建和迭代重建。FBP 重建要求較高，需要高SNR 的連續(xù)信號及完整投影數(shù)據(jù)；相比FBP 重建，迭代重建要求較低，SNR 較低，投影數(shù)據(jù)不完備也可重建出質(zhì)量更優(yōu)的圖像。迭代重建技術(shù)是從原始數(shù)據(jù)中生成主映像，對主映像進(jìn)行反復(fù)多次空間上的迭代校正，獲得高SNR、低噪聲的優(yōu)質(zhì)圖像。這個校正過程要求數(shù)據(jù)存儲空間大、耗費時間長，其應(yīng)用和發(fā)展受限，近年來隨著計算機(jī)性能的快速提高也逐漸用于臨床。研究證實在相同掃描條件下，迭代重建圖像質(zhì)量明顯優(yōu)于FBP 重建圖像，可明顯提高SNR、降低圖像噪聲，說明迭代重建具有潛在降低輻射劑量的優(yōu)勢[12]。

本研究通過低管電流掃描聯(lián)合Karl 迭代重建與常規(guī)掃描進(jìn)行比較，分析低劑量掃描的可行性。根據(jù)以往的研究[2]將參考管電流設(shè)置為100 mAs，通過降低到50、25 mAs 探討其可行性。首先分析了在相同管電流（50 mAs）掃描下，采用FBP 重建與Karl 迭代重建圖像的差異，發(fā)現(xiàn)采用迭代重建提高了圖像的SNR、降低了圖像噪聲，提示迭代重建后圖像質(zhì)量得到了改善，這為降低管電流以獲得滿足診斷要求的圖像質(zhì)量提供了實踐基礎(chǔ)。通過用低劑量掃描結(jié)合迭代重建獲得的圖像與常規(guī)劑量采用FBP 重建圖像比較，發(fā)現(xiàn)圖像評分沒有差異，不影響圖像質(zhì)量，可降低圖像噪聲、提高圖像SNR。本研究結(jié)果顯示，肺動脈干、左心室、脊柱旁肌肉組織平均CT 值差異無統(tǒng)計學(xué)意義，說明降低mAs 不會明顯改變CT 值從而影響病灶分析。采用迭代重建后圖像噪聲明顯降低、圖像質(zhì)量提高，與其他部位的研究結(jié)果一致[7-8]。此外分析了不同mAs 掃描對肺內(nèi)病變的顯示情況，發(fā)現(xiàn)3 組均可顯示滲出影/實變影、纖維條索影、空洞和空腔、腫塊和結(jié)節(jié)、鈣化、胸腔積液、淋巴結(jié)等。因為肺是含氣組織，具有天然對比，肺組織觀察主要受管電壓影響，而管電流只改變有效能量，對X 線穿透影響不大，所以不影響肺內(nèi)病變的觀察，即使是肺內(nèi)微結(jié)節(jié)、細(xì)小鈣化均可顯示。但迭代重建對鈣化等高密度物質(zhì)，可明顯降低射束硬化偽影，使鈣化邊緣虛化，造成低估病灶的大小，理論上來說可能漏掉部分細(xì)小鈣化。當(dāng)然這也可能受診斷醫(yī)師的閱片習(xí)慣影響。通過比較3 組輻射劑量，采用25 mAs 掃描輻射劑量降低高達(dá)51.2%。

圖2 低劑量掃描結(jié)合不同重建方式對病灶的顯示情況

表4 3 組輻射劑量比較

綜上所述，采用低管電流掃描聯(lián)合Karl 迭代重建應(yīng)用于胸部檢查，可獲得與常規(guī)劑量圖像質(zhì)量相當(dāng)?shù)膱D像，滿足診斷需求，而且可大幅度降低輻射劑量，可用于臨床實踐中。但本研究尚有一定的局限性：（1）未納入BMI>28 kg/m2的患者，有文獻(xiàn)報道迭代重建用于肥胖患者中效果更加明顯[5，12]；（2）未對病灶的大小、性質(zhì)進(jìn)行具體分析。今后將對迭代重建在肥胖患者中的應(yīng)用價值以及病灶定性做進(jìn)一步分析。