耿學(xué)龍 王芳 盛金平 蔣銳 王鵬 關(guān)靜

(西部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院放射診斷科，四川 成都 610083)

肝癌的患病率占據(jù)全部惡性腫瘤的前十位，成為危害人們身心健康的常見惡性腫瘤，尤其是我國每年死于肝癌的患者約34萬人，約占全球因肝癌死亡人數(shù)的55%左右[1]。隨著社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人們生活及工作壓力不斷增加，加上不良習(xí)慣的影響，近幾年我國肝癌的患病率、病死率日漸升高[2]。因此臨床對肝癌早期檢出的需求越來越迫切，肝臟的影像學(xué)檢查也成為必不可少的一部分，其中CT肝臟增強(qiáng)掃描輻射劑量較高，在降低輻射劑量的同時(shí)保證圖像質(zhì)量之間尋找平衡點(diǎn)[3]。適當(dāng)降低KV是減低輻射劑量的重要手段，但同時(shí)圖像質(zhì)量也會隨著下降，而CT全模型迭代重建技術(shù)(Iterative model reconstruction,IMR)恰好可以彌補(bǔ)這一憂慮[4]。本研究旨在比較256 層螺旋CT IMR和混合迭代重建技術(shù)(iDose4)在低輻射劑量肝臟增強(qiáng)中的圖像質(zhì)量和輻射劑量，并與磁共振(MRI)動態(tài)增強(qiáng)的肝癌檢出率進(jìn)行比較，探討IMR重建技術(shù)在肝癌中的臨床價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2021年1月～10月我院因病情需要同時(shí)行肝臟CT增強(qiáng)掃描和MRI動態(tài)增強(qiáng)檢查，并被病理確診為肝癌的40例患者，其中 男28 例，女12例，平均年齡(55±10)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①無CT 掃描禁忌證。②患者及家屬均知情并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):①嚴(yán)重心、腎功能不全者。②碘和釓噴酸葡胺過敏者。③肝臟多期CT增強(qiáng)和MRI動態(tài)增強(qiáng)間隔超過15 d，兩個(gè)檢查之間做過手術(shù)和穿刺。④呼吸運(yùn)動或金屬偽影較重，影響觀察者。⑤體質(zhì)指數(shù)(BMI)超過28 kg/m2。本研究獲醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核通過。

1.2 CT檢查方法 采用PhilipsiCT256層CT，行肝膽胰脾平掃和3期增強(qiáng)掃描?；颊呷⊙雠P位行屏氣掃描，掃描范圍從膈頂至肝下緣。掃描參數(shù):所有患者平掃采用常規(guī)電壓120 kV，自動mAs的DRI(Doseright)指數(shù)為“23”，動脈期、門靜脈期、延遲期掃描均采用管電壓100 kV，自動mAs的DRI(Doseright)指數(shù)從原來標(biāo)準(zhǔn)的“23”降到“20”，其他條件不變。準(zhǔn)直寬度:128×0.625 mm，螺距0.925，機(jī)架旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.75 s/周，矩陣512×512, FOV 32 cm×32 cm。采用Ulrich REF XD 2051雙筒高壓注射器, 由前臂靜脈根據(jù)患者體重注射對比劑 60～80 mL, 流速4.0 mL/s, 等速注入生理鹽水25 mL。分別對各患者動脈期、門脈期、延遲期薄層圖像進(jìn)行重建，以iDose4技術(shù)重建圖像為A組，層厚1 mm，層間距0.8 mm，iDose4設(shè)為Level4；以IMR技術(shù)重建圖像為B組，層厚1 mm，層間距0.8 mm，IMR設(shè)為Level2。

1.3 MRI檢查方法 采用西門子1.5 T磁共振，要求患者檢查前4 h禁食，并指導(dǎo)呼吸練習(xí)，檢查范圍設(shè)置為膈頂至肝臟下緣，檢查序列包括T1WI自旋回波序列，橫軸位，參數(shù):TR 123 ms,TE 4.91 ms,層厚6 mm層間距20%，F(xiàn)OV 370 mm，層數(shù)20層，矩陣228×320。單次激發(fā)T2WI屏氣序列，冠狀位及橫軸位，參數(shù)：TR 1100 ms,TE 74 ms,層厚6 mm，層間距20%,層數(shù)20層，矩陣228×320。T1WI雙回波同反相位屏氣序列，橫軸位，參數(shù)：TR 135 ms,TE 2.13 ms,層厚6 mm層間距20%，F(xiàn)OV 370 mm，層數(shù)20層，矩陣228×320。多b值彌散自由均勻呼吸序列，橫軸位，參數(shù)：TR 2400 ms,TE 75 ms,層厚7 mm，層間距20%，b值分別為50，400，800，F(xiàn)OV 380 mm，層數(shù)20層，矩陣228×320。選擇15 mL釓噴酸葡胺作為對比劑進(jìn)行增強(qiáng)掃描，對比劑由患者肘靜脈注入，速率2 mL/s，并注入20 mL氯化鈉，囑咐患者屏氣，以獲取動脈期、門靜脈期、延遲期的圖像，選擇vibe動態(tài)掃描序列，橫軸位，參數(shù)：TR 4.89 ms,TE 2.38 ms，F(xiàn)OV 380 mm，層厚3.5 mm，層間距20%，矩陣256×128。

1.4 圖像質(zhì)量比較

1.4.1 客觀分析 對兩種重建方法所得CT圖像分別在門靜脈主干水平層面，避開血管和膽管及可能存在的病灶，于左肝及右肝放置ROI (面積為78 mm2)，并在同層面前腹壁中央?yún)^(qū)域空氣及右側(cè)豎脊肌內(nèi)放置相同大小的ROI，記錄各ROI的平均CT值及其標(biāo)準(zhǔn)差 (SD) 。信噪比(Signal noise ratio，SNR) =CT肝臟/SD肝臟;對比噪聲比 (Contrast noise ratio，CNR)= (CT肝臟-CT豎脊肌) /SD空氣。

1.4.2 主觀分析 所得圖像上傳PCAS,由兩名影像學(xué)診斷主治醫(yī)師分別對動脈期、門脈期、延時(shí)期薄層iDose4重建圖像和IMR重建圖像質(zhì)量進(jìn)行評估，并對兩種CT重建方式和MRI動態(tài)增強(qiáng)所得的肝癌的病灶檢出量，病灶大小、形狀、病灶邊界、強(qiáng)化方式進(jìn)行對比。并采用4分法對圖像主觀指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，包括：①低對比分辨率：1分,分辨率較差；2分,可接受；3分,較好；4分,非常好。②圖像失真：1分,不能接受；2分,失真較嚴(yán)重,影響診斷；3分,有失真,但不影響診斷；4分,無失真。③診斷信心度：1分,不能診斷；2分,僅提示可見病變；3分,可能診斷；4分,很有信心。評價(jià)者在評價(jià)過程中可適當(dāng)調(diào)節(jié)窗寬、窗位。

1.5 輻射劑量 比較CT兩種方式重建所得圖像的CT劑量容積指數(shù) (CTDIvol) 、平均長度乘積 (DLP)，有效輻射劑量 (ED) =DLP×k, k為肝臟轉(zhuǎn)換系數(shù)[0.015 m Sv/ (m Gy·cm)[5]。

2 結(jié)果

2.1 IMR和iDose4重建方法圖像質(zhì)量客觀評價(jià) 在100 kV下A組和B組三期測的CT值比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表1)。兩組動脈期、門脈期和延時(shí)期圖像的噪聲指數(shù)、SNR和CNR比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，其中B組噪聲明顯小于A組，SNR和CNR 明顯高于A組，見表2。

表1 iDose4和iMR重建技術(shù)CT值客觀指標(biāo)比較

表2 iDose4和IMR重建技術(shù)的圖像質(zhì)量的客觀指標(biāo)比較

2.2 IMR和iDose4重建方法圖像質(zhì)量主觀評價(jià) 兩位影像診斷主治醫(yī)師對CT增強(qiáng)IMR和iDose4 的圖像質(zhì)量主觀評分一致性較好，均能滿足診斷。B組的低對比度分辨力和診斷信心均高于A組，圖像失真度低于A組。見表3。

表3 IMR和iDose4重建方法的圖像質(zhì)量主觀指標(biāo)評分比較 [M(P25, P75)，分]

2.3 CT兩種重建方式與MRI動態(tài)增強(qiáng)對病灶檢出情況比較 A組共檢出114處病灶，B組共檢出129處病灶，MRI動態(tài)增強(qiáng)檢出121處病灶(表4)。以IMR重建所得圖像質(zhì)量、肝臟解剖結(jié)構(gòu)和病灶輪廓均優(yōu)于iDose4重建圖像，MRI動態(tài)增強(qiáng)圖像質(zhì)量、肝臟解剖結(jié)構(gòu)和病灶輪廓均優(yōu)于CT增強(qiáng)圖像，但位于肝頂?shù)牟≡罴昂粑浜喜患巡∪薈T優(yōu)于MRI動態(tài)增強(qiáng)。三組所得圖像測得的病灶大小、形狀和強(qiáng)化方式無明顯差異。見圖1～2。

2.4 常規(guī)劑量平掃組和低劑量組輻射劑量比較 常規(guī)劑量平掃組和使用100 KV自動mAs(Doseright)的DRI指數(shù)降到“20”三期增強(qiáng)組， CTDIvol、DLP和ED比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表5。

表4 CT增強(qiáng)A、B組和MRI動態(tài)增強(qiáng)病灶檢出和病灶輪廓的主觀評價(jià)(n)

圖1 iDose4和IMR重建圖像

圖2 術(shù)后證實(shí)肝細(xì)胞癌

表5 常規(guī)劑量組和低劑量組輻射劑量比較

3 討論

由于肝癌患者逐年增加的趨勢，病灶的早期診斷對臨床和患者都具有重要意義[6-7]。隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)發(fā)展，檢查手段多元化，臨床對醫(yī)學(xué)影像檢查需求越來越大，要求也越來越高。CT肝臟增強(qiáng)和MRI肝臟動態(tài)增強(qiáng)屬于肝臟的重要檢查方法[8]，兩種檢查方法各有優(yōu)勢和缺點(diǎn)。CT肝臟增強(qiáng)檢查需要平掃、動脈期、門脈期、延時(shí)期才能診斷，這樣輻射劑量較高，所以降低輻射劑量成為學(xué)者們研究的重點(diǎn)[9]。IMR屬于新一代非線性全模迭代重建技術(shù)，以結(jié)構(gòu)化知識模型為基礎(chǔ)，完善解剖模型、幾何模型、系統(tǒng)模型以及噪聲模型等多個(gè)具有CT系統(tǒng)特性的統(tǒng)計(jì)學(xué)模型，建立了更合理的成像約束條件[10-11]，從而在降低輻射劑量的同時(shí)又能保證圖像質(zhì)量。

本研究中對圖像質(zhì)量客觀的評價(jià)發(fā)現(xiàn)，在電壓為100 kV，自動mAs的DRI(Doseright)指數(shù)為“20”相同條件下IMR重建圖像和iDose4重建圖像對CT值無明顯影響，與 Yuki等[12]對IMR 在冠狀動脈中的應(yīng)用結(jié)論相符。圖像噪聲B組明顯低A組，B組相對A組噪聲降低3倍左右，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。噪聲直接影響CT圖像的低密度分辨率和空間分辨率，噪聲增加很難分辨病灶[13-14]，而全模型迭代重建技術(shù)大幅度降低噪聲。本研究發(fā)現(xiàn)B組的SNR、CNR較A組提高4倍左右，SNR和CNR均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，圖像的密度分辨率和空間分辨率都得到升高[15-16]，因此認(rèn)為IMR在肝臟這類缺乏天然對比度的組織中體現(xiàn)出一定的優(yōu)勢，對肝臟小病灶和病灶細(xì)節(jié)顯示更清楚，同大多學(xué)者的研究一致[17-18]。

從圖像質(zhì)量主觀評價(jià)中，B組低對比度分辨率、診斷信心從A 組3升到4。因?yàn)樵陔妷航档蜑?00 kV，自動mAs的DRI(Doseright)指數(shù)降到“20”此時(shí)采用iDose4重建的A組圖像噪聲高，SNR和CNR降低，采用全模型迭代重建的B組肝臟圖像質(zhì)量得到改善[19]。B組的三期增強(qiáng)圖像較清晰且密度分辨力提高，病灶更易于顯影[20]，對于小結(jié)節(jié)病灶、小囊腫和較小的不典型血管瘤也能有效的顯示，病灶邊界較清晰，降低了漏診和誤診的風(fēng)險(xiǎn)，提高了診斷信心。將iDose4和IMR重建三期增強(qiáng)的CT薄層圖像和MRI 動態(tài)增強(qiáng)進(jìn)行對比研究，A組圖像檢出114 處病灶，B組圖像檢測出129處病灶，MRI動態(tài)增強(qiáng)檢出121處病灶，三種方法比較病灶大小無差異，病灶強(qiáng)化方式基本一致，其中IMR重建的B組圖像對肝臟病灶檢出、輪廓顯示更接近MRI動態(tài)增強(qiáng)。

本研究中對于同一病人CT肝臟平掃用的常規(guī)劑量管電壓為120 kV，自動mAs的DRI(Doseright)指數(shù)為“23”，三期增強(qiáng)電壓降低為100 kV，自動mAs的DRI(Doseright)指數(shù)降到“20”。動脈期有效輻射劑量 (ED)從(6.42±0.69) mSv降到(4.17±1.33) mSv，因此如果我們四期均采用全模迭代技術(shù)輻射劑量將得到大幅度的降低。

本研究不足之處，病例數(shù)量有限，另外CT增強(qiáng)iDose4和IMR重建均為100 kV條件下，沒有和120 kV正常條件作對比。本研究未對CT多期增強(qiáng)和MRI動態(tài)增強(qiáng)的準(zhǔn)確率進(jìn)行比較。

4 結(jié)論

采用管電壓為100 kV，自動mAsDRI(Doseright)為“20”，肝臟增強(qiáng)在全模型迭代重建方式下既可以降低輻射劑量的同時(shí)可以提高薄層圖像質(zhì)量。對老年人和腹痛患者等無法配合磁共振檢查的情況也可以有效彌補(bǔ)，在肝癌的臨床診斷中具有一定的應(yīng)用價(jià)值,可在臨床推廣應(yīng)用。