姜浩芝，秦龍泉

（淮安市第一人民醫(yī)院<南京醫(yī)科大學(xué)附屬淮安第一醫(yī)院>醫(yī)學(xué)影像中心 江蘇 淮安 223300）

CTA檢查技術(shù)主要優(yōu)勢(shì)為分辨率較高、成像迅速、損傷輕微[1]。1990年，研究人員首次提出低劑量輻射理論，該理論的核心理念是在檢查基礎(chǔ)條件維持不變的狀態(tài)下減小管電流，以實(shí)現(xiàn)輻射劑量的有效減少，并確保圖像質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。如何提高圖像質(zhì)量，減少輻射劑量是近年來(lái)醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題[2-3]。相關(guān)研究人員曾采用增大螺距、前置心電門(mén)控、降低管電壓、減小管電流、自動(dòng)曝光控制等技術(shù)，經(jīng)臨床驗(yàn)證符合劑量不同程度降低，但上述技術(shù)對(duì)患者身體質(zhì)量指數(shù)及心率均有較高要求，圖像質(zhì)量無(wú)法得到保證，為此需采取更為合理的技術(shù)方案。FBP為冠狀動(dòng)脈CTA檢查的常規(guī)重建技術(shù)，重建耗時(shí)較短，費(fèi)用低廉[4]。臨床實(shí)踐證實(shí)，F(xiàn)BP在投影數(shù)據(jù)不足狀態(tài)下圖像質(zhì)量顯著降低，極易影響疾病診療，為此需適當(dāng)調(diào)整重建技術(shù)。iDose4迭代重建法為CTA檢查的全新重建技術(shù)，具體圖像質(zhì)量高及輻射劑量低等技術(shù)特點(diǎn)，在胸腹部CT檢查中得到廣泛應(yīng)用，并取得良好效果[5]。臨床關(guān)于冠狀動(dòng)脈CTA檢查中應(yīng)用iDose4迭代重建法的價(jià)值尚缺乏系統(tǒng)研究分析，本研究匯總評(píng)估院內(nèi)患者相關(guān)基線資料，對(duì)比分析iDose4迭代重建法與FBP的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年6月—2021年6月淮安市第一人民醫(yī)院收治的48例行冠狀動(dòng)脈CTA檢查的患者為研究對(duì)象，其中男25例，女23例；年齡為36～72歲，平均（54.95±2.66）歲；26例患者BMI＜28kg/m2，22例患者BMI＞28 kg/m2。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者臨床表現(xiàn)為胸悶、心悸、胸骨后側(cè)疼痛；②情緒激動(dòng)狀態(tài)下癥狀加重者；③無(wú)冠脈主動(dòng)脈CTA檢查禁忌者；④患者均簽署研究同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①冠脈嚴(yán)重鈣化影響診斷者；②碘造影劑過(guò)敏者；③心律不齊者；④生命體征不穩(wěn)定及其他無(wú)法配合研究患者。

1.2 方法

全部患者均行冠狀動(dòng)脈CTA檢查，采用雙源CT輔助完成檢查。選擇對(duì)比劑跟蹤觸發(fā)技術(shù)、心電門(mén)控掃描技術(shù)，設(shè)定觸發(fā)閾值為120 HU，以肺主動(dòng)脈窗層面降主動(dòng)脈為感興趣區(qū)域。達(dá)到觸發(fā)閾值后，醫(yī)師指導(dǎo)患者屏氣，間隔6 s實(shí)施掃描，掃描范圍為膈肌至氣管分叉下方1 cm處。采用高壓注射器及套管針經(jīng)由患者前臂靜脈組織注入85 mL碘海醇對(duì)比劑（350 mgI/mL），注射速率為5 mL/s，完成注射后等速注入0.9%氯化鈉溶液40 mL。冠狀動(dòng)脈CTA掃描參數(shù)中螺距設(shè)定為0.2，線束準(zhǔn)直為0.625 mm，CT球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間為0.4 s，重建間隔為0.45 mm，重建層厚為0.9 mm。FBP重建期間采用120 kV固定管電壓，管電流為800 mA。iDose4迭代重建法依據(jù)患者體質(zhì)量設(shè)定管電壓，BMI＜28 kg/m2患者采用100 kV管電壓，BMI＞28 kg/m2患者采用120 kV管電壓，管電流為430～735 mA。掃描圖像傳輸至工作站進(jìn)行后處理，后處理方法包括容積再現(xiàn)（VR）、曲面重建（CPR）、多平面重建（MRP）。

1.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

①對(duì)比iDose4迭代重建法120 kV管電壓、iDose4迭代重建法100 kV管電壓、FBP 120 kV管電壓圖像質(zhì)量評(píng)分。選擇相同患者冠狀動(dòng)脈主支顯示效果較好的同一層面完成相關(guān)分析，采用4分法評(píng)估原始軸位圖像質(zhì)量。1分為血管邊緣存在嚴(yán)重偽影，無(wú)法診斷；2分為血管邊緣存在中度偽影，管腔顯示不清晰，干擾診斷；3分為血管邊緣銳利度不佳，存在少量偽影，未干擾診斷；4 分為血管邊緣銳利，無(wú)偽影，見(jiàn)圖1。②對(duì)比iDose4迭代重建法120 kV管電壓、iDose4迭代重建法100 kV管電壓、FBP 120 kV管電壓圖像信噪比（SNR）、對(duì)比噪聲比（CNR）。選擇主動(dòng)脈根部與左主干起始部位水平區(qū)域50 mm2范圍為感興趣區(qū)域，測(cè)定其CT值，標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算結(jié)果為圖像噪聲，SNR=主動(dòng)脈根部CT值/標(biāo)準(zhǔn)差，CNR=（主動(dòng)脈根部CT值-胸部CT值）/胸肌標(biāo)準(zhǔn)差。③對(duì)比iDose4迭代重建法120 kV管電壓、iDose4迭代重建法100 kV管電壓、FBP 120 kV管電壓輻射劑量，準(zhǔn)確記錄CT劑量指數(shù)，計(jì)算CT劑量長(zhǎng)度乘積，輻射劑量=CT劑量長(zhǎng)度乘積×胸部權(quán)重指數(shù)。

圖1 圖像質(zhì)量評(píng)分

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（± s）表示，行t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)（n）、百分率（%）表示，行χ2檢驗(yàn)，P＜0.05表示數(shù)據(jù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 對(duì)比iDose4迭代重建法120 kV管電壓、FBP 120 kV管電壓的圖像質(zhì)量評(píng)分、輻射劑量、SNR、CNR

iDose4迭代重建法120 kV管電壓圖像質(zhì)量評(píng)分、輻射劑量、SNR、CNR均優(yōu)于FBP 120 kV管電壓，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見(jiàn)表1。

表1 對(duì)比iDose4迭代重建法120 kV管電壓、FBP 120 kV管電壓的圖像質(zhì)量評(píng)分、輻射劑量、SNR、CNR（ ± s）

表1 對(duì)比iDose4迭代重建法120 kV管電壓、FBP 120 kV管電壓的圖像質(zhì)量評(píng)分、輻射劑量、SNR、CNR（ ± s）

方法 圖像質(zhì)量評(píng)分/分 輻射劑量/mSv iDose4迭代重建法120 kV管電壓（n=22） 3.29±0.84 5.42±1.38 FBP 120 kV管電壓（n=48） 2.89±0.35 8.79±1.62 t 2.824 8.445 P 0.006 0.000

表1 （續(xù)）

2.2 對(duì)比iDose4迭代重建法100 kV管電壓、FBP 120 kV管電壓的圖像質(zhì)量評(píng)分、輻射劑量、SNR、CNR

iDose4迭代重建法100 kV管電壓輻射劑量、CNR均優(yōu)于FBP 120 kV管電壓，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見(jiàn)表2。

表2 對(duì)比iDose4迭代重建法100kV管電壓、FBP 120kV管電壓的圖像質(zhì)量評(píng)分、輻射劑量、SNR、CNR（ ± s）

表2 對(duì)比iDose4迭代重建法100kV管電壓、FBP 120kV管電壓的圖像質(zhì)量評(píng)分、輻射劑量、SNR、CNR（ ± s）

方法 圖像質(zhì)量評(píng)分/分 輻射劑量/mSv iDose4迭代重建法100 kV管電壓（n=26）3.02±0.41 4.28±6.93 FBP 120 kV管電壓（n=48） 2.89±0.35 8.79±1.62 t 1.435 4.319 P 0.156 0.000方法 SNR CNR iDose4迭代重建法100 kV管電壓（n=26）13.86±3.01 24.65±7.89 FBP 120 kV管電壓（n=48） 13.21±2.84 17.24±6.19 t 0.920 4.456 P 0.360 0.000

2.3 iDose4迭代重建法120 kV管電壓、FBP 120 kV管電壓圖像對(duì)比

圖2a箭頭所指區(qū)域冠脈血管邊緣銳利程度欠佳，圖2b圖箭頭所致區(qū)域冠脈血管邊緣銳利。見(jiàn)圖2。

圖2 iDose4迭代重建法120 kV管電壓、FBP 120 kV管電壓圖像對(duì)比

3 討論

冠心病等心血管疾病臨床發(fā)病率較高，通過(guò)早期治療有助于改善預(yù)后。臨床診斷冠心病的金標(biāo)準(zhǔn)為選擇行冠脈造影，但該檢查方案具有一定盲目性及風(fēng)險(xiǎn)性[6]。伴隨醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，冠狀動(dòng)脈CTA得到臨床廣泛應(yīng)用，該技術(shù)圖像清晰度較高，醫(yī)師可準(zhǔn)確評(píng)估動(dòng)脈斑塊性質(zhì)、冠脈狹窄程度，也可判斷冠脈支架術(shù)后血管通暢度[7]。

冠狀動(dòng)脈CTA屬于薄層掃描技術(shù)，掃描范圍廣，輻射劑量較大，如何在保證該圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上減少輻射劑量是臨床研究的熱點(diǎn)問(wèn)題[8]。FBP為冠狀動(dòng)脈CTA圖像重建的常規(guī)方案，具有重建迅速、整體穩(wěn)定性良好、圖像重建系統(tǒng)成本低廉等技術(shù)特點(diǎn)，但FBP算法中預(yù)先假定投影數(shù)據(jù)無(wú)噪聲，且未考慮系統(tǒng)光學(xué)等影響因素，極易產(chǎn)生投影值不完整或錯(cuò)誤等問(wèn)題[9]。同時(shí)，低劑量下FBP噪聲水平偏高，圖像質(zhì)量顯著降低，無(wú)法滿(mǎn)足低輻射及高圖像質(zhì)量的要求。iDose4迭代重建法為典型快速迭代技術(shù)，其主要技術(shù)特點(diǎn)為多頻重建算法及多模型成像，真實(shí)解剖模型、噪聲控制模型經(jīng)由原始數(shù)據(jù)噪聲及對(duì)應(yīng)解剖位置CT值范圍自動(dòng)判斷，可維持噪聲功率譜恒定，剔除圖像中異樣成分，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)重建加速，并可保證影像質(zhì)量[10]。iDose4迭代重建法可有效抑制偏心及帶狀偽影，密度及空間分辨率顯著提高，利用補(bǔ)償降低劑量形成的噪聲可顯著減少輻射劑量，并可提高圖像質(zhì)量。通過(guò)對(duì)比分析可知，iDose4迭代重建法無(wú)需大量采樣信息，并可實(shí)現(xiàn)圖像噪聲、空間分辨率去耦合，可在減少噪聲的基礎(chǔ)上維持最佳圖像空間分辨率。同時(shí)，iDose4迭代重建法利用X線輻射量子統(tǒng)計(jì)技術(shù)模式可實(shí)現(xiàn)精確建模，并可獲取準(zhǔn)確的電子噪聲，利用重復(fù)循環(huán)計(jì)算模式高質(zhì)量處理原始采樣數(shù)據(jù)信息，可最大程度上提升圖像信噪比，并可減少輻射劑量，顯著提高圖像質(zhì)量。iDose4迭代重建法屬于高級(jí)算法，可精確控制及刻畫(huà)噪聲，對(duì)噪聲的頻率分布情況無(wú)不良影響，有助于提升圖像真實(shí)度，并可清除偽影，顯著提高圖像分辨率。

研究數(shù)據(jù)顯示，iDose4迭代重建法120 kV管電壓圖像質(zhì)量評(píng)分、輻射劑量、SNR、CNR均優(yōu)于FBP 120 kV管電壓，iDose4迭代重建法100 kV管電壓輻射劑量、CNR均優(yōu)于FBP 120 kV管電壓，提示對(duì)比FBP，iDose4迭代重建法可提高圖像質(zhì)量，減少輻射劑量。采用100 kV管電壓可顯著減少輻射劑量，但射線穿透力降低，影響圖像質(zhì)量，采用120 kV管電壓圖像質(zhì)量較高，但減少輻射劑量效果不及100 kV管電壓。通過(guò)本研究的綜合分析可以認(rèn)為，F(xiàn)BP屬于傳統(tǒng)CT影像重建技術(shù)，可對(duì)不同投影值進(jìn)行加權(quán)、反投影、濾波及校準(zhǔn)等處理，但FBP對(duì)于采集數(shù)據(jù)質(zhì)量要求較高，如輻射劑量偏低，則投影數(shù)據(jù)采集量無(wú)法滿(mǎn)足臨床實(shí)際需求，加之噪聲較大的影響，可對(duì)重建圖像質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。iDose4迭代重建法屬于FBP的替代性技術(shù)，該技術(shù)的主要特點(diǎn)是預(yù)先假定某一圖像模型為起點(diǎn)，通過(guò)精確計(jì)算確定預(yù)期影像投影，并將實(shí)際投影與預(yù)期影像投影進(jìn)行對(duì)比分析。iDose4迭代重建法中每次迭代均需進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真投影數(shù)據(jù)與采集數(shù)據(jù)的綜合分析研究。如原始投影數(shù)據(jù)與重建圖像保持一致，則終止迭代。iDose4迭代重建法實(shí)施圖像重建的過(guò)程中可持續(xù)降低噪聲，通過(guò)多次校正更新及迭代處理可最大程度上提高圖像質(zhì)量，降低噪聲。iDose4迭代重建法可通過(guò)多種信息提高圖像的平滑度，并可最大程度上保留各類(lèi)對(duì)比信息，且成像方式可顯著減少輻射劑量，操作過(guò)程中需要使用的投影總量較少，可在低輻射劑量及不完整數(shù)據(jù)的條件下達(dá)到最佳圖像質(zhì)量。

綜上所述，與FBP相比，冠狀動(dòng)脈CTA檢查中采用iDose4迭代重建法可提高圖像質(zhì)量，減少輻射劑量，值得全面推廣應(yīng)用。同時(shí)，本次研究受相關(guān)因素影響，研究開(kāi)展總時(shí)間較短，研究流程設(shè)計(jì)不夠系統(tǒng)完善，納入研究樣本總量不足，未開(kāi)展多中心對(duì)比分析評(píng)估，冠狀動(dòng)脈CT血管成像檢查中采用迭代重建法與濾波反投影法的相關(guān)機(jī)制仍需進(jìn)行深入分析與評(píng)估。