佘成龍,蘇 彤,沈 云,陳 飛,白燕華,王 慧

隨著計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)檢查在臨床中的不斷普及應(yīng)用，其所造成的電離輻射問題受到了業(yè)界廣泛的關(guān)注[1]。由于X線的生物學(xué)效應(yīng)，CT被認(rèn)為是引起醫(yī)源性輻射的重要原因，有大量研究表明，電離輻射可導(dǎo)致DNA損傷并引發(fā)癌變的多階段過程[2]，據(jù)Berrington等的報(bào)道，正常人每增加一次CT檢查，其患癌風(fēng)險(xiǎn)隨之增加，且癌癥相關(guān)死亡風(fēng)險(xiǎn)增加約0.08%。多模態(tài)迭代重建算法(ASIR-V)是GE公司最新推出的圖像重建算法，該算法有前置與后置2種模式[3]，前置迭代的設(shè)置在能夠減少掃描劑量同時(shí)確保圖像質(zhì)量，同時(shí)通過設(shè)置后置迭代提高圖像質(zhì)量[4]，前后置組合ASIR-V應(yīng)用于臨床有較大的價(jià)值。迭代重建算法近年來的主要研究方向是如何通過后處理提高圖像質(zhì)量，且應(yīng)用于非能譜掃描較常見。然而是利用前后置配對(duì)的 ASIR-V對(duì)腹部能譜三期增強(qiáng)CT掃描圖像質(zhì)量及輻射劑量影響的研究很少。本研究的目的是探討前后置配對(duì)的 ASIR-V對(duì)腹部能譜增強(qiáng)CT掃描圖像質(zhì)量及輻射劑量影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料：收集2022年2月至5月在寧夏回族自治區(qū)中醫(yī)醫(yī)院使用GE Revolution CT行腹部能譜GSI三期增強(qiáng)掃描患者30例。其中男性14例，女性16例，年齡44～84歲，平均年齡(60.56±9.66)歲，體質(zhì)量指數(shù)(BMI)為(21.7±2.51)kg/m2。本研究通過本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 CT檢查方法：使用GE Revolution CT，參數(shù)設(shè)置為管電壓80 kV/140 kV瞬時(shí)切換，自動(dòng)管電流(200～600 )mA，噪聲指數(shù)(NI)10，探測(cè)器寬度80 mm，轉(zhuǎn)速0.5 s/r，Pitch值0.992∶1，對(duì)比劑(體質(zhì)量為450 mgI/kg)的注射總量是由患者的體質(zhì)量計(jì)算得到，注射流率由對(duì)比劑的總量設(shè)置得到；在對(duì)比劑注入后20 s、50 s、100 s時(shí)進(jìn)行動(dòng)脈期、門靜脈期、延遲期掃描。圖像重建層厚、層間距均為1.25 mm。三期掃描范圍相同，動(dòng)脈期掃描設(shè)置前置后置30% ASIR-V；門靜脈期掃描設(shè)置前置后置40% ASIR-V ；延遲期掃描設(shè)置前置后置50% ASIR-V。由file格式記錄ROI的單能量的CT值及標(biāo)準(zhǔn)差(SD，圖像噪聲)等能譜信息。

1.3 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

1.3.1 客觀評(píng)價(jià)：所有數(shù)據(jù)傳至GE AW 4.7工作站，將ROI分別放置在實(shí)質(zhì)臟器及同層面腹壁皮下脂肪，ROI=70 mm2，盡量保證ROI大小、形狀和位置一致，且需要避開偽影及病變區(qū)域，測(cè)量3次取平均值。記錄測(cè)得噪聲值，即CT值的標(biāo)準(zhǔn)差(SD)。

1.3.2 主觀評(píng)價(jià)：由兩名有三年以上從業(yè)經(jīng)歷的放射科醫(yī)師獨(dú)立盲法評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)采用5分制[1]。5分，解剖細(xì)節(jié)清晰，對(duì)比度高，層次感強(qiáng)，銳利度好；4分，解剖結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)較清楚，對(duì)比度較高，層次感及銳利度稍降低；3分，大部分解剖結(jié)構(gòu)較清楚，細(xì)節(jié)顯示欠清，層次感、銳利度較低但可接受；2分，解剖細(xì)節(jié)不足以被發(fā)現(xiàn)，層次感、銳利度低；1分，解剖結(jié)構(gòu)無法分辨，層次感低、銳利度差。3分及以上視為可滿足臨床診斷需求。

1.3.3 輻射劑量：記錄各期圖像CT劑量指數(shù)(CTDIvol) 和劑量長(zhǎng)度乘積(DLP)，根據(jù)胸部劑量系數(shù)計(jì)算有效劑量(ED)，ED=DLP×0.014，計(jì)算并比較各期ED下降百分比。

2 結(jié)果

2.1 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果：動(dòng)脈期(30% ASIR-V)、門靜脈期(40% ASIR-V)和延遲期(50% ASIR-V)增強(qiáng)掃描的主觀評(píng)分呈基本穩(wěn)定狀態(tài)，分別為(4.17±0.67)分,(4.37±0.58)分及(4.15±0.61)分，各組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。三期增強(qiáng)掃描的實(shí)質(zhì)臟器SD值分別為(20.02±2.58)Hu,(19.92±2.12)Hu及(18.99±2.32)Hu，各期之間SD值比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。皮下脂肪SD值分別為(17.09±3.14)Hu,(16.67±2.06)Hu及(16.9±3.32)Hu，各期之間SD差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 不同權(quán)重ASIR-V下圖像質(zhì)量的評(píng)估

2.2 輻射劑量：腹部增強(qiáng)掃描動(dòng)脈期(30% ASIR-V)、門靜脈期(40% ASIR-V)和延遲期(50% ASIR-V)三期有效輻射劑量ED分別為(6.40±2.24)mSv、(5.24±1.92)mSv、(4.13±1.40)mSv。CT劑量指數(shù)CTDIvol、劑量長(zhǎng)度乘積DLP，各期輻射劑量指標(biāo)之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。隨 ASIR-V權(quán)重增加，有效輻射劑量呈下降趨勢(shì)，門靜脈期及延遲期較動(dòng)脈期有效輻射劑量(ED)均有所減低，下降百分比約為18.17%,35.47%，見表2。

表2 不同權(quán)重ASIR-V下輻射劑量指標(biāo)的變化

3 討論

X線輻射劑量主要由球管電壓和管電流所決定[5]，常見降低CT輻射劑量的方法有手動(dòng)選擇管電壓、自動(dòng)調(diào)節(jié)管電流等技術(shù)，但是會(huì)受到重建算法特征性的限制且程度有限。傳統(tǒng)的FBP算法因其無法滿足在減少輻射劑量的前提下確保更高圖像質(zhì)量的要求，逐漸被迭代重建算法所替代[6]。隨后開發(fā)出了基于模型的迭代重建算法(MBIR)和自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建算法(ASIR)，但兩種算法均因其自身缺陷未能廣泛應(yīng)用于臨床實(shí)踐中。GE最新開發(fā)的基于多模態(tài)的迭代重建算法ASIR-V比傳統(tǒng)的ASIR算法成像質(zhì)量更好，比MBIR算法成像處理時(shí)間更短，已逐步在臨床檢查中得到廣泛應(yīng)用[7]。ASIR-V技術(shù)兼具噪聲模型、物體模型和物理模型的特點(diǎn)，能夠在減少圖像噪聲的前提下提高圖像的密度分辨力和抑制偽影[8]。該算法和其他算法相比，可利用一個(gè)比較簡(jiǎn)單的前向投影系統(tǒng)模型來削弱系統(tǒng)光學(xué)模型中圖像矢量的作用，從而加快重建速度并確保在減少噪聲的前提下改善圖像質(zhì)量[5]。ASIR-V技術(shù)分為前置和后置兩種方式，其中前置迭代直接通過調(diào)整管電流來減小輻射劑量[9-10]，后置迭代通過減小圖像噪聲來間接減小輻射劑量[11-12]。

腹部增強(qiáng)掃描的特點(diǎn)在于掃描范圍大、掃描期相多，如何在不影響臨床診斷的前提下盡量降低患者所受的輻射劑量已經(jīng)成為業(yè)界的關(guān)注熱點(diǎn)之一[2，13-16]。能譜增強(qiáng)掃描可以在一定程度降低輻射劑量，若聯(lián)合ASIR-V技術(shù)則效果更好。本研究結(jié)果顯示，腹部能譜增強(qiáng)掃描動(dòng)脈期、門脈期及延遲期分別采用前后置配對(duì)的不同權(quán)重ASIR-V(30%、40%、50%)，輻射劑量隨ASIR-V權(quán)重的增加而減小。圖像主觀評(píng)分在各個(gè)期均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。三期增強(qiáng)掃描中實(shí)質(zhì)臟器及皮下脂肪的SD值比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

本研究的不足之處在于為了對(duì)同一患者進(jìn)行比較，不同的ASIR-V權(quán)重采用不同期相的能譜增強(qiáng)掃描，所以比較只能使用SD，而無法同時(shí)比較SNR和CNR等其他評(píng)價(jià)參數(shù)。另外研究樣本量較小，且未對(duì)腹部臟器部分病變的發(fā)現(xiàn)和診斷等作過深入分析。今后需加大樣本量及使用同一期相能譜增強(qiáng)掃描的不同的前后置ASIR-V配對(duì)病例繼續(xù)研究。

綜上所述，腹部能譜三期增強(qiáng)CT患者在適當(dāng)?shù)那啊⒑笾肁SIR-V配對(duì)參數(shù)設(shè)定下，能明顯減少患者接受輻射劑量和保持圖像質(zhì)量。30%～50%前后置配對(duì)ASIR-V在能譜掃描中均可以在滿足基本臨床診斷圖像質(zhì)量的要求下，同時(shí)降低掃描輻射量。