應(yīng)用迭代重建聯(lián)合自動(dòng)管電流調(diào)節(jié)技術(shù)降低胸部CT輻射劑量的效果評(píng)價(jià)

王 軍, 王溧康, 吳晶濤, 邰學(xué)祥, 孫 駿, 葉 靖, 王守安, 朱慶強(qiáng), 孫繼全

(揚(yáng)州大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院 江蘇省蘇北人民醫(yī)院 影像科, 江蘇 揚(yáng)州, 225001)

近年來(lái)，CT自適應(yīng)性統(tǒng)計(jì)迭代重建(ASIR)技術(shù)可有效降低圖像噪聲，進(jìn)而可以進(jìn)一步降低受檢者的輻射劑量。本研究探討應(yīng)用寶石探測(cè)器HDCT(Discovery 750)的自適應(yīng)迭代重建(ASIR)技術(shù)配合自動(dòng)管電流調(diào)節(jié)(ATCM)技術(shù)來(lái)降低胸部CT檢查的輻射劑量的效果，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2012年2月—2013年10月在本院體檢診斷為肺部小結(jié)節(jié)60例患者的資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：在此期間已進(jìn)行過(guò)常規(guī)應(yīng)用ATCM技術(shù)的胸部CT掃描，且因?yàn)榕R床需要再次行胸部CT平掃檢查的患者。其中BMI≤22者36例，年齡28～75歲，平均(40.5±10.5)歲，BMI 16.90～22.0, 平均(20.55±0.92); BMI>22者24例,年齡24～80歲，平均(45.8±10.5)歲，BMI 22.3～35.20, 平均(27.48±1.89)。所有患者對(duì)檢查知情同意。

1.2 檢查方法

掃描方法：2次檢查均采用ATCM技術(shù)，為降低胸部CT檢查的輻射劑量，對(duì)于需要反復(fù)評(píng)估的患者，第2次掃描采用結(jié)合ASIR重建技術(shù)的掃描模式。采用GE寶石Discovery CT750HD能譜CT。患者取仰臥位，吸氣位掃描，范圍從胸廓入口至肺底層面，胸壁包括完整。

掃描參數(shù)：ATCM技術(shù)掃描參數(shù)：管電流20～200 mAs, 固定管電壓120 kVp, 旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.58, 床進(jìn)68.75 mm/s, 螺距1.375, 旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.8 s/周，層厚5 mm。噪聲指數(shù)根據(jù)BMI確定，第1次掃描(純ATCM組)：≤22噪聲指數(shù)為14，>22噪聲指數(shù)為18; 第2次掃描(ATCM結(jié)合ASIR組)：≤22噪聲指數(shù)為18，>22噪聲指數(shù)為22。

重建方法：?jiǎn)渭傾TCM技術(shù)組采用濾波反投影重建方法；ATCM結(jié)合ASIR組采用50%ASIR法獲得圖像。重建圖像層厚5 mm，層間距5 mm。

1.3 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

主觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)將圖像傳輸至AW 4.5工作站，關(guān)閉掃描參數(shù)及患者相關(guān)信息。應(yīng)用固定窗寬、窗位：肺窗窗寬(1 200 HU)，窗位(-450 HU)；縱膈窗窗寬(350 HU)，窗位(60 HU)。由2名具有10年以上工作經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師采用雙盲法對(duì)所有圖像進(jìn)行圖像診斷質(zhì)量和圖像噪聲的主觀評(píng)估: ① 圖像質(zhì)量評(píng)分：參照Kalra等[1]的綜合評(píng)分方法: 1分：差，完全不能滿足診斷要求; 2分：較差，不能滿足診斷要求; 3分：一般，尚能滿足診斷要求；4分:良好，能滿足診斷要求; 5分:優(yōu)：能完全滿足診斷要求?！?分的圖像被認(rèn)為臨床可以接受; ② 圖像噪聲評(píng)分：采用5分制法評(píng)分。1分為太多噪聲; 2分為超過(guò)接受程度的噪聲；3分為可以接受的噪聲; 4分為較少的噪聲; 5分為非常少的噪聲。可以接受的圖像噪聲被定義為可以辨別組織臟器、淋巴結(jié)和病變界限，圖像顆粒感可接受; ③ 輻射劑量：詳細(xì)記錄2次掃描后的X線輻射劑量參數(shù)，即容積CT劑量指數(shù)(CTDIvol)[2], 由CT機(jī)自動(dòng)計(jì)算獲得。

2 結(jié) 果

ATCM結(jié)合ASIR組CTDIvol為(1.62±0.48) mGy, 單純ATCM組CTDIvol為(4.28±0.35) mGy, 結(jié)合ASIR技術(shù)可以降低約62%的劑量，2組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=26.81,P<0.05)。2名醫(yī)師對(duì)各組患兒進(jìn)行圖像質(zhì)量和噪聲評(píng)分結(jié)果見(jiàn)表1。所有圖像質(zhì)量評(píng)分均達(dá)到滿足影像診斷的要求，2名醫(yī)師對(duì)于ATCM結(jié)合ASIR組圖像質(zhì)量和圖像噪聲評(píng)分均略高于單純ATCM組，各組圖像質(zhì)量和圖像噪聲評(píng)分均具有中等以上的一致性, 說(shuō)明應(yīng)用ASIR技術(shù)提升噪聲指數(shù)，獲得的低劑量水平的圖像均符合臨床診斷的要求，并且獲得了稍優(yōu)于以前單純ACTM技術(shù)所獲得的濾波反投影圖像。

表1 不同掃描方法的胸部CT掃描的圖像質(zhì)量和圖像噪聲評(píng)分結(jié)果 分

3 討 論

胸部低劑量CT檢查是肺癌檢出的重要手段[3]。如何以最低輻射劑量獲得滿足診斷要求的圖像，在輻射劑量與診斷圖像之間找到最佳平衡點(diǎn)，是放射界關(guān)注的熱點(diǎn)課題。CT低劑量技術(shù)的使用和研究要遵循最優(yōu)化(ALARA)原則，即在保證獲取良好的CT圖像質(zhì)量(滿足臨床診斷的需求)同時(shí)，盡可能合理地降低受檢者的檢查劑量[4]。目前降低輻射劑量的方法包括: ① 降低管電流; ② 降低管電壓; ③ 增大螺距; ④ 減少掃描時(shí)間; ⑤ 增加圖像噪聲。隨著CT低劑量技術(shù)的發(fā)展，ATCM[5-7]技術(shù)的出現(xiàn)并廣泛應(yīng)用于臨床使得CT掃描劑量進(jìn)一步減低。它通過(guò)設(shè)定合適的噪聲指數(shù)，根據(jù)體厚調(diào)節(jié)各掃描層面的mAs來(lái)減低輻射劑量。CT掃描劑量的減低必然會(huì)引起圖像噪聲的增加，而噪聲是影響圖像質(zhì)量的最主要因素。本研究應(yīng)用的HDCT使用寶石探測(cè)器，其穩(wěn)定性及敏感性較以往的探測(cè)器有所提高，特別是ASIR重建算法對(duì)低劑量掃描起著非常重要的作用。ASIR技術(shù)可以在濾波反投影重建的基礎(chǔ)上降低圖像的噪聲，提高掃描圖像的質(zhì)量，所以合理應(yīng)用ASIR重建技術(shù)可以有效提升圖像空間分辨力及密度分辨力，抑制低劑量偽影并去除噪聲[8]。解決噪聲指數(shù)設(shè)定值的提高所帶來(lái)的濾波反投影重建圖像噪聲上升和圖像質(zhì)量下降，達(dá)到還原圖像來(lái)保證圖像質(zhì)量的目的，而噪聲指數(shù)的提高意味著輻射劑量得到了降低。研究[9]表明，采用ASIR重建算法，寶石探測(cè)器HDCT胸部掃描的ED可降低約50%，而圖像質(zhì)量無(wú)明顯改變。Singh等[10]研究表明，應(yīng)用ASIR重建算法可使用40 mAs作為胸部CT的掃描條件，圖像質(zhì)量高于FBP重建技術(shù)的圖像。

本研究結(jié)果顯示，在常規(guī)應(yīng)用ACTM技術(shù)低劑量掃描的基礎(chǔ)上將CT胸部掃描的噪聲指數(shù)進(jìn)一步提高，并結(jié)合50%ASIR后重建圖像，獲得了均能達(dá)到滿足臨床診斷要求的圖像評(píng)分，同時(shí)達(dá)到了輻射劑量減低的目的(約62%)。

[1] Kalra M K, Prasad S, Saini S, et al.Clinical comparision of standard dose and 50%reduced-dose abdominal CT: effect on image quality[J].AjR Am J Roentgenol, 2002, 179: 1101.

[2] 劉彬, 白玖.64層螺旋CT檢查中患者受照劑量的研究[J].中華放射學(xué)雜志, 2008, 42: 1050.

[3] 彭剛, 曾勇明.肺部低劑量螺旋CT技術(shù)的研究進(jìn)展[J].中華內(nèi)分泌外科雜志, 2009, 4: 273.

[4] Entfkin D W, Leipsie J A, Carl J J.Optimization of radiation dose reduction in cardiac computed tomographic angiography[J].Cardiol Rev, 2011, 19: 163.

[5] Peng Y, Li J, Ma D, et al.Use ofautomatic tube current modulation with astandardized noise index in young children undergoing chest computed tomography scans with 64 slice multidetector computed mmography[J].Acta Radiol, 2009, 50: 1 175.

[6] 彭蕓, 李劍穎, 馬大慶.CT檢查中低x線劑量技術(shù)的應(yīng)用和進(jìn)展[J].中華放射學(xué)雜志, 2008, 42: 1117.

[7] 彭蕓, 馬大慶, 李劍穎, 等.64層螺旋CT自動(dòng)管電流調(diào)節(jié)技術(shù)在嬰幼兒胸部低劑量CT掃描中應(yīng)用的可行性研究[J].中華放射學(xué)雜志, 2008, 42: 1045.

[8] Hutton B, Nuyts J, Zaidi H.Iterative reconstruction methods, quantitative analysis in nuclear medicine imaging[M].Singapore: Springer Science&Business Media, 2006: 107.

[9] 賈楠, 王新江, 惠萍, 等.適應(yīng)性統(tǒng)計(jì)選代重建技術(shù)降低胸部CT掃描劑量的韌步臨床研究[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2010, 18(6): 551.

[10] Singh S, Kalra M K, Gilman M D, et al.Adaptive statistical iterative reconstruction technique for radiation dose reduction in chest CT: a pilot study[J].Radiology, 2011, 259(2): 565.