輸尿管結(jié)石低劑量CT掃描中不同iDose等級(jí)、不同層厚重建圖像的質(zhì)量比較

李麗超，宮鳳玲，周立娟，陳偉彬，于鵬，張立國(guó)( 唐山市工人醫(yī)院分院,河北唐山063000；華北理工大學(xué)附屬醫(yī)院)

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輸尿管結(jié)石低劑量CT掃描中不同iDose等級(jí)、不同層厚重建圖像的質(zhì)量比較

李麗超1,2，宮鳳玲2，周立娟1，陳偉彬2，于鵬2，張立國(guó)2(1 唐山市工人醫(yī)院分院,河北唐山063000；2華北理工大學(xué)附屬醫(yī)院)

摘要：目的比較輸尿管結(jié)石低劑量CT掃描中不同iDose等級(jí)、不同層厚重建圖像的質(zhì)量。方法78例輸尿管結(jié)石患者，經(jīng)保守治療后結(jié)石未排出，首次檢查采用常規(guī)劑量(120 kV/400 mAs)CT掃描并用濾波反投影算法(FBP)1 mm薄層重建(常規(guī)組)，復(fù)查采用低劑量(120 kV/200 mAs)CT掃描并行6級(jí)迭代算法1 mm薄層重建(低劑量組)。記錄CT容積劑量指數(shù)(CTDIvol)、劑量長(zhǎng)度乘積(DLP)，計(jì)算有效劑量(ED)；首先通過(guò)圖像質(zhì)量主觀評(píng)分、圖像的客觀噪聲值、信噪比及結(jié)石檢出數(shù)評(píng)價(jià)出1 mm最合理的iDose等級(jí)，再對(duì)最優(yōu)iDose等級(jí)行1.5 mm及2 mm重建，評(píng)價(jià)出最優(yōu)iDose重建層厚。結(jié)果低劑量組、常規(guī)組CTDIvol分別為(11.26±0.53)、(22.42±1.03)mGy，DLP分別為(584.68±25.47)、(1 166.38±52.78)mGy*cm，ED分別為(8.77±1.43)、(17.52±2.85)mSv，兩組比較，P均<0.05。低劑量迭代算法重建的1 mm iDose4等級(jí)圖像噪聲、信噪比及iDose4～6等級(jí)圖像質(zhì)量主觀評(píng)分、結(jié)石檢出數(shù)分別與常規(guī)劑量組比較，P均>0.05。1.5、2 mm與1 mm iDose4重建圖像噪聲比較，P均<0.05；2 mm與1 mm iDose4重建圖像信噪比比較，P<0.05；1、1.5、2 mm iDose4重建結(jié)石檢出數(shù)分別為91、91、89枚，三者圖像質(zhì)量主觀評(píng)分比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論輸尿管結(jié)石低劑量CT掃描的圖像質(zhì)量受迭代算法iDose等級(jí)及重建層厚的影響，iDose4是最優(yōu)臨界水平，此水平1.5 mm層厚重建為最合理方案。

關(guān)鍵詞：CT檢查；輸尿管結(jié)石；低劑量輻射；迭代算法；重建層厚

輸尿管結(jié)石CT檢查掃描范圍大，且部分保守治療病例需要CT復(fù)查觀察結(jié)石位置的變化，輻射劑量大成為臨床關(guān)注的焦點(diǎn)。有研究[1，2]表明，迭代算法可以有效降低輻射劑量，改善圖像質(zhì)量。重建層厚與噪聲密切相關(guān)，直接影響圖像質(zhì)量及重建速度。所以本研究將迭代算法應(yīng)用于輸尿管結(jié)石低劑量CT掃描中，以期在不影響圖像質(zhì)量的前提下降低輻射劑量，并探討迭代算法診斷輸尿管結(jié)石的iDose最合理等級(jí)及重建層厚。

1資料與方法

1.1臨床資料選擇唐山市工人醫(yī)院分院2014年1月～2015年6月經(jīng)保守治療輸尿管結(jié)石未排出而行CT復(fù)查的78例患者，其中男51例，女27例，年齡23～68歲，BMI 19～23 kg/m2。

1.2低劑量CT掃描方法應(yīng)用飛利浦64排螺旋CT，掃描范圍為膈下至恥骨聯(lián)合，所有患者在首次常規(guī)劑量掃描后重建出FBP圖像(常規(guī)組)，復(fù)查應(yīng)用低劑量掃描后(低劑量組)重建出iDose 1～6圖像。常規(guī)劑量掃描參數(shù)120 KV，400 mAs，層厚5 mm，間距5 mm，螺距0.984，F(xiàn)BP重建層厚為1 mm，X線球管旋轉(zhuǎn)1周時(shí)間為0.8 s,圖像顯示窗寬400，窗位60。低劑量掃描管電流采用200 mAs，iDose1～6重建層厚為1 mm，其他參數(shù)同常規(guī)劑量參數(shù)。對(duì)最優(yōu)等級(jí)分別行1.5 mm和2 mm的薄層重建。

1.3圖像質(zhì)量分析方法 ①噪聲測(cè)量方法：在腎實(shí)質(zhì)內(nèi)選取3個(gè)感興趣區(qū)域(ROI)的圓形區(qū)域測(cè)量CT值及SD值，避開(kāi)結(jié)石和鈣化區(qū)，取其平均值，ROI面積調(diào)整到50～55 mm2。同一個(gè)患者ROI用復(fù)制粘貼的方法以保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。②圖像質(zhì)量觀察方法：圖像噪聲為所測(cè)腎實(shí)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)差的平均值(SD值)。圖像噪聲信噪比=CTn/SD，CTn為所測(cè)腎實(shí)質(zhì)的平均CT值。采用雙盲法進(jìn)行圖像質(zhì)量主觀評(píng)分[3]。記錄CT容積劑量指數(shù)(CTDIvol)和劑量長(zhǎng)度乘積(DLP)，有效劑量(ED)=DLP×k，k為換算因子，根據(jù)國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)公布的標(biāo)準(zhǔn)，k為0.015。

2結(jié)果

兩組輻射劑量比較見(jiàn)表1。重建層厚1 mm時(shí)，常規(guī)組與低劑量組各iDose等級(jí)重建結(jié)石檢出數(shù)量均為91枚，圖像噪聲、信噪比、圖像質(zhì)量主觀評(píng)分比較見(jiàn)表2。低劑量iDose4等級(jí)重建在1、1.5、2 mm重建層厚結(jié)石檢出數(shù)分別為91、91、89枚，iDose4不同重建層厚間圖像噪聲、信噪比、圖像質(zhì)量主觀評(píng)分比較見(jiàn)表3。

表1　常規(guī)組與低劑量組CTDIvol、DLP、ED比較

注：與常規(guī)組比較，#P<0.05。

表2　　　　常規(guī)組與低劑量組各iDose等級(jí)重建圖像噪聲、

注：與常規(guī)組比較，#P<0.05。

表3　　　　 iDose4不同重建層厚圖像噪聲、信噪比、

注：與1 mm層厚比較，#P<0.05。

3討論

據(jù)統(tǒng)計(jì)[4]，美國(guó)有高達(dá)2%的癌癥病例可能是由于CT掃描的輻射造成的。因此，在保證圖像質(zhì)量的前提下最大限度地降低輻射劑量是臨床急需解決的問(wèn)題。降低輻射劑量的常見(jiàn)方法包括降低管電壓、管電流和增大螺距。泌尿系結(jié)石多為陽(yáng)性結(jié)石，與周?chē)M織對(duì)比度較大，使得通過(guò)降低管電流行低劑量掃描成為可能。對(duì)于泌尿系結(jié)石的低劑量研究[5]結(jié)果顯示，低劑量掃描圖像可以滿足臨床診斷要求，但圖像噪聲都有所增加，尤其對(duì)于密度低及直徑小的結(jié)石，部分出現(xiàn)漏診或誤診。

近年來(lái)低劑量的研究[6,7]從單純的降低掃描劑量向聯(lián)合改進(jìn)重建算法的方向發(fā)展。CT重建技術(shù)包括FBP和迭代重建。FBP因其簡(jiǎn)單快速的重建技術(shù)而被臨床廣泛應(yīng)用，但其對(duì)原始數(shù)據(jù)要求精確定量，X線量的波動(dòng)對(duì)其影響較大，對(duì)于噪聲和偽影較敏感。iDose是在構(gòu)建過(guò)程中進(jìn)行數(shù)據(jù)校正對(duì)比，同時(shí)保留數(shù)據(jù)邊緣，校正后的數(shù)據(jù)繼續(xù)迭代重建，圖像的噪聲不斷減少。本組研究低劑量掃描行iDose1～6級(jí)重建，結(jié)果顯示iDose4圖像噪聲、信噪比及iDose4～6圖像質(zhì)量主觀評(píng)分及結(jié)石檢出數(shù)與常規(guī)劑量比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但輻射劑量減低了約50%；iDose5～6級(jí)重建較常規(guī)劑量圖像噪聲降低，信噪比增加。但有文獻(xiàn)[8]報(bào)道，運(yùn)用iDose重建運(yùn)算量能達(dá)到FBP的100倍以上，等級(jí)越高運(yùn)算量越大，工作站的運(yùn)算負(fù)荷不斷加大，大大影響工作效率。李萍等[2]對(duì)于迭代算法診斷肺結(jié)節(jié)的研究結(jié)果顯示，隨著iDose等級(jí)升高，病灶邊緣與正常肺組織間有被密度均勻化的趨勢(shì)，小結(jié)構(gòu)可見(jiàn)性受到影響。本組研究未出現(xiàn)這種情況，可能是由于結(jié)石與周?chē)M織的高對(duì)比。所以iDose的等級(jí)并不是越高越好。重建層厚越厚圖像噪聲越小，重建層厚越薄圖像噪聲越大，并且增加重建厚度，圖像數(shù)量將明顯減少，可以明顯提高工作效率。但隨著重建層厚的增加，也會(huì)因?yàn)槿莘e效應(yīng)的影響遺漏小病灶。為了提高iDose的工作效率，我們?cè)谘芯恐袊L試增加了重建層厚，結(jié)果顯示重建層厚增加到1.5 mm時(shí)，圖像噪聲下降，信噪比、圖像質(zhì)量主觀評(píng)分及結(jié)石檢出數(shù)較1 mm時(shí)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但圖像數(shù)量大大減少，明顯提高了工作效率。當(dāng)重建層厚增加到2 mm時(shí)雖然圖像噪聲下降明顯，噪聲比增大，但結(jié)石檢出數(shù)減少，有兩顆直徑1～2 mm的小結(jié)石未被檢出。

總之，輸尿管結(jié)石低劑量CT掃描的圖像質(zhì)量受迭代算法iDose等級(jí)及重建層厚的影響，iDose4是最優(yōu)臨界水平，此水平1.5 mm層厚重建為最合理方案。

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(收稿日期：2015-11-04)

中圖分類(lèi)號(hào)：R445.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1002-266X(2016)11-0088-02

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2016.11.035

通信作者：宮鳳玲(E-mail: gongfengl@163.com)