低管電壓聯(lián)合迭代重建技術在甲狀腺CT檢查中的可行性

常 雯

趙 雯 ZHAO Wen

沈莎莎 SHEN Shasha

韓 丹 HAN Dan

多層螺旋CT是甲狀腺疾病診斷和治療效果監(jiān)測的重要手段。但由于甲狀腺是電離輻射的敏感器官，降低甲狀腺CT檢查的輻射劑量已成為近年的研究熱點。雙源CT雙能技術采用高、低2種管電壓掃描，可獲得2組不同能量的圖像及融合圖像。因此，本研究利用雙能低電壓數(shù)據(jù)聯(lián)合迭代重建（sinogram affirmed iterative reconstruction，SAFIRE）技術評價低電壓降低甲狀腺CT檢查輻射劑量的可行性，為臨床工作中降低甲狀腺CT掃描的劑量提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2012年1月－2015年12月在昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院影像科行甲狀腺雙能CT檢查的患者共80例，其中男16例，女64例；年齡19～76歲，平均（46.59±14.59）歲。所有患者均經(jīng)病理證實甲狀腺疾病并行手術，病理診斷與影像診斷符合率為91.25%。納入標準：①掃描范圍均為頸部；②平掃加雙能雙期增強。其中橋本甲狀腺炎2例，亞急性甲狀腺炎2例，結節(jié)型甲狀腺腫13例，腺瘤5例，濾泡狀腺癌3例，乳頭狀癌55例；17例為單側病變，63例為雙側病變。80例患者中，行雙能量掃描140/80 kV（A球管140 kV，B球管80 kV）40例，140/100 kV（A球管140 kV，B球管100 kV）40例，分別獲得100 kV、80 kV圖像各40例及A、B球管的線性融合圖像80例。設定A組80例為融合圖像（相當于120 kV）；B 組40例為100 kV圖像聯(lián)合SAFIRE重建；C組40例為80 kV圖像聯(lián)合SAFIRE重建。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Somatom Definition Flash CT，掃描范圍從顱底至胸廓入口。雙能CT各組掃描參數(shù)見表1。雙能融合系數(shù)為0.5，螺距0.7，重建層厚5 mm，間隔5 mm。對比劑為碘普羅胺（370 mgI/ml），劑量1.0 ml/kg，注射速度3.0 ml/s，自動觸發(fā)掃描，監(jiān)測感興趣區(qū)（ROI）置于主動脈弓，觸發(fā)值100 HU，延遲5 s從足-頭方向掃描，靜脈期于動脈期結束后20 s掃描。

表1 各組雙能CT掃描參數(shù)

1.3 圖像質(zhì)量評價

1.3.1 客觀指標 正常甲狀腺ROI面積15 mm2，分別測動脈期及靜脈期正常甲狀腺、胸鎖乳突肌CT值，同層面腹側空氣標準差（SD）為背景噪聲。均測量3次取平均值。信噪比（SNR）=正常甲狀腺CT值/標準差；對比噪聲比（CNR）=（正常甲狀腺CT值—胸鎖乳突肌CT值）/標準差。

1.3.2 甲狀腺病變 ROI置于病變實質(zhì)部分，避開鈣化、囊變等區(qū)域，ROI面積占病變的2/3～3/4，測量動脈期及靜脈期CT值。

1.3.3 主觀評價 由2位頭頸影像診斷主治醫(yī)師采用雙盲法評估甲狀腺病變，包括甲狀腺結節(jié)邊緣及包膜是否清晰、出血、壞死、鈣化。參考歐洲指南推薦的CT圖像質(zhì)量標準評分及趙雯等[1]制訂的標準，采用4分法。1分：圖像質(zhì)量差，甲狀腺及其病變細節(jié)顯示不清，影響診斷；2分：圖像質(zhì)量一般，甲狀腺及其病變細節(jié)顯示欠佳，輕度影響診斷；3分：圖像質(zhì)量好，甲狀腺及其病變細節(jié)顯示較好，基本不影響診斷；4分：圖像質(zhì)量優(yōu)秀，甲狀腺及其病變細節(jié)顯示良好，不影響診斷。

1.4 結節(jié)形態(tài)學分析 形態(tài)不規(guī)則、強化環(huán)不完整呈“強化殘圈征”、沙礫樣鈣化（直徑＜2 mm的鈣化）、結節(jié)突破甲狀腺包膜呈“節(jié)段缺損征”，結節(jié)具有以上任何1項即在影像學上判斷為惡性。計算各指標診斷甲狀腺惡性結節(jié)的靈敏度、特異度及準確度。

1.5 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 22.0軟件，各組圖像的客觀及主觀質(zhì)量評分采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD法。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。2名觀察者間的一致性采用Kappa檢驗，Kappa值＞0.60認為一致性較好。

2 結果

2.1 3組圖像動、靜脈期SNR及CNR比較 動脈期A、C組間正常甲狀腺SNR、CNR及病變甲狀腺組織的CNR差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），且均大于B組，A、B組及B、C組間差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）；各組間病變組織的SNR差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），且A組＞C組＞B組。靜脈期A、C組間正常甲狀腺CNR及病變組織SNR差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），且均大于B組，A、B組及B、C組間差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）；各組間正常甲狀腺SNR差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），且C組＞A組＞B組；各組間病變組織CNR差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表2。

2.2 3組圖像主觀評分比較 2名醫(yī)師對3組圖像的評分一致性較好（Kappa＞0.60），B、C組評分差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），均大于A組，其余各組間評分比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表3。

2.3 3組圖像甲狀腺病變診斷效能比較 根據(jù)形態(tài)不規(guī)則以及“強化殘圈征”判斷惡性結節(jié)的靈敏度和準確度為B組＞C組＞A組，“節(jié)段缺損征”的靈敏度、準確度為B組與C組相近且均大于A組，沙礫樣鈣化靈敏度、特異度、準確度C組最高。見表4。

3 討論

既往研究發(fā)現(xiàn)，隨著管電壓下降，圖像噪聲增大，但組織的CT值升高，對比度好[2-3]。陳海波等[4]通過動物實驗發(fā)現(xiàn)，能滿足診斷要求且輻射劑量最低的軟組織掃描條件為90 kV、100 mA，其輻射劑量比常規(guī)掃描120 kV、200 mA降低78.06%，這與本研究結果相符。本研究中80 kV組及100 kV組的背景噪聲差異無統(tǒng)計學意義，且均高于120 kV組，正常及病變甲狀腺組織的CT值隨管電壓的下降而升高，但正常甲狀腺組織CT值與病變區(qū)域CT值的差值（△CT）80 kV組＞100 kV組＞120 kV組，表明正常組織病變間的對比度因降低管電壓而增加，更有利于發(fā)現(xiàn)微小病灶。本研究結果顯示，120 kV組與80 kV組圖像的SNR、CNR差異無統(tǒng)計學意義，且均大于100 kV組，表明迭代重建技術可以彌補管電壓下降造成的影響，提高圖像質(zhì)量。此外，盡管各球管的管電流隨管電壓的減小而增大，但由于輻射劑量與管電壓的平方及管電流成正比，因而降低管電壓可有效降低輻射劑量[5]。

表2 3組圖像動、靜脈期各部位SNR及CNR比較（±s）

表2 3組圖像動、靜脈期各部位SNR及CNR比較（±s）

表3 3組圖像圖像主觀評分比較

表4 3組圖像甲狀腺病變診斷效能的比較（%）

主觀評分低電壓組間（80 kV組、100 kV組）差異無統(tǒng)計學意義，均高于120 kV組，表明降低管電壓聯(lián)合迭代重建后處理可彌補圖像質(zhì)量的下降，甚至可以在一定程度上提高圖像質(zhì)量。SAFIRE重建技術將圖像不斷與原始圖像進行對比，在每次迭代算法中噪聲被抑制和消除。重建過程根據(jù)檢查類型不斷循環(huán)，直到重建出最佳質(zhì)量的圖像[6]。因此，SAFIRE重建技術在各部位的低劑量掃描中得到廣泛應用[7-9]。本結果與既往研究結論一致[10-11]。

惡性結節(jié)的癌細胞呈浸潤性生長，突破結節(jié)的包膜致使結節(jié)形態(tài)不規(guī)則，包膜不完整呈“節(jié)段缺損征”，增強掃描時結節(jié)的環(huán)強化不完整呈“強化殘圈征”[12]；而良性結節(jié)常表現(xiàn)為邊界清晰，形態(tài)規(guī)則，增強掃描可見病灶有完整的強化環(huán)，甲狀腺包膜完整[13]。本文對甲狀腺病變結節(jié)的形態(tài)學研究顯示，根據(jù)“形態(tài)不規(guī)則”以及“強化殘圈征”判斷惡性結節(jié)靈敏度、準確度100 kV組最高，“節(jié)段缺損征”靈敏度、準確度80 kV組、100 kV組相近且大于120 kV組，“沙礫樣鈣化”靈敏度、特異度、準確度80 kV組最高，表明低管電壓聯(lián)合SAFIRE更有利于顯示結節(jié)的形態(tài)不規(guī)則、“強化殘圈征”、“節(jié)段缺損征”等特征。

總之，在甲狀腺增強CT掃描中降低采用低電壓聯(lián)合SAFIRE重建可在保證圖像質(zhì)量的同時提高診斷準確性，而且80 kV聯(lián)合SAFIRE在提高病灶與正常組織的對比度方面優(yōu)于100 kV聯(lián)合SAFIRE。

[1]趙雯, 張正華, 韓丹, 等. 雙能量CT增強碘濃度測定在鑒別甲狀腺良惡結節(jié)中的應用. 中國醫(yī)學影像學雜志, 2015,23(11): 815-818.

[2]洪璇陽, 許乙凱, 羅沛霖, 等. 低劑量掃描序列組合在頭頸CT減影血管造影中的可行性研究. 臨床放射學雜志, 2014,33(4): 612-615.

[3]趙雯, 韓丹, 黃益龍, 等. 雙能量CT非線性融合優(yōu)化對比技術對甲狀腺結節(jié)圖像質(zhì)量的影響. 中國醫(yī)學影像技術,2016, 32(5): 785-789.

[4]陳海波, 施丹, 余日勝. 頸部低劑量 CT 檢查實驗及臨床應用. 浙江醫(yī)學, 2013, 35(15): 1428-1431.

[5]Han BK, Grant KL, Garberich R, et al. Assessment of an interative reconstruction algorithm (SAFIRE) on image quality in pediatric cardiac CT datasets. J Cardiovasc Comput Tomogr,2012, 6(3): 200-204.

[6]楊靜, 韓丹, 劉超然, 等. SAFIRE聯(lián)合雙能量單能譜及非線性優(yōu)化對比技術提高頸根部圖像質(zhì)量的應用. 中國醫(yī)學影像技術, 2016, 32(7): 1111-1114.

[7]姜健, 王可, 許玉峰, 等. 低輻射劑量肝臟CT增強掃描:80 kVp 結合迭代重建技術的初步研究. 放射學實踐, 2016,31(4): 316-320.

[8]周俊, 魏蓉. 雙低掃描技術結合雙源CT Flash Spiral模式在冠狀動脈成像中的應用. 臨床放射學雜志, 2016, 35(9):1437-1440.

[9]Karaca M, Kirilmaz A, Oncel G, et al. Contrast-enhanced 64-slice computed tomography in detection and evaluation of anomalous coronary arteries. Tohoku J Exp Med, 2007, 213(3):249-259.

[10]李青青, 趙衛(wèi), 李德艷, 等. 低管電流聯(lián)合 SAFIRE 重建在頸部腫大淋巴結的雙能量 CT 掃描中的應用. 實用放射學雜志, 2016, 32(4): 607-609, 617.

[11]梁堅豪, 朱新進, 劉杰, 等. 多層螺旋CT低劑量掃描技術在甲狀腺增強掃描中的臨床應用. 實用放射學雜志, 2016,32(7): 1116-1118.

[12]唐光健, 李松年. 現(xiàn)代全身CT診斷學. 第3版.北京: 中國醫(yī)藥科技出版社, 2007: 1642-1643.

[13]趙雯, 張正華, 韓丹, 等. 雙能量CT碘圖及標準化碘濃度對甲狀腺癌的診斷價值. 實用放射學雜志, 2016, 32(5):678-681.