256 層螺旋CT 低劑量掃描聯(lián)合迭代重建在頭頸部CTA 中的初步應(yīng)用

王孌鸞，張廣兵

（蘇州市立醫(yī)院東區(qū)放射科 江蘇 蘇州 215000）

隨著社會(huì)發(fā)展、老齡人口的增多，血管性疾病越來越多的出現(xiàn)并成為威脅人類健康的第一大疾病種類，與此同時(shí)隨著CT 技術(shù)的發(fā)展使得CTA 檢查在頭頸部血管疾病的診斷中發(fā)揮越來越重要的作用。然而相對(duì)于其他檢查技術(shù)而言，CT 檢查中的輻射問題越來越受到公眾及醫(yī)學(xué)界的重視，一直限制其大規(guī)模廣泛應(yīng)用，如何能在盡量降低受檢查者接受的輻射劑量的同時(shí)又能更好的對(duì)于疾病進(jìn)行診斷成為當(dāng)前頭頸部CTA 檢查研究中的一個(gè)重要方面。現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得需要較大計(jì)算量的迭代重建（iterative reconstruction，IR）技術(shù)在實(shí)際臨床的常規(guī)檢查中應(yīng)用成為可能，通過一系列研究也使得其在眾多CT 重建方法中越來越表現(xiàn)出其優(yōu)越性。本次研究，力圖通過比較常規(guī)的濾波反投影重建（filtered back projection，F(xiàn)BP）技術(shù)與迭代重建技術(shù)在256 層螺旋CT頭頸部CTA 低劑量掃描檢查中重建出的圖像質(zhì)量的差異顯著性，探討將來可能應(yīng)用迭代重建技術(shù)，以使得在本檢查中降低受檢者接受輻射劑量同時(shí)滿足圖像診斷要求的應(yīng)用成為可能。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

收集2018 年1 月至2019 年1 月于我院256 層螺旋CT 機(jī)上行低劑量頭頸部CTA 檢查的患者72 例，回顧性分析其臨床資料及影像學(xué)檢查資料。本組入選的72 例患者中，其中男46 例，女26 例；年齡35 ～59 歲，平均年齡51.6±6.1歲；受檢者臨床主要癥狀為頭暈，部分患者表現(xiàn)為嘔吐、耳鳴等。排除標(biāo)準(zhǔn)為，如患者檢查中過度躁動(dòng)、掃描區(qū)金屬偽影、過于肥胖以及檢查結(jié)果中頭頸部任何一個(gè)大血管分支重度狹窄、急性腦梗塞等情況均作為篩選的排除標(biāo)準(zhǔn)，予以排除。所有受檢者檢查前均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法

本研究所采用的檢查儀器為256層螺旋CT掃描儀（iCT Philips），參考以往文獻(xiàn)研究，本次所采用的低劑量掃描參數(shù)設(shè)置為：管電壓80kV，管電流采用自適應(yīng)管電流，管電流參考標(biāo)準(zhǔn)采用其中的較低數(shù)值為150mAs，層厚設(shè)置為0.625mm，螺距為1，掃描視野為450mm×450mm，圖像采集矩陣為512×512。所有受檢患者體位均采用頭先進(jìn)，仰臥位于檢查床，兩手交叉放于頭上。掃描范圍為主動(dòng)脈弓下緣水平至頂骨處。碘造影劑的選擇：采用碘普羅胺（優(yōu)維顯）330 非離子型造影劑。使用雙筒高壓注射器兩期團(tuán)注方案，右肘靜脈留置針方式。具體方案為首先團(tuán)注造影劑80ml 緊接注射生理鹽水50ml，速度相同均為5ml/s。檢查過程中均采用智能閾值觸發(fā)模式，監(jiān)測(cè)點(diǎn)置于升主動(dòng)脈出口水平，閾值設(shè)置為130Hu，觸發(fā)延時(shí)時(shí)間設(shè)置為10s，掃描延遲時(shí)間為5s。

1.3 圖像后處理及評(píng)價(jià)

對(duì)受檢患者CT 掃描儀器所得到的原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行兩次范圍、kernal 值等其他參數(shù)相同的圖像重建，分別進(jìn)行濾波反投影重建和迭代重建兩種技術(shù)，橫斷位重建圖像層厚均為0.625mm，兩種重建技術(shù)重建圖像均導(dǎo)入Philips Brilliance Workspace 工作站，在其子選項(xiàng)欄目中利用AVA 血管分析軟件對(duì)兩種重建方法的圖像進(jìn)行后處理，后處理方式包括多平面重組、最大密度投影、容積重現(xiàn)等一系列常規(guī)重建方式，顯示頸腦動(dòng)脈血管主干及分支。

主觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)采用盲法評(píng)估，由兩位高年資副主任醫(yī)師分別獨(dú)立進(jìn)行，然后進(jìn)行比對(duì)，遇有不一致者經(jīng)過協(xié)商達(dá)成相同意見。對(duì)于頸部動(dòng)脈CTA 血管重建圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)，標(biāo)準(zhǔn)定為頸總動(dòng)脈遠(yuǎn)端的顯示清晰度為標(biāo)準(zhǔn)，腦部動(dòng)脈CTA 血管圖像的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為大腦中動(dòng)脈M1 段的顯示清晰度為標(biāo)準(zhǔn)。將CTA 圖像中標(biāo)定的血管的顯示清晰度分為五級(jí)：5 級(jí)，CTA 圖像中動(dòng)脈血管主干及分支顯示清晰，血管邊緣光滑、銳利，無偽影且與鄰近組織分界清晰，據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)圖像評(píng)分為5 分；4 級(jí)，CTA 圖像中血管主干顯示較好，分支顯示較好，血管邊緣處有輕度偽影，符合次標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分為4 分；3 級(jí)，動(dòng)脈血管主干顯示較好，分支血管顯示相對(duì)較差，血管邊緣處模糊、有較多偽影，以此評(píng)分為3 分；2 級(jí)，動(dòng)脈血管主干顯示尚清，血管邊緣不清，腔內(nèi)造影劑可見，分支血管模糊不清，本階段的圖像質(zhì)量評(píng)分為2分；1級(jí)，圖像中所顯示的動(dòng)脈血管主干顯示不佳，分支不可見，血管邊緣偽影較多影響血管狹窄度判斷，不符合影像診斷標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用配對(duì)樣本非參數(shù)秩和檢驗(yàn)（Wilcoxon 檢驗(yàn)），分別對(duì)兩種重建方法的頸部、腦部圖像血管清晰度差別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)學(xué)差異有顯著性定義為P ＜0.05。統(tǒng)計(jì)計(jì)算軟件采用SPSS25.0 軟件。

2 結(jié)果

對(duì)頸部動(dòng)脈CTA 檢查患者的圖像質(zhì)量主觀評(píng)分，濾波反投影重建方法的平均圖像評(píng)分為4.44±0.63，迭代重建算法的平均圖像評(píng)分為4.46±0.67；二者差異顯著性統(tǒng)計(jì)分析P 值為0.89，P ＞0.05，兩組間圖像質(zhì)量評(píng)分無明顯統(tǒng)計(jì)差異性，故認(rèn)為對(duì)于頸部動(dòng)脈CTA 低劑量檢查使用濾波反投影重建方法與迭代重建算法重建圖像質(zhì)量無明顯差別。

對(duì)于腦部動(dòng)脈CTA 檢查者的圖像質(zhì)量主觀評(píng)分，濾波反投影重建方法的平均值為4.25±0.69，迭代重建算法的平均值為4.46±0.63；兩者的差異顯著性統(tǒng)計(jì)分析P 值為0.028，P ＜0.05，兩組間圖像質(zhì)量評(píng)分有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異性，故認(rèn)為對(duì)于腦動(dòng)脈CTA 低劑量檢查使用迭代重建算法的所得動(dòng)脈圖像質(zhì)量要優(yōu)于濾波反投影算法。

3 討論

近年來，隨著社會(huì)發(fā)展及人口老齡化，心血管疾病的發(fā)病呈現(xiàn)明顯的增長，而其中的頸腦血管問題呈現(xiàn)越來越年輕化，發(fā)病率逐步提升。對(duì)于頸腦血管疾病的檢查，由于CT 技術(shù)的發(fā)展而逐漸由以超聲檢查為主過渡為CTA 檢查為主，但是CT 檢查中始終不可避免的一個(gè)問題就是輻射問題。現(xiàn)代CT 技術(shù)的發(fā)展使得其對(duì)頸腦部血管CTA 檢查成為了一項(xiàng)常規(guī)，但如何在保證成像質(zhì)量的前提下有效的減少受檢者所接受的輻射劑量逐漸成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題[1,2]。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得CT 圖像重建技術(shù)中的迭代重建算法越來越受到重視，迭代重建算法相對(duì)于目前常規(guī)的“金標(biāo)準(zhǔn)”濾波反投影算法有著較多的有點(diǎn)，但其由于需要較大的計(jì)算量，所以受制于計(jì)算機(jī)技術(shù)的限制一直未能得到重視[3,4]。迭代重建技術(shù)相對(duì)于濾波反投影重建技術(shù)，需要較小的信號(hào)值便可以得到較清晰的圖像，從而可以在保證圖像診斷質(zhì)量的前提下通過降低CT 檢查中的管電壓、管電流等參數(shù)，使得受檢患者在接受檢查中的輻射劑量得到一定降低[5,6]。

頭頸部動(dòng)脈血管聯(lián)合掃描CTA 檢查對(duì)于CT 掃描儀的要求較高，由于其身體部位掃描范圍跨越較大，頭顱、頸部、胸部三個(gè)部位的身體組織的差異性較大，而頭頸部動(dòng)脈血管部分貼近骨組織、部分血管較為纖細(xì)，從而在診斷層面上對(duì)圖像質(zhì)量提出了更高的要求[7,8]。

在目前的CT 檢查中患者接受的輻射劑量的大小相關(guān)影響因素主要以下幾個(gè)方面為主：管電壓、管電流、掃描時(shí)間。CT 檢查中患者接受的輻射劑量，與管電壓的平方呈正比關(guān)系，而與管電流及掃描時(shí)間二者間呈正比關(guān)系，從而可以得到降低管電壓可以相對(duì)更加有效地降低受檢者所接受的輻射劑量[8,9]。

CTA 檢查中普遍應(yīng)用的造影劑是含碘造影劑，依靠其中的有效成分碘原子。碘原子的K 界值為33.2KeV，通過以往的研究發(fā)現(xiàn)，降低CT 檢查管電壓至80kV 時(shí)，發(fā)出的X 射線與碘原子的K 界能量可以進(jìn)行更好的匹配，使得碘原子可以吸收更多的X 線光子，從而更好地達(dá)到使用含碘造影劑對(duì)血管進(jìn)行顯示的目的。

故而在本研究中我們使用降低管電壓至80kV，而由于頸腦部動(dòng)脈血管掃描范圍相對(duì)較大，各部位組織差異性較大，使得采用恒定管電流不合適，故而我們采用動(dòng)態(tài)自適應(yīng)法管電流，在這其中選取較低參考值，從而盡量降低管電流，進(jìn)而有效減少患者的輻射劑量[10]。在此基礎(chǔ)上本次研究所采納的檢查資料中通過濾波反投影法及迭代重建技術(shù)重建的圖像均達(dá)到了診斷要求。

通過本研究中得出的數(shù)據(jù)明確反映出，在本組條件下低劑量掃描CTA 檢查對(duì)于頸部動(dòng)脈血管的顯示，濾波反投影法與迭代重建算法二者得到的圖像質(zhì)量無明顯差別；而對(duì)于腦動(dòng)脈血管顯示的圖像質(zhì)量，以上兩種重建方法有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，迭代重建算法相對(duì)于濾波反投影重建算法得到了更高質(zhì)量的圖像。這可能是由于頸動(dòng)脈血管較粗大，兩種重建方法得到的圖像質(zhì)量均較好，而差異性主觀而言有所降低。而腦血管相對(duì)較細(xì)，對(duì)于重建方法的要求較高，不同重建方法對(duì)于腦血管圖像質(zhì)量差異相對(duì)明顯。由此進(jìn)一步推斷出迭代重建算法相對(duì)濾波反投影重建對(duì)于細(xì)節(jié)、微小血管的顯示相對(duì)較好。

綜上所述，本研究通過對(duì)256 層螺旋CT 頭頸部動(dòng)脈血管CTA 低劑量掃描檢查中兩種重建方法所得到的圖像質(zhì)量進(jìn)行了比較，迭代重建算法相對(duì)于傳統(tǒng)的濾波反投影重建算法可以提高圖像質(zhì)量，從而在有效降低患者接受輻射劑量的前提下，進(jìn)行頭頸部動(dòng)脈血管CTA 檢查。本研究作為一項(xiàng)對(duì)減少CT 檢查輻射劑量的初步探討，目前尚且存在一定不足，例如樣本量較小、單一儀器等存在的偏差，可待以后的研究中予以補(bǔ)足。