AIDR3D對(duì)胸部低劑量CT掃描圖像質(zhì)量及輻射劑量的影響

舒學(xué)愚，朱曉華

湖北省黃石市陽(yáng)新縣人民醫(yī)院，湖北黃石 435200

隨著CT技術(shù)快速發(fā)展以及臨床應(yīng)用的普及，近年來(lái)CT檢查數(shù)量日益增加，研究表明，CT輻射劑量與掃描圖像質(zhì)量呈明顯的正相關(guān)[1]。如何在確保CT掃描圖像質(zhì)量的同時(shí)避免輻射劑量過(guò)多成為臨床關(guān)注的焦點(diǎn)[2]。重建算法是目前公認(rèn)影響CT掃描圖像質(zhì)量的關(guān)鍵因素，濾波反投影(FBP)重建算法因具有速度快、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)在CT中被應(yīng)用，但由于對(duì)噪聲及偽影極其敏感，因此FBP在CT掃描中的應(yīng)用依然受到一定限制[3]；有研究表明，迭代重建法所需投影數(shù)較少，可確保CT成像質(zhì)量的同時(shí)減少輻射劑量，但其成像速度慢且所需存儲(chǔ)空間大等限制了其臨床應(yīng)用[4]。自適應(yīng)迭代重建技術(shù)(ASIR)在FBP重建數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，有研究報(bào)道，其在CT檢查應(yīng)用中可有效縮短重建時(shí)間并提高成像質(zhì)量[5]。目前，關(guān)于低劑量自適應(yīng)迭代重建技術(shù)(AIDR3D)對(duì)胸部低劑量CT掃描圖像質(zhì)量影響尚不明確，為此本文展開(kāi)臨床回顧性分析，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 回顧性分析2018年1月至2019年2月在本院門診部行胸部CT檢查患者的臨床資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：存在胸部CT檢查適應(yīng)證，如胸部小病灶或早期病變、胸部隱匿性病灶、肺內(nèi)小結(jié)節(jié)等；無(wú)CT檢查絕對(duì)禁忌證；臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：危重患者或存在躁動(dòng)癥；孕期女性；既往有腫瘤史；存在嚴(yán)重心、肝、腎等重要臟器功能障礙。共有106例患者納入研究，依據(jù)檢查方法不同分為對(duì)照組(常規(guī)低劑量胸部CT檢查，n=46)和試驗(yàn)組(在對(duì)照組基礎(chǔ)上聯(lián)合AIDR3D進(jìn)行檢查，n=60)。對(duì)照組中男21例，女25例；年齡26～65歲，平均(41.06±3.05)歲；體質(zhì)量指數(shù)(BMI)21～27 kg/m2，平均(23.05±1.02)kg/m2。試驗(yàn)組中男28例，女32例；年齡25～63歲，平均(40.99±3.11)歲；BMI為22～27 kg/m2，平均(22.93±1.05)kg/m2。兩組患者年齡、性別構(gòu)成等一般資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2方法 (1)對(duì)照組。檢查前患者保持仰臥位，檢查前應(yīng)將頭頸部金屬異物摘除。采用東芝(Toshiba)64排螺旋CT，管電壓120 kV，螺距1.375，轉(zhuǎn)速為0.5 s/r，管電流30～350 mA，噪聲指數(shù)23～25；掃描范圍為沿胸廓入口到肺底部，掃描所得數(shù)據(jù)采用FBP技術(shù)進(jìn)行圖像重建。(2)試驗(yàn)組。低劑量胸部CT檢查儀器和檢查方法同對(duì)照組，但將掃描所得原始數(shù)據(jù)經(jīng)AIDR3D迭代重建圖像。兩組所得圖像均傳輸至GE AW4.5CT工作站，屏蔽掃描參數(shù)以及患者基本信息，利用固定窗寬以及窗位對(duì)圖像進(jìn)行觀察，其中肺窗利用胸部算法，窗寬、窗位分別為1 400 HU和-600 HU；縱隔窗利用標(biāo)準(zhǔn)算法，窗寬、窗位分別為350 HU和50 HU。由本院兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)師對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行分析。

1.3觀察指標(biāo) (1)圖像質(zhì)量評(píng)估[6]：①噪聲，利用Likert5級(jí)評(píng)分法評(píng)估，噪聲輕微=1分，噪聲較輕=2分，中等噪聲=3分，噪聲較重但尚可接受=4分，噪聲較重且無(wú)法耐受=5分；②偽影，采用4分法評(píng)估，無(wú)偽影=1分，較少偽影但不影響診斷=2分，較多偽影且影響病變顯示但不影響診斷=3分，偽影較多影響疾病診斷=4分；③細(xì)小結(jié)構(gòu)顯示，采用Likert5級(jí)評(píng)分法評(píng)估，清晰度極好=1分，清晰度較好=2分，清晰度可接受=3分，清晰度較差=4分，清晰度極差=5分；④胸部病變顯示，采用Likert5級(jí)評(píng)分法評(píng)估，清晰顯示病變=1分，病變可見(jiàn)但邊界不清晰=2分，病變顯示較為模糊=3分，可能為偽影及類似病變=4分，病變完全不可見(jiàn)=5分。(2)輻射劑量評(píng)估：由儀器設(shè)備自動(dòng)記錄輻射劑量參數(shù)，包含容積CT劑量指數(shù)(CTDIvol，是指描述整個(gè)CT掃描容積中的平均劑量)、劑量長(zhǎng)度乘積(DLP)。

2 結(jié) 果

2.1兩組圖像質(zhì)量比較 試驗(yàn)組噪聲、偽影、細(xì)小結(jié)構(gòu)顯示、胸部病變顯示評(píng)分明顯低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見(jiàn)表1。

表1 兩組圖像質(zhì)量比較(分，

2.2兩組輻射劑量比較 試驗(yàn)組CTDIvol、DLP明顯小于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見(jiàn)表2。

表2 兩組輻射劑量比較

3 討 論

近年來(lái)，胸部低劑量CT掃描技術(shù)逐漸應(yīng)用于胸部疾病患者的檢查中，有研究證實(shí)，低劑量CT可對(duì)早期肺癌進(jìn)行有效篩查，但臨床中仍存在著在降低輻射劑量的同時(shí)較難確保圖像質(zhì)量的問(wèn)題，圖像重建成為提高CT成像質(zhì)量的關(guān)鍵[7-8]。FBP是傳統(tǒng)重建方法，自20世紀(jì)70年代在商業(yè)CT設(shè)備中廣泛應(yīng)用，其通過(guò)降低管電壓或管電流以減少輻射劑量，但同時(shí)會(huì)增加成像中噪音，而FBP受噪聲影響極為明顯，并且研究指出，在保證CT成像質(zhì)量的同時(shí)不能大幅減少輻射劑量[9]。由此可知傳統(tǒng)FBP重建算法較難確保低劑量胸部CT掃描成像的質(zhì)量。目前有學(xué)者開(kāi)展了迭代重建技術(shù)對(duì)胸部CT圖像質(zhì)量以及輻射劑量影響的研究，結(jié)果顯示，迭代重建技術(shù)可確保圖像質(zhì)量的同時(shí)減少輻射劑量[10]，而AIDR3D作為一種基于原始數(shù)據(jù)空間以及圖像空間的迭代重建技術(shù)，可利用配置優(yōu)化的解剖模型進(jìn)行對(duì)比迭代重建。已有部分研究證實(shí)，其在CT掃描中可減少輻射劑量并提高圖像質(zhì)量：張力等[11]研究表明，AIDR3D在頭頸CT聯(lián)合掃描中不僅可降低輻射劑量且能獲得優(yōu)質(zhì)血管圖像；囤榮耀等[12]報(bào)道，AIDR3D應(yīng)用于兒童鼻旁竇CT掃描中在確保圖像質(zhì)量的同時(shí)可降低輻射劑量。但現(xiàn)階段關(guān)于AIDR3D對(duì)胸部低劑量CT掃描圖像質(zhì)量影響及輻射劑量的研究甚少。

目前，圖像質(zhì)量的評(píng)估主要通過(guò)對(duì)縱隔窗以及肺窗進(jìn)行主觀評(píng)分，本研究結(jié)果顯示，試驗(yàn)組噪聲、偽影、細(xì)小結(jié)構(gòu)顯示、胸部病變顯示評(píng)分低于對(duì)照組(P<0.05)，提示AIDR3D應(yīng)用于胸部低劑量CT掃描中可明顯提高圖像質(zhì)量，與上述學(xué)者研究結(jié)果相符。AIDR3D應(yīng)用于胸部低劑量CT掃描技術(shù)中，可利用雙空間及多噪聲模型及解剖模型，在對(duì)噪聲進(jìn)行細(xì)致處理的同時(shí)對(duì)解剖模型加速重建，從而提高圖像分辨率并降低圖像噪聲，有利于提高胸部低劑量CT掃描的圖像質(zhì)量[13]。CTDIvol、DLP是評(píng)估胸部CT掃描中輻射劑量的有效指標(biāo)，本研究結(jié)果顯示，試驗(yàn)組CTDIvol、DLP明顯小于對(duì)照組(P<0.05)，初步證實(shí)了AIDR3D在胸部低劑量CT掃描技術(shù)應(yīng)用中可有效降低輻射劑量，確保患者檢查的安全性。

綜上所述，將AIDR3D應(yīng)用于胸部低劑量CT掃描中可在提高圖像質(zhì)量的同時(shí)有效降低輻射劑量。但本研究仍存在樣本量較小及未排除個(gè)體差異對(duì)圖像質(zhì)量的影響等不足，未來(lái)有待進(jìn)一步深入研究。