不同級(jí)別iDose4迭代重建技術(shù)在新型冠狀病毒肺炎CT篩查中的應(yīng)用

曹治婷，肖運(yùn)平（通訊作者），劉鐵軍，廖玉榮，王 甜，韓秋麗，廖 立

（柳州市人民醫(yī)院放射科 廣西 柳州 545006）

結(jié)合胸部影像學(xué)檢查與臨床和實(shí)驗(yàn)室結(jié)果有利2019-nCoV肺炎患者的早期篩查和早期防控[1]。在現(xiàn)階段流行病史越來(lái)越不明確和核酸檢測(cè)相對(duì)滯后情況下，CT是早期篩查和早期防控不可缺少的檢查手段，大量可疑或待排除的2019-nCoV肺炎人群需常規(guī)行胸部CT篩查。如何在充分發(fā)揮CT在2019-nCoV肺炎臨床診治中價(jià)值的同時(shí)，又盡量減少由此帶來(lái)的醫(yī)源性輻射損傷也是我們必須關(guān)注的。根據(jù)（as low as reasonably achievable，ALARA）低劑量原則[2]，選擇優(yōu)化的掃描方案，減少醫(yī)源性輻射損傷。本文運(yùn)用不同級(jí)別iDose4迭代重建算法進(jìn)行重建圖像，探討不同級(jí)別iDose4迭代重建技術(shù)在新型冠狀病毒肺炎（2019-nCoV 肺炎）CT篩查中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料和方法

1.1 臨床資料

收集柳州市人民醫(yī)院2020年1月—2020年3月就診發(fā)熱門診行CT檢查的患者100例，其中男性44例，女性56例，年齡15～70歲，平均（36.8±12.7）歲。入組標(biāo)準(zhǔn)：自主配合呼吸患者；18.5kg/m2≤體質(zhì)量指數(shù)（BMI）＜25kg/m2。

1.2 CT檢查方法

掃描機(jī)型：飛利浦（Philips Brilliance iCT）64排螺旋CT。掃描參數(shù)：采用低管電壓80kV、低管電流結(jié)合自動(dòng)管電流技術(shù)（曝光指數(shù)設(shè)置為6）、雙定位像，對(duì)原始數(shù)據(jù)分別進(jìn)行迭代iDose42級(jí)、iDose44級(jí)和iDose46級(jí)重建，依次標(biāo)記為A、B、C組。余掃描參數(shù)一致。進(jìn)行重建軟組織窗（窗寬為350HU，窗位為50HU）、肺窗HRCT（超高分辨率卷積重建，層厚1mm，層間距1mm，窗寬為1800HU，窗位為-600HU），圖像上傳至工作站， 用軸位，多平面重建（MPR），最大密度投影（MIP），最小密度投影（MinIP）和容積重建（volume rendering，VR）等技術(shù)進(jìn)行肺部病變分析。

1.3 圖像分析

1.3.1 主觀評(píng)價(jià)[3]由兩位副高以上胸組醫(yī)師采用雙盲法對(duì)圖像進(jìn)行主觀評(píng)分。標(biāo)準(zhǔn)為：5分，肺的精細(xì)解剖顯示清楚，很容易評(píng)價(jià)；4分，肺的精細(xì)解剖較清楚，能夠評(píng)價(jià)；3分，大部分肺的精細(xì)解剖顯示清楚，能進(jìn)行評(píng)價(jià)；2分，肺的精細(xì)解剖顯示不清楚，解剖細(xì)節(jié)不足以被發(fā)現(xiàn)；1分，肺的精細(xì)解剖無(wú)法顯示，不能用于診斷。評(píng)分出現(xiàn)分歧時(shí)，由兩位醫(yī)師協(xié)商達(dá)成一致意見。

1.3.2 客觀評(píng)價(jià)[3]分別在各組圖像同一層面（主氣管分叉水平）、同一位置（降主動(dòng)脈中央均勻區(qū)域）標(biāo)注圓形ROI（面積100mm2），測(cè)量其CT均值及標(biāo)準(zhǔn)差（standard deviation，SD），以標(biāo)準(zhǔn)差作為圖像的背景噪聲（background noise，BN）。

1.4 輻射劑量

記錄容積CT劑量指數(shù)（CTDIvol）、劑量長(zhǎng)度積（DLP），計(jì)算有效吸收劑量（ED）。DLP（mGy·cm）=CTDIvol×掃描范圍（cm）；ED（mSv）=DLP×k，k為歸一有效劑量系數(shù)/（mGy·cm），參照歐洲CT質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指南，胸部CT掃描時(shí)k為0.014。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

對(duì)數(shù)據(jù)采用SPSS23.0軟件進(jìn)行分析。3組間背景噪聲BN等數(shù)據(jù)采用ANOVA單因素方差分析，組內(nèi)兩兩比較采用LSD法，主觀圖像質(zhì)量評(píng)分比較采用秩和檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者的輻射劑量

100例患者均完成檢查。本研究有效劑量（ED）為（0.97±0.21）mSv，DLP 為 69.08±14.82 mGy.cm。

2.2 圖像質(zhì)量主觀及客觀評(píng)價(jià)

100例患者中，A、B、C組的背景噪聲（BN）為（19.04±1.66）、（15.64±1.25）、（12.66±1.19），隨著重建級(jí)別的升高，噪聲相應(yīng)降低了17%，33% （P＜0.05）；A、B、C組的主觀評(píng)分（2.68±0.65）、（3.38±0.58）、（4.79±0.43），主觀評(píng)分逐級(jí)升高（P＜0.05）。研究中發(fā)現(xiàn)100例患者3種級(jí)別迭代重建算法中，C組肺窗及縱膈窗圖像質(zhì)量最高，解剖細(xì)節(jié)及病灶結(jié)構(gòu)顯示最清晰。

3 討論

如何在降低輻射劑量的同時(shí)又能保證滿足診斷需求是放射科醫(yī)師的研究熱點(diǎn)。X線劑量與圖像信噪比成正比，劑量越低，噪聲值相應(yīng)增加，信噪比和對(duì)比信噪比相應(yīng)下降。因此，我們應(yīng)該合理運(yùn)用優(yōu)化的掃描條件和后處理技術(shù)，最終達(dá)到既降低了輻射劑量，圖像質(zhì)量又能滿足臨床診斷需要。目前，前端降低輻射量的方法有降低kV、mAs、增大螺距及自動(dòng)管電流調(diào)節(jié)（autoumaitic tuble current modulation，ATCM）等，過(guò)去在胸部低劑量CT篩查中多采取固定管電流，這種掃描方案沒(méi)有考慮個(gè)體與不同部位在組織結(jié)構(gòu)之間的差異，勢(shì)必造成某些個(gè)體或者部位過(guò)度照射或照射不足，從而使患者過(guò)度受到輻射或影響診斷。自動(dòng)管電流調(diào)節(jié)（ATCM）技術(shù)可根據(jù)人體不同部位對(duì)射線的吸收及患者的體型計(jì)算出有效管電流量并自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而在保證圖像質(zhì)量同時(shí)，有效降低輻射劑量[4]。但是，前端降低輻射劑量的方式，勢(shì)必使噪聲值增加，從而影響到信噪比和對(duì)比噪聲比，這就需要一種降低圖像噪聲算法與之相對(duì)應(yīng)，而迭代重建（IR）技術(shù)恰好能有效降噪[5]。相關(guān)研究表明[6]，IR技術(shù)能大幅度降低CT輻射量并保持較好的圖像質(zhì)量。IR算法作為濾波反投影重建算法（FBP）的一種替代方法，可以提高CT圖像質(zhì)量，降低圖像噪聲，減少圖像偽影，并使空間分辨率不受損失。iDose4是一種高級(jí)迭代重建算法（iterative reconstruction，IR），包含可更精準(zhǔn)的X線光子數(shù)據(jù)和電子噪聲模型，通過(guò)重復(fù)迭代重建循環(huán)來(lái)降低圖像噪聲，得到的重建影像有著最佳的解剖結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)[7]。前期，我們通過(guò)應(yīng)用三低技術(shù)（低管電壓、低管電流、低對(duì)比劑）結(jié)合iDose4行肺動(dòng)脈CTPA檢查是可行和有效的，同時(shí)降低了患者的輻射劑量及對(duì)比劑量的碘攝入量[8]。在雙低（低管電壓、低管電流）肺動(dòng)脈CT成像中應(yīng)用高級(jí)迭代重建技術(shù)不但有效減少圖像噪聲，提升了信噪比和對(duì)比噪聲比，不在不改變圖像質(zhì)量同時(shí)，有效降低輻射劑量，而且iDose4級(jí)數(shù)越高在同等條件下處理效果更好[9]。

綜上所述，iDose4迭代重建級(jí)別越高除噪能力越強(qiáng)，肺精細(xì)解剖結(jié)構(gòu)的顯示越清晰，在低劑量肺部CT成像中運(yùn)用iDose4 6級(jí)重建效果為更佳。