低輻射劑量聯(lián)合SAFIRE迭代算法應(yīng)用于甲狀腺CT增強(qiáng)掃描的可行性分析

吳偉紅 李仁戰(zhàn) 葉文海 施瑩瑩

CT 增強(qiáng)掃描時(shí)輻射劑量的增加，可加重對(duì)組織損傷，影響病情恢復(fù)，因而減少輻射劑量對(duì)于提高CT檢查安全性至關(guān)重要[1，2]。然而，降低輻射劑量通常會(huì)導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降，進(jìn)而降低診斷效能。有研究指出，采用正弦圖確定迭代重建技術(shù)（sinogram af?firmed iterative reconstruction，SAFIRE）進(jìn)行圖像重建，或可起到提高圖像質(zhì)量的作用[3，4]，目前尚無報(bào)道明確指出低輻射劑量聯(lián)合SAFIRE 對(duì)甲狀腺CT增強(qiáng)掃描的影響。因此，本次研究通過分析不同輻射劑量及圖像重建方法患者的CT掃描圖像，旨在探討低輻射劑量聯(lián)合SAFIRE 對(duì)甲狀腺CT 增強(qiáng)掃描輻射劑量及圖像質(zhì)量的影響。現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2017 年12 月至2020 年8 月期間在三門縣人民醫(yī)院行甲狀腺CT 檢查300 例患者為研究對(duì)象，其中男性193 例、女性107 例；年齡31～59 歲，平均（44.18±6.52）歲；納入標(biāo)準(zhǔn)包括：①疑似甲狀腺疾病患者；②患者知曉本次研究的目的，且簽署同意書，且經(jīng)本院倫理委員會(huì)審核通過。排除標(biāo)準(zhǔn)包括：①嚴(yán)重肝腎功能不全者；②存在碘對(duì)比劑使用禁忌證及具有過敏史者；③存在CT 檢查禁忌證者；④嚴(yán)重心腦血管疾病患者；⑤近半年內(nèi)有甲狀腺手術(shù)史者。根據(jù)輻射劑量及重建方法的不同將其分為三組。A 組：其中男性68 例、女性32 例；年齡32～59 歲，平均（44.92±6.75）歲。B組中男性64 例、女性36 例；年齡30～58 歲，平均（44.05±6.94）歲。C 組中男性61 例、女性39 例；年齡33～56 歲，平均（43.58±5.86）歲。三組在性別、年齡方面比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）。

1.2 方法 采用炫速雙源CT 機(jī)（由Siemens 公司生產(chǎn)），受試者均取仰臥位，先進(jìn)行平掃然后經(jīng)肘前靜脈注入碘海醇對(duì)比劑（由寧波天衡藥業(yè)股份有限公司生產(chǎn)）進(jìn)行增強(qiáng)掃描檢查，劑量為1.2 ml/kg，注射速率為3.0 ml/s，掃描范圍為自耳廓上緣到氣管分叉水平，三組掃描條件分別為：A組為120 kv、180 mA；B 組為100 kv、100 mA；C 組為100 kv、100 mA，掃描時(shí)采用對(duì)比劑跟蹤技術(shù)，觸發(fā)閾值設(shè)定為100 Hu，觸發(fā)后延遲4 s 動(dòng)脈期掃描，65 s 后行靜脈期掃描。A、C 組采用濾波反投影法重建，B 組采用SAFIRE 法重建。

1.3 觀察指標(biāo) ①比較三組甲狀腺CT 值、信噪比（signal to noise ratio，SNR）、對(duì)比信噪比（contrast noise ratio，CNR）。SNR=CT/背景噪聲，CNR=（CT值-背景信號(hào)）/背景噪聲。②輻射劑量：比較三組CT 容積劑量指數(shù)（CT doseindex volume，CTDIvoll）、劑量長(zhǎng)度乘積（dose-length product，DLP）、有效輻射劑量（effective radiation dose，ED）值，ED=DLP×0.005。③圖像質(zhì)量：比較三組掃描方法的圖像質(zhì)量評(píng)分。圖像質(zhì)量評(píng)分根據(jù)CT 圖像中甲狀腺邊緣及內(nèi)部組織清晰度進(jìn)行評(píng)分[5]，分值范圍為1～4 分。1 分：甲狀腺邊緣模糊，內(nèi)部組織顯示不清，圖像質(zhì)量差，嚴(yán)重影響臨床診斷；2 分：甲狀腺邊緣欠清晰，內(nèi)部組織顯示欠佳，圖像質(zhì)量一般，輕度影像診斷；3 分：甲狀腺邊緣及內(nèi)部組織較為清晰，圖像質(zhì)量較好；4 分：甲狀腺及內(nèi)部組織顯示極清晰，圖像質(zhì)量好。④以病理學(xué)檢查結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，分析三種掃描方法對(duì)甲狀腺疾病的診斷效能。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 16.0 軟件進(jìn)行分析處理。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示。計(jì)量資料比較采用方差分析和LSD-t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)。設(shè)P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 三組甲狀腺CT值、SNR、CNR比較見表1

表1 三組甲狀腺CT值、SNR、CNR比較

由表1 可見，三組甲狀腺CT 值、背景噪聲、背景信號(hào)、SNR 比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F分別=46.04、107.08、32.79、14.96，P均＜0.05）；B、C 組甲狀腺CT值、背景噪聲、背景信號(hào)均大于A組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t分別=8.75、10.88、7.02；7.02、16.51、6.78，P均＜0.05）。B組與C組的甲狀腺CT值、背景噪聲、背景信號(hào)、SNR、CNR 比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t分別=0.21、0.11、0.13、0.20、0.19，P均＞0.05）。

2.2 三組CTDIvoll、DLP、ED比較見表2

表2 三組CTDIvoll、DLP、ED比較

由表2 可見，三組CTDIvoll、DLP、ED 值比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F分別=8966.35、8885.59、8011.11，P均＜0.05）；B、C 組CTDIvoll、DLP、ED 值均小于A 組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t分別=43.01、98.87、92.18；43.01、96.73、90.21，P均＜0.05）。B 組與C 組間的CTDIvoll、DLP、ED 值比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t分別=1.28、2.02、1.98，P均＞0.05）

2.3 三組圖像質(zhì)量評(píng)分 三組圖像質(zhì)量評(píng)分分別為（3.65±0.12）分、（3.78±0.15）分和（3.60±0.19）分，三組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=38.22，P均＜0.05）；B 組圖像質(zhì)量評(píng)分高于A 組和C 組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t分別=6.68、4.31、7.44、4.32，P均＜0.05）。

2.4 三種掃描方法對(duì)甲狀腺疾病的診斷效能比較見表3

表3 三種掃描方法對(duì)甲狀腺疾病的診斷效能比較/例（%）

由表3 可見，三組掃描方法診斷甲狀腺疾病靈敏度、特異度及準(zhǔn)確度比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2分別=0.48、1.14、1.46，P均＞0.05）。

2.5 三組并發(fā)癥發(fā)生率比較 三組患者檢查過程中均未出現(xiàn)嚴(yán)重并發(fā)癥。

3 討論

近年來，隨著影像學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，綜合診斷水平得到較大地提升，CT 技術(shù)也有了較大的進(jìn)步。一直以來，輻射劑量都是甲狀腺CT成像關(guān)注的重點(diǎn)，雖較既往有了明顯地減少，但相較于其他掃描部位，其輻射劑量依舊較高。隨著影像學(xué)檢查技術(shù)的不斷發(fā)展，MSCT 已在多種疾病的檢查中得到了廣泛地應(yīng)用，使得CT輻射劑量成為了臨床關(guān)注的熱門話題[6]。在臨床工作中，要想得到準(zhǔn)確地診斷往往需要進(jìn)行增強(qiáng)掃描，這意味著受檢者所受輻射將會(huì)增加。甲狀腺是電離輻射最為敏感器官之一，輻射劑量越多，甲狀腺惡化的概率越大，故優(yōu)化掃描方法、降低輻射劑量是目前CT檢查工作的重點(diǎn)[7～9]。

降低管電壓、管電流是減少CT輻射劑量的主要方法，但降低輻射意味著CT 成像質(zhì)量地降低，管電壓、管電流降低時(shí)到達(dá)探測(cè)器的X線光子數(shù)減少，會(huì)導(dǎo)致圖像噪聲增加，圖像質(zhì)量下降，影響臨床診斷[10,11]。本次研究結(jié)果顯示，采用低輻射劑量聯(lián)合SAFIRE 技術(shù)進(jìn)行甲狀腺CT增強(qiáng)掃描檢查的甲狀腺CT 值、背景噪聲、背景信號(hào)均大于高輻射劑量聯(lián)合濾波反投影法重建檢查者，CTDIvoll、DLP、ED 值均小于高輻射劑量聯(lián)合濾波反投影法重建檢查者（P均＜0.05），表明降低管電壓、管電流可增加圖像噪聲，降低輻射劑量，進(jìn)一步證實(shí)了上述研究結(jié)果。余潔等[12]研究指出，在降低CT 增強(qiáng)掃描的輻射劑量時(shí)，應(yīng)用SAFIRE 技術(shù)進(jìn)行圖像重建，或可起到改善圖像質(zhì)量的作用。SAFIRE 技術(shù)是將原始數(shù)據(jù)中的噪聲投射到圖像中，經(jīng)過數(shù)次循環(huán)可使圖像噪聲降低，并能減少硬化偽影，進(jìn)而可糾正電壓降低對(duì)圖像質(zhì)量的影響[13]。本次研究發(fā)現(xiàn)，采用低輻射劑量聯(lián)合SAFIRE 技術(shù)進(jìn)行甲狀腺CT 增強(qiáng)掃描檢查的圖像質(zhì)量高于低輻射劑量聯(lián)合濾波反投影法重建檢查者（P＜0.05）。與牟東景等[14]研究結(jié)果相同，這主要與SAFIRE 技術(shù)重建可增加圖像對(duì)比度、降低圖像噪聲有關(guān)。但本次研究顯示，三種掃描方法診斷甲狀腺疾病的靈敏度、特異度及準(zhǔn)確度對(duì)比無明顯差異（P均＞0.05），與既往研究結(jié)果存在差異[15]，可能與本次研究樣本量少有關(guān)。

電離輻射對(duì)甲狀腺產(chǎn)生影響，當(dāng)輻射劑量增加時(shí)，會(huì)提高甲狀腺惡化的概率，且人體內(nèi)大部分碘經(jīng)甲狀腺代謝，故在檢查過程中應(yīng)用大量碘對(duì)比劑會(huì)影響甲狀腺功能，并會(huì)導(dǎo)引發(fā)對(duì)比劑腎病等并發(fā)癥。既往研究表明，在進(jìn)行CT 掃描時(shí)，發(fā)生對(duì)比劑腎病的危險(xiǎn)性與碘對(duì)比劑及輻射劑量密切相關(guān)，提示可通過降低輻射劑劑量來降低發(fā)生的概率[15]。而對(duì)比劑引起的血管內(nèi)皮損傷及腎損傷主要與其滲透壓及黏滯度有關(guān)。相關(guān)報(bào)道指出，高輻射劑量可能會(huì)影響其黏滯度及滲透壓而提高對(duì)血管內(nèi)皮功能的損傷[16]，且高輻射劑量可能會(huì)影響患者耐受性，進(jìn)而提高對(duì)比劑急性腎損傷及甲狀腺功能減退發(fā)生的危險(xiǎn)性。但本次研究發(fā)現(xiàn)，兩種檢查方法檢查時(shí)均未出現(xiàn)腎病等并發(fā)癥，與Holmquist 等[17]研究結(jié)果存在差異，這可能與本次研究樣本量過少有關(guān)，故后期需增加樣本量進(jìn)行進(jìn)一步研究。

綜上所述，在甲狀腺檢查CT 增強(qiáng)掃描時(shí)，采用低輻射劑量聯(lián)合SAFIRE 技術(shù)，可保證圖像質(zhì)量的提前下，明顯降低輻射劑量。本次研究不足之處在于納入樣本量較少，可能會(huì)導(dǎo)致研究結(jié)果出現(xiàn)偏移，故后期需增加樣本量以進(jìn)一步分析低輻射劑量聯(lián)合SAFIRE 迭代算法在甲狀腺CT 增強(qiáng)掃描中的應(yīng)用價(jià)值。