迭代重建技術(shù)在“三低”主動脈CT成像中的應(yīng)用價值

張坤林，鄒玉堅，張玉蘭，王 剛，袁灼彬，鄧 磊

（東莞市人民醫(yī)院放射科 廣東 東莞 523059）

主動脈疾病是一種發(fā)病率及致死率較高的危急重癥[1]，其對人們的身體健康有極大威脅,特別是主動脈夾層患者其死亡率較高。近年來隨著醫(yī)療技術(shù)的日新月異，CT先進技術(shù)也不斷提高，CT血管造影（computed tomography angiography，CTA）檢查已經(jīng)成為當(dāng)前主動脈疾病檢查以及術(shù)后復(fù)查的重要檢查方式[2]，但其輻射劑量及檢查過程中使用對比劑后出現(xiàn)的對比劑腎病也越來越受到關(guān)注[3-4],因此在CT圖像質(zhì)量滿足醫(yī)學(xué)診斷的同時，使患者檢查時所受的輻射劑量降到最低，并且使得碘對比劑腎病發(fā)生率降到最低，有學(xué)者通過大量研究結(jié)果顯示，掃描主動脈CTA時采用較低的管電壓可以降低患者所受輻射劑量，然而，管電壓的降低就會引起圖像的噪聲增加[5]。目前，采用迭代重建技術(shù)可以降低CT圖像的噪聲，圖像質(zhì)量可較大提高，在臨床診斷中得到一定應(yīng)用[6]。本文擬探討128排螺旋CT迭代重建（iDose 4）在“三低”（低輻射劑量、低濃度對比劑及低對比劑用量）主動脈成像中的可行性與價值，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年8月—2021年9月期間于東莞市人民醫(yī)院接受全主動脈CTA檢查的患者，隨機分為常規(guī)組與“三低”組（低輻射劑量、低濃度對比劑及低對比劑用量），每組各30例。常規(guī)組中男性20例，女性10例，年齡25～72歲，平均年齡（47.9±10.2）歲?！叭汀苯M中男性21例，女性9例，年齡23～68歲，平均年齡（48.5±9.2）歲。兩組患者性別病例、平均年齡差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。排除標(biāo)準(zhǔn)：①對碘對比劑過敏者；②肝功能、腎功能嚴(yán)重不全者；③患者有主動脈血管內(nèi)支架植入史；④患者年齡低于18歲或大于80歲。兩組患者均簽署檢查知情同意書。

1.2 方法

采用飛利浦的Brilliance iCT 128排螺旋CT進行掃描，常規(guī)組參數(shù)：電壓120 kV，電流250 mAs；三低組參數(shù)：電壓80 kV，電流250 mAs，其余掃描參數(shù)均一致，機架旋轉(zhuǎn)速度0.40 s/r，層厚0.9 mm，重建層間距0.45 mm，螺距0.993，矩陣512×512，兩組均采用idose4迭代重算建法。均使用非離子型對比劑，常規(guī)組對比劑（370 mgI/mL）劑量1.5 mL/kg；三低組對比劑（300 mgI/mL）劑量1.0 mL/kg。均采用雙筒高壓注射器經(jīng)上肢靜脈注入，注射完畢后以相同的速率注射20 mL 0.9%氯化鈉溶液。掃描范圍均為從主動脈弓上3 cm掃描至恥骨聯(lián)合上緣水平。

將掃描數(shù)據(jù)傳至Philips EBW 4.5工作站進行主動脈圖像后處理,行多平面重建（MPR）、最大密度投影（MIP）、容積再現(xiàn)技術(shù)（VR）、曲面重建（CPR）等。

1.3 圖像質(zhì)量評價

主觀評價：兩名放射科副主任醫(yī)師采用5分值法進行主觀圖像質(zhì)量評價[7]。5分：圖像質(zhì)量較好，無偽影，噪聲小，血管邊界較光滑，符合診斷要求；4分：圖像質(zhì)量好，噪聲小，存在少量偽影，血管邊界光滑，符合診斷要求；3分：圖像質(zhì)量一般，噪聲及偽影程度一般，可基本符合診斷要求；2分：圖像質(zhì)量差，噪聲及偽影較重，血管邊界模糊，診斷困難；1分：圖像質(zhì)量極差，噪聲及偽影比較嚴(yán)重，血管邊界較不清晰，不符合診斷要求。以CT圖像的主觀評分≥3分被列為滿足臨床診斷需求。

客觀評價：測量、記錄主動脈根部、氣管分叉水平處升主動脈和降主動脈、腹腔干水平處腹主動脈、腹主動脈分叉處及雙側(cè)髂總動脈的CT值和背景噪聲SD。測量時ROI位置、大小保持一致，避開管壁上的鈣化及血管邊緣的搏動偽影，同時測量上述同層面皮下脂肪的CT值及背景噪聲SD。計算各主動脈處的SNR和CNR：SNR=ROI管腔/SD管腔，CNR=（ROI管腔-ROI脂肪）/SD脂肪。

放射線劑量指標(biāo)分析：采用記錄每位患者的CT劑量指數(shù)（CT dose index，CTDI）和劑量長度（dose length product，DLP），計算有效輻射劑量（effective dose，ED），ED=DLP×0.017 mSv/mGy·cm[8]。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，符合正態(tài)分布的計量資料以（）表示，組間比較行獨立樣本t檢驗；計數(shù)資料以頻數(shù)（n）、百分率（%）表示，采用χ2檢驗。兩名副主任醫(yī)師測量一致性采用Kappa檢驗，Kappa值≥0.75表示一致性良好；Kappa值在0.4～＜0.75時表示一致性一般；Kappa值＜0.4則表示一致性較差。P＜0.05說明差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 圖像質(zhì)量評價

主觀評價：兩名副主任醫(yī)師對60例主動脈CTA圖像質(zhì)量主觀評價的一致性良好（Kappa=0.82）。兩組圖像質(zhì)量評分顯示差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩組間主動脈圖像質(zhì)量主觀評分

客觀評價：第二組CT圖像個別節(jié)段的主動脈噪聲高于第一組CT圖像，但CT值、SNR和CNR低于第一組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見表2。

對比患者所受輻射劑量及注射的對比劑劑量顯示：第一組 CTDI 6.16 mGy，DLP（439.17±31.87）mGy·cm，ED（7.47±0.54）mSv，造影劑用量（94.64±10.93）mL；第二組 CTDI 1.78 mGy，DLP（124.78±9.03）mGy·cm，ED（2.12±0.15）mSv，造影劑用量（62.64±6.46）mL。第二組輻射劑量較第一組降低約72%，對比劑用量減少33%。見表2。

表2 兩組間主動脈圖像質(zhì)量客觀評價（）

表2 兩組間主動脈圖像質(zhì)量客觀評價（）

指標(biāo) 常規(guī)組 三低組 t P主動脈根部/HU 273.96±64.18236.58±113.27 -2.024 0.066噪聲/HU 24.92±5.17 26.82±8.64 1.074 0.304 SNR 11.68±4.85 9.95±6.31 -1.849 0.089 CNR 15.58±4.48 17.05±10.05 0.547 0.594升主動脈/HU 289.92±68.33252.96±118.16 -1.732 0.109噪聲/HU 18.95±4.69 23.43±6.84 2.441 0.031 SNR 16.60±7.07 11.63±6.55 -2.159 0.052 CNR 21.41±9.51 21.32±17.80 -0.024 0.981降主動脈/HU 282.92±71.66265.88±107.35 -0.812 0.433噪聲/HU 21.23±4.77 35.88±14.17 4.112 0.001 SNR 14.13±4.94 8.79±5.18 -4.435 0.001 CNR 21.36±7.38 17.00±11.27 -1.531 0.152腹腔干腹主動脈/HU267.12±69.27274.09±93.22 0.430 0.675噪聲/HU 30.48±7.56 51.02±15.10 5.613 0.000 SNR 9.70±4.42 5.84±2.87 -4.594 0.001 CNR 15.46±6.72 16.18±10.62 0.401 0.696主動脈分叉/HU 288.70±78.71276.74±91.96 -0.668 0.517噪聲/HU 34.34±17.89 40.68±12.01 1.268 0.229 SNR 9.76±4.56 8.26 ± 6.06 -1.199 0.254 CNR 19.57±9.10 20.74±11.51 0.576 0.575左側(cè)髂總主動脈/HU287.85±78.29272.72±93.06 -0.630 0.541噪聲/HU 25.67±7.03 39.76±13.92 3.632 0.003 SNR 12.53±6.75 8.13±4.84 -2.300 0.040 CNR 21.16±9.61 16.35±9.40 -1.595 0.137右側(cè)髂總主動脈/HU284.82±81.34271.70±97.90 -0.596 0.562噪聲/HU 34.67±20.90 36.99±13.60 0.384 0.708 SNR 11.05±7.97 9.03±6.20 -1.070 0.306 CNR 19.43±6.12 16.67±9.91 -1.405 0.185 CTDI/mGy 6.16±0.00 1.78±0.00 -5.823 ＜0.0001 DLP（mGy·cm） 439.17±31.87124.78±9.03 -51.985 ＜0.0001 ED/mSv 7.47±0.54 2.12±0.15 -49.617 ＜0.0001對比劑劑量/mL 94.64±10.93 62.64±6.46 -14.914＜0.0001

3 討論

全主動脈CT血管造影（CTA）檢查在觀察主動脈疾病方面優(yōu)勢明顯，臨床應(yīng)用中越來越受到重視，但其也有自身劣勢性比如患者所受輻射劑量以及使用碘對比劑用量均較高。目前，隨著CT檢查在臨床應(yīng)用越來越普及，患者因接受CT檢查而造成身體輻射損傷和誘發(fā)癌癥的風(fēng)險逐漸引起醫(yī)療界工作者的關(guān)注[9]。近年來有學(xué)者通過研究表明，患者所受輻射每增加1 mSv的X射線有效輻射劑量，其患惡性腫瘤的發(fā)病率將會增加0.05‰[10]。掃描過程中降低管電壓不僅能夠有效地減少患者所受輻射劑量，而且還能提高血管與其背景的圖像對比度，因此可進一步減少使用碘對比劑的用量[11]。目前，CT掃描過程中的患者所受輻射劑量以及注射碘對比劑所誘發(fā)的腎損傷越來越受到重視，根據(jù)國際輻射防護與安全最優(yōu)化理論，即掃描得到圖像信息在滿足診斷的同時，必須使用盡可能低的輻射劑量原則。近年來多家廠商新研發(fā)的多種CT迭代重建技術(shù)可以在降低輻射劑量的同時一定程度上也可以減少CT圖像的噪聲，提高了CT圖像質(zhì)量，彌補了既往采用濾波反投影重建導(dǎo)致的不足[12]。目前飛利浦公司推出的iDose 4迭代重建算法是為數(shù)據(jù)投影和圖像生成而研發(fā)的一種全新的CT迭代重建技術(shù)。本組采用的“三低”主動脈成像（低輻射劑量、低濃度對比劑及低對比劑用量）的輻射劑量及對比劑用量均較常規(guī)掃描大幅下降，結(jié)合iDose 4迭代重建技術(shù)其圖像質(zhì)量無明顯下降，可較清晰地顯示主動脈及其主要分支，能滿足臨床診斷要求。且三低組與常規(guī)組對比輻射劑量下降約71.3%，而兩組圖像質(zhì)量的主觀評價及客觀評價均無明顯差異，與既往研究[13-14]一致。

對比劑腎病（contrast-induced nephropathy，CIN）是指使用對比劑后出現(xiàn)的無其他原因可以解釋的急性腎損害[15]，是導(dǎo)致腎功能衰竭的第三大常見原因。研究認(rèn)為低劑量、低濃度對比劑的應(yīng)用可降低患者CIN的發(fā)生率[16]，本文中三低組的對比劑用量較常規(guī)組減少約33.8%，且三低組應(yīng)用了濃度為300 mgI/mL的低濃度對比劑，仍能獲得較為滿意的圖像質(zhì)量，同時因使用低kV掃描，三低組的CT值均明顯高于常規(guī)組，使得低輻射劑量掃描與低濃度、低劑量對比劑能較好地結(jié)合起來，起到相得益彰的效果。

綜上所述，128排螺旋CT結(jié)合iDose 4迭代重建技術(shù)及“三低”（低輻射劑量、低濃度對比劑及低對比劑用量）主動脈成像具有可行性，其圖像質(zhì)量符合診斷要求，但與常規(guī)掃描相比其又大幅度降低了輻射劑量、減少了對比劑用量，與常規(guī)掃描相比其優(yōu)勢明顯，因此其具有較高的臨床使用價值，值得進一步在臨床推廣應(yīng)用。