Lungscreening 迭代重建技術(shù)在低劑量CT 胸部體檢中的應(yīng)用價值

周吉明 王 超 邵寶富

隨著生活條件的不斷改善，公眾的健康意識也不斷的提高，健康體檢越來越受到人們的青睞，年體檢量也隨之迅猛攀升。常規(guī)X 線檢查是體檢中檢出肺部疾病的重要手段，但由于X 線攝片前后結(jié)構(gòu)重疊，心后肺組織被掩蓋、分辨率較低等因素，在小病灶檢測的準(zhǔn)確性和靈敏度方面效果不及CT[1-2]。然而常規(guī)CT 掃描輻射劑量較大，因此增加了電離輻射對受檢者健康損害的潛在風(fēng)險。隨著醫(yī)療技術(shù)的突飛猛進(jìn)，低劑量掃描模式契合了當(dāng)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的思想。本研究中，通過比較低劑量CT 與常規(guī)劑量CT 的照射量、輻射劑量、圖像質(zhì)量旨在探討Lungscreening 迭代重建技術(shù)在低劑量CT 胸部體檢中的應(yīng)用價值。

方 法

1.臨床資料

連續(xù)收集2018 年4-6 月來我院進(jìn)行胸部CT 健康體檢者200 例作為研究對象，年齡20 ～70 歲，平均（47.47±9.95）歲，性別隨機(jī)。所有入選病例體質(zhì)量指數(shù)（BMI）控制在18 ～24kg/m2范圍內(nèi)，平均為22.5kg/m2。兩組體檢者在一般資料上無統(tǒng)計學(xué)意義，具有可比性。

2.CT 檢查方法

全部檢查均使用上海聯(lián)影公司Uct510 型16 排螺旋CT 機(jī)，受檢者仰臥于掃描床上，雙手上舉過頭頂，深吸氣后屏氣進(jìn)行掃描，掃描范圍從胸廓入口上約20mm 到腎中極平面，所有掃描在一次屏氣下完成。低劑量采用Lungscreening 自動智能毫安技術(shù)（automA），120kV，1.5mm 層厚，重建間隔1.5mm，螺距為1.0625；常規(guī)劑量選取掃描參數(shù)為：150mAs，120kV，1.5mm 層厚，重建1.5mm，螺距為1.0625。其他條件兩者相同，將兩種掃描方法所得圖像調(diào)節(jié)窗寬、窗位至最佳狀態(tài)。分別記錄兩組受檢者的曝光量（mAs）、容積CT劑量指數(shù)（CTDIVOL）、劑量長度乘積（DLP）。

3.圖像分析

由一名影像工作的高年資醫(yī)師和一名影像工作高年資技師采用雙盲法對圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀評價，評價的內(nèi)容包括正常肺解剖結(jié)構(gòu)的顯示細(xì)節(jié)、圖像噪聲和偽影狀況。以優(yōu)、良、差評定，意見不統(tǒng)一時，經(jīng)協(xié)商得出結(jié)論。應(yīng)用SPSS 19.0 對兩組間曝光量、容積CT 劑量指數(shù)和劑量長度乘積行獨立t 檢驗，計量資料測定數(shù)據(jù)以表示。對圖像質(zhì)量的主觀評價結(jié)果采用卡方檢驗，均以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

低劑量組的CTDIVOL 值(2.63±0.56)mGy 顯著低于常規(guī)劑量組(10.01±0.01)mGy(t=132.16，P＜0.01)； 低 劑 量 組DLP 值(82.26±18.10)mGy·cm 亦顯著低于常規(guī)劑量組(310.28±33.85)mGy·cm (t=59.40，P＜0.01)，同樣，低劑量組的曝光量(38.91±8.27)mAs 顯著低于常規(guī)劑量組曝光量(148.30±0.27)mAs(t=132.13，P＜0.01)。低劑量組圖像：優(yōu)(95)例、良(4)例、差(1)例；常規(guī)劑量組圖像：優(yōu)(98)例、良(2)例、差(0)例。χ2檢驗（χ2=1.71，P＞0.05），圖像質(zhì)量比較見圖1 ～6。

討 論

多層螺旋CT 檢查操作方便，掃描速度快，各向同性，可獲得大范圍的原始容積數(shù)據(jù)，在原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上可行任意方位、任意角度的薄層圖像重建，為臨床醫(yī)學(xué)提供了重要的影像信息，同時也增加了受檢者的輻射劑量。有文獻(xiàn)表明，公眾照射劑量每增加1Sv，癌癥的發(fā)生率將增加4.1%[3]。CT 掃描的電離輻射已成為醫(yī)源性輻射的主要來源，引起了人們的廣泛關(guān)注[4-5]。1990 年，Naidich 等［6］首次提出低劑量CT 的概念，其研究與應(yīng)用越來越受到人們的關(guān)注，人們一直在孜孜以求用最小的損傷，獲取最佳的診斷結(jié)果［7］。本組資料顯示，低劑量組曝光量均值為38.9mAs，比常規(guī)劑量組的曝光量均值148.30mAs降 低 了2.61 倍； 低 劑 量 組CTDIVOL 均 值 為2.63mGy，比常規(guī)劑量組CTDIVOL 均值10.01mGy降 低 了2.81 倍； 低 劑 量 組DLP 均 值 為82.26 mGy·cm，比常規(guī)劑量組均值310.28mGy·cm 降低2.77 倍，而歐共體工作文件推薦的標(biāo)準(zhǔn)體型的肺部螺旋CT 的DLP 為650mGy·cm[8-9]。本組資料表明，低劑量組DLP 僅是推薦標(biāo)準(zhǔn)的1/8，相對于一定時間的肺部健康體檢者而言，是很安全的，沒必要擔(dān)憂。

圖1 A.為低劑量掃描；B.為常規(guī)掃描。均為女性，體質(zhì)量指數(shù)（BMI）均約為18.00kg/m2，中間段支氣管層面。A.受檢者曝光量28.15mAs、CT 劑量指數(shù)1.9mGy、劑量長度乘59.88mGy·cm 顯著低于圖B 受檢者曝光量148.16mAs、CT 劑量指數(shù)10.1mGy、劑量長度乘272.22mGy·cm，而圖像顯示細(xì)節(jié)、噪聲和偽影無明顯變化。C.為低劑量掃描，D.為常規(guī)掃描。均為男性，體質(zhì)量指數(shù)（BMI）均約為21.00kg/m2，中間段支氣管層面。圖C 受檢者曝光量38.36mAs、CT劑量指數(shù)2.59mGy、劑量長度乘98.77mGy·cm 顯著低于圖D 受檢者曝光量148.37mAs、CT 劑量指數(shù)10.02mGy、劑量長度乘310.61mGy·cm。而圖像顯示細(xì)節(jié)、噪聲和偽影無明顯變化。圖E 為低劑量掃描，圖F 為常規(guī)掃描。均為男性，體質(zhì)量指數(shù)（BMI）均約為24.00kg/m2，中間段支氣管層面。圖E 受檢者曝光量51.62mAs、CT 劑量指數(shù)3.49mGy、劑量長度乘97.88mGy·cm 顯著低于圖F 受檢者曝光量148.53mAs、CT 劑量指數(shù)10.03mGy、劑量長度乘362.12mGy·cm。而圖像顯示細(xì)節(jié)、噪聲和偽影無明顯變化。

Lungscreening 迭代重建技術(shù)在肺部低劑量CT中的應(yīng)用，CT 圖像重建的數(shù)學(xué)運算方法很多，而迭代重建技術(shù)是CT 圖像重建最主要的算法之一，在迭代算法數(shù)據(jù)處理過程中，將近似重建圖像數(shù)據(jù)的投影同實測的剖面進(jìn)行比較，然后將比較差值反投到圖像上，每一次反投影后得到一幅新的近似圖像，再用前一次迭代結(jié)果作為下一次迭代初始值繼續(xù)迭代，直到迭代結(jié)果已足夠精確，則重建過程結(jié)束。近些年來計算機(jī)圖像處理器的處理能力不斷提升，使迭代重建技術(shù)能夠在臨床得到廣泛的應(yīng)用。這種算法能夠識別并去除噪聲和偽影，在保證圖像質(zhì)量的同時最大限度減少受檢者的輻射劑量，常被選作肺部體檢的首選檢查方法[10-12]。曹新志等[13]在胸部掃描中使用低劑量和SAFIRE 迭代技術(shù)與常規(guī)劑量濾波反投影法（FBP）的比較研究，在保證圖像質(zhì)量的前提下顯著降低輻射劑量，其低劑量組的CTDIVOL 值(2.08±0.28)mGy，DLP 值(78.53±11.35)mGy·cm 與本研究輻射劑量基本相符。楊晶等[14]對31 例受檢者行腹盆腔增強(qiáng)掃描后，比較 FBP、40%ASIR、MBIR 三種重建算法后發(fā)現(xiàn)，在圖像質(zhì)量滿足診斷要求的前提下，迭代重建技術(shù)相比濾波反投影技術(shù)明顯減少掃描劑量，MBIR 較ASIR 具有進(jìn)一步減低掃描劑量的潛力，具有顯著的防護(hù)意義，迭代重建技術(shù)在胸部CT 體檢應(yīng)用中具有重要的應(yīng)用價值，值得進(jìn)一步研究和推廣。