高級(jí)建模迭代重建技術(shù)在肝癌患者CT隨訪檢查中的應(yīng)用

劉莉 王謙 何璽 曾憲春 王楠竹

(貴州省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，貴州 貴陽 550002)

肝癌作為消化系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一，近年來發(fā)病率呈快速上升趨勢[1]。高級(jí)建模迭代重建(Advanced modeled iterative reconstruction，ADMIRE)技術(shù)是基于原始數(shù)據(jù)域、圖像域和模型域的迭代重建[2-4]。文獻(xiàn)報(bào)道[5]相對于傳統(tǒng)濾波反投影重建技術(shù)(Filtered Back-projection，F(xiàn)BP)重建所得圖像質(zhì)量明顯提高，但ADMIRE重建肝癌檢查中對其圖像質(zhì)量的提高情況未見報(bào)道。本文旨在通過對肝癌患者CT掃描動(dòng)脈期行傳統(tǒng)FBP重建與ADMIRE-3重建對比，探討高級(jí)建模迭代重建ADMIRE技術(shù)在肝癌CT隨訪掃描中的臨床應(yīng)用價(jià)值。報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1一般資料 收集本院2019年10月至2021年1月期間臨床診斷肝癌行CT檢查患者80例(男性47例，女性33例)，年齡(47.45±7.73)歲，其中最小25歲，最大77歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：體重指數(shù)BIM<24(kg/m2)[4]；所有患者均無對比劑過敏且檢查前簽署知情同意書。

1.2方法 (1)采用Siemens Somatom Force CT(SOMATOM Force，Siemens Healthcare,Forchheim,Germany)平掃及三期增強(qiáng)掃描。掃描范圍：膈頂至肝臟下緣。掃描參數(shù)：行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)曝光劑量調(diào)節(jié)(開啟CARE Dose 4D和CARE kV)掃描，參考電壓100 kV，參考電流180mAs，探測器24×1.2 mm，螺距0.9。造影劑為拜耳醫(yī)藥公司碘普羅胺注射液(370 mg碘/mL)，流率4～4.5 mL/s，總量50～60 mL。采用18G套管針，CT注射器為美國Medra公司雙筒高壓注射器(型號(hào)SCT211)注入。應(yīng)用造影劑團(tuán)注跟蹤軟件( Bolus Tracking)，監(jiān)測平面或感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，選擇腹主動(dòng)脈第二肝門平面，觸發(fā)閾值100HU，延遲2秒掃描。分別用FBP和實(shí)時(shí)迭代ADMIRE-3重建，卷積函數(shù)均為Br40，重建層厚和間隔分別為1.0 mm、0.7 mm。原始數(shù)據(jù)經(jīng)重建后傳至后處理工作站，應(yīng)用3D工作窗行測量、分析。(2)圖像質(zhì)量主觀評分：經(jīng)三名高年資主治醫(yī)師行雙盲法(隱藏掃描參數(shù)和病人信息)評分后，取三者之平均分計(jì)為最后評分[6]。(3)圖像質(zhì)量客觀評價(jià)：具體采用如下評價(jià)指標(biāo)。平均CT值及噪聲：選擇肝門層面，肝左右葉、皮下脂肪及背景空氣為感興趣區(qū)(ROI)，范圍為1.0 cm2，測3次后，取其平均CT值；噪聲為平均CT值的標(biāo)準(zhǔn)差(SD)，自動(dòng)生成；信號(hào)噪聲比(signal-to-noise ratio，SNR)為平均CT值與其標(biāo)準(zhǔn)差的比值，即SNR= CT肝實(shí)質(zhì)/SD；對比噪聲比(Constrast-Noise Ratio，CNR)為兩種組織信號(hào)強(qiáng)度的相對差別為對比度，CNR=(CT肝實(shí)質(zhì)-CT脂肪)/SD肝實(shí)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)差，其中CT肝實(shí)質(zhì)=(CT肝左葉肝實(shí)質(zhì)+ CT肝右葉肝實(shí)質(zhì))/2，理論上對比噪聲比差別越大則圖像對比越好。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SSPS 20.0軟件包，應(yīng)用單樣本t檢驗(yàn)比較兩組圖像的CT值、信號(hào)噪聲比、對比噪聲比。采用秩和檢驗(yàn)比較圖像質(zhì)量總體評分。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1兩組不同重建圖像不同組織平均CT值的比較。采用t檢驗(yàn)比較兩組不同重建圖像中肝實(shí)質(zhì)、皮下脂肪及背景空氣的平均CT值，t值分別為0.77、0.82、0.80，P值均>0.05，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義?？烧J(rèn)為兩種重建方法所得圖像上肝實(shí)質(zhì)、皮下脂肪及背景空氣的平均CT值無影響。見表1。

表1 兩組不同重建圖像不同組織CT值的比較(HU)

2.2兩組圖像不同組織噪聲、SNR、CNR的比較。采用t檢驗(yàn)對肝實(shí)質(zhì)的噪聲、SNR、CNR比較，t值分別29.13、27.15、26.22，P值均<0.05，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。相比FBP重建，ADMIRE-3重建圖像噪聲下降約15.39%;而SNR、CNR分別提高約26.35%及21.92%。而對于兩組圖像質(zhì)量評分的比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組不同重建圖像噪聲、SNR、CNR的比較

2.3兩組不同重建圖像診斷效能的比較。見表3。

表3 兩組不同重建圖像診斷效能的比較(n)

3 討 論

作為消化系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，肝癌具有復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的生物學(xué)特征[7]。研究顯示[8]肝癌行根治術(shù)后1年、3年和5年的復(fù)發(fā)率為17.1%，32.5%和61.5%，說明肝癌患者在手術(shù)切除術(shù)后的5年內(nèi)，有超過一半以上的患者存在復(fù)發(fā)可能。同時(shí)文獻(xiàn)報(bào)道[9]術(shù)后復(fù)發(fā)再手術(shù)患者5年生存率可達(dá)40%。因而說明肝癌切除術(shù)后即使發(fā)生復(fù)發(fā)，如能行再切除，仍可明顯延長生存期。但再切除的基礎(chǔ)早期發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)，其診斷復(fù)發(fā)的最佳方法為定期隨訪。因此目前術(shù)后定期隨訪，早期發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移，并對復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移灶再手術(shù)仍是現(xiàn)在肝癌的主要治療方法之一。CT作為肝癌無創(chuàng)診療過程中評估的重要檢查方法，對其定位、肝內(nèi)侵犯、肝外轉(zhuǎn)移以及血供情況等診斷準(zhǔn)確率較高[10]。但肝癌患者病程中為評估治療后病變的轉(zhuǎn)歸情況，常常需要多次CT檢查，且肝癌患者CT檢查常規(guī)CT檢查需要平掃及至少三期以上的增強(qiáng)掃描，致輻射危害較大并越來越受到業(yè)界關(guān)注。兩組重建所得圖像對病灶診斷結(jié)果與臨床診斷結(jié)果完全一致。

SAFIRE(Sinogram Affirmed Iterative Reconstruction)重建技術(shù)是基于原始數(shù)據(jù)域和圖像域的迭代重建，實(shí)時(shí)迭代ADMIRE重建是以IR技術(shù)為基礎(chǔ)、在SAFIRE重建基礎(chǔ)上建立模型域的迭代重建模式。因而ADMIRE重建較SAFIRE重建更加精準(zhǔn)。本組資料針對肝臟CT增強(qiáng)動(dòng)脈期FBP重建與ADMIRE -3重建所得圖像質(zhì)量比較，兩組圖像中肝實(shí)質(zhì)的增強(qiáng)CT值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，說明與傳統(tǒng)的FBP重建比較，實(shí)時(shí)ADMIRE重建對組織的CT值影響不大。同時(shí)，對于兩種重建方式的圖像噪聲、信號(hào)噪聲比和對比噪聲比之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，相比FBP重建，ADMIRE-3重建圖像的噪聲降低約15.39%，信號(hào)噪聲比及對比噪聲比較FBP重建比較提高約26.35%及21.92%，說明ADMIRE-3重建能明顯提高圖像質(zhì)量的客觀評價(jià)指標(biāo)。對于兩組圖像主觀評分比較經(jīng)秩和檢驗(yàn)驗(yàn)證，圖像質(zhì)量評分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，且主觀評分絕對值A(chǔ)DMIRE-3重建高于FBP重建約11.09%，說明ADMIRE重建能明顯提高圖像質(zhì)量的主觀評分。診斷效能的比較顯示，對于腫塊數(shù)目、大小形態(tài)及腫瘤邊緣，以及供血血管及門靜脈侵犯的顯示分析，兩種重建方式所得結(jié)果等效。進(jìn)一步說明高級(jí)建模迭代重建技術(shù)在肝癌患者CT隨訪檢查中能有效降低圖像噪聲及提高圖像質(zhì)量。相較于本研究存在一定局限，其一只是比較了三期掃描中的動(dòng)脈期，未對門靜脈期及實(shí)質(zhì)期重建做評估；其二根據(jù)《中國成人超重與肥胖癥預(yù)防控制指南》[11]未將BMI>24kg/m2的病例納入，將在其后研究中進(jìn)一步完善。

綜上所述，在肝癌CT隨診復(fù)查中，ADMIRE-3重建能達(dá)到主客觀最佳優(yōu)化組合，有效提高圖像質(zhì)量，為降低劑量掃描并保證圖像質(zhì)量提供有力保障，具有潛在降低輻射劑量的作用，值得臨床推廣運(yùn)用。