iDose4迭代重建技術在胸部CT掃描中最佳方案的探討

田慶龍，呂佳南，許傳斌，張武，呂仁杰，徐鵬(佳木斯大學附屬第一醫院，黑龍江佳木斯 154002)

iDose4迭代重建技術在胸部CT掃描中最佳方案的探討

田慶龍，呂佳南，許傳斌，張武，呂仁杰，徐鵬(佳木斯大學附屬第一醫院，黑龍江佳木斯 154002)

摘要：目的探討iDose4迭代重建技術在胸部CT掃描中的最佳電流強度。方法 收集行256層螺旋CT胸部掃描的患者135例，隨機分為5組，A、B、C、D組各30例，E組15例。其中A組為對照組，行常規劑量100 mAs掃描，用傳統的濾過反透射法重建，其余各組依次分別為75、50、30、15 mAs進行掃描，并在iDose4-5水平重建圖像，對5組圖像進行主觀評價和客觀評價。結果在iDose4-5水平下，隨著電流強度的降低，有效劑量逐漸減小,圖像噪聲值逐漸增大，B、C、D、E組有效劑量較A組分別減少約27.74%、51.82%、77.01%和83.94%，B、C、D組圖像質量評分與A組比較無統計學差異(P均>0.05)，E組圖像質量與A組比較有統計學差異(P<0.05)。結論在iDose4-5水平，電流強度降低至30 mAs可以明顯減低輻射劑量，且圖像質量不受影響，可以作為胸部低劑量掃描的最佳方案。

關鍵詞：迭代重建技術；胸部；體層攝影術，X線計算機；低劑量

2011年飛利浦公司推出了第四代迭代算法iDose4，其特點是雙空間、多噪聲模型和解剖模型，在對噪聲予以細致處理的同時，再去解剖模型加速重建過程，提高圖像分辨率，消除蠟像狀偽影[1]，胸部許多疾病在診治過程中需要利用CT進行多次鑒別診斷和療效評估，低劑量CT的應用將大大減少患者的輻射問題,但目前該方面的研究報道較少[2～5]。本文旨在研究iDose4迭代重建技術在臨床胸部低劑量CT掃描中的優化方案。

1資料與方法

1.1臨床資料選取2013年12月～2014年6月前來本院行胸部CT檢查的患者135例，其中男80例、女55例，年齡17～75歲，體質量指數(BMI) 17.2～32.4 kg/m2。將患者隨機分為5組，A、B、C、D組各30例，E組15例。A組：30例，男17例、女13例，年齡17～75歲，BMI 17.2～28.4 kg/m2；B組：30例，男20例、女10例，年齡 22～67歲，BMI 17.8～26.4 kg/m2；C組：30例，男16例、女14例，年齡25～63歲，BMI 19.2～30.4 kg/m2；D組：30例，男15例、女15例，年齡32～58歲，BMI 20.4～32.4 kg/m2；E組：15例，男12例、女3例，年齡 27～48歲，BMI 18.5～28.7 kg/m2。

1.2方法

1.2.1掃描方法采用Philips Brilliance 256-iCT，患者取仰臥位，雙手上舉過頭，頭先進，進行屏氣全肺掃描，范圍自第1后肋上緣至肺底層面。A～E組電流依次設為100、75、50、30、15 mAs，電壓統一固定為120 kVp，螺距0.993 mm，層厚1 mm，旋轉時間0.5 s，準值128×0.625 mm。圖像重建：A組采用濾波反投影算法(FBP)重建，其余各組在iDose4-5[5]水平進行重建。掃描結束后，記錄由CT機顯示的受檢者X線劑量參數，包括劑量長度乘積(DLP)和容積CT劑量指數(CDTIvol)。計算有效劑量(ED)：ED=DLP×W,W代表不同部位的權重因子，這里為0.014 mSv·mGy-1·cm-1。

1.2.2圖像分析方法主觀評價：由本院兩名經驗豐富的診斷醫師共同分析并達成一致意見，肺內結構的觀測采用肺窗窗位-600 Hu，窗寬為 1 200 Hu，縱隔窗采用窗位40 Hu，窗寬400 Hu，觀察肺血管、胸壁骨及肌肉、支氣管、葉間裂的銳利程度來評估。評分標準分為3個等級：1分：圖像質量差，偽影較大，局部模糊，不能滿足診斷。2分：圖像質量中等，偽影較小，不影響診斷。3分：圖像質量良好，無偽影，能夠滿足診斷。客觀評價：對5組患者的圖像，分別在相同平面(胸骨角)、相同位置(主動脈弓內側)標注感興趣區ROI(面積99～102 mm2)，測量其CT均值及標準差(SD)，以SD作為圖像噪聲。

1.2.3統計學方法采用SPSS17.0統計軟件。兩兩比較采用Dunnett-t檢驗，P≤0.05為差異有統計學意義。采用Kappa檢驗分析評定者一致性(P<0.4認為一致性較差，0.4≤P<0.75認為一致性良好，P≥0.75認為一致性較高)。

2結果

5組年齡、BMI、掃描范圍、CDTIvol、DLP、ED比較見表1。B、C、D組ED較A組分別下降約27.74%、51.82%、77.01%和83.94%，A、B、C、D、E組評分為1分者分別為0、0、0、0、5例，為2分者分別為0、0、1、1、7例，為3分者分別為30、30、29、29、3例。B、C、D組圖像質量評分與A組比較無統計學差異(P均﹥0.05)。E組圖像質量與A組比較有統計學差異(P﹤0.05)，見圖1。經Kappa檢驗兩名評定者對圖像質量的評價一致性良好(0.4≤P<0.75)。隨著電流強度的降低，5組圖像的客觀噪聲逐漸升高(圖2)。

表1　5組年齡、BMI、掃描范圍、CDTIvol、DLP、ED比較

圖　5組患者肺窗冠狀位圖像質量對比

注：Ar：ROI測量面積；Av：平均CT值；SD：CT值標準差。

3討論

CT是一種利用計算機技術對物體斷層掃描圖像進行重建，然后獲取三維斷層圖像的掃描方式，已被廣泛應用于臨床，并作為疾病的診斷依據。CT比胸片較為明顯的優點是具有無組織重疊，分辨率高(為普通平片的10～20倍[6]),診斷疾病的敏感性及特異度高；但常規CT輻射劑量較大，是普通胸片的10～100倍[7]，必然會對人體產生危害，因此降低輻射劑量至關重要。

iDose4迭代重建技術可以抑制偏心狀及條帶狀偽影的生成，提升密度分辨率及空間分辨率，結合其獨有的濾過函數，可以最大限度地降低噪聲，并且保持圖像的真實性，操作簡便且能快速重建，能夠實現在更低劑量下獲得優質圖像,對于篩查肺孤立結節和早期肺癌的發現更是有了突破性進展[8,9]。而傳統的FBP算法雖然快速、簡便而可靠，但不能分辨采集數據的基本成分，忽略了采集過程中量子噪聲和電子噪聲對投影數據的污染，造成重建圖像噪聲較大，影響重建圖像質量[10]。

大量研究表明，根據BMI采用合理的掃描方案可以有效降低輻射劑量[11]，但在臨床工作中如果過度區分BMI，又會明顯增加工作量和工作難度。有研究表明降低管電壓可以更有效地降低輻射劑量[12],但是過度降低管電壓會導致射線穿透能力減低,散射線增加,造成周圍組織、器官的受照劑量不足,所以本實驗選擇降低管電流進行臨床研究。

我們首先對iDose4各水平的降噪能力進行了前期研究，即對A組進行了iDose4(1～6) 6種水平與FBP的重建，測量圖像的客觀噪聲值，進行主觀與客觀評價，結果得出在iDose4-5水平來優化臨床掃描方案是較為合理的，iDose4-7水平一般限于Lung-enhanced算法，所以未采用。

通過實驗，我們可以明顯看出當電流強度降低至15 mAs時在iDose4-5水平重建圖像，多數圖像肺尖部偽影較重，局部模糊效應增強，肉眼難辨偽影與病灶，分析原因可能是肩胛骨及肩部肌肉、脂肪影響所致。D組采用電流30 mAs，在iDose4-5水平重建，平均ED為(0.63±0.11)mSv，比常規掃描劑量降低77.01%，且圖像質量仍可滿足診斷，可以作為臨床低劑量掃描的最佳方案。

參考文獻：

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[12] 楊利莉，汪芳，趙艷紅，等.基于iDose4 迭代重建的回顧性心電門控冠狀動脈CT血管成像低劑量技術的初步研究[J].實用放射學雜志，2014,30(1):128-132.

(收稿日期：2014-10-12)

通信作者：徐鵬

基金項目：佳木斯大學研究生科技創新項目(LZR2014_020)、佳木斯大學科研項目(S2013-045)。

中圖分類號：R445.3

文獻標志碼：B

文章編號：1002-266X(2015)09-0039-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2015.09.014