輸尿管結石低劑量CT掃描中不同iDose等級、不同層厚重建圖像的質量比較

李麗超，宮鳳玲，周立娟，陳偉彬，于鵬，張立國( 唐山市工人醫院分院,河北唐山063000；華北理工大學附屬醫院)

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輸尿管結石低劑量CT掃描中不同iDose等級、不同層厚重建圖像的質量比較

李麗超1,2，宮鳳玲2，周立娟1，陳偉彬2，于鵬2，張立國2(1 唐山市工人醫院分院,河北唐山063000；2華北理工大學附屬醫院)

摘要：目的比較輸尿管結石低劑量CT掃描中不同iDose等級、不同層厚重建圖像的質量。方法78例輸尿管結石患者，經保守治療后結石未排出，首次檢查采用常規劑量(120 kV/400 mAs)CT掃描并用濾波反投影算法(FBP)1 mm薄層重建(常規組)，復查采用低劑量(120 kV/200 mAs)CT掃描并行6級迭代算法1 mm薄層重建(低劑量組)。記錄CT容積劑量指數(CTDIvol)、劑量長度乘積(DLP)，計算有效劑量(ED)；首先通過圖像質量主觀評分、圖像的客觀噪聲值、信噪比及結石檢出數評價出1 mm最合理的iDose等級，再對最優iDose等級行1.5 mm及2 mm重建，評價出最優iDose重建層厚。結果低劑量組、常規組CTDIvol分別為(11.26±0.53)、(22.42±1.03)mGy，DLP分別為(584.68±25.47)、(1 166.38±52.78)mGy*cm，ED分別為(8.77±1.43)、(17.52±2.85)mSv，兩組比較，P均<0.05。低劑量迭代算法重建的1 mm iDose4等級圖像噪聲、信噪比及iDose4～6等級圖像質量主觀評分、結石檢出數分別與常規劑量組比較，P均>0.05。1.5、2 mm與1 mm iDose4重建圖像噪聲比較，P均<0.05；2 mm與1 mm iDose4重建圖像信噪比比較，P<0.05；1、1.5、2 mm iDose4重建結石檢出數分別為91、91、89枚，三者圖像質量主觀評分比較差異無統計學意義。結論輸尿管結石低劑量CT掃描的圖像質量受迭代算法iDose等級及重建層厚的影響，iDose4是最優臨界水平，此水平1.5 mm層厚重建為最合理方案。

關鍵詞：CT檢查；輸尿管結石；低劑量輻射；迭代算法；重建層厚

輸尿管結石CT檢查掃描范圍大，且部分保守治療病例需要CT復查觀察結石位置的變化，輻射劑量大成為臨床關注的焦點。有研究[1，2]表明，迭代算法可以有效降低輻射劑量，改善圖像質量。重建層厚與噪聲密切相關，直接影響圖像質量及重建速度。所以本研究將迭代算法應用于輸尿管結石低劑量CT掃描中，以期在不影響圖像質量的前提下降低輻射劑量，并探討迭代算法診斷輸尿管結石的iDose最合理等級及重建層厚。

1資料與方法

1.1臨床資料選擇唐山市工人醫院分院2014年1月～2015年6月經保守治療輸尿管結石未排出而行CT復查的78例患者，其中男51例，女27例，年齡23～68歲，BMI 19～23 kg/m2。

1.2低劑量CT掃描方法應用飛利浦64排螺旋CT，掃描范圍為膈下至恥骨聯合，所有患者在首次常規劑量掃描后重建出FBP圖像(常規組)，復查應用低劑量掃描后(低劑量組)重建出iDose 1～6圖像。常規劑量掃描參數120 KV，400 mAs，層厚5 mm，間距5 mm，螺距0.984，FBP重建層厚為1 mm，X線球管旋轉1周時間為0.8 s,圖像顯示窗寬400，窗位60。低劑量掃描管電流采用200 mAs，iDose1～6重建層厚為1 mm，其他參數同常規劑量參數。對最優等級分別行1.5 mm和2 mm的薄層重建。

1.3圖像質量分析方法 ①噪聲測量方法：在腎實質內選取3個感興趣區域(ROI)的圓形區域測量CT值及SD值，避開結石和鈣化區，取其平均值，ROI面積調整到50～55 mm2。同一個患者ROI用復制粘貼的方法以保證測量的準確性。②圖像質量觀察方法：圖像噪聲為所測腎實質標準差的平均值(SD值)。圖像噪聲信噪比=CTn/SD，CTn為所測腎實質的平均CT值。采用雙盲法進行圖像質量主觀評分[3]。記錄CT容積劑量指數(CTDIvol)和劑量長度乘積(DLP)，有效劑量(ED)=DLP×k，k為換算因子，根據國際放射防護委員會公布的標準，k為0.015。

2結果

兩組輻射劑量比較見表1。重建層厚1 mm時，常規組與低劑量組各iDose等級重建結石檢出數量均為91枚，圖像噪聲、信噪比、圖像質量主觀評分比較見表2。低劑量iDose4等級重建在1、1.5、2 mm重建層厚結石檢出數分別為91、91、89枚，iDose4不同重建層厚間圖像噪聲、信噪比、圖像質量主觀評分比較見表3。

表1　常規組與低劑量組CTDIvol、DLP、ED比較

注：與常規組比較，#P<0.05。

表2　　　　常規組與低劑量組各iDose等級重建圖像噪聲、

注：與常規組比較，#P<0.05。

表3　　　　 iDose4不同重建層厚圖像噪聲、信噪比、

注：與1 mm層厚比較，#P<0.05。

3討論

據統計[4]，美國有高達2%的癌癥病例可能是由于CT掃描的輻射造成的。因此，在保證圖像質量的前提下最大限度地降低輻射劑量是臨床急需解決的問題。降低輻射劑量的常見方法包括降低管電壓、管電流和增大螺距。泌尿系結石多為陽性結石，與周圍組織對比度較大，使得通過降低管電流行低劑量掃描成為可能。對于泌尿系結石的低劑量研究[5]結果顯示，低劑量掃描圖像可以滿足臨床診斷要求，但圖像噪聲都有所增加，尤其對于密度低及直徑小的結石，部分出現漏診或誤診。

近年來低劑量的研究[6,7]從單純的降低掃描劑量向聯合改進重建算法的方向發展。CT重建技術包括FBP和迭代重建。FBP因其簡單快速的重建技術而被臨床廣泛應用，但其對原始數據要求精確定量，X線量的波動對其影響較大，對于噪聲和偽影較敏感。iDose是在構建過程中進行數據校正對比，同時保留數據邊緣，校正后的數據繼續迭代重建，圖像的噪聲不斷減少。本組研究低劑量掃描行iDose1～6級重建，結果顯示iDose4圖像噪聲、信噪比及iDose4～6圖像質量主觀評分及結石檢出數與常規劑量比較差異無統計學意義，但輻射劑量減低了約50%；iDose5～6級重建較常規劑量圖像噪聲降低，信噪比增加。但有文獻[8]報道，運用iDose重建運算量能達到FBP的100倍以上，等級越高運算量越大，工作站的運算負荷不斷加大，大大影響工作效率。李萍等[2]對于迭代算法診斷肺結節的研究結果顯示，隨著iDose等級升高，病灶邊緣與正常肺組織間有被密度均勻化的趨勢，小結構可見性受到影響。本組研究未出現這種情況，可能是由于結石與周圍組織的高對比。所以iDose的等級并不是越高越好。重建層厚越厚圖像噪聲越小，重建層厚越薄圖像噪聲越大，并且增加重建厚度，圖像數量將明顯減少，可以明顯提高工作效率。但隨著重建層厚的增加，也會因為容積效應的影響遺漏小病灶。為了提高iDose的工作效率，我們在研究中嘗試增加了重建層厚，結果顯示重建層厚增加到1.5 mm時，圖像噪聲下降，信噪比、圖像質量主觀評分及結石檢出數較1 mm時差異無統計學意義，但圖像數量大大減少，明顯提高了工作效率。當重建層厚增加到2 mm時雖然圖像噪聲下降明顯，噪聲比增大，但結石檢出數減少，有兩顆直徑1～2 mm的小結石未被檢出。

總之，輸尿管結石低劑量CT掃描的圖像質量受迭代算法iDose等級及重建層厚的影響，iDose4是最優臨界水平，此水平1.5 mm層厚重建為最合理方案。

參考文獻：

[1] 徐姝,侯陽,郭啟勇.應用迭代重建技術的低劑量增強CT評估肝臟腫瘤的可行性[J].中國醫學影像技術,2011,27(8):1633-1636.

[2] 李萍,于春瑤,劉斌,等.256排螺旋CT迭代算法診斷肺結節的最優水平[J].中華實用診斷與治療雜志，2015,29(1):87-89.

[3] 王秋霞,萬常華,陳亮,等.64層螺旋CT檢測泌尿系結石低kV掃描的優化選擇及臨床應用[J].放射學實踐,2010,25(10):1157-1159.

[4] Brenner DJ, Hall EJ. Computed tomography: an increasing source of radiation exposure[J]. N Engl J Med, 2007,357(22):2277-2284.

[5] 金學康,伏云,黃麗靜,等.低劑量MSCT掃描在泌尿系結石診斷中的應用[J].現代醫用影像學，2013,22(1):34-36.

[6] Kwon JK, Chang IH, Moon YT, et al. Usefulness of low-dose nonenhanced computed tomography with iterative reconstruction for evaluation ofurolithiasis: diagnostic performance and agreement between the urologist and the radiologist[J]. Urology, 2015,85(3):531-538.

[7] Srcott KriegshauseJ, Naidu SG, Paden RG. Feasibility of ultra-low radiation dose reduction for renal stone CT using model-based iterative reconstruction: prospective pilot studyradiologist[J]. Clin Imaging, 2015,39(1):99-103.

[8] Joemai RM, Geleijns J, Veldkamp WJ. Development and validation of a low dose simulator for computed tomography[J]. Eur Radiol, 2010,20(4):958-966.

(收稿日期：2015-11-04)

中圖分類號：R445.3

文獻標志碼：B

文章編號：1002-266X(2016)11-0088-02

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2016.11.035

通信作者：宮鳳玲(E-mail: gongfengl@163.com)