迭代重建技術(shù)對(duì)頭頸部動(dòng)脈CT血管成像圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響

趙華，周雁玲，鄭國良

(中山市小欖人民醫(yī)院放射科，廣東中山528415)

迭代重建技術(shù)對(duì)頭頸部動(dòng)脈CT血管成像圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響

趙華，周雁玲，鄭國良

(中山市小欖人民醫(yī)院放射科，廣東中山528415)

目的探討迭代重建技術(shù)應(yīng)用于頭頸部動(dòng)脈CT中對(duì)血管成像圖像質(zhì)量以及輻射劑量的影響。方法選擇2014年4月至2016年3月期間在我院行頭頸部CTA檢查的100例患者，按照隨機(jī)數(shù)表法分為A組和B組，每組50例。其中A組掃描參數(shù)120 kV、250 mAs，并采用濾波反投法進(jìn)行重建，而B組掃描參數(shù)是100 kV、180 mAs，采用iDose4迭代重建技術(shù)，對(duì)比兩組患者的CT容積劑量指數(shù)(CTDIvol)、劑量長度乘積(DLP)、噪聲值、對(duì)比噪聲比、圖像質(zhì)量、噪聲情況。結(jié)果在圖像質(zhì)量對(duì)比中，A組患者3分2例，4分12例，5分共36例；B組患者中4分10例，5分共40例，兩組比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)；而在背景噪聲評(píng)分中，A組患者1分2例，2分10例，3分38例，而B組患者2分8例，3分42例，兩組比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。此外，兩組患者的噪聲值其組織密度越高，則兩者之間的差異也逐步縮小。而A組患者的DLP、CTDIvol分別為(1462.1±64.3)mGy·cm、(33.82± 10.14)mGy，明顯高于B組的(635.1±34.9)mGy·cm、(14.78±3.21)mGy，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。結(jié)論對(duì)于需要行頭頸部CTA檢查的患者，可以采取迭代重建技術(shù)進(jìn)行掃描，其不但可以獲得較高的圖像質(zhì)量，同時(shí)也可以有效減低掃描過程中的輻射劑量，值得臨床推廣。

迭代重建技術(shù)；頭頸部動(dòng)脈CT；血管成像；圖像質(zhì)量；輻射劑量

隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，CT技術(shù)在臨床目前已經(jīng)被廣泛使用，尤其是多層螺旋CT(MSCT)技術(shù)近年來使用率不斷上升，并且MSCT血管成像中對(duì)于較小血管的成像情況已經(jīng)和DSA血管造影成像質(zhì)量頗為接近，同時(shí)可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行較大范圍的掃描并獲得清晰、直觀的高質(zhì)量圖像。然而該檢查技術(shù)難免會(huì)給患者帶來一定的輻射劑量，因此會(huì)有誘發(fā)相關(guān)并發(fā)癥。近年來，Dose4迭代重建技術(shù)正不斷的應(yīng)用于臨床，其不僅能夠保證短時(shí)間內(nèi)獲得更清晰的圖像，同時(shí)還有效降低了輻射劑量[1]。本文旨在探討迭代重建技術(shù)應(yīng)用于頭頸部動(dòng)脈CT中對(duì)血管成像圖像質(zhì)量以及輻射劑量的影響，現(xiàn)報(bào)道如下：

1 資料與方法

1.1 一般資料選擇2014年4月至2016年3月期間在我院行頭頸部CTA檢查的100例患者作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)所有患者均有行頸部CTA的臨床指征；(2)神智清楚，能正常溝通交流；(3)經(jīng)我院醫(yī)院倫理委員會(huì)同意，患者及家屬表示同意并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)伴有嚴(yán)重的心肝腎功能等慢性疾病；(2)有碘過敏病史；(3)妊娠或哺乳期女性。按照隨機(jī)數(shù)字表法分為AB兩組，每組50例。其中A組男性25例，女性25例；年齡31～79歲，平均(56.9±6.7)歲；體質(zhì)量指數(shù)(23.4±2.5)kg/m2，掃描范圍為(350±24)mm。B組男性27例，女性23例；年齡30～80歲，平均(58.1± 6.8)歲；體質(zhì)量指數(shù)(23.7±2.6)kg/m2，掃描范圍為(355± 20)mm。兩組患者的基線資料比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，具有可比性。

1.2 方法對(duì)所有入選患者進(jìn)行頭頸部CTA掃描。采用Philips Brilliance iCT 256層螺旋CT，觀察層面選擇支氣管分叉下約1 cm處，降主動(dòng)脈內(nèi)的ROI設(shè)置為10 mm2，掃描CT的閾值設(shè)置為120 Hu，患者掃描范圍是從主動(dòng)脈弓一直到顱頂部位，掃描覆蓋的長度平均349 mm。增強(qiáng)掃描時(shí)從患者的肘靜脈處注射碘普胺55 mL，隨后再注射生理鹽水45 mL。A組患者具體的掃描參數(shù)是：120 kV、250 mAs，探測器的寬度設(shè)置為0.625 mm×128，螺距0.938，F(xiàn)OV設(shè)置為22 cm× 22 cm，矩陣設(shè)置為512×512，旋轉(zhuǎn)時(shí)間是每周0.27 s，層厚為0.9 mm，層距控制為0.45 mm，重建方案為濾波反投法。B組患者的具體掃描參數(shù)：100 kV、180 mAs，重建方案iDose4技術(shù)，其余參數(shù)的設(shè)置和A組相同。對(duì)掃描后取得的圖像應(yīng)用Extended Brilliance Workspace 4.5工作站進(jìn)行處理。

1.3 觀察指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法觀察兩組患者的CT容積劑量指數(shù)(CTDIvol)、劑量長度乘積(DLP)、噪聲值、對(duì)比噪聲比、圖像質(zhì)量、噪聲情況。血管顯示情況評(píng)分[2]：1分為不合格，血管邊緣較為毛糙，同時(shí)主干、分支顯示均欠佳，無法診斷；2分較差，血管邊緣較為毛糙，并且分支及遠(yuǎn)端顯示差，勉強(qiáng)可以診斷；3分屬于可以接受范圍，并且頭頸部的血管主干顯示較好，主要分支顯示較好，但是分支及遠(yuǎn)端則相對(duì)欠佳；4分良好，頭頸部血管以及分支和遠(yuǎn)端的顯示均較好；5分優(yōu)秀，頭頸部血管邊緣平滑銳利，并且分支、遠(yuǎn)端顯示也較為清晰。背景噪聲[3]方法：1分，背景噪聲大，對(duì)診斷有較為明顯的影響；2分，噪聲稍偏大，但是可以接受，同時(shí)對(duì)診斷無明顯影響；3分，噪聲較小，不存在診斷影響情況。圖像噪聲值(SD值)測量及對(duì)比噪聲比(CNR)的定量計(jì)算：(1)測定ROI圖像噪聲—①腦動(dòng)脈CT、SD值，雙側(cè)大腦中動(dòng)脈水平段起始部，避免血管壁的鈣化；②腦組織cT、sD值，雙側(cè)顳葉腦皮質(zhì)區(qū)及同側(cè)頭顱上方空氣；③下頸段的胸骨切跡平面，頭臂干cT、sD值、雙側(cè)胸大肌cT、SD值及頸部上方空氣CT、SD值。ROI大小均為0.8 cm×0.8 cm，并避免觸及小血管及鈣化。(2)CNR=(ROI血管-ROI腦組織或肌肉)/ SD背景。其中ROI血管為大腦中動(dòng)脈或頭臂干CT值均值；ROI腦組織或肌肉為顳葉腦皮質(zhì)區(qū)或胸大肌CT值均值；SD背景為空氣SD平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，兩樣本均數(shù)的比較采用t檢驗(yàn)，兩樣本率的比較采用χ2檢驗(yàn)，均以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般情況對(duì)比A組體質(zhì)量指數(shù)為(23.4± 2.5)kg/m2，掃描范圍為(350±24)mm，B組的體質(zhì)量指數(shù)(23.7±2.6)kg/m2，掃描范圍為(355±20)mm，兩組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.249、0.185，P＞0.05)。

2.2 影像質(zhì)量對(duì)比兩組患者的圖像質(zhì)量比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，見表1和圖1～2。

2.3 背景噪聲評(píng)分對(duì)比兩組患者的背景噪聲主觀評(píng)分比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=-0.218，P＞0.05)，見表2。

表1 兩組患者的影像質(zhì)量對(duì)比(例)

圖1 同一患者，CTA迭代重建技術(shù)顯示右側(cè)大腦前動(dòng)脈交通段動(dòng)脈瘤

圖2 同一患者，CTA迭代重建技術(shù)顯示右側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈交通段動(dòng)脈瘤

表2 兩組患者背景噪聲評(píng)分

2.4 噪聲值及對(duì)比噪聲比對(duì)比兩組患者的頭部中空氣、顳葉的噪聲值和對(duì)比噪聲比，以及頸部空氣、頭臂干噪聲值比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。兩組患者的噪聲值其組織密度越高，則兩者之間的差異也逐步縮小，見表3。

2.5 CT值對(duì)比B組患者在大腦中動(dòng)脈以及頭壁干的CT值明顯高于A組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見表4。

2.6 輻射劑量對(duì)比A組患者的DLP為(1 462.1± 64.3)mGy·cm，明顯高于B組的(635.1±34.9)mGy·cm，且A組患者的CTDIvol為(33.82±10.14)mGy，也明顯高于B組的(14.78±3.21)mGy，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t= 4.599，P＜0.05)。

表3 兩組患者的噪聲值及對(duì)比噪聲比比較(±s)

表3 兩組患者的噪聲值及對(duì)比噪聲比比較(±s)

組別例數(shù)頭部對(duì)比噪聲比頸部噪聲值頸部對(duì)比噪聲比A組B組t值P值50 50空氣5.7±1.2 9.2±1.9 7.668＜0.05頭部噪聲值大腦中動(dòng)脈22.9±11.2 24.2±9.6 0.431＞0.05顳葉8.9±1.8 10.8±2.5 3.124＜0.05 49.8±13.2 38.1±10.4 3.487＜0.05空氣8.6±3.0 11.9±3.3 3.786＜0.05肌肉17.3±8.2 17.7±6.4 0.193＞0.05頭臂干26.7±12.1 21.0±6.0 2.085＜0.05 37.9±15.6 33.1±12.4 1.227＞0.05

表4 兩組患者的CT值對(duì)比(±s)

表4 兩組患者的CT值對(duì)比(±s)

組別例數(shù)頭部頸部A組B組t值P值50 50空氣-1000.4±7.6 -1000.3±7.1 1.263＞0.05大腦中動(dòng)脈313.8±45.1 378.4±82.3 3.390＜0.05顳葉40.2±3.9 38.7±3.5 1.165＞0.05空氣-998.1±4.9 -998.8±5.1 0.947＞0.05肌肉44.2±4.9 44.7±5.2 0.126＞0.05頭臂干335.9±54.2 423.7±72.1 4.193＜0.05

3 討論

目前迭代重建技術(shù)在臨床中已經(jīng)逐步開展，對(duì)人體的各種部位進(jìn)行CT低劑量掃描時(shí)均可使用。MSCTA的應(yīng)用可以有效減少靜脈顯影對(duì)掃描后的成像質(zhì)量的不良影響，有助于幫助臨床醫(yī)師對(duì)頸動(dòng)脈病變進(jìn)行診斷[4]。特別是MSCT擁有強(qiáng)大的掃描后處理能力，對(duì)血管的病變位置、程度具有獨(dú)到的判斷優(yōu)勢(shì)，為臨床的診療提供一定的參考價(jià)值[5-6]。常規(guī)頭頸部CTA檢查為避免肩部偽影需要在掃描肩部時(shí)加大輻射劑量，因此如何在保證圖像質(zhì)量的前提下降低輻射劑量成為當(dāng)今研究的難點(diǎn)[7]。

在本次研究結(jié)果中可見，A組患者頭頸部的圖像治療和B組并不存在明顯的差異，但是B組患者掃描過程中的輻射劑量要顯著低于A組患者。這說明iDose4的重建技術(shù)可以保證成像質(zhì)量的同時(shí)降低輻射劑量。此外，B組患者在掃描頭臂干時(shí)的噪聲值明顯低于A組，CNR兩組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明iDose4可以有效避免或減輕在肩部掃描時(shí)產(chǎn)生的偽影。有文獻(xiàn)報(bào)道稱，在低管電壓狀態(tài)下，并且是在不增加管電流的情況下，其圖像噪聲則會(huì)顯著的增加，同時(shí)質(zhì)量也有一定程度的下降[8]。但是采用了iDose4重建技術(shù)，不僅不會(huì)增加噪聲，同時(shí)也能更好地保證成像質(zhì)量[9-10]，盡可能地為臨床提供清晰的圖像。本次研究結(jié)果也充分表明了噪聲對(duì)低密度組織影響程度較大，而對(duì)高密度組織影響程度則在較小的范圍內(nèi)。采用iDose4迭代重建，B組頭臂干的噪聲值則要明顯低于A組，可以有效地提高圖像質(zhì)量，從而提供更清晰的圖片，利于醫(yī)師閱片。但是考慮到低管電壓的原因，頭頸部大腦中動(dòng)脈和頭臂干的CT值B組較A組有較大程度的提高。

本研究的局限性：(1)盡管在此次研究中兩組患者一般資料無明顯的差異，但是在血流動(dòng)力學(xué)和心功能兩個(gè)方面則是沒有進(jìn)行進(jìn)一步的研究，同時(shí)也缺少對(duì)嬰幼兒等的研究；(2)此外，在體質(zhì)量指數(shù)來制定個(gè)性化劑量優(yōu)化方面研究過程中，涉及的深度還不夠，還有待今后進(jìn)一步完善；(3)低X線管電壓技術(shù)通過減低對(duì)比劑劑量有利于患者身體健康[11-12]，如何確定最低對(duì)比劑用量還有待進(jìn)一步研究。因此在接下來的研究中可以考慮將上述相關(guān)因素列入研究之中，探討心功能、血流動(dòng)力學(xué)情況是否會(huì)對(duì)掃描結(jié)果造成一定的影響。

綜上所述，迭代重建技術(shù)應(yīng)用于頭頸部動(dòng)脈CT中對(duì)勁動(dòng)脈的成像圖像質(zhì)量以及輻射劑量具有一定的影響，能夠有效保障成像質(zhì)量，同時(shí)降低掃描過程中的輻射劑量，值得臨床借鑒。

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Effect of iterative reconstruction technique on image quality and radiation dose of head and neck artery CT angiography.

ZHAO Hua,ZHOU Yan-ling,ZHENG Guo-liang.
Department of Radiology,Xiaolan People's Hospital of Zhongshan City,Zhongshan 528415,Guangdong,CHINA

ObjectiveTo investigate the effect of iterative reconstruction technique on the image quality and radiation dose in the CT of head and neck arteries.MethodsA total of 100 cases with head and neck CTA examination, who admitted to our hospital from April 2014 to March 2016,were selected and divided into two the group A and group B according to random number table method,with 50 cases in each group.In group A,scanning parameters were 120 kV and 250 mAs,and the inverse filtering method was used for reconstruction.Scanning parameters in group B were 100 kV and 180 mAs,and iDose4 iterative reconstruction technique was used.CT volume dose index(CTDIvol),dose lengthproduct(DLP),the value of noise,contrast to noise ratio and image quality and noise were compared between the two groups.ResultsIn the image quality comparison,there were 2 cases of 3 points,12 cases of 4 points,36 cases of 5 points in the group A;there were 10 cases of 4 points,40 cases of 5 points in the group B;there was no significant difference between the two groups in the image quality comparison(P＞0.05).In the background noise score,there were 2 cases of 1 point,10 cases of 2 points,38 cases of 3 points in the group A;there were 8 cases of 2 points,42 cases of 3 points in the group B;there also was no significant difference between the two groups in the background noise score(P＞0.05).In addition,the higher noise density value of the two groups of patients,the more reduced difference between the two groups. CTDIvol,DLP of the group A were(1462.1±64.3)mGy·cm,(33.82±10.14)mGy,respectively,which were significantly higher than(635.1±34.9)mGy·cm,(14.78±3.21)mGy of the group B(P＜0.05).ConclusionFor the patients in need for head and neck CTA examination,iterative reconstruction technique can not only obtain higher image quality,but also can effectively reduce the radiation dose in the scanning process,which is worthy of clinical promotion.

Iterative reconstruction technique;Head and neck artery CT;Angiography;Image quality;Radiation dose

R445

A

1003—6350（2017）12—1971—04

2016-12-07)

中山市社會(huì)發(fā)展攻關(guān)計(jì)劃（醫(yī)療）項(xiàng)目（編號(hào)：2014A1FC162）

趙華。E-mail：zhhuaha@163.com