256 層螺旋CT 低劑量掃描聯合迭代重建在頭頸部CTA 中的初步應用

王孌鸞，張廣兵

（蘇州市立醫院東區放射科 江蘇 蘇州 215000）

隨著社會發展、老齡人口的增多，血管性疾病越來越多的出現并成為威脅人類健康的第一大疾病種類，與此同時隨著CT 技術的發展使得CTA 檢查在頭頸部血管疾病的診斷中發揮越來越重要的作用。然而相對于其他檢查技術而言，CT 檢查中的輻射問題越來越受到公眾及醫學界的重視，一直限制其大規模廣泛應用，如何能在盡量降低受檢查者接受的輻射劑量的同時又能更好的對于疾病進行診斷成為當前頭頸部CTA 檢查研究中的一個重要方面。現階段計算機技術的飛速發展，使得需要較大計算量的迭代重建（iterative reconstruction，IR）技術在實際臨床的常規檢查中應用成為可能，通過一系列研究也使得其在眾多CT 重建方法中越來越表現出其優越性。本次研究，力圖通過比較常規的濾波反投影重建（filtered back projection，FBP）技術與迭代重建技術在256 層螺旋CT頭頸部CTA 低劑量掃描檢查中重建出的圖像質量的差異顯著性，探討將來可能應用迭代重建技術，以使得在本檢查中降低受檢者接受輻射劑量同時滿足圖像診斷要求的應用成為可能。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

收集2018 年1 月至2019 年1 月于我院256 層螺旋CT 機上行低劑量頭頸部CTA 檢查的患者72 例，回顧性分析其臨床資料及影像學檢查資料。本組入選的72 例患者中，其中男46 例，女26 例；年齡35 ～59 歲，平均年齡51.6±6.1歲；受檢者臨床主要癥狀為頭暈，部分患者表現為嘔吐、耳鳴等。排除標準為，如患者檢查中過度躁動、掃描區金屬偽影、過于肥胖以及檢查結果中頭頸部任何一個大血管分支重度狹窄、急性腦梗塞等情況均作為篩選的排除標準，予以排除。所有受檢者檢查前均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法

本研究所采用的檢查儀器為256層螺旋CT掃描儀（iCT Philips），參考以往文獻研究，本次所采用的低劑量掃描參數設置為：管電壓80kV，管電流采用自適應管電流，管電流參考標準采用其中的較低數值為150mAs，層厚設置為0.625mm，螺距為1，掃描視野為450mm×450mm，圖像采集矩陣為512×512。所有受檢患者體位均采用頭先進，仰臥位于檢查床，兩手交叉放于頭上。掃描范圍為主動脈弓下緣水平至頂骨處。碘造影劑的選擇：采用碘普羅胺（優維顯）330 非離子型造影劑。使用雙筒高壓注射器兩期團注方案，右肘靜脈留置針方式。具體方案為首先團注造影劑80ml 緊接注射生理鹽水50ml，速度相同均為5ml/s。檢查過程中均采用智能閾值觸發模式，監測點置于升主動脈出口水平，閾值設置為130Hu，觸發延時時間設置為10s，掃描延遲時間為5s。

1.3 圖像后處理及評價

對受檢患者CT 掃描儀器所得到的原始數據，進行兩次范圍、kernal 值等其他參數相同的圖像重建，分別進行濾波反投影重建和迭代重建兩種技術，橫斷位重建圖像層厚均為0.625mm，兩種重建技術重建圖像均導入Philips Brilliance Workspace 工作站，在其子選項欄目中利用AVA 血管分析軟件對兩種重建方法的圖像進行后處理，后處理方式包括多平面重組、最大密度投影、容積重現等一系列常規重建方式，顯示頸腦動脈血管主干及分支。

主觀圖像質量評價采用盲法評估，由兩位高年資副主任醫師分別獨立進行，然后進行比對，遇有不一致者經過協商達成相同意見。對于頸部動脈CTA 血管重建圖像的質量評價，標準定為頸總動脈遠端的顯示清晰度為標準，腦部動脈CTA 血管圖像的評價標準為大腦中動脈M1 段的顯示清晰度為標準。將CTA 圖像中標定的血管的顯示清晰度分為五級：5 級，CTA 圖像中動脈血管主干及分支顯示清晰，血管邊緣光滑、銳利，無偽影且與鄰近組織分界清晰，據此標準圖像評分為5 分；4 級，CTA 圖像中血管主干顯示較好，分支顯示較好，血管邊緣處有輕度偽影，符合次標準評分為4 分；3 級，動脈血管主干顯示較好，分支血管顯示相對較差，血管邊緣處模糊、有較多偽影，以此評分為3 分；2 級，動脈血管主干顯示尚清，血管邊緣不清，腔內造影劑可見，分支血管模糊不清，本階段的圖像質量評分為2分；1級，圖像中所顯示的動脈血管主干顯示不佳，分支不可見，血管邊緣偽影較多影響血管狹窄度判斷，不符合影像診斷標準。

1.4 統計學方法

采用配對樣本非參數秩和檢驗（Wilcoxon 檢驗），分別對兩種重建方法的頸部、腦部圖像血管清晰度差別進行統計分析。統計學差異有顯著性定義為P ＜0.05。統計計算軟件采用SPSS25.0 軟件。

2 結果

對頸部動脈CTA 檢查患者的圖像質量主觀評分，濾波反投影重建方法的平均圖像評分為4.44±0.63，迭代重建算法的平均圖像評分為4.46±0.67；二者差異顯著性統計分析P 值為0.89，P ＞0.05，兩組間圖像質量評分無明顯統計差異性，故認為對于頸部動脈CTA 低劑量檢查使用濾波反投影重建方法與迭代重建算法重建圖像質量無明顯差別。

對于腦部動脈CTA 檢查者的圖像質量主觀評分，濾波反投影重建方法的平均值為4.25±0.69，迭代重建算法的平均值為4.46±0.63；兩者的差異顯著性統計分析P 值為0.028，P ＜0.05，兩組間圖像質量評分有統計學差異性，故認為對于腦動脈CTA 低劑量檢查使用迭代重建算法的所得動脈圖像質量要優于濾波反投影算法。

3 討論

近年來，隨著社會發展及人口老齡化，心血管疾病的發病呈現明顯的增長，而其中的頸腦血管問題呈現越來越年輕化，發病率逐步提升。對于頸腦血管疾病的檢查，由于CT 技術的發展而逐漸由以超聲檢查為主過渡為CTA 檢查為主，但是CT 檢查中始終不可避免的一個問題就是輻射問題。現代CT 技術的發展使得其對頸腦部血管CTA 檢查成為了一項常規，但如何在保證成像質量的前提下有效的減少受檢者所接受的輻射劑量逐漸成為人們日益關注的問題[1,2]。

計算機技術的發展，使得CT 圖像重建技術中的迭代重建算法越來越受到重視，迭代重建算法相對于目前常規的“金標準”濾波反投影算法有著較多的有點，但其由于需要較大的計算量，所以受制于計算機技術的限制一直未能得到重視[3,4]。迭代重建技術相對于濾波反投影重建技術，需要較小的信號值便可以得到較清晰的圖像，從而可以在保證圖像診斷質量的前提下通過降低CT 檢查中的管電壓、管電流等參數，使得受檢患者在接受檢查中的輻射劑量得到一定降低[5,6]。

頭頸部動脈血管聯合掃描CTA 檢查對于CT 掃描儀的要求較高，由于其身體部位掃描范圍跨越較大，頭顱、頸部、胸部三個部位的身體組織的差異性較大，而頭頸部動脈血管部分貼近骨組織、部分血管較為纖細，從而在診斷層面上對圖像質量提出了更高的要求[7,8]。

在目前的CT 檢查中患者接受的輻射劑量的大小相關影響因素主要以下幾個方面為主：管電壓、管電流、掃描時間。CT 檢查中患者接受的輻射劑量，與管電壓的平方呈正比關系，而與管電流及掃描時間二者間呈正比關系，從而可以得到降低管電壓可以相對更加有效地降低受檢者所接受的輻射劑量[8,9]。

CTA 檢查中普遍應用的造影劑是含碘造影劑，依靠其中的有效成分碘原子。碘原子的K 界值為33.2KeV，通過以往的研究發現，降低CT 檢查管電壓至80kV 時，發出的X 射線與碘原子的K 界能量可以進行更好的匹配，使得碘原子可以吸收更多的X 線光子，從而更好地達到使用含碘造影劑對血管進行顯示的目的。

故而在本研究中我們使用降低管電壓至80kV，而由于頸腦部動脈血管掃描范圍相對較大，各部位組織差異性較大，使得采用恒定管電流不合適，故而我們采用動態自適應法管電流，在這其中選取較低參考值，從而盡量降低管電流，進而有效減少患者的輻射劑量[10]。在此基礎上本次研究所采納的檢查資料中通過濾波反投影法及迭代重建技術重建的圖像均達到了診斷要求。

通過本研究中得出的數據明確反映出，在本組條件下低劑量掃描CTA 檢查對于頸部動脈血管的顯示，濾波反投影法與迭代重建算法二者得到的圖像質量無明顯差別；而對于腦動脈血管顯示的圖像質量，以上兩種重建方法有統計學差異，迭代重建算法相對于濾波反投影重建算法得到了更高質量的圖像。這可能是由于頸動脈血管較粗大，兩種重建方法得到的圖像質量均較好，而差異性主觀而言有所降低。而腦血管相對較細，對于重建方法的要求較高，不同重建方法對于腦血管圖像質量差異相對明顯。由此進一步推斷出迭代重建算法相對濾波反投影重建對于細節、微小血管的顯示相對較好。

綜上所述，本研究通過對256 層螺旋CT 頭頸部動脈血管CTA 低劑量掃描檢查中兩種重建方法所得到的圖像質量進行了比較，迭代重建算法相對于傳統的濾波反投影重建算法可以提高圖像質量，從而在有效降低患者接受輻射劑量的前提下，進行頭頸部動脈血管CTA 檢查。本研究作為一項對減少CT 檢查輻射劑量的初步探討，目前尚且存在一定不足，例如樣本量較小、單一儀器等存在的偏差，可待以后的研究中予以補足。