陳 巖，于小利，高希法，王建華

（江蘇省中醫(yī)院放射科，江蘇 南京 210029）

肺癌是嚴(yán)重威脅人類生命的惡性腫瘤之一［1］，2010年我國因肺癌死亡人數(shù)占惡性腫瘤死亡總數(shù)的22.7%，居我國因腫瘤死亡人數(shù)首位［2］。HRCT是診斷早期肺癌的首選方法，可準(zhǔn)確檢出直徑3 mm以上的肺結(jié)節(jié)。低劑量CT對早期肺癌的檢出有較大優(yōu)勢，可用極低的輻射劑量，獲得高質(zhì)量圖像，與傳統(tǒng)X線攝影相比，可提高肺癌篩查陽性率。隨著MSCT的探測器寬覆蓋、高轉(zhuǎn)速，以及數(shù)據(jù)重建算法的改進(jìn)，低劑量CT逐漸成為高危人群肺結(jié)節(jié)篩查的重要手段［3］。本研究使用256排MSCT，基于一種新的重建濾過算法——全模型迭代重建（knowledge-based iterative model reconstruction，IMR）行低劑量肺部篩查，評價其圖像質(zhì)量，證實(shí)其可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性收集我院2017年10月至2018年1月行256排螺旋CT胸部肺結(jié)節(jié)篩查結(jié)果為陽性的受檢者共100例，隨機(jī)分為常規(guī)劑量組與極低劑量IMR組各50例。常規(guī)劑量組男27例，女23 例；年齡 25～85 歲；身高（1.65±0.18）m；體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）（24.9±2.23）kg/m2。 極低劑量IMR組男28例，女22例；年齡28～82歲；身高（1.66±0.17）m；BMI（24.7±3.07）kg/m2。 2 組年齡、身高、BMI值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

1.2 儀器與方法 使用Philips 256排iCT、心電監(jiān)測等配套設(shè)備及EBW后處理工作站等。檢查前去除頸部、胸部高密度異物（如項(xiàng)鏈、掛件）及有金屬配飾的衣物等；進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，每次屏氣5 s左右，屏氣時膈肌保持固定。常規(guī)劑量組掃描參數(shù)：120 kV，管電流使用自動調(diào)制 Dose-right，噪聲指數(shù)19，準(zhǔn)直128×0.625mm，機(jī)架旋轉(zhuǎn)時間0.75s，掃描長度300～450 mm，掃描時間3.5～6.0 s。重建算法使用濾波反投影（filtred back projection，F(xiàn)BP）法。 重建參數(shù)：縱隔軟組織窗層厚2 mm，層距2 mm，重建濾過為Standard（B），矩陣 512×512，窗寬 400HU，窗位 50HU；肺部高分辨窗參數(shù)：層厚1 mm，層距1 mm，重建濾過為Lung-Enhanced（LE），矩陣 768×768，窗寬 1 000 HU，窗位-550 HU。

極低劑量IMR組掃描參數(shù)：120 kV，管電流平均值設(shè)為25 mAs，準(zhǔn)直128×0.625 mm，機(jī)架旋轉(zhuǎn)時間0.5 s，掃描長度 300～450 mm，掃描時間 3.0～5.5 s；重建參數(shù)：縱隔軟組織窗層厚2 mm，層距2 mm，重建算法為 Standand（B），矩陣 512×512，窗寬 400 HU，窗位50 HU；肺部高分辨窗參數(shù)：層厚1 mm，層距1 mm，重建濾過為 Y-Detail（YB），矩陣 768×768，窗寬1 000 HU，窗位-550 HU。

1.3 圖像后處理及圖像質(zhì)量評價 圖像后處理在EBW6.6工作站進(jìn)行，使用Lung Noudle軟件測量肺結(jié)節(jié)最大徑、體積，以及最大、最小、平均CT值，對結(jié)節(jié)局部ROI行MPR、CPR、三維成像等。

對圖像作出主觀、客觀評價：①主觀評分。采用4分法對圖像噪聲、對比度、清晰度、有無運(yùn)動異物等偽影作出評價，由2位副主任醫(yī)師以單盲法評價圖像質(zhì)量。圖像質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)：4分，圖像肺組織清晰顯示，無噪聲、無運(yùn)動偽影；3分，肺野較清晰顯示，可見少量斑點(diǎn)狀噪聲，少許運(yùn)動及異物偽影；2分，肺組織顯示差，模糊不清或偽影較多；1分，噪聲很大或偽影很重，無法分辨肺部組織。②客觀評價。用軟件測定圖像的噪聲、SNR；分別測量2組圖像升主動脈氣管分叉處及右肺野外周帶正常肺組織固定面積［（200±2）mm2］的 CT 值，CT 值標(biāo)準(zhǔn)差（SD）即為噪聲，計(jì)算CT值與噪聲的比值即為SNR。根據(jù)劑量長度乘積（dose-length product，DLP）計(jì)算有效劑量（effective dose，ED），公式 ED=k×DLP（k 為轉(zhuǎn)換系數(shù)，胸部的轉(zhuǎn)換系數(shù) k=0.014 mSv·mGy-1·cm-1）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，對2組受檢者行正態(tài)分布檢驗(yàn)。2組BMI、圖像質(zhì)量主觀評分、噪聲、ROI的CT值、DLP及ED行兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 肺結(jié)節(jié)篩查結(jié)果 100例中，多發(fā)肺結(jié)節(jié)35例，單發(fā)65例；共檢出結(jié)節(jié)210枚，其中純鈣化結(jié)節(jié)21枚，純磨玻璃結(jié)節(jié)40枚，非鈣化實(shí)性結(jié)節(jié)79枚，混合性結(jié)節(jié)70枚；直徑＜6 mm有102枚，6 mm≤直徑≤8mm 59枚，直徑＞8 mm 49枚（圖1）。100例CT圖像均可滿足診斷要求（圖2）。

2.2 2組輻射劑量比較（表1） 極低劑量IMR組的ED與常規(guī)劑量組相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），平均為常規(guī)劑量的16.4%。

2.3 2組圖像質(zhì)量主客觀評價（表1） 2組圖像質(zhì)量的主觀評價得分，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.58，P＞0.05）；2組2處ROI的CT值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ROI1：t=1.48，P＞ 0.05；ROI2：t=2.13，P＞ 0.05）， 噪 聲差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ROI1：t=7.82，P＜0.001；ROI2：t=8.53，P＜0.001）。

3 討論

3.1 CT低劑量肺結(jié)節(jié)篩查的合理使用 X線胸部攝影與胸部CT檢查，即使劑量非常小，也會引起輻射損傷的隨機(jī)性效應(yīng)，定期行低劑量肺結(jié)節(jié)篩查，其X 線暴露也有可能引起肺癌發(fā)病率增加［4］。 研究［5］證實(shí)，降低輻射劑量，可降低肺癌的發(fā)生率，因此需對檢查的適當(dāng)性進(jìn)行評估，確定高危人群。參照中華醫(yī)學(xué)會放射學(xué)分會提出的低劑量胸部CT肺癌篩查專家共識［6］，將高危人群定義為：①年齡 50～75歲；②至少合并以下一項(xiàng)危險因素：a.吸煙≥20包/年，其中包括曾經(jīng)吸煙，但戒煙時間不足15年者；b.被動吸煙者；c.有職業(yè)暴露史（石棉、鈹、鈾、氡等接觸者）；d.有惡性腫痛病史或肺癌家族史；e.有慢性阻塞性肺疾病或彌漫性肺纖維化病史。

表1 2組圖像質(zhì)量的主客觀評價（±s）

表1 2組圖像質(zhì)量的主客觀評價（±s）

注：IMR，全模型迭代重建算法；ED，有效劑量。

ROI2噪聲（HU） 主觀評分（分）常規(guī)組 6.33±0.54 43.5±2.89 94.31±8.43 3.92±0.19極低劑量IMR組 1.04±0.37 41.5±3.27 101.7±9.77 3.89±0.31 F值 2.22 0.65 2.72 14.30 t值 95.00 1.48 8.53 1.58 P值 ＜0.001 0.89 ＜0.001 0.07組別 ED（mSv） ROI1 CT值（HU）ROI2 CT值（HU） ROI1噪聲（HU）-850.45±32.34 81.65±9.61-867.63±37.76 95.72±9.36 0.76 2.15 2.13 7.82 0.77 ＜0.001

3.2 迭代重建低劑量CT檢查的應(yīng)用進(jìn)展 經(jīng)典的CT數(shù)據(jù)重建算法多采用FBP算法。2008年以來，各大CT公司推出了各自的混合迭代重建技術(shù)，如Philips公司的iDose4等，均在對原始數(shù)據(jù)行FBP后，再行數(shù)學(xué)模型或矩陣代數(shù)識別降噪［7］。IMR全模型迭代重建技術(shù)是以微平板探測器系統(tǒng)為硬件平臺，以結(jié)構(gòu)化模型為基礎(chǔ)，設(shè)定精確的數(shù)據(jù)模型和圖像統(tǒng)計(jì)模型，重建過程是使其與系統(tǒng)模型耦合，通過重復(fù)的迭代采集純凈的源數(shù)據(jù)，最終接近理想模型以產(chǎn)生最優(yōu)的圖像質(zhì)量。IMR可在更低輻射劑量條件下重建出滿足臨床診斷需要的圖像，并明顯降低圖像噪聲，顯著提升圖像的空間、密度及軟組織分辨力［8-9］。Mehta等［10］通過模型研究得出，IMR與傳統(tǒng)FBP相比，在節(jié)省60%～80%ED的同時，降低了70%～83%的噪聲，并提高43%～80%的密度分辨力。Suzuki等［11］研究表明，IMR算法較FBP和iDose4在腹部CT掃描中，可明顯降低圖像噪聲、提高密度分辨力、改善圖像銳利度，在薄層重建的圖像中更能體現(xiàn)其優(yōu)勢。國內(nèi)同行也在多系統(tǒng)CT檢查中使用IMR技術(shù)，田娟等［12］研究表明，IMR技術(shù)能在提高圖像質(zhì)量的同時，提高微小結(jié)石診斷的準(zhǔn)確性。高思喆等［13］在256層CT頭頸部CTA中應(yīng)用IMR，將中等體型受檢者的ED降至0.84 mSv。張征宇等［14］在肺動脈CTA中使用IMR技術(shù)，發(fā)現(xiàn)其可提高圖像質(zhì)量，降低圖像噪聲，有效降低受檢者輻射劑量。

3.3 IMR對圖像質(zhì)量的影響 在本研究中，圖像質(zhì)量的客觀評價主要在圖像信號、噪聲等方面。圖像噪聲除了輻射劑量及重建算法的影響外，還受不同組織重建濾過及邊緣銳化工具等的影響。常規(guī)劑量重建濾過為Lung-Enhanced（LE），IMR重建濾過為 YDetail（YB）。如果使用平滑濾過或降低邊緣銳化系數(shù)，噪聲亦相應(yīng)降低。本研究低劑量加IMR技術(shù)的圖像噪聲雖有所增加，但仍無主觀評價上的差別。有研究［15］報道，IMR 圖像觀察時會有“模糊效應(yīng)”，即為過高的迭代重建所產(chǎn)生的類似“容積效應(yīng)”的一種假象；此現(xiàn)象對解剖結(jié)構(gòu)及病變檢測率的影響有待進(jìn)一步研究。