曹治婷 劉鐵軍 廖 立 陳 剛 鄒 瑩 廖玉榮 曹治柳

肺動(dòng)脈栓塞（pulmonary embolism， PE）是一種誤漏診率和病死率極高的疾病。目前CT肺動(dòng)脈血管成像（computed tomography pulmonary angiography， CTPA）是PE診斷準(zhǔn)確率最高的首選檢查方法[1-2]。iDose4是一種高級(jí)迭代重建算法（iterative reconstruction， IR），通過(guò)重復(fù)迭代重建循環(huán)來(lái)降低圖像噪聲，其得到的重建影像有著最佳的解剖結(jié)構(gòu)，原始圖像的總體特征及外觀沒(méi)有因?yàn)閳D像噪聲的降低而改變[3-4]。本文運(yùn)用iDose4高級(jí)迭代重建進(jìn)行不同等級(jí)迭代重建水平圖像處理，探討高級(jí)迭代重建在雙低肺動(dòng)脈CT成像的應(yīng)用價(jià)值。

方 法

1.臨床資料

選取柳州市人民醫(yī)院2018年1月-2018年5月臨床懷疑肺動(dòng)脈栓塞體質(zhì)量指數(shù)（Body Mass Index，BMI）正常（18.5kg/m2≤ BMI＜ 25kg/m2）行CTPA的患者60例，分常規(guī)劑量組（A組）、低劑量組（B組）二組，每組各30例。其中男性24例，女性36例，年齡45～80歲，平均（56.4±2.1）歲。病例中排除碘過(guò)敏，嚴(yán)重肝、腎功能及心功能不全，BMI≥ 25 kg/m2和 BMI＜ 18.5 kg/m2的患者。均經(jīng)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有研究對(duì)象對(duì)研究?jī)?nèi)容知情并簽署知情同意書。

2.CT檢查方法

使用飛利浦(Philips Brilliance iCT) 128層螺旋CT和Ulrich Medieal（歐利奇missouri）雙筒高壓注射器進(jìn)行掃描。掃描參數(shù)：A組采用120kV、200mAs（開(kāi)啟自動(dòng)管電流調(diào)制技術(shù)）、探測(cè)器準(zhǔn)直64×0.625mm、掃描孔徑FOV350mm、球管旋轉(zhuǎn) 0.4s/r、螺距 1.171、矩陣 512×512、重建層厚0.9mm、重建間隔0.45mm，圖像采用FBP重建；B組采用80kV、固定管電流80mAs，圖像分別進(jìn)行濾波反投影（FBP）、迭代iDose43級(jí)和iDose46級(jí)重建，依次標(biāo)記為B1、B2、B3組，其余參數(shù)同前。對(duì)比劑注射方案：A組采用非離子碘普羅胺Ultravist370(370mgl/ml)，注射速率4ml/s，用量60ml，監(jiān)測(cè)肺動(dòng)脈主干達(dá)到80HU閾值后觸發(fā)掃描；B組采用非離子碘普羅胺(300mgI/ml)，用量35ml，首先根據(jù)平掃圖像于肺動(dòng)脈主干最大層面為興趣區(qū)，使用雙筒高壓注射器經(jīng)肘前靜脈注射小劑量對(duì)比劑15ml，注射速率5ml/s，掃描時(shí)間1秒，間隔1s，同層連續(xù)掃描，直至肉眼所見(jiàn)胸主動(dòng)脈顯影停止掃描。數(shù)據(jù)導(dǎo)入Test Injection，根據(jù)ROI時(shí)間-密度曲線，找到肺動(dòng)脈增強(qiáng)峰值時(shí)間，根據(jù)每位患者血液動(dòng)力學(xué)個(gè)性情況，加上1～3秒，評(píng)估出肺動(dòng)脈延遲增強(qiáng)時(shí)間，注射對(duì)比劑20ml，追加生理鹽水20ml。掃描范圍均為從主動(dòng)脈弓上1cm至膈頂，掃描方向從頭向足側(cè)，做好非檢查部位防護(hù)。

3.圖像分析

3.1 主觀評(píng)價(jià)：由2位肺部血管組放射科主治以上的醫(yī)師在不知道掃描參數(shù)情況下，利用軸位、多平面重建（multi-planar reconstruction， MPR）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）和容積重建(volume rendering， VR)等技術(shù)獨(dú)立對(duì)比4組圖像肺動(dòng)脈強(qiáng)化程度、肺和縱膈結(jié)構(gòu)的顯示情況并結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)判斷圖像質(zhì)量。兩者意見(jiàn)不統(tǒng)一時(shí)，共同探討給出一致意見(jiàn)。采用5分法[5]：5分，肺動(dòng)脈顯示清晰銳利，與周圍結(jié)構(gòu)分辨清楚，顯示4級(jí)分支；4分，肺動(dòng)脈顯示較清晰銳利，與周圍組織分辨較清晰，顯示3級(jí)分支；3分，肺動(dòng)脈較清晰，與周圍組織分辨較清楚，顯示2級(jí)分支；2分，肺動(dòng)脈顯示較差，與周圍組織對(duì)比較差，僅顯示肺動(dòng)脈1級(jí)分支；1分，肺動(dòng)脈顯示模糊，與周圍組織分辨不清，僅顯示肺動(dòng)脈主干。3分以上者滿足診斷要求，2位均評(píng)為2分或以下、有一位評(píng)為2分或以下均為不能滿足診斷者。

3.2 客觀評(píng)價(jià)[6]：測(cè)量中央肺動(dòng)脈及周圍肺動(dòng)脈感興趣（region of interest， ROI）肺動(dòng)脈增強(qiáng)的平均CT值（signal intensity， SI），測(cè)量區(qū)放在血管中心，且均避開(kāi)肺動(dòng)脈栓子及上腔靜脈線束硬化偽影，如血管腔小于最小ROI設(shè)定范圍，則采用點(diǎn)測(cè)量；圖像的背景噪聲值（background noise， BN）：測(cè)量主肺動(dòng)脈的噪聲水平（standard deviation， SD）（ROI大小為10mm2以上），測(cè)量時(shí)盡量避開(kāi)偽影像、避免容積效應(yīng)和邊緣效應(yīng)。肺壁肌肉平均CT值（SImuscle）：測(cè)量左、右胸肌和脊椎旁肌肉CT值（ROI大小為10mm2），測(cè)量時(shí)避開(kāi)脂肪組織和偽影。根據(jù)公式計(jì)算信噪聲比（signal noise ratio， SNR）=SIvessel/BN，對(duì)比信噪比（contrast noise ratio，CNR）=（SIvessel-SImuscle）/BN，其中，SIvessel為肺動(dòng)脈CT值的平均值。

4.輻射劑量

記錄設(shè)備自動(dòng)生成患者掃描時(shí)容積CT劑量指數(shù)（volume CT dose index， CTDIvol）、劑量長(zhǎng)度積（dose length product， DLP），計(jì)算有效吸收劑量（effective dose， ED ）。DLP(mGy.cm)= CTDIvol× 掃描范圍（cm）；ED(mSv)=DLP×k，k為歸一有效劑量系數(shù)/（mGy.cm），參照歐洲CT質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指南，胸部CT掃描時(shí)k為0.017[7]。計(jì)算碘攝入量(總碘量)，計(jì)算公式：總碘量(g)=對(duì)比劑濃度(mg/ml)×對(duì)比劑使用量(m1)/1000。

5.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

對(duì)數(shù)據(jù)采用SPSS24.0軟件進(jìn)行分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ x ±s）表示，計(jì)數(shù)資料采用率表示。4組間DLP和ED、肺動(dòng)脈增強(qiáng)CT值、背景噪聲、SNR、CNR、采用ANOVA單因素方差分析，組內(nèi)兩兩比較采用LSD法，主觀圖像質(zhì)量評(píng)分比較采用秩和檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.患者年齡、BMI、碘攝入量、輻射劑量

60例患者均完成檢查，未見(jiàn)對(duì)比劑注射過(guò)敏等事件?；颊咭话阗Y料、碘攝入量及輻射劑量（表1）。2組年齡、BMI、性別等均無(wú)明顯差異（P＞0.05），低劑量B組的有效劑量（ED）相較A組降低約 76.9%(t=31.60，P＜ 0.001)，碘攝入量降低約52.7%。

2.圖像質(zhì)量主觀及客觀評(píng)價(jià)

60例患者中，各組患者主觀及客觀評(píng)價(jià)（表2），除B1組外，其余3組的圖像主觀評(píng)價(jià)均在4分或以上，能滿足臨床診斷（圖1-3）；B1組主觀評(píng)分明顯低于其他組（P＜0.05），B2及B3組與A組比較均沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）；B2組SNR、CNR、主觀評(píng)分與A組均沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；B3組SNR、CNR均高于A組（P＜0.05），主觀評(píng)分與對(duì)照組沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）； B1組SNR、CNR、主觀評(píng)分均低于A組（P＜0.05）。

表1 兩組患者一般情況及輻射劑量比較（ x ± s）

表2 4組圖像的主觀評(píng)價(jià)及客觀評(píng)價(jià)比較

圖1 女，54歲 ，無(wú)肺動(dòng)脈栓塞A組病例。肺動(dòng)脈及分支顯示清晰，完全滿足診斷要求；（A為橫斷面圖像、B為冠狀面圖像）。圖2 女，71歲，無(wú)肺動(dòng)脈栓塞B組病例。肺動(dòng)脈及分支顯示清晰，完全滿足診斷要求，使用迭代重建技術(shù)的圖像質(zhì)量較常規(guī)重建好，并且隨著重建級(jí)數(shù)越高圖像顆粒更加細(xì)膩；A～C及D～F依次為FBP、iDose43級(jí)、iDose46級(jí)為橫斷面及冠狀面圖像。圖3 女，51歲， 右下葉肺動(dòng)脈分支栓塞B組病例。肺動(dòng)脈及分支顯示清晰，完全滿足診斷要求；使用迭代重建技術(shù)的圖像質(zhì)量較常規(guī)重建好，并且隨著重建級(jí)數(shù)越高圖像顆粒更加細(xì)膩；A～C、D～F及G～I(xiàn)依次為FBP、iDose43級(jí)、iDose46級(jí)為橫斷面、冠狀面及矢狀面圖像。

討 論

降低管電壓被認(rèn)為是降低輻射劑量最直接有效的方法之一[8]，本研究采用管電壓80 kV、固定毫安秒 80mAs，有效降低輻射劑量約 76.9%(t=31.60，P＜0.001)。由于管電壓降低，光電效應(yīng)的作用，增加了含碘血管X線衰減，CT值升高，使得我們可以運(yùn)用低對(duì)比劑碘量來(lái)達(dá)到原高濃度大劑量對(duì)比劑圖像效果，從而有效降低碘攝入量，達(dá)到減少患者存在潛在的輻射損傷和對(duì)比劑腎?。╟ontrastinduced nephropathy，CIN）的風(fēng)險(xiǎn)。FBP圖像重建結(jié)合低的管電壓、管電流時(shí)，到達(dá)探測(cè)器光子數(shù)量減少，圖像噪聲增加，降低圖像SNR、CNR，影響圖像診斷效果。iDose4是新一代的迭代重建算法，其特點(diǎn)是雙空間、多噪聲模型和解剖模型，在對(duì)噪聲予以精確刻畫和處理的同時(shí)，采取解剖模型加速重建過(guò)程，提高圖像分辨率，并保持圖像真實(shí)呈現(xiàn)，消除蠟像狀偽影，其能明顯降低圖像噪聲，提高SNR、CNR[9]。不同迭代重建水平 (1，2，...，7)根據(jù)迭代重建算法的比例不同而代表相應(yīng)的噪聲減低因子(0.89，0.84，...，0.45)， 分別對(duì)應(yīng)因劑量減低而帶來(lái)的噪聲補(bǔ)償(20%，30%，80%)[3]。合理降低輻射劑量，用相應(yīng)iDose4水平匹配重建圖像，以達(dá)到即降低輻射劑量及碘攝入量，又不影響診斷效果的目的。本研究中，通過(guò)降低管電壓、管電流及碘攝入量結(jié)合FBP及不同迭代重建水平處理圖像，發(fā)現(xiàn)FBP重建算法B1組SNR、CNR及主觀評(píng)分均低于其余3組（P＜0.05），說(shuō)明過(guò)度降低條件，無(wú)相應(yīng)技術(shù)噪聲補(bǔ)償，噪聲增加影響診斷效果[10]，與有關(guān)研究[11-13]一致；使用iDose43級(jí)低劑量B2組SNR、CNR及主觀評(píng)分與A組均沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；使用iDose46級(jí)低劑量B3組SNR、CNR均高于對(duì)照組（F=0.000，P＜0.05），主觀評(píng)分與對(duì)照組沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。 說(shuō)明iDose4可以補(bǔ)償圖像噪聲，隨著迭代重建水平越高，補(bǔ)償能力越佳。IDose46級(jí)重建B3組圖像噪聲較FBP重建的B1組減少了42.8%，且B3組SNR、CNR均高于對(duì)照組，與茍文靜等[3]的研究一致。研究表明，低管電壓及低對(duì)比劑碘量結(jié)合高級(jí)迭代重建算法可以達(dá)到過(guò)去高管電壓120kV、高管電流（100～300mAs）及使用高濃度（370mgI/ml）和大劑量對(duì)比劑（300～450mg/kg）所獲取高質(zhì)量圖像的質(zhì)量（圖1～3）。

本研究的不足之處在于，樣本量過(guò)少，BMI＜18.5 kg/m2或BMI≥25 kg/m2未納入研究，沒(méi)有對(duì)各個(gè)等級(jí)迭代重建水平進(jìn)行研究，沒(méi)有對(duì)更低毫安秒和更低碘攝入量進(jìn)行研究。

綜上所述，iDose4迭代重建技術(shù)可以有效減少圖像噪聲，提升圖像分辨率，且不改變圖像質(zhì)量，而iDose46級(jí)處理在同等條件下效果更好。在雙低肺動(dòng)脈CT成像中，運(yùn)用iDose46級(jí)重建效果更佳。