不同級別iDose4迭代重建技術在冠狀動脈CT成像中的應用

張青帝，吳麗卓，姜曉靜，吳小蕾，石艷玲，佟福勛

(1.大慶市第二醫院 放射科CT室，黑龍江 大慶163458；2.長春中醫藥大學附屬第一醫院 影像科，吉林 長春130021)

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不同級別iDose4迭代重建技術在冠狀動脈CT成像中的應用

張青帝1，吳麗卓2，姜曉靜1，吳小蕾1，石艷玲1，佟福勛1

(1.大慶市第二醫院 放射科CT室，黑龍江 大慶163458；2.長春中醫藥大學附屬第一醫院 影像科，吉林 長春130021)

摘要：目的評價冠狀動脈CT成像(CCTA)中不同級別iDose4迭代重建技術的圖像質量、噪聲差異，探討具有最佳圖像質量及低噪聲的iDose4級別。方法應用Philips,Ingenuity Core 128 CT對60例患者行回顧性心電門控CCTA，采集的原始數據分別進行傳統濾過反投影法(FBP)和iDose4-1～iDose4-7的圖像重建。由2名影像診斷學醫師采用4分法雙盲評價冠狀動脈的9個主要分支；記錄噪聲值、SNR值及CNR值，對數據進行統計學分析，比較8組數據的差異。結果不同級別的iDose4圖像SNR值和CNR值均明顯高于FBP，噪聲值較FBP低，且iDose4的SNR值和CNR值隨級別升高而逐漸升高。iDose4-3、iDose4-4的圖像質量評分值無統計學差異，但iDose4-4的SNR值、CNR值均優于iDose4-3，且噪聲值相對較低，故認為iDose4-4為最佳成像級別。結論在相同輻射劑量條件下冠狀動脈CT成像，與FBP比較，采用iDose4 可明顯提高圖像質量，降低噪聲；本組條件下，iDose4-4可以獲得最佳圖像質量及低噪聲。

關鍵詞：體層攝影技術；X線計算機；冠狀動脈；iDose4迭代重建技術；級別

(ChinJLabDiagn,2016,20:0752)

伴隨自我保健意識的不斷提高，越來越多的人們開始關注自身的心血管健康問題。冠狀動脈CT成像(CCTA)這種無創性心血管檢查方法已被越來越多的患者所采用，但隨之而來的CT檢查高輻射劑量問題也顯得日益突出[1，2]。研究者在傳統濾過反投影法 (FBP)基礎上，通過降低管電壓、管電流及采用大螺距等方法降低輻射劑量，但這些方法圖像質量不甚完美。iDose4是最新一代的迭代重建技術(IR)，與傳統濾過反投影法 (FBP)相比，其不僅能降低輻射劑量，還能一定程度上改善圖像質量[3]。本研究對檢查中不同級別的iDose4進行比較，并與FBP相對照，探討不同級別的iDose4在CCTA中的臨床應用價值，以選取適合Philips,Ingenuity Core 128 CT機CCTA檢查的最佳iDose4級別。

1資料與方法

1.1一般資料

應用Philips,Ingenuity Core 128 CT機對2013年8月至12月間臨床擬診為冠心病的60例患者行CCTA；其中男性36例，女性24例，年齡35-78歲。身高151-183 cm，體重48-96 kg，心率49-82次/min。病例采納標準：無碘對比劑過敏、心律不齊及心腎功能不全。

1.2檢查方法

1.2.1檢查之前，患者均需測量血壓及心率，心率控制在70 次/min以下，如心率>70 次/min，則需掃描前30 min口服β-受體阻滯劑(酒石酸美托洛爾12.5 mg-25 mg)以穩定心率。掃描前2分鐘每位患者尚舌下含服硝酸甘油0.5 mg。掃描范圍從氣管分叉下2 cm至心臟膈面(包全)。患者仰臥位，于胸部指定位置粘貼電極，正確連接心電監護檢測心率，患者平靜呼吸，行胸部正側位像掃描，定位后首先行冠狀動脈鈣化積分掃描。之后應用對比劑追蹤觸發技術行增強掃描，將主肺動脈窗層面的降主動脈設定為感興趣區(region of interest，ROI)，觸發閾值120 HU，即當降主動脈CT 值達到120 HU 后5 s觸發掃描。增強用雙筒高壓注射器經肘靜脈注入造影劑75-85 ml，流率為5.0-5.5 ml/s，造影劑均采用( 碘克沙醇320 mgI/ml)，注射完畢后以同樣流率注入生理鹽水40 ml。患者均采用回顧性心電門控ECG電流調控制技術，探測器64×0.625 mm，機架轉速0.4 s/轉，管電壓100 kV，管電流823 mAs(開啟DoseRight模式)，掃描層厚0.9 mm，層間距0.45 mm，FOV 200 mm，螺距0.2，重建矩陣512×512。

1.2.2后處理技術掃描完畢將數據導入工作站EBW (Extended Brilliance Workspace)進行離線后處理，75%期相重建圖像行多平面重組(MPR) 、容積再現(VR) 、曲面重組(CPR)，不佳時選擇78%或45%期相。

1.3影像質量評估

1.3.1主觀評價：由兩名影像診斷經驗豐富的主任醫師采用雙盲法共同完成質量評分，兩者意見不一通過協商達成一致。冠狀動脈應用美國心臟學會(AHA)9分段法：右冠狀動脈(近段、中段、遠段)、左冠狀動脈主干、前降支(近段、中段、遠段)、左回旋支(近段、遠段)，選擇圖像質量最好的期相，采用橫斷面及CPR圖像進行圖像清晰度、血管連續性分析。采用4分法評價圖像質量[4，5]：4分，血管顯示連續、清晰，軸位掃描血管邊緣清晰、無運動偽影及噪聲；3分，血管小部分節段顯示邊緣稍模糊，軸位掃描血管出現輕度偽影和噪聲，但不影響血管評價；2分，血管出現嚴重運動偽影或噪聲，影響血管評價；1分，血管顯示不清，輪廓模糊，可見明顯運動偽影，無法評價。

1.3.2客觀評價記錄CT值、噪聲值并計算相應信噪比(SNR)、對比信噪比(CNR)。①血管CT值為增強后左主干與右冠狀動脈近段ROI的平均值；血管周圍組織CT值為上述血管鄰近脂肪組織的平均值。②圖像噪聲為左主干層面降主動脈ROI的標準差(standard deviation,SD)。③SNR為血管CT值與血管噪聲的比值。④CNR為血管CT值與血管周圍組織CT值的差值除以圖像噪聲。

1.4統計學分析

2結果

2.1主觀評價結果

iDose4(iDose4-1～iDose4-7)與FBP圖像質量評分值間比較，FBP和iDose4圖像質量評分均具有明顯統計學差異(P<0.05)(表1)。不同級別的iDose4比較，iDose4-3和iDose4-4的主觀評分值最高，iDose4-3和iDose4-4、iDose4-1 和iDose4-6、iDose4-7及iDose4-2和iDose4-5間兩兩比較不存在統計學差異(P>0.05)。

2.2客觀評價結果

iDose4(iDose4-1～iDose4-7)圖像的SNR值、CNR值及噪聲值與FBP圖像比較，均存在統計學差異(P<0.05)，增強后血管CT值并無差異(P>0.05)(表1)。不同級別iDose4圖像的SNR值、CNR值隨級別升高而逐漸升高，噪聲則逐級下降，iDose4-5 ～iDose4-7的噪聲較FBP降低幅度最大。iDose4-1和iDose4-2的SNR值和CNR值不存在統計學差異；iDose4-2和iDose4-3的SNR值和CNR值略有差異(P值均為0.042)；余重建級別間兩兩比較均存在明顯統計學差異(P<0.01)。

3討論

FBP和IR是CT的兩種重建算法。FBP重建速度快，成本低，是目前CT檢查的主流算法。但在低劑量掃描條件下，有效成像的X線光子數少，噪聲高，圖像質量低，同時對偽影也很敏感。因此，使用FBP重建算法不能大幅度降低輻射劑量[6，7]。

近年來圖像重建技術與算法的不斷改進、發展，IR已成為低輻射劑量CT檢查研究的熱點。IR是以假設前提為基礎，計算出預期的圖像投影，與實際投影相比較，得出校正因子，校正后的對象再進行新的迭代，經反復校正迭代生成最后圖像[8]。有研究[5]表明，在低輻射劑量條件下，與FBP相比，應用iDose4能有效提高圖像質量，降低噪聲和偽影，滿足臨床診斷需求，降低輻射對患者的傷害，本研究印證了iDose4可降噪和提高圖像質量這兩點。

表　FBP與不同重建級別iDose4CT值、SD值、SNR和CNR值及評分值的比較

本研究將不同級別的iDose4應用于CCTA的重建中，結果表明，不同級別的iDose4(iDose4-1～iDose4-7)圖像的SNR值和CNR值均明顯高于FBP圖像，噪聲均遠低于較FBP圖像，隨級別升高而逐漸升高，噪聲值則逐級降低，以iDose4-6、iDose4-7 的最佳。就主觀評價而言(圖)，FBP和各級別iDose4圖像質量評分值均具有明顯統計學差異(P<0.05)。 FBP圖像噪聲顆粒感明顯，血管邊緣相對模糊，當偽影存在時明顯影像診斷，整體視覺效果較iDose4差。iDose4不同級別圖像比較可見，隨著級別的升高，血管銳利度、圖像平滑度逐漸增強，噪聲顆粒感逐漸降低。iDose4-1、iDose4-2圖像噪聲顆粒感最大，影像相對粗糙，血管邊緣銳利度不佳，整體視覺效果雖略優于FBP圖像，但較其他級別圖像差；iDose4-3、iDose4-4的噪聲顆粒感小，血管邊緣銳利度好；iDose4-5～iDose4-7噪聲顆粒過于細膩，平滑過渡，浮雕感重，有明顯失真感，且蠟樣偽影明顯，圖像視覺表現與趙君[9]等人的所見相近。綜上可見，iDose4-6 、iDose4-7噪聲雖為最低，但其主觀評分值明顯低于與iDose4-3、iDose4-4，故認為iDose4-3、iDose4-4為較優的圖像選擇級別，且以iDose4-4為最優。

本次研究雖采用iDose4與DoseRight技術聯合降低輻射劑量，但并未對其較常規輻射劑量的降低程度進行探討；且現有條件下對FBP和不同級別的iDose4圖像的評估樣本量較小，具有一定局限性，將會在以后的研究中進一步探討。

參考文獻：

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[2]Hausleiter J,Mayer T,Hermann F,et al.Estimated radiation dose associated with cardiac CT angiography[J].JAMA.2009 30(15):500．

[3]徐超,楊琳,于薇,等.迭代重建在雙源CT冠狀動脈成像中的應用[J].中國醫學影像技術，2012，28(1):168．

[4]郭鐵鋼,田新華,弓婷婷,等.ECG電流調控模式在256層螺旋CT冠狀動脈成像中的應用[J].中國實驗診斷學，2011，15(3):465．

[5]茍文靜,劉士遠,于紅,等.迭代重建算法在低劑量冠狀動脈成像中的初步應用[J].臨床放射學雜志，2013，32(6):875．

[6]王鶴,王蕊,鄒明宇,等.100 kVp條件下碘克沙醇(320 mgI/mL)應用于冠狀動脈CTA檢查：最佳重建參數的選擇[J].放射學實踐，2014 29(3):259．

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[8]賈鵬迭.迭代重建技術在低劑量CT掃描中的應用[J].社區醫學雜志，2013，11(23):51．

[9]趙君,孫小麗,王仁貴,等.不同級別迭代重建技術在肝臟CT掃描中的應用[J].中國醫學影像技術，2013，29(5)：809．

Application of different level iDose4Iterative Reconstruction Technique in Coronary Computed Tomography Angiography

ZHANGQing-di1,WULi-zhuo2,JIANGXiao-jing1,etal.

(1.DepartmentofRadiology，DaqingNO.2Hospital，Daqing163458,China;2.DepartmentofRadiology，TheFirstAffiliatedHospitalToChangchunUniversityOfChineseMedicine,Changchun130021,China)

Abstract:ObjectiveTo evaluate the image quality and noise using different levels of the 4th iterative reconstruction technique iDose4 in Coronary Computed Tomography Angiography (CCTA),and to explore the best level which can provide the best image quality and the low noise.MethodsThe Philips,Ingenuity Core 128 CT scanner was used to perform CCTA examination on 60 patients.The original data of every case were reconstructed using traditional filtered back projection (FBP) and seven different levels of iDose4(iDose4-1-iDose4-7),respectively.Image quality was assessed using 4-grade scale in consensus of two experienced doctors，and signal-and contrast-to-noise(SNR and CNR) ware quantified.ResultsSNR and CNR values of seven different levels iDose4 images were higher than those of FBP.There was positive linear correlation between SNR，CNR and iterative reconstruction.The image quality was no significant difference between iDose4-3 and iDose4-4,but iDose4-4 had the best SNR values，CNR values and low noise.ConclusionAt the same scanning conditions,compared with FBP,the application of iDose4 can significantly improve image quality and reduce image noise.Under the condition of this study,using iDose4-4 can get the best image quality.

Key words:Tomography；X-ray Computer；Coronary Artery；iDose4;Level

文章編號：1007-4287(2016)05-0752-03

中圖分類號：R737.14

文獻標識碼：A

(收稿日期：2015-05-09)