寶石能譜CT自適應統計迭代重建技術在兒童副鼻竇掃描中的應用

相愛華，囤榮耀，楊蕾，鄧昆，楊瑞山，魏洪亮，李吉臣

(聊城市第二人民醫院，山東臨清 252600)

寶石能譜CT自適應統計迭代重建技術在兒童副鼻竇掃描中的應用

相愛華，囤榮耀，楊蕾，鄧昆，楊瑞山，魏洪亮，李吉臣

(聊城市第二人民醫院，山東臨清 252600)

目的 探討兒童副鼻竇寶石能譜CT掃描時，自適應統計迭代重建(ASIR)算法的最適宜低劑量參數搭配。方法 篩選100例行寶石能譜CT掃描的副鼻竇患兒，隨機分為五組各20例。常規劑量組采用120 kV、90 mA掃描，濾波反向投影(FBP)重建圖像；低劑量A、B、C、D組分別采用100 kV、85 mA，100 kV、50 mA，80 kV、85 mA，80 kV、50 mA掃描，對原始數據采用ASIR算法(60%)進行重建，其余條件不變。記錄五組CT容積劑量指數(CTDIvol)及劑量長度乘積(DLP)；比較圖像的輻射劑量及圖像噪聲、對比噪聲比(CNR)。結果 四個低劑量組60%ASIR與常規劑量組FBP輻射劑量比較明顯減低，低劑量A、B、C、D組較常規劑量組CTDIvol分別降低了38.92%、63.81%、66.01%、80.04%；DLP分別降低了39.78%、64.83%、66.25%、80.23%；低劑量A、B、C組圖像質量主觀評分與常規劑量組比較差異均無統計學意義(P均>0.05)，均能滿足臨床診斷要求；低劑量D組圖像質量主觀評分較常規劑量組明顯降低，噪聲明顯升高，圖像不能滿足臨床診斷要求。結論 兒童副鼻竇寶石能譜CT掃描ASIR算法權重比例為60%時，最適宜低劑量參數為80 kV、85 mA。

計算機體層攝影；自適應統計迭代重建；兒童；副鼻竇；圖像質量；低劑量

近年來鼻竇病變的發病率較高，且發病低齡化。CT檢查為副鼻竇病變的常用檢查方法[1]，但其有輻射損傷，尤其是檢查范圍內眼晶狀體、涎腺對輻射高度敏感，降低輻射劑量成為關注的焦點[2～4]。自適應性統計迭代重建(ASIR)是近年來開發的一種全新的CT圖像重建方法，能降低圖像噪聲，提高圖像質量，降低射線輻射劑量[3～10]。ASIR在血管、泌尿系、肝臟、胸部、腹部等CT造影領域報道較多[2～11]；但國內尚未見其在兒童副鼻竇中的報道。本研究嘗試用寶石能譜CT對兒童副鼻竇CT掃描的圖像進行60%迭代重建和濾波反向投影算法重建，并對不同劑量重建圖像進行噪聲、輻射劑量和圖像質量分析，總結兒童副鼻竇低劑量掃描的最適宜參數搭配。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2015年6～11月于聊城市第二人民醫院行副鼻竇CT檢查的患兒100例，其中男47例、女53例，年齡0.5～14(10±4)歲。將100例患兒隨機分為常規劑量組、低劑量A組、低劑量B組、低劑量C組、低劑量D組，各20例。各組一般資料具有可比性。本研究經過醫院道德倫理委員會批準，入組患兒家長均簽署知情同意書。

1.2 副鼻竇檢查 采用GE公司寶石能譜CT(Discovery HDCT 750)，AW4.6工作站(GE HealthCare，USA)。掃描前囑受檢者去除頭部金屬異物，仰臥位頭先進，平靜呼吸，掃描側位定位圖及設定定位線，掃描參數：Helical模式，旋轉時間1.0 s/r，層厚5 mm，層間隔5 mm，螺距0.984∶1。對于不能合作的患兒，鎮靜后進行掃描。常規劑量組采用120 kV、90 mA掃描，使用濾波反向投影(FBP)對圖像重建；低劑量A、B、C、D組分別采用100 kV、85 mA，100 kV、50 mA，80 kV、85 mA，80 kV、50 mA掃描，對原始數據采用ASIR算法(60%)進行重建，其余條件不變。圖像重建層厚為1.25 mm，重建層間距1.25 mm。所有圖像在工作站上進行，GE AW4.6工作站應用統一的窗寬和窗位進行CT圖像評價和測量。

1.3 相關指標觀察 ①圖像分析：主觀評價采用Likert 5分制，以軸位觀察，選用相同的窗寬、窗位，依據竇口鼻道復合體(OMC)顯示情況對圖像進行評價。5分：病變顯示清晰，對比良好，無偽影；3分：病變顯示比較清晰，對比一般，輕度偽影；1分：結構顯示欠清晰；介于三者之間評分為4分或2分。以3名高年資醫師觀察者評分的均值作為最后評分。客觀評價采用對圖像噪聲值(SD值)及對比噪聲比(CNR)進行比較。SD值測量：選用同一層面分別在下鼻甲黏膜、鼻咽腔空氣、顳下窩脂肪各選取3個圓形ROI(面積約10 mm2)，測量其CT值的標準差(SD值)即代表噪聲，作為噪聲值。CNR的定量計算：CNR=(ROI甲黏膜-ROI脂肪)/SD背景，其中ROI甲黏膜為測量的下鼻甲黏膜的CT值均值，ROI脂肪為測量的顳下窩脂肪的CT值均值，SD背景為鼻咽腔空氣SD值平均值。②輻射劑量：記錄五組受檢者接受輻射的劑量參數，容積CT劑量指數(CTDIvol)、劑量長度乘積(DLP)。

1.4 統計學方法 采用SPSS17.0統計軟件。3名專家對所得圖像評價的一致性程度評估采用Kappa檢驗，Kappa值>0.75為一致性較好，Kappa值0.40～0.75為一致性一般，Kappa值<0.40為一致性較差；對所得數據進行雙因素方差分析。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

3名專家對圖像質量評價進行一致性檢驗，Kappa值為0.80，主觀評價一致性好。在不同掃描參數和重建方式所得圖像中，與常規劑量組比較，低劑量D組主觀評分明顯降低(P<0.05)，低劑量A、B、C、D組圖像噪聲值及CNR值均明顯升高(P均<0.05)，低劑量D組圖像不能滿足臨床診斷要求。各組圖像主觀評分、噪聲值、CNR值比較見表1；低劑量A、B、C、D組較常規劑量組CTDIvol分別降低了38.92%、63.81%、66.01%、80.04%，DLP分別降低了39.78%、64.83%、66.25%、80.23%，各組CTDIvol、DLP比較見表2。

表1 各組圖像主觀評分、噪聲值、CNR值比較±s)

注：與常規劑量組比較，*P<0.05。

表2 各組CTDIvol、DLP比較

注：與常規劑量組比較，*P<0.05。

3 討論

兒童CT檢查逐年增加。常規CT掃描檢查對鼻竇病變的檢出和診斷具有較高價值，但存在射線輻射偏高，尤其對于兒童群體存在損傷偏大的問題[1]。在保證一定圖像質量的前提下應最大限度降低檢查的輻射劑量，保護射線敏感組織[7]。副鼻竇的解剖學結構特點為含氣的骨性腔隙，骨質偏薄，自然對比度較好，存在低劑量掃描的生理基礎；在病理學方面，該部位病變主要以黏膜增生、肥厚及囊腫形成等炎性病變及先天變異為主，因此對于該部位病變的CT檢查行低劑量方案設計有較大可能性[1]。

低劑量掃描包括降低管電壓、管電流，隨著劑量的降低，圖像噪聲會增加。ASIR可以在降低患者的輻射劑量的同時又不損失圖像質量[8～10]。國內外很多研究者針對不同部位、不同器官的低管電流取值及ASIR值比例做過大量研究，但對兒童副鼻竇方面的研究報道很少。兒童的ASIR值建議在30%～50%[10，11]。本研究應用固定ASIR的權重比例對不同管電壓和管電流情況下所得低劑量圖像進行分組。與常規劑量組使用FBP對圖像重建，低劑量組比常規劑量組呈現出了明顯的劑量降低，且隨著管電壓及管電流的降低而降低。研究發現，管電壓及管電流同時降低時劑量降低更多，而如果降低管電壓同時增加一定的管電流，輻射劑量將得到一定彌補，圖像信息的層次感和對比度將產生一定(細微)的變化，這與線質和線量的變化有關。本研究在ASIR算法下，通過分別降低管電壓和管電流實現了輻射劑量的降低，得出了差異有統計學意義的結果；圖像質量評價方面，隨著輻射劑量的降低，也結合統計學差異意義分析，找到了兼顧降低輻射劑量和保證圖像質量的平衡點。本研究結果表明，與常規劑量組比較，低劑量D組主觀評分明顯降低，下鼻甲區SD值低劑量A、B、C、D組呈現正線性增高，顳下窩區SD值除低劑量A、B組出現略降低外，其他均呈增高趨勢，鼻咽腔空氣SD值呈現先升高后降低向下開口拋物線趨勢(可能與該區域多為氣體的特殊組織結構有關)，CNR呈現出隨著劑量的降低而降低的趨勢；低劑量D組噪聲明顯升高，圖像不能滿足臨床診斷要求。因此，我們認為兒童副鼻竇寶石能譜CT掃描時，ASIR算法權重比例為60%時，最適宜低劑量參數為80 kV、85 mA。

綜上所述，對兒童副鼻竇區域行CT掃描時應常規用自適應統計迭代重建算法，配合降低管電壓、管電流方式的低劑量掃描技術。ASIR算法權重比例為60%時最適宜的劑量參數為80 kV、85 mA。

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山東省醫藥衛生科技發展計劃項目(2014WS0308)。

囤榮耀(E-mail: 13561215185@163.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.04.019

R765.4

B

1002-266X(2017)04-0059-03

2016-03-21)