研究胸部組織CT掃描參數與圖像噪聲相關性及圖像質量分析

吳則永

天津市寶坻區中醫醫院CT室 301800

噪聲是影響CT圖像質量的重要因素，也是影響細小病變診斷的重要因素[1]。許多研究表明診斷肺癌需要在低劑量下掃描進行，在檢查胸部組織CT時應當在確保圖像質量，降低圖像噪聲的同時，減少輻射劑量[2]。本文針對低管電流設置下，分析了其他參數對胸部CT掃描噪聲、圖像質量和輻射劑量的影響，為臨床提供理論依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2018年4月—2018年6月在本科接受胸部CT檢查的160例志愿者作為觀察對象，年齡39～68歲，其中男86例，女74例。納入標準：(1)無其他臨床癥狀；(2)有吸煙史者；(3)無吸煙史者；(4)職業暴露者但需要滿足。排除標準：(1)患有肺癌及其他胸部腫瘤的患者；(2)接受放化療者；(3)懷孕或備孕期間者；(4)嚴重內外科疾病。按照檢查順序編號后進行隨機分組，分為4組，每組40例。經過統計學處理，各組受試者的基線資料比較差異無統計學意義(P>0.05)，組間可比。

1.2 方法 使用256層CT掃描機，設置管電流為17mAs，根據不同管電壓及自動曝光控制方法分為4組；A組120kV，DoseRight；B組100kV，DoseRight；C組120kV，固定管電流；D組100kV，其余參數包括螺距0.9，旋轉時間0.5s，FOV 350mm。所有圖像分別采用混合迭代重建和全模型迭代重建進行肺部組織、胸壁軟組織、脊柱旁軟組織、主動脈進行算法重建，比較4組噪聲及圖像質量。層厚1.0mm，層間距0.5mm。

1.3 評價方法 所得結果由2名經驗豐富的放射科醫生進行評價，評價結果分為5個質量等級[3]；1分：圖像噪音大，偽影重，組織顯示不清，無法診斷；2分：圖像噪聲較大，偽影較重，組織顯示不清，無法診斷；3分：圖像有噪聲，且噪聲明顯，部分結構顯示欠佳，可滿足基本診斷；4分：圖像噪音不明顯，結構顯示清晰，可以滿足診斷要求；5分：噪聲小，結構顯示清晰，對比良好，完全滿足診斷需求。另外選擇主動脈根部ROI的CT值和噪聲用于計算SNR，SNR=CT值/噪聲值[4]。輻射劑量采用記錄劑量長度(DLP)乘積來估算有效劑量(ED)[5]。

1.4 統計學方法 采用SPSS16.0中文版進行統計學分析，計量資料采用均數±標準差表示，采用配對樣本的t檢驗，多組比較采用方差檢驗，P<0.05時差異具有統計學意義。2名醫生診斷的一致性采用Kappa檢驗，0～1一致性由低到高。

2 結果

2.1 圖像評價 2位醫生發現4組掃描診斷質量的一致性好(Kappa檢驗0.85)，4組不同部位iDose、IMR重建圖像評分比較差異均有統計學意義(P<0.05)；A組肺組織、脊柱旁組織、主動脈iDose圖像質量評分高于B組(P<0.05)，兩組胸壁軟組織iDose圖像質量評分比較差異無統計學意義(P>0.05)；A、B兩組圖像評分質量較C組質量好(P<0.05)；其中C組胸壁軟組織、脊柱旁及主動脈的iDose重建圖像質量評分均低于可診斷要求(<3分)，其他3組肺組織、胸壁軟組織、脊柱旁及主動脈iDose、IMR重建圖像評分均高于3分。此外，A組胸壁軟組織、肺組織的iDose與IMR圖像質量評分比較差異無統計學意義(P>0.05)，而脊柱旁組織和主動脈IMR圖像評分優于iDose圖像(P<0.05)。其余3組肺組織、胸壁軟組織、脊柱旁及主動脈IMR圖像評分均高于iDose圖像(P<0.05)。具體見表1。

表1 不同組別不同掃描位置圖像評分比較

2.2 不同組別SNR值及接受輻射劑量比較 4組iDose和IMR圖像的SNR差異有統計學意義(P<0.05)。4組的SNR逐漸降低，其中IMR圖像SNR較iDose高。4組輻射劑量ED差異有統計學意義(P<0.05)，其中A組最高，見表2。

表2 不同組別SNR值及接受輻射劑量比較

注：*表示iDose與IMR組內比較，P<0.05；a表示與A組ED值比較，P<0.05;b表示與B組ED值比較，P<0.05；c表示與C組ED值比較，P<0.05；d表示與D組ED值比較，P<0.05。

3 討論

CT噪聲主要因為X線衰減造成圖像的不均勻形成，參數的設置可以影響圖像噪聲的形成同時對圖像質量及輻射劑量也有影響[6]。本文中使用管電流17mAs，并使用相同參數設置可見IMR圖像重建效果較好，有利于臨床診斷。iDose是一種對原始數據與圖像域迭代的算法，IMR是全模型迭代重建方法[7]。相關研究表明，使用IMR迭代重建在低輻射劑量胸部組織CT掃描時降噪效果更好[7]。

本文結果顯示，A組胸壁軟組織、肺組織的iDose與IMR圖像質量評分差異不明顯，而脊柱旁組織和主動脈IMR圖像質量評分優于iDose圖像質量。其余3組肺組織、胸壁軟組織、脊柱旁及主動脈IMR圖像質量評分均高于iDose圖像質量評分。SNR顯示A組最高，說明使用IMR迭代法可以在低輻射劑量時降噪，提高圖像質量。這里需注意的是A組胸壁軟組織、肺組織的iDose與IMR圖像質量評分差異不明顯說明肺組織有好的對比度，較低劑量也可實現較高的圖像質量，因此ED較高的A組使用iDose算法也可獲得高圖像質量，且不同算法對于圖像質量的評價影響并不明顯。

對比4組參數和輻射劑量對圖像質量的評分結果顯示：使用DoseRight設置時，輻射劑量高，圖像質量好；但CT管電壓低，輻射劑量低，圖像質量差。采用低劑量進行肺部組織CT掃描應當先滿足圖像質量，降低噪聲的要求，iCT管最低標準在17mAs時使用100kV電壓Doseright掃描，同時采用IMR的重建方式可以獲得滿意的圖像，同時輻射劑量較低。