能譜CT最佳單能量成像聯合ASIR技術對子宮動脈圖像質量的優化

屈亞林, 陶廷婷

(重慶市大足區人民醫院放射科, 重慶 402360)

子宮動脈是營養子宮的主要動脈，也是盆腔生殖系統的主要供血動脈，是婦科疾病介入手術的通道，子宮動脈走行迂曲，解剖變異較大，因此術前準確了解子宮動脈的起源、開口、走行對于術中快速準確地完成手術起著重要的作用。

多層螺旋CT血管成像是一種快速、無創的血管成像技術，并廣泛用于臨床[1-2]。寶石能譜CT較常規螺旋CT具有更強大的功能。寶石能譜CT可以獲得40～140 keV范圍內的單能量圖像，從而獲得最佳對比噪聲的單能量圖像[3-4]。自適應統計迭代重建(adaptive statistical interative reconstruction，ASIR)技術通過迭代算法，可以降低圖像噪聲，實現低劑量條件下的高清成像[3-5]，盡管隨著ASIR權重增加，圖像噪聲不斷下降，但過高的ASIR，圖像銳利度會降低，因此腹部增強掃描ASIR權重推薦選擇40%～50%[6]。本文旨在探討能譜CT最佳單能量成像聯合40%ASIR技術對子宮動脈圖像質量的優化。

1 資料和方法

1.1 研究對象

收集2019年12月—2020年3月于本院行全腹能譜CT增強檢查的青年女性患者，根據聯合國世界衛生組織2000年提出的年齡分段標準，將<44歲的女性歸為青年女性，并作為研究對象。排除子宮腔內有節育器、有婦科腫瘤或腫瘤治療史的患者，最終30例納入研究，年齡18～44歲，平均(39.30±5.87)歲，其中全腹能譜CT增強檢查未見明顯異常者12例，腎結石患者5例，輸尿管結石患者10例，膀胱結石患者2例，闌尾炎患者1例。所有患者均被告知并簽署知情同意書。

1.2 CT掃描

采用美國Discovery CT750HD掃描儀，開啟能譜掃描模式，并采用智能追蹤技術行動脈期血管掃描。具體掃描參數：螺距為0.984∶1，機架轉速為0.5 s/360°，掃描野Large，探測器覆蓋范圍為40 mm，mA375，層厚5 mm，層間距5 mm，智能追蹤的觸發閾值為150 HU。對比劑注射方案：采用碘佛醇(350 g/L)經肘靜脈注射，注射總量約1.0 mL/kg體質量，注射速度3.5 mL/s，對比劑注射完后采用同樣流速注射40 mL生理鹽水。

1.3 數據處理

分別重建140 kVp混合能量圖像、70 keV單能量+40%ASIR圖像的0.625 mm薄層數據，并傳輸至AW4.5工作站。將70 keV單能量+40%ASIR圖像的薄層數據引入能譜CT的General分析界面，選取Optimal對比噪聲比(contrast noise ratio，CNR)功能，分別將感興趣區(region of interest，ROI)置于子宮動脈及同層面的臀部肌肉，獲得顯示子宮動脈最佳對比噪聲比的單能量；調節keV，獲得最佳單能量+40%ASIR圖像的薄層數據。

分別測量并記錄140 kVp混合能量組、最佳單能量+40%ASIR組子宮動脈起始處CT值、同層面同側臀部肌肉CT值、同層面同側皮下脂肪的標準差，測量3次并取平均值。圖像測量均在同一層面，采用相同的視野(13 mm)及ROI，窗寬窗位保持一致(1000 HU，400 HU)。最后分別計算并獲得圖像CNR、信噪比(signal to noise ratio，SNR)及背景噪聲(background noise,BN)。CNR=(CT1-CT2)/SD，SNR=CT1/SD，CT1為子宮動脈起始處的CT值，CT2為同側同層面臀部肌肉的CT值，SD為同層面同側皮下脂肪的標準差。

1.4 圖像評價

圖像視野保持一致(20 mm)，通過容積再現(volume reproduction,VR)、最大密度投影(maximum density projection,MIP)及多平面重建(multiplanar reconstruction,MPR)對子宮動脈進行顯示及評分。評分采用5分法[7]，5分：子宮動脈近段及遠段顯影連續，強化明顯，血管邊緣銳利；4分：子宮動脈近段顯影連續，強化明顯，血管邊緣銳利，遠段基本顯影；3分：子宮動脈近段顯影連續，強化好，血管邊緣欠銳利，遠段斷續顯影；2分：子宮動脈近段顯影，血管邊緣欠銳利，遠段未見明顯顯影；1分：子宮動脈近段血管邊緣不清。兩位有10年工作經驗的放射主治醫師先各自獨立對圖像進行評分，評價前進行相應的訓練，各自獨立評分結束后，存在分歧的經過協商達成一致。

1.5 統計分析

2 結 果

2.1 最佳單能量

30例患者，顯示子宮動脈的最佳單能量范圍為60～65 keV，平均為(62.07±1.17)keV。

2.2 兩組各指標的比較

62 keV+40%ASIR組的子宮動脈CT值、SNR、CNR均高于140 kVp混合能量組，三者分別提高約37.51%，100.39%及118.73%(P<0.05，表1)；140 kVp混合能量組、62 keV+40%ASIR組同層面臀部肌肉的CT值差異無顯著性；62 keV+40%ASIR組的背景噪聲低于140kVp混合能量組(P<0.05;表1)。

表1 兩組各指標的比較

2.3 兩組圖像評分比較

62keV+40%ASIR組與140kVp混合能量組子宮動脈圖像主觀評分差異有顯著性(T=4.88，P<0.05；表2)，62keV+40%ASIR組子宮動脈圖像質量高于140 kVp混合能量組(圖1)。

表2 62keV+40%ASIR組與140kVp混合能量組圖像評分比較 單位：例

圖1 43歲青年女性子宮動脈圖像質量A、B、C為62keV+40%ASIR組，D、E、F為140kVp混合能量組；A、D為VR圖像，B、D為減影圖像，C、F為MIP圖像，A、B、C比D、E、F顯示的血管更清晰，圖像背景噪聲更低。

3 討 論

子宮動脈是營養子宮的主要供血動脈，不同年齡階段，子宮的血供存在明顯差異，隨著年齡的逐漸增大，子宮和卵巢的功能越衰退，相應的子宮血供也會減少[8]。200例成年女性中，青年組、中年組及老年組子宮動脈的DSA顯示率分別約100%、54.5%、8.6%[9]。為避免年齡因素造成的子宮動脈圖像質量顯示較差，本文選擇子宮動脈圖像質量顯示較好的青年女性作為研究對象。

子宮動脈是子宮相關疾病的責任血管，也是血管介入治療的通道。

子宮動脈的檢查方法眾多，包括彩色多普勒血流成像(color doppler flow imaging，CDFI)、數字減影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)、磁共振血管造影(magnetic resonance angiography,MRA)及計算機X射線斷層血管造影(Computed tomography angiography,CTA)等。CDFI可顯示子宮動脈的血流方向、流速等，但很難全程顯示子宮動脈，且顯示的血管邊緣模糊，并易受操作者技術水平的影響；DSA是血管檢查的金標準，但操作相對復雜，且為有創性檢查，DSA主要用于動脈栓塞治療的病人；MRA無輻射，可用于子宮動脈的顯示，但易受搏動偽影的影響，且細小分支有時難以顯示；CTA是無創性檢查，且能滿足細小分支的顯示，但常規螺旋CTA具有較高的輻射劑量，且造影劑的劑量也較大。

寶石能譜CTA較常規螺旋CTA可明顯降低輻射劑量及造影劑的用量[10-12]。寶石能譜CT的ASIR技術采用迭代的方法，抑制所有統計的噪聲，能夠在降低原來一半輻射劑量條件下得到相同質量的圖像，從而在低劑量條件下實現高清成像[3,5]。此外，寶石能譜CT能夠獲得目標血管的最佳單能量，得到目標血管最佳對比噪聲比的單能量的圖像，從而在使用較低劑量的造影劑條件下得到滿意的CTA圖像[10]。王慶國等[11]利用能譜掃描儀，采用低毫安結合ASIR研究上腹部能譜CT血管成像的輻射劑量，研究發現，采用能譜CT低毫安結合ASIR技術能夠降低41%的有效輻射劑量，且圖像質量不受明顯影響。魏恒樂等[12]采用能譜CT最佳單能量及傳統螺旋CT對下肢動脈成像進行研究，研究發現，能譜CT最佳單能量成像較傳統螺旋CT能夠得到更佳的對比噪聲比及圖像質量，能夠保證下肢動脈成像的臨床診斷，并能降低輻射劑量及造影劑的攝入量。本研究采用能譜CT最佳單能量聯合ASIR技術，mAs由傳統的600降到375，輻射劑量明顯降低。造影劑的劑量由常規腹部血管增強時的1.5 mL/kg體質量下降到1.0 mL/kg體質量，減少約33.3%，可有效降低對比劑可能帶來的不良反應。

本研究中，顯示子宮動脈的最佳單能量范圍約60～65 keV，平均約62 keV，與文獻報道相符[6]。62 keV+40%ASIR組的子宮動脈CT值、SNR、CNR均高于140 kVp混合能量組，差異有統計意義，三者分別提高約37.51%，100.39%及118.73%，這顯示62 keV+40%ASIR組較140 kVp混合能量組能明顯提高子宮動脈與周圍組織的對比，從而有利于子宮動脈的顯示；62 keV+40%ASIR組的背景噪聲低于140 kVp混合能量組，差異有統計學意義，這也得益于ASIR降低圖像背景噪聲；因此本文中62 keV+40%ASIR組對子宮動脈顯示的主觀評分與140 kVp混合能量組明顯不同，且62 keV+40%ASIR組高于140 kVp混合能量組。

總之，在較低對比劑總量下，采用能譜CT單能量62 keV聯合40%ASIR對子宮動脈進行顯影，既可以降低輻射劑量，又可降低圖像背景噪聲，提高子宮動脈的圖像質量。