重建技術在低劑量CT掃描中的應用研究

閆 強

（遼陽市中心醫院，遼寧 遼陽 111000）

CT是臨床應用十分廣泛的一種輔助診斷方法，為多種疾病的診斷、質量及預后評估提供了重要參考資料。近年來，CT技術不斷優化，影像密度分辨率及空間分辨率均顯著提升，同時對于安全性的研究也逐漸增多，主要集中于降低CT掃描劑量、優化圖像質量方面[1-2]。迭代重建技術是一種優化CT影像的重建算法，在低劑量CT掃描中應用逐漸增多，為探明其具體用效果，本次研究選取2018年1月至2019年12月期間在本院行腹部CT掃描患者84例對比分析了，其與常規掃描圖像質量差異，并對比了其輻射劑量的降低效果，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018年1月至2019年12月期間在本院行腹部CT掃描患者84例，根據CT掃描方式分為常規組和觀察組，各42例。兩組患者均需行腹部CT掃描，后確診為腹部疾病。觀察組，男24例，女18例，年齡20～72歲，平均（52.02±20.16）歲；體質量48～85 kg，平均（66.74±18.87）kg；腹圍56～104 cm，平均（81.17±25.03）cm。常規組，男24例，女18例，年齡20～71歲，平均（51.69±20.56）歲；體質量50～85 kg，平均（67.48±17.56）kg；腹圍58～104 cm，平均（80.67±24.76）cm。兩組在一般資料方面，差異不顯著（P＞0.05），具有可比性。本研究經我院倫理委員會審核通過。

1.2 納入與排除標準 納入標準：成年人；無CT掃描檢查禁忌證；臨床資料完整；患者自愿參與本次研究，并簽署知情同意書。排除標準：過敏體質者；嚴重腎功能不全者；嚴重電解質紊亂或酸堿失衡未糾正者；合并心律失常等心臟疾病者。

1.3 檢查方法 兩組患者均GE.Revolustion512層螺旋CT完成掃描和增強掃描。常規組采用常規劑量（120 kV、250 mA）掃描聯合濾波反射影重建。觀察組實施低劑量掃描聯合迭代重建技術：腹部低劑量掃描的管電壓為120 kV、管電流為70～250 mA，每次間隔60 mA；管電流依次為250、190、130、70 mAs，采集矩陣為512×512，層間隔為0.9 mm，層距螺旋下進行掃描。采用碘海醇注射液作為對比劑，實施增強掃描，分別在注射后28 s和65 s采集圖像，層厚5 mm層厚；掃描后，采用GE.Revolustion適應性統計迭代重建（ASIR）技術或基于模型的迭代重建（MBIR）技術進行圖像重建。

1.4 觀察指標

1.4.1 圖像質量評估 兩組患者圖像均由本院3名醫師進行圖像質量評分，取平均分作為最終得分。4分評分法：1分為偽影嚴重，無法分辨臟器及組織，顯影極差；2分為臟器組織尚清晰，但是偽影較多，對診斷影響較大；3分為臟器組織顯示清晰，存在少量偽影，對臨床診斷影響較小；4分為臟器組織顯示清晰，無偽影，臨床診斷影響較小[3]。同時，統計兩組圖像噪聲情況，分別記錄噪聲、豎脊肌噪聲及腹壁脂肪噪聲數值。

1.4.2 CT劑量和輻射劑量評估 統計兩組患者的CT劑量指數，并計算劑量長度乘積、有效輻射劑量。

1.5 統計學方法 本次研究采用SPSS20.0統計學軟件分析所有數據，以（x-±s）表示計量資料，并采用t檢驗；采用χ2檢驗計數資料，P＜0.05認為差異顯著，有統計學意義。

2 結 果

2.1 兩組圖像質量評分比較 觀察組圖像質量評分1分、2分、3分者與常規組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；觀察組圖像質量評分4分者占比顯著高于常規組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表1。

表1 兩組圖像質量評分比較[n（%）]

2.2 兩組圖像噪聲指標及CT劑量比較 觀察組圖像噪聲、豎脊肌圖像噪聲及腹壁脂肪圖像噪聲值少于常規組，差異有統計學意義（P＜0.05）；觀察組CT劑量指數、劑量長度乘積和有效輻射劑量均顯著低于常規組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表2。

表2 兩組圖像噪聲指標及CT劑量比較（±s）

表2 兩組圖像噪聲指標及CT劑量比較（±s）

組別n 圖像噪聲(HU) 豎脊肌圖像噪聲(HU) 腹部脂肪圖像噪聲(HU) CT劑量指數(mUy) 劑量長度乘積(mGy/cm) 有效輻射劑量(mSv)觀察組 42 10.68±2.489.32±2.1811.53±2.986.75±1.38479.32±50.245.03±0.57常規組 42 14.02±2.6910.86±1.9714.56±3.6714.69±3.58526.74±48.678.02±1.58 t值15.03516.13914.70520.69114.52813.369 P值0.0170.0120.0180.0010.0160.019

3 討 論

CT檢查是一種可靠的影像學檢查方法，但是其存在一定輻射問題，患者所受的輻射劑量雖然在機體耐受范圍內，但是數值仍較大，尤其是體型較小兒童、幼兒，其受到的輻射劑量相對更大，檢查后易埋下安全隱患，因而有待進一步降低CT掃描的輻射劑量，提高CT檢查的安全性。但是，低劑量CT掃描對圖像質量較為不利，需借助重建技術，提升圖像顯示效果，因而需探索低劑量CT掃描中有效的重建技術[4]。

CT圖像算法主要包括解析重建和迭代重建，前者的重建時間較長，而效果差，因而逐漸被迭代重建所替代。迭代重建技術強調到焦點、體素及探測器的實際幾何大小，根據噪聲統計模型進行了選擇性地識別，從而去除了圖像的噪聲，提高圖像質量，避免或降低偽影發生[5]。迭代重建技術對于CT掃描劑量的要求較小，低劑量掃描也可獲得較好的重建效果，CT腹部低劑量掃描相關文獻報道顯示，經迭代重建后，圖像質量較為理想，偽影較少，低劑量掃描也可獲得與常規輻射劑量相當圖像效果，且部分報道提示低劑量CT掃描聯合迭代技術重建技術后，圖像質量優于常規模式[6]。本次研究也發現，觀察組圖像質量評分4分者（90.48%）占比顯著高于常規組（71.43%），可知從主觀方面評估，低劑量CT掃描聯合迭代技術重建技術后的圖像質量優于常規模式。低劑量CT掃描后重建研究發現，較常規掃描模式，低劑量CT掃描后應用迭代技術重建技術，圖像質量豎脊肌圖像噪聲及腹壁脂肪圖像噪聲，減少20%～40%[7-8]。本次研究也發現，觀察組圖像噪聲（10.68±2.48）HU、豎脊肌圖像噪聲（9.32±2.18）HU及腹壁脂肪圖像噪聲值（11.53±2.98）HU少于常規組[（14.02±2.69）HU、（10.86±1.97）HU、（14.56±3.67）HU]，可知低劑量掃描聯合迭代重建技術，圖像質量更佳，降噪效果顯著，目標區域的顯示更為清晰，因而可為臨床診斷提供更加準確的資料。常規CT掃描中單次輻射劑量可達到7～20 mSv，輻射量較大[9]；因而，本次研究還對兩種模式的輻射劑量進行了對比分析，結果發現觀察組CT劑量指數（6.75±1.38）mUy、劑量長度乘積（479.32±50.24）mGy/cm和有效輻射劑量（5.03±0.57）mSv均顯著低于常規組[（14.69±3.58）mUy、（526.74±48.67）mGy/cm、（8.02±1.58）mSv]，可知低劑量CT掃描聯合迭代重建技術在保證圖像質量的基礎上，降低了輻射劑量，提升了CT掃描的安全性，該技術有助于改善CT檢查輻射大的弊端。

李偉剛[10]分析了迭代重建技術在低劑量CT掃描中的應用情況。該學者指出：低劑量CT掃描在臨床中應用范疇比較廣泛。既往的CT檢查，主要以濾波反切投影技術為主。在此背景下，引發低劑量CT掃查時因圖像噪聲和圖像質量問題受到顯著影響，令其在臨床應用以及發展受到比較大的制約。從另一個角度來看，當前隨著我國醫學技術以及醫療器械積極完善與重建技術CT掃描檢查中的廣泛應用，進而令迭代重建為主的低劑量CT掃描在臨床應用范圍變得更加廣泛。應用該法對患者開展檢查，所出具的掃描檢查治療效果相當明顯。該組試驗研究共計選擇了46例擬行腹部血管造影CT掃描的患者為研究對象，分別應用濾波反切投影技術和迭代重建低劑量CT開展掃描。結果表明：觀察組受試者圖像質量評分達到2分以上共計23例，占據總數的100%；對照組共計21例，占總數的91.3%。組間對比相關數據存在統計學意義，P＜0.05。另外，觀察組受試者CT值和SNR、CNR、DLP各項分值分別達到了（356.2±41.2）分、（32.5±4.5）分、（469.5±12.9）分。上述數據與對照組相比差異顯著，組間數據存在統計學意義，P＜0.05。從上述內容中可見：應用迭代重建低劑量CT掃描于腹部血管掃查中，不但檢查輻射劑量比較低，且所出具的圖像質量滿意，效果良好。賈鵬[11]分析了迭代重建技術在低劑量CT掃描中的應用情況，其選擇共計60例CT掃描患者為研究樣本。該學者將這些患者隨機分為A組20例、B組20例以及C組20例。A組患者應用常規劑量實施掃描，具體使用濾波反投影重建生成圖像；B組患者應用低劑量掃描之后使用FBP重建生成圖像；C組則使用低劑量掃描之后，應用迭代重建技術成像。分析3組受試者噪聲值、對比噪聲比重建圖像質量。結果表明：A組噪聲值為（14.25±3.14）HU，B組為（18.98±3.99）HU，C組為（12.46±2.34）HU。A組CNR值為（2.58±1.66）、B組為（2.53±1.34）、C組為（3.51±1.38）。C組受試者上述數據和A組以及B組相比，組間數據存在統計學意義，P＜0.05。B組受試者CT圖片與腫瘤邊緣銳利度、組織對比度、圖像總體質量等評分明顯比C組和A組低，組間數據存在統計學意義，P＜0.05。該組學者認為，將迭代重建技術應用在低劑量CT掃描中安全性強，有效性高，該法能夠積極滿足CT診斷要求。

從IR技術在腹部應用中的情況來看，主要為當前腹部CT與臨床應用中相對廣泛，受試者檢查次數比較多。國內外諸多學者針對于多類IR技術于腹部低劑量成像中的應用進行了探索。有學者[12]針對12例病患開展初步研究發現：和常規劑量FBP法相比較而言，于輻射劑量減少32%～65%條件之下應用ASIR技術能夠顯著降低圖像噪聲，且其有相同的整體圖像質量以及低對比度分辨能力。但值得說明的是，經過此法加以處理之后，空間分辨力以及邊緣銳利度有降低趨勢。在此之后另有學者[13]進一步分析了53例腹部增強掃描資料。結果證實：應用ASIR技術能夠于輻射劑量降低33%的狀況之下，可以減少圖像噪聲，患者診斷可接受性基本相同。但不容忽視的是，圖像銳利度也表現出了降低趨勢。有學者使用肝臟體膜研究證實[14]，相較于120 kV掃描FBP重建而言，100 kV掃描IR于劑量降低39.8%的同時，會提高圖像品質。與常規方法相比，這種干預方式噪聲減少20%，且沒有明顯減少診斷性能以及空間分辨能力。有學者針對于共計53例患者的腹部CT進行研究[15]，結果表明：IRIS技術能夠在輻射劑量減少50%的條件之下，不影響圖像品質。CT資料的診斷可信度和銳利度與常規劑量FBP圖像無明顯差別。有研究表明[16]：相較于常規劑量FBP法來講，應用iDose技術能夠全面減少肝臟CT增強掃描圖像噪聲，有效提高CNR，其在積極滿足診斷要求的同時，可以減少將近50%輻射劑量。

綜上所述，低劑量CT掃描中采用迭代技術重建技術，不僅可以降低輻射劑量，而且可有效發揮降噪和提升圖像質量效果，臨床應用價值較高。