应用迭代重建联合自动管电流调节技术降低胸部CT辐射剂量的效果评价

王 军, 王溧康, 吴晶涛, 邰学祥, 孙 骏, 叶 靖, 王守安, 朱庆强, 孙继全

(扬州大学临床医学院 江苏省苏北人民医院 影像科, 江苏 扬州, 225001)

近年来，CT自适应性统计迭代重建(ASIR)技术可有效降低图像噪声，进而可以进一步降低受检者的辐射剂量。本研究探讨应用宝石探测器HDCT(Discovery 750)的自适应迭代重建(ASIR)技术配合自动管电流调节(ATCM)技术来降低胸部CT检查的辐射剂量的效果，现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2012年2月—2013年10月在本院体检诊断为肺部小结节60例患者的资料。纳入标准：在此期间已进行过常规应用ATCM技术的胸部CT扫描，且因为临床需要再次行胸部CT平扫检查的患者。其中BMI≤22者36例，年龄28～75岁，平均(40.5±10.5)岁，BMI 16.90～22.0, 平均(20.55±0.92); BMI>22者24例,年龄24～80岁，平均(45.8±10.5)岁，BMI 22.3～35.20, 平均(27.48±1.89)。所有患者对检查知情同意。

1.2 检查方法

扫描方法：2次检查均采用ATCM技术，为降低胸部CT检查的辐射剂量，对于需要反复评估的患者，第2次扫描采用结合ASIR重建技术的扫描模式。采用GE宝石Discovery CT750HD能谱CT。患者取仰卧位，吸气位扫描，范围从胸廓入口至肺底层面，胸壁包括完整。

扫描参数：ATCM技术扫描参数：管电流20～200 mAs, 固定管电压120 kVp, 旋转时间0.58, 床进68.75 mm/s, 螺距1.375, 旋转时间0.8 s/周，层厚5 mm。噪声指数根据BMI确定，第1次扫描(纯ATCM组)：≤22噪声指数为14，>22噪声指数为18; 第2次扫描(ATCM结合ASIR组)：≤22噪声指数为18，>22噪声指数为22。

重建方法：单纯ATCM技术组采用滤波反投影重建方法；ATCM结合ASIR组采用50%ASIR法获得图像。重建图像层厚5 mm，层间距5 mm。

1.3 图像质量评价

主观图像质量评价将图像传输至AW 4.5工作站，关闭扫描参数及患者相关信息。应用固定窗宽、窗位：肺窗窗宽(1 200 HU)，窗位(-450 HU)；纵膈窗窗宽(350 HU)，窗位(60 HU)。由2名具有10年以上工作经验的放射科医师采用双盲法对所有图像进行图像诊断质量和图像噪声的主观评估: ① 图像质量评分：参照Kalra等[1]的综合评分方法: 1分：差，完全不能满足诊断要求; 2分：较差，不能满足诊断要求; 3分：一般，尚能满足诊断要求；4分:良好，能满足诊断要求; 5分:优：能完全满足诊断要求。≥3分的图像被认为临床可以接受; ② 图像噪声评分：采用5分制法评分。1分为太多噪声; 2分为超过接受程度的噪声；3分为可以接受的噪声; 4分为较少的噪声; 5分为非常少的噪声。可以接受的图像噪声被定义为可以辨别组织脏器、淋巴结和病变界限，图像颗粒感可接受; ③ 辐射剂量：详细记录2次扫描后的X线辐射剂量参数，即容积CT剂量指数(CTDIvol)[2], 由CT机自动计算获得。

2 结 果

ATCM结合ASIR组CTDIvol为(1.62±0.48) mGy, 单纯ATCM组CTDIvol为(4.28±0.35) mGy, 结合ASIR技术可以降低约62%的剂量，2组差异有统计学意义(t=26.81,P<0.05)。2名医师对各组患儿进行图像质量和噪声评分结果见表1。所有图像质量评分均达到满足影像诊断的要求，2名医师对于ATCM结合ASIR组图像质量和图像噪声评分均略高于单纯ATCM组，各组图像质量和图像噪声评分均具有中等以上的一致性, 说明应用ASIR技术提升噪声指数，获得的低剂量水平的图像均符合临床诊断的要求，并且获得了稍优于以前单纯ACTM技术所获得的滤波反投影图像。

表1 不同扫描方法的胸部CT扫描的图像质量和图像噪声评分结果 分

3 讨 论

胸部低剂量CT检查是肺癌检出的重要手段[3]。如何以最低辐射剂量获得满足诊断要求的图像，在辐射剂量与诊断图像之间找到最佳平衡点，是放射界关注的热点课题。CT低剂量技术的使用和研究要遵循最优化(ALARA)原则，即在保证获取良好的CT图像质量(满足临床诊断的需求)同时，尽可能合理地降低受检者的检查剂量[4]。目前降低辐射剂量的方法包括: ① 降低管电流; ② 降低管电压; ③ 增大螺距; ④ 减少扫描时间; ⑤ 增加图像噪声。随着CT低剂量技术的发展，ATCM[5-7]技术的出现并广泛应用于临床使得CT扫描剂量进一步减低。它通过设定合适的噪声指数，根据体厚调节各扫描层面的mAs来减低辐射剂量。CT扫描剂量的减低必然会引起图像噪声的增加，而噪声是影响图像质量的最主要因素。本研究应用的HDCT使用宝石探测器，其稳定性及敏感性较以往的探测器有所提高，特别是ASIR重建算法对低剂量扫描起着非常重要的作用。ASIR技术可以在滤波反投影重建的基础上降低图像的噪声，提高扫描图像的质量，所以合理应用ASIR重建技术可以有效提升图像空间分辨力及密度分辨力，抑制低剂量伪影并去除噪声[8]。解决噪声指数设定值的提高所带来的滤波反投影重建图像噪声上升和图像质量下降，达到还原图像来保证图像质量的目的，而噪声指数的提高意味着辐射剂量得到了降低。研究[9]表明，采用ASIR重建算法，宝石探测器HDCT胸部扫描的ED可降低约50%，而图像质量无明显改变。Singh等[10]研究表明，应用ASIR重建算法可使用40 mAs作为胸部CT的扫描条件，图像质量高于FBP重建技术的图像。

本研究结果显示，在常规应用ACTM技术低剂量扫描的基础上将CT胸部扫描的噪声指数进一步提高，并结合50%ASIR后重建图像，获得了均能达到满足临床诊断要求的图像评分，同时达到了辐射剂量减低的目的(约62%)。

[1] Kalra M K, Prasad S, Saini S, et al.Clinical comparision of standard dose and 50%reduced-dose abdominal CT: effect on image quality[J].AjR Am J Roentgenol, 2002, 179: 1101.

[2] 刘彬, 白玖.64层螺旋CT检查中患者受照剂量的研究[J].中华放射学杂志, 2008, 42: 1050.

[3] 彭刚, 曾勇明.肺部低剂量螺旋CT技术的研究进展[J].中华内分泌外科杂志, 2009, 4: 273.

[4] Entfkin D W, Leipsie J A, Carl J J.Optimization of radiation dose reduction in cardiac computed tomographic angiography[J].Cardiol Rev, 2011, 19: 163.

[5] Peng Y, Li J, Ma D, et al.Use ofautomatic tube current modulation with astandardized noise index in young children undergoing chest computed tomography scans with 64 slice multidetector computed mmography[J].Acta Radiol, 2009, 50: 1 175.

[6] 彭芸, 李剑颖, 马大庆.CT检查中低x线剂量技术的应用和进展[J].中华放射学杂志, 2008, 42: 1117.

[7] 彭芸, 马大庆, 李剑颖, 等.64层螺旋CT自动管电流调节技术在婴幼儿胸部低剂量CT扫描中应用的可行性研究[J].中华放射学杂志, 2008, 42: 1045.

[8] Hutton B, Nuyts J, Zaidi H.Iterative reconstruction methods, quantitative analysis in nuclear medicine imaging[M].Singapore: Springer Science&Business Media, 2006: 107.

[9] 贾楠, 王新江, 惠萍, 等.适应性统计选代重建技术降低胸部CT扫描剂量的韧步临床研究[J].中国医学影像学杂志, 2010, 18(6): 551.

[10] Singh S, Kalra M K, Gilman M D, et al.Adaptive statistical iterative reconstruction technique for radiation dose reduction in chest CT: a pilot study[J].Radiology, 2011, 259(2): 565.