iDose4迭代重建技术在胸部CT扫描中最佳方案的探讨

田庆龙，吕佳南，许传斌，张武，吕仁杰，徐鹏(佳木斯大学附属第一医院，黑龙江佳木斯 154002)

iDose4迭代重建技术在胸部CT扫描中最佳方案的探讨

田庆龙，吕佳南，许传斌，张武，吕仁杰，徐鹏(佳木斯大学附属第一医院，黑龙江佳木斯 154002)

摘要：目的探讨iDose4迭代重建技术在胸部CT扫描中的最佳电流强度。方法 收集行256层螺旋CT胸部扫描的患者135例，随机分为5组，A、B、C、D组各30例，E组15例。其中A组为对照组，行常规剂量100 mAs扫描，用传统的滤过反透射法重建，其余各组依次分别为75、50、30、15 mAs进行扫描，并在iDose4-5水平重建图像，对5组图像进行主观评价和客观评价。结果在iDose4-5水平下，随着电流强度的降低，有效剂量逐渐减小,图像噪声值逐渐增大，B、C、D、E组有效剂量较A组分别减少约27.74%、51.82%、77.01%和83.94%，B、C、D组图像质量评分与A组比较无统计学差异(P均>0.05)，E组图像质量与A组比较有统计学差异(P<0.05)。结论在iDose4-5水平，电流强度降低至30 mAs可以明显减低辐射剂量，且图像质量不受影响，可以作为胸部低剂量扫描的最佳方案。

关键词：迭代重建技术；胸部；体层摄影术，X线计算机；低剂量

2011年飞利浦公司推出了第四代迭代算法iDose4，其特点是双空间、多噪声模型和解剖模型，在对噪声予以细致处理的同时，再去解剖模型加速重建过程，提高图像分辨率，消除蜡像状伪影[1]，胸部许多疾病在诊治过程中需要利用CT进行多次鉴别诊断和疗效评估，低剂量CT的应用将大大减少患者的辐射问题,但目前该方面的研究报道较少[2～5]。本文旨在研究iDose4迭代重建技术在临床胸部低剂量CT扫描中的优化方案。

1资料与方法

1.1临床资料选取2013年12月～2014年6月前来本院行胸部CT检查的患者135例，其中男80例、女55例，年龄17～75岁，体质量指数(BMI) 17.2～32.4 kg/m2。将患者随机分为5组，A、B、C、D组各30例，E组15例。A组：30例，男17例、女13例，年龄17～75岁，BMI 17.2～28.4 kg/m2；B组：30例，男20例、女10例，年龄 22～67岁，BMI 17.8～26.4 kg/m2；C组：30例，男16例、女14例，年龄25～63岁，BMI 19.2～30.4 kg/m2；D组：30例，男15例、女15例，年龄32～58岁，BMI 20.4～32.4 kg/m2；E组：15例，男12例、女3例，年龄 27～48岁，BMI 18.5～28.7 kg/m2。

1.2方法

1.2.1扫描方法采用Philips Brilliance 256-iCT，患者取仰卧位，双手上举过头，头先进，进行屏气全肺扫描，范围自第1后肋上缘至肺底层面。A～E组电流依次设为100、75、50、30、15 mAs，电压统一固定为120 kVp，螺距0.993 mm，层厚1 mm，旋转时间0.5 s，准值128×0.625 mm。图像重建：A组采用滤波反投影算法(FBP)重建，其余各组在iDose4-5[5]水平进行重建。扫描结束后，记录由CT机显示的受检者X线剂量参数，包括剂量长度乘积(DLP)和容积CT剂量指数(CDTIvol)。计算有效剂量(ED)：ED=DLP×W,W代表不同部位的权重因子，这里为0.014 mSv·mGy-1·cm-1。

1.2.2图像分析方法主观评价：由本院两名经验丰富的诊断医师共同分析并达成一致意见，肺内结构的观测采用肺窗窗位-600 Hu，窗宽为 1 200 Hu，纵隔窗采用窗位40 Hu，窗宽400 Hu，观察肺血管、胸壁骨及肌肉、支气管、叶间裂的锐利程度来评估。评分标准分为3个等级：1分：图像质量差，伪影较大，局部模糊，不能满足诊断。2分：图像质量中等，伪影较小，不影响诊断。3分：图像质量良好，无伪影，能够满足诊断。客观评价：对5组患者的图像，分别在相同平面(胸骨角)、相同位置(主动脉弓内侧)标注感兴趣区ROI(面积99～102 mm2)，测量其CT均值及标准差(SD)，以SD作为图像噪声。

1.2.3统计学方法采用SPSS17.0统计软件。两两比较采用Dunnett-t检验，P≤0.05为差异有统计学意义。采用Kappa检验分析评定者一致性(P<0.4认为一致性较差，0.4≤P<0.75认为一致性良好，P≥0.75认为一致性较高)。

2结果

5组年龄、BMI、扫描范围、CDTIvol、DLP、ED比较见表1。B、C、D组ED较A组分别下降约27.74%、51.82%、77.01%和83.94%，A、B、C、D、E组评分为1分者分别为0、0、0、0、5例，为2分者分别为0、0、1、1、7例，为3分者分别为30、30、29、29、3例。B、C、D组图像质量评分与A组比较无统计学差异(P均﹥0.05)。E组图像质量与A组比较有统计学差异(P﹤0.05)，见图1。经Kappa检验两名评定者对图像质量的评价一致性良好(0.4≤P<0.75)。随着电流强度的降低，5组图像的客观噪声逐渐升高(图2)。

表1　5组年龄、BMI、扫描范围、CDTIvol、DLP、ED比较

图　5组患者肺窗冠状位图像质量对比

注：Ar：ROI测量面积；Av：平均CT值；SD：CT值标准差。

3讨论

CT是一种利用计算机技术对物体断层扫描图像进行重建，然后获取三维断层图像的扫描方式，已被广泛应用于临床，并作为疾病的诊断依据。CT比胸片较为明显的优点是具有无组织重叠，分辨率高(为普通平片的10～20倍[6]),诊断疾病的敏感性及特异度高；但常规CT辐射剂量较大，是普通胸片的10～100倍[7]，必然会对人体产生危害，因此降低辐射剂量至关重要。

iDose4迭代重建技术可以抑制偏心状及条带状伪影的生成，提升密度分辨率及空间分辨率，结合其独有的滤过函数，可以最大限度地降低噪声，并且保持图像的真实性，操作简便且能快速重建，能够实现在更低剂量下获得优质图像,对于筛查肺孤立结节和早期肺癌的发现更是有了突破性进展[8,9]。而传统的FBP算法虽然快速、简便而可靠，但不能分辨采集数据的基本成分，忽略了采集过程中量子噪声和电子噪声对投影数据的污染，造成重建图像噪声较大，影响重建图像质量[10]。

大量研究表明，根据BMI采用合理的扫描方案可以有效降低辐射剂量[11]，但在临床工作中如果过度区分BMI，又会明显增加工作量和工作难度。有研究表明降低管电压可以更有效地降低辐射剂量[12],但是过度降低管电压会导致射线穿透能力减低,散射线增加,造成周围组织、器官的受照剂量不足,所以本实验选择降低管电流进行临床研究。

我们首先对iDose4各水平的降噪能力进行了前期研究，即对A组进行了iDose4(1～6) 6种水平与FBP的重建，测量图像的客观噪声值，进行主观与客观评价，结果得出在iDose4-5水平来优化临床扫描方案是较为合理的，iDose4-7水平一般限于Lung-enhanced算法，所以未采用。

通过实验，我们可以明显看出当电流强度降低至15 mAs时在iDose4-5水平重建图像，多数图像肺尖部伪影较重，局部模糊效应增强，肉眼难辨伪影与病灶，分析原因可能是肩胛骨及肩部肌肉、脂肪影响所致。D组采用电流30 mAs，在iDose4-5水平重建，平均ED为(0.63±0.11)mSv，比常规扫描剂量降低77.01%，且图像质量仍可满足诊断，可以作为临床低剂量扫描的最佳方案。

参考文献：

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[3] 袁小记，马祥兴.螺旋CT低剂量扫描在成人活动性继发性肺结核随访中的价值[J].实用放射学杂志，2014,30(8):1302-1305.

[4] 刘士远，于红.低剂量扫描的研究和应用现状[J].中华放射学杂志，2013,47(4):295-300.

[5] 钟朝辉，贺文，陈疆红.迭代重建技术(iDose4)在肺部低剂量筛查中的应用[J].中国医学影像技术，2012,28(12):2248-2251.

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[11] Hosch W, Stiller W, Mueller D, et al. Reduction of radiation exposure and improvement of image quality with BMI-adapted prospective cardiac computed tomography and iterative reconstruction[J]. Eur J Radiol, 2012,81(11):3568-3576.

[12] 杨利莉，汪芳，赵艳红，等.基于iDose4 迭代重建的回顾性心电门控冠状动脉CT血管成像低剂量技术的初步研究[J].实用放射学杂志，2014,30(1):128-132.

(收稿日期：2014-10-12)

通信作者：徐鹏

基金项目：佳木斯大学研究生科技创新项目(LZR2014_020)、佳木斯大学科研项目(S2013-045)。

中图分类号：R445.3

文献标志码：B

文章编号：1002-266X(2015)09-0039-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2015.09.014