输尿管结石低剂量CT扫描中不同iDose等级、不同层厚重建图像的质量比较

李丽超，宫凤玲，周立娟，陈伟彬，于鹏，张立国( 唐山市工人医院分院,河北唐山063000；华北理工大学附属医院)



输尿管结石低剂量CT扫描中不同iDose等级、不同层厚重建图像的质量比较

李丽超1,2，宫凤玲2，周立娟1，陈伟彬2，于鹏2，张立国2(1 唐山市工人医院分院,河北唐山063000；2华北理工大学附属医院)

摘要：目的比较输尿管结石低剂量CT扫描中不同iDose等级、不同层厚重建图像的质量。方法78例输尿管结石患者，经保守治疗后结石未排出，首次检查采用常规剂量(120 kV/400 mAs)CT扫描并用滤波反投影算法(FBP)1 mm薄层重建(常规组)，复查采用低剂量(120 kV/200 mAs)CT扫描并行6级迭代算法1 mm薄层重建(低剂量组)。记录CT容积剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)，计算有效剂量(ED)；首先通过图像质量主观评分、图像的客观噪声值、信噪比及结石检出数评价出1 mm最合理的iDose等级，再对最优iDose等级行1.5 mm及2 mm重建，评价出最优iDose重建层厚。结果低剂量组、常规组CTDIvol分别为(11.26±0.53)、(22.42±1.03)mGy，DLP分别为(584.68±25.47)、(1 166.38±52.78)mGy*cm，ED分别为(8.77±1.43)、(17.52±2.85)mSv，两组比较，P均<0.05。低剂量迭代算法重建的1 mm iDose4等级图像噪声、信噪比及iDose4～6等级图像质量主观评分、结石检出数分别与常规剂量组比较，P均>0.05。1.5、2 mm与1 mm iDose4重建图像噪声比较，P均<0.05；2 mm与1 mm iDose4重建图像信噪比比较，P<0.05；1、1.5、2 mm iDose4重建结石检出数分别为91、91、89枚，三者图像质量主观评分比较差异无统计学意义。结论输尿管结石低剂量CT扫描的图像质量受迭代算法iDose等级及重建层厚的影响，iDose4是最优临界水平，此水平1.5 mm层厚重建为最合理方案。

关键词：CT检查；输尿管结石；低剂量辐射；迭代算法；重建层厚

输尿管结石CT检查扫描范围大，且部分保守治疗病例需要CT复查观察结石位置的变化，辐射剂量大成为临床关注的焦点。有研究[1，2]表明，迭代算法可以有效降低辐射剂量，改善图像质量。重建层厚与噪声密切相关，直接影响图像质量及重建速度。所以本研究将迭代算法应用于输尿管结石低剂量CT扫描中，以期在不影响图像质量的前提下降低辐射剂量，并探讨迭代算法诊断输尿管结石的iDose最合理等级及重建层厚。

1资料与方法

1.1临床资料选择唐山市工人医院分院2014年1月～2015年6月经保守治疗输尿管结石未排出而行CT复查的78例患者，其中男51例，女27例，年龄23～68岁，BMI 19～23 kg/m2。

1.2低剂量CT扫描方法应用飞利浦64排螺旋CT，扫描范围为膈下至耻骨联合，所有患者在首次常规剂量扫描后重建出FBP图像(常规组)，复查应用低剂量扫描后(低剂量组)重建出iDose 1～6图像。常规剂量扫描参数120 KV，400 mAs，层厚5 mm，间距5 mm，螺距0.984，FBP重建层厚为1 mm，X线球管旋转1周时间为0.8 s,图像显示窗宽400，窗位60。低剂量扫描管电流采用200 mAs，iDose1～6重建层厚为1 mm，其他参数同常规剂量参数。对最优等级分别行1.5 mm和2 mm的薄层重建。

1.3图像质量分析方法 ①噪声测量方法：在肾实质内选取3个感兴趣区域(ROI)的圆形区域测量CT值及SD值，避开结石和钙化区，取其平均值，ROI面积调整到50～55 mm2。同一个患者ROI用复制粘贴的方法以保证测量的准确性。②图像质量观察方法：图像噪声为所测肾实质标准差的平均值(SD值)。图像噪声信噪比=CTn/SD，CTn为所测肾实质的平均CT值。采用双盲法进行图像质量主观评分[3]。记录CT容积剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP)，有效剂量(ED)=DLP×k，k为换算因子，根据国际放射防护委员会公布的标准，k为0.015。

2结果

两组辐射剂量比较见表1。重建层厚1 mm时，常规组与低剂量组各iDose等级重建结石检出数量均为91枚，图像噪声、信噪比、图像质量主观评分比较见表2。低剂量iDose4等级重建在1、1.5、2 mm重建层厚结石检出数分别为91、91、89枚，iDose4不同重建层厚间图像噪声、信噪比、图像质量主观评分比较见表3。

表1　常规组与低剂量组CTDIvol、DLP、ED比较

注：与常规组比较，#P<0.05。

表2　　　　常规组与低剂量组各iDose等级重建图像噪声、

注：与常规组比较，#P<0.05。

表3　　　　 iDose4不同重建层厚图像噪声、信噪比、

注：与1 mm层厚比较，#P<0.05。

3讨论

据统计[4]，美国有高达2%的癌症病例可能是由于CT扫描的辐射造成的。因此，在保证图像质量的前提下最大限度地降低辐射剂量是临床急需解决的问题。降低辐射剂量的常见方法包括降低管电压、管电流和增大螺距。泌尿系结石多为阳性结石，与周围组织对比度较大，使得通过降低管电流行低剂量扫描成为可能。对于泌尿系结石的低剂量研究[5]结果显示，低剂量扫描图像可以满足临床诊断要求，但图像噪声都有所增加，尤其对于密度低及直径小的结石，部分出现漏诊或误诊。

近年来低剂量的研究[6,7]从单纯的降低扫描剂量向联合改进重建算法的方向发展。CT重建技术包括FBP和迭代重建。FBP因其简单快速的重建技术而被临床广泛应用，但其对原始数据要求精确定量，X线量的波动对其影响较大，对于噪声和伪影较敏感。iDose是在构建过程中进行数据校正对比，同时保留数据边缘，校正后的数据继续迭代重建，图像的噪声不断减少。本组研究低剂量扫描行iDose1～6级重建，结果显示iDose4图像噪声、信噪比及iDose4～6图像质量主观评分及结石检出数与常规剂量比较差异无统计学意义，但辐射剂量减低了约50%；iDose5～6级重建较常规剂量图像噪声降低，信噪比增加。但有文献[8]报道，运用iDose重建运算量能达到FBP的100倍以上，等级越高运算量越大，工作站的运算负荷不断加大，大大影响工作效率。李萍等[2]对于迭代算法诊断肺结节的研究结果显示，随着iDose等级升高，病灶边缘与正常肺组织间有被密度均匀化的趋势，小结构可见性受到影响。本组研究未出现这种情况，可能是由于结石与周围组织的高对比。所以iDose的等级并不是越高越好。重建层厚越厚图像噪声越小，重建层厚越薄图像噪声越大，并且增加重建厚度，图像数量将明显减少，可以明显提高工作效率。但随着重建层厚的增加，也会因为容积效应的影响遗漏小病灶。为了提高iDose的工作效率，我们在研究中尝试增加了重建层厚，结果显示重建层厚增加到1.5 mm时，图像噪声下降，信噪比、图像质量主观评分及结石检出数较1 mm时差异无统计学意义，但图像数量大大减少，明显提高了工作效率。当重建层厚增加到2 mm时虽然图像噪声下降明显，噪声比增大，但结石检出数减少，有两颗直径1～2 mm的小结石未被检出。

总之，输尿管结石低剂量CT扫描的图像质量受迭代算法iDose等级及重建层厚的影响，iDose4是最优临界水平，此水平1.5 mm层厚重建为最合理方案。

参考文献：

[1] 徐姝,侯阳,郭启勇.应用迭代重建技术的低剂量增强CT评估肝脏肿瘤的可行性[J].中国医学影像技术,2011,27(8):1633-1636.

[2] 李萍,于春瑶,刘斌,等.256排螺旋CT迭代算法诊断肺结节的最优水平[J].中华实用诊断与治疗杂志，2015,29(1):87-89.

[3] 王秋霞,万常华,陈亮,等.64层螺旋CT检测泌尿系结石低kV扫描的优化选择及临床应用[J].放射学实践,2010,25(10):1157-1159.

[4] Brenner DJ, Hall EJ. Computed tomography: an increasing source of radiation exposure[J]. N Engl J Med, 2007,357(22):2277-2284.

[5] 金学康,伏云,黄丽静,等.低剂量MSCT扫描在泌尿系结石诊断中的应用[J].现代医用影像学，2013,22(1):34-36.

[6] Kwon JK, Chang IH, Moon YT, et al. Usefulness of low-dose nonenhanced computed tomography with iterative reconstruction for evaluation ofurolithiasis: diagnostic performance and agreement between the urologist and the radiologist[J]. Urology, 2015,85(3):531-538.

[7] Srcott KriegshauseJ, Naidu SG, Paden RG. Feasibility of ultra-low radiation dose reduction for renal stone CT using model-based iterative reconstruction: prospective pilot studyradiologist[J]. Clin Imaging, 2015,39(1):99-103.

[8] Joemai RM, Geleijns J, Veldkamp WJ. Development and validation of a low dose simulator for computed tomography[J]. Eur Radiol, 2010,20(4):958-966.

(收稿日期：2015-11-04)

中图分类号：R445.3

文献标志码：B

文章编号：1002-266X(2016)11-0088-02

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2016.11.035

通信作者：宫凤玲(E-mail: gongfengl@163.com)