不同级别iDose4迭代重建技术在冠状动脉CT成像中的应用

张青帝，吴丽卓，姜晓静，吴小蕾，石艳玲，佟福勋

(1.大庆市第二医院 放射科CT室，黑龙江 大庆163458；2.长春中医药大学附属第一医院 影像科，吉林 长春130021)



不同级别iDose4迭代重建技术在冠状动脉CT成像中的应用

张青帝1，吴丽卓2，姜晓静1，吴小蕾1，石艳玲1，佟福勋1

(1.大庆市第二医院 放射科CT室，黑龙江 大庆163458；2.长春中医药大学附属第一医院 影像科，吉林 长春130021)

摘要：目的评价冠状动脉CT成像(CCTA)中不同级别iDose4迭代重建技术的图像质量、噪声差异，探讨具有最佳图像质量及低噪声的iDose4级别。方法应用Philips,Ingenuity Core 128 CT对60例患者行回顾性心电门控CCTA，采集的原始数据分别进行传统滤过反投影法(FBP)和iDose4-1～iDose4-7的图像重建。由2名影像诊断学医师采用4分法双盲评价冠状动脉的9个主要分支；记录噪声值、SNR值及CNR值，对数据进行统计学分析，比较8组数据的差异。结果不同级别的iDose4图像SNR值和CNR值均明显高于FBP，噪声值较FBP低，且iDose4的SNR值和CNR值随级别升高而逐渐升高。iDose4-3、iDose4-4的图像质量评分值无统计学差异，但iDose4-4的SNR值、CNR值均优于iDose4-3，且噪声值相对较低，故认为iDose4-4为最佳成像级别。结论在相同辐射剂量条件下冠状动脉CT成像，与FBP比较，采用iDose4 可明显提高图像质量，降低噪声；本组条件下，iDose4-4可以获得最佳图像质量及低噪声。

关键词：体层摄影技术；X线计算机；冠状动脉；iDose4迭代重建技术；级别

(ChinJLabDiagn,2016,20:0752)

伴随自我保健意识的不断提高，越来越多的人们开始关注自身的心血管健康问题。冠状动脉CT成像(CCTA)这种无创性心血管检查方法已被越来越多的患者所采用，但随之而来的CT检查高辐射剂量问题也显得日益突出[1，2]。研究者在传统滤过反投影法 (FBP)基础上，通过降低管电压、管电流及采用大螺距等方法降低辐射剂量，但这些方法图像质量不甚完美。iDose4是最新一代的迭代重建技术(IR)，与传统滤过反投影法 (FBP)相比，其不仅能降低辐射剂量，还能一定程度上改善图像质量[3]。本研究对检查中不同级别的iDose4进行比较，并与FBP相对照，探讨不同级别的iDose4在CCTA中的临床应用价值，以选取适合Philips,Ingenuity Core 128 CT机CCTA检查的最佳iDose4级别。

1资料与方法

1.1一般资料

应用Philips,Ingenuity Core 128 CT机对2013年8月至12月间临床拟诊为冠心病的60例患者行CCTA；其中男性36例，女性24例，年龄35-78岁。身高151-183 cm，体重48-96 kg，心率49-82次/min。病例采纳标准：无碘对比剂过敏、心律不齐及心肾功能不全。

1.2检查方法

1.2.1检查之前，患者均需测量血压及心率，心率控制在70 次/min以下，如心率>70 次/min，则需扫描前30 min口服β-受体阻滞剂(酒石酸美托洛尔12.5 mg-25 mg)以稳定心率。扫描前2分钟每位患者尚舌下含服硝酸甘油0.5 mg。扫描范围从气管分叉下2 cm至心脏膈面(包全)。患者仰卧位，于胸部指定位置粘贴电极，正确连接心电监护检测心率，患者平静呼吸，行胸部正侧位像扫描，定位后首先行冠状动脉钙化积分扫描。之后应用对比剂追踪触发技术行增强扫描，将主肺动脉窗层面的降主动脉设定为感兴趣区(region of interest，ROI)，触发阈值120 HU，即当降主动脉CT 值达到120 HU 后5 s触发扫描。增强用双筒高压注射器经肘静脉注入造影剂75-85 ml，流率为5.0-5.5 ml/s，造影剂均采用( 碘克沙醇320 mgI/ml)，注射完毕后以同样流率注入生理盐水40 ml。患者均采用回顾性心电门控ECG电流调控制技术，探测器64×0.625 mm，机架转速0.4 s/转，管电压100 kV，管电流823 mAs(开启DoseRight模式)，扫描层厚0.9 mm，层间距0.45 mm，FOV 200 mm，螺距0.2，重建矩阵512×512。

1.2.2后处理技术扫描完毕将数据导入工作站EBW (Extended Brilliance Workspace)进行离线后处理，75%期相重建图像行多平面重组(MPR) 、容积再现(VR) 、曲面重组(CPR)，不佳时选择78%或45%期相。

1.3影像质量评估

1.3.1主观评价：由两名影像诊断经验丰富的主任医师采用双盲法共同完成质量评分，两者意见不一通过协商达成一致。冠状动脉应用美国心脏学会(AHA)9分段法：右冠状动脉(近段、中段、远段)、左冠状动脉主干、前降支(近段、中段、远段)、左回旋支(近段、远段)，选择图像质量最好的期相，采用横断面及CPR图像进行图像清晰度、血管连续性分析。采用4分法评价图像质量[4，5]：4分，血管显示连续、清晰，轴位扫描血管边缘清晰、无运动伪影及噪声；3分，血管小部分节段显示边缘稍模糊，轴位扫描血管出现轻度伪影和噪声，但不影响血管评价；2分，血管出现严重运动伪影或噪声，影响血管评价；1分，血管显示不清，轮廓模糊，可见明显运动伪影，无法评价。

1.3.2客观评价记录CT值、噪声值并计算相应信噪比(SNR)、对比信噪比(CNR)。①血管CT值为增强后左主干与右冠状动脉近段ROI的平均值；血管周围组织CT值为上述血管邻近脂肪组织的平均值。②图像噪声为左主干层面降主动脉ROI的标准差(standard deviation,SD)。③SNR为血管CT值与血管噪声的比值。④CNR为血管CT值与血管周围组织CT值的差值除以图像噪声。

1.4统计学分析

2结果

2.1主观评价结果

iDose4(iDose4-1～iDose4-7)与FBP图像质量评分值间比较，FBP和iDose4图像质量评分均具有明显统计学差异(P<0.05)(表1)。不同级别的iDose4比较，iDose4-3和iDose4-4的主观评分值最高，iDose4-3和iDose4-4、iDose4-1 和iDose4-6、iDose4-7及iDose4-2和iDose4-5间两两比较不存在统计学差异(P>0.05)。

2.2客观评价结果

iDose4(iDose4-1～iDose4-7)图像的SNR值、CNR值及噪声值与FBP图像比较，均存在统计学差异(P<0.05)，增强后血管CT值并无差异(P>0.05)(表1)。不同级别iDose4图像的SNR值、CNR值随级别升高而逐渐升高，噪声则逐级下降，iDose4-5 ～iDose4-7的噪声较FBP降低幅度最大。iDose4-1和iDose4-2的SNR值和CNR值不存在统计学差异；iDose4-2和iDose4-3的SNR值和CNR值略有差异(P值均为0.042)；余重建级别间两两比较均存在明显统计学差异(P<0.01)。

3讨论

FBP和IR是CT的两种重建算法。FBP重建速度快，成本低，是目前CT检查的主流算法。但在低剂量扫描条件下，有效成像的X线光子数少，噪声高，图像质量低，同时对伪影也很敏感。因此，使用FBP重建算法不能大幅度降低辐射剂量[6，7]。

近年来图像重建技术与算法的不断改进、发展，IR已成为低辐射剂量CT检查研究的热点。IR是以假设前提为基础，计算出预期的图像投影，与实际投影相比较，得出校正因子，校正后的对象再进行新的迭代，经反复校正迭代生成最后图像[8]。有研究[5]表明，在低辐射剂量条件下，与FBP相比，应用iDose4能有效提高图像质量，降低噪声和伪影，满足临床诊断需求，降低辐射对患者的伤害，本研究印证了iDose4可降噪和提高图像质量这两点。

表　FBP与不同重建级别iDose4CT值、SD值、SNR和CNR值及评分值的比较

本研究将不同级别的iDose4应用于CCTA的重建中，结果表明，不同级别的iDose4(iDose4-1～iDose4-7)图像的SNR值和CNR值均明显高于FBP图像，噪声均远低于较FBP图像，随级别升高而逐渐升高，噪声值则逐级降低，以iDose4-6、iDose4-7 的最佳。就主观评价而言(图)，FBP和各级别iDose4图像质量评分值均具有明显统计学差异(P<0.05)。 FBP图像噪声颗粒感明显，血管边缘相对模糊，当伪影存在时明显影像诊断，整体视觉效果较iDose4差。iDose4不同级别图像比较可见，随着级别的升高，血管锐利度、图像平滑度逐渐增强，噪声颗粒感逐渐降低。iDose4-1、iDose4-2图像噪声颗粒感最大，影像相对粗糙，血管边缘锐利度不佳，整体视觉效果虽略优于FBP图像，但较其他级别图像差；iDose4-3、iDose4-4的噪声颗粒感小，血管边缘锐利度好；iDose4-5～iDose4-7噪声颗粒过于细腻，平滑过渡，浮雕感重，有明显失真感，且蜡样伪影明显，图像视觉表现与赵君[9]等人的所见相近。综上可见，iDose4-6 、iDose4-7噪声虽为最低，但其主观评分值明显低于与iDose4-3、iDose4-4，故认为iDose4-3、iDose4-4为较优的图像选择级别，且以iDose4-4为最优。

本次研究虽采用iDose4与DoseRight技术联合降低辐射剂量，但并未对其较常规辐射剂量的降低程度进行探讨；且现有条件下对FBP和不同级别的iDose4图像的评估样本量较小，具有一定局限性，将会在以后的研究中进一步探讨。

参考文献：

[1]Mollet NR,Cademartiri F,van Mieghem CA,et al.High-resolution spiral computed tomography coronary angiography in patients referred for diagnostic conventional coronary angiography[J].Circulation.2005 112(15):2318．

[2]Hausleiter J,Mayer T,Hermann F,et al.Estimated radiation dose associated with cardiac CT angiography[J].JAMA.2009 30(15):500．

[3]徐超,杨琳,于薇,等.迭代重建在双源CT冠状动脉成像中的应用[J].中国医学影像技术，2012，28(1):168．

[4]郭铁钢,田新华,弓婷婷,等.ECG电流调控模式在256层螺旋CT冠状动脉成像中的应用[J].中国实验诊断学，2011，15(3):465．

[5]苟文静,刘士远,于红,等.迭代重建算法在低剂量冠状动脉成像中的初步应用[J].临床放射学杂志，2013，32(6):875．

[6]王鹤,王蕊,邹明宇,等.100 kVp条件下碘克沙醇(320 mgI/mL)应用于冠状动脉CTA检查：最佳重建参数的选择[J].放射学实践，2014 29(3):259．

[7]彭盛坤,曾勇明,罗天友,等.冠状动脉CTA迭代重建算法图像质量和辐射剂量的实验研究[J].第三军医大学学报，2013，15(13):1371．

[8]贾鹏迭.迭代重建技术在低剂量CT扫描中的应用[J].社区医学杂志，2013，11(23):51．

[9]赵君,孙小丽,王仁贵,等.不同级别迭代重建技术在肝脏CT扫描中的应用[J].中国医学影像技术，2013，29(5)：809．

Application of different level iDose4Iterative Reconstruction Technique in Coronary Computed Tomography Angiography

ZHANGQing-di1,WULi-zhuo2,JIANGXiao-jing1,etal.

(1.DepartmentofRadiology，DaqingNO.2Hospital，Daqing163458,China;2.DepartmentofRadiology，TheFirstAffiliatedHospitalToChangchunUniversityOfChineseMedicine,Changchun130021,China)

Abstract:ObjectiveTo evaluate the image quality and noise using different levels of the 4th iterative reconstruction technique iDose4 in Coronary Computed Tomography Angiography (CCTA),and to explore the best level which can provide the best image quality and the low noise.MethodsThe Philips,Ingenuity Core 128 CT scanner was used to perform CCTA examination on 60 patients.The original data of every case were reconstructed using traditional filtered back projection (FBP) and seven different levels of iDose4(iDose4-1-iDose4-7),respectively.Image quality was assessed using 4-grade scale in consensus of two experienced doctors，and signal-and contrast-to-noise(SNR and CNR) ware quantified.ResultsSNR and CNR values of seven different levels iDose4 images were higher than those of FBP.There was positive linear correlation between SNR，CNR and iterative reconstruction.The image quality was no significant difference between iDose4-3 and iDose4-4,but iDose4-4 had the best SNR values，CNR values and low noise.ConclusionAt the same scanning conditions,compared with FBP,the application of iDose4 can significantly improve image quality and reduce image noise.Under the condition of this study,using iDose4-4 can get the best image quality.

Key words:Tomography；X-ray Computer；Coronary Artery；iDose4;Level

文章编号：1007-4287(2016)05-0752-03

中图分类号：R737.14

文献标识码：A

(收稿日期：2015-05-09)