迭代重建技术对头颈部动脉CT血管成像图像质量和辐射剂量的影响

赵华，周雁玲，郑国良

(中山市小榄人民医院放射科，广东中山528415)

迭代重建技术对头颈部动脉CT血管成像图像质量和辐射剂量的影响

赵华，周雁玲，郑国良

(中山市小榄人民医院放射科，广东中山528415)

目的探讨迭代重建技术应用于头颈部动脉CT中对血管成像图像质量以及辐射剂量的影响。方法选择2014年4月至2016年3月期间在我院行头颈部CTA检查的100例患者，按照随机数表法分为A组和B组，每组50例。其中A组扫描参数120 kV、250 mAs，并采用滤波反投法进行重建，而B组扫描参数是100 kV、180 mAs，采用iDose4迭代重建技术，对比两组患者的CT容积剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)、噪声值、对比噪声比、图像质量、噪声情况。结果在图像质量对比中，A组患者3分2例，4分12例，5分共36例；B组患者中4分10例，5分共40例，两组比较差异均无统计学意义(P＞0.05)；而在背景噪声评分中，A组患者1分2例，2分10例，3分38例，而B组患者2分8例，3分42例，两组比较差异均无统计学意义(P＞0.05)。此外，两组患者的噪声值其组织密度越高，则两者之间的差异也逐步缩小。而A组患者的DLP、CTDIvol分别为(1462.1±64.3)mGy·cm、(33.82± 10.14)mGy，明显高于B组的(635.1±34.9)mGy·cm、(14.78±3.21)mGy，差异均有统计学意义(P＜0.05)。结论对于需要行头颈部CTA检查的患者，可以采取迭代重建技术进行扫描，其不但可以获得较高的图像质量，同时也可以有效减低扫描过程中的辐射剂量，值得临床推广。

迭代重建技术；头颈部动脉CT；血管成像；图像质量；辐射剂量

随着医学影像学技术的不断发展，CT技术在临床目前已经被广泛使用，尤其是多层螺旋CT(MSCT)技术近年来使用率不断上升，并且MSCT血管成像中对于较小血管的成像情况已经和DSA血管造影成像质量颇为接近，同时可以在短时间内进行较大范围的扫描并获得清晰、直观的高质量图像。然而该检查技术难免会给患者带来一定的辐射剂量，因此会有诱发相关并发症。近年来，Dose4迭代重建技术正不断的应用于临床，其不仅能够保证短时间内获得更清晰的图像，同时还有效降低了辐射剂量[1]。本文旨在探讨迭代重建技术应用于头颈部动脉CT中对血管成像图像质量以及辐射剂量的影响，现报道如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料选择2014年4月至2016年3月期间在我院行头颈部CTA检查的100例患者作为研究对象。纳入标准：(1)所有患者均有行颈部CTA的临床指征；(2)神智清楚，能正常沟通交流；(3)经我院医院伦理委员会同意，患者及家属表示同意并签署知情同意书。排除标准：(1)伴有严重的心肝肾功能等慢性疾病；(2)有碘过敏病史；(3)妊娠或哺乳期女性。按照随机数字表法分为AB两组，每组50例。其中A组男性25例，女性25例；年龄31～79岁，平均(56.9±6.7)岁；体质量指数(23.4±2.5)kg/m2，扫描范围为(350±24)mm。B组男性27例，女性23例；年龄30～80岁，平均(58.1± 6.8)岁；体质量指数(23.7±2.6)kg/m2，扫描范围为(355± 20)mm。两组患者的基线资料比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，具有可比性。

1.2 方法对所有入选患者进行头颈部CTA扫描。采用Philips Brilliance iCT 256层螺旋CT，观察层面选择支气管分叉下约1 cm处，降主动脉内的ROI设置为10 mm2，扫描CT的阈值设置为120 Hu，患者扫描范围是从主动脉弓一直到颅顶部位，扫描覆盖的长度平均349 mm。增强扫描时从患者的肘静脉处注射碘普胺55 mL，随后再注射生理盐水45 mL。A组患者具体的扫描参数是：120 kV、250 mAs，探测器的宽度设置为0.625 mm×128，螺距0.938，FOV设置为22 cm× 22 cm，矩阵设置为512×512，旋转时间是每周0.27 s，层厚为0.9 mm，层距控制为0.45 mm，重建方案为滤波反投法。B组患者的具体扫描参数：100 kV、180 mAs，重建方案iDose4技术，其余参数的设置和A组相同。对扫描后取得的图像应用Extended Brilliance Workspace 4.5工作站进行处理。

1.3 观察指标与评价方法观察两组患者的CT容积剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)、噪声值、对比噪声比、图像质量、噪声情况。血管显示情况评分[2]：1分为不合格，血管边缘较为毛糙，同时主干、分支显示均欠佳，无法诊断；2分较差，血管边缘较为毛糙，并且分支及远端显示差，勉强可以诊断；3分属于可以接受范围，并且头颈部的血管主干显示较好，主要分支显示较好，但是分支及远端则相对欠佳；4分良好，头颈部血管以及分支和远端的显示均较好；5分优秀，头颈部血管边缘平滑锐利，并且分支、远端显示也较为清晰。背景噪声[3]方法：1分，背景噪声大，对诊断有较为明显的影响；2分，噪声稍偏大，但是可以接受，同时对诊断无明显影响；3分，噪声较小，不存在诊断影响情况。图像噪声值(SD值)测量及对比噪声比(CNR)的定量计算：(1)测定ROI图像噪声—①脑动脉CT、SD值，双侧大脑中动脉水平段起始部，避免血管壁的钙化；②脑组织cT、sD值，双侧颞叶脑皮质区及同侧头颅上方空气；③下颈段的胸骨切迹平面，头臂干cT、sD值、双侧胸大肌cT、SD值及颈部上方空气CT、SD值。ROI大小均为0.8 cm×0.8 cm，并避免触及小血管及钙化。(2)CNR=(ROI血管-ROI脑组织或肌肉)/ SD背景。其中ROI血管为大脑中动脉或头臂干CT值均值；ROI脑组织或肌肉为颞叶脑皮质区或胸大肌CT值均值；SD背景为空气SD平均值。

1.4 统计学方法应用SPSS19.0统计学软件进行数据分析，计量资料以均数±标准差(±s)表示，两样本均数的比较采用t检验，两样本率的比较采用χ2检验，均以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况对比A组体质量指数为(23.4± 2.5)kg/m2，扫描范围为(350±24)mm，B组的体质量指数(23.7±2.6)kg/m2，扫描范围为(355±20)mm，两组比较差异无统计学意义(t=0.249、0.185，P＞0.05)。

2.2 影像质量对比两组患者的图像质量比较，差异无统计学意义(P＞0.05)，见表1和图1～2。

2.3 背景噪声评分对比两组患者的背景噪声主观评分比较，差异无统计学意义(χ2=-0.218，P＞0.05)，见表2。

表1 两组患者的影像质量对比(例)

图1 同一患者，CTA迭代重建技术显示右侧大脑前动脉交通段动脉瘤

图2 同一患者，CTA迭代重建技术显示右侧颈内动脉交通段动脉瘤

表2 两组患者背景噪声评分

2.4 噪声值及对比噪声比对比两组患者的头部中空气、颞叶的噪声值和对比噪声比，以及颈部空气、头臂干噪声值比较，差异均有统计学意义(P＜0.05)。两组患者的噪声值其组织密度越高，则两者之间的差异也逐步缩小，见表3。

2.5 CT值对比B组患者在大脑中动脉以及头壁干的CT值明显高于A组，差异有统计学意义(P＜0.05)，见表4。

2.6 辐射剂量对比A组患者的DLP为(1 462.1± 64.3)mGy·cm，明显高于B组的(635.1±34.9)mGy·cm，且A组患者的CTDIvol为(33.82±10.14)mGy，也明显高于B组的(14.78±3.21)mGy，差异有统计学意义(t= 4.599，P＜0.05)。

表3 两组患者的噪声值及对比噪声比比较(±s)

表3 两组患者的噪声值及对比噪声比比较(±s)

组别例数头部对比噪声比颈部噪声值颈部对比噪声比A组B组t值P值50 50空气5.7±1.2 9.2±1.9 7.668＜0.05头部噪声值大脑中动脉22.9±11.2 24.2±9.6 0.431＞0.05颞叶8.9±1.8 10.8±2.5 3.124＜0.05 49.8±13.2 38.1±10.4 3.487＜0.05空气8.6±3.0 11.9±3.3 3.786＜0.05肌肉17.3±8.2 17.7±6.4 0.193＞0.05头臂干26.7±12.1 21.0±6.0 2.085＜0.05 37.9±15.6 33.1±12.4 1.227＞0.05

表4 两组患者的CT值对比(±s)

表4 两组患者的CT值对比(±s)

组别例数头部颈部A组B组t值P值50 50空气-1000.4±7.6 -1000.3±7.1 1.263＞0.05大脑中动脉313.8±45.1 378.4±82.3 3.390＜0.05颞叶40.2±3.9 38.7±3.5 1.165＞0.05空气-998.1±4.9 -998.8±5.1 0.947＞0.05肌肉44.2±4.9 44.7±5.2 0.126＞0.05头臂干335.9±54.2 423.7±72.1 4.193＜0.05

3 讨论

目前迭代重建技术在临床中已经逐步开展，对人体的各种部位进行CT低剂量扫描时均可使用。MSCTA的应用可以有效减少静脉显影对扫描后的成像质量的不良影响，有助于帮助临床医师对颈动脉病变进行诊断[4]。特别是MSCT拥有强大的扫描后处理能力，对血管的病变位置、程度具有独到的判断优势，为临床的诊疗提供一定的参考价值[5-6]。常规头颈部CTA检查为避免肩部伪影需要在扫描肩部时加大辐射剂量，因此如何在保证图像质量的前提下降低辐射剂量成为当今研究的难点[7]。

在本次研究结果中可见，A组患者头颈部的图像治疗和B组并不存在明显的差异，但是B组患者扫描过程中的辐射剂量要显著低于A组患者。这说明iDose4的重建技术可以保证成像质量的同时降低辐射剂量。此外，B组患者在扫描头臂干时的噪声值明显低于A组，CNR两组差异无统计学意义，表明iDose4可以有效避免或减轻在肩部扫描时产生的伪影。有文献报道称，在低管电压状态下，并且是在不增加管电流的情况下，其图像噪声则会显著的增加，同时质量也有一定程度的下降[8]。但是采用了iDose4重建技术，不仅不会增加噪声，同时也能更好地保证成像质量[9-10]，尽可能地为临床提供清晰的图像。本次研究结果也充分表明了噪声对低密度组织影响程度较大，而对高密度组织影响程度则在较小的范围内。采用iDose4迭代重建，B组头臂干的噪声值则要明显低于A组，可以有效地提高图像质量，从而提供更清晰的图片，利于医师阅片。但是考虑到低管电压的原因，头颈部大脑中动脉和头臂干的CT值B组较A组有较大程度的提高。

本研究的局限性：(1)尽管在此次研究中两组患者一般资料无明显的差异，但是在血流动力学和心功能两个方面则是没有进行进一步的研究，同时也缺少对婴幼儿等的研究；(2)此外，在体质量指数来制定个性化剂量优化方面研究过程中，涉及的深度还不够，还有待今后进一步完善；(3)低X线管电压技术通过减低对比剂剂量有利于患者身体健康[11-12]，如何确定最低对比剂用量还有待进一步研究。因此在接下来的研究中可以考虑将上述相关因素列入研究之中，探讨心功能、血流动力学情况是否会对扫描结果造成一定的影响。

综上所述，迭代重建技术应用于头颈部动脉CT中对劲动脉的成像图像质量以及辐射剂量具有一定的影响，能够有效保障成像质量，同时降低扫描过程中的辐射剂量，值得临床借鉴。

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Effect of iterative reconstruction technique on image quality and radiation dose of head and neck artery CT angiography.

ZHAO Hua,ZHOU Yan-ling,ZHENG Guo-liang.
Department of Radiology,Xiaolan People's Hospital of Zhongshan City,Zhongshan 528415,Guangdong,CHINA

ObjectiveTo investigate the effect of iterative reconstruction technique on the image quality and radiation dose in the CT of head and neck arteries.MethodsA total of 100 cases with head and neck CTA examination, who admitted to our hospital from April 2014 to March 2016,were selected and divided into two the group A and group B according to random number table method,with 50 cases in each group.In group A,scanning parameters were 120 kV and 250 mAs,and the inverse filtering method was used for reconstruction.Scanning parameters in group B were 100 kV and 180 mAs,and iDose4 iterative reconstruction technique was used.CT volume dose index(CTDIvol),dose lengthproduct(DLP),the value of noise,contrast to noise ratio and image quality and noise were compared between the two groups.ResultsIn the image quality comparison,there were 2 cases of 3 points,12 cases of 4 points,36 cases of 5 points in the group A;there were 10 cases of 4 points,40 cases of 5 points in the group B;there was no significant difference between the two groups in the image quality comparison(P＞0.05).In the background noise score,there were 2 cases of 1 point,10 cases of 2 points,38 cases of 3 points in the group A;there were 8 cases of 2 points,42 cases of 3 points in the group B;there also was no significant difference between the two groups in the background noise score(P＞0.05).In addition,the higher noise density value of the two groups of patients,the more reduced difference between the two groups. CTDIvol,DLP of the group A were(1462.1±64.3)mGy·cm,(33.82±10.14)mGy,respectively,which were significantly higher than(635.1±34.9)mGy·cm,(14.78±3.21)mGy of the group B(P＜0.05).ConclusionFor the patients in need for head and neck CTA examination,iterative reconstruction technique can not only obtain higher image quality,but also can effectively reduce the radiation dose in the scanning process,which is worthy of clinical promotion.

Iterative reconstruction technique;Head and neck artery CT;Angiography;Image quality;Radiation dose

R445

A

1003—6350（2017）12—1971—04

2016-12-07)

中山市社会发展攻关计划（医疗）项目（编号：2014A1FC162）

赵华。E-mail：zhhuaha@163.com