低管电压联合迭代重建技术在甲状腺CT检查中的可行性

常 雯

赵 雯 ZHAO Wen

沈莎莎 SHEN Shasha

韩 丹 HAN Dan

多层螺旋CT是甲状腺疾病诊断和治疗效果监测的重要手段。但由于甲状腺是电离辐射的敏感器官，降低甲状腺CT检查的辐射剂量已成为近年的研究热点。双源CT双能技术采用高、低2种管电压扫描，可获得2组不同能量的图像及融合图像。因此，本研究利用双能低电压数据联合迭代重建（sinogram affirmed iterative reconstruction，SAFIRE）技术评价低电压降低甲状腺CT检查辐射剂量的可行性，为临床工作中降低甲状腺CT扫描的剂量提供依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2012年1月－2015年12月在昆明医科大学第一附属医院影像科行甲状腺双能CT检查的患者共80例，其中男16例，女64例；年龄19～76岁，平均（46.59±14.59）岁。所有患者均经病理证实甲状腺疾病并行手术，病理诊断与影像诊断符合率为91.25%。纳入标准：①扫描范围均为颈部；②平扫加双能双期增强。其中桥本甲状腺炎2例，亚急性甲状腺炎2例，结节型甲状腺肿13例，腺瘤5例，滤泡状腺癌3例，乳头状癌55例；17例为单侧病变，63例为双侧病变。80例患者中，行双能量扫描140/80 kV（A球管140 kV，B球管80 kV）40例，140/100 kV（A球管140 kV，B球管100 kV）40例，分别获得100 kV、80 kV图像各40例及A、B球管的线性融合图像80例。设定A组80例为融合图像（相当于120 kV）；B 组40例为100 kV图像联合SAFIRE重建；C组40例为80 kV图像联合SAFIRE重建。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Somatom Definition Flash CT，扫描范围从颅底至胸廓入口。双能CT各组扫描参数见表1。双能融合系数为0.5，螺距0.7，重建层厚5 mm，间隔5 mm。对比剂为碘普罗胺（370 mgI/ml），剂量1.0 ml/kg，注射速度3.0 ml/s，自动触发扫描，监测感兴趣区（ROI）置于主动脉弓，触发值100 HU，延迟5 s从足-头方向扫描，静脉期于动脉期结束后20 s扫描。

表1 各组双能CT扫描参数

1.3 图像质量评价

1.3.1 客观指标 正常甲状腺ROI面积15 mm2，分别测动脉期及静脉期正常甲状腺、胸锁乳突肌CT值，同层面腹侧空气标准差（SD）为背景噪声。均测量3次取平均值。信噪比（SNR）=正常甲状腺CT值/标准差；对比噪声比（CNR）=（正常甲状腺CT值—胸锁乳突肌CT值）/标准差。

1.3.2 甲状腺病变 ROI置于病变实质部分，避开钙化、囊变等区域，ROI面积占病变的2/3～3/4，测量动脉期及静脉期CT值。

1.3.3 主观评价 由2位头颈影像诊断主治医师采用双盲法评估甲状腺病变，包括甲状腺结节边缘及包膜是否清晰、出血、坏死、钙化。参考欧洲指南推荐的CT图像质量标准评分及赵雯等[1]制订的标准，采用4分法。1分：图像质量差，甲状腺及其病变细节显示不清，影响诊断；2分：图像质量一般，甲状腺及其病变细节显示欠佳，轻度影响诊断；3分：图像质量好，甲状腺及其病变细节显示较好，基本不影响诊断；4分：图像质量优秀，甲状腺及其病变细节显示良好，不影响诊断。

1.4 结节形态学分析 形态不规则、强化环不完整呈“强化残圈征”、沙砾样钙化（直径＜2 mm的钙化）、结节突破甲状腺包膜呈“节段缺损征”，结节具有以上任何1项即在影像学上判断为恶性。计算各指标诊断甲状腺恶性结节的灵敏度、特异度及准确度。

1.5 统计学方法 采用SPSS 22.0软件，各组图像的客观及主观质量评分采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD法。P＜0.05表示差异有统计学意义。2名观察者间的一致性采用Kappa检验，Kappa值＞0.60认为一致性较好。

2 结果

2.1 3组图像动、静脉期SNR及CNR比较 动脉期A、C组间正常甲状腺SNR、CNR及病变甲状腺组织的CNR差异无统计学意义（P＞0.05），且均大于B组，A、B组及B、C组间差异有统计学意义（P＜0.01）；各组间病变组织的SNR差异有统计学意义（P＜0.05），且A组＞C组＞B组。静脉期A、C组间正常甲状腺CNR及病变组织SNR差异无统计学意义（P＞0.05），且均大于B组，A、B组及B、C组间差异有统计学意义（P＜0.01）；各组间正常甲状腺SNR差异均有统计学意义（P＜0.05），且C组＞A组＞B组；各组间病变组织CNR差异均无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

2.2 3组图像主观评分比较 2名医师对3组图像的评分一致性较好（Kappa＞0.60），B、C组评分差异无统计学意义（P＞0.05），均大于A组，其余各组间评分比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

2.3 3组图像甲状腺病变诊断效能比较 根据形态不规则以及“强化残圈征”判断恶性结节的灵敏度和准确度为B组＞C组＞A组，“节段缺损征”的灵敏度、准确度为B组与C组相近且均大于A组，沙砾样钙化灵敏度、特异度、准确度C组最高。见表4。

3 讨论

既往研究发现，随着管电压下降，图像噪声增大，但组织的CT值升高，对比度好[2-3]。陈海波等[4]通过动物实验发现，能满足诊断要求且辐射剂量最低的软组织扫描条件为90 kV、100 mA，其辐射剂量比常规扫描120 kV、200 mA降低78.06%，这与本研究结果相符。本研究中80 kV组及100 kV组的背景噪声差异无统计学意义，且均高于120 kV组，正常及病变甲状腺组织的CT值随管电压的下降而升高，但正常甲状腺组织CT值与病变区域CT值的差值（△CT）80 kV组＞100 kV组＞120 kV组，表明正常组织病变间的对比度因降低管电压而增加，更有利于发现微小病灶。本研究结果显示，120 kV组与80 kV组图像的SNR、CNR差异无统计学意义，且均大于100 kV组，表明迭代重建技术可以弥补管电压下降造成的影响，提高图像质量。此外，尽管各球管的管电流随管电压的减小而增大，但由于辐射剂量与管电压的平方及管电流成正比，因而降低管电压可有效降低辐射剂量[5]。

表2 3组图像动、静脉期各部位SNR及CNR比较（±s）

表2 3组图像动、静脉期各部位SNR及CNR比较（±s）

表3 3组图像图像主观评分比较

表4 3组图像甲状腺病变诊断效能的比较（%）

主观评分低电压组间（80 kV组、100 kV组）差异无统计学意义，均高于120 kV组，表明降低管电压联合迭代重建后处理可弥补图像质量的下降，甚至可以在一定程度上提高图像质量。SAFIRE重建技术将图像不断与原始图像进行对比，在每次迭代算法中噪声被抑制和消除。重建过程根据检查类型不断循环，直到重建出最佳质量的图像[6]。因此，SAFIRE重建技术在各部位的低剂量扫描中得到广泛应用[7-9]。本结果与既往研究结论一致[10-11]。

恶性结节的癌细胞呈浸润性生长，突破结节的包膜致使结节形态不规则，包膜不完整呈“节段缺损征”，增强扫描时结节的环强化不完整呈“强化残圈征”[12]；而良性结节常表现为边界清晰，形态规则，增强扫描可见病灶有完整的强化环，甲状腺包膜完整[13]。本文对甲状腺病变结节的形态学研究显示，根据“形态不规则”以及“强化残圈征”判断恶性结节灵敏度、准确度100 kV组最高，“节段缺损征”灵敏度、准确度80 kV组、100 kV组相近且大于120 kV组，“沙砾样钙化”灵敏度、特异度、准确度80 kV组最高，表明低管电压联合SAFIRE更有利于显示结节的形态不规则、“强化残圈征”、“节段缺损征”等特征。

总之，在甲状腺增强CT扫描中降低采用低电压联合SAFIRE重建可在保证图像质量的同时提高诊断准确性，而且80 kV联合SAFIRE在提高病灶与正常组织的对比度方面优于100 kV联合SAFIRE。

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