SAFIRE 不同级别迭代重建技术在头颈部CTA低剂量扫描中的应用

梁卡丽，杨 琴，何其舟，戴贵东

（1.西南医科大学附属中医医院放射影像科，四川 泸州 646000；2.西南医科大学附属医院放射科，四川 泸州 646000）

近年来，随着MSCT 应用范围的不断扩大，尤其是CTA 已成为头颈部血管病变的主要检查和诊断方法［1］。因头颈部CTA 扫描使用范围广，患者接受的辐射剂量越来越受到重视［2］，在降低辐射剂量的同时保证头颈部CTA 图像质量已成为放射及相关领域的研究热点［3-4］。原始数据迭代重建技术（sinogram affirmed iterative reconstruction，SAFIRE）是迭代重建算法之一，相对传统滤波反投影算法（the filtered back projection，FBP）降噪效果更好，在低管电压条件下行迭代重建，可在一定程度上降低图像噪声，保证图像质量［5］。SAFIRE 级别不同，对图像质量和噪声的影响也不同。本研究对低管电压头颈部CTA 图像中不同级别的迭代技术（SAFIRE 1～5）进行比较，并与FBP 比较，探讨不同级别SAFIRE 迭代技术在头颈部CTA 扫描中的临床价值，并获取该区域最佳迭代重建级别，为实现低剂量扫描提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2017 年11 月至2018 年6 月在西南医科大学附属中医医院行头颈部CTA 检查的60 例患者，其中男28 例，女32 例；年龄22～79岁，平均（58.7±13.3）岁。纳入标准：年龄≥18 周岁，头颈部无金属伪影及固定义齿；排除术后及伪影干扰患者。

1.2 仪器与方法 采用新双源128 层CT 机扫描，扫描范围从主动脉弓下缘至颅顶，使用智能跟踪触发技术，ROI 设置于降主动脉，阈值120 HU。扫描参数：100 kV，自动管电流技术，层厚、层距均为0.6 mm，螺距0.8，矩阵512×512。对比剂使用碘海醇（碘浓度320 mg/mL），剂量50 mL，注射流率4.5 mL/s，后以相同流率注入20 mL 生理盐水冲管。扫描完成后行FBP和SAFIRE（1～5）重建。将图像传至Sigova 工作站，行VR、MPR、MIP 等后处理。

1.3 图像评价分析

1.3.1 客观评价 由2 名诊断医师在相同条件下（窗宽700 HU，窗位80 HU）对FBP 和SAFIRE（1～5）重建后的6 组图像进行测量，测量3 次并取平均值［6］。将ROI 分别置于主动脉弓、颈总动脉、颈内动脉及大脑中动脉起始部，避开血管壁及钙化斑，测量各段动脉血管的CT 值及SD 值，并取平均CT 值（CT动脉）及SD 值；测量颈段气管内气体、空气SD 值取平均值作为背景噪声（SD背景）；测量同层面双侧胸锁乳突肌的CT 值，取平均CT 值（CT肌肉）（图1）。SNR=CT动脉/SD背景；CNR=（CT动脉-CT肌肉）/SD背景。

1.3.2 主观评价 由3 名经验丰富的影像诊断医师采用盲法阅片并达成共同意见，意见不统一时经商议决定。根据图像血管边缘、主干和分支显示情况对VR、CPR、MIP 图像进行主观评价［7］：1 分，图像质量差，血管边缘毛糙，主干、分支显示不佳，不能用于诊断；2 分，图像质量较差，头颈血管主干显示好，分支显示欠佳，能满足诊断；3 分，图像满意，主干及分支显示较好，可提供足够的诊断信息；4 分，图像质量非常好，主干及分支显示好，血管边缘光滑锐利。

1.4 统计学分析 采用SPSS 20.0 软件进行统计学分析，计量资料以±s 表示。对FBP 和SAFIRE 各组图像的CT 值、SD 值、SNR、CNR 和图像质量主观评分进行方差分析，各组间两两比较行t 检验。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

60 例均获得较满意图像。客观评价结果：6 组重建方式CT 值差异无统计学意义（P＞0.05）；与FBP比较，SAFIRE 图像SD 值降低，且随SAFIRE 级别的增加而逐渐降低（P＜0.05）；SAFIRE 图像的SNR 及CNR 高于FBP 组，且随SAFIRE 级别的增加呈线性升高（均P＜0.05）；SAFIRE 3、4 的SNR 及CNR 值差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

6 组图像主观评分差异有统计学意义（P＜0.05）。FBP 与SAFIRE 1 组差异无统计学意义（P＞0.05），FBP 与SAFIRE 2～5 组差异均有统计学意义（均P＜0.05）。SAFIRE 1 与SAFIRE 2～4、SAFIRE 5 与SAFIRE 2～4 差异均有统计学意义（均P＜0.05），SAFIRE 2～4 组间差异均无统计学意义（均P＞0.05），SAFIRE 3、4 重建细腻度、边缘锐利度较好，主观评分最高；SAFIRE 5 图像SD 值最低，但主观评分稍低（表1）。

表1 FBP 与SAFIRE 1～5 图像质量客观及主观评价（±s）

表1 FBP 与SAFIRE 1～5 图像质量客观及主观评价（±s）

注：FBP，滤波反投影算法；SAFIRE，原始数据迭代重建技术；SD，噪声。

3 讨论

头颈部解剖包括主动脉弓至颅底扫描范围内的晶体、甲状腺等放射敏感器官，长期多次放射检查易导致辐射诱导的相关疾病［8-9］。因此，在保证图像质量的同时，降低辐射剂量是目前CT 研究的一个重要课题和方向［10］。降低管电压是降低辐射剂量的有效方法之一，但降低管电压后，含碘组织对X 线的衰减程度增加，提高了X 线的光电效应所占比例，使得图像CT 值不同程度升高，图像噪声明显升高，图像质量下降。SAFIRE 是空间迭代重建技术的改进［11］，算法快，可利用反复插入法去除噪声，较FBP 图像噪声低，且迭代次数越多，噪声降低越明显，同时空间分辨力不受影响，特别是低剂量扫描图像效果更佳。对低管电压扫描图像行SAFIRE，可在一定程度上降低图像噪声，在降低辐射剂量的同时，保证图像质量［12-15］。本研究采用100 kV 进行低剂量扫描，图像质量均能达到诊断要求。

本研究对比FBP 与SAFIRE 1～5 重建图像，迭代次数越高，噪声降低越明显，不同重建方法的图像SD、SNR、CNR 组间差异均有统计学意义，表明SAFIRE 迭代重建可提高图像质量；不同重建方法图像质量主观评分组间比较差异有统计学意义，迭代次数为5 的图像常有蜡像感，图像边缘过于锐利，对解剖结构的观察和边缘的判别易造成假象；SAFIRE 3、4 的图像评分最高，可能是因为图像边缘对比相对真实，图像观察和病灶判断更容易，该结果与既往研究［16-17］一致。

本研究局限在于未在更多低剂量条件下对比SAFIRE 重建与常规剂量下FBP 重建图像质量差异，且图像质量的主观评价可能受诊断医师经验等的影响，需在后续研究中加以完善。

总之，头颈部CTA 低剂量扫描结合SAFIRE，能有效降低图像噪声、提高图像质量，低剂量扫描结合SAFIRE 3、4 重建可获得最佳图像质量，具有潜在的降低辐射剂量的作用。