AIDR3D对胸部低剂量CT扫描图像质量及辐射剂量的影响

舒学愚，朱晓华

湖北省黄石市阳新县人民医院，湖北黄石 435200

随着CT技术快速发展以及临床应用的普及，近年来CT检查数量日益增加，研究表明，CT辐射剂量与扫描图像质量呈明显的正相关[1]。如何在确保CT扫描图像质量的同时避免辐射剂量过多成为临床关注的焦点[2]。重建算法是目前公认影响CT扫描图像质量的关键因素，滤波反投影(FBP)重建算法因具有速度快、易于实现等优点在CT中被应用，但由于对噪声及伪影极其敏感，因此FBP在CT扫描中的应用依然受到一定限制[3]；有研究表明，迭代重建法所需投影数较少，可确保CT成像质量的同时减少辐射剂量，但其成像速度慢且所需存储空间大等限制了其临床应用[4]。自适应迭代重建技术(ASIR)在FBP重建数据基础上发展而来，有研究报道，其在CT检查应用中可有效缩短重建时间并提高成像质量[5]。目前，关于低剂量自适应迭代重建技术(AIDR3D)对胸部低剂量CT扫描图像质量影响尚不明确，为此本文展开临床回顾性分析，现报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 回顾性分析2018年1月至2019年2月在本院门诊部行胸部CT检查患者的临床资料。纳入标准：存在胸部CT检查适应证，如胸部小病灶或早期病变、胸部隐匿性病灶、肺内小结节等；无CT检查绝对禁忌证；临床资料完整。排除标准：危重患者或存在躁动症；孕期女性；既往有肿瘤史；存在严重心、肝、肾等重要脏器功能障碍。共有106例患者纳入研究，依据检查方法不同分为对照组(常规低剂量胸部CT检查，n=46)和试验组(在对照组基础上联合AIDR3D进行检查，n=60)。对照组中男21例，女25例；年龄26～65岁，平均(41.06±3.05)岁；体质量指数(BMI)21～27 kg/m2，平均(23.05±1.02)kg/m2。试验组中男28例，女32例；年龄25～63岁，平均(40.99±3.11)岁；BMI为22～27 kg/m2，平均(22.93±1.05)kg/m2。两组患者年龄、性别构成等一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2方法 (1)对照组。检查前患者保持仰卧位，检查前应将头颈部金属异物摘除。采用东芝(Toshiba)64排螺旋CT，管电压120 kV，螺距1.375，转速为0.5 s/r，管电流30～350 mA，噪声指数23～25；扫描范围为沿胸廓入口到肺底部，扫描所得数据采用FBP技术进行图像重建。(2)试验组。低剂量胸部CT检查仪器和检查方法同对照组，但将扫描所得原始数据经AIDR3D迭代重建图像。两组所得图像均传输至GE AW4.5CT工作站，屏蔽扫描参数以及患者基本信息，利用固定窗宽以及窗位对图像进行观察，其中肺窗利用胸部算法，窗宽、窗位分别为1 400 HU和-600 HU；纵隔窗利用标准算法，窗宽、窗位分别为350 HU和50 HU。由本院两名经验丰富的医师对图像质量进行分析。

1.3观察指标 (1)图像质量评估[6]：①噪声，利用Likert5级评分法评估，噪声轻微=1分，噪声较轻=2分，中等噪声=3分，噪声较重但尚可接受=4分，噪声较重且无法耐受=5分；②伪影，采用4分法评估，无伪影=1分，较少伪影但不影响诊断=2分，较多伪影且影响病变显示但不影响诊断=3分，伪影较多影响疾病诊断=4分；③细小结构显示，采用Likert5级评分法评估，清晰度极好=1分，清晰度较好=2分，清晰度可接受=3分，清晰度较差=4分，清晰度极差=5分；④胸部病变显示，采用Likert5级评分法评估，清晰显示病变=1分，病变可见但边界不清晰=2分，病变显示较为模糊=3分，可能为伪影及类似病变=4分，病变完全不可见=5分。(2)辐射剂量评估：由仪器设备自动记录辐射剂量参数，包含容积CT剂量指数(CTDIvol，是指描述整个CT扫描容积中的平均剂量)、剂量长度乘积(DLP)。

2 结 果

2.1两组图像质量比较 试验组噪声、伪影、细小结构显示、胸部病变显示评分明显低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 两组图像质量比较(分，

2.2两组辐射剂量比较 试验组CTDIvol、DLP明显小于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表2。

表2 两组辐射剂量比较

3 讨 论

近年来，胸部低剂量CT扫描技术逐渐应用于胸部疾病患者的检查中，有研究证实，低剂量CT可对早期肺癌进行有效筛查，但临床中仍存在着在降低辐射剂量的同时较难确保图像质量的问题，图像重建成为提高CT成像质量的关键[7-8]。FBP是传统重建方法，自20世纪70年代在商业CT设备中广泛应用，其通过降低管电压或管电流以减少辐射剂量，但同时会增加成像中噪音，而FBP受噪声影响极为明显，并且研究指出，在保证CT成像质量的同时不能大幅减少辐射剂量[9]。由此可知传统FBP重建算法较难确保低剂量胸部CT扫描成像的质量。目前有学者开展了迭代重建技术对胸部CT图像质量以及辐射剂量影响的研究，结果显示，迭代重建技术可确保图像质量的同时减少辐射剂量[10]，而AIDR3D作为一种基于原始数据空间以及图像空间的迭代重建技术，可利用配置优化的解剖模型进行对比迭代重建。已有部分研究证实，其在CT扫描中可减少辐射剂量并提高图像质量：张力等[11]研究表明，AIDR3D在头颈CT联合扫描中不仅可降低辐射剂量且能获得优质血管图像；囤荣耀等[12]报道，AIDR3D应用于儿童鼻旁窦CT扫描中在确保图像质量的同时可降低辐射剂量。但现阶段关于AIDR3D对胸部低剂量CT扫描图像质量影响及辐射剂量的研究甚少。

目前，图像质量的评估主要通过对纵隔窗以及肺窗进行主观评分，本研究结果显示，试验组噪声、伪影、细小结构显示、胸部病变显示评分低于对照组(P<0.05)，提示AIDR3D应用于胸部低剂量CT扫描中可明显提高图像质量，与上述学者研究结果相符。AIDR3D应用于胸部低剂量CT扫描技术中，可利用双空间及多噪声模型及解剖模型，在对噪声进行细致处理的同时对解剖模型加速重建，从而提高图像分辨率并降低图像噪声，有利于提高胸部低剂量CT扫描的图像质量[13]。CTDIvol、DLP是评估胸部CT扫描中辐射剂量的有效指标，本研究结果显示，试验组CTDIvol、DLP明显小于对照组(P<0.05)，初步证实了AIDR3D在胸部低剂量CT扫描技术应用中可有效降低辐射剂量，确保患者检查的安全性。

综上所述，将AIDR3D应用于胸部低剂量CT扫描中可在提高图像质量的同时有效降低辐射剂量。但本研究仍存在样本量较小及未排除个体差异对图像质量的影响等不足，未来有待进一步深入研究。