“双低”(低对比剂、低管电压)技术结合多模型迭代重建算法在肾脏双期CT增强扫描中的可行性

胡淑敏，祁 冬，乔晓春，胡树坤，姚木子，沈 艳

(蚌埠市第一人民医院医学影像科，安徽 蚌埠 233000)

CT扫描是临床诊断肾脏疾病的重要影像学方法，增强扫描可以更好地显示肾脏解剖结构及病变，但其辐射剂量较大，对人体健康存在潜在威胁[1]。对比剂用量可增加肾脏排泄负担，影响肾脏功能。既往有文献报道，增加对比剂用量会带来对比肾病[2]，辐射量增加会导致辐射相关性损伤[3]等一系列问题。因此，如何在低比对剂用量、低辐射剂量的前提下获得满足临床诊断要求的影响已经成为大家关注的热点问题[4]。多模型迭代重建(adaptive statistical interative reconstruction veo，ASiR-V)算法采用更先进的重建模型，能够更大幅度降低图像噪声、降低辐射剂量和提高图像质量，已用于临床[5]。本研究的目的是探讨“双低”(低对比剂、低管电压)结合ASiR-V在肾脏双期增强扫描中的应用价值。

1 资料与方法

1.1一般资料：选取2019年7月～2020年5月我院需行肾脏增强CT扫描检查的60例患者为研究对象，其中男32例，女28例，年龄29～81岁，平均(55.7±11.4)岁，体质量指数(body mass index， BMI)19.1～24.5 kg/m2，随机分成常规剂量组与低剂量组各30例，检查前患者均签署知情同意书。本研究经本院医学伦理委员会同意。

1.2仪器与方法：采用GE Revolution CT扫描仪。常规剂量组采用常规扫描方案，管电压120 kVp，对比剂320 mgI/ml碘佛醇，采用FBP算法；低剂量组采用“双低”扫描方案，管电压100 kVp，对比剂270 mgI/ml碘克沙醇，采用ASiR-V算法。两组其他扫描参数保持一致，即噪声指数设定为10，自动管电流技术，螺距0.998∶1，转速0.8 s/圈，探测器宽度80 mm，扫描层厚5 mm，层间距5 mm，患者取仰卧位，屏气状态扫描，扫描范围自肾上腺区开始扫至肾下极下缘。采用高压注射器经肘正中静脉注入碘对比剂80 ml，流速3.0 ml/s，对比剂注射结束再以相同流速注入0.9%NaCl溶液20 ml冲洗，注射对比剂后延迟30 s，行动脉期扫描，再隔30s行静脉期扫描。

1.3图像评价

1.3.1客观评价：采用AW4.7工作站，于轴位薄层图像上，在肾皮质、肾髓质及同层面竖脊肌分别放置3个ROI，记录ROI的CT值和标准差(stand deviation,SD)，每个数据分别测量3次，取平均值。以肾脏皮质和髓质SD值为图像噪声，分别计算肾皮质和肾髓质的SNR和CNR，SNR=CT值/SD值，CNR=(肾皮质CT值/肾髓质CT值-竖脊肌CT值)/竖脊肌SD值。

1.3.2主观评价：由两名高年资中级职称以上的放射科医师采用双盲法对图像进行评估，当意见不同时，通过协商达到意见一致，采用四分制[6]评分，包括：①1分：图像分辨率较差，噪声明显，解剖结构模糊，无法诊断；2分：图像分辨率一般，中度噪声，可诊断；3分：图像分辨率及对比度良好，轻微噪声；4分：图像分辨率及对比度非常好，解剖结构清晰，无明显噪声。2名医生在评价过程中根据疾病需要适当调节窗宽、窗位。评分≥3分，方可满足临床诊断要求。

1.4辐射剂量及碘摄入量：记录两组扫描的容积CT剂量指数[CTDIvol (mGy)]，剂量长度乘积[DLP(mGy/cm)]=CTDIvol×L(扫描长度)。并计算有效辐射剂量[ED(mSV)]=DLP×K，其中K为腹部辐射剂量换算因子，K=0.015 msv/(mGy·cm)。根据对比剂浓度分别计算碘摄入量，碘摄入量(mg)=对比剂浓度(mgI/kg)×体质量(kg)×0.001。

2 结果

2.1两组患者基本资料比较：两组患者的年龄、身高、BMI、Z轴扫描范围差异均无统计学意义(Z=-0.570、0.125、-0.046、1.037，P=0.287、0.920、1.067、1.049)。具有可比性。

2.2图像质量主观评价：常规剂量组与低剂量组肾皮质及肾髓质主观质量评分差异均无统计学意义(均P>0.05)。见表1。两位医师对图像质量的主观评分一致性好(Kappa=0.765)。

表1 常规剂量组与低剂量组图像质量主观评分比较

2.3图像质量客观评价：两组图像动脉期肾皮质及肾髓质的CT值、SD、SNR和CNR差异均无统计学意义(均为P>0.05)。见表2。如图1、图2所示。

表2 常规剂量组与低剂量组图像质量客观指标对比

注：两种扫描方案得到的肾脏动脉期及静脉期图像分辨率及对比度良好，解剖结构显示清晰，CT值及信噪比均无明显差异图1 采用常规剂量扫描方案 图2采用低剂量扫描方案

2.4辐射剂量及碘摄入量：低剂量组ED为(8.91±0.57)mSv，较常规剂量组ED(13.34±0.98)mSv下降约33.21%，差异有统计学意义(t=5.821，P=0.017)；低剂量碘摄入量为(16.37±2.41)mg ，明显低于常规剂量组(23.74±3.18)mg，降低约31.04%，差异有统计学意义(t=3.320 ，P=0.021)。

3 讨论

CT作为一种常规的影像学方法，对于肾脏多期扫描成像后与周围组织对比度清晰，可以清楚显示肾脏正常解剖结构和异常病变，但肾脏多期CT扫描的主要缺点是电离辐射暴露和对比剂肾病[7]。因此，在满足临床诊断前提下降低辐射剂量和对比剂用量十分重要。辐射剂量与管电压的平方成正比，所以降低管电压扫描可以有效地降低辐射剂量[8]。但低管电压X线穿透能力较低，图像噪声较高，从而影响图像质量，低浓度对比剂可降低对肾脏排泄功能的影响，但其碘含量少，肾脏及病变强化程度减弱，影响诊断。

滤波反投影算法作为CT图像重建的标准算法，具有重建速度快的优点，但其需较高的扫描剂量完成图像采集；低剂量扫描时，图像颗粒感明显，细节显示不佳，无法满足临床要求。ASiR-V重建作为一种新的迭代重建算法，与FBP和前几代ASiR相比，ASiR-V丢弃了光学模型保留了对系统噪声统计和物理模型，从而降低图像噪声和伪影，提高了图像质量[9]，实现了与ASiR相近的重建速度[10]。

本研究中低剂量组采用低管电压低对比剂条件，但肾脏皮、髓质CT值均可达到常规剂量组的强化效果，差异无统计学意义(P>0.05)，表明低管电压可增加含碘组织强化对比，这是因为低管电压更接近碘物质的K边缘(33.2Kev)，引起光电效应增强和康普顿散射降低，从而增加碘物质的X线衰减[11]，减少肾脏皮髓质成像所需碘含量， 研究结果表明低剂量组较常规剂量组有效辐射剂量降低33.21%(P<0.05)，碘摄入量降低31.04%(P<0.05)。但是低管电压扫描会增加图像噪声，本研究采用ASiR-V算法可以显著降低图像噪声，提高图像质量，结果表明两组图像信噪比及对比噪声比差异均无统计学意义，而且两组图像主观评分均满足诊断要求(P>0.05)。两位医师对图像质量主观评分的一致性较好，提示“双低”技术结合ASiR-V算法在肾脏双期CT增强扫描中可以明显降低患者的有效辐射剂量及碘摄入量，而图像质量不受影响。

本研究不足之处：①样本量较小；②未对同一个体进行两组扫描对比，但会增加受检者辐射剂量；③样本随机分组，未根据个体差异进行配对分组。

总之，低管电压低对比剂可以显著降低患者有效辐射剂量和碘对比剂用量，同时联合多模型迭代重建(ASiR-V)算法可以有效降低图像噪声和提高信噪比，获得满足临床诊断要求图像，同时减少辐射引起的相关性损伤和对比剂肾病发生的概率，值得临床推广使用。