自适应性统计迭代重建联合低管电压提高肝细胞癌患者肝脏CT三期增强扫描图像质量研究

彭光明，葛 尚，井桂银

CT是目前肝脏疾病影像学检查的主要工具。随着技术的进步，CT分辨率不断提高，其临床诊断价值得到公认[1]。但因CT检查引起的辐射问题逐渐引起医师的重视，国内外已有CT扫描致癌风险模型的研究[2，3]，发现CT检查致癌风险较健康人未行CT检查的志愿者高3倍[4]。因而，如何在保证CT图像质量的基础上，降低CT检查辐射剂量一直是临床关注的重点。自适应性统计迭代重建(adaptive statistical iterative reconstruction，ASIR)是以滤过反投影(filtered back projection，FBP)重建数据为基础的迭代重建算法[5]，但ASIR较FBP能显著降低放射辐射剂量[6]。报道发现低管电压结合ASIR用于血管成像不仅能保证图像质量，且有助于减少CT辐射剂量[7]，故推测ASIR联合低管电压用于肝脏CT三期增强扫描可获得良好的图像质量。本研究在我院诊治的84例原发性肝癌(PLC)患者，分析了采用ASIR结合低管电压行肝脏CT扫描的应用价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 2018年5月～2020年5月我院诊治的原发性肝癌(PLC)患者84例，男性59例，女性25例；年龄为27～75岁，平均年龄为(57.2±18.9)岁。根据CT检查诊断。排除标准：对CT检查应用的造影剂过敏、合并有甲状腺功能亢进症、合并严重的心肺疾病、精神障碍或不能配合检查者。将84例患者分为观察组和对照组，两组基本资料比较，差异均无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2 CT检查 使用西门子Simens SOMATOM Force CT机自膈顶至肝下缘进行CT扫描，使用美国Stellant D型双筒高压注射器经肘前静脉缓慢注射碘海醇1.2 ml.kg-1，在继续注射0.9%氯化钠溶液15 ml。在注射对比剂后30 s开始动脉期扫描，再分别间隔25 s和110 s行门静脉期和延迟期扫描。常规参数：管电流300 mA，螺距1.0，层厚5 mm，层距5 mm，矩阵512×512，窗宽250 HU，窗位60 HU。将患者分成两组，两组其他CT扫描参数不同设置见表1。

表1 CT扫描参数

1.3 CT检测结果分析 应用AW 3.4工作站分析CT扫描图像数据等资料，在肝左叶、右前叶或后段病灶区域勾画感兴趣区(region of interest，ROI)，记录噪声、信噪比和对比噪声比[8]。噪声=肝实质CT值标准差(standard deviation，SD)，信噪比=肝实质CT值/皮下脂肪SD值，对比噪声比=(肝实质CT值/竖脊肌CT值)/皮下脂肪SD值。参照指南对图像质量进行评分[9]，评分方法见表2。记录CT剂量指数(CT dose index of volume，CTDIvol)和有效剂量(effective dose，ED)。

表2 CT扫描图像质量评分

2 结果

2.1 两组图像质量客观指标比较 观察组患者动脉期、门静脉期和延迟期噪声均显著低于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)，动脉期、延迟期信噪比和对比信噪比均显著高于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)，两组门静脉期信噪比和对比信噪比水平比较，差异无统计学意义(P>0.05，图1、表3)。

图1 肝细胞癌患者腹部CT增强扫描表现A：为低管电压结合ASIR扫描，见肿瘤病灶和边缘清楚，可见病变血管走向；B：常规管电压结合FBP扫描，见病灶显示清晰，边缘稍模糊，伴伪影

表3 两组图像质量客观指标比较

2.2 两组噪声、细小结构、病变显示和伪影比较 观察组动脉期和延迟期CT扫描结果显示其噪声、细小结构、病变显示和伪影评分均显著低于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05，表4～6)。

表4 两组动脉期图像主观指标评分比较

表5 两组门静脉期图像主观指标评分比较

表6 两组延迟期图像主观指标评分比较

2.3 两组CT辐射剂量比较 观察组CTDIvol和ED水平显著低于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05，表7)。

表7 两组CT扫描辐射剂量比较

3 讨论

FBP具有重建速度快和性能可靠的特点，长期以来一直被用于临床[10]。但FBP对剂量波动的敏感性成为降低成像质量的重要原因，这也逐渐引起临床重视。与FBP相比，ASIR利用迭代计算提高图像重建后的图像质量，同时也有助于减少噪音。管电压则是X线管阴、阳极间工作电压的峰值，管电压与阴极电子撞击阳极靶面动能密切相关[11]。既往多认为管电压水平与X线穿透力呈显著正相关，但低管电压可强化光电效应，减少康普顿散射，提高碘对比剂CT值，为微小血管的成像创造了条件[12]，有利于病变的显现。也正是基于此，有学者提出低管电压有助于提高CT的图像质量[13]。但临床也有观点认为单用低管电压反而可能增加图像噪声，干扰成像，在部分患者还可能形成伪影，降低对比信噪比[14]。本研究采用ASIR结合低管电压方案对原发性肝癌患者进行CT扫描，结果显示观察组各期噪声较对照组显著降低，而动脉期和延迟期信噪比和对比信噪比显著高于对照组，提示低管电压结合ASIR有助于提高CT扫描图像的质量。本研究也发现两组门静脉期噪声、伪影和病变显示评分无显著性差异，可能是因门脉期碘海醇对比剂充盈增加，使肝组织密度也相应的增加，在低管电压状态下，射线穿透力降低[15]，噪声增多，并影响了图像质量。

辐射剂量是CT检查安全性的关键问题。调查显示辐射剂量的增加使癌变风险增加50%～120%[16]。因而，如何在保障成像质量的前提上尽量减少CT辐射剂量一直是临床关注的焦点。低管电压可降低光子能量，增强光电效应，既强化血管与邻近组织的对比，也降低了辐射剂量[17]。CT辐射剂量与管电压平方值呈正比[18]。本研究也发现观察组CTDIvol和ED水平显著低于对照组，说明低管电压结合ARIS有助于降低辐射剂量。目前，临床有关管电压多选择80 kV、100 kV和120 kV[19，20]，而对于80 kV管电压，其对应管的电流则超过球管的限制[21]。故本研究选择100 kV作为低管电压。研究也发现选用100 kV作为低管电压，较常规120 kV用于腹部CT扫描的辐射剂量降低了18.0%。本文为回顾性分析，缺乏不同管电压水平下ASIR的对比研究。因而，低管电压结合ASIR用于肝脏疾病患者CT检查的价值还有待今后前瞻性对比研究证实。

综上所述，低管电压结合ASIR用于肝脏疾病三期增强扫描有助于在保证图像质量的同时减少辐射剂量，具有较高的安全性，值得临床应用。