能谱CT最佳单能量成像联合ASIR技术对子宫动脉图像质量的优化

屈亚林, 陶廷婷

(重庆市大足区人民医院放射科, 重庆 402360)

子宫动脉是营养子宫的主要动脉，也是盆腔生殖系统的主要供血动脉，是妇科疾病介入手术的通道，子宫动脉走行迂曲，解剖变异较大，因此术前准确了解子宫动脉的起源、开口、走行对于术中快速准确地完成手术起着重要的作用。

多层螺旋CT血管成像是一种快速、无创的血管成像技术，并广泛用于临床[1-2]。宝石能谱CT较常规螺旋CT具有更强大的功能。宝石能谱CT可以获得40～140 keV范围内的单能量图像，从而获得最佳对比噪声的单能量图像[3-4]。自适应统计迭代重建(adaptive statistical interative reconstruction，ASIR)技术通过迭代算法，可以降低图像噪声，实现低剂量条件下的高清成像[3-5]，尽管随着ASIR权重增加，图像噪声不断下降，但过高的ASIR，图像锐利度会降低，因此腹部增强扫描ASIR权重推荐选择40%～50%[6]。本文旨在探讨能谱CT最佳单能量成像联合40%ASIR技术对子宫动脉图像质量的优化。

1 资料和方法

1.1 研究对象

收集2019年12月—2020年3月于本院行全腹能谱CT增强检查的青年女性患者，根据联合国世界卫生组织2000年提出的年龄分段标准，将<44岁的女性归为青年女性，并作为研究对象。排除子宫腔内有节育器、有妇科肿瘤或肿瘤治疗史的患者，最终30例纳入研究，年龄18～44岁，平均(39.30±5.87)岁，其中全腹能谱CT增强检查未见明显异常者12例，肾结石患者5例，输尿管结石患者10例，膀胱结石患者2例，阑尾炎患者1例。所有患者均被告知并签署知情同意书。

1.2 CT扫描

采用美国Discovery CT750HD扫描仪，开启能谱扫描模式，并采用智能追踪技术行动脉期血管扫描。具体扫描参数：螺距为0.984∶1，机架转速为0.5 s/360°，扫描野Large，探测器覆盖范围为40 mm，mA375，层厚5 mm，层间距5 mm，智能追踪的触发阈值为150 HU。对比剂注射方案：采用碘佛醇(350 g/L)经肘静脉注射，注射总量约1.0 mL/kg体质量，注射速度3.5 mL/s，对比剂注射完后采用同样流速注射40 mL生理盐水。

1.3 数据处理

分别重建140 kVp混合能量图像、70 keV单能量+40%ASIR图像的0.625 mm薄层数据，并传输至AW4.5工作站。将70 keV单能量+40%ASIR图像的薄层数据引入能谱CT的General分析界面，选取Optimal对比噪声比(contrast noise ratio，CNR)功能，分别将感兴趣区(region of interest，ROI)置于子宫动脉及同层面的臀部肌肉，获得显示子宫动脉最佳对比噪声比的单能量；调节keV，获得最佳单能量+40%ASIR图像的薄层数据。

分别测量并记录140 kVp混合能量组、最佳单能量+40%ASIR组子宫动脉起始处CT值、同层面同侧臀部肌肉CT值、同层面同侧皮下脂肪的标准差，测量3次并取平均值。图像测量均在同一层面，采用相同的视野(13 mm)及ROI，窗宽窗位保持一致(1000 HU，400 HU)。最后分别计算并获得图像CNR、信噪比(signal to noise ratio，SNR)及背景噪声(background noise,BN)。CNR=(CT1-CT2)/SD，SNR=CT1/SD，CT1为子宫动脉起始处的CT值，CT2为同侧同层面臀部肌肉的CT值，SD为同层面同侧皮下脂肪的标准差。

1.4 图像评价

图像视野保持一致(20 mm)，通过容积再现(volume reproduction,VR)、最大密度投影(maximum density projection,MIP)及多平面重建(multiplanar reconstruction,MPR)对子宫动脉进行显示及评分。评分采用5分法[7]，5分：子宫动脉近段及远段显影连续，强化明显，血管边缘锐利；4分：子宫动脉近段显影连续，强化明显，血管边缘锐利，远段基本显影；3分：子宫动脉近段显影连续，强化好，血管边缘欠锐利，远段断续显影；2分：子宫动脉近段显影，血管边缘欠锐利，远段未见明显显影；1分：子宫动脉近段血管边缘不清。两位有10年工作经验的放射主治医师先各自独立对图像进行评分，评价前进行相应的训练，各自独立评分结束后，存在分歧的经过协商达成一致。

1.5 统计分析

2 结 果

2.1 最佳单能量

30例患者，显示子宫动脉的最佳单能量范围为60～65 keV，平均为(62.07±1.17)keV。

2.2 两组各指标的比较

62 keV+40%ASIR组的子宫动脉CT值、SNR、CNR均高于140 kVp混合能量组，三者分别提高约37.51%，100.39%及118.73%(P<0.05，表1)；140 kVp混合能量组、62 keV+40%ASIR组同层面臀部肌肉的CT值差异无显著性；62 keV+40%ASIR组的背景噪声低于140kVp混合能量组(P<0.05;表1)。

表1 两组各指标的比较

2.3 两组图像评分比较

62keV+40%ASIR组与140kVp混合能量组子宫动脉图像主观评分差异有显著性(T=4.88，P<0.05；表2)，62keV+40%ASIR组子宫动脉图像质量高于140 kVp混合能量组(图1)。

表2 62keV+40%ASIR组与140kVp混合能量组图像评分比较 单位：例

图1 43岁青年女性子宫动脉图像质量A、B、C为62keV+40%ASIR组，D、E、F为140kVp混合能量组；A、D为VR图像，B、D为减影图像，C、F为MIP图像，A、B、C比D、E、F显示的血管更清晰，图像背景噪声更低。

3 讨 论

子宫动脉是营养子宫的主要供血动脉，不同年龄阶段，子宫的血供存在明显差异，随着年龄的逐渐增大，子宫和卵巢的功能越衰退，相应的子宫血供也会减少[8]。200例成年女性中，青年组、中年组及老年组子宫动脉的DSA显示率分别约100%、54.5%、8.6%[9]。为避免年龄因素造成的子宫动脉图像质量显示较差，本文选择子宫动脉图像质量显示较好的青年女性作为研究对象。

子宫动脉是子宫相关疾病的责任血管，也是血管介入治疗的通道。

子宫动脉的检查方法众多，包括彩色多普勒血流成像(color doppler flow imaging，CDFI)、数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)、磁共振血管造影(magnetic resonance angiography,MRA)及计算机X射线断层血管造影(Computed tomography angiography,CTA)等。CDFI可显示子宫动脉的血流方向、流速等，但很难全程显示子宫动脉，且显示的血管边缘模糊，并易受操作者技术水平的影响；DSA是血管检查的金标准，但操作相对复杂，且为有创性检查，DSA主要用于动脉栓塞治疗的病人；MRA无辐射，可用于子宫动脉的显示，但易受搏动伪影的影响，且细小分支有时难以显示；CTA是无创性检查，且能满足细小分支的显示，但常规螺旋CTA具有较高的辐射剂量，且造影剂的剂量也较大。

宝石能谱CTA较常规螺旋CTA可明显降低辐射剂量及造影剂的用量[10-12]。宝石能谱CT的ASIR技术采用迭代的方法，抑制所有统计的噪声，能够在降低原来一半辐射剂量条件下得到相同质量的图像，从而在低剂量条件下实现高清成像[3,5]。此外，宝石能谱CT能够获得目标血管的最佳单能量，得到目标血管最佳对比噪声比的单能量的图像，从而在使用较低剂量的造影剂条件下得到满意的CTA图像[10]。王庆国等[11]利用能谱扫描仪，采用低毫安结合ASIR研究上腹部能谱CT血管成像的辐射剂量，研究发现，采用能谱CT低毫安结合ASIR技术能够降低41%的有效辐射剂量，且图像质量不受明显影响。魏恒乐等[12]采用能谱CT最佳单能量及传统螺旋CT对下肢动脉成像进行研究，研究发现，能谱CT最佳单能量成像较传统螺旋CT能够得到更佳的对比噪声比及图像质量，能够保证下肢动脉成像的临床诊断，并能降低辐射剂量及造影剂的摄入量。本研究采用能谱CT最佳单能量联合ASIR技术，mAs由传统的600降到375，辐射剂量明显降低。造影剂的剂量由常规腹部血管增强时的1.5 mL/kg体质量下降到1.0 mL/kg体质量，减少约33.3%，可有效降低对比剂可能带来的不良反应。

本研究中，显示子宫动脉的最佳单能量范围约60～65 keV，平均约62 keV，与文献报道相符[6]。62 keV+40%ASIR组的子宫动脉CT值、SNR、CNR均高于140 kVp混合能量组，差异有统计意义，三者分别提高约37.51%，100.39%及118.73%，这显示62 keV+40%ASIR组较140 kVp混合能量组能明显提高子宫动脉与周围组织的对比，从而有利于子宫动脉的显示；62 keV+40%ASIR组的背景噪声低于140 kVp混合能量组，差异有统计学意义，这也得益于ASIR降低图像背景噪声；因此本文中62 keV+40%ASIR组对子宫动脉显示的主观评分与140 kVp混合能量组明显不同，且62 keV+40%ASIR组高于140 kVp混合能量组。

总之，在较低对比剂总量下，采用能谱CT单能量62 keV联合40%ASIR对子宫动脉进行显影，既可以降低辐射剂量，又可降低图像背景噪声，提高子宫动脉的图像质量。