iDose4结合自动管电流曝光技术在儿童腹部低剂量CT的应用

郑美敏 天津市儿童医院放射科 （天津 300074）

iDose4结合自动管电流曝光技术在儿童腹部低剂量CT的应用

郑美敏 天津市儿童医院放射科 （天津 300074）

目的：探讨高级迭代重建算法（iDose4）结合自动管电流曝光技术在儿童腹部低剂量CT扫描的可行性。方法：收集140名行腹部CT平扫的患儿，随机分为两组，每组70例，都使用自动管电流曝光控制技术进行扫描，常规剂量组为100mAs，低剂量组为70mAs。将两组图像分别采用FBP、iDose4-1、iDose4-3、iDose4-5进行重建。计算图像的噪声、信噪比（SNR）及对比噪声比（CNR）；并由2名副主任医师对图像进行主观质量评价；记录容积CT剂量指数（CTDIvol）和剂量长度乘积（DLP），计算有效剂量（ED），对图像主客观质量及辐射剂量进行统计学分析。结果：常规扫描组与低剂量扫描组的四种重建方式均能达到诊断要求，低剂量组与常规剂量组相比，CTDIvol、DLP、ED分别降低了32%、29%、30%。结论：iDose4迭代技术与自动管电流曝光技术联合应该能够取得高质量图像，有效降低患儿的辐射剂量。

儿童 腹部CT iDose4迭代重建技术 自动管电流曝光技术

CT自上世纪70年代诞生以来，在临床上得到广泛应用，但其电离辐射的致癌危险也得到十分重视。儿童对X射线的敏感性是成人的10倍[1]，同时X射线辐射也影响儿童的生长发育，而且年龄越小，影响越明显[2,3]。过去人们通过不断优化扫描参数使辐射剂量得到降低，现在人们更加关注扫描数据的重建方法。本研究目的在于评价Philips iCT下的iDose4迭代重建算法对儿童腹部CT扫描图像质量的影响。

1.资料与方法

1.1 临床资料

收集天津市儿童医院2016年5月～2016年9月140例行腹部CT平扫的患儿，其中男75例，女65例，平均年龄（6.81±2.12）岁，平均体重（20.54±2.36）千克。本研究已经过天津市儿童医院伦理委员会批准，且入组研究前取得患儿监护人的同意，并签订了知情同意书。

1.2 仪器与方法

采用Philips 256层iCT扫描机，患儿取仰卧位，头先进，扫描范围自肝顶部至耻骨联合，对于不配合的患儿提前予以镇定。应用自动管电流曝光技术，常规剂量组为100mAs，扫描时为75～125 mAs；低剂量组为70mAs，扫描时为56～85mAs。管电压=100 kVp，准直径=128 mm×0.625 mm，螺距=0.66，转速=0.75 s/周，层厚=5 mm，重建层厚5 mm。

1.3 图像重建

Philips iCT下的iDose4迭代重建包含FBP、iDose4-1、iDose4-2～iDose4-6共7个重建级别，不同级别代表不同的降噪能力。将每位患儿的检查图像分别运用FBP、iDose4-1、iDose4-3、iDose4-5四个级别进行重建，重建矩阵512×512，层厚5 mm，将图像传至Philips intelliSpace工作站，对肝门静脉层面图像进行分析。

1.4 图像质量评价

1.4.1 客观评价

在肝门静脉层面对肝脏的噪声、信噪比（简称SNR）及对比噪声比（简称CNR）进行测量，测量时窗宽为350HU，窗位为35 HU。感兴趣区域（region of interest，ROI）大小设为（10±0.3）mm2，CT值的标准差（standard deviation，SD）为噪声，肝脏噪声为肝左外叶、左内叶、右前叶、右后叶标准差的平均值，测量同层面左侧椎旁肌CT值和标准差，计算SNR和CNR。SNR=CT1（肝脏CT值平均值）/SD1（肝脏CT值标准差），CNR=（CT2－CT1）/ SD2，其中CT2为椎旁肌CT值的平均值，SD2为椎旁肌CT值的标准差。

1.4.2 主观评价

扫描获取的肝门层面图像均由2名放射科副主任医师采用双盲法共同阅片，并以统一评价标准进行质量评价，5分：图像对比良好、无伪影；4分：图像对比良好、有轻微噪声；3分：对比一般，有噪声但不影响诊断；2分：噪声明显且影响诊断；1分：噪声过高无法诊断。

1.5 辐射剂量

对CT剂量报告中的CT剂量容积指数剂量长度乘积DLP（dose length product）、CTDIVOL（CT dose index volume）和扫描长度L（length）进行适时记录，并对其有效剂量ED（effective dose）做出计算。具体计算公式为ED=DLP×K（K：小儿腹部CT的转换系数）。

1.6 统计学分析

采用SPSS 19.0统计分析软件，计量资料表示为（x±s），对两组之间的SD值、CNR、辐射剂量，图像质量进行方差分析及t检验，其一致性的比较采用Kappa方法评定，也就是当Kappa小于0.20时认为几乎不一致；当Kappa在0.21和0.40之间时表示轻微一致；当Kappa在0.41和0.60之间时，表示中等一致；当Kappa在0.61和0.80之间时，表示一致性很好；当Kappa在0.81和1.00之间时表示一致性非常完美。数据有差异时表示为P＜0.05。

2.结果

常规扫描组与低剂量扫描组的四种重建方式间图像的噪声、SNR、CNR差异均有统计学意义（P＜0.05），重建方式相同时，常规剂量组噪声与低剂量组噪声差异有统计学意义（P＜0.05），而SNR、CNR差异均无统计学意义（P＞0.05），两组的噪声都随iDose4迭代等级的升高而降低，而SNR、CNR随iDose4迭代等级的升高而升高。常规扫描组与低剂量扫描组的四种重建方式均能达到诊断要求，低剂量组与常规剂量组相比，CTDIvol、DLP、ED分别降低了32%、29%、30%。

3.讨论

CT扫描用于儿童检查时，辐射剂量与管电流成正相关性，因此管电流降低时辐射剂量就会随之降低。但是辐射剂量降低时，图像噪声就会增大，图像信噪比也会降低，这就使得图像质量变差，从而影响病变诊断，所以不能无限度的降低管电流，于是人们的注意力转移到图像重建方法上。

传统的FBP重建算法快速而稳定，但是采集过程中量子噪声和电子噪声对投影数据的影响较大，当低剂量扫描时，图像噪声会增大，图像信噪比和对比噪声比会降低，最终导致图像质量差。而新的迭代重建算法主要包括焦点大小、图像体素等因素，会对产生的噪声有选择性的降低，所以新的迭代重建算法得到广泛重视。

现在不同厂家都有各自的迭代算法，例如GE自适应统计迭代重建（ASIR）、西门子图像空间迭代重建（ISIR），其工作原理均是对原始数据的迭代，这就保证了低剂量扫描时可获得高质量的图像。在Hara等的临床研究中，迭代重组的辐射剂量比FBP降低32%～65%时图像质量不会降低。iDose4迭代重建算法是Philips公司创造的，该方法是在双空间多模型的基础上建立起来的全新第四代迭代重建技术，图像空间分辨力和密度分辨力都较好，可以有效去除噪声，同时还能抑制伪影的形成，与传统FBP相比，iDose4迭代重建技术能够在低剂量条件下获得噪声较少的高质量图像，侯阳等研究也报道了iDose4技术在保证相同图像质量下辐射剂量明显降低。

本组中，iDose4可将图像的噪声最高降低35%，而图像的信噪比与对比噪声比分别提高43%和52%，同时发现随着iDose4迭代等级的升高，图像的噪声会降低，图像的信噪比与对比噪声比都会升高。由于研究对象年龄或体质量的不同，本研究的分组不细致，此外本次研究中只选取了FBP、iDose4-1、iDose4-3、iDose4-5进行图像重建，缺少iDose4-2、iDose4-4、iDose4-6的分析，会有部分信息不完整，将来可以进一步进行完善。

综上所述，Philips iCT下的iDose4结合自动管电流曝光技术在儿童CT腹部成像中，在保证图像质量的同时可大幅度降低辐射剂量。

[1] 赖爱平,龚方戚,章士正.儿童CT 检查射线剂量优化原则[J].中国儿童保健杂志,2005,13(4):342-346.

[2] 汪力.头部放疗对青少年生长发育的影响[J].国外医学临床放射学分册,1998,21(2):120-122.

[3] 白万晶,宁刚.儿童低剂量CT 检查技术的研究进展[J].中华妇幼临床医学杂志(电子版),2009,5(3):78-81.

1006-6586(2017)16-0143-02

R816.92

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2017-06-13