低剂量CT肺动脉成像中应用自动管电流调制技术结合idose4算法的临床意义分析

赵 耀，曾小松

(安徽省宿州市立医院放射科，安徽 宿州 234000)

低剂量CT肺动脉成像中应用自动管电流调制技术结合idose4算法的临床意义分析

赵 耀，曾小松

(安徽省宿州市立医院放射科，安徽 宿州 234000)

目的探讨低剂量CT肺动脉成像中运用自动管电流调制技术(CTPA)结合iDose4迭代重建算法的临床应用价值。方法2015年1月至2016年12月本院呼吸内科疑似肺动脉栓塞行CTPA患者120例，按随机数字表法分为三组各40例，分别运用不同方法得到A、B、C、D4组图像。统计患者所受照射剂量，比较四组图像质量主、客观评分。结果观察组有效剂量为(1.1±0.5)mSv，常规剂量组和低剂量组有效剂量分别为(1.6±0.7)mSv和(0.7±1.2)mSv，差异均有统计学意义(P< 0.05)；A、C、D三组图像主观评分均在3分以上、可诊断率均为100.0%。四组图像SNR、CNR和噪声值比较差异有统计学意义(P< 0.05)。结论在低剂量CT检查中，应用CTPA能够有效减少患者辐射剂量，同时结合iDose4迭代重建算法，能够保证获得图像的质量，值得临床参考使用。

CT肺动脉成像；迭代重建；自动管电流调制技术

肺动脉栓塞(pulmonary embolism，PE)是常见的临床急症，病死率呈逐年上升趋势，据报道，未经临床及时诊治的患者死亡率高达20%以上，而早期发现并得到有效治疗的患者可将病死率降低至10%以下[1]。其病理基础为内源性或外源性栓子到达肺动脉后造成肺部循环障碍，有报道称，由于症状缺乏临床特异性，在未进行有效影像学筛查的基础上，PE的早期临床诊断漏诊率极高[2]。近年来，多层螺旋CT已经作为有效的临床筛查手段广泛应用于肺动脉成像(CTPA)，随着影像技术的不断发展，现如今如何在作出有效临床诊断的前提下降低患者所受辐射剂量逐渐成为研究的一项重要内容。本研究旨在对应用自动管电流调制技术结合Idose4迭代重建算法在低剂量CTPA检查中的诊疗效果进行探讨，现报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料收集2015年1月至2016年12月本院呼吸内科疑似PE行CTPA患者120例，男67例，女53例。排除：①合并有严重心肝肾等内脏器官功能不全；②孕产妇或哺乳期妇女；③未签署知情同意书不能配合进行相关检查；④体重指数(BMI)在30 kg/m2以上的重度肥胖患者。按随机数字表法分为三组各40例，观察组男22例，女18例，年龄38～72岁[(50.1±7.6)岁]；常规剂量组男23例，女17例，年龄39～75岁[(51.2±8.2)岁]；低剂量组男22例，女18例，年龄40～74岁[(49.1±9.6)岁]。三组一般资料比较差异无统计学意义(P> 0.05)，见表1。本研究经医院伦理委员会审批同意实施。

1.2扫描设备CTPA采用256层螺旋CT(荷兰飞利浦Brilliance iCT)，高压注射器采用AccutronCT-D双筒(德国MEDTRON)，后期工作处理站采用Extend Brilliance Workspace4.5(荷兰飞利浦)。

表1 三组一般资料比较

1.3方法患者仰卧位进入扫描机器，双手平举超过头顶，平静均匀呼吸后屏气，肘部正中静脉置针，注射非离子型对比剂30 ml(碘普罗胺370 mgI/ml，5 ml/s)随后注入相同流速、相同剂量的生理盐水，注射对比剂3 s后从头侧开始于主动脉弓上方1 cm处扫描记录至肺底结束。采用对比剂追踪技术，ROI锁定在胸锁关节水平面，区域略小于头臂静脉。三组扫描间隔均为1 s，触发阈值设定为60 hU，4.7 s延迟，螺距0.993，128 mm×0.625 mm准直器官渡，0.5 s/转，FOV 35 cm×35 cm，重建层厚0.9 mm，间隔0.45 mm。三组管电压均设定为80 kV，常规剂量组设定固定管电流为180 mAs，运用滤波反射投影法重建从而得到A组图像，低剂量固定管电流为80 mAs，运用idose4-Level4迭代重建算法得到 B组图像；观察组采用自动管电流调制技术，扫描时管电流设定在90 mAs至170 mAs，分别采用滤波反射投影法获得C组图像，idose4-Level4迭代重建算法获得D组图像。

1.4评价指标

1.4.1主观评分 所有图像经后期工作站进行处理后，采用容积再现、多平面重组及最大密度投影技术显示患者肺动脉分支。选取2名有10年以上读片经验的放射科主任医师进行评定，评定采取双盲方式，5分法进行图像质量的评价(5分：清晰显示第6级肺动脉分支；4分：清晰显示第5级肺动脉分支；3分：清晰显示第4级肺动脉；2分：清晰显示第3级肺动脉分支；1分：显示叶动脉、左右肺动脉干及肺动脉主干。3分以上为合格)[3]。同时计算三组可诊断率(可诊断率=2分以上片数/总片数)、优良率(3分以上片数/总片数)、平均分(总分数/片数)。

1.4.2客观评价 由两名放射科医师独立测量计算肺动脉平均CT值、背景噪声、双侧脊柱旁侧肌平均CT值。其中肺动脉干、左右上下肺叶、右肺中叶、左肺舌叶肺动脉CT值，ROI范围接近血管管腔面积，以上测量值取平均值即得出肺动脉平均CT值；背景噪声为测量的下肺静脉层面、胸前空气区取3个直径1 cm的ROI标准差。同时根据以上得出数值计算肺动脉信噪比(SNR)=肺动脉平均CT值/背景噪声，对比噪声比(CNR)=肺动脉平均CT值-脊柱旁肌平均CT值/背景噪声。辐射剂量为行CTPA扫描过程中的辐射剂量，需排除定位时间及监测时辐射剂量(即无效辐射剂量)。根据有效管电流、容积CT剂量指数(CTDIvol)及剂量长度乘机(DLP)计算得出有效剂量(E)。

1.5统计学方法采用SPSS 18.0统计软件对研究进行统计学处理。计量资料中正态分布数据用均数±标准差表示，组间比较采用单因素方差分析及SNK-q检验，非正态分布数据用中位数表示，组间比较采用秩和检验；计数资料比较采用χ2检验。P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1辐射剂量比较观察组有效管电流、CTDIvol、DLP、E均低于常规剂量组，低剂量组四项指标均低于其他两组(P< 0.05)，见表2。

表2 辐射剂量比较

①低剂量组比较，P< 0.05；②与常规剂量组比较，P< 0.05

2.2图像质量主观评分比较A、C、D三组图像质量主观评分均大于3分，可诊断率均为100.0%，B组可诊断率为90.0%，四组优良率分别为77.5%、65.0%、72.5%、95.0%，四组比较D组平均分最高，见表3、表4。

表3 图像质量主观评分比较 (n)

表4 主观评分比较

*与其余三组比较，P< 0.05

2.3图像客观评价比较四组中D组图像最优，噪声干扰最小(P< 0.05)，四组肺动脉平均CT值比较，差异无统计学意义(P> 0.05)，见表5，图1，图2。

表5 图像客观评价比较

*与其余三组比较，P< 0.05

图1低剂量MIP及三位构造图 两图均可显示清晰各级肺动脉，边缘光滑锐利，图像颗粒均匀，远端分支显示良好。a：观察组低剂量扫描iDose4迭代重建肺动脉MIP图像，b：观察组低剂量扫描iDose4迭代重建肺动脉三维构造。

图2低剂量VR图 可见左侧肺动脉、双上叶肺动脉及部分远端分支多发充盈缺损。A：低剂量扫描iDose4迭代重建肺动脉VR图像；b：横切面VR图

3 讨论

目前，降低CT辐射剂量的方法主要包括降低管电压、自动调制管电流、缩短扫描长度等[4，5]。但由于传统的CT重建技术多依靠滤波反射投影(FBP)来完成，其主要通过滤过功能或通过卷积算法来最终对图像进行重建，因此无论采取何种方式，辐射剂量的降低效果并不明显。

Idose是一种基于双维空间、多噪声模型的最新的第四代迭代重建算法，能够在投影和图像空间进行图像迭代，对原始数据噪声和低信噪比进行辨认，通过叠加，与FBP相比，其能够进一步降低噪声，结合解剖模型改善图片质量和分辨率[6]。并有研究报道称[7]，iDose4迭代重组技术能够适用于低辐射剂量条件下的高质量图像形成。

X射线辐射剂量主要由球管电压和管电流决定，管电压与辐射剂量呈指数型增长关系，而两者相比管电流易于改变，且影响管电流对辐射剂量影响更加强势。因此，本次研究采用80 kV的管电压，通过不同的管电流改变结合重建算法的优化来探讨应用CTPA患者辐照剂量的优化。相关研究表明[8，9]，采用80 kV的管电压，固定管电流在80～300 mAs可以得到较为满意的影像学图像。本次研究采用了自动管电流调制技术，其能够根据人体纵向厚度以及不同组织的X射线衰减系数，通过调节mAs来提高获得的影像质量。而为了探讨自动管电流调制技术在低剂量条件下对患者辐照水平及影像质量的影响，本次研究区分了常规管电流剂量及极低条件下的管电流剂量与该技术进行对比。研究结果显示，当使用FBP进行重建时，C组图像的噪声值与A组相比显著升高，而SNR及CNR显著降低。应用自动管电流调制技术能够有效降低管电流平均值，图像噪声值降低。当使用iDose4迭代重建时，B组图像的噪声值较D组显著升高，SNR、CNR显著下降，但四组进行对比，D组噪声值最低，而SNR及CNR显著升高。从病例样图中可以看出，MIP图像可见左侧肺动脉、双上叶肺动脉及部分远端分支多发充盈缺损；VR图像呈残根样改变。以上结果表明，降低管电流对平均CT值影响不大，在管电压一致的情况下，应用iDose4迭代重建算法能够具有更好的噪声处理，在加速重建过程的同时消除蜡像状伪影，进一步降低噪声值，提高SNR、CNR。

在既往低剂量CTPA相关研究中[10]，在采取80 kV管电压的研究中，管电流越低，平均有效辐照剂量相应减低，研究显示[11]，在300 mAs条件下，E为2.5 mSv，在180 mAs条件下，E为1.6 mSv，本研究中常规剂量组E=1.6 mSv、低剂量组E=0.7 mSv，观察组E=1.1 mSv，与之前相关研究比较，在保证影像质量的同时进一步降低有效剂量。

本研究中主观图像质量评分A、C、D三组图像可诊断率均为100.0%，B组为90.0%，除B组有4名患者图像背景噪声过大导致无法进行正常诊断，进而加大管电流进行再次扫描外其余各组均能满足临床诊断需求，且四组相比，自动管电流调制技术结合iDose4迭代重建算法具有较高的图像质量优良率，且平均评分最高。相关研究结果与国内外类似研究结果一致[12]。

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Analysisofclinicalsignificanceofautomatictubecurrentmodulationtechniquecombinedwithiterativereconstructionalgorithm(idose4)inCTPA

ZHAOYao，ZENGXiao-song

(DepartmentofRadiology，SuzhouMunicipleHospital，Suzhou234000，China)

ZENGXiao-song

ObjectiveTo investigate the clinical application value of automatic tube current modulation combined with iDose4 iterative reconstruction algorithm in low dose CT pulmonary angiography (CTPA).MethodsFrom January 2015 to December 2016，120 suspected pulmonary embolism patients in our respiratory medicine underwent CTPA.They were divided into three groups according to the random number table method，40 in each group.We used different methods to obtain 4 sets of images.The general data of patients and the dose of radiation were compared.The four groups of image quality，subjective score and objective score were compared.ResultsThe general data of the patients were not statistically different.In the observation group，effective dose was 1.1± 0.5 mSv.In the conventional dose group and low dose group，effective dose was (1.6±0.7) mSv and (0.7±1.2) mSv，respectively.The differences were statistically significant (P< 0.05).The subjective scores of A，C and D three-group image were more than 3 points and diagnostic rate was 100%.SNR，CNR and noise values in the four-group images were statistically significant (P< 0.05).ConclusionIn the low-dose CT examination，CTPA can effectively reduce the radiation dose to patients.Combined with iDose4 iterative reconstruction algorithm，it can guarantee the quality of the images，and is worthy of clinical reference.

Computed tomography pulmonary angiography；Iterative reconstruction；Automatic tube current modulation

曾小松

R814.42

A

1672-6170(2017)06-0223-04

2017-03-21；

2017-05-23)