双源CT flash模式联合低电压扫描及迭代重建技术在胸部扫描的应用

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(1 滨州医学院，山东滨州 256603；2 菏泽市中医医院放射科，山东菏泽 274000)

众所周知，X线是肺部疾病首选检查方法，但传统X线检查有一定的局限性。CT检查能够弥补传统X线检查的诸多不足，如提高分辨率，清除前后组织的重叠等，已成为临床上应用最多的重要影像学检查之一。随着CT临床应用的增多，受检者的辐射剂量也随之增大，如何能降低辐射剂量，减少对受检者的损伤，成为我们关注的问题。如何能最大限度的减少辐射剂量，而又不影响图像质量一直是临床研究的方向。本次研究是利用双源CT flash模式下80kV管电压，迭代重建技术对胸部检查的应用价值，现报道如下。

1　资料与方法

1.1一般资料选取2017年1月至7月在我科行胸部CT平扫检查的患者50例，女性17例，男性33例，年龄最小31岁，最大77岁，随机分为实验组25例、对照组25例。平均体重质量指数(BMI)：对照组(23.16+3.4)kg/m2、实验组(22.76±3.6)kg/m2，两组样本BMI利用t检验，差异无统计学意义(P=0.404，t=2.011)。

1.2方法实验组：患者仰卧，双臂上举抱头，训练其屏气动作，采用flash模式管电压设为80kV，勾选SAFIRE(级数3)，扫描范围自胸廓入口至膈肌角，吸气末屏气单次扫描，层厚5mm、层间隔5mm，卷积核(Kernel)纵隔窗为B31f、肺组织窗为B75f。纵隔：窗宽350、窗位50。肺组织：窗宽1200、窗位-600。对照组患者采用单源普通模式，常规剂量，管电压120kV，不勾选SAFIRE。由于固定毫安秒太过于程序化，体现不出个体差异，两组受检者均采用自动毫安秒技术，自动毫安秒技术是根据定位像所探测到的衰减值智能化自动调整mAs，由于胸部呈锥形状，上窄下宽，形态变化较大，自动毫安秒技术更适用于胸部的检查。

1.3辐射剂量统计扫描结束后记录受检者CT剂量容积指数(CTDIvol×mGy)、剂量长度成绩(DLP×mGycm)，根据以下公式计算出有效剂量(ED)，ED(msv)=DLP(mGycm)×k。公式中的k为换算系数，与受检者检查部位有关，参照欧盟委员会CT质量标准指南[1]，胸部的k值为0.014msv/mGycm。

1.4图像质量分析

1.4.1客观评价所有图像传送至本院PACS系统，选取气管分叉水平上下1～2层面，分别选取升主动脉、降主动脉及双侧肺组织(选取左右肺正常区域分别测量取平均值)为感兴趣区(ROI)，ROI面积为100～110mm2，测量出CT值、标准差(S)、信噪比(SNR)，标准差即为噪声值。信噪比(SNR)由以下公式计算得出：信噪比(SNR)=ROI平均CT值/同区域标准差(SD)。

1.4.2主观评价请本科具有10年胸部CT阅片经验的中级以上职称的医师进行阅片评估，参照IQS标准分别对支气管血管束、肺组织噪声、肺门大血管、心包及纵隔结构边缘等进行评分。评分范围0～5分，分值越高表明图像质量越好[2]。

1.5统计学分析详细记录数据，应用统计学SPSS 20.0对数据资料进行处理与分析，对辐射剂量、噪声值、信噪比及图像质量主观评分，每个参数的两组数据之间进行t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1客观评价结果

2.1.1辐射剂量各参数的比较有效辐射剂量实验组较对照组降低78%，差异有统计学意义，P<0.05。见表1。

2.1.2噪声值(S值)比较实验组升主动脉、降主动脉及肺组织噪声值较对照组均有所升高，实验组升主动脉及降主动脉两组数据差异均具有统计学意义(P<0.05)，肺组织噪声值差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

2.1.3信噪比的比较实验组升主动脉、降主动脉及肺组织的信噪比较对照组均有所降低，实验组三组数据差异均无统计学意义(P>0.05)。见表3。

2.2主观评价结果两组图像利用盲法请两位医师进行评估分级，两位医师对对照组图像质量评价均为优(图1)，对实验组图像大部分图像肺野显示清晰，对比度良好，纵隔间隙层次清晰(图2)，整体评价实验组图像，均在4分以上，两位医师最终评定结果较为一致，两位医师整体评价图像质量差异均无统计学意义(P>0.05)。见表4。

表1　两组受检者辐射剂量各参数结果±s，mGy)

表2　两组受检者噪声值的比较±s)

表3　两组受检者信噪比的比较±s)

表4　两组受检者图像质量评分的比较

图1　男，36岁，BMI18.9kg/m2，传统扫描方法图像

图2　男，38岁，BMI21.1kg/m2，低电压flash模式80kV联合迭代算法扫描图像，左图清晰显示右肺上叶前段索条状阴影，右图清晰显示纵隔内气管隆突下钙化灶

3　讨论

双源CT Flash模式是一种新型双源CT特有的图像采集方式，两套图像采集系统呈93°装置，具有以下特征：一时间分辨率高，二可以大螺距扫描，Pitch可达3.4。大螺距是一种针对双源CT发展起来的特殊的炫速图像采集方式[3]。Flash模式采集时两套球管及探测器组合同时工作，各自独立发射及接受射线，独立完成图像处理，在图像重建时既可重建出两组图像，亦可重建出一组融合的图像，后者两套采集系统旋转1/4周即可完成一次数据采集，获得的两组数据经过计算机运算，可融合为一组图像，相当于单源CT旋转1/2周所获得的图像，进床速度快，可为45cm/秒，时间分辨率提高一倍[4]。迭代重建(Iterative Reconstruction, IR)曾是世界第一台CT的重建算法，其原理为首先对X线光子分布进行原始评估，在此基础上估算每个投影方向上探测器获得的可能计数(即正投影)，再将正投影数据与探测器实际采集的投影数据进行比较，用于更新原始估计数据。不断重复此过程，直至下一次迭代结果无限接近。由于其重建时间长及重建构建复杂，早期的IR仅用于PET和DPECT等核医学领域[5]。理论上，迭代算法在降低图像噪声的同时能保持空间分辨率[6]。文献报道[7]，迭代算法在降低图像噪声的同时可使辐射剂量降低32%～65%。基于原始数据的迭代重建(SAFIRE, Sinogram-affirmed iterative reconsruction)是一种新型的重建技术，SAFIRE利用原始数据，通过分析来评估图像每一个体素中的噪声部分，然后将噪声去除，同时也利用原始数据进行图像空间分辨率的提高[8]。机器设备SAFIRE提供1～5五等级，本次研究采用3等级。

胸部CT检查降低辐射剂量的方法通常有三种：①降低管电流。管电流与辐射剂量成线性关系，低管电流扫描主要影响低对比度分辨率。②增大螺距。大螺距扫描可以减少扫描时间。③降低管电压。低电压扫描会使X线的穿透力下降，造成图像噪声升高，图像质量降低。相关研究显示[9]，低管电压(80kV)较140kV管电压辐射剂量减少81%，因此降低管电压可以有效降低辐射剂量，另一方面，管电压的减低，会使影像学图像质量减低，难以获得高质量的图像，影响疾病的诊断。多项研究表明[10-13]，迭代重建技术可降低图像噪声，即可减少辐射剂量，又能提高图像质量。本研究是在flash模式下减低管电压扫描，应用迭代重建技进一步优化图像。通过对图像质量进行评估，结果表明能达到诊断需求。从客观上分析，肺组织噪声值及信噪比平均值变化较小(表2、表3)，肺组织的噪声值及信噪比P值均大于0.05，说明该项检查对肺组织的显示无明显影响。纵隔内结构对主动脉的显示，升、降动脉的噪声值均有所增加，信噪比平均值均有减小，结果显示噪声P值小于0.05，信噪比P值大于0.05，说明该项检查对纵隔结构的显示有一定的影响。从主观上分析，整体图像质量良好(表4)，能够满足临床诊断需求，且辐射剂量大大减少(表1)。双源CT flash模式扫描速度快，80kV的管电压可使辐射剂量降低，迭代重建可保证图像质量，该种扫描方法可以缩短检查时间，减少对受检者的辐射危害，可用于婴幼儿及危重患者等配合不佳患者检查，还可作为肺癌高危人群的普查。

但本研究尚有一定局限性，如未进行肺尖部、肺底部及胸壁组织的测量分析，未对BMI进行分组研究；迭代重建技术SAFIRE选用3级，未对1、2、4、5级进行分析，上述问题将在以后的研究中进一步讨论，其次本次研究样本量较少，还需增大样本量进一步研究论证。

综上所述，双源CT flash模式80kV管电压扫描联合迭代技术较清晰的显示肺部及纵隔结构，且辐射剂量大大减低，可在临床临床工作中推广应用。

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