256 层螺旋CT 低剂量扫描联合迭代重建在头颈部CTA 中的初步应用

王娈鸾，张广兵

（苏州市立医院东区放射科 江苏 苏州 215000）

随着社会发展、老龄人口的增多，血管性疾病越来越多的出现并成为威胁人类健康的第一大疾病种类，与此同时随着CT 技术的发展使得CTA 检查在头颈部血管疾病的诊断中发挥越来越重要的作用。然而相对于其他检查技术而言，CT 检查中的辐射问题越来越受到公众及医学界的重视，一直限制其大规模广泛应用，如何能在尽量降低受检查者接受的辐射剂量的同时又能更好的对于疾病进行诊断成为当前头颈部CTA 检查研究中的一个重要方面。现阶段计算机技术的飞速发展，使得需要较大计算量的迭代重建（iterative reconstruction，IR）技术在实际临床的常规检查中应用成为可能，通过一系列研究也使得其在众多CT 重建方法中越来越表现出其优越性。本次研究，力图通过比较常规的滤波反投影重建（filtered back projection，FBP）技术与迭代重建技术在256 层螺旋CT头颈部CTA 低剂量扫描检查中重建出的图像质量的差异显著性，探讨将来可能应用迭代重建技术，以使得在本检查中降低受检者接受辐射剂量同时满足图像诊断要求的应用成为可能。

1 资料与方法

1.1 临床资料

收集2018 年1 月至2019 年1 月于我院256 层螺旋CT 机上行低剂量头颈部CTA 检查的患者72 例，回顾性分析其临床资料及影像学检查资料。本组入选的72 例患者中，其中男46 例，女26 例；年龄35 ～59 岁，平均年龄51.6±6.1岁；受检者临床主要症状为头晕，部分患者表现为呕吐、耳鸣等。排除标准为，如患者检查中过度躁动、扫描区金属伪影、过于肥胖以及检查结果中头颈部任何一个大血管分支重度狭窄、急性脑梗塞等情况均作为筛选的排除标准，予以排除。所有受检者检查前均签署知情同意书。

1.2 检查方法

本研究所采用的检查仪器为256层螺旋CT扫描仪（iCT Philips），参考以往文献研究，本次所采用的低剂量扫描参数设置为：管电压80kV，管电流采用自适应管电流，管电流参考标准采用其中的较低数值为150mAs，层厚设置为0.625mm，螺距为1，扫描视野为450mm×450mm，图像采集矩阵为512×512。所有受检患者体位均采用头先进，仰卧位于检查床，两手交叉放于头上。扫描范围为主动脉弓下缘水平至顶骨处。碘造影剂的选择：采用碘普罗胺（优维显）330 非离子型造影剂。使用双筒高压注射器两期团注方案，右肘静脉留置针方式。具体方案为首先团注造影剂80ml 紧接注射生理盐水50ml，速度相同均为5ml/s。检查过程中均采用智能阈值触发模式，监测点置于升主动脉出口水平，阈值设置为130Hu，触发延时时间设置为10s，扫描延迟时间为5s。

1.3 图像后处理及评价

对受检患者CT 扫描仪器所得到的原始数据，进行两次范围、kernal 值等其他参数相同的图像重建，分别进行滤波反投影重建和迭代重建两种技术，横断位重建图像层厚均为0.625mm，两种重建技术重建图像均导入Philips Brilliance Workspace 工作站，在其子选项栏目中利用AVA 血管分析软件对两种重建方法的图像进行后处理，后处理方式包括多平面重组、最大密度投影、容积重现等一系列常规重建方式，显示颈脑动脉血管主干及分支。

主观图像质量评价采用盲法评估，由两位高年资副主任医师分别独立进行，然后进行比对，遇有不一致者经过协商达成相同意见。对于颈部动脉CTA 血管重建图像的质量评价，标准定为颈总动脉远端的显示清晰度为标准，脑部动脉CTA 血管图像的评价标准为大脑中动脉M1 段的显示清晰度为标准。将CTA 图像中标定的血管的显示清晰度分为五级：5 级，CTA 图像中动脉血管主干及分支显示清晰，血管边缘光滑、锐利，无伪影且与邻近组织分界清晰，据此标准图像评分为5 分；4 级，CTA 图像中血管主干显示较好，分支显示较好，血管边缘处有轻度伪影，符合次标准评分为4 分；3 级，动脉血管主干显示较好，分支血管显示相对较差，血管边缘处模糊、有较多伪影，以此评分为3 分；2 级，动脉血管主干显示尚清，血管边缘不清，腔内造影剂可见，分支血管模糊不清，本阶段的图像质量评分为2分；1级，图像中所显示的动脉血管主干显示不佳，分支不可见，血管边缘伪影较多影响血管狭窄度判断，不符合影像诊断标准。

1.4 统计学方法

采用配对样本非参数秩和检验（Wilcoxon 检验），分别对两种重建方法的颈部、脑部图像血管清晰度差别进行统计分析。统计学差异有显著性定义为P ＜0.05。统计计算软件采用SPSS25.0 软件。

2 结果

对颈部动脉CTA 检查患者的图像质量主观评分，滤波反投影重建方法的平均图像评分为4.44±0.63，迭代重建算法的平均图像评分为4.46±0.67；二者差异显著性统计分析P 值为0.89，P ＞0.05，两组间图像质量评分无明显统计差异性，故认为对于颈部动脉CTA 低剂量检查使用滤波反投影重建方法与迭代重建算法重建图像质量无明显差别。

对于脑部动脉CTA 检查者的图像质量主观评分，滤波反投影重建方法的平均值为4.25±0.69，迭代重建算法的平均值为4.46±0.63；两者的差异显著性统计分析P 值为0.028，P ＜0.05，两组间图像质量评分有统计学差异性，故认为对于脑动脉CTA 低剂量检查使用迭代重建算法的所得动脉图像质量要优于滤波反投影算法。

3 讨论

近年来，随着社会发展及人口老龄化，心血管疾病的发病呈现明显的增长，而其中的颈脑血管问题呈现越来越年轻化，发病率逐步提升。对于颈脑血管疾病的检查，由于CT 技术的发展而逐渐由以超声检查为主过渡为CTA 检查为主，但是CT 检查中始终不可避免的一个问题就是辐射问题。现代CT 技术的发展使得其对颈脑部血管CTA 检查成为了一项常规，但如何在保证成像质量的前提下有效的减少受检者所接受的辐射剂量逐渐成为人们日益关注的问题[1,2]。

计算机技术的发展，使得CT 图像重建技术中的迭代重建算法越来越受到重视，迭代重建算法相对于目前常规的“金标准”滤波反投影算法有着较多的有点，但其由于需要较大的计算量，所以受制于计算机技术的限制一直未能得到重视[3,4]。迭代重建技术相对于滤波反投影重建技术，需要较小的信号值便可以得到较清晰的图像，从而可以在保证图像诊断质量的前提下通过降低CT 检查中的管电压、管电流等参数，使得受检患者在接受检查中的辐射剂量得到一定降低[5,6]。

头颈部动脉血管联合扫描CTA 检查对于CT 扫描仪的要求较高，由于其身体部位扫描范围跨越较大，头颅、颈部、胸部三个部位的身体组织的差异性较大，而头颈部动脉血管部分贴近骨组织、部分血管较为纤细，从而在诊断层面上对图像质量提出了更高的要求[7,8]。

在目前的CT 检查中患者接受的辐射剂量的大小相关影响因素主要以下几个方面为主：管电压、管电流、扫描时间。CT 检查中患者接受的辐射剂量，与管电压的平方呈正比关系，而与管电流及扫描时间二者间呈正比关系，从而可以得到降低管电压可以相对更加有效地降低受检者所接受的辐射剂量[8,9]。

CTA 检查中普遍应用的造影剂是含碘造影剂，依靠其中的有效成分碘原子。碘原子的K 界值为33.2KeV，通过以往的研究发现，降低CT 检查管电压至80kV 时，发出的X 射线与碘原子的K 界能量可以进行更好的匹配，使得碘原子可以吸收更多的X 线光子，从而更好地达到使用含碘造影剂对血管进行显示的目的。

故而在本研究中我们使用降低管电压至80kV，而由于颈脑部动脉血管扫描范围相对较大，各部位组织差异性较大，使得采用恒定管电流不合适，故而我们采用动态自适应法管电流，在这其中选取较低参考值，从而尽量降低管电流，进而有效减少患者的辐射剂量[10]。在此基础上本次研究所采纳的检查资料中通过滤波反投影法及迭代重建技术重建的图像均达到了诊断要求。

通过本研究中得出的数据明确反映出，在本组条件下低剂量扫描CTA 检查对于颈部动脉血管的显示，滤波反投影法与迭代重建算法二者得到的图像质量无明显差别；而对于脑动脉血管显示的图像质量，以上两种重建方法有统计学差异，迭代重建算法相对于滤波反投影重建算法得到了更高质量的图像。这可能是由于颈动脉血管较粗大，两种重建方法得到的图像质量均较好，而差异性主观而言有所降低。而脑血管相对较细，对于重建方法的要求较高，不同重建方法对于脑血管图像质量差异相对明显。由此进一步推断出迭代重建算法相对滤波反投影重建对于细节、微小血管的显示相对较好。

综上所述，本研究通过对256 层螺旋CT 头颈部动脉血管CTA 低剂量扫描检查中两种重建方法所得到的图像质量进行了比较，迭代重建算法相对于传统的滤波反投影重建算法可以提高图像质量，从而在有效降低患者接受辐射剂量的前提下，进行头颈部动脉血管CTA 检查。本研究作为一项对减少CT 检查辐射剂量的初步探讨，目前尚且存在一定不足，例如样本量较小、单一仪器等存在的偏差，可待以后的研究中予以补足。