不同前置ASIR-V水平扫描在腹部CT检查优化图像质量和降低辐射剂量中的应用

郭玉峰，王丽琴，哈若水

近年来，随着多层螺旋CT 技术的发展，特别是后64 排CT 的飞速发展，CT 在临床中的应用急剧增加，尤其在腹部检查，CT 显示出明显优势。但是由于在腹部要进行大范围、多期相扫描，患者接受的辐射剂量也大幅度增加。有研究显示，当成人腹部CT检查辐射剂量达到10 mSv 时，致癌风险将会相应增加1/2 000［1］。所以，优化CT 扫描参数，选择合理的扫描方案，既能保证图像质量，又能减少患者辐射剂量尤为重要。目前最常使用的扫描方式是低剂量扫描，即通过降低管电压，采用自动管电流模式，结合扫描后迭代重建技术，可以有效降低图像噪声和对患者的辐射剂量。GE Revolution CT 的自适应统计迭代重建V（ASIR-V）技术则是通过选择不同ASIR-V水平进行扫描，从而达到降低图像噪声，优化图像质量，降低辐射剂量。本研究拟通过研究Revolution CT 比较腹部不同期相分别采用不同ASIR-V 水平扫描时的图像质量、辐射剂量，探讨Revolution CT ASIR-V 技术在降低噪声和辐射剂量，以改善图像质量的能力。

1 资料与方法

1.1 一般资料：本实验选取2016 年3－9 月临床拟行腹部检查的34 例患者运用ASIR-V 行增强CT 检查。入组病例中男25 例，女9 例，年龄34～84 岁，中位年龄56 岁。患者均行腹部平扫、动脉期、门静脉期3 期扫描。平扫期使用0% ASIR-V 水平扫描，动脉期使用30% ASIR-V 水平扫描，门静脉期使用50%ASIR-V 水平扫描。实验获得医院伦理委员会批准并在其监督下进行，所有患者均签署知情同意书。

1.2 扫描技术：采用GE Revolution CT 的迭代软件ASIR-V 进行扫描，3 期扫描使用不同迭代ASIR-V技术。患者取仰卧位，先做腹部屏气定位像及CT 平扫，平扫采用0% ASIR-V 水平方案；注射对比剂后行动脉期、门静脉期扫描，动脉期扫描使用自动触发技术，在膈顶水平主动脉放置触发感兴趣区，动脉期扫描使用30% ASIR-V 水平方案；于注射对比剂65 s后行门静脉期扫描，选用50% ASIR-V 水平扫描。3期扫描参数：管电压120 kV，选择自动管电流调节技术（200～500 mA），噪声指数为7（NI=7），螺距0.09。对比剂选用非离子型对比剂剂欧乃派克350 mgI/mL，注射使用高压注射器，注射速率3.5 mL/s，经肘正中静脉注入，总量80 mL，之后追加30 mL 生理盐水。

1.3 噪声定量计算：分别测量平扫、动脉期、门静脉期相对应位置的噪声。分别选取肝门水平椎旁肌、肠系膜上动脉开口水平椎旁肌及前腹壁脂肪作为感兴趣区（ROI）测量不同期相图像噪声[2]，对比图像质量。ROI 面积为200 mm2。

1.4 放射剂量测量：比较0%、30%和50%水平ASIRV 技术扫描所得各期CT 剂量指数（CTDI），CT 剂量长度乘积（DLP）及有效辐射剂量（ED）数值，评价患者的辐射剂量。采用公式：ED=DLP×k，计算患者有效辐射剂量［k=0.015 mSv/（mGy·cm）］。

1.5 统计学方法：应用SPSS 19.0 统计学软件进行分析，采用完全随机设计的方差分析分别比较平扫、动脉期、门静脉期3 组间图像噪声及辐射剂量（CTDI，DLP，ED）差异，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

0% ASIR-V 水平扫描和50% ASIR-V 水平扫描的图像噪声比较差异有统计学意义（P ＜0.05）；50% ASIR-V 水平扫描可以降低图像噪声，提高图像质量。50% ASIR-V 水平扫描CTDIvol、DLP 和ED与0% ASIR-V 水平扫描比较差异有统计学意义（P＜0.05）；50% ASIR-V 水平扫描CTDIvol、DLP 和ED 值较0% ASIR-V 水平扫描分别降低21.1%、25.1%及25.2%。30% ASIR-V 水平与50% ASIR-V水平扫描时，CTDIvol、DLP 和ED 比较差异有统计学意义（P＜0.05）；50%ASIR-V 水平各值较30%ASIR-V水平分别降低15.9%、18.6%和18.5%。0% ASIR-V水平和30% ASIR-V 水平比较，DLP 和ED 差异无统计学意义（P ＞0.05），见表1 与图1-图3（目录后）。

表1 不同ASIR-V水平CT噪声、CTDIvol、DLP和ED的比较（±s）

表1 不同ASIR-V水平CT噪声、CTDIvol、DLP和ED的比较（±s）

3 讨论

CT 设备的发展及扫描技术的改进，以及CT 在腹部应用中的优势，使得其被越来越多的应用到临床的疾病诊断中。在不少有关体模研究中已证实，ASIR-V 可以降低辐射剂量，提高图像质量［3］。但是由于腹部组织结构的特殊性，以及CT 扫描时扫描范围较大，而且往往需要进行多期扫描，这就决定了患者在腹部检查时不可避免地接受到较大的辐射剂量，辐射剂量的增加可能诱发各种恶性肿瘤［4］。进行腹部CT 多期扫描时，如何在既满足临床诊断要求，保证图像质量的情况下，又能最大可能地降低辐射剂量，为多数医生及科研工作者所关注。临床常使用降低管电流的方法来降低CT 扫描辐射剂量，但以前FBP 的重建算法限制了管电流的降低，而且降低扫描条件时，由于腹部实质脏器对比度较差，会导致CT 图像噪声增加，图像质量下降，影响临床诊断结果。而为了保证诊断需要，患者所接受的辐射剂量将大幅度增加。近年来采用的迭代重建算法能够在扫描时考虑到焦点的大小、图像体素等多个因素［5］，可选择性地去除噪声，获取满足诊断的扫描图像。但以前的迭代重建是在扫描后利用ASIR 对扫描数据进行重建算法而得到满足临床的图像，无法在扫描时将ASIR 技术运用到扫描中。GE 公司最新推出的ASIR-V 技术，则是可预设置不同水平前置ASIRV［6］，扫描时利用自动管电流结合不同的ASIR-V 水平进行扫描，在保证得到原有的图像质量前提下，可以直接大幅度降低辐射剂量。Desai 等［7］对23 例腹盆部患者行低剂量CT 扫描结合迭代重建算法后发现，与FBP 技术相比，ASIR 及IRIS 可将辐射剂量分别降低24%、10%，但也不影响图像质量。

柴亚如、杜海等研究认为40%的前置ASIR-V时，图像质量最佳［8，12］。本研究表明，在图像噪声方面，与相当于常规剂量组的0% ASIR-V 水平扫描相比，30% ASIR-V 水平与50% ASIR-V 水平扫描可以提高图像质量。随着ASIR-V 水平的升高，图像噪声降低，图像质量提高，但30% ASIR-V 水平与0%ASIR-V 水平扫描比较无统计学差异。50%ASIR-V水平扫描在3 组中最好，图像噪声最低，图像质量最好。在降低辐射剂量方面，0% ASIR-V 水平和30%ASIR-V 水平比较，降低辐射剂量方面没有明显差异；50% ASIR-V 较0% ASIR-V 和30% ASIR-V 水平扫描分别降低25.2%和18.5%；与0%ASIR-V 水平和30% ASIR-V 水平相比，50% ASIR-V 水平扫描均可显著降低CTDIvol、DLP 和ED，差异有统计学意义。本研究显示，50%ASIR-V 水平腹部多期扫描可以在降低图像噪声，提高图像质量的同时，还能大幅降低扫描辐射剂量。可以运用于腹部CT 多期的低剂量扫描，特别是大范围的腹部扫描。

本研究的不足：①因本研究比较的是同一患者不同期相的噪声、图像质量及辐射剂量，以寻找合适的ASIR-V 水平扫描方案，而没有比较不同患者、不同性别及不同体重指数患者间各数值的差异。袁肖娜等［9］认为，在辐射剂量方面，低剂量男性组降低的幅度高于低剂量女性组。Prakash 等［10］通过对不同体重指数患者在降低辐射剂量差异程度时进行比较发现，当患者体质量介于61～90 kg 时，CTDIvol 降低程度最多；而体质量＞90 kg 组患者，辐射剂量降低幅度最少。作者认为，进行低剂量扫描时，体质量介于61～90 kg 组的噪声指数值增加的幅度最大，而辐射剂量与噪声指数的平方根成反比［11］，因此该组降低的程度最大。②由于样本量较小，本研究没能区别腹部不同脏器、不同性质的疾病、不同扫描部位间采用不同ASIR-V 水平扫描的差异。Hara 等［13］在利用迭代重建行腹部增强检查发现，辐射剂量因患者的体质量指数不同可降低32%～64%。Flicek 等［14］在对体模及18 例行CT 结肠成像检查患者的研究［15］证明，应用迭代重建技术可使辐射剂量减低50%而对图像质量不产生显著影响。在继续扩大样本量的情况下，今后将进行相关方面的研究。③本研究只比较了0%、30%和50%ASIR-V 水平扫描的差异，没有比较其他水平的ASIR-V。本组研究结果显示，50%ASIR-V 水平低剂量CT 扫描不仅可以降低扫描辐射剂量，而且可以提高图像质量，降低噪声，ASIR-V 低剂量CT 扫描还可以很好地应用于腹部检查，特别是大范围、多期相腹部的扫描。