低剂量自适应统计迭代重建技术对泌尿系统结石图像质量的影响

广东省深圳市龙华区人民医院医学影像科 (广东 深圳 518109)

曾剑兵 刘仁伟 方进智 吴志清 梁瑞金 陈 熙

泌尿系统结石为常见病[1-2]，超声及CT平扫作为临床主要的检查方法均广泛应用于临床。超声对泌尿系敏感性高、可发现细小结石及X线阴性结石，但其局限性在于无法明确输尿管结石的有无、位置、范围[3-5]。CT在观察泌尿系统结石方面具有快速成像、观察全面的特点，特别对超声无法明确的输尿管结石有重要的诊断意义，但CT存在放射性辐射、患者接受度及可重复性相对减低，低剂量CT及迭代重建技术的出现突破了这一瓶颈，有望成为既能快速、全面诊断泌尿系结石又显著降低辐射剂量的新方法[6-10]。本研究为明确低剂量条件下自适应统计迭代重建技术对泌尿系统结石图像质量的影响，对一组泌尿系统结石患者进行低剂量扫描，同时对另一组基本情况相似的泌尿系统结石实施常规剂量扫描，分析2组图像质量、辐射剂量、图像噪声的差异，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 本组泌尿系统结石患者共88例，按照螺旋CT扫描辐射剂量不同分成研究组、对照组，均44例，其收治时间：2016年1月至2018年1月。研究组中男24例，女20例；年龄为26～75岁，平均年龄为(54.29±7.65)岁；体重指数是19～33Kg/m2；对照组中男23例，女21例；年龄为27～75岁，平均年龄为(54.45±7.15)岁；体重指数是20～33Kg/m2；2组患者体重指数、性别分布以及年龄等无差异(P＞0.05)。

1.2 纳入与排除标准 (1)纳入标准：①临床资料完整；②存在腹背部疼痛、血尿、尿急等症状，并经临床症状与体征、病史询问以及各种影像学检查明确诊断为泌尿系统结石；(2)排除标准：①扫描期间配合行为较差者；②意识不清或存在沟通功能障碍者。

1.3 检查方法 2组患者均接受螺旋CT扫描检查，即应用GE Revolution能谱CT扫描；在扫描前30min饮用水300mL，随后开始扫描：保持仰卧位，从患者胸12椎体水平开始到耻骨联合下缘部位，期间叮嘱患者屏息。管电压设置为120kV，应用自动毫安调节技术，旋转时间是每圈0.5s，管电流范围是10～400mA，螺距是1.375:1；其中研究组患者应用低剂量螺旋CT扫描，期间噪声指数设为25；对照组患者应用常规剂量螺旋CT扫描，期间噪声指数设为13。

研究组、对照组患者均应用滤过反投影技术、自适应统计迭代重建技术进行图像重建，图像应用1.25mm层厚，而自适应统计迭代重建技术权重依次设为20%、40%、60%、80%，共获得十组图像，在GE AW4.6工作站进行图像测量。由两名腹部影响诊断经验超过5年的医师评估图像，观察结石数量、大小、位置、图像质量、图像噪声等，期间若有不一致意见时，则通过协商而达成一致；

1.4 观察指标 (1)统计2组患者的图像质量评分，评估其不同剂量条件下的图像质量；图像质量评价标准如下：①图像噪声大，结构显示模糊，伪影重，完全无法满足临床诊断，为1分；②图像噪声大，大部分结构显示模糊，无法满足临床诊断，为2分；③图像噪声一般，部分结构显示不甚清晰，但基本满足临床诊断，为3分；④图像噪声尚可，且结构组织显示清晰，可满足临床诊断要求，为4分；⑤图像噪声较小，结构显示清晰，完全可满足临床诊断，为5分；(2)统计2组患者在螺旋CT扫描时的噪声水平；其中，噪声水平计算方法：选取患者体表脂肪层、肝右叶、腰大肌作为感兴趣区域，大小设为70～110mm2，记录其感兴趣区域CT值标准差，作为图像噪声水平，计算脂肪层、肝右叶、腰大肌扫描时噪声水平平均值；(3)统计2组患者螺旋CT扫描期间的辐射剂量；辐射剂量计算方式为，记录2组患者CT容积剂量指数和剂量长度乘积，计算其有效辐射剂量，公式如下：辐射剂量=剂量长度乘积*转换因子(腹部常规转换因子为0.015)。

1.5 统计学方法 SPSS 20.0统计学软件：计量资料用()表示，对比则实行t检验；若存在统计学差异，则以P＜0.05描述。

2 结 果

2.1 图像质量 研究组患者应用不同权重的自适应统计迭代重建技术重建图像质量评分，均高于对照组，且均有统计学差异(P＜0.05)，见表1。

2.2 噪声水平 研究组患者经不同权重自适应统计迭代重建技术重建的图像噪声水平与对照组相比均无统计学差异(均P＞0.05)，见表2。

2.3 辐射剂量 研究组患者平均辐射剂量是(1.7±0.2)mSv，对照组患者平均辐射剂量是(5.8±1.1)mSv，比较有统计学差异(t=24.325，P=0.000)。

3 讨 论

泌尿系统结石作为泌尿外科多发病、常见病，临床常采用CT检查明确诊断。如何减少泌尿系统结石患者在螺旋CT扫描检查中的辐射剂量，已成为诊断医师与患者关注热点问题之一[11]。现阶段，降低管电流是减少螺旋CT扫描辐射剂量的常用手段之一，既往多采取固定管电流，而自动管电流调节技术作为一种前瞻性剂量调控技术，可通过预设噪声指数完成辐射剂量调节，即在提升图像噪声水平的同时，降低辐射剂量，其图像重建速度极快，现已成为重建螺旋CT图像的金标准。但低剂量的螺旋CT扫描增加了图像噪声，容易产生伪影，降低了Z轴上图像空间分辨率大幅度，严重影响图像质量，增加小病灶遗漏风险[12-13]。相比之下，自适应统计迭代重建技术作为一种通过迭代方式抑制噪声、提升图像质量质量的新技术，可克服自动管电流调节技术上述缺陷，获得清晰的图像[14]。自适应统计迭代重建技术充分考虑到了数据统计的噪声性质，应用迭代方式于原始数据空间进行抑制，从而在不影响图像空间分辨率前提下，降低图像噪声，获得清晰图像[15]。本研究结果提示：研究组患者在不同权重的自适应统计迭代重建技术重建下的图像质量评分高于对照组，可见应用自适应统计迭代重建技术，能够在低剂量条件下获得高质量的泌尿系统结石图像；同时，研究组、对照组在不同权重自适应统计迭代重建技术下的图像噪声无差异，可见自适应统计迭代重建技术可在低剂量条件下降低图像噪声；此外，研究组辐射剂量明显小于对照组，可见自适应统计迭代重建技术在低剂量条件下不但能够获得高质量的泌尿系统结石图像，还可减小螺旋CT扫描所致辐射，值得推广。

表1 2组患者的图像质量评分差异比较(分，)

表1 2组患者的图像质量评分差异比较(分，)

组别 权重20% 权重40% 权重60% 权重80%研究组(n=44) 4.3±0.3 4.4±0.3 5.0±0 5.0±0对照组(n=44) 3.0±0.5 3.5±0.4 4.0±0.4 4.2±0.4 t 14.789 11.940 16.583 13.266 P 0.000 0.000 0.000 0.000

表2 2组患者在螺旋CT扫描期间的噪声水平比较(HU，)

表2 2组患者在螺旋CT扫描期间的噪声水平比较(HU，)

组别 权重20% 权重40% 权重60% 权重80%研究组(n=44) 23.6±2.2 21.3±2.4 22.5±1.9 30.1±2.6对照组(n=44) 23.1±2.0 20.9±2.1 21.9±1.7 29.8±2.4 t 1.116 0.832 1.561 0.562 0P 0.134 0.204 0.061 0.288

综上，自适应统计迭代重建技术能减少图像噪声，使低剂量条件下对泌尿系统结石成像成为可能，可在满足诊断要求的前提下减少噪声，明显降低辐射剂量。