肝脏CT增强扫描中不同噪声指数(NI)联合迭代重组算法对肥胖患者CT图像质量的影响

山东省青岛市中心医院放射科(山东 青岛 266042)

陈 雷 李高宏 虎 支马盖珺 张伟红

随着螺旋CT在临床广泛应用，临床越来越关注其引起的电离辐射危害[1]，降低被检者辐射剂量是医学影像工作者共同追求的目标[2]，尤其在肝脏CT增强检查患者中，需要多期扫描，患者接受的辐射剂量较大，制定合理扫描方案减少其辐射剂量尤为重要。噪声指数(noise index，NI)为控制管电流输出的重要指标，反映了图像质量水平，依据扫描期时相选择合适NI为自动管电流调制技术(ATCM)合理应用的关键所在[3]。迭代重组算法有助于降低因管电流减少所致的图像量子噪声，提高图像质量[4]。本文主要分析肝脏CT增强扫描中设置不同NI指数联合迭代重组算法对肥胖患者CT图像质量的影响，结果如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2016年5月至2018年6月我院拟行肝脏CT增强扫描的肥胖(BMI指数≥28kg/m2)患者84例，纳入标准：(1)均神志清晰，可屏气接受肝脏CT增强检查；(2)自愿参与本研究，且被告知并签署碘剂应用知情同意书与检查失败同意书。排除标准：(1)神志不清或扫描时呼吸不配合者；(2)存在碘剂过敏史或合并严重心、肝、肾功能衰竭者；(3)扫描野内存在金属植入者。依据ATCM技术设定N1组(NI=11)、N2组(NI=13)、N3组(NI=15)、N4组(NI=17)各21例，四组一般资料比较差异无统计学意义(P＞0.05)，见表1。

1.2 方法 以此NI对25例患者进行检查，影像质量主观评分5分，证实该NI仍有上升空间，因此将N0、N1、N2、N3组的NI分别设为11、13、15、17，管电流50～650mAs，管电压120kVp，螺距0.984：1，机架旋转0.6s/周，层厚5mm，层间距5mm，DFOV 36cm，动脉期应用对比剂跟踪技术，感兴趣区(ROI)接近腹主动脉近肝门处，自动触发阈值100HU，静脉期于动脉期扫描后30s进行，延迟期在静脉完成后90～120s进行，以Nemoto双筒高压注射器(日本)经肘正中静脉以3.0ml/s速率注入碘佛醇对比剂0.8ml/kg，后以相同速率注入生理盐水。对所有图像应用50% ASIR重建，记录其CTDIvol、DLP，并参照May等[5]提出的方法计算ED。

1.2.2 图像质量评估：(1)主观评估：由2名具有主任医师职称从事腹部影像诊断的放射科医师以双盲法对图像质量进行评估，评分标准[6]：图像质量好，噪声小，基本无伪影，达临床诊断要求记5分；图像质量良好，噪声小，有少量伪影，达临床诊断要求记4分；图像质量、噪声及伪影情况一般，基本达临床诊断要求记3分；图像质量差，存在较大噪声及较多伪影，未达临床诊断要求记2分；图像质量较差，存在严重噪声与伪影，无法用于临床诊断记1分，评分≥3分为达临床要

1.2.1 检查方法：检查前禁食4h，检查前1h及检查后嘱患者多饮水，服用二甲双胍类药物者停药2d后方可进行检查。采用Discovery CT 750 HD能谱CT扫描仪(美国GE公司提供)及AW 4.5工作站，患者仰卧于CT扫描床，头先进，双臂上举，经肘正中静脉提前预置密闭式静脉0.9mm×25 mm留置针，扫描范围(150mm～220 mm)：肝顶至肝脏下缘，应用GE公司ATCM技术中联合调制技术3D Smart mA即Auto mA(Z轴调制)与Smart mA(X-Y调制)联合应用，厂家推荐肝脏CT增强扫描NI为10，求。(2)客观评估：在肝脏CT增强动脉期、静脉期、延迟期横断面图像上，以大小为18～22mm2的ROI区测量所有图像肝门层面肝左内叶、左外叶、右前叶、右后叶CT值均值(信号值，CT)及标准差(噪声值，SD)，测量同一层面右侧竖脊肌CT值同前腹壁皮下脂肪CT值的标准差，记录信噪比、对比噪声比，信噪比=CT肝脏/SD肝脏，对比噪声比=(CT肝脏-CT整脊肌)/SD腹壁脂肪。

表1 四组一般资料比较

表2 四组图像质量评分比较(±s,分)

表2 四组图像质量评分比较(±s,分)

注：与N1组比较，*P＜0.05；与N2组比较，#P＜0.05；与N3组比较，▲P＜0.05。

组别 动脉期 静脉期 延迟期N1组(n=21) 4.43±0.42 4.42±0.46 4.43±0.45 N2组(n=21) 4.12±0.43* 4.38±0.46 4.34±0.45 N3组(n=21) 4.09±0.42* 4.25±0.43 4.25±0.43 N4组(n=21) 3.54±0.39*#▲ 3.77±0.40*#▲ 3.70±0.40*#▲χ2/F值 16.679 9.773 12.075 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

表3 四组客观评价指标比较

1.3 统计学方法 采用SPSS19.0软件处理数据，计数资料以%表示，采取χ2检验，计量资料以(±s)表示，四组间主观评分及客观评价指标、辐射剂量比较采用单因素方差分析及LSD-t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 四组图像质量评分比较 随NI增加，患者在肝脏三期CT增强扫描中图像质量评分均减少，N4组各期评分最低，N1组评分最高，N4组动脉期、静脉期、延迟期的图像质量评分与N1组、N2组、N3组差异均有统计学意义(P＜0.05)，N2组、N3组动脉期图像质量评分低于N1组(P＜0.05)，其余组间差异无统计学意义(P＞0.05)。见表2。

2.2 四组客观评价指标比较 动脉期N1组、N2组信噪比、对比噪声比差异无统计学意义(P＞0.05)，其余组差异有统计学意义(P＜0.05)，静脉期、延迟期N4组的信噪比、对比噪声比低于N1组、N2组、N3组(P＜0.05)，其余组两两比较差异无统计学意义(P＞0.05)，且同组内，静脉期与延迟期的信噪比、对比噪声比均高于动脉期(P＜0.05)。见表3。

2.3 四组辐射剂量比较 随NI增加，CTDIvol、DLP、ED有下降趋势，N3组CTDIvol、DLP低于N1组，N4组CTDIvol、DLP低于N2组，N1组ED高于N2组、N3组、N4组(P＜0.05)，N2组、N3组、N4组的ED分别较N1组下降25.39%、28.04%、30.53%，N2组、N3组、N4组的ED比较差异无统计学意义(P＞0.05)。见表4。

表4 四组辐射剂量比较

图1-3 同一患者的肝脏CT增强扫描图像，男，63岁，NI=11，图1、图2、图3分别示动脉期、静脉期、延迟期图像，图像质量评分分别为4分、5分、5分；图4-6 为同一患者的肝脏CT增强扫描图像，女，59岁，NI=15。图4、图5、图6 分别示动脉期、静脉期、延迟期图像，图像质量评分分别为4分、4分、5分。

2.4 典型病例 见图1-6。

3 讨 论

肝脏疾病的首要检查方法是CT增强扫描，而如何在满足诊断要求前提下降低CT辐射剂量为研究热点，优化扫描参数如管电压、管电流虽然可降低辐射剂量，但仍存在一定局限性[7]。3D Smart mA调制技术被认为是临床上降低受检者辐射剂量的重要手段，而NI为3D Smart mA调制技术中决定影像质量与辐射剂量关系的关键参数[8]，迭代重建算法则可计算并建立一种噪声模型，并于图像中将这些噪声减少或去除，改善影像质量[9]，而目前关于NI指数联合应用迭代重组算法应用于肥胖患者的最佳方案尚未统一。

成像设备、各种噪声、图像伪影等均会影响CT扫描成像质量，受检者个体因素也会对CT图像质量造成影响，在相同扫描条件下，BMI大的患者曝光不足，图像质量低，BMI过小者则过度曝光，辐射剂量增多，本次研究控制了BMI这一变量，选择BMI＞28kg/m2的肥胖患者进行观察，发现随NI增加，患者在肝脏三期CT增强扫描中图像质量评分均减少，N4组评分最低，N1组评分最高，N4组动脉期、静脉期、延迟期的图像质量评分与N1组、N2组、N3组差异均有统计学意义，N2组、N3组动脉期图像质量评分低于N1组，这与索红娜等[10]的研究结果基本相近，因此在主观角度上，动脉期、静脉期、延迟期NI值设定高可能不利于提高图像质量，结合迭代重组算法可降低低密度对比度，有助于提高病灶检出率[11]，在实际工作中NI值设置应依据患者BMI制定个体化扫描方案，在降低病人辐射剂量同时，获得符合要求的图像。

肝脏是肝动脉及门静脉双重血液供应的器官，其鉴别诊断多数需肝脏动脉期、门静脉期及延迟期三个时相的图像，动脉期是静脉团注对比剂后25～30s，静脉期60～70s，延迟期100～120s，因而肝脏CT增强需重复扫描三次，这无疑使一次增强扫描的辐射剂量增加至平扫的三倍，患者受辐射损伤大。本研究发现，动脉期N1组、N2组信噪比、对比噪声比差异无统计学意义，但N1组ED高于N2组、N3组、N4组，N2组、N3组、N4组的ED分别较N1组下降25.39%、28.04%、30.53%，说明动脉期NI设定在11时所需要的剂量最高，而将NI设定为13、15均可在满足临床诊断要求情况下减少ED。本研究也发现随NI增加，CTDIvol、DLP、ED有下降趋势，说明增加NI有助于减少辐射剂量，而动脉期N2组、N3组、N4组的信噪比、对比噪声比逐渐下降，而静脉期、延迟期N4组的信噪比、对比噪声比低于N1组、N2组、N3组，其余组两两比较差异无统计学意义，提示N4组的降噪效果最好，而在辐射剂量方面N3组CTDIvol、DLP低于N1组，N4组CTDIvol、DLP低于N2组，N2组、N3组、N4组的ED比较差异无统计学意义，这与赵永霞等[12]报道的结果基本一致，说明N4组可在保证较好降噪效果同时，减少辐射剂量，但N4组三个时期的图像质量评分均保持在3.7分左右，处于达临床要求的边界范围(≥3分)，也有研究[13]认为降噪水平较高的重组设置会导致图像出现“塑料感”或“蜡状”图像失真感，降噪程度越严重，图像失真越明显，因此对于BMI大的肥胖患者，NI值的设置不宜过高，以防图像质量受损，因而本研究仍建议在静脉期及延迟期将NI=15作为肥胖患者肝脏CT增强扫描的最佳方案。本研究也发现，在动脉期、静脉期、延迟期相同NI时，获得静脉期与延迟期的信噪比、对比噪声比要高于动脉期，这可能与肝实质的血供特点及不同扫描期肝实质强化程度有关[14]，这提示在进行肝脏CT增强扫描时，可将静脉期与延迟期NI值设定高于动脉期，以求在图像质量不影响临床诊断情况下，减少静脉期及延迟期辐射剂量，因此本研究建议在动脉期设定NI为13，静脉期与延迟期设定NI为15。

综上所述，对肝脏增强CT扫描的肥胖患者，设定合适NI指数联合迭代重建算法制定扫描方案，有助于获得满足临床要求的图像，其中动脉期NI设定为13，静脉期及延迟期NI设定为15可作为最佳方案。