多模型迭代重建技术可提高早期肺癌低剂量GE revolution CT成像质量

李 希，王仁贵

北京世纪坛医院放射科，北京 100038

肺癌是常见的呼吸系统恶性肿瘤，其早期症状缺乏特异性，多数患者确诊时疾病已经进入中晚期，5年生存率低［1-3］。而早期肺癌患者经过有效治疗后可显著提高5年生存率［4］。因此，早期肺癌筛查具有重要临床意义。CT检查是早期肺癌的一种有效筛查手段，但具有辐射危害性［5-7］，由此限制了该检查在早期肺癌筛查中的应用。为了减少CT的辐射危害性，影像学领域开展了通过降低管电流或管电压达到减少辐射剂量的低剂量CT检查新技术，该检查技术能够有效降低检查时的辐射剂量，但存在增加图像噪声和降低图像质量的缺点［8-9］。如何在降低辐射剂量的基础上，提高CT成像质量一直是影像学领域致力解决的问题。目前，多模型迭代重建技术是提高CT成像质量的新方法，但国内对于多模型迭代重建技术在早期肺癌诊断中的应用仍然处于起步阶段。本研究探讨了多模型迭代重建技术对早期肺癌低剂量GE revolution CT成像质量的影响，以期为多模型迭代重建技术的推广提供更多的临床数据支持和参考，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

将2018年1月～2019年6月于我院就诊的240例早期肺癌患者作为观察对象。纳入标准：存在确切的肺部病灶；均行低剂量GE revolution CT检查，并采用多模型迭代重建技术对图像进行重建；经病理学确诊为早期肺癌。排除标准：未行低剂量GE revolution CT检查的存在肺部病灶患者；未做病理学检查的存在肺部病灶患者。240例患者中，男性152例，女性88例，年龄40～78岁（54.7±10.2岁）。

1.2 研究方法

1.2.1 检查方法 患者取舒适仰卧位，采用GE revolution CT机进行低剂量胸部CT成像，依次由肺尖扫描至肺底，扫描参数设置：管电流30 mAs，管电压120 kV，准直器128 mm×625 mm，螺距0.399，旋转时间0.33 s。采用多模型迭代重建技术对图像进行重建，重建层厚1.0 mm，层间隔1.25 mm。

1.2.2 评价指标 比较多模型迭代重建技术重建前后图像质量，包括肺窗和纵膈窗图像质量。由2名放射科医师对图像质量进行评价，分为优、良、中、差4个等级。并比较重建前后图像参数，包括噪声、CT值和信噪比。

1.3 统计学分析

采用SPSS19.0对数据进行统计分析，等级资料采用非秩和检验；计量资料以均数±标准差表示，采用t检验进行分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 多模型迭代重建技术对早期肺癌低剂量GE revolution CT肺窗图像质量影响

与GE revolution CT检查相比，多模型迭代重建技术能够提高早期肺癌低剂量GE revolution CT肺窗图像质量，差异有统计学意义（P＜0.05，表1、图1）。

表1 多模型迭代重建技术对早期肺癌低剂量GE revolution CT肺窗图像质量影响（n=240）Tab.1 Influence of multi-model iterative reconstruction technique on image quality of lung window of low-dose GE revolution CT in early lung cancer

2.2 多模型迭代重建技术对早期肺癌低剂量GE revolution CT纵膈窗图像质量影响

与GE revolution CT检查相比，多模型迭代重建技术能够提高早期肺癌低剂量GE revolution CT纵膈窗图像质量，差异有统计学意义（P＜0.05，表2、图2）。

2.3 多模型迭代重建技术对早期肺癌低剂量GE revolution CT图像质量参数的影响

与GE revolution CT检查相比，多模型迭代重建技术CT图像的噪声降低，信噪比升高，差异均有统计学意义（P＜0.05，表3），而CT值差异无统计学意义（P＞0.05）。

3 讨论

CT检查是早期肺癌筛查的有效手段，该检查对肺结节的检出能力及结节性质确定的准确性均明显优于X线检查［10-13］。但常规剂量的CT检查具有较高的辐射危害性，该检查手段作为常规早期肺癌筛查手段的可行性还有待考察。目前，临床上开展了低剂量CT检查，通过降低管电流或者管电压而达到降低辐射剂量、减轻辐射危害性的目的，已经在早期肺癌筛查中应用［14-16］。但放射剂量和CT图像的质量是相互矛盾的载体，降低管电流或者管电压会对CT图像产生不利影响，增加图像噪声，降低图像分辨率，增加假阳性出现概率，造成过度诊断［17-19］。因此，如何提高早期肺癌低剂量CT成像质量一直是影像学领域关注的重要问题之一。

表2 多模型迭代重建技术对早期肺癌低剂量GE revolution CT纵膈窗图像质量影响（n=240）Tab.2 Influence of multi-model iterative reconstruction technique on image quality of mediastinal window of lowdose GE revolution CT in early lung cancer

表3 多模型迭代重建技术对早期肺癌低剂量GE revolution CT图像质量参数的影响Tab.3 Influence of multi-model iterative reconstruction technique on image quality of image quality parameters of low-dose GE revolution CT in early lung cancer(n=240,Mean±SD)

为了提高低剂量CT成像质量，迭代重建技术逐渐在影像学领域应用，并取得了一定效果。迭代重建技术中的算法是滤波反投影重建算法的一种替代方法，能够对电子噪声及其他物理因素导致的图像伪影进行很好地处理，通过反复迭代的方法将投影数据空间和图像数据进行比对，多次将噪声从图像中去除，可以在降低辐射剂量的同时保证CT图像质量［20-21］。有研究发现常规剂量下，当自适应统计迭代重建的权重设定在40%～60%时，重建后的CT图像具有较高的质量噪声和对比噪声，而肺窗和纵膈窗CT图像质量的评分也最高［22］。另有研究表明自适应统计迭代重建技术能够有效降低儿童低剂量胸部CT检查图像噪声，并且能够有效提高图像质量［23］，这些研究均表明了迭代重建技术在提高CT图像质量中的价值。目前，GE公司开发的多模型迭代重建技术结合了自适应统计迭代重建技术和基于模型的迭代重建技术，具有实时重建的特点，在降低CT图像噪声和提高图像质量方面的优势均明显优于单一模型［24-25］，在提高早期肺癌低剂量GE revolution CT成像质量方面具有良好的应用基础，但关于多模型迭代重建技术对早期肺癌低剂量GE revolution CT成像质量影响的研究较少。本研究对240例早期肺癌患者进行了低剂量GE revolution CT成像检查，并采用多模型迭代重建技术对图像进行重建，结果发现，与重建前相比，重建后的肺窗和纵膈窗图像质量提高，图像噪声降低，SNR升高，而CT值比较差异无统计学意义，表明多模型迭代重建技术在提高早期肺癌低剂量GE revolution CT成像质量方面具有明显的积极作用。

综上所述，多模型迭代重建技术能够提高早期肺癌低剂量GE revolution CT成像质量，对早期肺癌的筛查具有重要临床应用价值。