低辐射剂量联合SAFIRE迭代算法应用于甲状腺CT增强扫描的可行性分析

吴伟红 李仁战 叶文海 施莹莹

CT 增强扫描时辐射剂量的增加，可加重对组织损伤，影响病情恢复，因而减少辐射剂量对于提高CT检查安全性至关重要[1，2]。然而，降低辐射剂量通常会导致图像质量下降，进而降低诊断效能。有研究指出，采用正弦图确定迭代重建技术（sinogram af⁃firmed iterative reconstruction，SAFIRE）进行图像重建，或可起到提高图像质量的作用[3，4]，目前尚无报道明确指出低辐射剂量联合SAFIRE 对甲状腺CT增强扫描的影响。因此，本次研究通过分析不同辐射剂量及图像重建方法患者的CT扫描图像，旨在探讨低辐射剂量联合SAFIRE 对甲状腺CT 增强扫描辐射剂量及图像质量的影响。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2017 年12 月至2020 年8 月期间在三门县人民医院行甲状腺CT 检查300 例患者为研究对象，其中男性193 例、女性107 例；年龄31～59 岁，平均（44.18±6.52）岁；纳入标准包括：①疑似甲状腺疾病患者；②患者知晓本次研究的目的，且签署同意书，且经本院伦理委员会审核通过。排除标准包括：①严重肝肾功能不全者；②存在碘对比剂使用禁忌证及具有过敏史者；③存在CT 检查禁忌证者；④严重心脑血管疾病患者；⑤近半年内有甲状腺手术史者。根据辐射剂量及重建方法的不同将其分为三组。A 组：其中男性68 例、女性32 例；年龄32～59 岁，平均（44.92±6.75）岁。B组中男性64 例、女性36 例；年龄30～58 岁，平均（44.05±6.94）岁。C 组中男性61 例、女性39 例；年龄33～56 岁，平均（43.58±5.86）岁。三组在性别、年龄方面比较，差异均无统计学意义（P均＞0.05）。

1.2 方法 采用炫速双源CT 机（由Siemens 公司生产），受试者均取仰卧位，先进行平扫然后经肘前静脉注入碘海醇对比剂（由宁波天衡药业股份有限公司生产）进行增强扫描检查，剂量为1.2 ml/kg，注射速率为3.0 ml/s，扫描范围为自耳廓上缘到气管分叉水平，三组扫描条件分别为：A组为120 kv、180 mA；B 组为100 kv、100 mA；C 组为100 kv、100 mA，扫描时采用对比剂跟踪技术，触发阈值设定为100 Hu，触发后延迟4 s 动脉期扫描，65 s 后行静脉期扫描。A、C 组采用滤波反投影法重建，B 组采用SAFIRE 法重建。

1.3 观察指标 ①比较三组甲状腺CT 值、信噪比（signal to noise ratio，SNR）、对比信噪比（contrast noise ratio，CNR）。SNR=CT/背景噪声，CNR=（CT值-背景信号）/背景噪声。②辐射剂量：比较三组CT 容积剂量指数（CT doseindex volume，CTDIvoll）、剂量长度乘积（dose-length product，DLP）、有效辐射剂量（effective radiation dose，ED）值，ED=DLP×0.005。③图像质量：比较三组扫描方法的图像质量评分。图像质量评分根据CT 图像中甲状腺边缘及内部组织清晰度进行评分[5]，分值范围为1～4 分。1 分：甲状腺边缘模糊，内部组织显示不清，图像质量差，严重影响临床诊断；2 分：甲状腺边缘欠清晰，内部组织显示欠佳，图像质量一般，轻度影像诊断；3 分：甲状腺边缘及内部组织较为清晰，图像质量较好；4 分：甲状腺及内部组织显示极清晰，图像质量好。④以病理学检查结果为金标准，分析三种扫描方法对甲状腺疾病的诊断效能。

1.4 统计学方法 采用SPSS 16.0 软件进行分析处理。计量资料以均数±标准差（）表示。计量资料比较采用方差分析和LSD-t检验；计数资料比较采用χ2检验。设P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组甲状腺CT值、SNR、CNR比较见表1

表1 三组甲状腺CT值、SNR、CNR比较

由表1 可见，三组甲状腺CT 值、背景噪声、背景信号、SNR 比较，差异均有统计学意义（F分别=46.04、107.08、32.79、14.96，P均＜0.05）；B、C 组甲状腺CT值、背景噪声、背景信号均大于A组，差异均有统计学意义（t分别=8.75、10.88、7.02；7.02、16.51、6.78，P均＜0.05）。B组与C组的甲状腺CT值、背景噪声、背景信号、SNR、CNR 比较，差异均无统计学意义（t分别=0.21、0.11、0.13、0.20、0.19，P均＞0.05）。

2.2 三组CTDIvoll、DLP、ED比较见表2

表2 三组CTDIvoll、DLP、ED比较

由表2 可见，三组CTDIvoll、DLP、ED 值比较，差异均有统计学意义（F分别=8966.35、8885.59、8011.11，P均＜0.05）；B、C 组CTDIvoll、DLP、ED 值均小于A 组，差异均有统计学意义（t分别=43.01、98.87、92.18；43.01、96.73、90.21，P均＜0.05）。B 组与C 组间的CTDIvoll、DLP、ED 值比较，差异均无统计学意义（t分别=1.28、2.02、1.98，P均＞0.05）

2.3 三组图像质量评分 三组图像质量评分分别为（3.65±0.12）分、（3.78±0.15）分和（3.60±0.19）分，三组比较，差异有统计学意义（F=38.22，P均＜0.05）；B 组图像质量评分高于A 组和C 组，差异均有统计学意义（t分别=6.68、4.31、7.44、4.32，P均＜0.05）。

2.4 三种扫描方法对甲状腺疾病的诊断效能比较见表3

表3 三种扫描方法对甲状腺疾病的诊断效能比较/例（%）

由表3 可见，三组扫描方法诊断甲状腺疾病灵敏度、特异度及准确度比较，差异均无统计学意义（χ2分别=0.48、1.14、1.46，P均＞0.05）。

2.5 三组并发症发生率比较 三组患者检查过程中均未出现严重并发症。

3 讨论

近年来，随着影像学技术的不断发展和完善，综合诊断水平得到较大地提升，CT 技术也有了较大的进步。一直以来，辐射剂量都是甲状腺CT成像关注的重点，虽较既往有了明显地减少，但相较于其他扫描部位，其辐射剂量依旧较高。随着影像学检查技术的不断发展，MSCT 已在多种疾病的检查中得到了广泛地应用，使得CT辐射剂量成为了临床关注的热门话题[6]。在临床工作中，要想得到准确地诊断往往需要进行增强扫描，这意味着受检者所受辐射将会增加。甲状腺是电离辐射最为敏感器官之一，辐射剂量越多，甲状腺恶化的概率越大，故优化扫描方法、降低辐射剂量是目前CT检查工作的重点[7～9]。

降低管电压、管电流是减少CT辐射剂量的主要方法，但降低辐射意味着CT 成像质量地降低，管电压、管电流降低时到达探测器的X线光子数减少，会导致图像噪声增加，图像质量下降，影响临床诊断[10,11]。本次研究结果显示，采用低辐射剂量联合SAFIRE 技术进行甲状腺CT增强扫描检查的甲状腺CT 值、背景噪声、背景信号均大于高辐射剂量联合滤波反投影法重建检查者，CTDIvoll、DLP、ED 值均小于高辐射剂量联合滤波反投影法重建检查者（P均＜0.05），表明降低管电压、管电流可增加图像噪声，降低辐射剂量，进一步证实了上述研究结果。余洁等[12]研究指出，在降低CT 增强扫描的辐射剂量时，应用SAFIRE 技术进行图像重建，或可起到改善图像质量的作用。SAFIRE 技术是将原始数据中的噪声投射到图像中，经过数次循环可使图像噪声降低，并能减少硬化伪影，进而可纠正电压降低对图像质量的影响[13]。本次研究发现，采用低辐射剂量联合SAFIRE 技术进行甲状腺CT 增强扫描检查的图像质量高于低辐射剂量联合滤波反投影法重建检查者（P＜0.05）。与牟东景等[14]研究结果相同，这主要与SAFIRE 技术重建可增加图像对比度、降低图像噪声有关。但本次研究显示，三种扫描方法诊断甲状腺疾病的灵敏度、特异度及准确度对比无明显差异（P均＞0.05），与既往研究结果存在差异[15]，可能与本次研究样本量少有关。

电离辐射对甲状腺产生影响，当辐射剂量增加时，会提高甲状腺恶化的概率，且人体内大部分碘经甲状腺代谢，故在检查过程中应用大量碘对比剂会影响甲状腺功能，并会导引发对比剂肾病等并发症。既往研究表明，在进行CT 扫描时，发生对比剂肾病的危险性与碘对比剂及辐射剂量密切相关，提示可通过降低辐射剂剂量来降低发生的概率[15]。而对比剂引起的血管内皮损伤及肾损伤主要与其渗透压及黏滞度有关。相关报道指出，高辐射剂量可能会影响其黏滞度及渗透压而提高对血管内皮功能的损伤[16]，且高辐射剂量可能会影响患者耐受性，进而提高对比剂急性肾损伤及甲状腺功能减退发生的危险性。但本次研究发现，两种检查方法检查时均未出现肾病等并发症，与Holmquist 等[17]研究结果存在差异，这可能与本次研究样本量过少有关，故后期需增加样本量进行进一步研究。

综上所述，在甲状腺检查CT 增强扫描时，采用低辐射剂量联合SAFIRE 技术，可保证图像质量的提前下，明显降低辐射剂量。本次研究不足之处在于纳入样本量较少，可能会导致研究结果出现偏移，故后期需增加样本量以进一步分析低辐射剂量联合SAFIRE 迭代算法在甲状腺CT 增强扫描中的应用价值。