柔性减影CE-Boost技术对CT肺动脉造影图像质量的影响

王 赫，何良浩，季文超，刘 阳，米尔夏特，王海涛，肖 虎，刘文亚

(新疆医科大学第一附属医院影像中心CT室，新疆 乌鲁木齐 830054)

肺栓塞(pulmonary embolism， PE)是内源性或外源性栓子堵塞肺动脉或其分支后引起肺循环障碍所致的病理生理综合征，PE预后不佳，病死率达30%[1]。 PE缺乏特异性临床表现，较难与气胸、胸腔积液、急性心肌梗死及主动脉夹层等疾病相鉴别[2]。CT肺动脉造影(CT pulmonary angiography， CTPA)诊断PE具有较高特异性和敏感性[3]，但不同个体肺循环时间和对比剂充盈时间不同，如自动触发扫描时间不当或扫描时间过长[4-5]，可致图像质量不佳，重复扫描则增加辐射剂量，且可能损伤肾脏[6]。本研究观察柔性减影CE-Boost技术对CTPA图像质量的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2021年5月—8月新疆医科大学第一附属医院收治的66例疑诊PE患者，男32例，女34例，年龄27～82岁，中位年龄65.0(54.8，71.0)岁；主要症状为胸痛；均接受肺部CT平扫及CTPA检查。纳入标准：临床资料及影像学资料完整；无碘对比剂过敏史。排除恶性肿瘤、精神疾病及严重肾功能不全者。检查前患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Canon宽体640层螺旋CT机行肺部平扫及CTPA检查。扫描前对患者进行呼吸训练，以使其尽量保持扫描期间呼吸幅度一致。嘱患者仰卧，头先进，扫描序列为SUB-Helical，扫描范围包括肺尖至肺底,管电压100 kV，自动管电流模式(SURE-Exposure 3D Low Dose)，球管转速0.375 s/圈，准直器0.5 mm×80 mm，螺距因子0.813。完成平扫后，采用Ulrich高压注射器经肘静脉以流率5 ml/s注射370 mgI/ml碘海醇共40 ml[7]，于注射后2 s启动SureStart监测，以肺动脉主干为ROI，间隔1 s监测ROI的CT值，达到100 HU时连续监测，触发120 HU阈值后开始扫描，范围同上。

1.3 图像后处理 以混合迭代重建算法AIDR3D重建平扫期和增强动脉期图像，层厚1 mm，层间距0.8 mm。将重建的平扫期和增强动脉期薄层图像导入Sure-Subtraction Lung软件进行柔性减影，获得CE-Boost序列图像。将重建增强动脉期图像(A组)与CE-Boost图像(B组)传送至Toshiba Vitrea后处理工作站，测量肺动脉主干、各肺动脉分支及皮下肌肉的CT值及其标准差(standard deviation， SD)值；对A、B组图像行最大密度投影(maximum intensity projection, MIP)和容积再现(volume rendering, VR)。

1.4 图像质量评价

1.4.1 客观评价指标 依次测量A、B组图像中(2组ROI位置、大小保持一致，尽量避开伪影、血管壁等)肺动脉主干，左、右肺动脉干，左、右上肺动脉分支及左、右下肺动脉分支的CT值，并计算SD值；同时测量肺动脉主干及分支相同层面上胸壁肌肉CT值(CT肌肉)，根据公式计算信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)和对比噪声比(contrast to noise ratio, CNR)。SNR=CT/SD；CNR=(CT血管-CT肌肉)/SD血管。

1.4.2 主观评分 分别由2名工作8年的影像科副主任医师采用5分制[8]以双盲法对图像质量进行主观评分。评分标准：5分，图像质量非常好，显示肺动脉7级分支，可准确诊断PE；4分，图像质量好，显示肺动脉5级分支，可诊断PE；3分，图像质量一般，显示肺动脉4级分支，可大致满足临床诊断PE要求；2分，图像质量差，模糊显示肺动脉3级分支的解剖结构，不能满足PE诊断要求；1分，图像质量差，不能清晰显示肺动脉主干及其分支结构，无法满足诊断PE要求。

1.5 统计学分析 采用SPSS 21.0统计分析软件。以±s表示符合正态分布的计量资料，组间行配对t检验；以中位数(上下四分位数)表示不符合正态分布者，采用Mann-WhitneyU非参数秩和检验进行比较。以Kappa一致性检验观察2名医师对A、B组图像质量评分的一致性，Kappa>0.75为一致性高。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 图像质量客观评价 B组肺动脉主干，左、右肺动脉干，左、右上肺动脉分支及左、右下肺动脉分支的CT值、SNR值及CNR值均高于A组(P均<0.001)，见表1～3。B组MIP、VR图像所示肺动脉主干及其分支均较A组更为清晰、锐利，且可显示更远端分支，见图1、2。

表1 A组与B组图像肺动脉主干及其分支CT值比较(HU)

2.2 图像质量主观评价 B组主观评分5(4,5)分，高于A组的2(1,2)分(Z=-4.980，P<0.001)；且2名医师对A、B组图像质量评分的一致性较高(Kappa=0.896)。见表4。

表2 A组与B组图像肺动脉主干及其分支SNR值比较

表3 A组与B组图像肺动脉主干及其分支CNR值比较

表4 2名医师对A、B组图像质量的主观评分结果(例)

3 讨论

PE是常见急危重症，如未能及时处理，患者死亡率达30%[9]，占院内急性死亡的10%～15%[10]。CTPA是诊断PE的常用方法，但患者心肺循环功能不良、肺血管痉挛、呼吸运动伪影和扫描技术等因素可致图像质量差，甚至影响诊断[11]。为获得高质量图像，需要肺动脉内存在较高浓度对比剂。常规CTPA主动脉、肺静脉和上腔静脉内对比剂浓度相对较低，如图像质量不能满足诊断要求，则需重新扫描，导致对比剂总量及射线剂量显著增加。

柔性减影技术基于特殊扫描序列SUB-Helical，联合3D Anatomy Based Deformable Registration柔性配准算法[12]，去除运动、呼吸、搏动等不同期相之间的差异，以实现增强扫描不同期相与平扫图像的减影，并以人工智能(artificial intelligence， AI)自动校正消除机械误差，实现柔性配准校正，以消除生理运动误差；将动脉期图像与平扫期图像配准后进行减影，可提取纯增强碘图信息(包括血管、软组织等增强信息)，再与动脉期图像进行叠加，得到CE-Boost图像，达到再次或多次增强效果[13]。

本组采用柔性减影CE-Boost技术处理66例疑诊PE 患者CTPA图像，观察该技术对CTPA图像质量的影响，结果显示，CE-Boost图像中，肺动脉主干，左、右肺动脉干，左、右上肺动脉分支及左、右下肺动脉分支的CT值、SNR值及CNR值均高于常规CTPA增强动脉期图像；CE-Boost处理后的MIP图像、VR图像显示肺动脉主干及其分支均较增强动脉期图像更为清晰、锐利，且能显示其更远端分支，影像科医师对CE-Boost图像质量的主观评分亦均高于增强动脉期图像，表明柔性减影CE-Boost技术可提高CTPA图像质量。

综上所述，柔性减影CE-Boost技术可提高CTPA图像质量，有利于早期诊断PE。但本研究样本量有限，且未对不同剂量对比剂、不同扫描参数图像进行对比，有待后续进一步观察。