重建技术在低剂量CT扫描中的应用研究

闫 强

（辽阳市中心医院，辽宁 辽阳 111000）

CT是临床应用十分广泛的一种辅助诊断方法，为多种疾病的诊断、质量及预后评估提供了重要参考资料。近年来，CT技术不断优化，影像密度分辨率及空间分辨率均显著提升，同时对于安全性的研究也逐渐增多，主要集中于降低CT扫描剂量、优化图像质量方面[1-2]。迭代重建技术是一种优化CT影像的重建算法，在低剂量CT扫描中应用逐渐增多，为探明其具体用效果，本次研究选取2018年1月至2019年12月期间在本院行腹部CT扫描患者84例对比分析了，其与常规扫描图像质量差异，并对比了其辐射剂量的降低效果，报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2018年1月至2019年12月期间在本院行腹部CT扫描患者84例，根据CT扫描方式分为常规组和观察组，各42例。两组患者均需行腹部CT扫描，后确诊为腹部疾病。观察组，男24例，女18例，年龄20～72岁，平均（52.02±20.16）岁；体质量48～85 kg，平均（66.74±18.87）kg；腹围56～104 cm，平均（81.17±25.03）cm。常规组，男24例，女18例，年龄20～71岁，平均（51.69±20.56）岁；体质量50～85 kg，平均（67.48±17.56）kg；腹围58～104 cm，平均（80.67±24.76）cm。两组在一般资料方面，差异不显著（P＞0.05），具有可比性。本研究经我院伦理委员会审核通过。

1.2 纳入与排除标准 纳入标准：成年人；无CT扫描检查禁忌证；临床资料完整；患者自愿参与本次研究，并签署知情同意书。排除标准：过敏体质者；严重肾功能不全者；严重电解质紊乱或酸碱失衡未纠正者；合并心律失常等心脏疾病者。

1.3 检查方法 两组患者均GE.Revolustion512层螺旋CT完成扫描和增强扫描。常规组采用常规剂量（120 kV、250 mA）扫描联合滤波反射影重建。观察组实施低剂量扫描联合迭代重建技术：腹部低剂量扫描的管电压为120 kV、管电流为70～250 mA，每次间隔60 mA；管电流依次为250、190、130、70 mAs，采集矩阵为512×512，层间隔为0.9 mm，层距螺旋下进行扫描。采用碘海醇注射液作为对比剂，实施增强扫描，分别在注射后28 s和65 s采集图像，层厚5 mm层厚；扫描后，采用GE.Revolustion适应性统计迭代重建（ASIR）技术或基于模型的迭代重建（MBIR）技术进行图像重建。

1.4 观察指标

1.4.1 图像质量评估 两组患者图像均由本院3名医师进行图像质量评分，取平均分作为最终得分。4分评分法：1分为伪影严重，无法分辨脏器及组织，显影极差；2分为脏器组织尚清晰，但是伪影较多，对诊断影响较大；3分为脏器组织显示清晰，存在少量伪影，对临床诊断影响较小；4分为脏器组织显示清晰，无伪影，临床诊断影响较小[3]。同时，统计两组图像噪声情况，分别记录噪声、竖脊肌噪声及腹壁脂肪噪声数值。

1.4.2 CT剂量和辐射剂量评估 统计两组患者的CT剂量指数，并计算剂量长度乘积、有效辐射剂量。

1.5 统计学方法 本次研究采用SPSS20.0统计学软件分析所有数据，以（x-±s）表示计量资料，并采用t检验；采用χ2检验计数资料，P＜0.05认为差异显著，有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组图像质量评分比较 观察组图像质量评分1分、2分、3分者与常规组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；观察组图像质量评分4分者占比显著高于常规组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 两组图像质量评分比较[n（%）]

2.2 两组图像噪声指标及CT剂量比较 观察组图像噪声、竖脊肌图像噪声及腹壁脂肪图像噪声值少于常规组，差异有统计学意义（P＜0.05）；观察组CT剂量指数、剂量长度乘积和有效辐射剂量均显著低于常规组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 两组图像噪声指标及CT剂量比较（±s）

表2 两组图像噪声指标及CT剂量比较（±s）

组别n 图像噪声(HU) 竖脊肌图像噪声(HU) 腹部脂肪图像噪声(HU) CT剂量指数(mUy) 剂量长度乘积(mGy/cm) 有效辐射剂量(mSv)观察组 42 10.68±2.489.32±2.1811.53±2.986.75±1.38479.32±50.245.03±0.57常规组 42 14.02±2.6910.86±1.9714.56±3.6714.69±3.58526.74±48.678.02±1.58 t值15.03516.13914.70520.69114.52813.369 P值0.0170.0120.0180.0010.0160.019

3 讨 论

CT检查是一种可靠的影像学检查方法，但是其存在一定辐射问题，患者所受的辐射剂量虽然在机体耐受范围内，但是数值仍较大，尤其是体型较小儿童、幼儿，其受到的辐射剂量相对更大，检查后易埋下安全隐患，因而有待进一步降低CT扫描的辐射剂量，提高CT检查的安全性。但是，低剂量CT扫描对图像质量较为不利，需借助重建技术，提升图像显示效果，因而需探索低剂量CT扫描中有效的重建技术[4]。

CT图像算法主要包括解析重建和迭代重建，前者的重建时间较长，而效果差，因而逐渐被迭代重建所替代。迭代重建技术强调到焦点、体素及探测器的实际几何大小，根据噪声统计模型进行了选择性地识别，从而去除了图像的噪声，提高图像质量，避免或降低伪影发生[5]。迭代重建技术对于CT扫描剂量的要求较小，低剂量扫描也可获得较好的重建效果，CT腹部低剂量扫描相关文献报道显示，经迭代重建后，图像质量较为理想，伪影较少，低剂量扫描也可获得与常规辐射剂量相当图像效果，且部分报道提示低剂量CT扫描联合迭代技术重建技术后，图像质量优于常规模式[6]。本次研究也发现，观察组图像质量评分4分者（90.48%）占比显著高于常规组（71.43%），可知从主观方面评估，低剂量CT扫描联合迭代技术重建技术后的图像质量优于常规模式。低剂量CT扫描后重建研究发现，较常规扫描模式，低剂量CT扫描后应用迭代技术重建技术，图像质量竖脊肌图像噪声及腹壁脂肪图像噪声，减少20%～40%[7-8]。本次研究也发现，观察组图像噪声（10.68±2.48）HU、竖脊肌图像噪声（9.32±2.18）HU及腹壁脂肪图像噪声值（11.53±2.98）HU少于常规组[（14.02±2.69）HU、（10.86±1.97）HU、（14.56±3.67）HU]，可知低剂量扫描联合迭代重建技术，图像质量更佳，降噪效果显著，目标区域的显示更为清晰，因而可为临床诊断提供更加准确的资料。常规CT扫描中单次辐射剂量可达到7～20 mSv，辐射量较大[9]；因而，本次研究还对两种模式的辐射剂量进行了对比分析，结果发现观察组CT剂量指数（6.75±1.38）mUy、剂量长度乘积（479.32±50.24）mGy/cm和有效辐射剂量（5.03±0.57）mSv均显著低于常规组[（14.69±3.58）mUy、（526.74±48.67）mGy/cm、（8.02±1.58）mSv]，可知低剂量CT扫描联合迭代重建技术在保证图像质量的基础上，降低了辐射剂量，提升了CT扫描的安全性，该技术有助于改善CT检查辐射大的弊端。

李伟刚[10]分析了迭代重建技术在低剂量CT扫描中的应用情况。该学者指出：低剂量CT扫描在临床中应用范畴比较广泛。既往的CT检查，主要以滤波反切投影技术为主。在此背景下，引发低剂量CT扫查时因图像噪声和图像质量问题受到显著影响，令其在临床应用以及发展受到比较大的制约。从另一个角度来看，当前随着我国医学技术以及医疗器械积极完善与重建技术CT扫描检查中的广泛应用，进而令迭代重建为主的低剂量CT扫描在临床应用范围变得更加广泛。应用该法对患者开展检查，所出具的扫描检查治疗效果相当明显。该组试验研究共计选择了46例拟行腹部血管造影CT扫描的患者为研究对象，分别应用滤波反切投影技术和迭代重建低剂量CT开展扫描。结果表明：观察组受试者图像质量评分达到2分以上共计23例，占据总数的100%；对照组共计21例，占总数的91.3%。组间对比相关数据存在统计学意义，P＜0.05。另外，观察组受试者CT值和SNR、CNR、DLP各项分值分别达到了（356.2±41.2）分、（32.5±4.5）分、（469.5±12.9）分。上述数据与对照组相比差异显著，组间数据存在统计学意义，P＜0.05。从上述内容中可见：应用迭代重建低剂量CT扫描于腹部血管扫查中，不但检查辐射剂量比较低，且所出具的图像质量满意，效果良好。贾鹏[11]分析了迭代重建技术在低剂量CT扫描中的应用情况，其选择共计60例CT扫描患者为研究样本。该学者将这些患者随机分为A组20例、B组20例以及C组20例。A组患者应用常规剂量实施扫描，具体使用滤波反投影重建生成图像；B组患者应用低剂量扫描之后使用FBP重建生成图像；C组则使用低剂量扫描之后，应用迭代重建技术成像。分析3组受试者噪声值、对比噪声比重建图像质量。结果表明：A组噪声值为（14.25±3.14）HU，B组为（18.98±3.99）HU，C组为（12.46±2.34）HU。A组CNR值为（2.58±1.66）、B组为（2.53±1.34）、C组为（3.51±1.38）。C组受试者上述数据和A组以及B组相比，组间数据存在统计学意义，P＜0.05。B组受试者CT图片与肿瘤边缘锐利度、组织对比度、图像总体质量等评分明显比C组和A组低，组间数据存在统计学意义，P＜0.05。该组学者认为，将迭代重建技术应用在低剂量CT扫描中安全性强，有效性高，该法能够积极满足CT诊断要求。

从IR技术在腹部应用中的情况来看，主要为当前腹部CT与临床应用中相对广泛，受试者检查次数比较多。国内外诸多学者针对于多类IR技术于腹部低剂量成像中的应用进行了探索。有学者[12]针对12例病患开展初步研究发现：和常规剂量FBP法相比较而言，于辐射剂量减少32%～65%条件之下应用ASIR技术能够显著降低图像噪声，且其有相同的整体图像质量以及低对比度分辨能力。但值得说明的是，经过此法加以处理之后，空间分辨力以及边缘锐利度有降低趋势。在此之后另有学者[13]进一步分析了53例腹部增强扫描资料。结果证实：应用ASIR技术能够于辐射剂量降低33%的状况之下，可以减少图像噪声，患者诊断可接受性基本相同。但不容忽视的是，图像锐利度也表现出了降低趋势。有学者使用肝脏体膜研究证实[14]，相较于120 kV扫描FBP重建而言，100 kV扫描IR于剂量降低39.8%的同时，会提高图像品质。与常规方法相比，这种干预方式噪声减少20%，且没有明显减少诊断性能以及空间分辨能力。有学者针对于共计53例患者的腹部CT进行研究[15]，结果表明：IRIS技术能够在辐射剂量减少50%的条件之下，不影响图像品质。CT资料的诊断可信度和锐利度与常规剂量FBP图像无明显差别。有研究表明[16]：相较于常规剂量FBP法来讲，应用iDose技术能够全面减少肝脏CT增强扫描图像噪声，有效提高CNR，其在积极满足诊断要求的同时，可以减少将近50%辐射剂量。

综上所述，低剂量CT扫描中采用迭代技术重建技术，不仅可以降低辐射剂量，而且可有效发挥降噪和提升图像质量效果，临床应用价值较高。