迭代重建技术在“三低”主动脉CT成像中的应用价值

张坤林，邹玉坚，张玉兰，王 刚，袁灼彬，邓 磊

（东莞市人民医院放射科 广东 东莞 523059）

主动脉疾病是一种发病率及致死率较高的危急重症[1]，其对人们的身体健康有极大威胁,特别是主动脉夹层患者其死亡率较高。近年来随着医疗技术的日新月异，CT先进技术也不断提高，CT血管造影（computed tomography angiography，CTA）检查已经成为当前主动脉疾病检查以及术后复查的重要检查方式[2]，但其辐射剂量及检查过程中使用对比剂后出现的对比剂肾病也越来越受到关注[3-4],因此在CT图像质量满足医学诊断的同时，使患者检查时所受的辐射剂量降到最低，并且使得碘对比剂肾病发生率降到最低，有学者通过大量研究结果显示，扫描主动脉CTA时采用较低的管电压可以降低患者所受辐射剂量，然而，管电压的降低就会引起图像的噪声增加[5]。目前，采用迭代重建技术可以降低CT图像的噪声，图像质量可较大提高，在临床诊断中得到一定应用[6]。本文拟探讨128排螺旋CT迭代重建（iDose 4）在“三低”（低辐射剂量、低浓度对比剂及低对比剂用量）主动脉成像中的可行性与价值，报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年8月—2021年9月期间于东莞市人民医院接受全主动脉CTA检查的患者，随机分为常规组与“三低”组（低辐射剂量、低浓度对比剂及低对比剂用量），每组各30例。常规组中男性20例，女性10例，年龄25～72岁，平均年龄（47.9±10.2）岁。“三低”组中男性21例，女性9例，年龄23～68岁，平均年龄（48.5±9.2）岁。两组患者性别病例、平均年龄差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。排除标准：①对碘对比剂过敏者；②肝功能、肾功能严重不全者；③患者有主动脉血管内支架植入史；④患者年龄低于18岁或大于80岁。两组患者均签署检查知情同意书。

1.2 方法

采用飞利浦的Brilliance iCT 128排螺旋CT进行扫描，常规组参数：电压120 kV，电流250 mAs；三低组参数：电压80 kV，电流250 mAs，其余扫描参数均一致，机架旋转速度0.40 s/r，层厚0.9 mm，重建层间距0.45 mm，螺距0.993，矩阵512×512，两组均采用idose4迭代重算建法。均使用非离子型对比剂，常规组对比剂（370 mgI/mL）剂量1.5 mL/kg；三低组对比剂（300 mgI/mL）剂量1.0 mL/kg。均采用双筒高压注射器经上肢静脉注入，注射完毕后以相同的速率注射20 mL 0.9%氯化钠溶液。扫描范围均为从主动脉弓上3 cm扫描至耻骨联合上缘水平。

将扫描数据传至Philips EBW 4.5工作站进行主动脉图像后处理,行多平面重建（MPR）、最大密度投影（MIP）、容积再现技术（VR）、曲面重建（CPR）等。

1.3 图像质量评价

主观评价：两名放射科副主任医师采用5分值法进行主观图像质量评价[7]。5分：图像质量较好，无伪影，噪声小，血管边界较光滑，符合诊断要求；4分：图像质量好，噪声小，存在少量伪影，血管边界光滑，符合诊断要求；3分：图像质量一般，噪声及伪影程度一般，可基本符合诊断要求；2分：图像质量差，噪声及伪影较重，血管边界模糊，诊断困难；1分：图像质量极差，噪声及伪影比较严重，血管边界较不清晰，不符合诊断要求。以CT图像的主观评分≥3分被列为满足临床诊断需求。

客观评价：测量、记录主动脉根部、气管分叉水平处升主动脉和降主动脉、腹腔干水平处腹主动脉、腹主动脉分叉处及双侧髂总动脉的CT值和背景噪声SD。测量时ROI位置、大小保持一致，避开管壁上的钙化及血管边缘的搏动伪影，同时测量上述同层面皮下脂肪的CT值及背景噪声SD。计算各主动脉处的SNR和CNR：SNR=ROI管腔/SD管腔，CNR=（ROI管腔-ROI脂肪）/SD脂肪。

放射线剂量指标分析：采用记录每位患者的CT剂量指数（CT dose index，CTDI）和剂量长度（dose length product，DLP），计算有效辐射剂量（effective dose，ED），ED=DLP×0.017 mSv/mGy·cm[8]。

1.4 统计学方法

采用SPSS 20.0统计软件进行数据分析，符合正态分布的计量资料以（）表示，组间比较行独立样本t检验；计数资料以频数（n）、百分率（%）表示，采用χ2检验。两名副主任医师测量一致性采用Kappa检验，Kappa值≥0.75表示一致性良好；Kappa值在0.4～＜0.75时表示一致性一般；Kappa值＜0.4则表示一致性较差。P＜0.05说明差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 图像质量评价

主观评价：两名副主任医师对60例主动脉CTA图像质量主观评价的一致性良好（Kappa=0.82）。两组图像质量评分显示差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 两组间主动脉图像质量主观评分

客观评价：第二组CT图像个别节段的主动脉噪声高于第一组CT图像，但CT值、SNR和CNR低于第一组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

对比患者所受辐射剂量及注射的对比剂剂量显示：第一组 CTDI 6.16 mGy，DLP（439.17±31.87）mGy·cm，ED（7.47±0.54）mSv，造影剂用量（94.64±10.93）mL；第二组 CTDI 1.78 mGy，DLP（124.78±9.03）mGy·cm，ED（2.12±0.15）mSv，造影剂用量（62.64±6.46）mL。第二组辐射剂量较第一组降低约72%，对比剂用量减少33%。见表2。

表2 两组间主动脉图像质量客观评价（）

表2 两组间主动脉图像质量客观评价（）

指标 常规组 三低组 t P主动脉根部/HU 273.96±64.18236.58±113.27 -2.024 0.066噪声/HU 24.92±5.17 26.82±8.64 1.074 0.304 SNR 11.68±4.85 9.95±6.31 -1.849 0.089 CNR 15.58±4.48 17.05±10.05 0.547 0.594升主动脉/HU 289.92±68.33252.96±118.16 -1.732 0.109噪声/HU 18.95±4.69 23.43±6.84 2.441 0.031 SNR 16.60±7.07 11.63±6.55 -2.159 0.052 CNR 21.41±9.51 21.32±17.80 -0.024 0.981降主动脉/HU 282.92±71.66265.88±107.35 -0.812 0.433噪声/HU 21.23±4.77 35.88±14.17 4.112 0.001 SNR 14.13±4.94 8.79±5.18 -4.435 0.001 CNR 21.36±7.38 17.00±11.27 -1.531 0.152腹腔干腹主动脉/HU267.12±69.27274.09±93.22 0.430 0.675噪声/HU 30.48±7.56 51.02±15.10 5.613 0.000 SNR 9.70±4.42 5.84±2.87 -4.594 0.001 CNR 15.46±6.72 16.18±10.62 0.401 0.696主动脉分叉/HU 288.70±78.71276.74±91.96 -0.668 0.517噪声/HU 34.34±17.89 40.68±12.01 1.268 0.229 SNR 9.76±4.56 8.26 ± 6.06 -1.199 0.254 CNR 19.57±9.10 20.74±11.51 0.576 0.575左侧髂总主动脉/HU287.85±78.29272.72±93.06 -0.630 0.541噪声/HU 25.67±7.03 39.76±13.92 3.632 0.003 SNR 12.53±6.75 8.13±4.84 -2.300 0.040 CNR 21.16±9.61 16.35±9.40 -1.595 0.137右侧髂总主动脉/HU284.82±81.34271.70±97.90 -0.596 0.562噪声/HU 34.67±20.90 36.99±13.60 0.384 0.708 SNR 11.05±7.97 9.03±6.20 -1.070 0.306 CNR 19.43±6.12 16.67±9.91 -1.405 0.185 CTDI/mGy 6.16±0.00 1.78±0.00 -5.823 ＜0.0001 DLP（mGy·cm） 439.17±31.87124.78±9.03 -51.985 ＜0.0001 ED/mSv 7.47±0.54 2.12±0.15 -49.617 ＜0.0001对比剂剂量/mL 94.64±10.93 62.64±6.46 -14.914＜0.0001

3 讨论

全主动脉CT血管造影（CTA）检查在观察主动脉疾病方面优势明显，临床应用中越来越受到重视，但其也有自身劣势性比如患者所受辐射剂量以及使用碘对比剂用量均较高。目前，随着CT检查在临床应用越来越普及，患者因接受CT检查而造成身体辐射损伤和诱发癌症的风险逐渐引起医疗界工作者的关注[9]。近年来有学者通过研究表明，患者所受辐射每增加1 mSv的X射线有效辐射剂量，其患恶性肿瘤的发病率将会增加0.05‰[10]。扫描过程中降低管电压不仅能够有效地减少患者所受辐射剂量，而且还能提高血管与其背景的图像对比度，因此可进一步减少使用碘对比剂的用量[11]。目前，CT扫描过程中的患者所受辐射剂量以及注射碘对比剂所诱发的肾损伤越来越受到重视，根据国际辐射防护与安全最优化理论，即扫描得到图像信息在满足诊断的同时，必须使用尽可能低的辐射剂量原则。近年来多家厂商新研发的多种CT迭代重建技术可以在降低辐射剂量的同时一定程度上也可以减少CT图像的噪声，提高了CT图像质量，弥补了既往采用滤波反投影重建导致的不足[12]。目前飞利浦公司推出的iDose 4迭代重建算法是为数据投影和图像生成而研发的一种全新的CT迭代重建技术。本组采用的“三低”主动脉成像（低辐射剂量、低浓度对比剂及低对比剂用量）的辐射剂量及对比剂用量均较常规扫描大幅下降，结合iDose 4迭代重建技术其图像质量无明显下降，可较清晰地显示主动脉及其主要分支，能满足临床诊断要求。且三低组与常规组对比辐射剂量下降约71.3%，而两组图像质量的主观评价及客观评价均无明显差异，与既往研究[13-14]一致。

对比剂肾病（contrast-induced nephropathy，CIN）是指使用对比剂后出现的无其他原因可以解释的急性肾损害[15]，是导致肾功能衰竭的第三大常见原因。研究认为低剂量、低浓度对比剂的应用可降低患者CIN的发生率[16]，本文中三低组的对比剂用量较常规组减少约33.8%，且三低组应用了浓度为300 mgI/mL的低浓度对比剂，仍能获得较为满意的图像质量，同时因使用低kV扫描，三低组的CT值均明显高于常规组，使得低辐射剂量扫描与低浓度、低剂量对比剂能较好地结合起来，起到相得益彰的效果。

综上所述，128排螺旋CT结合iDose 4迭代重建技术及“三低”（低辐射剂量、低浓度对比剂及低对比剂用量）主动脉成像具有可行性，其图像质量符合诊断要求，但与常规扫描相比其又大幅度降低了辐射剂量、减少了对比剂用量，与常规扫描相比其优势明显，因此其具有较高的临床使用价值，值得进一步在临床推广应用。