Force CT 高级建模迭代重建算法对门静脉图像质量的影响

陈 洋，周子茜，吕俊红，陈柳娟

（中山大学附属第八医院放射科 广东 深圳 515800）

CT 具有检查速度快、密度分辨力高等优势，是目前肝脏疾病影像学检查的主要方式为了更准确地对疾病进行诊断，CT 增强检查也常规用于血管、占位等病变的临床诊治[1]。高级建模迭代重建算法（ADMIRE）MBIR由西门子Healthineers 于2014 年推出，有5 种强度，其中降噪比例随着强度的增加而增加，重建过程中将噪声与实际解剖结构分离，从而保持自然的解剖纹理外观，另外ADMIRE 的重建时间几乎相当于滤波反投影算法（FBP）的重建时间，这有助于其在临床实践中的实施。Force CT 是西门子公司近年来研发的超高端CT，其ADMIRE 可以在降低辐射剂量的同时，提高图像质量。本研究探讨了Force CT ADMIRE对门静脉图像质量影响，报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2022 年1—4 月于中山大学附属第八医院行上腹部CT 平扫及增强的40 例患者影像资料。40 例研究对象中，男22 例，女18 例；年龄为28 ～71 岁，平均（42.6±12.5）岁。所有患者均签署知情同意书。

纳入标准：（1）门静脉显示良好；（2）图像完整，无明显伪影。排除标准：（1）肾小球滤过率＜60 mL/min；（2）碘对比剂过敏者以及呼吸配合不佳；（3）肝脏弥漫性病变。

1.2 设备与方法

使用Force 双源CT 进行上腹部平扫及增强检查，扫描范围为膈顶至肝右叶下缘，脾大者扫全整个脾脏。患者采取仰卧位，足先进的方式扫描，由护士在血管状态良好的肘静脉上穿刺留置针，随后连接高压注射器。增强扫描时造影剂注射速率为3.5 mL/s，用量为1.2 ～1.5 kg/mL。扫描方案如下：动脉期扫描采用团注跟踪法，监测点放置在主动脉弓或升主动脉上，阈值设置为150 HU，监测点触发后延时8 s 进行扫描，延迟30 s 扫描门静脉期。扫描参数如下管电压为120 kV，开启自动管电流调节，旋转时间0.5 s，开启CARE Dose4D[2-3]。

1.3 数据处理

入选病例数据于西门子syngo.via 后处理工作站重建，采用门脉期原始数据重建出FBP、ADMIRE1、ADMIRE3、ADMIRE5 4 组不同重建算法的图像，层厚为1 mm、层间距为1 mm。

1.4 图像质量评价

1.4.1 客观评价 在FBP、ADMIRE1、ADMIRE3、ADMIRE5 4组不同重建算法的图像放置感兴趣区（ROI），ROI 放置于门静脉干中心位置、肝实质及同层竖脊肌上，测量ROI 的CT 值和噪声值（SD）并保持4 组图像ROI位置一致，见图1。计算4 组图像的信噪比（SNR）并比较噪声比（CNR），SNR 门静脉=CT 门静脉干/SD 门静脉，CNR=（CT 门静脉干-CT 竖脊肌）/SD 竖脊肌；SNR 肝脏=CT 肝实质/SD 肝脏，CNR 肝脏=（CT 肝实质-CT竖脊肌）/SD 竖脊肌[4-5]。

图1 4 组不同重建算法的图像

1.4.2 主观评价 图像的主观评价：由2 名医生在4 组图像上进行评分，评分采用5 分制。根据图像上门静脉与周围组织的对比、显示分支多少进行综合评分：5 分表示与周围组织对比非常好，门静脉5 级分支显示良好；4 分表示与周围组织对比良好，门静脉4 级分支显示良好；3 分表示与周围组织对比一般，门静脉3 级分支显示良好；2 分表示与周围组织对比较差，门静脉2 级分支显示良好；1 分表示与周围组织对比极差，仅肝内门静脉1 级分支显示良好[6]。

1.5 统计学方法

本研究使用SPSS 19.0 统计软件进行数据分析，符合正态分布的计量资料采用均数±标准差（± s）表示，行t检验，多组间比较采用方差分析；计数资料采用频数和百分率[n（%）]表示，组间比较采用χ2检验。P＜0.05 表示差异有统计学意义。采用Kappa检验评估2 名医生对4 组图像评分的主观一致性，Kappa值为0 ～＜0.40 表示一致性较差，0.40 ～＜0.60 表示一致性中等，0.60 ～＜0.80 表示一致性好，0.80 ～1 表示一致性非常好[7-8]。

2 结果

2.1 各组图像客观比较

在FBP、ADMIRE1、ADMIRE3、ADMIRE5 4 组不同重建算法中肌肉CT 值、门脉CT 值和肝脏CT 值差异无统计学意义；肌肉SD 值、门脉SD 值、肝脏SD、门脉CNR、肝脏CNR、门脉SNR 和肝脏SNR 各组差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。随着迭代等级的增高，图像的CNR、SNR 呈现上升的趋势，图像的噪声值呈现下降的趋势，ADMIRE5 组图像中门静脉和肝脏CNR 和SNR 最高，噪声值最低。

表1 各组图像客观评价结果（± s，n=40）

表1 各组图像客观评价结果（± s，n=40）

组别 FBP ADMIRE1 ADMIRE3 ADMIRE5 F P肌肉CT 值 60.86±8.33 60.92±8.30 60.97±8.29 60.98±8.21 0.002 1.000肌肉SD 值 21.57±4.30 19.65±4.09 15.94±3.77 11.31±3.60 52.474 ＜0.001门脉CT 值 138.98±12.35 138.93±12.34 138.89±12.34 138.70±12.31 0.004 1.000门脉SD 值 24.50±4.48 22.24±4.28 18.60±4.42 14.07±5.23 38.974 ＜0.001肝脏CT 值 103.14±12.22 103.14±12.22 103.15±12.18 102.28±12.95 0.049 0.986肝脏SD 值 20.89±3.46 18.71±3.34 14.89±2.58 9.91±2.01 109.781 ＜0.001门脉CNR 3.71±0.84 4.07±0.91 5.03±1.11 7.23±1.88 63.492 ＜0.001肝脏CNR 2.01±0.66 2.21±0.72 2.74±0.91 3.88±1.45 28.697 ＜0.001门脉SNR 5.88±1.30 6.47±1.39 7.82±1.75 10.86±3.21 46.569 ＜0.001肝脏SNR 5.11±1.20 5.75±1.54 7.18±1.74 10.76±2.69 72.331 ＜0.001

2.2 各组主观评分比较

2 名医生在FBP、ADMIRE1、ADMIRE3、ADMIRE5 4 组图像主观评分分别为（3.56±0.69）、（4.18±0.8）、（4.46±0.71）、（4.7±0.51）分，见表2。Kappa值为0.78，主观评分一致性较好。入选病例中4 种图像算法所重建的图像均能满足诊断需求，随着迭代等级的提高，主观评分呈增长的趋势，当采用FBP 图像重建算法时，由于图像的噪声影响，使得主观评分最低，采用ADMIRE5重建算法时，门静脉与周围组织对比非常好，5 级分支显示良好，主观评分最高。

表2 各组图像主观评价结果（n=80）

3 讨论

随着各类CT 设备的飞速发展，在追求优质的图像质量的同时降低辐射剂量以及优化图像重建算法也是目前的研究热点[9]。高级建模迭代重建算法采用“三域迭代”（即原始数据域、图像域和模型域）的方式，在减少更多图像噪声及辐射剂量、消除螺旋扫描伪影的基础上，对一些细微病变显示更佳。与FBP 相比，ADMIRE 能在保持CT 值不变的情况下，显著降低图像噪声、提高图像SNR 和CNR[10]。

本研究结果发现，随着迭代等级的提高图像的CNR和SNR 的上升，图像的噪声值下降。其中，ADMIRE5 组图像中门静脉和肝脏的CNR 和SNR 最高，且噪声值最低，在CT 值方面的变化无统计学意义。在主观评分方面，ADMIRE5 组图像取得了最高的主观评分，该组图像与周围组织对比非常好，门静脉5 级分支都显示良好。Schaller 等[11]比较FBP 和ADMIRE 在腹部对比增强CT 中的图像质量，研究了ADMIRE 对于不同重建切片厚度的降噪潜力，结果显示ADMIRE 能够降低图像噪声高达50%，而对视觉评估的病变描述无明显的负面影响。陈春妙等[12]研究了高级建模迭代重建算法的管电压扫描对上腹部图像质量及剂量的影响，结果显示在使用ADMIRE 重建算法的前提下，降低管电压也能保证图像质量。

综上所述，高级建模迭代重建ADMIRE 算法相比于FBP 重建算法，降噪效果更好，门静脉的显示更加锐利，能提升门静脉的图像质量。由于本研究只进行了3 个迭代等级的比较，且只回顾性分析常规剂量下的图像质量分析，未进行低剂量下不同算法的图像质量对比，因此，本研究存在一定的局限性，后续将进行进一步的研究。