第三代雙源CT 低管電壓聯合高級建模迭代重建在兒童腺樣體檢查中的價值

施輝友 陸泓宇 崔學龍 張小勇 曾憲春

貴州省人民醫院影像科（貴陽550002）

正常生理情況下腺樣體2 歲開始發育，4 ～10歲發育到頂峰，之后逐漸萎縮；如果兒童時期受到感染，腺樣體容易腫大和發炎，導致分泌性中耳乳突炎等一系列病態改變［1］。CT 掃描及其后處理技術能多角度觀察腺樣體大小及周圍關系，已成為腺樣體肥大術前評估的主要方法［2］；其產生的輻射劑量也受到殷切關注，研究報道［3］兒童對射線的敏感度高于成人的10 倍，而腺樣體肥大多為患兒。所以在保證圖像質量的同時降低兒童腺樣體CT 檢查中的輻射劑量尤為重要；本研究初步探討低電壓（70 kVp）聯合高級建模迭代重建（advanced modeled iterative reconstruction，ADMIRE）重建技術在兒童腺樣體CT 檢查中的應用價值，目的在于降低兒童在生長發育過程中醫源性輻射劑量。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年6月至2018年7月臨床疑腺樣體肥大行CT 檢查患兒80 例，男51 例，女29 例，年齡范圍4 ～12 歲，平均（7.2 ± 2.0）歲。掃描前所有患兒監護人均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用第三代雙源CT掃描儀。將患兒按就診時間順序分兩組：A 組管電壓70 kVp，參考管電流163 mAs；采用ADMIRE 重建，強度3級［4］，卷積函數Hr32；B 組管電壓100 kVp，參考管電流163 mAs，采用FBP 重建，卷積函數Hr32；兩組均開啟CARE Dose 4D 掃描，探測器寬度192 × 0.6 mm，螺距0.8，層間距、層厚均為3 mm；軟組織窗（窗寬100 HU，窗位45 HU）。掃描前對非檢查部位進行遮蓋防護，囑患兒平靜呼吸下進行檢查，并對陪同監護人進行防護。行仰臥位容積掃描。掃描范圍從聽眶線至第2 頸椎下緣水平，所有數據傳至syngo via MMWP 工作站行冠狀位、矢狀位重建。

1.3 輻射劑量 采用容積CT 劑量指數（CT dose index，CTDIvo1）、劑量長度乘積（dose length product，DLP）、有效劑量（effective dose，ED）評價輻射劑量。CTDIvo1 反映整個掃描容積的平均劑量；DLP 反映受檢者一次完整CT 掃描總輻射劑量；ED 計算公式：ED = DLP×K，單位為mSv，K 為換算因子，采用歐洲CT 質量標準指南頭頸部平均值0.0049［5］。

1.4 圖像分析 圖像質量的評價為主觀評價和客觀評價。

1.4.1 主觀評價 圖像質量的觀察由兩位資深放射診斷醫師采用雙盲法閱片，評價圖像的清晰度，包括腺樣體、肌肉及腔隙邊緣是否清晰，以積分制計算。5 分：結構邊緣非常清晰；4 分：結構邊緣清晰；3 分：解剖結構能辨認；2 分：解剖結構尚能辨認，但邊緣模糊；1 分：解剖結構不能辨認。評分在3～5 分的被認為是有效檢查，評分在1～2 分的被認為是無效檢查。結果，兩組圖像清晰度均在4分以上［6］（圖1）。

圖1 典型圖片Fig.1 Typical image

1.4.2 圖像質量客觀評價 根據平均CT 值及噪聲、SNR、CNR 進行比較。選擇腺樣體中心層面、同層面皮下脂肪為ROI（0.05cm2），測量3 次，取平均值；噪聲為平均CT 值的標準差（SD），機器自動生成；SNR 為平均CT 值與其標準差的比值；CNR為兩種組織信號強度的相對差別，差別越大則圖像對比越好，CNR=（CT 腺樣體中心層面CT 值-CT皮下脂肪CT 值）∕SD。

1.5 統計學分析 采用SSPS 22.0 統計分析軟件，計量資料以x ± s表示；組間比較采用完全隨機設計的方差分析，兩組圖像的CT 值、SD、SNR、CNR、輻射劑量的比較采用兩獨立樣本t檢驗。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組掃描方案輻射劑量比較 兩組CTDIvol、DLP、ED 差異均統計學意義（P＜0.001），與B 組比較，A 組ED 減低77.58%（表1）。

表1 兩組掃描方案輻射劑量比較Tab.1 Comparison of radiation dose between 2 groups of scanning protocols ±s

表1 兩組掃描方案輻射劑量比較Tab.1 Comparison of radiation dose between 2 groups of scanning protocols ±s

組別A 組B 組t 值P 值CTDIvol（mGy）1.034±0.054 4.467±0.246-86.286＜0.001 DLP（mGy·cm）8.116±0.338 36.199±2.483-70.892＜0.001 ED（mSv）0.046±0.002 0.206±0.014-70.892＜0.001

2.2 兩組掃描方案平均CT 值及噪聲的比較 兩組腺樣體平均CT 值及腺樣體噪聲差異均無統計學意義（均P＞0.05）（表2）。

2.3 兩組掃描方案SNR、CNR 比較 兩組SNR、CNR 差異均無統計學意義（P＞0.05）；與B 組比較，A 組SNR 降低0.01%；CNR 升高0.03%（表3）。

表2 兩組掃描方案平均CT 值及噪聲的比較Tab.2 Comparison of average CT value and noise between 2 groups of scanning schemes ±s，HU

表2 兩組掃描方案平均CT 值及噪聲的比較Tab.2 Comparison of average CT value and noise between 2 groups of scanning schemes ±s，HU

組別A 組B 組t 值P 值腺樣體平均CT 值60.636±0.799 60.891±0.925-1.322 0.448腺樣體噪聲9.644±0.223 9.618±0.222 0.523 0.961

2.4 兩組不同圖像質量評分比較 A 組和B 組間評分差異沒有統計學意義。結果見表4。

表3 兩組掃描方案SNR、CNR 比較Tab.3 Comparisongs of 2 groups of scanning protocols SNR and CNR ±s

表3 兩組掃描方案SNR、CNR 比較Tab.3 Comparisongs of 2 groups of scanning protocols SNR and CNR ±s

組別A 組B 組t 值P 值SNR 6.289±0.114 6.333±0.144-1.515 0.168 CNR 18.894±0.347 18.370±0.357 6.655 0.562

表4 兩組方案主觀圖像質量評分比較Tab.4 Comparison of two groups of image quality scores

3 討論

目前，減少CT 掃描輻射劑量的方法主要有改變掃描參數（如降低管電壓、降低管電流、自動管電壓調節、自動管電流調節、增加螺距等）、優化圖像質量（如采用不同的迭代重建算法等），其中降低管電壓在減少輻射劑量方面尤為明顯，可使輻射劑量呈指數衰減。但單純降低管電壓必然會造成圖像質量的下降，直接影響診斷效能。近年來，由于計算機迅速發展，運算能力越來越強大，各種迭代重新技術不斷進入CT 圖像的歷史舞臺。有研究［7-9］報道了低千伏攝影聯合基于原始數據的迭代重建技術在頭顱、顏面等其他部位的掃描運用，有效的降低了輻射劑量，且獲得更高質量的圖像。唐雷等［10］報道在掃描參數不變的情況下，采用ADMIRE 重建比FBP 重建明顯降低圖像噪聲，提高SNR、CNR 等，ADMIRE 重建強度分為1-5級。既往研究［2］表明選擇3 級強度重建出來的圖像邊緣銳利度好，解剖結構顯示清晰，無明顯浮雕感，主觀評分可滿足臨床診斷需求。ADMIRE 是目前最新的圖像迭代重建算法，其在第二代雙源CT 基于原始數據域和圖像域（SAFIRE）的基礎上，運用了“模型域”，正像投影產生“虛擬原始數據”，再與探測器實際采集的投影數據域進行反復比較，以消除偽影和誤差，之后進一步對圖像域進行降噪處理，最終獲得更高的圖像質量［2，10］。PARK等［11］通過對100 例婦科癌癥患者的CT 掃描研究，ADMIRE 較SAFIRE 可降低40%的輻射劑量且不影響圖像質量。高級建模迭代重建（ADMIRE）在其他檢查部位中的不斷運用［12-13］，其降低輻射劑量、提高圖像質量的價值越來越得到業界的認可。

兒童腺樣體CT 檢查逐年增加，最新研究［14］表明CT 掃描可能增加兒童腦癌風險。本研究發現，與常規100 kVp、FBP 重建比較；將千伏降低為目前CT 掃描的最低條件（70 kVp）結合ADMIRE 重建；有效輻射劑量ED 降低約77.58% ，圖像噪聲、SNR、CNR 略有增加，但無統計學意義。兩組圖像質量主觀評分一致性較好，均在4 分以上。因此在保證圖像質量的同時又能滿足診斷的前提下，降低兒童腺樣體CT 檢查中的輻射劑量尤為重要。

本研究主要存在的不足是樣本量小及未能比較ADMIRE（1-5）強度級別重建圖像質量的比較，尚需進一步研究完善；根據本研究結果，兒童腺樣體CT 檢查，利用第三代雙源CT 70 kVp 聯合ADMIRE 重建技術能有效降低輻射劑量的同時不影響圖像質量和診斷效能，值得臨床推廣應用。