256層iCT低劑量掃描—雙空間多模型迭代算法重建技術(shù)在肝臟腫瘤中的臨床應(yīng)用.pdf

1、目的:探討256層iCT低劑量掃描-雙空間多模型迭代算法(iDose4-4)重建技術(shù)在肝臟腫瘤中的臨床應(yīng)用價(jià)值。通過降管電壓、提高管電壓、降管電流時(shí)間的三種方法，使得有效劑量同等降低50％，門靜脈期隨機(jī)進(jìn)行常規(guī)劑量組、50％低劑量組檢查，前者采用FBP重建，后者分別采用iDose4-4、FBP重建，比較在采用FBP重建的基礎(chǔ)上，常規(guī)劑量組與50％低劑量組、50％低劑量各組間圖像質(zhì)量的差異;在各50％低劑量組采用iDose4-4重建基礎(chǔ)上

2、，比較其與常規(guī)劑量組以及各50％低劑量組間圖像質(zhì)量的差異;比較50％低劑量-iDose4-4迭代重建組與其相應(yīng)FBP重建組間的圖像差異。
　　 材料和方法:
　　 1.納入及排除標(biāo)準(zhǔn)納入標(biāo)準(zhǔn):選擇年齡＞18歲，體重指數(shù)(BMI)正常（21～25kg/m2）、已確診后復(fù)查的肝臟腫瘤患者46例;
　　 排除標(biāo)準(zhǔn):嚴(yán)重腎功能不全（肌苷清除率≤120umol/L）、心功能不全、已知碘造影劑過敏史、懷孕或哺乳婦女、有明顯運(yùn)

3、動(dòng)偽影、嚴(yán)重肝功能不全或其他影響肝臟血流動(dòng)力學(xué)的疾病，如脂肪肝等、前腹壁皮下脂肪層過于菲薄，而無法測量，以及各組間憋氣幅度差異較大者亦給予剔除。
　　 本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)并在其監(jiān)督下進(jìn)行，所有研究對(duì)象均簽署知情同意書。
　　 2.掃描參數(shù):掃描前準(zhǔn)備:檢查前15min口服胃腸道對(duì)比劑純水500～800ml，上檢查臺(tái)前再口服200ml，并訓(xùn)練病人呼吸和屏氣，囑其檢查中盡量保持一致的屏氣幅度;掃描設(shè)備及方法:使用Ph

4、ilips Brilliance256層螺旋CT，層厚1.5mm，螺距0.9;準(zhǔn)直:128×0.625;分辨率:標(biāo)準(zhǔn);X線管旋轉(zhuǎn)速度:0.75s/圈;FOV:350;矩陣:512×512;窗寬/窗位:250Hu/50Hu。使用高壓注射器經(jīng)前臂靜脈注射碘必樂(370mg I/ml)，按每公斤體重1.5ml計(jì)算用量，總劑量≤100ml;注射流速:4ml/s，雙筒注射器加用小劑量20ml生理鹽水沖洗。注射對(duì)比劑30后使用常規(guī)劑量進(jìn)行動(dòng)脈期掃描

5、，60S后（門脈期）立即隨機(jī)進(jìn)行常規(guī)劑量(120KV，250mAs，A組)、50％有效劑量（B組:120KV，125mAs;C組:140KV，85mAs;D組:100KV，210mAs）掃描;掃描體位及范圍:采用仰臥位，屏氣狀態(tài)掃描，掃描范圍自膈肌至肝下緣或肝臟病變最下緣。
　　 3.圖像處理方式:原始圖像采用層厚1.5mm，重建層厚5mm，層距3mm，矩陣:512×512。常規(guī)劑量組采用FBP重建，降50％有效劑量組分別采用雙

6、空間多模型迭代算法(iDose4-4)和FBP重建，相應(yīng)得到七組圖像，分別記做:A組、B1組、B2組、C1組、C2組、D1組和D2組。門脈期常規(guī)劑量及低劑量重建圖像傳至PACS工作站進(jìn)行觀察、分析。
　　 4.圖像觀察評(píng)價(jià):分析前對(duì)圖像質(zhì)量判別標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，分析采用盲法進(jìn)行，圖像被隨機(jī)分配給每位閱片者，同時(shí)，病人的名字、年齡、性別，圖像參數(shù)、掃描劑量、重建方式、檢查號(hào)等均被隱藏，診斷室的燈光在評(píng)估過程中保持在較適宜、一致水平

7、。
　　 5.評(píng)價(jià)指標(biāo):客觀指標(biāo):包括客觀噪聲、信噪比、對(duì)比噪聲比。由一位高年資醫(yī)師測量并記錄各組圖像的;測量窗寬、窗位:250Hu，50Hu;感興趣區(qū)(RIO)的選擇，采用復(fù)制、粘貼功能保證大小、形狀一致，選擇三/四個(gè)感興趣區(qū)，取平均值;每一感興趣區(qū)測三次，取平均值，大血管、偽影處盡量小心避免，ROI面積為100±6.8mm2。測量門靜脈主干層面，左內(nèi)、外葉、右前、后葉CT值的均值(ROI肝臟)，其CT值的標(biāo)準(zhǔn)差(SD)作為圖

8、像噪聲;測量右側(cè)豎脊肌CT值均值(ROI肌)、前腹壁皮下脂肪的標(biāo)準(zhǔn)差（SD背景）;按下列公式計(jì)算對(duì)比噪聲比(CNR)及信噪比(SNR)，對(duì)比噪聲比:CNR肝臟=（RIO肝-RIO肌）/SD背景;信噪比:SNR肝臟=RIO肝臟/SD背景。主觀指標(biāo):分別由兩位高年資醫(yī)師同時(shí)評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量主觀指標(biāo)，采用5分法評(píng)價(jià)主觀圖像質(zhì)量、門靜脈細(xì)小分支顯示、病灶對(duì)比顯示情況，4分法評(píng)價(jià)病灶診斷信度;兩位閱片者意見不統(tǒng)一時(shí)經(jīng)第3位腹部CT閱片專家進(jìn)行評(píng)分后采

9、用多數(shù)者的評(píng)分值。
　　 采用kappa(k)檢驗(yàn)評(píng)價(jià)兩位閱片人圖像質(zhì)量主觀評(píng)分的一致性，分4級(jí)，＜0.20:幾乎不一致;0.21-0.40:輕微一致;0.41-0.60:中等一致;0.61-0.80:較好一致;0.81-1.00:完美一致。
　　 6.輻射劑量:采用CT劑量指數(shù)(CTDI)，CT劑量長度乘積(DLP)及有效輻射劑量(ED)評(píng)價(jià)患者的輻射劑量;記錄掃描過程中CTDI及DLP值，采用公式:ED=DLP*K計(jì)

10、算患者的有效輻射劑量(K=0.015mSv.mGy-1)。
　　 7.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法:用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，客觀指標(biāo):各組噪聲、對(duì)比噪聲、信噪比行正態(tài)性檢驗(yàn)，正態(tài)分布且方差齊者，采用隨機(jī)區(qū)組方差分析，組間兩兩比較，采用Bonferroni法，P＜0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;非正態(tài)分布者及主觀質(zhì)量評(píng)分采用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，兩兩比較，P＜0.0083認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

11、r>　　 結(jié)果:
　　 1.有效輻射劑量46例受檢者，常規(guī)劑量A組有效輻射劑量大致為其余各組的2倍，B、C、D三組間有效輻射劑量兩兩比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，三組間有效輻射劑量基本相等(P=0.999)。
　　 2.50％低劑量-FBP重建對(duì)圖像質(zhì)量的影響及組間比較
　　 (1)對(duì)圖像客觀指標(biāo)的影響
　　 ①圖像客觀噪聲:50％低劑量-FBP重建組均高于常規(guī)劑量A組（P＜0.001），D組最高，C2組最

12、低。
　　 ②圖像CT值:A組與B2組基本相等（P=0.260），A組高于C2組（P＜0.001），而低于D2組（P＜0.001）。
　　 ③圖像CNR:50％低劑量-FBP重建組均低于常規(guī)劑量A組(P＜0.001)，D2組高于B2組(P＜0.001)，B2組高于C2組(P＜0.001)。
　　 ④圖像SNR:50％低劑量-FBP重建組均低于常規(guī)劑量A組(P＜0.001)，D2組高于B2組（P=0.001），B2

13、組高于C2組(P=0.001)。
　　 (2)對(duì)圖像主觀評(píng)分指標(biāo)的影響
　　 ①圖像質(zhì)量主觀評(píng)分:50％低劑量-FBP重建組均低于常規(guī)劑量A組（P＜0.001），B2、C2組主觀質(zhì)量評(píng)分高于D2組(P＜0.0083);
　　 ②門靜脈細(xì)小分支的顯示評(píng)分:除A組與D2組大致相等(P=0.038)，B2、C2組均低于A組(P＜0.001);
　　 ③病灶對(duì)比顯示評(píng)分:50％低劑量-FBP重建組均低于常規(guī)劑量A

14、組(P＜0.005);D2組高于B2、C2組（P＜0.001）;
　　 ④診斷信度評(píng)分:B2、C2組均低于A組，A組與D2組大致相仿（P=0.059）。
　　 3.雙空間多模型迭代算法(iDose4-4)重建技術(shù)對(duì)圖像質(zhì)量的影響及組間比較
　　 (1)iDose4-4迭代算法重建技術(shù)對(duì)圖像質(zhì)量的影響:各降50％有效劑量-iDose4-4重建組較相應(yīng)FBP重建組客觀噪聲顯著降低，對(duì)比噪聲比、信噪比明顯升高，主觀圖像

15、質(zhì)量、門靜脈細(xì)小分支顯示、病灶對(duì)比顯示評(píng)分、診斷信度明顯提高（P均＜0.001）。
　　 (2)各組間比較
　　 ①圖像客觀噪聲:D1組與A組大致相仿（P=0.305），B1、C1組低于A組（P＜0.001），C1組低于B1組(P=0.013);
　　 ②圖像對(duì)比噪聲比:D1組高于A、B1、C1組(P＜0.001)，A組高于C1組(P＜0.001)，而低于B1組(P＜0.001):
　　 ③圖像信噪比:B

16、1、D1組高于A組(P＜0.05)，D1組高于B1組(P=0.001)，C1組與A組大致相仿(P=0.206);
　　 ④圖像主觀質(zhì)量評(píng)分:C1組高于A組、B1、D1組（P＜0.0083），B1組高于D1組(P=0.004)，D1組與A組大致相等(P=0.695);
　　 ⑤門靜脈細(xì)小分支顯示評(píng)分:D1組高于B1、C1組(P＜0.001)，D1組高于A組(P=0.006)，A組與B1組大致相仿(P=0.127)，B1組高

17、于C1組(P＜0.001);
　　 ⑥病灶對(duì)比顯示評(píng)分:D1組與A組大致相仿(P=0.394)，B1組低于D1組(P＜0.001)，而高于C1組(P＜0.001)。
　　 ⑦診斷信度評(píng)分:B1組、D1組診斷信度與A組大致相仿(P=0.132，P=0.058)，B1組低于D1組（P=0.005），而高于C1組（P＜0.001）。
　　 結(jié)論:
　　 1.采用FBF重建基礎(chǔ)上，通過降低管電壓（D2組）、提高管

18、電壓（C2組）、降低管電流時(shí)間（B2組）的方法，降低50％有效輻射劑量，均將造成圖像噪聲的升高，引起CNR和SNR的下降，以及圖像主觀質(zhì)量不同程度的降低;降低管電壓組（D2組）客觀指標(biāo)雖稍有下降，但其圖像質(zhì)量尚可用于臨床診斷。
　　 2.采用雙空間多模型迭代算法(iDose4-4)重建技術(shù)、有效劑量降低50％的情況下，通過降管電流時(shí)間（B1組）與降管電壓（D1組）都可獲得較好的、滿足臨床診斷的CT圖像，但降管電壓的方式（D1組）