双低扫描联合正弦波迭代重组技术在肝脏增强CT扫描的可行性研究

国际医学放射学杂志ＩｎｔＪＭｅｄＲａｄｉｏｌ２０18July 鸦41穴4雪：392-395
双低扫描联合正弦波迭代重组技术在肝脏增强
CT 扫描的可行性研究
胡斌
陈静静徐文坚徐琦李晓飞
【摘要】
目的
探讨联合低剂量碘对比剂、低管电压和正弦波迭代重组（SAFIRE ）技术用于肝脏增强CT 扫描的可行性。

方法
收集2016年6月1日—7月31日行双源CT 肝脏增强扫描（包括动脉期和静脉期）的病
人200例，男118例，女82例，年龄21～82岁，平均（５７．１±１２．２）岁。

病人随机分为2组：A 组（100例）采用管电压100kV 和SAFIRE 重组，对比剂剂量400mg/kg ；B 组（100例）采用管电压120kV 和滤过反投影法重组，对比剂剂量500mg/kg 。

采用两独立样本t 检验比较影像质量评分、噪声、对比噪声比（CNR ）、对比剂剂量和辐射剂量。

结果
A 、
B 组肝脏动脉期和门静脉期的影像质量评分，影像噪声，腹主动脉、门静脉和肝实质的CNR 差异均无统
计学意义（均P ＞0.05）。

A 、B 组动脉期有效辐射剂量分别为（３．２１±0.6３）mSv 和（４．０８±１．１６）mSv （P <0.05），A 组较B 组低21.3%；静脉期有效辐射剂量分别为（３．１２±０．３６）ｍＳv 和（３．８８±１．１１）mSv （P <0.05），A 组较B 组低19.6%。

结论
与常规120kV 肝脏增强CT 扫描相比，低剂量碘对比剂、100kV 低管电压和SAFIRE 重组技术可以在保持
肝脏影像质量不降低的基础上，降低有效辐射剂量。

【关键词】肝脏；体层摄影术，X 线计算机；管电压；对比剂；迭代重组技术中图分类号：R575；R445.3
文献标志码：A
Feasibility study of double low scan combined with sinogram -affirmed iterative reconstruction in liver contrast -enhanced CT scan
HU Bin,CHEN Jingjing,XU Wenjian,XU Qi,LI Xiaofei.Department of Radiology,Affiliated Hospital of Qingdao University,Qingdao 266016,China
【Abstract 】Objective
To evaluate the feasibility of using lower contrast dose,lower X -ray tube voltage and
sinogram affirmed iterative reconstruction (SAFIRE)technique in liver contrast-enhanced CT scan.Methods
This study
included 200patients (57.1±12.2years old,range 21to 82years;118males,82females).Each patient underwent hepatic arterial phase (HAP)and portal venous phase (PVP)hepatic dynamic CT in dual-source CT collected during June 1,2016to July 31,2016.Patients were randomly divided into two groups.In the A group (n =100),100kV,400mg/kg Iodixanol and sinogram affirmed iterative reconstruction was applied;In the B group (n =100),120kV,500mg/kg Iodixanol and filtered back projection reconstruction was applied.Image quality scores,image noise,contrast-to-noise-ratio (CNR),contrast dose,and effective radiation dose were compared with two sample t tests between the two groups.Results
Between the two groups,
there were no significant differences in the image quality scores at hepatic arterial phase and portal venous phase,image noise,contrast-to-noise ratio (CNR)of abdominal aorta,CNR of portal vein,and CNR of hepatic parenchyma (all P >0.05).The effective radiation dose was 21.3%lower in the group A than the group B at HAP,and 19.6%lower at PVP (HAP:3.21±0.63mSv vs.4.08±1.16mSv;PVP:3.12±0.36mSv vs.3.88±1.11mSv).The differences were statistically significant (all P <0.05).Conclusion
Lower contrast dose,low tube voltage (100kV)and the sinogram -affirmed iterative reconstruction
technique could decrease radiation dose and provide adequate image quality compared with conventional (120kV)hepatic contrast enhanced CT.
【Keywords 】Liver;Tomography,X-ray computed;Tube voltage;Contrast media;Iterative reconstruction technique
ＩｎｔＪＭｅｄＲａｄｉｏｌ，２０１8，41（4）：392-395
作者单位：青岛大学附属医院放射科，青岛266016通信作者：徐文坚，E-mail ：cjr.xuwenjian@ DOI:10.19300/j.2018.L5409
论著
随着多层螺旋CT 肝脏增强扫描技术的临床应
用日益广泛，如何降低腹部CT 的辐射剂量同时又不影响影像质量成为近年来研究的热点[1-3]。

采用低管电压CT 扫描可以降低辐射剂量，提高增强扫描
392
国际医学放射学杂志ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｄｉｃａｌＲａｄｉｏｌｏｇｙ２０18July鸦41穴4雪
影像中含碘区域的对比度，但同时也增加了影像噪声，而迭代重组（iterative reconstruction，IR）技术弥补了噪声升高导致的影像质量下降[4-6]。

本研究旨在探讨低剂量碘对比剂、低管电压扫描和IR技术对肝脏增强CT扫描的影像质量和辐射剂量的影响，以提供较佳的肝脏增强CT扫描方案。

1资料与方法
1.1临床资料前瞻性收集2016年6月1日—7月31日在青岛大学附属医院行双源CT肝脏增强扫描的病人，本研究经医院伦理委员会批准，所有病人检查前均签署检查知情同意书。

排除标准：①有碘对比剂过敏或相关过敏史；②年龄<18岁；③肝脏弥漫性病变（如重度脂肪肝、肝硬化等）；④肝脏单个病灶最大径≥5cm或病灶最大径之和≥5cm。

一共纳入200例病人，男118例，女82例，年龄21～82岁，平均（５７．１±１２．２）岁。

体质量指数（ＢＭＩ）为１7.1～29.6kg/m2，平均（２３．７±３．２）kg/m2。

采用随机数字法将病人分为A组和B组，每组各100例，2组一般资料具有可比性，见表1。

1.2检查方法采用德国Siemens Somatom Defini tion Flash CT设备行肝脏增强CT检查，扫描范围自膈顶至肝下缘。

扫描参数：A组采用低管电压100kV，B组为常规管电压120kV。

2组均采用自动管电流调节技术（CARE Dose4Ｄ）扫描，参考管电流设置为300mA。

探测器宽度为64×2×0.6mm，层厚5mm，层间距5mm，螺距0.85，X线管球转速2s/周。

增强扫描采用双筒高压注射器经外周静脉注射碘海醇（含碘量350mg/mL），对比剂用量：A组400mg/kg，B组500mg/kg，注射流率为3.0mL/s，腹主动脉CT 值达到100HU后延迟8s开始动脉期扫描，动脉期结束后延迟30s开始门静脉期扫描。

A组采用正弦波迭代重组（ｓｉｎｏgram-affirmed iterative reconstruｃ鄄ｔｉｏｎ，ＳＡFIRＥ），选择SAFIRE中等强度（3级）重组；B组采用滤过反投影法（ｆｉｌｔｅｒed back projectioｎ，ＦＢＰ）重组。

1.3影像分析
1.3.1主观评价由2位有5年腹部阅片经验的影像科医师采用双盲法对不同实验方案所得的肝脏增强影像进行评价，将2名医师评分的平均值作为最终结果进行后续分析。

影像质量主观评分标准：１分，解剖结构不清楚，影像质量极差，无法用于诊断；２分，解剖结构可以满足诊断，影像质量尚可；３分，解剖结构和细节较清楚，影像质量好；４分，解剖结构和细节清晰，影像质量非常好。

1.3.2客观评价在Siemens Syngo via后处理工作站上，选择动脉期和静脉期的肝脏、肝门层面的横断面影像进行分析，将兴趣区（ROI）分别置于腹主动脉、门静脉，测量ROI时尽可能避开大血管和硬化伪影明显的区域，ROI的大小、形状和位置尽可能在双期扫描的测定中保持一致。

所有数据均测量3次并取其平均值。

记录腹主动脉、门静脉、肝实质、竖脊肌的CT值及标准差（ｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎ，ＳＤ），竖脊肌的SD值代表影像噪声值。

计算动脉期腹主动脉及静脉期门静脉和肝实质的对比噪声比（ＣＮＲ）：CNR＝（CT值目标区域-CT值软组织）/CT值噪声。

1.3.3扫描剂量记录2组病人容积剂量指数（ＣＴDＩ）及剂量长度乘积（ｄｏｓｅｌｅｎｇｔｈｐｒｏｄｕｃｔ，ＤＬＰ）值，并计算有效辐射剂量（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｄｏｓｅ，ＥＤ）：ＥＤ＝ＤＬP×k，k为不同部位的有效剂量系数，国际放射防护委员会推荐腹部k=0.015。

1.4统计学方法采用SPSS17.0软件进行统计分析。

符合正态分布的计量资料以均数±标准差（ｘ±ｓ）表示，计数资料以例表示。

采用χ2检验比较2组间性别差异，采用独立样本t检验比较2组间年龄、BMI、辐射剂量、影像质量评分、影像噪声和CNR，P<0.05为差异有统计学意义。

2结果
2.12组辐射剂量比较A、B组动脉期ED值分别为（３．２１±０．６３）ｍＳｖ、（４．０８±１．１６）ｍＳｖ（ｔ＝５．１２７，Ｐ＝０．０１７），Ａ组较Ｂ组低２１．３％；门静脉期ＥＤ值分别为（３．１２±０．３６）ｍＳｖ、（３．８８±１．１１）ｍＳｖ（ｔ＝６．４２１，Ｐ＝０．０１９），Ａ组较Ｂ组低１９．６％。

2.22组影像质量的比较A、B两组间的影像质量评分，动脉期和门静脉期的影像噪声，以及腹主动脉、门静脉和肝实质的CNR相比，差异均无统计学意义（P>0.05），详见表2。

2组影像的解剖结构及细节显示效果相当（图1、2）。

表12组病人基本资料比较
组别n
性别年龄
（岁）
BMI
（kg/cm2）男女
A组100544658.3±11.522.8±2.3
B组100524856.7±10.623.9±3.1
χ2或t0.1030.832 1.249
P0.6220.7060.413
393
国际医学放射学杂志ＩｎｔＪＭｅｄＲａｄｉｏｌ２０18July鸦41穴4雪
表22组肝脏影像质量评分、影像噪声和CNR比较
组别
影像质量评分影像噪声（ＨＵ）CNR
动脉期门静脉期动脉期门静脉期腹主动脉门静脉肝实质
A组 3.50±0.51 3.42±0.538.83±1.528.73±1.6335.11±7.1212.10±2.03 6.41±1.92 B组 3.62±0.54 3.51±0.527.30±2.127.82±1.5434.91±6.3211.82±2.81 6.10±2.13 t 1.6020.965 1.396 1.2950.2180.532 2.508 P0.1270.2320.3170.2690.5720.4210.235
图1病人女，61岁，乙状结肠癌，BMI为22.52kg/m2。

采用120kV，FBP重组的动脉期（A）和门
静脉期（B）影像，CTDI vol均为10.25mGy，影像噪声分别为10.5、11.1HU。

图2病人男，65岁，肝癌，BMI为22.15kg/m2。

采用100kV，SAFIRE重组的动脉期（A）和门静
脉期（B）影像，CTDI vol均为7.65mGy，影像噪声分别为9.2、10.1HU。

3讨论
肝脏CT增强扫描通常采用管电压为120kV 和碘对比剂剂量500mg/kg的扫描方案，本研究选用低管电压100kV和低剂量碘对比剂400mg/kg 的扫描方案。

Nakaura等[7]的研究结果显示，在肝脏CT增强检查中，当管电压从120kV调整到80kV 时，虽然影像噪声升高，CNR下降，但对于非肥胖型（BMI<25kg/m2）肝癌病人的检查具有较好的诊断效果，这说明在肝脏CT增强检查时利用降低管电压来降低辐射剂量是可行的。

吕等[8]在对碘对比剂样本溶液的CT扫描实验研究中发现，在降低管电压时选用低剂量碘对比剂可达到减少碘摄入量及降低辐射的双重好处。

本研究管电压选择100kV，原因是未限定非肥胖人群。

选用低浓度对比剂和低管电压扫描方案，与常规增强扫描相比，前者的辐射剂量较后者动脉期下降21.3%，静脉期下降19.6%。

原因是辐射剂量与管电压的平方成正比，降低管电压可以明显地降低辐射剂量，低管电压技术是降低辐射剂量的根本保证。

但采用低管电压时X射线光子能量降低，穿透能力不足，因此导致影像噪声增大。

而SAFIRE算法为低管电压的应用提供了技术保障。

SAFIRE算法是基于原始数据空间的迭代来消除影像伪影和噪声，再进行影像空间的迭代重建来进一步降低影像噪声。

FBP算法在数据重建中，忽略了统计噪声，易受统计波动的影响，投影数据量不足时，重建的影像质量就会明显下降。

与FBP相比，相同的采集数据SAFIRE算法可以得到更高质量的影像[9-13]。

本研究中，A组采用低管电压、低碘对比剂用量及SAFIRE重建算法所获得的影像质量评分、CNR、影像的信噪比与B组（常规剂量）相比并没有降低，因为尽管管电压降低导致影像质量下降，但SAFIRE重建算法可以同时降低噪声水平，
A B
A B 394
国际医学放射学杂志ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｄｉｃａｌＲａｄｉｏｌｏｇｙ２０18July 鸦41穴4雪
ＧＲＥ：梯度回波
１
Ｈ－ＭＲＳ：氢质子磁共振波谱
ＨＲＣＴ：高分辨力ＣＴＩＲ：反转恢复Lac ：乳酸
ＭＤＰ：最大密度投影MEG ：脑磁图ＭＩＰ：最大强度投影ＭｉｎＤＰ：最小密度投影ＭＰＲ：多平面重组ＭＲＡ：磁共振血管成像ＭＲＣＰ：磁共振胆胰管成像
MRE ：磁共振弹性成像ＭＲＳ：磁共振波谱ＭＳＣＴ：多层螺旋ＣＴＭＴＴ：平均通过时间ＭＶＤ：微血管密度NAA ：N-乙酰天冬氨酸ＮＥＸ：激励次数
ＰＥＴ：正电子发射体层成像ＰＷＩ：灌注加权成像ＲＯＣ：受试者操作特征ＲＯＩ：兴趣区ＳＥ：自旋回波
ＳＮＲ：信噪比
ＳＰＥＣＴ：单光子发射体层成像ＳＰＩＯ：超顺磁性氧化铁ＳＷＩ：磁敏感加权成像ＴＥ：回波时间ＴＩ：反转时间ＴＯＦ：时间飞跃ＴＲ：重复时间ＴＳＥ：快速自旋回波ＴＴＰ：达峰时间
ＵＳＰＩＯ：超微超顺磁性氧化铁ＶＲ：容积再现
本刊可直接使用的专业名词缩略语（Ⅱ）
CNR 反而得到提升。

因此，选用低剂量碘对比剂、低管电压扫描方案和SAFIRE 重建算法可在获得良好影像质量的同时降低碘摄取量和射线剂量。

本研究的局限性在于未按照病人的BMI 不同而分组，并且仅对肝脏CT 增强扫描影像质量进行研究，未评估肝癌等其他病灶的检出率和诊断能力，这有待今后进一步的深入研究。

综上所述，行肝脏CT 增强扫描时，采用低剂量碘对比剂、低管电压和SAFIRE 技术的联合应用可以在降低碘摄取量及辐射的同时获得与常规增强扫描同等的腹部影像质量。

参考文献：
[1]
Parakh A,Kortesniemi M,Schindera ST.CT radiation dose manage 鄄ment:a comprehensive optimization process for improving patient safety[J].Radiology,2016,280:663-673.[2]
Honda K,Oda S,Katahira K,et al.Three -dimensional computed to 鄄mographic angiography of the liver for planning hepatic surgery:ef 鄄fect of low tube voltage and the iterative reconstruction algorithm on image quality[J].J Comput Assist Tomogr,2014,38:131-136.[3]张琳琳,于凤凯,赵红军,等.70kV 结合正弦图迭代重建在腹部CTA 扫描中的应用价值[J].放射学实践,2016,31:870-873.[4]
Matsuki M,Murakami T,Juri H,et al.Impact of adaptive iterative dose reduction (AIDR)3D on low -dose abdominal CT:comparison with routine dose CT using filtered back projection [J].Acta Radiol,2013,54:869-875．[5]
Kaza RK,Platt JF,Al-Hawary MM,et al.CT enterography at 80kVp with adaptive statistical iterative reconstruction versus at 120kVp
with standard reconstruction:image quality,diagnostic adequacy,and dose reduction[J].AJR,2012,198:1084-1092.[6]
Silva AC,Lawder HJ,Hara A,et al ．Innovations in CT dose reduction strategy ：application of the adaptive statistical iterative reconstruc 鄄tion algorithm[J].AJR,2010,194:191-199．[7]
Nakaura T,Awai K,Oda S,et al.Low-kilovoltage,high-tube-cur 鄄rent MDCT of liver in thin adults:pilot study evaluating radiation dose,image quality,and display settings [J].AJR,2011,196:1332-1338.[8]
吕蓉,韩宇欣,孙俊杰,等.图像CT 值与管电流、管电压及碘浓度的关系及降低管电压时对比剂的合理用量[J].中华放射学杂志,2017,51：456-459.[9]
Nelson RC ，Feuerlein S ，Boll DT ．New iterative reconstruction tech 鄄niques for cardiovascular computed tomography ：how do they work,and what are the advantages and disadvantages [J].J Cardiovasc Comput Tomogr,2011,5:286-292．
[10]浦仁旺，刘义军，刘静红,等．低管电压结合ASIR 重建对腹部CT
图像质量的影响：体模研究[J]．实用放射学,2015,31:296-299．[11]De ák Z,Grimm JM,Treitl M,et al.Filtered back projection,adaptive
statistical iterative reconstruction,and a model -based iterative re 鄄construction in abdominal CT:an experimental clinical study[J].Ra 鄄diology,2013,266:197-206.
[12]潘丹,陈鑫,姜彦,等.迭代模型重组设置对不同辐射剂量下肝脏
增强CT 图像噪声及质量的影响[J].中华放射学杂志,2015,49:173-178.
[13]Gay F,Pavia Y,Pierrat N,et al.Dose reduction with adaptive statisti 鄄
cal iterative reconstruction for pediatric CT:phantom study and clin 鄄ical experience on chest and abdomen CT [J].Eur Radiol,2014,24:102-111.
（收稿２０１７－０９－０１）
395。