陈春妙，林桂涵，吴徐璐，卢陈英，杨宏远，陈潇，纪建松，胡祥华

（丽水市中心医院 浙江省影像诊断与介入微创研究重点实验室 放射科，浙江 丽水 323000）

CT已成为临床腹部疾病检查的常用手段，但腹部CT由于扫描范围大、期相多，检查过程具有较高的辐射剂量，因此，如何在保证图像质量的同时又降低辐射剂量已成为国内外研究关注的热点[1-2]。目前，临床上常用的降低辐射剂量的方法往往是调整管电压、管电流、曝光时间和增大螺距等[3-5]，但单纯调整这些参数图像质量往往无法保证[6]。随着设备和技术的不断更新，尤其是迭代重建算法新技术的出现，显著降低了由于辐射剂量降低而增加的噪声[7]。已有国内学者发现应用高级模型迭代重建算法（advanced modelled iterative reconstruction，ADMIRE）能够在不增加辐射剂量的情况下，显著提高冠状动脉CTA图像质量[8]，但其在腹部CT中的应用情况未见报道。本研究旨在明确第三代双源CT低管电压扫描联合ADMIRE重建技术，相比常规扫描，能否在降低腹部CT辐射剂量的同时保证图像质量。

1 对象和方法

1.1 对象 选取2016年11月至2017年9月丽水市中心医院因病情需要行上腹部CT平扫的成年患者200例。排除标准:①合并严重的心脏、肾脏功能障碍；②腹腔巨大肿物；③有胸腹腔积液；④存在意识障碍无法配合屏气；⑤腹部扫描范围内有金属植入物。所有患者随机分为对照组和低管电压组，其中对照组50例，管电压为120 kV，男39例，女11例，年龄26～83（54.2±12.9）岁，采用滤波反投影（filtered back projection，FBP）算法，其余150例为低管电压组，均采用ADMIRE，使用3级ADMIRE重建，根据受检者BMI的不同进一步分为A、B、C 3个亚组。低管电压A组50例，BMI≤20 kg/m2，男21例，女29例，年龄22～76（49.7±12.8）岁；低管电压B组50例，20 kg/m2＜BMI≤25 kg/m2，男37例，女13例，年龄25～80（53.8±13.6）岁；低管电压C组50例，25 kg/m2＜BMI≤30 kg/m2，男33例，女17例，年龄29～79（53.1±10.3）岁。低管电压A、B、C 3组的管电压分别为80、90、100 kV。本研究为临床前瞻性研究，通过了本院医学伦理委员会的审查批准，批准文号为临床研究伦审（2016）第（44）号，所有受检者在检查前均签署了知情同意书。

1.2 腹部CT检查方法 所有受检者均采用德国西门子第三代双源CT（SOMATOM Definition Force）行上腹部平扫。患者取仰卧位，双手自然上举，扫描范围从膈顶至髂前上棘，先扫描定位像，在定位像上制定上腹部的扫描范围，选择off档设定管电压，低管电压组（A、B、C组）分别采用80、90、100 kV，对照组采用120 kV，其余一致。均采用自动mAs（CARE Dose 4D），pitch为0.6，探测器使用192×0.6 mm，转速0.5 s/圈，卷积核采用软组织卷积核（B40r medium），重建层厚5 mm，重建间隔5 mm，FOV为320～350 mm。所有原始图像均传入CT后处理工作站Syngo.via VB10B，进行图像测量。

1.3 图像质量评价

1.3.1 客观评价指标:由同一放射科主任医师独立完成，选取面积相等的感兴趣区（region of interest，ROI）（100 mm2）测量第二肝门层面肝左、右叶和肝下缘实质的CT值以及同一层面左、右两侧的竖脊肌CT值，以两侧竖脊肌CT值的标准差SD（standard deviation，SD）作为图像噪声。ROI尽可能避开肝血管、病灶等组织。为避免误差，连续测量5层两侧竖脊肌图像CT值的SD，并取平均值作为该患者的背景噪声SD，并计算信噪比（signal to noise ratio，SNR）和对比噪声比（contrast to noise ratio，CNR）。SNR=肝脏平均CT值/SD，CNR=（肝脏平均CT值-两侧竖脊肌平均CT值）/SD。

1.3.2 主观评价指标:由2名具有副主任医师职称的放射科医师先采用双盲法对图像质量进行评分，用以评价2名医师评价的一致性；然后再共同阅片达成一致意见，作为各组图像的最终评分结果。采用4分制评分法进行评价，具体评分标准如下:4分，图像无明显噪声，细腻，各器官边界清晰，肝边缘处无肋缘下伪影，肾上腺显示清晰；3分，图像噪声较小，较细腻，各器官边界较清晰，肝边缘处有轻度肋缘下伪影，肾上腺能够显示，但边缘欠清晰；2分，图像噪声较大，各器官边界尚清楚，肝边缘处有明显肋缘下伪影，肾上腺能够分辨，但边缘较模糊；1分，图像噪声大，各器官边界欠清晰，肝边缘处有严重的肋缘下伪影，并有其他伪影，肾上腺显示不清或虽能显示但难以确定边界。评分＞2分的图像，认为可以满足诊断要求，1分为达不到诊断要求。

1.4 辐射剂量 根据所设置的扫描参数，得到容积CT剂量指数（computed tomography dose index volume，CTDIvol）和剂量长度乘积（dose-length product，DLP），并据此计算有效辐射剂量（effective radiation dose，ED）。

1.5 统计学处理方法 采用SPSS16.0软件进行统计分析，计量资料以表示。采用χ2检验比较各组患者性别的差异；采用单因素方差分析比较各组患者年龄、BMI、客观评价指标和辐射剂量的差异，两两比较采用SNK法；应用Kappa检验评价2名医师评分的一致性，Kappa值＞0.7为一致性较好，0.4≤Kappa≤0.7为一致性中等，Kappa＜0.4为一致性差；采用Wilcoxon符号秩和检验比较各组图像主观评分的差异。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 各组患者的年龄、性别和竖脊肌CT值差异均无统计学意义（P＞0.05），低管电压组与对照组之间的身高、BMI和肝脏CT值差异均有统计学意义（P＜0.05），其中低管电压A组的身高明显小于对照组（P＜0.01），而低管电压A、B组与对照组差异无统计学意义（P＞0.05）；低管电压组A、B组的BMI均显著小于对照组，而低管电压C组明显高于对照组（P＜0.01）；低管电压A组的肝脏CT值显著高于对照组（P＜0.01），见表1。

表1 各组一般资料比较（每组n=50）

2.2 图像质量比较 2名医师对图像质量评分的一致性较好（Kappa=0.785），各组图像的评分均≥2分，可满足临床诊断要求。各组图像均可清晰显示上腹部，尤其是肝脏部位（见图1）。低管电压A、B、C 3组与对照组的图像主观评分差异无统计学意义（P=0.871），而背景噪声SD值、SNR值和CNR值差异均有统计学意义（P＜0.05），进一步两两比较发现低管电压A、B、C组的背景噪声SD值均显著低于对照组（P＜0.01），而肝脏SNR值均显著高于对照组（P＜0.01），低管电压A、B组的肝脏CNR值显著高于对照组（P＜0.05），而低管电压C组与对照组差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

2.3 辐射剂量比较 低管电压A、B、C 3组的CTDIvol、DLP和ED均明显小于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.01），见表2。

3 讨论

腹部是临床上CT扫描最为常用的部位，由于扫描部分较其他部位大，所致的辐射损伤也往往高于其他部位扫描[9]。因此，如何在保证腹部CT质量的情况下，尽可能降低辐射剂量一直是临床的研究热点[10]。临床上的低剂量扫描往往也是集中于管电流和管电压的调节上，两者均与扫描辐射剂量直接相关，其中辐射剂量更是与管电压呈指数相关，但由于管电压与图像噪声高度相关，这很大程度上增大了低管电压CT扫描的难度[11]，且在第三代双源CT的应用潜力也仍不清楚。国外有学者研究指出ADMIRE能够显著提升第三代双源CT扫描的图像质量[12]，但国内相关研究仍较少。基于此，本研究着重明确基于ADMIRE的第三代双源CT低管电压扫描在上腹部CT扫描中的应用价值。

表2 各组图像质量评价及辐射剂量比较（每组n=50）

本研究根据受检者的BMI调整管电压，从结果中我们可以发现，低管电压A、B、C组与对照组的图像质量均满足诊断要求，且差异无统计学意义，进一步分析发现低管电压组的SD值均明显小于对照组，肝脏SNR和CNR明显高于对照组，这提示基于ADMIRE的低管电压扫描对图像质量无影响，这与国内学者针对冠状动脉成像的研究结果[6]相一致。不同组别的辐射剂量进行比较发现低管电压A、B、C组的CTDIvol、DLP和ED均显著低于对照组，其中低管电压A组的有效辐射剂量更是降低了51%，表明基于ADMIRE的低管电压扫描模式能够显著降低辐射剂量。因此，本研究所采用的扫描模式能够在不影响上腹部CT图像质量的同时，降低辐射剂量。

整体而言，本研究所采用的基于ADMIRE的低管电压扫描模式进一步降低了常规能谱扫描的辐射剂量，相比同类研究也呈现出一定的优势，辐射剂量明显更低[13]。国内学者也发现能谱CT智能匹配技术可以降低BMI患者的辐射剂量，且65 keV单能量图像噪声与常规120 kVp扫描联合30% ASiR图像相当，但低于常规扫描FBP重建图像[14]，这也进一步表明基于ADMIRE的低管电压扫描模式的个体化扫描优势。同时，随着高效能的降噪算法的出现和不断完善，可望进一步降低CT能谱成像的各种图像的噪声，提升图像质量的同时降低辐射剂量[15]。

但本研究存在一定的局限性，首先，仅使用ADMIRE迭代强度3进行重建，未与其他的迭代强度等级进行比较；其次，本研究只针对上腹部平扫序列，未对增强序列进行研究；另外本研究对于BMI和管电压之间的规律并未进行细化，只设定了3个管电压梯度。后续可进一步深入研究。

综上，基于第三代双源CT的ADMIRE迭代重建算法技术，根据受检者的BMI调整管电压进行上腹部扫描，能够在保证图像质量满足诊断的情况下，进一步减低患者的辐射剂量。