陈金国，陈冠亚，祁 冬

(1.杭州市余杭区星桥街道社区卫生服务中心放射科，浙江 杭州 310000；2.蚌埠市第一人民医院医学影像科，安徽 蚌埠 233000)

近年来，随着CT设备技术的快速发展，其较X线平片能够提供更多的影像信息，已被临床广泛应用。但是其电离辐射所带来的危害也明显高于普通X线胸片，研究表明，CT辐射剂量大小与患者患癌概率及扫描图像质量呈正相关性[1]。因此，在不影响图像质量前提下如何最大限度地降低辐射剂量，是目前CT检查的重点[2]。已有学者研究结果表明，采用迭代重建算法(SAFIRE)在低剂量CT扫描中能够明显降低辐射剂量，而图像质量不受影响，已在心脑血管成像及普通增强检查中应用，且被临床认可[3-4]。本研究旨在探讨基于SAFIRE算法对胸部CT行低剂量扫描图像质量及辐射剂量的影响。

1 资料与方法

1.1一般资料：收集2019年1月～2020年12月临床怀疑胸部疾病在我院行胸部CT检查患者60例，随机分为三组，每组20例。A组男11例,女9例;年龄 29～55 岁,平均(42.16±2.25)岁;体重指数(BMI)20～ 23 kg/m2,平均 (19.05±1.02) kg/m2。B组男8例,女12例；年龄28～61 岁，平均(40.89±2.11)岁;BMI 为22 ～25 kg/m2,平均(21.93±2.35)kg/m2。C组男13例,女7例;年龄 30～65岁,平均(42.37±1.46)岁;BMI 为23～26 kg/m2,平均(20.41±1.93)kg/m2。所有患者及家属均签署检查知情同意书，本研究经本院医学伦理委员会批准。

1.2方法：采用德国西门子 SOMATOM Definition AS 64排128层CT扫描仪，采用仰卧位头先进，深吸口气屏气扫描，扫描范围自肺尖至肋膈角下2 cm。主要扫描参数：A组常规剂量组(120 kV,300 mA)，采用FBP；B组和C组均为低剂量组(80 kV,300 mA)，分别采用FBP和SAFIRE重建。其余扫描参数均一致：探测器宽度64×0.625 mm，转速0.7 r/s，螺距0.984，扫描层厚及层间距5.0 mm，重建层厚及层间距0.625 mm。肺窗：窗宽1 200 Hu，窗位—600 Hu;纵隔窗：窗宽350 Hu,窗位：45 Hu。

1.3图像质量评价

1.3.1主观评价：由2名中级职称以上的放射诊断医生采用双盲法对图像质量进行主观评分。纵隔窗及肺窗均采用4分制评分标准[5]：4分，图像质量优秀，肺窗示肺纹理显示清晰，无伪影，纵隔窗内血管、气管及心脏结构显示清晰可辨；3分，图像质量良好，肺窗示肺纹理轻微模糊，有轻微伪影，纵隔窗血管、气管及心脏结构显示欠清晰；2分，图像质量一般，肺窗示肺纹理中度伪影，纵隔窗示血管、气管及心脏结构模糊不清；1分，图像质量较差，伪影较重，无法诊断。≥3分方可满足诊断要求。

1.3.2客观评价：在气管分叉处层面，将感兴趣(ROI)分别置于胸主动脉、肺动脉主干和竖脊肌测量CT值及标准差(SD)，将血管CT值作为信号强度，标准差作为噪声强度，竖脊肌的CT值作为背景信号强度，标准差作为背景噪声，计算信噪比(SNR)=CT血管/SD血管，对比噪声比(CNR)=(CT血管-CT竖脊肌)/SD竖脊肌[6]。

1.4辐射剂量记录：分别记录三组患者的容积CT剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)，计算有效剂量(ED)，ED=DLP×k，k取值0.014 mSv/(mGy·cm)[7]。

2 结果

2.1三组患者一般资料与有效辐射剂量对比：A组有效辐射剂量(2.89±0.37)mSv,B组和C组有效辐射剂量分别为(0.51±0.26)mSv及(0.48±0.14)mSv，与A组比较差异有统计学意义(P<0.05)；三组患者年龄及BMI两两比较差异均无统计学意义(P>0.05)，资料具有可比性。见表1。

表1 三组年龄、BMI及有效辐射剂量结果比较

2.2图像质量主观评价：C组肺窗及纵隔窗图像质量评分与A组比较差异均无统计学意义(P>0.05)，而与B组比较差异均有统计学意义(P<0.05)，且2名医生对图像质量主观评价的一致性较好(肺窗Kappa=0.862，纵隔窗Kappa=0.841)。见表2。

2.3图像质量客观评价：C组SD较B组降低45.62%，差异有统计学意义(P<0.05)；SNR和CNR较B组分别增加39.57%和28.64%，差异均有统计学意义(P<0.05)；而与A组比较SD、SNR及CNR相差不大，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表2 三组肺窗及纵隔窗图像质量主观评分结果比较(n，n=20)

表3 三组图像质量客观评价指标结果比较

3 讨论

随着人们周围生活环境的变化，胸部疾病发病率越来越高，而CT是临床上诊断胸部疾病的主要检查手段，但是CT所产生的电离辐射危害也受到了人们的重视。根据辐射防护最优化原则，应在满足图像质量的条件下，将有效辐射剂量降到最低范围内，来减少患者辐射剂量，获得最大诊断效益[8]。目前降低辐射剂量的方法主要通过降低管电压、管电流及增大螺距等方法来实现[9]。

本研究通过采用降低管电压方法来达到降低辐射剂量的目的，但是当管电压下降时，图像噪声会显著增大，信噪比降低，导致图像质量下降。以往CT所采用的滤波反投影算法(FBP)是一种解析重建算法，其优点是算法简单、重建速度快，一直被广泛应用，但FBP所需数据量大，无法剔除量子噪声和电子噪声对数据的影响，因此对噪声和伪影都很敏感，限制了辐射剂量的降低[10]。而迭代重建算法是一种新型降噪方法，通过使用系统噪声模型对CT信号的物理特点进行系统分析，通过反复迭代校正得到统计学模型，来辨别电子噪声和量子噪声，进而达到降噪效果，获得清晰的图像，以提高图像质量[11]。已有学者研究报道[12]，在胸部疾病中行CT低剂量扫描，通过采用迭代重建算法可显著降低图像噪声，并提高图像密度分辨率。由此可见，迭代重建算法是在低剂量扫描中解决图像噪声问题的有效方法。

本研究中C组采用80 kV联合SAFIRE重建算法较B组采用FBP算法可明显降低图像噪声，提高SNR，其重建后SNR和CNR与常规剂量组比较无明显差异，这与SAFIRE的降噪能力密切相关，而C组平均有效辐射剂量仅为(0.48±0.14)mSv，较A组降低82.35%。C组肺窗及纵隔窗图像质量主观评分均能满足诊断要求，且与A组比较无明显差异，特别是纵隔窗图像质量依靠于SAFIRE的降噪技术得到明显改善，使图像分辨率得到提高，而采用FBP重建低剂量B组图像质量与其他两组比较差异均有统计学意义，这说明只通过降低扫描条件而不改进重建算法无法得到满足诊断要求的图像，与贾永军等[13]学者研究结果相符。叶凯等[14]学者通过采用自适应统计迭代重建技术在胸部超低剂量研究中表明，辐射剂量比FBP降低90.2%时而图像质量不会下降。本研究尚存在不足之处：首先，研究样本量较少；其次，没有对迭代权重级别进行分组研究，因此仍需扩大样本量进一步研究寻找最佳权重级别。

综上所述，在辐射剂量相同条件下，应用SAFIRE算法对胸部CT行低剂量扫描，可以在保证图像质量的前提下显著降低辐射剂量，具有较高的临床应用价值。