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重建技术在低剂量CT扫描中的应用研究

2022-07-21

中国医药指南 2022年18期
关键词:低剂量腹部噪声

闫 强

(辽阳市中心医院,辽宁 辽阳 111000)

CT是临床应用十分广泛的一种辅助诊断方法,为多种疾病的诊断、质量及预后评估提供了重要参考资料。近年来,CT技术不断优化,影像密度分辨率及空间分辨率均显著提升,同时对于安全性的研究也逐渐增多,主要集中于降低CT扫描剂量、优化图像质量方面[1-2]。迭代重建技术是一种优化CT影像的重建算法,在低剂量CT扫描中应用逐渐增多,为探明其具体用效果,本次研究选取2018年1月至2019年12月期间在本院行腹部CT扫描患者84例对比分析了,其与常规扫描图像质量差异,并对比了其辐射剂量的降低效果,报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2018年1月至2019年12月期间在本院行腹部CT扫描患者84例,根据CT扫描方式分为常规组和观察组,各42例。两组患者均需行腹部CT扫描,后确诊为腹部疾病。观察组,男24例,女18例,年龄20~72岁,平均(52.02±20.16)岁;体质量48~85 kg,平均(66.74±18.87)kg;腹围56~104 cm,平均(81.17±25.03)cm。常规组,男24例,女18例,年龄20~71岁,平均(51.69±20.56)岁;体质量50~85 kg,平均(67.48±17.56)kg;腹围58~104 cm,平均(80.67±24.76)cm。两组在一般资料方面,差异不显著(P>0.05),具有可比性。本研究经我院伦理委员会审核通过。

1.2 纳入与排除标准 纳入标准:成年人;无CT扫描检查禁忌证;临床资料完整;患者自愿参与本次研究,并签署知情同意书。排除标准:过敏体质者;严重肾功能不全者;严重电解质紊乱或酸碱失衡未纠正者;合并心律失常等心脏疾病者。

1.3 检查方法 两组患者均GE.Revolustion512层螺旋CT完成扫描和增强扫描。常规组采用常规剂量(120 kV、250 mA)扫描联合滤波反射影重建。观察组实施低剂量扫描联合迭代重建技术:腹部低剂量扫描的管电压为120 kV、管电流为70~250 mA,每次间隔60 mA;管电流依次为250、190、130、70 mAs,采集矩阵为512×512,层间隔为0.9 mm,层距螺旋下进行扫描。采用碘海醇注射液作为对比剂,实施增强扫描,分别在注射后28 s和65 s采集图像,层厚5 mm层厚;扫描后,采用GE.Revolustion适应性统计迭代重建(ASIR)技术或基于模型的迭代重建(MBIR)技术进行图像重建。

1.4 观察指标

1.4.1 图像质量评估 两组患者图像均由本院3名医师进行图像质量评分,取平均分作为最终得分。4分评分法:1分为伪影严重,无法分辨脏器及组织,显影极差;2分为脏器组织尚清晰,但是伪影较多,对诊断影响较大;3分为脏器组织显示清晰,存在少量伪影,对临床诊断影响较小;4分为脏器组织显示清晰,无伪影,临床诊断影响较小[3]。同时,统计两组图像噪声情况,分别记录噪声、竖脊肌噪声及腹壁脂肪噪声数值。

1.4.2 CT剂量和辐射剂量评估 统计两组患者的CT剂量指数,并计算剂量长度乘积、有效辐射剂量。

1.5 统计学方法 本次研究采用SPSS20.0统计学软件分析所有数据,以(x-±s)表示计量资料,并采用t检验;采用χ2检验计数资料,P<0.05认为差异显著,有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组图像质量评分比较 观察组图像质量评分1分、2分、3分者与常规组比较,差异无统计学意义(P>0.05);观察组图像质量评分4分者占比显著高于常规组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组图像质量评分比较[n(%)]

2.2 两组图像噪声指标及CT剂量比较 观察组图像噪声、竖脊肌图像噪声及腹壁脂肪图像噪声值少于常规组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组CT剂量指数、剂量长度乘积和有效辐射剂量均显著低于常规组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组图像噪声指标及CT剂量比较(±s)

表2 两组图像噪声指标及CT剂量比较(±s)

组别n 图像噪声(HU) 竖脊肌图像噪声(HU) 腹部脂肪图像噪声(HU) CT剂量指数(mUy) 剂量长度乘积(mGy/cm) 有效辐射剂量(mSv)观察组 42 10.68±2.489.32±2.1811.53±2.986.75±1.38479.32±50.245.03±0.57常规组 42 14.02±2.6910.86±1.9714.56±3.6714.69±3.58526.74±48.678.02±1.58 t值15.03516.13914.70520.69114.52813.369 P值0.0170.0120.0180.0010.0160.019

3 讨 论

CT检查是一种可靠的影像学检查方法,但是其存在一定辐射问题,患者所受的辐射剂量虽然在机体耐受范围内,但是数值仍较大,尤其是体型较小儿童、幼儿,其受到的辐射剂量相对更大,检查后易埋下安全隐患,因而有待进一步降低CT扫描的辐射剂量,提高CT检查的安全性。但是,低剂量CT扫描对图像质量较为不利,需借助重建技术,提升图像显示效果,因而需探索低剂量CT扫描中有效的重建技术[4]。

CT图像算法主要包括解析重建和迭代重建,前者的重建时间较长,而效果差,因而逐渐被迭代重建所替代。迭代重建技术强调到焦点、体素及探测器的实际几何大小,根据噪声统计模型进行了选择性地识别,从而去除了图像的噪声,提高图像质量,避免或降低伪影发生[5]。迭代重建技术对于CT扫描剂量的要求较小,低剂量扫描也可获得较好的重建效果,CT腹部低剂量扫描相关文献报道显示,经迭代重建后,图像质量较为理想,伪影较少,低剂量扫描也可获得与常规辐射剂量相当图像效果,且部分报道提示低剂量CT扫描联合迭代技术重建技术后,图像质量优于常规模式[6]。本次研究也发现,观察组图像质量评分4分者(90.48%)占比显著高于常规组(71.43%),可知从主观方面评估,低剂量CT扫描联合迭代技术重建技术后的图像质量优于常规模式。低剂量CT扫描后重建研究发现,较常规扫描模式,低剂量CT扫描后应用迭代技术重建技术,图像质量竖脊肌图像噪声及腹壁脂肪图像噪声,减少20%~40%[7-8]。本次研究也发现,观察组图像噪声(10.68±2.48)HU、竖脊肌图像噪声(9.32±2.18)HU及腹壁脂肪图像噪声值(11.53±2.98)HU少于常规组[(14.02±2.69)HU、(10.86±1.97)HU、(14.56±3.67)HU],可知低剂量扫描联合迭代重建技术,图像质量更佳,降噪效果显著,目标区域的显示更为清晰,因而可为临床诊断提供更加准确的资料。常规CT扫描中单次辐射剂量可达到7~20 mSv,辐射量较大[9];因而,本次研究还对两种模式的辐射剂量进行了对比分析,结果发现观察组CT剂量指数(6.75±1.38)mUy、剂量长度乘积(479.32±50.24)mGy/cm和有效辐射剂量(5.03±0.57)mSv均显著低于常规组[(14.69±3.58)mUy、(526.74±48.67)mGy/cm、(8.02±1.58)mSv],可知低剂量CT扫描联合迭代重建技术在保证图像质量的基础上,降低了辐射剂量,提升了CT扫描的安全性,该技术有助于改善CT检查辐射大的弊端。

李伟刚[10]分析了迭代重建技术在低剂量CT扫描中的应用情况。该学者指出:低剂量CT扫描在临床中应用范畴比较广泛。既往的CT检查,主要以滤波反切投影技术为主。在此背景下,引发低剂量CT扫查时因图像噪声和图像质量问题受到显著影响,令其在临床应用以及发展受到比较大的制约。从另一个角度来看,当前随着我国医学技术以及医疗器械积极完善与重建技术CT扫描检查中的广泛应用,进而令迭代重建为主的低剂量CT扫描在临床应用范围变得更加广泛。应用该法对患者开展检查,所出具的扫描检查治疗效果相当明显。该组试验研究共计选择了46例拟行腹部血管造影CT扫描的患者为研究对象,分别应用滤波反切投影技术和迭代重建低剂量CT开展扫描。结果表明:观察组受试者图像质量评分达到2分以上共计23例,占据总数的100%;对照组共计21例,占总数的91.3%。组间对比相关数据存在统计学意义,P<0.05。另外,观察组受试者CT值和SNR、CNR、DLP各项分值分别达到了(356.2±41.2)分、(32.5±4.5)分、(469.5±12.9)分。上述数据与对照组相比差异显著,组间数据存在统计学意义,P<0.05。从上述内容中可见:应用迭代重建低剂量CT扫描于腹部血管扫查中,不但检查辐射剂量比较低,且所出具的图像质量满意,效果良好。贾鹏[11]分析了迭代重建技术在低剂量CT扫描中的应用情况,其选择共计60例CT扫描患者为研究样本。该学者将这些患者随机分为A组20例、B组20例以及C组20例。A组患者应用常规剂量实施扫描,具体使用滤波反投影重建生成图像;B组患者应用低剂量扫描之后使用FBP重建生成图像;C组则使用低剂量扫描之后,应用迭代重建技术成像。分析3组受试者噪声值、对比噪声比重建图像质量。结果表明:A组噪声值为(14.25±3.14)HU,B组为(18.98±3.99)HU,C组为(12.46±2.34)HU。A组CNR值为(2.58±1.66)、B组为(2.53±1.34)、C组为(3.51±1.38)。C组受试者上述数据和A组以及B组相比,组间数据存在统计学意义,P<0.05。B组受试者CT图片与肿瘤边缘锐利度、组织对比度、图像总体质量等评分明显比C组和A组低,组间数据存在统计学意义,P<0.05。该组学者认为,将迭代重建技术应用在低剂量CT扫描中安全性强,有效性高,该法能够积极满足CT诊断要求。

从IR技术在腹部应用中的情况来看,主要为当前腹部CT与临床应用中相对广泛,受试者检查次数比较多。国内外诸多学者针对于多类IR技术于腹部低剂量成像中的应用进行了探索。有学者[12]针对12例病患开展初步研究发现:和常规剂量FBP法相比较而言,于辐射剂量减少32%~65%条件之下应用ASIR技术能够显著降低图像噪声,且其有相同的整体图像质量以及低对比度分辨能力。但值得说明的是,经过此法加以处理之后,空间分辨力以及边缘锐利度有降低趋势。在此之后另有学者[13]进一步分析了53例腹部增强扫描资料。结果证实:应用ASIR技术能够于辐射剂量降低33%的状况之下,可以减少图像噪声,患者诊断可接受性基本相同。但不容忽视的是,图像锐利度也表现出了降低趋势。有学者使用肝脏体膜研究证实[14],相较于120 kV扫描FBP重建而言,100 kV扫描IR于剂量降低39.8%的同时,会提高图像品质。与常规方法相比,这种干预方式噪声减少20%,且没有明显减少诊断性能以及空间分辨能力。有学者针对于共计53例患者的腹部CT进行研究[15],结果表明:IRIS技术能够在辐射剂量减少50%的条件之下,不影响图像品质。CT资料的诊断可信度和锐利度与常规剂量FBP图像无明显差别。有研究表明[16]:相较于常规剂量FBP法来讲,应用iDose技术能够全面减少肝脏CT增强扫描图像噪声,有效提高CNR,其在积极满足诊断要求的同时,可以减少将近50%辐射剂量。

综上所述,低剂量CT扫描中采用迭代技术重建技术,不仅可以降低辐射剂量,而且可有效发挥降噪和提升图像质量效果,临床应用价值较高。

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