耿学龙 王芳 盛金平 蒋锐 王鹏 关静

(西部战区总医院放射诊断科，四川 成都 610083)

肝癌的患病率占据全部恶性肿瘤的前十位，成为危害人们身心健康的常见恶性肿瘤，尤其是我国每年死于肝癌的患者约34万人，约占全球因肝癌死亡人数的55%左右[1]。随着社会经济高速发展，人们生活及工作压力不断增加，加上不良习惯的影响，近几年我国肝癌的患病率、病死率日渐升高[2]。因此临床对肝癌早期检出的需求越来越迫切，肝脏的影像学检查也成为必不可少的一部分，其中CT肝脏增强扫描辐射剂量较高，在降低辐射剂量的同时保证图像质量之间寻找平衡点[3]。适当降低KV是减低辐射剂量的重要手段，但同时图像质量也会随着下降，而CT全模型迭代重建技术(Iterative model reconstruction,IMR)恰好可以弥补这一忧虑[4]。本研究旨在比较256 层螺旋CT IMR和混合迭代重建技术(iDose4)在低辐射剂量肝脏增强中的图像质量和辐射剂量，并与磁共振(MRI)动态增强的肝癌检出率进行比较，探讨IMR重建技术在肝癌中的临床价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2021年1月～10月我院因病情需要同时行肝脏CT增强扫描和MRI动态增强检查，并被病理确诊为肝癌的40例患者，其中 男28 例，女12例，平均年龄(55±10)岁。纳入标准：①无CT 扫描禁忌证。②患者及家属均知情并签署知情同意书。排除标准:①严重心、肾功能不全者。②碘和钆喷酸葡胺过敏者。③肝脏多期CT增强和MRI动态增强间隔超过15 d，两个检查之间做过手术和穿刺。④呼吸运动或金属伪影较重，影响观察者。⑤体质指数(BMI)超过28 kg/m2。本研究获医院医学伦理委员会审核通过。

1.2 CT检查方法 采用PhilipsiCT256层CT，行肝胆胰脾平扫和3期增强扫描。患者取仰卧位行屏气扫描，扫描范围从膈顶至肝下缘。扫描参数:所有患者平扫采用常规电压120 kV，自动mAs的DRI(Doseright)指数为“23”，动脉期、门静脉期、延迟期扫描均采用管电压100 kV，自动mAs的DRI(Doseright)指数从原来标准的“23”降到“20”，其他条件不变。准直宽度:128×0.625 mm，螺距0.925，机架旋转时间0.75 s/周，矩阵512×512, FOV 32 cm×32 cm。采用Ulrich REF XD 2051双筒高压注射器, 由前臂静脉根据患者体重注射对比剂 60～80 mL, 流速4.0 mL/s, 等速注入生理盐水25 mL。分别对各患者动脉期、门脉期、延迟期薄层图像进行重建，以iDose4技术重建图像为A组，层厚1 mm，层间距0.8 mm，iDose4设为Level4；以IMR技术重建图像为B组，层厚1 mm，层间距0.8 mm，IMR设为Level2。

1.3 MRI检查方法 采用西门子1.5 T磁共振，要求患者检查前4 h禁食，并指导呼吸练习，检查范围设置为膈顶至肝脏下缘，检查序列包括T1WI自旋回波序列，横轴位，参数:TR 123 ms,TE 4.91 ms,层厚6 mm层间距20%，FOV 370 mm，层数20层，矩阵228×320。单次激发T2WI屏气序列，冠状位及横轴位，参数：TR 1100 ms,TE 74 ms,层厚6 mm，层间距20%,层数20层，矩阵228×320。T1WI双回波同反相位屏气序列，横轴位，参数：TR 135 ms,TE 2.13 ms,层厚6 mm层间距20%，FOV 370 mm，层数20层，矩阵228×320。多b值弥散自由均匀呼吸序列，横轴位，参数：TR 2400 ms,TE 75 ms,层厚7 mm，层间距20%，b值分别为50，400，800，FOV 380 mm，层数20层，矩阵228×320。选择15 mL钆喷酸葡胺作为对比剂进行增强扫描，对比剂由患者肘静脉注入，速率2 mL/s，并注入20 mL氯化钠，嘱咐患者屏气，以获取动脉期、门静脉期、延迟期的图像，选择vibe动态扫描序列，横轴位，参数：TR 4.89 ms,TE 2.38 ms，FOV 380 mm，层厚3.5 mm，层间距20%，矩阵256×128。

1.4 图像质量比较

1.4.1 客观分析 对两种重建方法所得CT图像分别在门静脉主干水平层面，避开血管和胆管及可能存在的病灶，于左肝及右肝放置ROI (面积为78 mm2)，并在同层面前腹壁中央区域空气及右侧竖脊肌内放置相同大小的ROI，记录各ROI的平均CT值及其标准差 (SD) 。信噪比(Signal noise ratio，SNR) =CT肝脏/SD肝脏;对比噪声比 (Contrast noise ratio，CNR)= (CT肝脏-CT竖脊肌) /SD空气。

1.4.2 主观分析 所得图像上传PCAS,由两名影像学诊断主治医师分别对动脉期、门脉期、延时期薄层iDose4重建图像和IMR重建图像质量进行评估，并对两种CT重建方式和MRI动态增强所得的肝癌的病灶检出量，病灶大小、形状、病灶边界、强化方式进行对比。并采用4分法对图像主观指标进行评价，包括：①低对比分辨率：1分,分辨率较差；2分,可接受；3分,较好；4分,非常好。②图像失真：1分,不能接受；2分,失真较严重,影响诊断；3分,有失真,但不影响诊断；4分,无失真。③诊断信心度：1分,不能诊断；2分,仅提示可见病变；3分,可能诊断；4分,很有信心。评价者在评价过程中可适当调节窗宽、窗位。

1.5 辐射剂量 比较CT两种方式重建所得图像的CT剂量容积指数 (CTDIvol) 、平均长度乘积 (DLP)，有效辐射剂量 (ED) =DLP×k, k为肝脏转换系数[0.015 m Sv/ (m Gy·cm)[5]。

2 结果

2.1 IMR和iDose4重建方法图像质量客观评价 在100 kV下A组和B组三期测的CT值比较差异无统计学意义(P>0.05)(表1)。两组动脉期、门脉期和延时期图像的噪声指数、SNR和CNR比较差异均有统计学意义(P<0.01)，其中B组噪声明显小于A组，SNR和CNR 明显高于A组，见表2。

表1 iDose4和iMR重建技术CT值客观指标比较

表2 iDose4和IMR重建技术的图像质量的客观指标比较

2.2 IMR和iDose4重建方法图像质量主观评价 两位影像诊断主治医师对CT增强IMR和iDose4 的图像质量主观评分一致性较好，均能满足诊断。B组的低对比度分辨力和诊断信心均高于A组，图像失真度低于A组。见表3。

表3 IMR和iDose4重建方法的图像质量主观指标评分比较 [M(P25, P75)，分]

2.3 CT两种重建方式与MRI动态增强对病灶检出情况比较 A组共检出114处病灶，B组共检出129处病灶，MRI动态增强检出121处病灶(表4)。以IMR重建所得图像质量、肝脏解剖结构和病灶轮廓均优于iDose4重建图像，MRI动态增强图像质量、肝脏解剖结构和病灶轮廓均优于CT增强图像，但位于肝顶的病灶及呼吸配合不佳病人CT优于MRI动态增强。三组所得图像测得的病灶大小、形状和强化方式无明显差异。见图1～2。

2.4 常规剂量平扫组和低剂量组辐射剂量比较 常规剂量平扫组和使用100 KV自动mAs(Doseright)的DRI指数降到“20”三期增强组， CTDIvol、DLP和ED比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表5。

表4 CT增强A、B组和MRI动态增强病灶检出和病灶轮廓的主观评价(n)

图1 iDose4和IMR重建图像

图2 术后证实肝细胞癌

表5 常规剂量组和低剂量组辐射剂量比较

3 讨论

由于肝癌患者逐年增加的趋势，病灶的早期诊断对临床和患者都具有重要意义[6-7]。随着医学技术发展，检查手段多元化，临床对医学影像检查需求越来越大，要求也越来越高。CT肝脏增强和MRI肝脏动态增强属于肝脏的重要检查方法[8]，两种检查方法各有优势和缺点。CT肝脏增强检查需要平扫、动脉期、门脉期、延时期才能诊断，这样辐射剂量较高，所以降低辐射剂量成为学者们研究的重点[9]。IMR属于新一代非线性全模迭代重建技术，以结构化知识模型为基础，完善解剖模型、几何模型、系统模型以及噪声模型等多个具有CT系统特性的统计学模型，建立了更合理的成像约束条件[10-11]，从而在降低辐射剂量的同时又能保证图像质量。

本研究中对图像质量客观的评价发现，在电压为100 kV，自动mAs的DRI(Doseright)指数为“20”相同条件下IMR重建图像和iDose4重建图像对CT值无明显影响，与 Yuki等[12]对IMR 在冠状动脉中的应用结论相符。图像噪声B组明显低A组，B组相对A组噪声降低3倍左右，差异具有统计学意义(P<0.01)。噪声直接影响CT图像的低密度分辨率和空间分辨率，噪声增加很难分辨病灶[13-14]，而全模型迭代重建技术大幅度降低噪声。本研究发现B组的SNR、CNR较A组提高4倍左右，SNR和CNR均有统计学意义(P<0.01)，图像的密度分辨率和空间分辨率都得到升高[15-16]，因此认为IMR在肝脏这类缺乏天然对比度的组织中体现出一定的优势，对肝脏小病灶和病灶细节显示更清楚，同大多学者的研究一致[17-18]。

从图像质量主观评价中，B组低对比度分辨率、诊断信心从A 组3升到4。因为在电压降低为100 kV，自动mAs的DRI(Doseright)指数降到“20”此时采用iDose4重建的A组图像噪声高，SNR和CNR降低，采用全模型迭代重建的B组肝脏图像质量得到改善[19]。B组的三期增强图像较清晰且密度分辨力提高，病灶更易于显影[20]，对于小结节病灶、小囊肿和较小的不典型血管瘤也能有效的显示，病灶边界较清晰，降低了漏诊和误诊的风险，提高了诊断信心。将iDose4和IMR重建三期增强的CT薄层图像和MRI 动态增强进行对比研究，A组图像检出114 处病灶，B组图像检测出129处病灶，MRI动态增强检出121处病灶，三种方法比较病灶大小无差异，病灶强化方式基本一致，其中IMR重建的B组图像对肝脏病灶检出、轮廓显示更接近MRI动态增强。

本研究中对于同一病人CT肝脏平扫用的常规剂量管电压为120 kV，自动mAs的DRI(Doseright)指数为“23”，三期增强电压降低为100 kV，自动mAs的DRI(Doseright)指数降到“20”。动脉期有效辐射剂量 (ED)从(6.42±0.69) mSv降到(4.17±1.33) mSv，因此如果我们四期均采用全模迭代技术辐射剂量将得到大幅度的降低。

本研究不足之处，病例数量有限，另外CT增强iDose4和IMR重建均为100 kV条件下，没有和120 kV正常条件作对比。本研究未对CT多期增强和MRI动态增强的准确率进行比较。

4 结论

采用管电压为100 kV，自动mAsDRI(Doseright)为“20”，肝脏增强在全模型迭代重建方式下既可以降低辐射剂量的同时可以提高薄层图像质量。对老年人和腹痛患者等无法配合磁共振检查的情况也可以有效弥补，在肝癌的临床诊断中具有一定的应用价值,可在临床推广应用。