idose4迭代重建技术对低剂量肺部ct图像影响的模型临床研究

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Dose4迭代重建技术对低剂量肺部CT平扫图像影响的模型及l临床研究搁要【研究背景】随着多层螺旋CT的发展及广泛普及，其应用数量急剧增加，CT检查的辐射剂量问题已经成为目前临床研究热点之一，低剂量扫描己广泛应用于肺癌筛查，目前用于肺部筛查的合适剂量约30mAs．50mAs，剂量降低幅度太大时图像噪声水平提高，图像质量下降进而影响诊断【1l。近来低剂量研究的重点从前期单纯降低毫安秒到目前联合改进重建算法以求在降低有效辐射剂量改善图像质量方面有所突破。CT技术自诞生以来，解析重建(analyticreconstructionAR)和迭代重建(iterativereconstructionIR)是两种基本方法。滤波反投影法(FilteredBackProjection，FBP)是解析重建的主要算法，因其运算构建系统简单和速度快成为CT常规重建技术而被各厂商应用12】，而该方法在保证图像质量的前提下降低剂量的幅度是有限的。迭代重建算法并不是新兴的重建技术，曾用于第一台商用CT机，但因重建速度慢以及运算构建复杂等缺点被临床废弃【3j。相比FBP技术，IR算法能在显著降低剂量的同时选择性去除噪声。获得较好的图像质量i4】，故在当今对低剂量迫切要求的发展趋势下迭代重建技术又重新应用于临床15l。近来各厂商相继推出的迭代重建技术如：西门子IRIS、东芝ADIR、GEASIR、飞利浦iDose4等，其主要考虑即对低剂量扫描的原始数据进行迭代重建以求在辐射剂量及图像质量方面有所突破。本研究应用Philips256．iCT通过模型及I临床对照研究相结合的方法探讨iDose4迭代重建算法对肺部平扫图像的影响，研究其降低图像噪声的效果，寻求较合适的低剂量扫描方案。第一部分迭代重建算法对低剂量CT显示肺结节及其图像质量影响的模型研究【目的】探讨iDose4高级迭代重建算法(iterativereconstructionIR)与滤波反投影法(filteredbackprojectionFBP)对低剂量螺旋CT发现GGO和部分实性结节及其图像质量的影响。【材料和方法】l、采用PhilipsBrilliance256层iCT。应用常规剂量l00mAs(我院胸部CT平扫健康体检日常剂量)作为对照组，3种低剂量组(50mAs／25mAs／15mAs)，对包含有模拟结节的肺模型进行扫描，其他参数一致：120kVp，准直128×0．625mm，螺距0．915，0．5s／Rot，层厚5mm，FOV257mm。扫描结束记录不同扫描条件主机显示的单次扫描CT剂量加权指数(CTDIv01)和剂量长度乘积(DLP)两项指标。采用FBP及iDose4(1．6)水平重建比例对原始数据进行离线重建，层厚lmm。以100mAs联合FBP重建作为对照组。 第二军医大学硕士学位论文2、CT图像质量分析：测量不同序列上肺近似胸锁关节层面、中肺近似主肺动脉窗层面及下肺近似右下肺静脉3个层面lmm轴位图像肺CT值及其标准差(SD)，取6个ROICT值标准差的平均值作为每层面的平均CT值标准差(MSD)评价图像噪声，由我院两名有经验的胸部放射学专家对各组图像结节的显示及其质量分等级进行评估。定义标准参数为100mAs联合FBP重建。【结果】I、不同扫描条件的辐射剂量：四种毫安秒组(120kV’p／100mAs、50mAs、25mAs、15mAs)有效辐射剂量(ED)为2．45mSv、1．22mSv、0．61mSv、0．36mSv，低剂量组辐射剂量较l00mAs组降低约50．85．3％。2、不同毫安秒及重建算法组合时，肺模型肺实质CT值测量无统计学差异(P>O．05)。平均CT值标准差(MSD)随着毫安秒降低而增大(P=O．ooo)，3个低剂量组采用FBP重建MSD与对照组均有统计学差异。同一毫安秒组内随着iDose4迭代重建水平的提高MSD值逐渐减dx(P=O．ooo)，50mAs选择iDose4．1I临界水平与100mAs无明显差异；25mAs采用iDose4-4水平重建图像较FBP图像噪声改善(MSD下降约38．49％)，与100mAsFBP比较无明显差异：15mAs采用低比例(iDose41．5水平)重建时图像MSD值与100mAsFBP组存在不同程度差异(PO．05)。3、15mAs采用FBP重建图像与100mAsFBP图像一致性较差(kappa<0．4)，结节评分偏低。25mAs采用iDose4．4、15mAs采用iDose4．6水平重建图像与100mAs采用FBP扫描一致性较好(0．45kappa<0．75)；【结论】iDose4迭代重建算法与FBP相比能降低图像噪声，实验条件下50mAs选择iDose4．1l临界水平，25mAs选择iDose4-4临界水平，15mAs选择iDose4．6水平可以作为肺部低剂量筛查的管电流与iDose4迭代重建水平可选组合方案。【关键词】肺模型，CT，迭代重建法，滤波反投影法，低剂量扫描第二部分迭代重建算法对肺部低剂量CT图像质量的临床研究【目的】比较iDose4高级迭代重建算法(iterativereconstructionIR)与常规滤波反投影法(filteredbackprojectionFBP)对肺部低剂量平扫图像质量的影响。【材料和方法】l收集我院2011年8月．10月拟行胸部体检的无肺部临床症状的门诊或住院病人144例患者，男性86例，女性58例，年龄18．75岁，平均47．5岁。分别采用常规剂 Dose4迭代重建技术对低剂量肺部cT平扫图像影响的模型及临床研究量(选用我院胸部平扫日常剂量)组A：100mAs(n=40)、低剂量组B：50mAs(n=40)、C：25mAs(n=40)、D：l5mAs(n=24)进行扫描。2CT检查方法：采用PhilipsBrilliance256层iCT扫描机进行全肺屏气扫描，扫描范围自肺尖至肺底，除毫安秒外其它参数保持一致：分别为120kVp，准直128x0．625mm，螺距0．915，FOV280．330mm，0．5s／Rot，层厚5mm，扫描前训练病人屏气，扫描中病人屏气良好，所有图像均无呼吸运动伪影。扫描结束记录不同扫描条件主机显示的单次扫描CT剂量加权指数(CTDIv)和剂量长度乘积(DLP)两项指标。对扫描原始数据均采用FBP及iDose4-4和6水平进行离线重建，层厚lmm，以100mAs联合FBP重建作为对照组。3由两名有经验的主治以上医师对图像质量分等级进行评估，并测量不同序列肺尖部胸锁关节层面、主肺动脉窗层面及右下肺静脉3个层面肺组织及同一层面右侧肩胛骨区肌肉组织lmm轴位图像同一部位CT值及其标准差(SD)，比较不同管电流和重建算法扫描图像噪声(MSD)、CNR、SNR的大小。【结果】l、ABCD四组ED分别为2．73+0．27mSv，1．30士O．17mSv和0．66-士0．08mSv。0．46-z：0．02mSv：低剂量组ED较100mAs组分别降低52．37％，75．8％和83．2％：2、不同管电流及重建算法组合时肺实质CT值无统计学差异(P>0．05)。50mAs采用FBP重建图像较100mAsFBP组无明显差异，采用iDose4．．4和6水平重建较loomAsFBP组比较MSD肺尖部降1"6(27．52％、43．13％)，中肺(20．25％、32．94％)，下肺(17．26％、33．46％)，3个层面CNR及SNR均较对照组增大。25mAs采用FBP重建图像较100mAsFBP组3个层面MSD值分别增加约40．46％、36．86％、35．89％：采用iDose4-4图像较100mAsFBP组MSD、CNR及SNR均无统计学差异(P>0．05)。15mAs采用FBP及iDose4-4重建图像较100mAsFBP组比较MSD、CNR及SNR均有统计学差异(PO．05)，3个层面CNR及SNR均低于100mAsFBP组。3、降低毫安秒肺尖部MSD增加显著，采用迭代重建算法噪声显著改善。【结论】25mAs选择iDose4-4临界水平能使辐射剂量降低75．8％且与100mAsFBP相比图像没有明显差异，可作为临床肺部低剂量筛查选择的合适扫描方案。【关键词】肺，多层螺旋CT，迭代重建，滤波反投影法，辐射剂量 第二军医大学硕士学位论文Abstract[Baekground】Withrecentadvancesincomputedtomography(CT)，theincreasingfrequencyofCTexaminationsmaketheeffectradiationdose(ED)animportantissue，thefocustransitionsfromonlychangesscanningparameterstoimprovetheimagequality．Researchhasshownthat30mAs—。50mAsisthemostappropriateradiationdoseforlow-dosechestCTexamination，inaddition，artifactswillincreaseintheapexlevelwhenradiationiSdecreasedto20mAs，therebyreducingthedetectionrateoflungnodulesD1．Researchonlow-doseCTistransitioningfromafocusonscanningparameterstoimprovingimagereconstructiontechniques．Analyticalreconstruction(AR)anditerativereconstruction(IR)arethetwobasicreconstructiontechniques．CurrentlymostcommercialCTsystemsusedfilteredbackprojection(FBP)asthestandardimagereconstructionalgorithmforitsfastreconstructionspeedandsimplebuildingoperations[21．IRalgorithmoncehadbeenusedtOthefirstCTmachine，butwasabandonedforitsslowreconstructionspeedandcomplexbuildingoperations131．ComparedtotheFBPtechnology，IRalgorithmcansignificantlyreducethedosagewhileimprovethespatialresolution，andselectiveremovethenoise[41．Therefore，withthelowdosepressingforthedevelopmenttrend，iterativereconstructiontechniquehavetobacktoclinicalapplicationslSi．Themanufacturershaveintroduceddifferentimagereconstructiontechniques，suchasSiemensIRIS、ToshibaADIR、GEASIRandPhilips．iDose4．Itcantransferrawdataforsubsequentoff-linereconstructiondirectlyandalltheimageswerereconstructedtoImmsectionthicknessesbyusingIRreconstructiontechniques．Thepurposeofthestudywastoinvestigatewhethertheimagequalitycouldbemaintainedorevenimprovedinalow-dosenon-contrastchestCTusingiDose4IRreconstructiontechniquecomparedwiththestandardFBPtechniqueininitialexperimentalandclinicalresearch．PartIE疗诎ofiDose4advancediterativereconstructiononimagequalityandidentificationofground-gla鹃opacitiesandpartlysofidnodulesonlow-doseCTusingchestphantom【Objective]ToassesstheinfluenceofiDose4advancediterativereconstruction(IR)comparedwithfilteredbackprojection(FBP)algorithmonimagequalityandidentificationofground·glassopacities(GGOs)andpartlysolidnodulesonlow-dosethin-sectionCT．一4· iDose4迭代重建技术对低剂量肺部cT平扫图像影响的模型及临床研究[MaterialandMethods]AchestCTphantomincludingsimulatedGGOsandpartlysolidnoduleswasscannedwithfourdifferenttubecurrents：standardcontrolgroup：I20kVp／100mAs(groupA)，Low—doseprotocols：l20kVp／50mAs(groupB)，l20kVp／25mAs(groupC)and120kVp／15mAs(groupD)．AlltherawdatawerereconstructedusingFBPandiDose4IR(1-6)reconstructionlevels．QuantitativeCTnumbersandstandarddeviation(SD)oflungweremeasuredontheworkstation，followedbyvisuallyassessmentofidentificationandimagequalityofGGOsandpartlysolidnodulesbytwochestradiologists．Thestandardreferenceusedl00mAsinconjunctionwithFBP．Atthesametime，asingleradiationdosewascalculated．[Results]l、TheEDofthefourgroupswas2．45mSv、1．22mSv、0．61mSv、0．36mSv．themeandoseoflow-dosegroupB，CandDwasreducedby50．37％，75．1％and85．3％compared“withgroupArespectively．2、TheCTnumbersoflungdon‘tshowsignificantdifferenceunderdifferenttubecurrentsandalgorithms(allP>0．05)．iDose4IRtechniqueimprovedtheimagenoise’comparedwithFBPforthesametubecurrents．MSDinlow·dosegroupswithFBPalgorithmshowedastatisticallysignificantdifferencecomparedwithl00mAswithFBPalgorithm，whilenosignificantdifferenceswerefoundin50mAsiDose4criticallevel-!，一25mAsiDose4criticallevel-4，15mAsiDose4-6comparedwith100mAswithFBPalgorithm，andassessmentofidentificationfornodulesshowedthat25mAsreconstructedwithiDose4-4and15mAswithiDose4-6wascomparablewithstandardreference(O．4Skappa<0．75)．【Conclusion]ComparedwithFBP,iDose4canimproveimagenoise，forphantomstudy50mAswithiDose4·l，25mAswithcriticaIIevel-4，andl5mAswithIevei-4asthesuitablelow-dosechestcomputedtomographyscanningprotocols．[KEYWORDS]chestphantom，tomography，IR，FBP，low-dosePanIIRadiationdoseandimagequalityanalysbofnon-enhancedchestCTafterusingIDose4IRtechnique：theclinicalresearch．[oHective]·S- 第二军医大学硕士学位论文ToevaluatetheimagequalityandradiationdoseofchestcomputedtomographyusingiDose4IRtechnique．【MateriabandMethods]144patientsunderwentnon-contrastchestCTusinga256-sliceiCTscanner(PhilipsHealthcare，Cleveland，OH，us)，theywererandomlyassignedintofourgroups：groupA(n240)standarddoseprotocol120kvp／100mAs；Low—doseprotocols：groupB(n=40)120kv／50mAs；groupC(n240)120kv’p／25mAs；groupD(n=24)120kv’p／15mAs；AlltherawdateswerereconstructedusingFBPanditerativereconstructiontechnique(iDose4)．GroupAwithfilteredbackprojection(FBP)wasastandardcontrolgroup．QuantitativeCTnumbersandstandarddeviation(MSD)，signal-to-noiseratio(SNR)，contrast-to-noiseratio(CNR)andthesubjectiveimagequalitywerecomparedbetweenandwithingroups．Atthesametime，asingleradiationdosewascalculated．[Results]i、Themeandoseoflow-dosegroupB，CandDwasreducedby52．38％，75．8％and83．I5％comparedwithgroupArespectively．2、TheCTnumbersoflungdon‘tshowsignificantdifferenceunderdifferenttubecmrentsandalgorithms(allP>O．05)．iDose4IRtechniqueimprovedtheimagenoise，SNRandCNR．NosignificantdifferenceswerefoundinMSDforthethreelunglevelsbetween50mAsandl00mAswithFBEMSDifl25mAswithiDose4-4and6werereducedabout34．02％、47．83％comparedwithFBPalgorithms，MSD，SNRandCNRdon’tshowsignificantdifferencecomparedwithgroupA．MSDofi5mAswithiDose4-6showednodifferencewithcontrolgroupbutSNRandCNRwerealllowerthan100mAswithFBP．[Conclusion]25mAswithiDose4criticallevel-4canreduceradiationdoseby75．8％meanwhileimproveimagequalitycanbeusedasthesuitablelow-dosechestcomputedtomographyscanningprotoc01．[KEYWORDS]pulmonary，tomography，IR，FBP，low．dose．6． iDose4迭代重建技术对低剂量肺部cT平扫图像影响的模型及临床研究英文缩写英文全名CTMSCTlRFBPFOlDLPCTDIvolEDROIHUSDMSDCNRSNRGGO中英文缩略语表ComputedTomographyMulti．sliceSpiralCTlterativeReconstructionFilteredBackProjectionRegionofinterestDose-lengthproductCTdoseindexvolumeEffectiveradiationdoseRegion-of-InterestHounsfieidunitStandarddeviationMeanstandarddeviationContrast．to-NoiseRatioSignal-to-NoiseRatioGround·glassOpacity中文全名计算机断层成像多层螺旋CT迭代重建算法滤波反投影法感兴趣区剂量长度乘积容积CT剂量指数有效剂量感兴趣区亨氏单位标准差平均标准差平均对比噪声比平均信噪比磨玻璃影-7- 第二军医大学硕士学位论文-i■·●r-l-J-月U舌在肺部疾病的诸多检查方法中，CT无疑是最敏感，也是最有价值的方法之一，随着近年来多层螺旋CT的发展，计算机软件和多种后处理技术的完善，临床应用频率增加，进而CT检查所引起的辐射致癌风险以及放射防护与安全问题开始成为普遍关注的焦点。有报道指出，如果患者在标准计量的基础上每增加10mSv的辐射剂量，则致死率将增加0．04％E6J。另据文献报道，美国有高达2％的癌症病例可能是由于CT扫描的辐射造成的17】。关于辐射剂量的问题陆续引起了放射学家、医学物理学家及CT制造厂商的关注，致力于对降低剂量扫描技术的研究。辐射剂量的降低应该服从国际放射防护委员会(InternationalCommissiononRadiologicalProtection，ICRP)于1997年提出的X线检查辐射防护原贝,xjt81：即实践正当化、辐射防护的最优化、个人剂量限制化。另外放射检查应遵循“合理使用最低剂量(aslowasreasonablyachievable．ALARA)”的原则【91，即以最低剂量来获取满足临床需要的诊断图像。如何在辐射剂量与诊断图象质量之间找到最佳平衡点成为国内外放射学人士面临的重要课题。1990年Naidich等【101首次提出低剂量CT的概念，在其它参数不变的情况下通过降低管电流对比12名患者低剂量及常规剂量扫描图像结果显示低剂量扫描时仍可显示肺的正常结构。在此之后低剂量CT扫描的研究成为了临床热点，随着研究的深入国内外报道均显示辐射剂量的降低程度有限。管电流低于25mAs扫描采用标准算法重建时肺内结节的显示率明显降低llXl。因此近来的研究已逐渐从前期单纯改变管电流进展到联合改进图像重建技术，以期在降低剂量方面有所突破，在更低的剂量下获得满足诊断要求的图像。目前，低剂量迭代重建技术已成为CT技术领域新的研究热点，它能够在降低噪声、保证图像质量的情况下明显降低剂量，与常规重建相比具有很好的临床应用前景。目前各家公司均推出了各自的迭代重建算法，如西门子IRIS、飞利浦iDose、东芝ADIR、GEASIR。国内外有研究者采用自适应迭代重建技术(ASlR)对胸、腹部CT检查及结肠CT成像中低剂量扫描的原始数据进行重建，采用低剂量扫描配合IR算法．可在显著降低辐射剂量前提下获得满足诊断要求的图像质量112．161。2011年Philips公司将iDose4迭代重建技术引入256层iCT，其中的重要考虑即是其对低剂量扫描有重要作用。iDose4迭代重建的不同水平(卜7)反映了原始FBP重建的图像与完全采用数学模型建立的无噪声图像的混合比例。本实验从模型及临床两部分对胸部(主要是肺)采用低管电流扫描联合iDose4迭代算法重建并对图像质量进行主观和客观全面探讨和研究。模型部分：肺模型可以近似模拟正常人肺组织进行不同方案连续CT扫描，可避免对病人连续扫描的剂量问题同时减少不同病人之间的差异。近年来肺癌的筛查，特 Dose4迭代重建技术对低剂量肺部cT平扫图像影响的模型及临床研究别是磨玻璃样结节诊断较为棘手，因此越来越多地受到影像学者的重视，关于模拟肺结节的方法临床报道曾有作者将充气固定的含多发结节的尸体肺放入充满稀释对比剂的有机玻璃胸廓模型内，采用多组不同条件进行扫描【17】。另有采用生物材料模拟肺结节及肺组织进行扫描陋旧1，此方法较前简便易得。本课题组与四川宝通科技发展公司合作制作包含有模拟纯密度磨玻璃结节(ground-glassopacity，GGO)及混杂密度GGO的符合中国成人女性体型的仿真模型，模拟各种人体骨骼、脏器、肌肉、皮肤有效原子序数、密度、体积、形状和真实人体骨骼、脏器等保持相似，在右肺内不同层面植入不同大小及密度的GGO及混杂密度GGO。采用不同的管电流对模型进行连续扫描，采用FBP算法及iDose4迭代重建算法1-6水平对原始图像进行离线重建，测量肺尖部胸锁关节层面、近似主肺动脉窗层面及右下肺静脉层面肺同一部位CT值及标准差(Standarddeviation，SD)值，以肺CT值的平均标准差(Meanstandarddeviation，MSD)作为评价该图像的噪声指标，由两名有经验的胸部放射学专家对内部结节的显示和图像质量分等级进行评估。-临床部分：选取我院拟行胸部平扫健康体检的门诊或住院病人，随机分入设定的剂量组仅完成一次扫描，扫描前训练屏气尽量减少呼吸导致的伪影，采用FBP及iDose4迭代重建算法4和6水平对图像进行离线重建，扫描结束记录每位患者CT容积剂量指数(CTDIvoi)和剂量长度乘积(DLP)。测定肺尖部胸锁关节层面、主肺动脉窗层面及右下肺静脉层面肺同一部位CT值及SD值，并计算平均对比噪声比(Contrast-to-NoiseRatio，CNR)、平均信噪比(SignaltoNoiseRatio，SNR)及有效剂量(Effectiveradiationdose，ED)值，由两名有经验的胸部放射学专家对所有重建序列的图像质量分等级进行评估。基于以上论述，本课题主要探讨以下问题：l、iDose4迭代重建不同水平及FBP算法对低剂量肺模型图像质量及结节显示的影响。2、探讨不影响图像质量前提下不同管电流与iDose4迭代重建水平合适组合方案。3、FBP与iDose4迭代重建算法对临床病人图像质量的影响。 第二军医大学硕士学位论文第一部分迭代重建算法低剂量CT对肺结节显示及图像质量影响一肺模型研究一、材料和方法(一)模型制作本课题组采用生物材料制作一具符合中国体型的双臂上举仿真人体模型(图1)。采用“准元素等效”和“无机元素替代法"，在医疗照射范围60Key一20Mev范围，能量响应误差小于5％。按照体模体内外剂量分布要求，模拟人体骨骼、脏器、肌肉、皮肤及肺实质有效原子序数、密度、体积、形状和真实人体骨骼、脏器等保持相似。制作三组大小分别为5ITlln，8．5IIlnl，12．5lrlln的纯密度磨玻璃结节(ground—glassopacity，GGO)，分别将结节置于上肺，中肺和肺底不同层面近胸膜处(图2)，另制作一个长径约2．2cm混杂密度GGO置于中肺层面(图2)。模型肺组织平均CT值为．690Hu，接近正常人体肺组织CT值。此模型委托四川宝通科技发展公司生产，材料的密度及结节大小都经过准确校正和测量。—■、．、‘’’礴／一》‘、图l：胸部模型整体 Dose4迭代重建技术对低剂量肺部cT平扫图像影响的模型及临床研究厂菇∥，ai∥!，叠．黪凌1芝．』旦心∥二_图2：模拟结节植入肺部层面位置(二)CT设备与扫描方案采用PhilipsBrilliance256iCT机。选择我院日常胸部平扫常规剂量120Kv／100mAs作为对照组。低剂量组：50mAs、25mAs、15mAs，其他参数保持一致分别为：管电压120Kvp，准直128×0．625mm，螺距0．915，0．5s／Rot，层厚5mm，FOV257mm。对模型进行连续出床扫描，定位一次完成所有方案扫描过程，扫描野包括整个胸廓模型，每次扫描相同范围，以使不同扫描组重建后得到的图像幅数相同(图3、4)．由熟知本研究的2位资深放射科医师完成整个扫描过程，扫描结束记录不同方案扫描后主机显示的单次扫描CT剂量加权指数(CTDIv)和剂量长度乘积(DLP)两项指标，采用FBP算法及iDose4IRI一6水平对原始数据进行离线重建，层厚lmm，每组毫安秒重建后得到7个序列图像。 第二军医大学硕士学位论文图3：肺模型置入Philips一256iCT机扫描图4：重建肺窗及纵膈窗MPR图像(三)图像评阅与数据分析所有重建序列图像传到Philips256iCT后处理工作站(ExtendedBrillianceWorkspaceTM，PHILIPS)进行后续数据测量及图像分析。采用SPSSl6．0软件对数据进行统计。两组比较采用t检验；各实验组与对照组两两比较采用Dunnett检验，P<0．05认为有统计学差异。采用kappa检验分析主观图像一致性(P0．75认为一致性良好)。第—节s不同扫描条件的有效辐射剂量力珐。记录采用不同管电流扫描后主机显示的单次扫描CT剂量加权指数(CTDlw)和剂量长度乘积(DLP)两项指标，DLP(mGy．cm)=CTDIvol(mGy)x扫描长度L(cm)，ED：有效剂量：(msv)=DLP(mGy．cm)x0．014mSv／(mGy．cm)；了解不同毫安秒扫描辐射剂量降低的程度。 iDose4迭代重建技术对低剂量肺部CT平扫图像影响的模型及临床研究结果。四组不同扫描条件的辐射剂量：四种毫安秒扫描(120kV／100alas、50mAs、25mAs、15mas)的CTDIv01分别为：6．8mGy，3．4mGy，1．7mGy，1．0mGy；有效辐射剂量分别为2．45mSv、1．22mSv、0．61mSv、0．36mSv。低剂量组(15mAs．50mas)的辐射剂量较常规剂量100mAs降低约50．2．85．3％。(四组ED对比见图5)32．521w-譬1．5lO．5OILO(1Wkmj‘■I^‘25“暑lfm0,s图5：有效辐射剂量随管电；j；}变化讨论l辐射剂量的国际标准单位是希伏(Sv)，常用来量化辐射剂量对人体的危害，辐射危害程度与有效吸收剂量有关，即受照射组织所接受的剂量以及该组织对射线的敏感性，目前国际公认的辐射剂量指标是容积CT剂量指数(CTDIv01)和剂量．长度乘积(DLP)，以此来度量组织的受照剂量。Jacobi[20l首次提出ED的概念即对全身进行均匀辐射得到的平均吸收剂量。在实际操作中我们确定了扫描参数后就能确定相关的CTDIvol，乘以曝光长度L就得到DLP，进一步得到扫描的有效剂量ED(msv)=DLP(mGy．cm)x0．014mSv／(mGy．cm)；标准体系患者胸部MSCT全肺扫描DLP的参考值上限为650mGy．cm[21】，本研究中模型DLP为标准参考值的26．88％、13．44％、6．72％、3．95％，四种管电流扫描(120kWl00alas、50mAs、25mA$、15mAs)的CTDIv01分别为：6．8mGy，3．4mGy，1．7mGy，1．0mGy；ED分别为2．45mSv、1．22mSv、0．61mSv、0．36mSv。低剂量组(15n'lA$．50mAs)的辐射剂量较常规剂量100mAs降低约50．2-85．3％。传统X线胸片的有效剂量是0．3．O．55mSv。一般认为一次标准CT检查的剂量约为常规胸片的10．100倍f22】。本组25alas和15mAs两组有效剂量接近X线胸片剂量，可以作为肺部低剂量筛查的手段。 第二军医大学硕士学位论文第二节：不同管电流及重建算法对肺部图像的影响(1)对肺部CT值及MSD值的影响方法：由1名具有5年以上胸部CT阅片经验、对所用图像重建技术不知情的放射科医师定量测量随机抽取的重建序列上中下三个层面(肺尖胸锁关节层面，近似主肺动脉窗层面及右下肺静脉层面)轴位lmm图像的CT值及其标准差(SD)，每一层面左右两肺分别取三个感兴趣区(ROI约10mm2)，记录其CT值及SD值，以CT值标准差的平均值(MSD)作为评价图像噪声的指标。结果：体部模型肺实质CT值在管电流及重建算法各组间差异无统计学意义(P>O．05)，且同一管电流组内不同重建算法之间CT值差异性更小，因此改变管电流和(或)重建算法不影响CT值测量的准确性，(CT值测量结果见表I)。表1：肺模型CT值注：肺CT值在不同管电流及重建算法各组问差异无统计学意义(P>0．05)；CT值标准差(MSD)随着管电流降低而增大(P=O．ooo)，迭代重建组较FBP组MSD值减小，同一毫安秒组内随着iDose4重建水平的提高MSD值逐渐减小(P=O．ooo)(见图6)。50mAsFBP与100mAsFBP组MSD差异有统计学差异(PO．05)，且该组较FBP图像噪声改善(MSD下降约60．99％)。因此iDose4-4水平为管电流降至25mAs时迭代重建选择的临界水平，iDose4．6水平为管电流降至15mAs时迭代重建选择的合适水平。(各结果见表2)表2：肺模型MSD值分组MSD值F值P值100mAs50mAs25mAs15mAs11_●●-____●-_______-_________●-l●___I●__-_●_________●●-___________-_______●--l__●●__-_____l_●●___●___ll____-●●___--______●-_--_____l●_一FBP29．07士10．05‘37．95士11．1651．18士12．24iDose4．1iDose4．2iDose4．3iDose4_4iDose4．525．62士8．5531．45士7．51△41．21士8．4923．94_+-8．0729．43士7．0338．06士7．7377．13士34．5920．0950．03士8．9029．7346．66士8．1929．5722．18士7．6327．14士6．4834．89-J=7．0943．08士7．4829．1920．28士7．1724．77士5．9931．48士6．57639．17士6．6727．8818．16士6．6422．16a=5．4327．73士5．9334．92士5．8526．59O．000O．Ooo0．OooO．OooO．000iDose4-615．68士6．0719．11士4．8423．73士5．1430．09士4．93625．240．000F值6．08l13．6624．0519．8l—P值O．0000．000注：同一管电流或重建算法组内SD差异有统计学意义。△组与★组SD值之间无统计学差异(P>0．05)。FBPiDose-1iDose-2iDose一3iDose一4iDose一5iDose-6图6：不同管电流及iDose4迭代重建不同水平MSD值·15· 第二军医大学硕?E学位论文讨论：CT值123l是X线穿过组织时衰减程度的度量值，即衰减值“，也是标识受检组织对X线吸收剂量间的间接依据之一。CT值的测量对肺结节良恶性的诊断具有一定价值。以往文献报道改变管电流时皮下脂肪、骨骼及椎体的CT值改变与常规图像质量相比无明显差异124】，即降低管电流时不影响CT值的测量。改变重建算法是否影响CT值测量准确性还没有相关的报道。本研究采用不同管电流对肺模型进行扫描采用FBP与iDose4迭代重建算法对图像进行重建，每一层面选取6个感兴趣区均匀分布在双肺不同部位测量肺实质CT值，结果显示不同管电流及迭代重建算法不同水平各组间差异无统计学意义，且同一管电流组内不同重建算法之间CT值差异性更小，即改变毫安秒和(或)重建算法不影响肺CT值测量的准确性。管电流降低引起阴极发射电子数量减少，必然会引起图像噪声的增加，而噪声是影响图像质量的最主要因素，噪声直接影响CT图像密度分辨率及空间分辨率，低剂量扫描时导致采集信息量减少，密度分辨率即信噪比降低。CT图像噪声【231指在均匀物质影像中，给定区域CT值对其平均值的变异，其大小可用感兴趣区均匀物质的CT值的标准偏差表示。已有文献运用平均CT值标准差(MeanstandarddeviationMSD)作为评价胸部及腹部体模的客观图像质量的指标12”6】。本实验所用模型肺组织由均质生物材料制成，每一层面选取6个感兴趣区均匀分布在双肺不同部位，其所测CT值标准差能较好代表每一层面图像的噪声，可用于对噪声水平进行定量评估。结果显示平均CT值标准差(MSD)随着管电流降低而增大，同一毫安秒组内迭代重建算法组较FBP组MSD值减小，随着iDose4迭代重建水平的提高MSD值逐渐减小，毫安秒降至50mAs时采用FBP重建图像MSD值明显大于100mAsFBP组，二者差异有统计学意义，而采用iDose4．1以上水平图像质量显著改善；25mAs采用iDose4-4以上水平时图像质量明显改善，iDose4-4可以作为管电流降至25mAs时迭代重建选择的临界水平。管电流降至15mAs采用低比例iDose4(1—5水平)重建时图像MSD值明显增加，采用iDose4．6水平重建时图像噪声与100mAsFBP重建组无明显差异。因此不同管电流应选取合适迭代重建水平才能保证在降低辐射剂量时改善图像质量，25mAs选择的临界水平为iDose4-4，15mAs选择的临界水平为iDose4-6。iDose4迭代重建比例有1．7水平可供日常选择，不同水平代表iDose4与FBP的混合比例，不同水平的噪声补偿呈递增的趋势，随着迭代重建lR比例的增加MSD值会降低，本实验中iDose4．7水平只能限于Lung-enhanced算法，与1-6水平采用的标准算法不同，因此该实验未将iDose4．7水平纳入研究。 iDose4迭代重建技术对低剂量肺部CT平扫图像影响的模型及临床研究第三节：不同管电流及重建算法对肺部结节的显示及其图像的影响方法：由我院两位有经验的放射科医生在不告知扫描参数及重建方式的情况下，随机、独立地评价所有序列图像质量，选择纵膈窗图像窗位60Hu，窗宽360Hu，肺窗图像窗位．450Hu，窗宽1500Hu。对肺模型内结节及整体图像质量分等级进行评价091。(1)不同管电流及重建算法对肺结节的显示。对肺内模拟结节的显示分4个等级进行评价：1分未见显示；2分模糊不清，似有似无；3分显示轮廓，但看不清细节；4分清晰显示；0(2)不同管电流及重建算法对肺模型图像质量的显示。评分标准分为5个等级：1分图像质量差，胸壁及纵隔结构噪声大，纵隔结构边缘模糊，不能满足诊断：2分图像质量一般，存在部分伪影：3分模棱两可；4分图像质量好，可以满足诊断要求；三一5分图像质量非常好；相同的参数下，对GGO、部分实性结节和正常的肺实质均各评价三次。结果：图像质量评分见表3及图7，同一算法组内随着管电流减小评分降低，采用iDose4迭代重建算法较FBP组比较评分升高，而且随着迭代重建水平的提高部分组内评分升高。参考组间不同重建水平对MSD值的影响差异，选取低剂量组iDose4．．4及iDose4．6重建水平图像与100mAsFBP组进行结节可见度评分。其可见度评分见表4-6。经kappa检验两名医师对图像质量及结节显示的评价一致性较好(0．4Skappa<0．75)；50mAs扫描采用FBP及IR算法与100mAsFBP组一致性较好；而25mAs及15mAs采用FBP算法与100mAsFBP组一致性较差，kappa值均小于0．4．结节的评分偏低，25mAs采用iDose4-4及6水平时与100mAs的一致性较好；15mAs采用iDose4-6时与100mAsFBP组图像一致性一般(kappa=0．408)。两名医师对结节 第二军医大学硕士学位论文的评分中其中15mAs肺尖部5nlnl结节2次评分为2分，即结节显示不清，似有似无。余结节评分均大于3分。表3：两名医师对图像质量的等级评分图像质量评分分组100mAs50mAs25mms15mmsFBPiDose4．1iDose4—2iDose4．3iDose4-4iDose4．54．334．553．173．6744．552．533．173．3341．5233．173．33iDose4-654．173．67注：两名医师对图像质量评分kappa值为0．589(p=0．000)．18．SC01．e5t54153Z52L5ln50100吐s嗣阳-AsZj-^s15-As图7：不同管电流与重建算法组合的图像质量平均评分统计图 iDose4迭代重建技术对低剂量肺部CT平扫图像影响的模型及临床研究表4：50mAs与100mAs扫描结节显示度评分(层厚5mm)低剂量组100mAs+FBPKappa／P值432l50mAs+FBP37120Oll0O00．53I／0．0000l050mAs+iDose4-443427l10O20O00．632／0．000010’。。。。。。。。。。。‘——————’。。。。。’’。。。。。。。——1’———。。。。。-_。___。·_ll__--———_______-—_··●-_-___-‘_______-·—____．_，-___-一50mAs+iDose4．6432二l445O00．648／0．000表5：25mAs与100mAs扫描结节显示度评分(层厚5mm)低剂量组100mAs+FBPKappa／P值432l25mAs+FBP272200．3I／0．00ll0l025mAs+iDose4-4433514OlO00．478／0．000-19． 第二军医大学硕士学位论文2O0Ol0表6：15mAs与100mAs扫描结节显示度评分(层厚5mm)-20． iDose4迭代重建技术对低剂量肺部cT平扫图像影响的模型及临床研究讨论：由于肺组织含气，肺内结构自然对比高，肺内病变往往与正常肺组织有很好的对比，初步的研究表明低剂量螺旋CT在发现和诊断肺结节方面具有可行性。对低剂量CT筛查肺结节的实验研究方法主要有以下几种：(1)对肺内多发结节或充气固定的尸体肺分别进行常规剂量和低剂量扫描12s1，这种方法在同一患者进行反复多次扫描，尸体肺实验标本制作复杂。(2)采用计算机模拟结节与正常人低剂量肺扫描图像融合，这种方法不可避免的也要对患者进行多次GT扫描1291。(3)乖lJ用有机合成物模拟软组织密度结节【is．191，如采用氨基甲酸乙酯树脂和羟基磷石灰的混合物。本研究模型采用生物材料制作含有不同大小GGO及混杂密度GGO肺部仿真模型，采用不同管电流，定位一次完成不同参数组合的扫描过程，保证每一种参数组间扫描都是相同扫描野和扫描范围，与临床患者扫描相比避免了因患者体型的差异及扫描范围的不同对于数据测量造成的偏差，同时这样也避免临床病例多次扫描的辐射剂量问题。影响GGO检出的因素与实性结节类似：与位置、大小及周围血管等的影响及病灶的CT值有关。有报道称130i降低管电流影响GGO的检测，45mAi时有25．8％的GGO被漏诊，2lmAs时漏诊率达39．5％。ShigekiPH研究显示肺尖部和其它部位所需剂量不同。Rusinek等【32l研究发现离血管远近也影响结节的诊断敏感性。Nitta[33、34】等对超低剂量研究表明6mA时仍能发现5mm以上的结节。但是针对日常肺部筛查超低剂量并不具有实用价值。本实验低剂量组选取50mAs、25mAs和15mAs与我院日常胸部平扫常规剂量进行对照研究，制作三组5mm，8．5mm，12．5mm的纯密度GGO分别置于右肺肺尖，中肺和肺底不同层面，基于模型MSD的研究结果，笔者选择iDose4-4和6水平重建5mm层厚图像进行结节显示的评价。结果显示不同管电流及算法组合对结节有不同程度的显示，肺结节的显示程度与扫描剂量、位置、结节大小及密度均有关。降低管电流在一定程度上降低病变显示的清晰度，管电流降低后尤其是肺尖部图像噪声加大，影响结节轮廓及细节的显示，采用迭代算法重建得到的图像噪声减小，结节轮廓清晰度增加，15mAs时肺尖部5mm结节评分出现两次2分，即结节似有似无，采用迭代重建之后结节全部显示轮廓，只是部分边缘细节显示不够清晰，但作为临床一种早期肺癌的筛查手段是可行的。另外本实验25mAs时可显示本实验中三组不同大小的结节，并且采用迭代重建之后结节的可见度与lOOmAsFBP组相比kappa值均大于0．4。模型中所置入的2．2cm混杂密度结节在三组低剂量扫描情况下结节均可见，除15mAs及25mAsFBP组对结节边缘的显示不够清晰外，其他各组对结节的显示评分均为4分。本实验条件下15mAs采用迭代重建算法能够发现5mm以上纯磨玻璃结节，同时该条件下的有效辐射剂量仅为对照组剂量的15％。对整体图像质量的评分中15mAs采用FBP重建评分最低为1．5分，采用iDose4．6 第二军医大学硕士学位论文时评分接近4分。Kappa值作为评价所判断的一致性程度的重要指标，本研究中评价图像质量2名观察者一致性良好(O．4_0．75认为一致性良好)。第一节：不同扫描组有效剂量方法：记录每个患者一般资料及采用不同管电流扫描后主机显示的单次扫描CT剂量加权指数(CTDIv)和剂量长度乘积(DLP)两项指标，DLP(mGy．cm)=CTDivol(mGy)x扫描长度L(cm)，ED(msv)=DLPtmGy．cm)xk：了解不同毫安秒扫描辐射剂量降低的程度。式中转换系数k与受检者身体的不同部位有关，参考最新欧盟委员会CT质量标准指 Dose4迭代重建技术对低剂量肺部cT平扫图像影响的模型及临床研究南136】，胸部扫描时k=O．014mSv／(mGy．cm)。结果：四组患者一般资料见表5，各组间患者年龄及性别及扫描范围均无统计学差异(P>O．05)：四组CTDIvol、DLP和有效辐射剂量差异均有统计学意义(P<0．05)。ABCD四组有效剂量分别2．734-0．27mSv，1．30士0．17mSv和O．66士0．08mSv，0．46士0．02mSv。BCD各组有效剂量较A组分别降低52．37％，75．8％和83．2％。各组辐射剂量差异见图l83-532．3，2鼍1．5i0·5OlCc_^·50-h：5“‘图18"有效辐射剂量随管电滤变化第二节：不同管电流及重建算法对肺CT值的影响方法：由1名具有5年以上胸部CT阅片经验、对所用图像重建技术不知情的放射科医师定量测量每位患者3个重建序列上中下3个层面(肺尖部胸锁关节层面，主肺动脉窗层面，右下肺静脉层面)轴位lmm图像同一部位CT值及其标准差(SD)，每一层面左右两肺分别取3个感兴趣区(ROI)，所有感兴趣区都避开血管影，取6个ROICT值的平均值作为每一层面的平均CT值。结果：肺实质CT值在不同管电流及迭代重建算法iDose44和6水平各组间差异无统计学意义(P>O．05)，同肺模型结果一致即改变管电流及重建算法不影响CT值测量的准确性(结果见表6)。 第二军医大学硕士学位论文表6：不同管电流及迭代重建算法不同水平(iDose4-4和6)对肺实质图像CT值影响FBP-870．47+3．56．868．25+4．82．865．44+4．8I．871．92士3．560．906iDose4-4-872．40-3：4．10．866．09-3：3．89．868．52士3．98．873．03+3．040．563iDose4-6．873．98士3．84．859．56士4．6．868．25士3．41．873．20-2：2．850．753P值10．8270．5390．9210．559FBP：filteredback-projection．第三节：不同管电流及重建算法对肺不同部位图像的影响方法：(一)客观图像评价：测量每位患者3个重建序列上中下三个层面01．尖部胸锁关节层面，主肺动脉窗层面，右下肺静脉层面)轴位lmm图像同一部位CT值及其标准差(SD)，每一层面左右两肺分别取三个感兴趣区(gOl范围15．20mm2)，所有感兴趣区都避开血管影，同时将相同大小ROI置于同一层面右侧胸壁肌肉的CT值及其标准差(SD)，按公式(1)、(2)计算SNR、CNR，比较不同部位MSD、CNR及SNR的差异。SNR=ISI转实施l／背景噪声(1)CNR=(1SI啼实质I-SI一簟帆内)／背景噪声(2)其中Sl唧实质为肺实质CT值均值：SI翱鲫肉为胸部肌CT值均值。背景噪声为肺实质的SD平均值。(二)主观图像评价：关闭扫描参数及相关信息，将每例患者的3种图像以2×2格式排列于屏幕上，由本院两名胸部放射学专家在未知扫描条件的情况下对随机呈现的上中下三个层面(肺尖部胸锁关节层面，主肺动脉窗层面，右下肺静脉层面)轴位lmm图像及MPR图像进行独立阅片，所选用的肺窗窗宽为1400HU，窗位-450HU。纵膈窗窗宽为400HU，窗位60HU。纵隔窗图像通过观察肺血管、主动脉、胸壁骨及肌肉边缘的锐利程度及纵隔内各结构(气管、食管等与周围组织的对比程度)来评价，肺窗通过观察肺血管支气管、气管、肺裂的锐利程度来评价。以100mAs／!mm扫描的CT图像为标准。综合评价肺窗及纵隔窗，评分标准分为3个等级13ri：(1)图像质量差，胸壁及纵隔内结构噪声大，气管及纵隔内血管的边缘模糊，不能满足诊断：(2)图像质量中等，不影响诊断； iDose4迭代重建技术对低剂量肺部CT平扫图像影响的模型及临床研究(3)图像质量好，满足诊断要求。结果：(一)肺不同部位客观图像各组的平均CT值标准差(MSD)、CNR及SNR值(x士sD)见表7-9。平均CT值标准差(MSD)随着管电流降低而增大(P=0．ooo)，肺尖部较主肺动脉层面及右下肺静脉层面显著(见图19)。采用迭代重建算法组较FBP重建组MSD值减小，随着iDose4重建水平的提高MSD值逐渐减小(P=O．ooo)。不同管电流采用FBP及迭代重建算法在肺尖部、主肺动脉层面及右下肺静脉层面的MSD值(见图20)。50mAs采用FBP与100mAsFBP组MSD差异无统计学差异(P>O．05)，采用iDose4-4和6水平重建较100mAsFBP组比较MSD肺尖部降低(27．52％、43．13％)，中n市(20．25％、32．94％)，下肺(17．26％、33．46％)，3个层面CNR及SNR均较对照组增大；25mAs采用FBP重建图像3个层面较100mAs组MSD值分别增加40．46％、36．86％、35．89％，采用iDose4-4和6水平重建图像较FBP图像噪声改善(MSD分别下降约34．02％、47．83％)；25mAs采用iDose4-4重建图像较100mAsFBP组MSD、CNE及SNR均无统计学差异(P>O．05)；15mAs采用FBP重建图像3个层面较100mAs组MSD值平均增加约64．78％，采用iDose4-6重建时较FBP图像噪声改善(MSD下降约58．54％)，与100mAsFBP组相比3个部位MSD均无明显差异(P>O．05)，3个层面CNR及SNR均低于A组。(CNR及SNR比较见图2l-26)表7：不同剂量、重建方法、不同层面的MSD对L匕(X士SD) 第二军医大学硕士学位论文120lOO806040200SD辟尖中■辟废图19：不同管电流采用FBP重建肺尖、主肺动脉及右下肺静脉层面MSD值12010080窆60l””4020OLI,-FBPL1-LI-L．2-FPn’lH卜1．3。FBPi．3。1．3‘tI，os04,I如‘oloo●“1％●■t1)os,,4t1)os,,6不同管电流采用FBP及迭代重建肺尖、主肺动脉及右下肺静脉层面MSD值Ll：肺尖层面。L2：中肺层面。L3：肺底层面 iDose4迭代重建技术对低剂量肺部CT平扫图像影响的模型及临床研究100mA(iDose4-4)100mA(iDose4-6)50mAs(FBP)50mAs(iDose4-4)50mAs(iDose4-6)25mAs(FBP)25mAs(iDose4-4)25mAs(iDose4-6)l5mAs(FBP)15mAs(iDose4-4)15mAs(iDose4-6)42．02士l3．6853．36士17．1523．89士7．5339．90士9．8745．08士9．56l8．53士8．8427．17土11．3336．59士20．968．28士1．5818．99士2．1524．20士2．8l51．45+17．4362．6l士21．4028．78士l2．7943．134-10．4450．02士9．9l25．4l士12．4634．79士17．1l44．08士22．06l2．68士2．2520．22士3．2626．62+4．4750．67士17．3l60．53士21．3831．40士12．0642．16士12．7I51．99-a：15．6224．47士lO．7833．09士l5．3741．05士18．32l3．20士2．4520．26士3．2325．30士3．76100mA(FBP)29．614-10．3l37．914-13．1635．80-a：13．13l00mA(iDose4-4)39．344-12．7648．24+l6．3l48．45+l6．53100mA(iDose4-6)49．99a：16．0558．72a：20．0l57．89士20．4650mAs(FBP)25．384-6．9430．514-11．9932．944-11．4250mAs(iDose4-4)42．414-10．6445．714-16．8244．17士16．5450mAs(iDose4—6)47．714-10．0l53．014-25．1754．444-20．2625mAs(FBP)17．38+8．4324．044-12．0323．39-a：10．4825mAs(iDose4-4)28．88-4-11．9536．76士17．7533．09+15．3825mAs(iDose4-6)38．78=t=21．8746．554-22．0741．06-a：l8．33l5mAs(FBP)7．87士1．5l0．944-2．49l2．56+2．3615mAs(iDose4-4)17．96士2．0318．42士3．9619．3l士3．1ll5mAs(iDose4-6)22．864-2．6728．24+5．5426．59+3．95．3S． 第二军医大学硕士学位论文表10：肺尖层面50mAs、25mAs、15mAs不同重建算法与100mAsFBP组间比较groupP-valueMSDCNRSNR肺尖层面lOOn认sFBPversus50mAsFBP0．9120．1890．155100mAsFBPversus50mAsiDose40．05；25mAs采用FBP重建图像质量与A组有显著性差异，p=O．003<0．05，C2组与C3组与A组比较(P>0．05)；15rllAS组采用FBP及iDose4IR算法图像质量与A组均有显著性差异(p<0．05)；Dl、D2组总体图像质量与Bl组有显著性差异(p0．05)；经kappa检验两名医师对图像质量的评价一致性较好(0．4O．05．-41· 第二军医大学硕士学位论文附图图23．-100mAs不同重建算法扫描肺窗及纵隔窗MPR图像图24：50mAs不同重建算法扫描纵隔窗轴位图像 图25-50mAs不同重建算法扫描肺窗轴位图像．T·C图26．50mAs不同重建算法扫描肺窗及纵隔窗MPR图像-43． 第二军医大学硕士学位论文 图29"25mAs不同重建算法扫描肺窗及纵隔窗MPR图像隧4絮芝02妇'鬻I惫盯0．曩’Ⅱokr’u-I}+'．‘，一奠J一公·。r；灯n：譬暑瞄：ij．!爰．?。、+迸淄墨 笫二军医大学硕士学位论文讨论：在发达国家CT被认为是医源性辐射的主要原因138-40]。据文献报道美国每年CT检查数量超过6万次f41】。伴随CT检查应用频率的增加，因电离辐射导致的危害如肿瘤和遗传效应等也备受关注。据统计美国有高达2％的癌症病例可能是由于CT扫描的辐射造成的142l。如何在保持CT检查尤其是肺部检查优势的前提下尽可能减少辐射剂量，以适应大规模肺癌普查近来引起国内外学者及厂商的关注。由于肺组织本身的天然高对比以及肺组织对X线的低吸收性，肺部的低剂量CT检查是完全可行的。CT扫描的辐射剂量与管电流、管电压、曝光时间、螺距及扫描容积、散射X线的含量、准直器大小、前置滤线器的结构等参数有关。CT成像参数的组合最优化其实是一个复杂的过程，需要综合考虑设备的成本、患者接受剂量及图像质量间的平衡。随着多层螺旋CT的发展，曝光时间越来越短，256．iCT完成一次肺部扫描的曝光时间约2S。螺距是CT扫描的一个重要参数，与X线辐射剂量呈反比，理论上如果增大则辐射剂量降低。然而增大螺距使层面敏感性曲线增宽，使Z轴上的空间分辨率下降143】；管电压决定X线的穿透性，降低管电压虽然可以使辐射剂量下降，但同时也降低了X线剂量，使病人吸收的辐射比例增加，导致患者受照剂量和图像质量之间的关系破坏。也有研究显示采用80kv电压应用于增强CT扫描在特定人群能够获得良好的图像质量，并能减少50％以上的对比剂量1441。NakayamaY等【45峙艮道了降低管电压更适合CT血管成像，在低管电压扫描时接近碘原子序数的组织使X线衰减增强，对比度提高。由于放射线剂量与管电流之间存在线性关系，X线管的管电流决定了阴极发射电子的数量，降低管电流时发射的电子数量减少，同时保持管电压不变穿透性并没有发生变化，可以达到降低辐射剂量的目的，目前大多数关于肺部低剂量的研究均注重降低管电流。由于噪声与管电流的相关性使噪声随着管电流的降低而增加，图像的质量也下降，有研究表明30mAs"--50mAs是最合适的低剂量，当剂量降到20mAs时肺尖出现伪影的可能性增加，干扰肺尖病变的诊断，降低结节检测率导致漏诊【删。因此管电流降低的幅度在满足图像诊断要求前提下是有限的，主要是由于滤波反投影法(FilteredbackprojectionFBP)内在特征所决定的，由于FBP重建算法的基础是解析重建，这个过程是采用反求公式，每组原始投影数据都要经过校准、滤波、反投影、加权的过程，当最后一组采集的原始投影数据处理完成后整个重建过程就结束进而产生最终图像，它要求每组原始投影数据是精确定量．因此X射线光子的波动会对它有很大的影响，降低管电流扫描时就导致其对噪声和伪影都很敏感。然而由于该重建算法过程简便以及构建速度快，能满足临床大规模检查的需要，仍然是目前临床常规剂量CT检查采用的标准重建技术。目前国内外有报道采用迭代重建算法(iterativereconstruction，IR)对低剂量扫描 iDose4迭代重建技术对低剂量肺部CT平扫图像影响的模型及临床研究的原始数据进行重建后能在显著降低有效辐射剂量的同时获得满足诊断要求的图像质量112-16l。迭代重建算法并不是一种新兴的重建技术，曾用于第一台商用CT机，但因其运算构建复杂使得重建速度慢不能满足临床大规模扫描的图像重建需要而被FBP取代，迭代重建技术仍保留用于目前发射断层成像(SPECT、PET)系统13】。与FBP不同的是，它的构建过程存在数据校正比对，首先计算出预期的图像投影，进而与图像实际投影比较，通过二者差值计算校正系数并对前期预期的投影数据进行校正，再进行新的迭代过程，如此反复直至得到最后图像。迭代算法通过建立噪声模型，并在最终重建中改善噪声147】。此前GE公司引进的自适应迭代重建技术ASIR在胸、腹及结肠CT应用方面均有显著改善噪声的能力112-16l。Philips公司新引进了iDose4迭代重建技术，iDose4143】是新一代的迭代重建方法，特点是双空间、多噪声模型和解剖模型，在对噪声予以精确刻画的处理的同时，再去解剖模型加速重建过程，提高图像分辨力．消除蜡像状伪影。因此本课题通过实验及临床患者对照研究，通过改变管电流降低辐射剂量，采用iDose4迭代重建技术研究其对肺部图像质量的影响。与模型扫描相比，临床研究中四组DLP值分别为标准参考值上限的30％、14．29％、7．2％、4．3％。临床研究中对应四组管电流ED分别为2．734-0．27mSv．1．30：1：0．17mSv和0．66士0．08mSv，0．46-J：0．02mSv。本组25mAs和15mAs两组患者有效剂量亦接近X线胸片剂量，但敏感性及特异性却大为提高，因此我们认为采用l5mAs作为肺部疾病的筛查是可行的。基于前期模型的研究结果，在临床患者扫描过程中我们选用25mAs及15mAs迭代水平的临界值即iDose4-4和6水平对采集的原始数据进行重建。Singh报道了采用CT值标准差评价患者肺部客观图像质量【251。也有报道采用CNR及SNR来评价图像质量1491。CNR及SNR都反映图像的对比度，笔者测量肺实质及同一层面胸壁肌肉的CT值及标准差计算SNR及CNR评价图像质量因而更具代表性。同时进一步比较不同部位图像噪声的差异。CT值标准差(MSD)随着管电流降低而增大，迭代重建组较FBP组MSD值减小，同一管电流组内随着iDose4迭代重建水平(4．6)的提高MSD值逐渐减小，iDose4迭代重建的不同水平反映了原始FBP重建的图像与完全采用数学模型建立的无噪声图像的混合比例，iDose4-4和6代表图像中混合了不同比例的FBP及lR图像。与模型结果不一致的是毫安秒降至50mAs采用FBP与100mAsFBP组MSD差异无统计学差异(P>0．05)，采用iDose4-4和6水平重建图像较FBP图像噪声改善(MSD分别下降约28．9l％，46．19％)；25mAs采用FBP重建图像3个层面较loomAs组MSD值分别增加40．46％、35．86％、35．89％，25mAs采用iDose4．4重建图像较100mAsFBP组MSD、CNE及SNR均无统计学差异(P>0．05)，25mAs采用iDose4-4和6水平重建图像较FBP图像噪声改善(MSD分别下降约34．02％、47．83％)； 第二军医大学硕士学位论文15mAs采用FBP重建图像3个层面较100mAs组MSD值分别增加68．54％、64．13％，61．67％，15mAs采用iDose4．6重建时较FBP图像噪声改善(MSD下降约58．54％)．与100mAsFBP组相比3个部位MSD无明显差异(P>O．05)，CNR及SNR均低于A组：因此，作者认为扫描条件由100mAs降低至15mAs采用iOose4．6重建可以作为临床肺部低剂量筛查优选方案，能够在肺部CT扫描中减低83．33％的放射剂量。本研究采用不同管电流联合不同重建算法对临床患者进行扫描，每一层面选取6个感兴趣区均匀分布在双肺不同部位，测量肺实质CT值，结果显示临床患者肺实质CT值较肺模型均匀性差，但在不同管电流及迭代重建算法不同水平各组间差异无统计学意义，与模型结果一致即改变毫安秒和(或)重建算法不影响肺CT值测量的准确性。低剂量CT扫描中影响图像质量的因素主要有噪声、伪影、检测条件及超低剂量的应用。量子噪声是由于X线衰减造成的图像不均匀性，与管电流的平方根成反比．因此降低管电流不可避免的会使图像噪声增加。伪影是指CT扫描或信息处理过程中出现的图像异常阴影，泛指影像失真，低剂量胸部扫描主要的伪影是线束硬化性伪影．表现为放射状条纹。1990年Naidich等对低剂量CT的研究指出10mAs胸部CT图象可以显示所有140mAs图象显示的结构llo】。20mAs．140mA范围内噪声是影响图像的主要因素，20mAs-50mAs时影像颗粒变粗，但均不影响诊断【50】。本组中管电流降至25mAs时采用FBP重建的图像纵隔窗有部分伪影．纵隔及肺内结构的显示可以满足诊断要求，与以往报道结果一致151J，而且采用iDose4迭代重建技术后的图像与100mAs图像主观评分无差异。管电流降至l5mAs时采用FBP算法有两例评分为1分，部分病例扫描图像尤其是肺尖部噪声及伪影较重，肉眼很难辨别是病变或者是噪声，在临床上容易导致漏诊或误诊，这与Diederich等研究结果一致，认为肺尖部的伪影源自肩胛骨和脊柱的干扰，对肺尖<5mm结节检出差别有统计学意义，对整体肺观察的差别没有统计学意义【52】。等的研究结果一致。但采用迭代重建算法(iDose4-4和6水平)后图像质量明显改善。同时发现降低管电流纵隔窗相比肺窗严重，肩胛骨以下层面未出现条状伪影的干扰，分析原因可能是由于噪声和伪影的出现与肩部肌肉及肩胛骨的影响所致，因此临床扫描中应该针对肺尖部适当上调管电流。与模型研究结果不同的是15mAs采用iDose4·6水平的主观图像评分与100mAs组有差异。可能是由于肺模型采用生物材料，组织内密度均匀，肩胛骨的影响较小。临床研究不足：首先，由于伦理道德限制不能对同一受检者进行不同电流组的扫描，在扫描中未参考身高体重指数(BMI)针对个体选择毫安秒，结果可能会受不同受检者体质的影响产生偏倚，不能除外BM!对图像质量的影响。其次本课题最低剂量为15mAs，将会一步研究采用更低剂量联合迭代重建的图像效果。采用迭代重建算 Dose4迭代重建技术对低剂量肺部CT平扫图像影响的模型及临床研究法扫描时重建速度较慢【53l，飞利浦256CT．iDose4系统连接到扫描主机，可以对扫描的原始数据进行离线重建，后续的重建不影响正常扫描工作，而且不同重建水平与速度无关。 第二军医大学硕士学位论文———————————————————————————————————————————————————————————一_第二部分总结： iDose4迭代重建技术对低剂量肺部cT平扫图像影响的模型及临床研究参考文献【1】PicozziG，PaciE，LopezPegnaA。eta1．ScreeningoflungcancerwithlowdosespiralCT：resultsofathreeyearpilotstudyanddesignoftherandomisedcontroltrial”Italung-CT”【J】．RadiolMed．2005，109(1-2)：17-26．【2】2Vandenberghe，S；D’Asseler，Y；VandeWalle，R，eta1．1terativereconstructionalgorithmsinnuclearmedicine．COMPUTERIZEDMEDICALIMAGINGANDGRAPHICS2001；25(2)：105-III．【3】Wang，G；Yu，HY；DeMan，B．AnoutlookonX—rayresearchanddevelopment．MEDICALPHYSICS2008；32(3)：I57-I67．【4】PrakashP，KalraMK，DigumarthySlLeta1．Radiationdosereductionwithchestcomputedtomographyusingadaptivestatisticaliterativereconstructiontechnique：initialexperience．JComputAssistTomogr,2010，34(I)：40-45．[51CormackAM．Representationofafunctionbyitslineintegralswithsomeradiologicalapplications．JApplPhys1963；34：2722-2727．【6】6JavierL，JoaquimP，PilarGP，eta1．LowdosehighresolutionCTofthechestinchildrenandadults：dose，cooperation，artifactincidence，andimagequality．AJR，2000，175(4)：985．【7】BrennerDJ，HallEJ．Computedtomography：anincreasingsourceofradiationexposure．NEnglJMed，2007；357：2277-2284．【8】PierceDA，PrestonDL．Radiation-relatedcancerrisksatlowdosesamongatomicbombsurvivors【J】．RadiatRes，2000，l54(2)：i78．[91StovisTL．TheALARAconceptinpediatricCT：mythorreality【J】．Radiology,2002，4(1)：5【lO】NaidichDP，MarshallCH，GribbinC，eta1．Low-doseCTofthelungs：preliminaryobservations．Radiology，1990，175：729·73l【ll】HisanobuK，Yoshiharu0，AtsushiA，eta1．Effectofreconstructionalgorithmonimagequalityandidentificationofground·glassopacitiesandpartlysolidnodulesonlow．dosethin．sectionCT：Experimentalstudyusingchestphantom【J】．EuropeanJournalofRadiology，2010，74：500-507．【12]HaraAK，PadenRG，SilvaAC，eta1．1terativereconstructiontechniqueforreducingbodyradiationdoseatCT：feasibilitystudy．AJRAmJRoentgenol。2009，193(3)：764．771．【13】PrakashP，KalraMK，DigumanhySR，eta1．Radiationdosereductionwithchestcomputedtomographyusingadaptivestatisticaliterativereconstructiontechnique：initialexperience．JComputAssistTomogr,2010。34(I)：40-45．【14】MarinD，NelsonRC，SchinderaST，eta1．Low-tube-voltage．high．tube．currentmultidetectorabdominalCT：improvedimagequalityanddecreasedradiationdosewithadaptivestatistical-51· 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Dose4迭代重建技术对低剂量肺部CT平扫图像影响的模型及临床研究低剂量CT早期肺部疾病筛查的应用进展【摘要】CT在肺部疾病的应用优于X线胸片摄影，但其辐射剂量远远高于X线检查，如何在保证图像质量的情况下降低辐射剂量是目前CT检查的必须。本文就低剂量CT在临床的应用及现状予以综述。【关键词】肺肿瘤：普查：体层摄影术：X线计算机：辐射剂量：低剂量胸部X线检查时目前肺部疾病常规筛查最常用的方法，但是漏诊率很高，CT扫描是目前较敏感的显示胸部病变的影像学检查方法，在胸部疾病的检出中有明显的优势。由于肺组织具有良好的自然对比和较低的X线吸收率，低剂量螺旋CT(IowdosespiralCT)扫描在肺部的临床研究较为广泛。肺部疾病尤其是肺癌的总体发病率和死亡率日趋上升，其中肺癌仍是男女性癌症死亡的最主要原因，EdwardsBK等111发现虽然大多数年龄组的死亡率有所下降，但是65．74岁的女性患者死亡率却持续上升。据统计在2008年因肺癌而死亡的患者占癌症死亡原因的57o％12]。由于早期肺癌I临床症状不明显，患者就诊多已是中晚期，五年生存率不足10％131。而通过筛查的早期肺癌患者五年生存率可达80％以上，因此早发现、早诊断及早治疗是提高患者生存率的关键：与X线相[：tCT属于高辐射检查，对人体的健康构成威胁，如何在低辐射剂量的情况下保证满意的检出结果已经成为了目前急需要解决的问题。I"L毛N量CT检查的原则是在不降低图像质量的情况下。尽量将放射剂量降至最低，使人体的辐射损害最小。肺癌的筛查就是基于筛出早期有治愈可能的肿瘤，低剂量螺旋CT扫描是目前作为筛查较为有效的方法。+l、低剂量螺旋CT的技术：1990年Naidich等f4I首次提出了肺部低剂量这一概念，认为在低电流(20mAs)的情况下尽管图像噪声及纵隔伪影增加，但仍可以显示正常肺部解剖结构及病变特点。1．1、实现低剂量的方法：CT扫描在胸部疾病的检出中有明显的优势，然而与X线相比，CT属于高辐射检查，对人体的健康构成威胁，如何在低辐射剂量的情况下保证满意的检出结果已经成为目前急需解决的问题。低剂量CT检查的原则是在不降低图像质量的情况下，尽量将辐射剂量降至最低，使人体的辐射损害最小。目前降低辐射剂量的方法有：①增加螺距：螺距加大实际上是减少了扫描时间，然而螺距加大之后易使磨玻璃密度小病灶遗漏。②降低管电压：X线的质由管电压决定，降低管电压可以影响辐射剂量。降低管电压使辐射剂量下降的同时也使X线质 第二军医大学硕士学位论文量降低，其后果是射线的穿透力降低，吸收的辐射比例增加，导致患者接受辐射和图像质量之间的关系破坏，改变影像质量。多数认为管电压的可选范围小。采用80kv电压应用于增强CT扫描在特定人群能够获得良好的图像质量，并能减少50％以上的对比剂量15J。NakayamaY等16l研究显示降低管电压更适合CT血管成像，在低管电压扫描时接近碘原子序数的组织使x线衰减增强，对比度提高。③降低管电流：管电流与辐射剂量之间呈线性相关，管电流降低主要影响低对比分辨力，对高对比的器官、组织如肺影响不明显。而且X线管电流决定了阴极灯丝发射电子的数量，管电流大者产生的X线剂量也愈大。目前关于肺部疾病筛查大多数研究都关注于管电流的改变，管电流的降低是目前降低辐射剂量的主要方式，也是低剂量CT检查的主要方法。1．2、低剂量CT的剂量方案：随着管电流的降低辐射剂量随之降低，由于噪声与管电流的相关性使噪声随着管电流的降低而增加，图像的质量也下降，因此剂量降低的程度很关键，方案确立的原则应是在保证图像质量的前提下降低辐射剂量。有研究表明30mAs'---50mAs是最合适的低剂量，当剂量降到20mAs时肺尖出现伪影的可能性增加，干扰肺尖病变的诊断，降低结节检测率导致漏{参17i。国内张军等【8J应用16排CT对150例体检病人进行低剂量CT扫描。在预试验基础上设定基本剂量为10mAs，根据身高体重比上下浮动，并且身高体重比5l时可采用10mAs，>l时采用20mAs，多数病例在10mAs条件下可以获得适于筛检的图像(96例，64％)，除5mAs组噪声较大，病灶边缘及内部结构显示不够理想外，其他各低剂量组在组织结构、病灶等显示方面并无显著差异。近来的研究表明降低一定的剂量后影响GGO的检测，45mAs时有25．8％的GGO被漏诊，2lmAs时漏诊率达39．5％191。JiYoungLee等lIol研究显示在低剂量的前提下随着体重指数的变化，肥胖组与瘦高组相比，结节诊断敏感性下降，4mAs时检测肺结节的准确率明显下降。因此针对不同体型的个体采用不同的剂量将会提高诊断准确率。2、低剂量螺旋CT筛查早期肺癌的人群选择：早期肺癌由于没有临床症状一般都通过常规健康查体的方法发现，然而对全民进行低剂量CT的筛查可行性不大，同时考虑到剂量与癌症发病率的关系，多数学者认为低剂量CT对肺癌高危人群筛查更有意义，检查时间一般为6个月一2年，过去多数局限于吸烟者，笔者所检索的文献中对于筛查对象的选择多为年龄大于40岁，有吸烟史大于20包／年，既往无恶性肿瘤病史及严重影响生存率的疾病史。目前有研究发现不吸烟者和女性的发病率近来有所上升，所以在临床应用中也应将50岁以上女性及不吸烟者纳入筛查范围。 的模型及临床研究近几年，多个国对其随机分为X行肺癌筛查可以优势。纽约早期的早期肺癌，该组织12个研究所对6295名60岁以上无症状吸烟者进行低剂量CT扫描，10l例受检者发现肺癌，91．3％无确切临床转移，其中20例是在后期随访发现的，85％仍处于早期并没有发生转移。Veronesi等114】对5201名高危人群志愿者行低剂量CT扫描，发现肺癌92例，66％为l期，其中13例是在后期每年一次的筛查中发现的，低剂量CT筛查肺癌敏感性和特异性分别为9l％，99．7％。RaviJ等115】对年龄50"--83岁的3352名吸烟者进行了筛查，共发现65例肺癌，其中57例为非小细胞肺癌且82％属于l期或II期，肺癌筛查的敏感性和特异性分别为87．7％和99．3％。SeminChon906l对6406例志愿者行低剂量CT扫描评估其筛查肺癌的总体检测率，将高危人群和低危人群的筛查结果与组织病理进行对比，35％者含有至少一个非钙化结节，其中23例肺癌包括2l例非小细胞肺癌(14例实性结节，7例磨玻璃结节)，低剂量CT对肺癌早期检出率是O．36％。StefanDiederich等l‘71对817例年龄40．78岁无症状吸烟者进行筛查。在发现的350例肺部结节中1．3％为肺癌，且大部分为早期。近来多数学者致力于对检测肺内磨玻璃结节的研究，磨玻璃结节定义为2cm以下淡薄模糊密度增高影，其内肺泡间隔及肺纹理模糊可辨。这是一种非特异性的表现，可由炎性病变，肺癌特别是细支气管肺泡癌(BAC)及不典型腺瘤样增生(AAH)等引起I他】。单纯GGOl8％为恶性，混杂GGO63％为恶性119J。影响GGO检出的因素除了与实性结节类似的位置、大小及周围血管等的影响外，病灶的CT值是影响检测的一个重要因素。管电流降低至21mAs时对大于．650HU的模拟GGO检测率无明显差异，而对CT值小于-800HU的病灶显示率降低【8l。Koyama等【20l采用五种不同管电流对模拟的肺GGO进行扫描并采用标准A算法和高分辨率B算法进行重建，结果显示重建算法是影响肺部GGO检测率的一个重要因素，而且管电流低于25mAs标准算法重建下结节的显示率明显降低，而对图像质量的评价中可以看出50mAs联合重建算法A和25mAs联合两种重建算法均明显低于标准参数。容积的测量是量化GGO增长的一个重要指标，而管电流降低后会影响GGO容积测量的准确性12ll。3．2、在肺部其它疾病的应用进展： 第二军医大学硕士学位论文OrieHatayma等对上肺组织应用单层高分辨CT联合低剂量CT检测肺癌的方法筛查肺气肿，他对664名受试者进行低剂量CT筛查肺癌的基础上对其上肺行HRCT．受试对象的除外有哮喘史或呼吸困难及哮鸣症状，首先对全肺行低剂量CT扫描，参数：10mm层厚，20mA，X线束宽度10mm，螺旋间距3．5，剂量为0．6．0．7mSv。之后在主动脉弓上缘行HRCT，参数：120Kvp，200mA，X线束宽度2mm，剂量为6．1mSv,研究显示在行低剂量CT筛查肺癌的同时进行上肺HRCT能检测出LAAl221。RenYuanl231等对50位受试者研究低剂量及高剂量CT对肺密度的影响。低剂量扫描参数：120KVp，80一100mA(48例用80mA，2例用100mA)，间距1．35，1．25mm标准算法重建。高剂量扫描在行低剂量六个月之后进行，其扫描参数：320mA，120KVP,间距1．25，lmm层厚重建。此项研究还包括对世代严重吸烟且已扫描出结节的人群行低剂量CT扫描，如果可疑结节被检出，则对检出者连续两年行高剂量CT扫描。受试者在两年内连续测量肺功能。研究显示CT扫描对肺部低密度的测量受剂量的影响．但是不如肺容积的测量敏感，另外图像采集参数包括辐射剂量、扫描仪的类型、受检者肺活量的大小应标准化估计研究肺气肿的严重程度。此研究的局限性：①虽然能够获得连续的CT扫描图像，肺容积和CT扫描参数都在变化，因此不能正确校正肺容积，如Shakereta134．这个校正因素可能解释在连续CT扫描中肺容积对肺气肿测量的影响。②受试者有显著的吸烟史，因此在本研究期间肺密度会由于疾病的改善或恶化而发生变化，此差别就会使我们模糊或夸大CT扫描参数的功能。③在此期间受试者的肺功能没有显著的变化，因此认为所观察到的肺密度的变化是由于CT扫描参数而不是肺组织结构的变化。AlexanderAl241等研究比较标准计量和模拟低剂量薄层CT扫描技术对呼气后残存的肺内气体检测的影响。27例受试者均是肺移植一两年内行常规检查的病人，在此期间患者病情稳定，无急性感染及急性排斥反应、无支气管过度反应或哮喘。平均年龄在52．56岁。)薄层CT扫描140kvp、80mAs，模拟低剂量分别为60／40／20mAs。研究显示薄层CT在140kVp、管电流和时间的乘积从80减小到20mAs时尽管伪影增加，但是仍可以显示出肺内残存气体的区域。DenisTackf25l等研究比较标准剂量和模拟低剂量CT扫描的肺血管造影对肺栓塞的检测。2l例研究对象年龄在25．74岁，用标准计量筛查出至少1个肺栓子，体重指数在20．7—28．3kg／m2，常规计量：80kVpand50mA，对比剂100mi含350mg／mL碘，注射速度3ml／sec．模拟的低剂量分别设定为60、40、20、and10mAs，以1．25ram层厚进行重建。研究显示随着计量的减少，噪音逐步增加，其增加程度与每个探测器测得的X线衰减的平方根成正比。研究显示当管电流和时间得乘积由90mAs减小到10mAs的模拟计量进行肺血管造影时其评估参数没有发生很大变化。MarlineRemy．Jardinl261等人对83例有l8年石棉接触史的男性受试者行四排低剂 60·100mAs的剂量)，以高分辨CT得到的图像作为诊断石棉相关疾病的参考标准，将前述低剂量图像与薄层图像进行对照。研究发现低剂量螺旋CT能准确显示胸膜纤维化和胸膜斑，而且低剂量CT显示出的非钙化的结节频率高于薄层CT。局限性即低剂量扫描用5mm层厚重建出的图像对于磨玻璃的病灶显示欠佳。AnneB．Sigal·Cinqualbre研究低管电压成人胸部螺旋CT增强扫描的可行性及对图像质量和碘剂量的效应。方案一：选择90例20．90岁平均年龄59岁的受检者随机分三组。标准方案是120kv、90mAs，另两组是80kv、135mAs和80kv、180mAs。方案二：52例按体重分为三组(小于60公斤组、60．75公斤组、大于75公斤组)，研究显示图像噪音随着病人体重指数增大而增多，根据个体采用常规80kv合适电压的对比增强CT扫描能够获得良好的诊断图像质量，并能减少50％以上的对比剂量。在降低管电压到$0kv时可以通过增加了50％的管电流来补偿，与标准方案组相比第一组可以减少56％的剂量，第二组减少41％的剂量【27】。’。。JohnD．MacKenzie等评估标准计量及模拟低剂量低剂量四排螺旋CT血管造影对肺栓塞的检测效果。38例受检者中18例有肺栓塞，20例没有肺栓塞。标准剂量：120kvp、180mAs，1．25mm层厚，0．5s／rot，模拟低剂量为90、45、22、10mAs。以3ml／s的速度注射125mL对比剂。随着剂量降低，肺栓塞检测的灵敏度和阳性预测值显著下降1281。WildbergerJE等研究了低剂量与标准剂量螺旋CT对急性肺损伤的动物模型的筛查。选择11只健康插管猪在行CT扫描前(重约32．4+／-!．9kg)进行肺灌洗以诱导急性肺损伤的动物模型。首先对全肺进行薄层扫描(140kv,100mAs)采用仰卧俯卧位吸气屏气扫描，之后将管电流降至20mAs，所有其它参数保持不变，图像经过经验医师审阅之后用专用后处理软件对肺透明度的范围、定位进行了分析。结果显示低剂量图像的质量较常规剂量差：(俯卧位2．1：3．0仰卧位1．5：2．5)，像素噪声几乎翻了一倍，但是可以检测出肺不透明确切的定位和分布。低剂量和常规剂量在显示的方面没有差异。结论：在动物实验中，低剂量螺旋CT扫描，在不损害ALl的诊断方面准确性，较常规剂量无差另lJ[29]。随着低剂量CT检测肺部疾病的病种的增多，低剂量CT也在介入诊断及治疗中有应用，HeyerCM等研究了低剂量CT引导下经胸肺活检的在儿童慢性肺部感染相关疾病诊断中的作用，慢性传染病肺间质疾病的儿童往往常规要经过开胸肺活检建立一个最终的诊断。而开胸肺活检是一个存在主要潜在并发症的微创手术。CT的引导 第二军医大学硕士学位论文下经胸肺活检(TLB)是一个危害性小的过程，在成人己广泛应用。研究中对一组年龄在8个月．16岁的儿童在全身麻醉下进行了由CT引导下的TLB，采用的是德国西门子的多排CT，参数设置为120kvp、20mAs，平均有效剂量为0．83mSv，标本送病理及细菌学检查，结果显示所有病例术后无严重并发症，只有一例出现了气胸已得到较好解决，ll例中发现10例慢性间质性肺泡炎，5例肺炎衣原体为阳性，3例肺炎支原体检测为阳性。结果：低剂量CT引导下TLB是针对儿童慢性感染疾病的有效方法l刈。在CT引导下的介入方面超低剂量的研究有助于为儿童相关疾病提供一种很好的检测方法。3．3、对筛查检出结节的处理策略和随访建议：应用低剂量CT结合计算机辅助检测(CAD)技术的应用能增加小结节(