应用低剂量扫描技术与低浓度对比剂行宝石CT增强扫描的实验研究

目的：通过建立血管增强扫描的体外模型，采用宝石CT的自适应统计迭代重建（ASiR）技术，探讨减少检查过程中辐射剂量的可行性，并对噪声指数（NI）及图像重建的ASiR权重进行选择优化；同时设定不同浓度的对比剂，通过计算客观指标CNR、SNR及噪声，并对图像质量进行主观评分，选择成像质量较佳的低浓度对比剂，从而探讨宝石CT增强扫描中同时实现低剂量扫描与低浓度对比剂的“双低”扫描方案的可行性。方法：将非离子型对比剂碘克沙醇注射液（270mgI/ml）以生理盐水稀释成8种不同浓度碘溶液，浓度依次为2.50、3.00、3.62、4.34、5.23、6.25、7.50、9.00mgI/ml，各取2ml分别置于8支硬塑料试管中，按碘溶液浓度由低至高进行编号（①～⑧）。用鲜猪肉分别对试管进行包裹，每次均包裹1支碘溶液试管及1支对照试管（内含生理盐水2ml），置于水槽中固定。采用宝石能谱CT(GE Discovery CT750HD)，将噪声指数（noise index，NI）值分别设为15、17、19、21进行扫描(A、B、C、D四组)，将ASiR权重分别设为10%～100%对图像进行重建。记录每组图像的CT容积剂量指数（CT Dose index-volume，CTDIvol）、剂量长度乘积（Dose Length Product，DLP），并计算有效剂量（Effective Dose，ED）；比较各组图像的CNR、SNR及噪声，并由3名医师从管壁边缘的锐利度、肌肉脂肪组织的显示情况及噪声三个方面对图像进行质量评分，随之进行统计学分析。结果：1、辐射剂量：随着NI值的增大，辐射剂量逐渐减小，其中A、B两组的辐射剂量差异具有统计学意义（P<0.05），当NI值超过17时（即B、C、D三组间），辐射剂量的差异不具有统计学意义（P>0.05）。在同一NI值下，不同浓度碘溶液组（①～⑧）辐射剂量的差异不具有统计学意义（P>0.05）。2、ASiR权重：随着ASiR权重的增大，图像的噪声逐渐减小，CNR、SNR逐渐增大；图像的质量评分随ASiR权重的增大而升高，在50%～70%时达到高峰，大于70%后图像质量评分逐渐下降。3、CNR、SNR及噪声：图像的CNR、SNR值随着NI的增大而逐渐减小，其中A、B之间的差异均不具有统计学差异（P>0.05），而B、C两组之间的差异则具有统计学意义（P<0.05）；图像的噪声随着NI的增大而逐渐增大，其中A、B、C、D四组之间的差异均具有统计学（P<0.05）。在同一NI值下，不同浓度碘溶液组（①～⑧）的CNR、SNR值随着碘溶液浓度的增加而增大，其中①～④组之间的差异不具有统计学意义（P>0.05），余各组间的差异均具有统计学意义（P<0.05）；在同一NI值下，不同浓度碘溶液组（①～⑧）图像的噪声不具有统计学差异（P>0.05）。4、图像质量评分：C、D两组图像质量评分较前两组明显下降，A、B两组评分情况基本相同。图像质量评分随碘溶液浓度的增高而升高，其中⑥～⑧组的图像质量评分不具有统计学差异（P>0.05）。结论：1、辐射剂量随NI的增大而减小，对比剂的浓度对辐射剂量的影响不大；CNR、SNR随NI的增大而减小，随对比剂浓度的增大而增大；噪声随NI的增大而增大，对比剂浓度对噪声的影响不大。2、采用宝石CT的自适应统计迭代重建（ASiR）算法，能够有效减少扫描辐射剂量，NI设定为17时辐射剂量较小，且图像质量较佳，是较理想的扫描参数。3、通过不同ASiR权重的图像重建，可以明显改善图像质量，减低图像噪声，ASiR权重为50%～70%时，图像质量评分最高，是较理想的重建参数。4、在本实验中，三组低浓度对比剂（5.23、6.25、7.50mgI/ml）均能够达到诊断要求，其中两组（7.50、6.25mgI/ml）能够达到与常规浓度对比剂（9.00mgI/ml）相同的成像质量。实验证明，在宝石CT增强扫描中同时实现低剂量扫描与低浓度对比剂的“双低”扫描方案是可行的。5、本研究为体外实验，与人体存在较大差异，实验结果对临床具有一定的提示作用，但具体应用需要进一步的临床验证。