宝石CT能谱成像技术(gemstone spectral imaging，GSI)刚应用于临床，就成为国内外影像界学者运用该技术研究疾病的新热点。如何在临床工作中选择合适的扫描参数进行CT能谱成像也是目前需要解决的重点。自适应统计迭代重建算法(adaptive statistical iterative reconstruction，ASIR)可以处理电子噪声和其他物理因素导致的图像伪影，在保证图像质量的同时，可以降低辐射剂量 ^[1]。目前常规CT低剂量扫描技术与ASIR算法结合应用于肝脏检查的报道较多，而GSI技术结合ASIR算法行肝脏低剂量扫描的检查方法未见有相关报道。本研究回顾性分析2种不同管电流CT能谱成像技术在肝脏增强门静脉期扫描中的辐射剂量及图像质量，旨在探讨ASIR算法联合低管电流技术行肝脏低剂量CT能谱成像的可行性。

1. 临床资料：收集2014年9月至2015年2月期间，在本院行肝脏CT增强扫描患者60例。其中男29例，女31例；年龄23～84岁，平均(56±13)岁；体质量指数(BMI)17.8～24.8 kg/m 2。按就诊顺序将60例患者分成2组，每组30例：A组为低剂量GSI扫描组，管电流使用360 mA；B组为常规剂量GSI扫描组，管电流使用640 mA。两组患者的年龄、性别、BMI差异均无统计学意义(P＞0.05)，具有可比性(表1)。排除标准：严重碘剂过敏者、肝脏手术史、脂肪肝、肝硬化、腹腔巨大肿物、胸腹腔积液者或未满18岁者。所有患者均签署CT增强检查知情同意书。

表1(Table 1)

表1 两组患者的临床资料比较(x±s)

表1 两组患者的临床资料比较(x±s)

2.检查方法：所有病例均使用美国GE公司Discovery 750 HD CT扫描仪检查。先行常规CT肝脏平扫，增强扫描采用能谱扫描模式(GSI)，扫描时嘱患者仰卧、屏气、足先进，扫描范围自肝顶至双肾下极水平。GSI扫描参数：80和140 kVp的瞬时切换，0.6 s/r，螺距1.375，探测器宽度40 mm，层厚5 mm，层距5 mm。增强扫描为双期动态扫描，对比剂为非离子型碘对比剂(300 mgI/ml)，剂量为1.2 ml/kg体质量，注射流率3.0 ml/s，动脉期扫描开始时间采用膈顶水平腹主动脉内CT值监测(Smart Prep技术)触发扫描，监测阈值为100 HU，达到阈值后延迟约10 s开始扫描，门静脉期开始时间为动脉期结束后30 s。根据不同剂量和图像重建算法，获得3组图像：A组分别重建65 keV单能量ASIR 0%算法图像(A1组)和65 keV单能量ASIR 50%算法图像(A2组)；B组重建65 keV单能量滤波反向投影算法(filtered back projection，FBP)图像。ASIR为0%时相当于100％的FBP算法重建；ASIR为50％时，表示为50％的ASIR算法混合50％的FBP算法。

3. 图像分析与测量：在后处理工作站(GE AW4.4)上对重建后得到的3组肝脏门静脉期图像进行主观评价和客观评价。

主观评价：由2名放射科副主任医师双盲法对3组图像进行主观评分。将窗宽、窗位设置为400 /40 HU。采用5分法进行图像评价 ^[2]：图像质量优良，腹部脏器分界清楚，脏器内部结构清晰评5分；图像内腹部脏器分界较清楚，脏器内部结构轻微模糊评4分；图像内腹部脏器分界欠清楚，脏器内部结构模糊，轻度影响诊断评3分；图像内腹部脏器分界不清楚，脏器内部结构严重模糊，影响诊断评2分；图像质量差，不可用于诊断评1分。

客观评价：在工作站中观看3组肝脏门静脉期图像，分别测量记录肝门水平层面的正常肝实质、竖脊肌以及腹壁脂肪的CT值及标准差(standard deviation，SD)值。测量感兴趣区(ROI)时尽可能避开大血管和硬化伪影明显的区域，所有数据测量均在3个相邻断面上测量3次，取其平均值。图像的背景噪声用腹壁脂肪的SD值来表示。用公式分别计算出肝实质的信噪比(signal to noise，SNR)，SNR=CT_肝/SD_脂肪和肝实质与竖脊肌之间的对比噪声比(contrast to noise ratio，CNR)，CNR=(CT_肝-CT_肌)/SD_脂肪。其中，CT_肝为肝实质CT值均值，CT_肌为竖脊肌CT值均值，SD_脂肪为腹壁脂肪的SD均值。通过计量报告记录两组病例门静脉期的容积CT剂量指数(CTDI_vol)、剂量长度乘积(DLP)，并计算有效剂量(E)=DLP×k，k=0.015 mSv·mGy ^-1·cm ^-1。

4. 统计学处理：计量资料用x±s表示。使用SPSS 19.0软件进行统计学分析，对患者的年龄、性别、体质量指数(BMI)等数据采用独立样本t检验，CTDI_vol、DLP、E数据采用非参数Mann-Whitney U检验；对于图像质量客观评价中获得的SD、SNR、CNR和主观评价得分等数据进行单因素方差分析，组间用LSD-t检验行两两比较，以P＜0.05为差异有统计学意义。用Kappa检验2名阅片者图像评估的一致性。Kappa≥0.75时两者一致性很好，0.4＜Kappa≤0.75两者一致性一般，Kappa＜0.4两者一致性较差。

1.患者的辐射剂量结果：CTDI_vol、DLP和E的差异均有统计学意义(Z=-7.681、-6.874、-6.874，P＜0.01)，其中A组患者CTDI_vol较B组降低了约43.80%，有效剂量下降了约44.82%(表2)。

表2(Table 2)

表2 两组患者的辐射剂量比较(x±s)

表2 两组患者的辐射剂量比较(x±s)

2.图像质量的客观评价：3组患者肝脏GSI图像的SD、SNR和CNR数据见表3。A1、A2和B组图像的SD、SNR、CNR差异均有统计学意义(F=24.013、15.646、8.285，P＜0.05)(图1)。A1组图像的SD、SNR、CNR分别与A2组和B组比较，差异均有统计学意义(t=6.024、-5.631、-3.802和5.463、-4.713、-3.800，P＜0.05)，A1组较A2、B组的SD分别增加了26.9%、24.3%，但SNR和CNR分别降低了27.9%、24.6%和30%、32.1%；而A2组与B组图像的SD、SNR、CNR比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。

表3(Table 3)

表3 3组肝脏GSI图像质量客观评价比较(x±s)

表3 3组肝脏GSI图像质量客观评价比较(x±s)

图1()

图1 肝脏3种重建方式CT影像 A、B为同一病例，BMI值19.11，低剂量GSI扫描：A. ASIR0%重建图像，SD值=6.53；B. ASIR50%重建图像，SD值=4.43；C. BMI值18.44，常规剂量GSI扫描，ASIR0%重建图像，SD值=4.59；D、E为同一病例，BMI值21.83，低剂量GSI扫描：D. ASIR0%重建图像，SD值=8.32；E. ASIR50%重建图像，SD值=6.29；F. BMI值22.49，常规剂量GSI扫描，ASIR0%重建图像，SD值=6.13

3.图像质量的主观评分：结果见表4。医师A对3组图像的评估结果差异有统计学意义(F=102.38，P＜0.01)，其中，A2组与B组比较，差异无统计学意义(P>0.05)；A1组分别与A2组和B组比较，差异均有统计学意义(t=-12.187、-12.639，P＜0.01)。医师B对3组图像的评估结果差异有统计学意义(F=105.768，P＜0.01)，其中，A2组与B组比较，差异无统计学意义(P>0.05)；A1组分别与A2组和B组比较，差异均有统计学意义(t=-12.123、-12.623，P＜0.01)。2名医师对3组肝脏GSI图像质量评估的一致性较好(Kappa=0.819，P＜0.05)。

表4(Table 4)

表4 2名医师对3组GSI图像质量的主观评分结果（例）

表4 2名医师对3组GSI图像质量的主观评分结果（例）

宝石CT能谱成像技术是近年出现的新技术，它以双kVp瞬时切换为核心技术，单次扫描可获得常规混合能量图像、40～140 keV内共101种单能量图像，以及多种基物质对图像，具有多参数、优化图像质量、定量分析等的优点，为临床提供了更多的诊断信息。目前，GSI技术在腹部的应用最为广泛。有研究表明，能谱CT 65 keV单能量图像在空间分辨率、图像噪声以及对比噪声比方面均与常规腹部扫描序列所获取的图像相当 ^[3]。它能提高肝脏小肿瘤的检出率 ^[4,5]，在肝门静脉的显示 ^[6]、腹部肿瘤的鉴别诊断^[7,8]上均展现出优越性。GSI扫描条件因受单源瞬时双kVp切换的物理条件限制，不能实现自动管电流调制技术，图像重建采用FBP算法，为了保证图像质量，CT能谱成像较常规CT扫描剂量略高 ^[9]。因此，其检查过程中产生较高的辐射剂量不容忽视。如何在尽可能低的辐射剂量下获得可供临床诊断的图像质量，是目前行业内需关注的重要问题。

宝石CT能谱成像采用单源瞬时双kVp切换技术，当其他条件不变的情况下，为了遵循国际放射防护委员会提出的辐射防护最优化原则(as low as reasonably achievable，ALARA)，降低管电流技术应是目前行低辐射剂量GSI扫描的唯一方法。林晓珠等 ^[10]根据能谱扫描模式与常规CT扫描模式mAs之间的相应关系，选择合理的能谱扫描参数(mAs)行腹部检查，以期达到降低GSI扫描的辐射剂量，CTDI_vol为(13.8±4.8)mGy，略低于本研究常规剂量GSI扫描组(B组)的辐射剂量(15.64 mGy)，故此方法降低剂量的效果不明显。本研究中，低剂量GSI扫描组(A组)采取直接降低管电流，选择360 mA，使得A组CTDI_vol较B组降低了约43.80%，有效剂量下降了约44.82%。A组的有效剂量略高于马宇等 ^[11]报道的腹部平均有效剂量2.57 mSv，说明肝脏低剂量GSI扫描是可行的，提示辐射剂量应该还有下降的空间。

传统的FBP重建算法对噪声极为敏感，随着管电流减低，图像噪声增加，影响诊断，因此，仅为降低辐射剂量而大幅减少管电流是不可取的。随着CT技术的不断发展，现在能谱成像技术已经能与ASIR算法结合应用，使肝脏低辐射剂量GSI扫描成为可能。ASIR算法是一种全新的图像重建技术，与传统的FBP成像相比，ASIR重建技术利用矩阵代数，通过一种数学模型选择性地识别并去除图像噪声，使图像噪声减小，同时最大限度地保留图像的真实性，可在保持图像空间分辨力的基础上进一步降低辐射剂量 ^[12]。国外文献表明，50%ASIR腹部重建技术对于体重＜90 kg 的患者而言，是最优化的混合比例 ^[13]。较低的ASIR权重值降噪效果并不明显，但也并不是越高越好，有研究指出，过高的ASIR权重值会产生台阶样伪影 ^[14]，降低组织间对比，影响诊断。本研究结果显示，B组FBP重建的图像为常规剂量GSI扫描获得的，图像噪声小，图像质量最好。低剂量GSI扫描时，A2组ASIR50%重建的图像能显著减少图像噪声，图像质量与B组图像差异无统计学意义；A1组ASIR0%重建的图像虽然辐射剂量较低，但图像噪声较大，图像质量较差，与A2、B组的图像比较，差异具有统计学意义。

综上所述，通过降低管电流技术进行肝脏低辐射剂量GSI扫描，结合ASIR算法重建图像，可以改善图像质量从而达到降低辐射剂量而不影响临床诊断的目的。但本研究仍有局限性：研究的样本量偏少，腹部器官众多，病变多样，仅关注于GSI图像质量的主客观评价，未对各器官病变的特征显示能力进行评价；研究只对BMI值为17.8~24.8 kg/m²的中等身材患者作了探讨，未涉及BMI＞25 kg/m² 的超重患者进行低剂量GSI的研究；研究仅局限于50%的ASIR技术降低剂量的比较，对采用相同剂量图像噪声的降低程度、不同的ASIR权重值降低噪声的能力还有待于进一步研究。