高级建模迭代重建技术在肝癌患者CT随访检查中的应用

刘莉 王谦 何玺 曾宪春 王楠竹

(贵州省人民医院医学影像科，贵州 贵阳 550002)

肝癌作为消化系统最常见的恶性肿瘤之一，近年来发病率呈快速上升趋势[1]。高级建模迭代重建(Advanced modeled iterative reconstruction，ADMIRE)技术是基于原始数据域、图像域和模型域的迭代重建[2-4]。文献报道[5]相对于传统滤波反投影重建技术(Filtered Back-projection，FBP)重建所得图像质量明显提高，但ADMIRE重建肝癌检查中对其图像质量的提高情况未见报道。本文旨在通过对肝癌患者CT扫描动脉期行传统FBP重建与ADMIRE-3重建对比，探讨高级建模迭代重建ADMIRE技术在肝癌CT随访扫描中的临床应用价值。报告如下。

1.1一般资料 收集本院2019年10月至2021年1月期间临床诊断肝癌行CT检查患者80例(男性47例，女性33例)，年龄(47.45±7.73)岁，其中最小25岁，最大77岁。纳入标准：体重指数BIM<24(kg/m2)[4]；
所有患者均无对比剂过敏且检查前签署知情同意书。

1.2方法 (1)采用Siemens Somatom Force CT(SOMATOM Force，Siemens Healthcare,Forchheim,Germany)平扫及三期增强扫描。扫描范围：膈顶至肝脏下缘。扫描参数：行实时动态曝光剂量调节(开启CARE Dose 4D和CARE kV)扫描，参考电压100 kV，参考电流180mAs，探测器24×1.2 mm，螺距0.9。造影剂为拜耳医药公司碘普罗胺注射液(370 mg碘/mL)，流率4～4.5 mL/s，总量50～60 mL。采用18G套管针，CT注射器为美国Medra公司双筒高压注射器(型号SCT211)注入。应用造影剂团注跟踪软件( Bolus Tracking)，监测平面或感兴趣区(region of interest，ROI)，选择腹主动脉第二肝门平面，触发阈值100HU，延迟2秒扫描。分别用FBP和实时迭代ADMIRE-3重建，卷积函数均为Br40，重建层厚和间隔分别为1.0 mm、0.7 mm。原始数据经重建后传至后处理工作站，应用3D工作窗行测量、分析。(2)图像质量主观评分：经三名高年资主治医师行双盲法(隐藏扫描参数和病人信息)评分后，取三者之平均分计为最后评分[6]。(3)图像质量客观评价：具体采用如下评价指标。平均CT值及噪声：选择肝门层面，肝左右叶、皮下脂肪及背景空气为感兴趣区(ROI)，范围为1.0 cm2，测3次后，取其平均CT值；
噪声为平均CT值的标准差(SD)，自动生成；
信号噪声比(signal-to-noise ratio，SNR)为平均CT值与其标准差的比值，即SNR= CT肝实质/SD；
对比噪声比(Constrast-Noise Ratio，CNR)为两种组织信号强度的相对差别为对比度，CNR=(CT肝实质-CT脂肪)/SD肝实质标准差，其中CT肝实质=(CT肝左叶肝实质+ CT肝右叶肝实质)/2，理论上对比噪声比差别越大则图像对比越好。

1.3统计学方法 采用SSPS 20.0软件包，应用单样本t检验比较两组图像的CT值、信号噪声比、对比噪声比。采用秩和检验比较图像质量总体评分。P<0.05为差异有统计学意义。

2.1两组不同重建图像不同组织平均CT值的比较。采用t检验比较两组不同重建图像中肝实质、皮下脂肪及背景空气的平均CT值，t值分别为0.77、0.82、0.80，P值均>0.05，差异无统计学意义。可认为两种重建方法所得图像上肝实质、皮下脂肪及背景空气的平均CT值无影响。见表1。

表1 两组不同重建图像不同组织CT值的比较(HU)

2.2两组图像不同组织噪声、SNR、CNR的比较。采用t检验对肝实质的噪声、SNR、CNR比较，t值分别29.13、27.15、26.22，P值均<0.05，差异均有统计学意义。相比FBP重建，ADMIRE-3重建图像噪声下降约15.39%;而SNR、CNR分别提高约26.35%及21.92%。而对于两组图像质量评分的比较，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组不同重建图像噪声、SNR、CNR的比较

2.3两组不同重建图像诊断效能的比较。见表3。

表3 两组不同重建图像诊断效能的比较(n)

作为消化系统最常见的恶性肿瘤，肝癌具有复发和转移的生物学特征[7]。研究显示[8]肝癌行根治术后1年、3年和5年的复发率为17.1%，32.5%和61.5%，说明肝癌患者在手术切除术后的5年内，有超过一半以上的患者存在复发可能。同时文献报道[9]术后复发再手术患者5年生存率可达40%。因而说明肝癌切除术后即使发生复发，如能行再切除，仍可明显延长生存期。但再切除的基础早期发现复发，其诊断复发的最佳方法为定期随访。因此目前术后定期随访，早期发现复发或转移，并对复发或转移灶再手术仍是现在肝癌的主要治疗方法之一。CT作为肝癌无创诊疗过程中评估的重要检查方法，对其定位、肝内侵犯、肝外转移以及血供情况等诊断准确率较高[10]。但肝癌患者病程中为评估治疗后病变的转归情况，常常需要多次CT检查，且肝癌患者CT检查常规CT检查需要平扫及至少三期以上的增强扫描，致辐射危害较大并越来越受到业界关注。两组重建所得图像对病灶诊断结果与临床诊断结果完全一致。

SAFIRE(Sinogram Affirmed Iterative Reconstruction)重建技术是基于原始数据域和图像域的迭代重建，实时迭代ADMIRE重建是以IR技术为基础、在SAFIRE重建基础上建立模型域的迭代重建模式。因而ADMIRE重建较SAFIRE重建更加精准。本组资料针对肝脏CT增强动脉期FBP重建与ADMIRE -3重建所得图像质量比较，两组图像中肝实质的增强CT值差异有统计学意义(P<0.05)，说明与传统的FBP重建比较，实时ADMIRE重建对组织的CT值影响不大。同时，对于两种重建方式的图像噪声、信号噪声比和对比噪声比之间差异均有统计学意义(P<0.05)，相比FBP重建，ADMIRE-3重建图像的噪声降低约15.39%，信号噪声比及对比噪声比较FBP重建比较提高约26.35%及21.92%，说明ADMIRE-3重建能明显提高图像质量的客观评价指标。对于两组图像主观评分比较经秩和检验验证，图像质量评分差异有统计学意义(P<0.05)，且主观评分绝对值ADMIRE-3重建高于FBP重建约11.09%，说明ADMIRE重建能明显提高图像质量的主观评分。诊断效能的比较显示，对于肿块数目、大小形态及肿瘤边缘，以及供血血管及门静脉侵犯的显示分析，两种重建方式所得结果等效。进一步说明高级建模迭代重建技术在肝癌患者CT随访检查中能有效降低图像噪声及提高图像质量。相较于本研究存在一定局限，其一只是比较了三期扫描中的动脉期，未对门静脉期及实质期重建做评估；
其二根据《中国成人超重与肥胖症预防控制指南》[11]未将BMI>24kg/m2的病例纳入，将在其后研究中进一步完善。

综上所述，在肝癌CT随诊复查中，ADMIRE-3重建能达到主客观最佳优化组合，有效提高图像质量，为降低剂量扫描并保证图像质量提供有力保障，具有潜在降低辐射剂量的作用，值得临床推广运用。