肺癌是严重威胁人类生命的恶性肿瘤之一^[1]，2010年我国因肺癌死亡人数占恶性肿瘤死亡总数的22.7%，居我国因肿瘤死亡人数首位^[2]。HRCT是诊断早期肺癌的首选方法，可准确检出直径3 mm以上的肺结节。低剂量CT对早期肺癌的检出有较大优势，可用极低的辐射剂量，获得高质量图像，与传统X线摄影相比，可提高肺癌筛查阳性率。随着MSCT的探测器宽覆盖、高转速，以及数据重建算法的改进，低剂量CT逐渐成为高危人群肺结节筛查的重要手段^[3]。本研究使用256排MSCT，基于一种新的重建滤过算法——全模型迭代重建（knowledge-based iterative model reconstruction，IMR）行低剂量肺部筛查，评价其图像质量，证实其可行性。

回顾性收集我院2017年10月至2018年1月行256排螺旋CT胸部肺结节筛查结果为阳性的受检者共100例，随机分为常规剂量组与极低剂量IMR组各50例。常规剂量组男27例，女23例；年龄25~85岁；身高（1.65±0.18）m；体质量指数（body mass index，BMI）（24.9±2.23）kg/m²。极低剂量IMR组男28例，女22例；年龄28~82岁；身高（1.66±0.17）m；BMI（24.7±3.07）kg/m²。2组年龄、身高、BMI值差异均无统计学意义（均P>0.05）。

使用Philips 256排iCT、心电监测等配套设备及EBW后处理工作站等。检查前去除颈部、胸部高密度异物（如项链、挂件）及有金属配饰的衣物等；进行呼吸训练，每次屏气5 s左右，屏气时膈肌保持固定。常规剂量组扫描参数：120 kV，管电流使用自动调制Dose-right，噪声指数19，准直128×0.625 mm，机架旋转时间0.75 s，扫描长度300~450 mm，扫描时间3.5~6.0 s。重建算法使用滤波反投影（filtred back projection，FBP）法。重建参数：纵隔软组织窗层厚2 mm，层距2 mm，重建滤过为Standard（B），矩阵512×512，窗宽400 HU，窗位50 HU；肺部高分辨窗参数：层厚1 mm，层距1 mm，重建滤过为Lung-Enhanced（LE），矩阵768×768，窗宽1 000 HU，窗位-550 HU。

极低剂量IMR组扫描参数：120 kV，管电流平均值设为25 mAs，准直128×0.625 mm，机架旋转时间0.5 s，扫描长度300~450 mm，扫描时间3.0~5.5 s；重建参数：纵隔软组织窗层厚2 mm，层距2 mm，重建算法为Standand（B），矩阵512×512，窗宽400 HU，窗位50 HU；肺部高分辨窗参数：层厚1 mm，层距1 mm，重建滤过为Y-Detail（YB），矩阵768×768，窗宽1 000 HU，窗位-550 HU。

图像后处理在EBW6.6工作站进行，使用Lung Noudle软件测量肺结节最大径、体积，以及最大、最小、平均CT值，对结节局部ROI行MPR、CPR、三维成像等。

对图像作出主观、客观评价：①主观评分。采用4分法对图像噪声、对比度、清晰度、有无运动异物等伪影作出评价，由2位副主任医师以单盲法评价图像质量。图像质量评价标准：4分，图像肺组织清晰显示，无噪声、无运动伪影；3分，肺野较清晰显示，可见少量斑点状噪声，少许运动及异物伪影；2分，肺组织显示差，模糊不清或伪影较多；1分，噪声很大或伪影很重，无法分辨肺部组织。②客观评价。用软件测定图像的噪声、SNR；分别测量2组图像升主动脉气管分叉处及右肺野外周带正常肺组织固定面积[（200±2）mm²]的CT值，CT值标准差（SD）即为噪声，计算CT值与噪声的比值即为SNR。根据剂量长度乘积（dose-length product，DLP）计算有效剂量（effective dose，ED），公式ED=k×DLP（k为转换系数，胸部的转换系数k=0.014 mSv·mGy^-1·cm^-1）。

采用SPSS 19.0软件进行统计学分析，对2组受检者行正态分布检验。2组BMI、图像质量主观评分、噪声、ROI的CT值、DLP及ED行两独立样本t检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

100例中，多发肺结节35例，单发65例；共检出结节210枚，其中纯钙化结节21枚，纯磨玻璃结节40枚，非钙化实性结节79枚，混合性结节70枚；直径 < 6 mm有102枚，6 mm≤直径≤8 mm 59枚，直径>8 mm 49枚（图 1）。100例CT图像均可满足诊断要求（图 2）。

图 1

图 1 女，54岁，行低剂量肺部体检发现右上肺结节  图 1a  低剂量HRCT轴位肺窗图像显示右肺上叶一混合性结节（箭头），长径11 mm  图 1b  VR示结节（箭头）与胸壁、血管的关系  图 2  2例体质量指数（BMI）均为22.3 kg/m2  图 2a  女，48岁，常规剂量图像  图 2b  男，62岁，极低剂量加全模型迭代重建算法（IMR）。2幅图像均显示清晰，选中区域显示气管分叉处层面右肺外周带肺纹理密度及噪声

表 1

表 1 2组图像质量的主客观评价（x±s）

表 1 2组图像质量的主客观评价（x±s） 组别 ED（mSv） ROI1 CT值（HU） ROI2 CT值（HU） ROI1噪声（HU） ROI2噪声（HU） 主观评分（分） 常规组 6.33±0.54 43.5±2.89 -850.45±32.34 81.65±9.61 94.31±8.43 3.92±0.19 极低剂量IMR组 1.04±0.37 41.5±3.27 -867.63±37.76 95.72±9.36 101.7±9.77 3.89±0.31 F值 2.22 0.65 0.76 2.15 2.72 14.30 t值 95.00 1.48 2.13 7.82 8.53 1.58 P值 < 0.001 0.89 0.77 < 0.001 < 0.001 0.07 注：IMR，全模型迭代重建算法；ED，有效剂量。

极低剂量IMR组的ED与常规剂量组相比，差异有统计学意义（P < 0.001），平均为常规剂量的16.4%。

2组图像质量的主观评价得分，差异无统计学意义（t=1.58，P> 0.05）；2组2处ROI的CT值差异均无统计学意义（ROI1：t=1.48，P>0.05；ROI2：t=2.13，P>0.05），噪声差异均有统计学意义（ROI1：t=7.82，P < 0.001；ROI2：t=8.53，P < 0.001）。

X线胸部摄影与胸部CT检查，即使剂量非常小，也会引起辐射损伤的随机性效应，定期行低剂量肺结节筛查，其X线暴露也有可能引起肺癌发病率增加^[4]。研究^[5]证实，降低辐射剂量，可降低肺癌的发生率，因此需对检查的适当性进行评估，确定高危人群。参照中华医学会放射学分会提出的低剂量胸部CT肺癌筛查专家共识^[6]，将高危人群定义为：①年龄50~75岁；②至少合并以下一项危险因素：a.吸烟≥20包/年，其中包括曾经吸烟，但戒烟时间不足15年者；b.被动吸烟者；c.有职业暴露史（石棉、铍、铀、氡等接触者）；d.有恶性肿痛病史或肺癌家族史；e.有慢性阻塞性肺疾病或弥漫性肺纤维化病史。

经典的CT数据重建算法多采用FBP算法。2008年以来，各大CT公司推出了各自的混合迭代重建技术，如Philips公司的iDose4等，均在对原始数据行FBP后，再行数学模型或矩阵代数识别降噪^[7]。IMR全模型迭代重建技术是以微平板探测器系统为硬件平台，以结构化模型为基础，设定精确的数据模型和图像统计模型，重建过程是使其与系统模型耦合，通过重复的迭代采集纯净的源数据，最终接近理想模型以产生最优的图像质量。IMR可在更低辐射剂量条件下重建出满足临床诊断需要的图像，并明显降低图像噪声，显著提升图像的空间、密度及软组织分辨力^[8-9]。Mehta等^[10]通过模型研究得出，IMR与传统FBP相比，在节省60%~80% ED的同时，降低了70%~83%的噪声，并提高43%~80%的密度分辨力。Suzuki等^[11]研究表明，IMR算法较FBP和iDose4在腹部CT扫描中，可明显降低图像噪声、提高密度分辨力、改善图像锐利度，在薄层重建的图像中更能体现其优势。国内同行也在多系统CT检查中使用IMR技术，田娟等^[12]研究表明，IMR技术能在提高图像质量的同时，提高微小结石诊断的准确性。高思喆等^[13]在256层CT头颈部CTA中应用IMR，将中等体型受检者的ED降至0.84 mSv。张征宇等^[14]在肺动脉CTA中使用IMR技术，发现其可提高图像质量，降低图像噪声，有效降低受检者辐射剂量。

在本研究中，图像质量的客观评价主要在图像信号、噪声等方面。图像噪声除了辐射剂量及重建算法的影响外，还受不同组织重建滤过及边缘锐化工具等的影响。常规剂量重建滤过为Lung-Enhanced（LE），IMR重建滤过为Y-Detail（YB）。如果使用平滑滤过或降低边缘锐化系数，噪声亦相应降低。本研究低剂量加IMR技术的图像噪声虽有所增加，但仍无主观评价上的差别。有研究^[15]报道，IMR图像观察时会有“模糊效应”，即为过高的迭代重建所产生的类似“容积效应”的一种假象；此现象对解剖结构及病变检测率的影响有待进一步研究。