ASiR-V聯(lián)合70 kV個(gè)性化軸掃對老年慢性阻塞性肺疾病患者伴肺炎的診斷作用

于衛(wèi)永 孫曉楠

(1首都醫(yī)科大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，北京 100068；2中國康復(fù)研究中心北京博愛醫(yī)院；3聊城市東昌府人民醫(yī)院)

由于慢性阻塞性肺疾病(COPD)合并肺炎患者原發(fā)疾病的臨床表現(xiàn)常掩蓋了肺炎的癥狀和體征，因此肺炎的診斷變得困難〔1〕。COPD患病年齡超過40歲以上患者發(fā)病率為8.2%，年齡越高發(fā)病率越高，以老年人居多，老年患者體質(zhì)虛弱，對電離輻射的耐受性較低，因此CT在此類患者檢查中的輻射劑量一直臨床診斷的重點(diǎn)關(guān)注問題。肺炎是COPD常見的并發(fā)癥，肺炎的早期診斷并進(jìn)行及時(shí)治療能提高患者肺功能，改善預(yù)后〔2〕。在肺部疾病檢查的多種手段中，CT檢查因其不受周邊重疊組織的影響能較好顯示病變位置、大小及肺部并發(fā)癥等優(yōu)勢，逐漸成為肺部疾病中最敏感、最有價(jià)值的檢測手段之一〔3〕。相比傳統(tǒng)掃描方法，Revolution CT在肺部疾病診斷中有顯著優(yōu)勢〔4〕，即使是低劑量下也能夠獲取較為優(yōu)質(zhì)、清晰的圖像。本研究就迭代重建技術(shù)(ASiR-V)聯(lián)合70 kV個(gè)性化軸掃在老年COPD患者伴肺炎診斷作用進(jìn)行研究。

1 資料與方法

1.1臨床資料 收集2018年2月至2019年2月中國康復(fù)研究中心北京博愛醫(yī)院呼吸內(nèi)科收治的老年COPD伴肺炎患者166例，年齡60～95〔平均(74.20±7.87)〕歲。本實(shí)驗(yàn)根據(jù)Revolution CT下探測器寬度差異分為四組，其中A組寬度為8 cm共36例，B組寬度為12 cm共44例、C組寬度為14 cm共55例、D組寬度為16 cm共31例。

1.2納入標(biāo)準(zhǔn) ①COPD診斷符合2007年我國頒布并制定的《慢性阻塞性肺疾病診治指南》〔5〕的標(biāo)準(zhǔn)；②肺炎診斷參照《2014 SHEA/IDSA實(shí)踐建議：急重癥醫(yī)院呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎的預(yù)防策略》〔6〕中關(guān)于肺炎的標(biāo)準(zhǔn)；③研究由我院醫(yī)學(xué)倫理委員進(jìn)行批準(zhǔn)通過，入選患者知曉本人涉及的檢查項(xiàng)目及注意事項(xiàng)，簽署知情同意，保護(hù)所有入選者隱私權(quán)。

1.3排除標(biāo)準(zhǔn) 預(yù)期生存期低于3個(gè)月，無法完成全部檢查的患者；合并嚴(yán)重的慢性腎功能不全等實(shí)質(zhì)性病變者；住院期間放棄救治者；合并神經(jīng)系統(tǒng)疾病以及神志異常的患者；合并傳染系統(tǒng)疾病、血液性疾病者。

1.4檢測方法 應(yīng)用美國通用公司提供額通用 GE CT Revolution CT。患者采取頭先進(jìn)、仰臥位，囑雙手上舉并在深吸氣、憋氣的狀態(tài)下進(jìn)行掃描，范圍為自患者頸部開始掃描至膈面下方上腹部處。應(yīng)用70 kV管電壓配合前置ASiR-V權(quán)重設(shè)為60%，個(gè)性化掃描其他參數(shù)：噪聲指數(shù)為8，轉(zhuǎn)速為0.28 s，自動(dòng)管電流為30～200 mA，掃描層厚為5 mm，重建層厚為1.25 mm。選擇2～3位放射科醫(yī)師對圖像質(zhì)量進(jìn)行評定，總分為5分，采取Kappa檢驗(yàn)以判斷觀察間是否存在一致性，不一致時(shí)則取選擇所有放射科醫(yī)師的平均分作為評分的最終分?jǐn)?shù)。容積CT劑量指數(shù)(CTDIvol)及劑量長度乘積(DLP)在檢測結(jié)束后由設(shè)備自動(dòng)生成，測定圖像CT值和噪聲。有效輻射劑量(ED)參考?xì)W盟委員會(huì)推薦的有效劑量公式計(jì)算法〔7〕，公式為ED=DLP·K〔其中K值為不同部位的劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)，胸部K為0.014 mSv/(mGy·cm)〕，ED單位為mSv。對各組上述指標(biāo)進(jìn)行記錄。

1.5客觀評價(jià) 將獲取的圖像及數(shù)據(jù)信息至GEAW4.6工作站分析，對肺動(dòng)脈干和同層面的豎脊肌興趣區(qū)予以手動(dòng)勾畫，獲得的勾畫感興趣面積(ROI)盡量于一定范圍，約為10 mm2，共檢測3次，并計(jì)算3次的平均值，ROI內(nèi)的CT值方差為圖像噪聲(SD)。

1.6主觀評價(jià) 采用盲法對四組圖像進(jìn)行評分，由2～3位5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)師在不知曉圖像參數(shù)的情況下，進(jìn)行圖像質(zhì)量測評，若出現(xiàn)意見不一致則取平均分。肺窗圖像主要對中心和周圍肺紋理進(jìn)行觀察，肺內(nèi)病灶邊界清晰度予以評定；縱隔窗圖像對主、肺動(dòng)脈、氣管、食管及淋巴結(jié)等觀察縱隔內(nèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，對心臟、胸廓骨結(jié)構(gòu)及肌肉邊緣銳利度以評定。肺窗圖像評分、縱隔窗圖像評分均采取5分評分。根據(jù)圖像清晰程度分為0～5分，其中5分為肺內(nèi)、縱隔解剖結(jié)構(gòu)和病變顯示最清晰，基本沒有呼吸及運(yùn)動(dòng)偽影；4分為圖像顯示較為清晰，邊緣部分模糊，基本無呼吸和運(yùn)動(dòng)偽影；3分則為影響清晰度不高，邊緣較為模糊，少量呼吸以及運(yùn)動(dòng)偽影；2分為圖像顯示不清晰，呼吸以及運(yùn)動(dòng)偽影均存在，存在量較3分多；1分為僅可見部分肺內(nèi)、縱隔邊緣，結(jié)構(gòu)紊亂，存在大量呼吸及運(yùn)動(dòng)偽影；0分為不顯示正常結(jié)構(gòu)。其中評分為3分或以上者為符合診斷要求，圖像質(zhì)量優(yōu)良。

1.7統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 以SPSS19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行t檢驗(yàn)，采取Mann-WhitneyU檢驗(yàn)圖像質(zhì)量；主觀評價(jià)的一致性采取Kappa檢驗(yàn)，P<0.05提示存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié) 果

2.1入選者一般資料、圖像主觀評分及劑量參數(shù) A組、B組、C組、D組平均年齡依次降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；各組圖像質(zhì)量主觀評分、SD值、ED相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；A組、B組、C組、D組的CTDIvol、DLP水平依次遞增，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。在70 kV超低管電壓下，各組ED均低于0.3 mSv。見表1。

表1 各組一般資料、圖像主觀評分及劑量參數(shù)

2.2病變顯示情況 老年COPD患者伴肺炎患者166例中存在肺實(shí)變82例，其中節(jié)段性肺實(shí)變?yōu)?3例，大葉性肺實(shí)變?yōu)?例；26例患者合并伴肺節(jié)段性不張；27例患者存在雙側(cè)胸腔積液；20例為磨玻璃影；11例可見馬賽克灌注征。

3 討 論

誘發(fā)老年肺炎的主要基礎(chǔ)疾病中以COPD最常見，二者同時(shí)出現(xiàn)能導(dǎo)致肺通氣和彌散功能受累，致使老年患者由于呼吸衰竭而死亡〔8〕，因此其診斷尤為關(guān)鍵。隨著影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，CT設(shè)備和低劑量技術(shù)逐漸應(yīng)用于臨床肺部疾病的診療中，但是由于老年患者對電離輻射敏感度和身體器官衰弱等因素，對射線的有效劑量較年輕人高，老年患者尤其是高齡患者受輻照后致癌風(fēng)險(xiǎn)極高。當(dāng)前臨床應(yīng)用較廣的降低輻射劑量方案有：ASiR-V、縮小掃描范圍、下調(diào)管電流及管電壓等〔9〕。肺實(shí)質(zhì)-肺泡腔間及縱隔病變-縱隔脂肪間均存在天然對比度，X線吸收率較低，因此為肺部應(yīng)用較低劑量CT奠定基礎(chǔ)，低劑量CT掃描可以應(yīng)用于肺部疾病的診斷〔10〕。曾有研究表明，低劑量掃描技術(shù)中采取下調(diào)管電壓方法，將管電壓從常規(guī)的120 kV，下調(diào)至100 kV，甚至可以到80 kV〔11〕。近期有研究者采取較往期更低的管電流70 kV應(yīng)用于臨床診斷發(fā)現(xiàn)，70 kV能夠應(yīng)用于部分需要超低輻射劑量的特殊群體〔12〕，并在臨床診斷方面具有顯著意義和廣闊的探究空間。70 kV超低管電壓在老年COPD合并肺炎的檢查方面研究較少。ASiR-V則因其大幅度降低噪聲的特性得到廣泛認(rèn)可〔13〕。因此我們采取低劑量CT掃描技術(shù)應(yīng)用于老年COPD合并肺炎患者中應(yīng)遵循最優(yōu)化原則，既要滿足ALARA原則還要盡可能地下調(diào)患者接受的輻射劑量。但下調(diào)管電壓不僅能使輻射劑量下調(diào)，還能使圖像對比度及圖像噪聲增加，因此我們采取低劑量掃描模式中應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化，不僅需要滿足臨床診斷，還將可有一定噪聲作為診斷的新理念〔14〕。本研究選擇掃描方案為70 kV超低管電壓、根據(jù)患者具體情況選擇個(gè)性化軸掃，采取極速掃描和ASiR-V從多個(gè)方面聯(lián)合，以達(dá)到低劑量掃描模式的目的。

本項(xiàng)目中采取0.28 s的極速掃描聯(lián)合個(gè)性化軸掃不僅能加快檢測效率，還能在超快速圖像采集的同時(shí)滿足臨床診斷保障，改善由于患者呼吸偽影所致左心緣處病灶不清晰、被掩蓋等問題。此外使得一些無法閉氣的老年患者能夠在自由呼吸的狀態(tài)下完成檢測，為急診就診的COPD伴肺炎患者在配合檢查困難時(shí)能提高臨床救治效率。由于時(shí)間分辨率不足和組織內(nèi)存在重疊影像致使X線片對患者肺內(nèi)存在的早期代償性肺氣腫及肺內(nèi)灌注不均所誘發(fā)的馬賽克征象受限。采取70 kV的超低管電壓能使輻射劑量降低，組織對比度增高，同時(shí)予以自動(dòng)管電流和權(quán)重為60%的ASiR-V重建技術(shù)下，對細(xì)支氣管存在的病變所產(chǎn)生局限性空氣潴留及馬賽克征等均能夠顯現(xiàn)，此外對細(xì)支氣管周圍炎性的觀察也具有敏感性，進(jìn)而對老年患者肺組織病變所誘發(fā)的一系列亞臨床表現(xiàn)均能準(zhǔn)確觀察。

實(shí)驗(yàn)中選擇的超低管電壓70 kV，相比常規(guī)劑量以及低劑量管電壓噪聲會(huì)略有增加。相關(guān)文獻(xiàn)表明，針對不同設(shè)備選擇的迭代算法各有差異，但其劇能夠降低噪聲并使圖像信噪比增高。ASiR-V權(quán)重比一般選擇區(qū)域?yàn)?0%～100%，百分比增高則意味著圖像噪聲降低〔15〕。但ASiR-V權(quán)重比過高會(huì)導(dǎo)致存蠟狀偽影，使病灶細(xì)節(jié)的觀察受到影響，本實(shí)驗(yàn)中選擇60%權(quán)重比是在滿足清晰圖像的前提下確保有效輻射劑量降低。適宜前置ASiR-V權(quán)重比的條件下盡可能保留高分辨率掃描，從而清晰的觀察肺內(nèi)結(jié)構(gòu)的解剖細(xì)節(jié)，應(yīng)用具有實(shí)用性〔16〕。我們將ASiR-V聯(lián)合70 kV應(yīng)用于老年COPD患者伴肺炎的檢查中，研究顯示CTDIvol平均0.76 mGy，各組患者ED均低于0.3 mSv，相比往期研究所得到的輻射劑量以及CT劑量均較低。當(dāng)前最為先進(jìn)的優(yōu)化掃描方案即為ASiR-V，該方案能夠在同等射線劑量下使圖像密度分辨率及空間分辨率保持較為清晰的水平〔17〕，此外還能有利于統(tǒng)計(jì)噪聲模型，對噪聲產(chǎn)生抑制，從而獲得良好的圖像質(zhì)量，使得平均掃描劑量相比濾波反投影重建技術(shù)下調(diào)50%以上。但完全應(yīng)用ASiR-V予以重建這會(huì)產(chǎn)生蠟狀偽影等較重“模糊”效應(yīng)，從而影響病變診斷〔18〕。本研究結(jié)果證實(shí)ASiR-V聯(lián)合70 kV個(gè)性化軸掃應(yīng)用于老年COPD伴肺炎患者，不僅能在大幅度降低輻射劑量的前提下明確診斷疾病，還能夠獲得良好的圖像質(zhì)量、信噪比，是一種有利于老年COPD患者伴肺炎復(fù)查治療的CT掃描模式。