新型冠狀病毒肺炎的CT篩查掃描參數(shù)探討

胡國迎，李 涯，周 紅，高 立，胡國棟，聶偉霞，謝彥婷，孫 凱，袁旭春

（中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院深圳醫(yī)院放射科，廣東 深圳 518057）

據(jù)WHO 2020年4月4日數(shù)據(jù)，新型冠狀病毒肺炎（簡稱新冠肺炎）全球確診病例突破100萬，死亡人數(shù)達5萬以上［1］。該病潛伏期長，傳染性極強，可經(jīng)呼吸道飛沫和密切接觸傳播，無癥狀感染者也可能成為傳染源，人群普遍易感［2］。早確診是落實“早發(fā)現(xiàn)、早報告、早隔離、早治療”疫情防控措施的前提。中華醫(yī)學(xué)會放射學(xué)分會專家一致認為放射學(xué)檢查和診斷是新冠肺炎診療的重要一環(huán)［3］；核酸檢測是新冠肺炎診斷的金標準；胸部CT檢查為有效補充，以磨玻璃影特征為診斷重點在新冠肺炎篩查、療效評估等環(huán)節(jié)起著重要作用［4-7］。本研究通過回顧性分析大螺距掃描、常規(guī)掃描及低劑量掃描3種掃描模式的技術(shù)參數(shù)及掃描時間、圖像質(zhì)量、輻射劑量等方面的差異，以期獲得新冠肺炎CT篩查的最佳掃描參數(shù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2020年3月我院行胸部CT掃描的119例無癥狀及疑似新冠肺炎患者的臨床及影像資料。其中，男60例，女59例；年齡30～87歲，平均（58.25±12.39）歲。納入標準：19 kg/m2＜體質(zhì)量指數(shù)（BMI）＜24 kg/m2，成年患者；排除標準：無法配合屏氣、首次檢查失敗再次掃描及定位像不完整者。將患者隨機分成A、B、C 3組。A組45例，男23例，女22例；年齡30～87歲，平均（57.87±13.18）歲，行大螺距掃描；B組44例，男24例，女20例；年齡31～80歲，平均（57.32±11.23）歲，行常規(guī)掃描；C組30例，男13例，女17例；年齡33～82歲，平均（60.20±13.00）歲，行低劑量掃描。3組患者性別、年齡差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05），具有可比性。

1.2 儀器與方法 3組均采用Siemens第2代雙源CT?；颊呷⊙雠P位，頭先進或足先進，雙手上舉，掃描前均進行呼吸訓(xùn)練，保證訓(xùn)練內(nèi)容與機器掃描時語音提示一致。掃描范圍自胸廓入口至膈底（雙側(cè)肺野消失層面約平T12椎體）。掃描參數(shù)：A組管電壓100 kV，B、C組管電壓均為120 kV，采用自動管電流調(diào)節(jié)技術(shù)（CARE Dose 4D），A、B、C組分別為76、96、20 mAs。探測器準直2×64×0.6 mm，采集層厚5 mm，重建層厚0.75 mm，重建層距0.7 mm，肺窗重建卷積核I50f，SAFIRE迭代級別選擇默認值3，縱隔窗重建卷積核I31f。A組旋轉(zhuǎn)時間0.28 s，螺距3.0，視野（300～332）mm×（300～332）mm；B組旋轉(zhuǎn)時間0.28 s，螺距1.5，視野（300～450）mm×（300～450）mm；C組旋轉(zhuǎn)時間0.50 s，螺距1.2，視野（300～450）mm×（300～450）mm。

1.3 圖像評估 所有橫斷面圖像傳至Syngo Via后處理工作站進行分析，同時傳入PACS評估橫斷面及冠狀面MPR圖像。由2名主治醫(yī)師采用雙盲法進行圖像質(zhì)量評估，當(dāng)意見不一致時，討論后統(tǒng)一意見。

1.3.1 圖像質(zhì)量主觀評估 根據(jù)偽影程度，將圖像質(zhì)量分成1～4級［8］，對應(yīng)分值為1～4分：1分，有嚴重偽影；2分，有明顯偽影；3分，有輕微偽影，不影響診斷；4分，無偽影。

1.3.2 圖像質(zhì)量客觀評估 勾畫ROI，大小100 mm2、位置應(yīng)一致，分別置于主動脈根部最大層面中部及同層面胸骨正上方空氣中，測量其平均CT值和噪聲（SD）值，計算其SNR和CNR。SNR=主動脈根部平均CT值/肺背景SD值；CNR=（主動脈根部平均CT值-肺背景平均CT值）/肺背景SD值。

1.4 輻射劑量 記錄掃描時間、掃描長度、容積CT劑量指數(shù)（volume computed tomography dose index，CTDIvol）和劑量長度乘積（dose-length product，DLP）。根據(jù)DLP計算有效劑量（effective dose，ED），ED=DLP×k，k為轉(zhuǎn)換系數(shù)，胸部k=0.014 mSv·mGy-1·cm-1［9］。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 22.0軟件進行統(tǒng)計分析。計量資料以表示，行獨立樣本t檢驗；3組掃描參數(shù)比較采用單因素方差分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義，采用LSD檢驗行組間比較；2名醫(yī)師對圖像質(zhì)量主觀評分一致性采用Kappa檢驗。K＜0.4，一致性較差；0.4≤K＜0.75，一致性一般；K≥0.75，一致性較好。

2 結(jié)果

2.1 3組掃描時間、掃描長度、SNR、CNR的比較（表1） 3組掃描時間比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01），兩兩比較，A組與B組、A組與C組、B組與C組差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.01）。3組掃描長度比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（F=1.51，P=0.23）。3組SNR、CNR比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），兩兩比較，A組與B組、A組與C組、B組與C組差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），A組SNR、CNR稍低于B組、遠高于C組。

表1 3組掃描時間、掃描長度、SNR、CNR比較（）

表1 3組掃描時間、掃描長度、SNR、CNR比較（）

2.2 3組圖像質(zhì)量主觀評估比較（表2） A、B、C組圖像評分平均為（3.69±0.51）、（3.68±0.64）、（2.23±0.77）分，A組3分及以上占97.78%（44/45），B組3分及以上占95.45%（42/44），C組3分及以上占43.33%（13/30）。A、B組圖像質(zhì)量評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），2組與C組比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）。

表2 3組圖像質(zhì)量評分比較例（%）

2名醫(yī)師對A、B組評分一致性較好（K=0.81、0.83），C組一致性一般（K=0.69）。

2.3 3組輻射劑量比較（表3，圖1～4） 3組CTDIvol、DLP、ED比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），A組與B組、A組與C組、B組與C組差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），C組CTDIvol、DLP、ED最低，A組次之，B組最高。

表3 3組輻射劑量比較（）

表3 3組輻射劑量比較（）

圖1 女，46歲，采用低劑量掃描參數(shù)，掃描時間3.87 s，容積CT劑量指數(shù)（CTDIvol） 2.14 mGy，有效劑量（ED）0.97 mSv，呼吸運動偽影嚴重（箭），圖像評分1分圖2 女，71歲，采用常規(guī)掃描參數(shù)，掃描時間1.70 s，CTDIvol 6.79 mGy，ED 2.95 mSv，呼吸運動偽影嚴重（箭），圖像評分1分圖3 女，53歲，采用大螺距掃描參數(shù)，掃描時間0.88 s，CTDIvol 2.92 mGy，ED 1.41 mSv，同層面無呼吸運動偽影（箭），圖像評分4分圖4 男，42歲，采用大螺距掃描參數(shù)，掃描時間0.96 s，CTDIvol 2.89 mGy，ED 1.51 mSv，無呼吸運動偽影，圖像評分4分

3 討論

國家衛(wèi)生健康委員會發(fā)布的一系列診療方案肯定了CT檢查在新冠肺炎篩查中的價值，其中第五版［10］明確指出湖北省增加了“臨床診斷病例”分類，即有新冠肺炎影像學(xué)表現(xiàn)即為臨床診斷病例。為快速、準確診斷新冠肺炎患者，降低醫(yī)患交叉感染的風(fēng)險，尤其是抗疫第一線的CT技師及護士的感染風(fēng)險，本研究通過分析胸部不同掃描模式的技術(shù)參數(shù)、圖像質(zhì)量及輻射劑量的差異，探討新冠肺炎的CT篩查最佳掃描參數(shù)。

本研究3組掃描時間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，A組采用大螺距掃描模式，掃描時間最短，C組采用低劑量掃描模式，掃描時間最長，呼吸運動偽影嚴重。A、B組均采用增大螺距、提高球管轉(zhuǎn)速等方式縮短掃描時間，以減少患者呼吸運動偽影。本組多為中老年患者，一定程度上影響了憋氣時間，掃描時間越長，越易產(chǎn)生呼吸運動偽影，大螺距掃描模式可減少甚至避免運動偽影。

采用大螺距和常規(guī)掃描模式的A、B組圖像質(zhì)量較好，2名醫(yī)師對2組圖像質(zhì)量評分一致性也較好；采用低劑量掃描模式的C組圖像質(zhì)量較差，且醫(yī)師評分一致性一般。C組SNR、CNR均較差，圖像噪聲明顯，圖像質(zhì)量下降?？梢姡蛣┝繏呙枘Ｊ接^察磨玻璃影較模糊，診斷新冠肺炎較困難，易造成漏診、誤診，大螺距掃描模式可滿足診斷要求。

降低輻射劑量的方式很多，可采用自動管電壓選擇技術(shù)（CARE kV）、自動管電流調(diào)制技術(shù)（CARE Dose 4D）、增加螺距、提高球管轉(zhuǎn)速、增加探測器準直寬度等［11-13］。管電壓與輻射劑量的平方呈正比，降低管電壓可有效減少輻射劑量，同時增加圖像的噪聲，SNR、CNR下降。本研究中，A組通過應(yīng)用迭代重建算法（SAFIRE）可降低圖像噪聲，改善圖像質(zhì)量，達到診斷要求。CARE Dose 4D是一種實時動態(tài)曝光劑量調(diào)節(jié)技術(shù)，可提高射線利用效率并降低輻射劑量，同時提高圖像SNR，改善圖像質(zhì)量。根據(jù)公式CTDIvol=CTDIw/螺距，其中CTDIw為加權(quán)CT劑量指數(shù)，螺距與輻射劑量成反比，螺距越大，輻射劑量越低。METTLER等［14］報道，螺距增加50%，輻射劑量降低33%。

本研究不足：受制于第2代雙源CT設(shè)備性能影響，大螺距掃描模式視野最大為332 mm×332 mm，肥胖型患者雙側(cè)肋膈角層面肺野顯示不完整，且要求定位準確；3種掃描模式的掃描參數(shù)未與其他設(shè)備比較；樣本量較小，需擴大樣本量、進一步完善數(shù)據(jù)。

綜上所述，低劑量CT掃描模式無法滿足以磨玻璃影為特征的新冠肺炎的影像診斷要求；大螺距掃描模式掃描時間最短，較常規(guī)掃描模式輻射劑量小，呼吸運動偽影最少，具有明顯的優(yōu)越性，可作為新冠肺炎患者CT篩查的首選；常規(guī)掃描模式為有效補充，從而進一步提高臨床診斷效能。