MDCT不同螺距選擇在新型冠狀病毒肺炎患者胸部CT檢查中的應(yīng)用

蔣超 單飛 郭莉

湖北省武漢市自2019 年12月以來陸續(xù)發(fā)現(xiàn)多例不明原因肺炎患者，后經(jīng)檢測證實(shí)該肺炎的病原體是一種新型冠狀病毒(novel coronavirus，nCoV)。世界衛(wèi)生組織(WHO)將其命名為2019新型冠狀病毒(2019-nCoV )[1]。感染患者的確診主要依靠核酸檢測及胸部CT檢查。由于NCP患者具有高度呼吸道傳染性，而且大部分會(huì)出現(xiàn)呼吸困難、嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)急性呼吸窘迫綜合征，確診入院后隨著病情的發(fā)展會(huì)反復(fù)進(jìn)行胸部CT檢查，所以在臨床CT檢查中要求CT檢查技術(shù)員在確保圖像診斷質(zhì)量的同時(shí)，盡量縮短每次檢查暴露時(shí)間、降低患者受照X線輻射劑量。本文研究在設(shè)定相同管電壓和電流量及其它掃描參數(shù)的前提下，設(shè)立實(shí)驗(yàn)組螺距=1.50、對(duì)照組螺距=1.0兩種模式對(duì) NCP患者進(jìn)行胸部CT掃描，以達(dá)到減少呼吸運(yùn)動(dòng)偽影、提高圖像質(zhì)量、縮短檢查時(shí)間并減少輻射劑量的目的。

資料與方法

一、臨床資料

選取2019年12月-2020年2月20日在復(fù)旦大學(xué)附屬上海市公共衛(wèi)生臨床中心經(jīng)臨床及核酸檢測確診的NCP患者共200例。其中男性93例，女性107例，年 齡18～72歲，平均年齡62.5歲，所有患者均進(jìn)行胸部CT檢查。

二、檢查方法

兩組患者胸部CT檢查均采用日立SCENARIA 64排(Hitachi)128層螺旋CT。實(shí)驗(yàn)組(100例)采用螺距1.50，對(duì)照組(100例)采用螺距1，兩組患者其它掃描參數(shù)均相同，管電壓120kV，管電流200mA，掃描層厚 5mm，準(zhǔn)直寬度 40mm。掃描范圍上至肺尖向下至肋膈角。

三、圖像質(zhì)量評(píng)分由兩名高年資影像診斷醫(yī)師采用IQS評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)兩組圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分(表1)，評(píng)分結(jié)果取2名醫(yī)師評(píng)分的均值，以≥3分的圖像認(rèn)為符合為臨床診斷，圖像質(zhì)量優(yōu)良率指大于等于3分圖像的所占比例(見表1)。

四、輻射劑量評(píng)估

記錄每一例患者掃描后產(chǎn)生的劑量表，包含的具體數(shù)據(jù)為CT容積平均劑量指數(shù)(CTDIvol) 值及劑量長度乘積(DLP)值；每例患者總的有效輻射劑量(ED)計(jì)算公式為：ED=DLP×K，胸部平均K值為0.014 mSv·mGy-1·cm-1。統(tǒng)計(jì)對(duì)比兩者的ED值，評(píng)價(jià)兩組掃描方案差異是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

五、圖像噪聲測量

圖像標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation，SD)值測定方法為，分別在肺尖(胸鎖關(guān)節(jié)層面)取肌肉組織、中肺(氣管隆嵴下)取升主動(dòng)脈、下肺(降主動(dòng)脈區(qū)域)取感興趣區(qū)每層取3個(gè)位點(diǎn)的SD值的平均值則為該層面SD值。

六、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用 SPSS 20軟件對(duì)兩組掃描方式間圖像評(píng)分優(yōu)良率進(jìn)行χ2檢驗(yàn)，兩組患者受照輻射劑量、圖像噪聲值進(jìn)行t檢驗(yàn)，以P值<0.05判定具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

實(shí)驗(yàn)組100例病人中圖像質(zhì)量評(píng)分≥3為92例，優(yōu)良率為92%，對(duì)照組100例病人圖像質(zhì)量評(píng)分≥3為79例，優(yōu)良率為79%(圖A-F)、(見表2)。對(duì)照組平均掃描時(shí)間為7.5s ，實(shí)驗(yàn)組平均掃描時(shí)間為 5.3s ，兩組平均掃描時(shí)間相差2.2s，實(shí)驗(yàn)組病例平均掃描時(shí)間較對(duì)照組明顯減少。實(shí)驗(yàn)組病例受照射輻射劑量最大值1.60 mSv，平均值為1.23mSv，對(duì)照組最大有效受照劑量為2.57mSv，平均值為2.48mSv，兩者差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，即患者所受照射劑量是隨著螺距的增大而減少的。兩組圖像SD值在肺尖和下肺對(duì)照組均低于實(shí)驗(yàn)組，兩組數(shù)據(jù)之間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.05)；但是在中肺對(duì)照組SD值高于實(shí)驗(yàn)組，兩組SD值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，即兩組之間的圖像噪聲無明顯差異(見表3、4)。

討 論

NCP(新型冠狀病毒肺炎)是由一種具有包膜的單鏈 RNA 冠狀病毒感染所致，主要表現(xiàn)為干咳、發(fā)熱、呼吸困難等呼吸道癥狀，也可以導(dǎo)致消化道和神經(jīng)系統(tǒng)等多系統(tǒng)疾病[2-3]。輕型患者一般表現(xiàn)為類似普通感冒的輕微呼吸道癥狀。重型患者病情進(jìn)展迅速，可引起嚴(yán)重的呼吸系統(tǒng)綜合征；病毒可通過飛沫、日常接觸等方式傳播，并且對(duì)人具有很強(qiáng)的感染能力，在患者收治入院過程中出現(xiàn)了部分醫(yī)務(wù)人員感染[4]。胸部CT檢查成像由于其具有空間分辨率高的優(yōu)勢(shì)，在NCP早期確診及治療過程中對(duì)患者病情變化的監(jiān)測具有重要作用。

表1 IQS評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

圖A、B、C、D、E、F分別為不同NCP患者，圖A肺血管、氣管及以下分支，顯示清晰、銳利，無偽影，IQS評(píng)分為5分。圖B 及圖C病變附近肺血管、氣管及支氣管分支遠(yuǎn)端邊緣略模糊，但圖像較清晰，有輕度偽影，IQS評(píng)分為4分。圖D 病變附近肺血管、氣管走行呈“雙管”影，部分細(xì)節(jié)分辨不清，兩下肺底有偽影，但病變顯示尚清晰，不影響診斷結(jié)果，IQS評(píng)分為3分。圖E、F圖像有明顯的呼吸運(yùn)動(dòng)偽影造成的肺內(nèi)多發(fā)“磨玻璃樣改變”，明顯影響診斷，IQS評(píng)分<3分。

表2 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組兩組之間IQS評(píng)分圖像質(zhì)量優(yōu)良率比較

表3 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組之間輻射劑量指標(biāo)比較

表4 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組圖像之間噪聲值比較

NCP重型者由于病情迅速發(fā)展可引起嚴(yán)重呼吸衰竭。臨床治療中通常需要?dú)夤懿骞芑蛘邭夤芮虚_進(jìn)行機(jī)械通氣來救治呼吸衰竭，并且NCP患者大多具有呼吸困難等癥狀，部分患者在行肺部CT 掃描時(shí)很難或者根本不能達(dá)到屏氣要求，從而容易導(dǎo)致呼吸運(yùn)動(dòng)偽影，影響圖像質(zhì)量[5]。減少或避免呼吸運(yùn)動(dòng)偽影的主要方法就是減少掃描時(shí)間或者掃描范圍。由于NCP患者肺部疾病好發(fā)于兩肺胸膜下或病灶彌漫全肺，因此減少掃描范圍不可行，所以減少掃描時(shí)間成為降低運(yùn)動(dòng)偽影發(fā)生率的關(guān)鍵；并且NCP患者在臨床治療過程中需要多次進(jìn)行胸部CT及其它部位CT檢查，導(dǎo)致在整個(gè)治療過程中所接觸的總輻射劑量相對(duì)較大，所以如何降低每次檢查輻射劑量也尤為重要。

通常掃描范圍、掃描層厚、螺距、管電壓及管電流是影響CT圖像質(zhì)量和輻射劑量的主要因素[6]。螺距為掃描床移動(dòng)速度與準(zhǔn)直器寬度的比值。通常在不改變其它條件的情況下，螺距和圖像密度分辨力、軟組織的對(duì)比度、輻射劑量呈負(fù)相關(guān)，螺距增加使得圖像質(zhì)量降低；和圖像噪聲呈正相關(guān)，圖像噪聲隨著螺距的增而增加[7-8]。但研究表明適當(dāng)增加螺距對(duì)肺組織成像影響不大，因?yàn)榉谓M織具有高對(duì)比度、肺窗掃描要求為高空間分辨力，因此適當(dāng)增加螺距而帶來的噪聲增加，不會(huì)對(duì)肺窗圖像的觀察帶來影響。有學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)主動(dòng)脈區(qū)域是測量噪聲值的最佳部位[9-10]，因此本文研究中，肺尖區(qū)域噪聲值感興趣區(qū)取主動(dòng)脈弓上胸鎖關(guān)節(jié)層面肌肉組織，中肺取升主動(dòng)脈 (氣管隆嵴下)，下肺取膈上層面降主動(dòng)脈區(qū)域。分別在縱隔窗層面感興趣區(qū)域測其SD值，結(jié)果顯示兩組圖像SD值在肺尖和下肺對(duì)照組均低于實(shí)驗(yàn)組；但是在中肺對(duì)照組SD值高于實(shí)驗(yàn)組，因此兩組圖像之間的圖像噪聲無明顯差異。

隨著螺距的減小，掃描層數(shù)的增多而導(dǎo)致掃描和曝光時(shí)間延長從而使輻射劑量增大，相反隨著螺距的增加，可能導(dǎo)致部分小病灶未能掃描到而造成臨床漏診，但增加螺距可以縮短掃描時(shí)間、減低掃描層數(shù)從而降低患者的輻射劑量；有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)掃描中，螺距增加到1.5時(shí)，可使輻射劑量明顯降低[11-13]。本文研究實(shí)驗(yàn)組螺距選擇為1.50，得出的結(jié)論為輻射劑量平均值較對(duì)照組減少1.25mSv，但研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)螺距>2時(shí)，輻射劑量雖可以顯著減低，但圖像質(zhì)量飽和度明顯減低，所以在臨床工作中螺距的選擇通常在1.0～1.5之間[14-15]。在實(shí)際工作中需要根據(jù)不同的檢查部位選擇不同的螺距。對(duì)于肺這樣高對(duì)比的組織，采用1.5的螺距，不僅不會(huì)影響圖像的質(zhì)量，反而會(huì)因?yàn)椴捎幂^大的螺距，可以在較短時(shí)間內(nèi)完成相同的掃描范圍而減少部分患者因?yàn)槠翚饫щy而影響圖像質(zhì)量。本文螺距為1.5的實(shí)驗(yàn)組掃描時(shí)間較螺距為1.0的對(duì)照組平均少2.2S，這對(duì)于部分屏氣困難的NCP患者來說，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)胸部CT檢查，能明顯減低運(yùn)動(dòng)偽影發(fā)生概率，本文研究中實(shí)驗(yàn)組患者中IQS評(píng)分小于3分具有較多或明顯運(yùn)動(dòng)偽影為8例，對(duì)照組為21例。

綜上所述，NCP患者在胸部CT檢查中在掃描層厚、掃描范圍、管電 壓和管電流不變、確保圖像診斷質(zhì)量的前提下，應(yīng)用大螺距1.50掃描模式較小螺距1.0掃描模式可以達(dá)到減少運(yùn)動(dòng)偽影、提高圖像質(zhì)量、減少平均掃描時(shí)間及降低輻射劑量的目的。