双能量减影技术在老年人肺部体检的应用优势

胡伟良，陈永红，曹江燕，马建人

1.国家广播电影电视总局机关服务中心门诊部 放射科，北京 100045；

2.解放军二六一医院 a.放射科；b.特诊科；c.医学工程科，北京 100094

双能量减影技术在老年人肺部体检的应用优势

胡伟良1，陈永红2a，曹江燕2b，马建人2c

1.国家广播电影电视总局机关服务中心门诊部 放射科，北京 100045；

2.解放军二六一医院 a.放射科；b.特诊科；c.医学工程科，北京 100094

目的探讨数字X线摄影双能量减影在老年人肺部体检的临床应用价值。方法选取2016年参加体检的435例55岁以上老年人，行肺部后前位双能量减影摄影。图像后处理获得标准DR图像、软组织减影DR图像和骨骼减影DR图像，由2位影像诊断副主任医师、1位影像诊断主任医师对每位体检者影像资料进行诊断对比分析。比较不同烟龄患者肺部结节的检出情况。结果较SDR图像，DES图像病灶检出率明显提高（χ2=7.212，P=0.007）。若肺结节位于肺组织和肋骨重叠处，则减影后结节较标准DR图像更清晰；若肺结节位于肋骨间隙处，则结节大小、密度较标准胸片略小、略低。各个烟龄段的肺结节检出例数和检出率都有提高，但肺结节检出率无统计学意义。结论DR双能量减影技术应用于肺部检查，能去除肋骨的干扰，降低呼吸动度的影响，提高了肺部结节检出率，因此对于有吸烟史者老年人建议定期行肺部DR双能量减影摄影筛查。

数字X线摄影；双能量减影；肺结节；DR图像；体检

引言

随着科学技术的快速发展，医学影像设备也在不断发展进步更新，由最初的传统X光胶片摄影，经计算机X线摄影（Computer Radiography，CR）过渡，发展到今天的数字X线摄影（Digital Radiography，DR）。疾病的检查率逐步提高，单次曝光使得患者的吸收剂量逐步降低。DR技术不仅降低了患者的辐射病变风险，也给医疗机构带来便利，提高了患者检查通过率和工作效率。DR的临床应用提高了肺部摄影的成像质量和肺部疾病的检出率。随着生活水平的提高，个人的健康意识加强，定期的体检成为老年人每年一项必须健康活动，肺部影像检查必不可少。双能量减影（Dual Energy Subtraction，DES）技术获取常规图像外还能获得了软组织、骨骼减影图像。截止到2017年5月份，通过“中国知网”篇名检索，以“双能量减影”和“结节”关键词检索到12篇文章，研究得出双能量减影能够提高肺结节的检出率结论，但这些研究均为小样本量回顾性研究。本文将该技术应用到批量老年患者的常规体检中，以期验证肺结节的检出率是否提高，探讨有无应用上的优势。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取2016年参加体检的435例55岁以上老年人，男376名，女59名，最大年龄93岁，最小55岁,平均年龄74岁。具有吸烟史232例，烟龄1～10年的患者32名、烟龄11～20年的患者47名、烟龄21～30年的患者89名、烟龄31年以上的患者64名。

1.2 设备资料

Philips DigitalDiagnost型 DR，AGFA DRYSTAR5500干式激光打印机。

1.3 摄影方法

选择DES模式，像源距离（SID）：180 cm，采用AEC(电离室自动曝光控制），选择1、2区（双上），曝光条件：高能量120 kV、200 mA；低能量60 kV、250 mA。标准体位站立，深吸气屏气曝光，两次曝光时间间隔120 ms。一次屏气、两次曝光采集，获得标准（以下简称SDR）、软组织、骨骼3幅图像。

1.4 图像分析方法

每位体检者的图像通过DRYSTAR5500干式激光打印机14 in×17 in胶片实际大小尺寸打印。由两位影像诊断副主任医师、一位主任医师对每位检查者的图像进行诊断分析，将肺结节整体及边缘按显示程度进行观察评价，分为不显示、显示、显示模糊、显示清楚4类，并与标准DR图像进行对照。意见不统一时由主任医师作出最终结果。

1.5 统计学分析

使用SPSS 19.0软件，对标准图像和软组织减影图像检出肺小结节率、具有吸烟史者肺小结节检出率和肺结节显示位置进行四格表χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 SDR图像与DES图像对肺小结节检出率的对比分析结果

DES软组织图像比标准DR图像能检出更多的肺部结节。对本次所有体检者的影像资料进行对比观察，见表1。SDR图像经DES处理后，所发现的结节病例数由41例增加到58例，检出率提高至13.33%（58/435），其中结节钙化从10例增加到19例；SDR图像清楚显示结节占56.10%（28/41），DES图像清楚显示结节占81.03%（46/58）。对两种图像结节检出率进行四格表资料χ2检验，差异有统计学意义（χ2=7.212，P=0.007）。

表1 肺结节SDR图像与DES图像的肺小结节对比分析结果

2.2 不同烟龄段SDR图像与DES图像对肺小结节检出率对比分析结果

各个烟龄段DES图像肺结节检出例数和检出率较SDR都有提高，烟龄30年以上检出率提高最明显，由23.13%（15/64）提高到34.38% （22/64），总检出率由16.38% （38/232）提高至23.28%（54/232）。各年龄段肺结节检出率分组经四格表资料χ2检验差异无统计学意义（P＞0.05）；对不同烟龄段SDR图像和DES图像肺结节总检出率进行四格表资料χ2检验差异有统计学意义（χ2=3.471，P=0.04），见表2。

表2 不同烟龄肺小结节检出率对比分析结果

肺小结节大小在0.5～3 cm之间，标准DR图像中25例肺结节位于肺组织和肋骨重叠处，10例显示清楚，15例显示模糊；16例肺结节位于肺组织和肋骨间隙，13例显示清楚，3例显示模糊，见表3。肺结节位于肋骨重叠处其检出率进行四格表资料χ2检验差异有统计学意义（χ2=7.148，P=0.008），而肺结节位于肺组织和肋骨间隙检出率进行四格表资料χ2检验差异无统计学意义（χ2=1.702，P=0.192）。因此DES摄影获得的图像对比度更好，层次更丰富，信息量更多，肺结节检出率明显提高，较标准DR图像更有价值，见表3。

表3 DES软组织图像与SDR图像肺小结边缘节显示清晰度的比较 (例)

2.3 SDR图像与DES图像对不同位置肺小结节显示对比分析结果

DES减影软组织图像中38例肺结节位于肺和肋骨重叠处，28例显示清楚，10例显示模糊，相比标准DR图像，减影后结节较标准DR图像更易显示，结节边缘更清晰，见图1白箭头所示。20例肺结节位于肋骨间隙处，19例显示清楚，1例显示模糊，结节大小、密度较标准胸片略小、略低，个别结节显示不如标准胸片，见图2。大结节3 cm以上3例，SDR和DES图像上显示结节数相同。DES骨组织图像比标准DR图像更好显示结节内钙化。

图1 位于肺和肋骨重叠处的结节影像

图2 位于肋骨间隙处的结节影像

3 讨论

医疗的最终目的是治病救人，其目标是教会大众如何预防疾病，进而远离疾病。定期的健康体检就是预防疾病，早发现早治疗。肺结节检测一直是胸部放射学的研究热点，其原因是相当一部分肺结节是原发性肺癌。当肺癌还处在早期时，患者通常无明显自觉症状，此时主要依靠影像学检查发现病变并进行定位和定性诊断。肺癌的早期诊断对手术治疗之后的生存率和预后有着重要的意义[1-4]。胸部X线平片是检查胸部疾病最便利、最便宜的检查。目前用于肺结节检测和表征的标准是MDCT；然而，由于其成本高，工作流程问题和辐射暴露，MDCT不能代替胸部X线检查用于一般胸部成像[5]。DES技术能够提供选择图像，改善胸部平片的判断敏感性，这种新技术可以提高普通放射的诊断精度，同时保持其检查时间快，成本低，辐射剂量低等优点[6]。DES肺组织影像由于去除了骨性胸廓的干扰，对正常影像解剖结构如血管、气管、支气管等方面分辨率明显提高，使肺内病灶暴露更加充分[7]。Ishigaki等[8]认为，DES在15%的病例中可发现常规X线摄影所未能发现的诊断信息；黄锐等[9]通过双能量减影与常规DR检测肺结节模型的实验研究认为DES将有望提高对小肺结节（包括早期肺癌）的检出率，具有良好的应用前景与价值。所以运用DES技术使本研究肺结节检出率提高至13.33%，特别是与肋骨重叠处肺结节更易检出。本研究中DES图像肺结节清楚显示率为73.68%（28/38），明显高于标准DR图像40%（10/25），具有统计学意义（χ2=7.148，P=0.008）；另有报道，位于与肋骨无重叠区个别小结节，在减影后由于软组织对比度下降，导致可辨性不如常规胸片[10]。本研究发现，肺结节位于肺组织和肋骨间隙检出率的差异无统计学意义（χ2=1.702，P=0.192），因此肺组织减影像与骨减影像结合能区分肺内结节病变和肋骨上病变。

在判定肺结节钙化上DES也有很大帮助，本研究钙化检出10例。钙的检出与含钙浓度有关，凡钙含量大于35 mg/m3的结节能在减影后骨像上辨认，其含钙浓度与减影图像上的光密度呈直线相关，在减影图像上肉眼判断有、无钙化非常可靠，不必再行测量[11]。双能量减影胸片检查钙化的肺结节中，在常规胸片上不能判断有无钙化，在手术切除标本浸泡化学分析中，所得出的钙含量与在双能量减影骨像上测量换算出的钙含量非常相近[12]；DES技术增强了医生们诊断肺结节是否含有钙化的信心，不需要行CT检查来确诊，也节约了资源和成本。

肺癌是目前死亡率较高的肿瘤，烟草是该疾病高危因素，对该群体更应重点关注。如何更早发现是一个难点和热点，有人主张对高危人群实行定期的低剂量肺部CT平扫；虽然王骏等[13]通过胸部DR双能量减影与胸部CT吸收剂量对照研究认为DR双能量减影被检者随机吸收剂量介于常规胸部CT与低剂量胸部CT扫描之间，SDR胸部吸收剂量均数为0.1699 msv，胸部双能量减影吸收剂量均数为0.418 msv，胸部低剂量CT吸收剂量均数为0.1412 msv,但其费用高于DES数倍，多次检查一般家庭较难承受。刘伟娟[16]通过DES与低剂量螺旋CT在SPNs检测的对照研究中发现，DR两次曝光法DES的检出率与低剂量螺旋CT相当，两者无显著差异。232例吸烟患者DES图像检出肺结节率23.28%（54/232），明显高于标准DR图像16.38%（38/232），也具有统计学意义（χ2=3.471，P=0.04），应用优势显而易见。

随着越来越多的证据表明DES可以在诊断肺结节方面具有优势，它提高了诊断肺结节的信心和准确性。可用于评估肺癌高风险患者。这包括具有重大吸烟史，职业暴露，家族史或肺部恶性肿瘤症状的患者。它也可用于评估患有肺转移风险的其他恶性肿瘤患者[17]。虽然DES的应用范围逐步扩大，但其也有应用受限。由于图像噪声增大，DES软组织图像的清晰度比SDR图像略差[18]。虽然双能量减影技术间隔曝光时间越来越短，但是心率超过100次/min，在检查过程中不能屏气的特殊患者，由于呼吸运动的伪影增加，得到的图像显示效果欠佳，不适于做DR双能量肺部减影[19]。另外，DES软组织图像对心影后方结节显示不如SDR图像清晰[20]。

随着CT扫描速度的提高，利用CT检查对疾病诊断阴性率大幅增加，这就进一步加大被检者随机吸收剂量[13-15]，也加重了患者的经济负担。检查手段的选择本着简单廉价的，DES胸部摄影作为常规胸部摄影和低剂量肺部CT扫描一个很好的补充手段，其应用范围也越来越大，阴性检查也逐步降低。对老年人尤其是有吸烟史者常规年度体检建议选择DES摄影检查。

[1] 张力为,吴明拜,张铸,等.490例原发性支气管肺癌的外科治疗[J].肿瘤,2005,25(4):390-392.

[2] 李成继,张汝刚.肺癌新的预后因素[J].中华胸心外科杂志, 1998,14(6):375-377.

[3] 潘铁成,郑智,周涛,等.原发性支气管肺癌的外科治疗[J].华中科技大学学报(医学版),2003,32(5):516-518.

[4] Marcel TH,Aart B,Hans R,et al.Prognostic assessment of 2361 patients who underwent pulmonary resection for non-small cell lung cancer stage Ⅰ, Ⅱ and ⅢA[J].Chest,2000,117:374-379.

[5] Kumar SG,Garg MK,Khandelwal N,et al.Role of digital tomosynthesis and dual energy subtraction digital radiography in detecting pulmonary nodules[J].Euran J Radiol, 2015,84(7): 1383-1391.

[6] Martini K,Baessler M,Baumueller S,et al.Diagnostic accuracy and added value of dualenergy subtraction radiography compared to standard conventional radiography using computed tomography as standard of reference[J].PLoS One,2017,12(3):e0174285.

[7] 罗清,张国华.数字化双能量减影技术在胸部肺结节及结节内钙化诊断中的应用价值[J]. 实用放射学杂志,2006,22(1):31-32.

[8] Ishigaki T,Sakuma S,Ikeda M.One-shot dual-energy subtraction chest imaging with computed radiography:clinical evaluation of film images[J].Radiology,1988,168(1):67-72.

[9] 黄锐,冯敢生,李林,等.双能量减影与常规DR检测肺结节模型的实验研究[J].临床放射学杂志,2006,25(11):1061-1071.

[10] 罗清,张国华.数字化双能量减影技术在胸部肺结节及结节内钙化诊断中的应用价值[J].实用放射学杂志,2006,22(1):30-32.

[11] Fraser RC,Barnes GT,Hickey N,et al.Potential value of digital radiography. Preliminary observations on the use of dualenergy subtraction in the evaluation of pulmonary nodules[J]. Chest,1986,89(4):249-252.

[12] Keicz F,Zink FE,Peppler WW,et al.Conventional chest radiography vs dual-energy computed radiography in the detection and characterization of pulmonary nodules[J].Am J Roentgenol,1994,162:271-278.

[13] 王骏,赵国良,李苏建,等.胸部DR双能量减影与DR胸片及胸部CT吸收剂量对照研究[J].放射学实践,2011,26(1):91-92.

[14] 张雯,成浩.某医院螺旋CT机房周围辐射水平状况调查与评价[J].中国医疗设备,2016,31(8):129-130.

[15] 张海南,汤日杰,张书旭,等.16层螺旋CT盆腔低剂量扫描的研究[J].中国医疗设备,2008, 23(11):9-11.

[16] 刘伟娟.DR双能量减影与低剂量螺旋CT扫描在肺结节检测中的对照研究[J].临床肺科杂志,2005,10(3):291-292.

[17] Manji F,Wang J,Norman G,et al.Comparison of dual energy subtraction chest radiography and traditional chest X-rays in the detection of pulmonary nodules[J].Quant Imaging Med Surg,2016,6(1):1-5.

[18] 黄锐,冯敢生,李林,等.双能量减影与常规DR检测肺结节模型的实验研究[J].临床放射学杂志,2006,25(11):1069-1071.

[19] 舒信勇,芦春花,黄水平,等.DR双能量减影技术在胸部摄影中德临床应用[J].中国实用医药,2007,2(35):31-32.

[20] 王秀河,陈立鹏,黄力,等.数字化双能量减影技术在胸部结节性病变诊断中的应用价值[J].临床放射学杂志,2010,3(29): 387-388.

本文编辑 王静

Advantage of Dual Energy Subtraction Technique in Elderly Pulmonary Examination

HU Wei-liang1, CHEN Yong-hong2a, CAO Jiang-yan2b, MA Jian-ren2c

1.Department of Radiology, the State Administration of Radio Film and Television Authority Service Center Outpatient, Beijing 100045, China; 2.a.Department of Radiology; b.Department of Ultrasonography; c.Department of Medical Engineering, the 261stHospital of PLA, Beijing 100094, China

ObjectiveTo investigate the clinical value of X-ray digital radiography (DR) dual energy subtraction (DES) for elder people during lung examination.MethodsWe selected 435 cases over the age of 55 who participated in physical examination in 2016 in our hospital. All these patients underwent DES photography. The standard DR (SDR), soft tissue subtraction DR images, and bone subtraction DR images were obtained and were analyzed by a chief physician and 2 deputy chief physicians of imaging diagnosis.ResultsCompared with the SDR image, the DES image significantly increased the detection rate of pulmonary nodules (χ2=7.212, P=0.007). If the pulmonary nodules sited in the overlap of lung tissue and rib, the image will clearer after subtraction. However, if the pulmonary nodules sited between the ribs, the image will less clear after subtraction. The detection rate of pulmonary nodules was much higher in DES image than that of SDR image in different smoking ages, but the differences were not significant.ConclusionDES technique improves the detection rate of pulmonary nodules by removing interference of ribs and reducing the effect of breathing. Therefore, this technique could be used for routinely physical examination for elderly people with smoking history.

digital radiography; dual energy subtraction; pulmonary nodules; DR image; physical examination

R816.4

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.08.017

1674-1633(2017)08-0068-04

2017-01-25

2017-05-22

作者邮箱：cyhmortal@sina.com