CT图像质量评价体系在肺部疾病筛查中的应用研究

张海莲 涂文彬 王润强

随着医学影像成像技术、显示技术和图像处理技术的不断发展，放射科已成为临床疾病诊断的重要辅助科室，图像质量也同时成为影像技术人员关注的工作重点。较之于数字X射线计算机断层成像(computed tomography，CT)，CT扫描在肺部疾病诊断中，断面图像可以提供更多诊断信息，密度分辨力和定量分析检测更具有优越性[1]。但受到疾病症状、病理分期以及仪器设备、检查技术等多方面因素的影响，CT检查结果与临床诊治结果存在一定的差异性[2]。本研究以图像质量评价体系为研究手段，分析肺部图像质量与诊断结果准确性的相关度，为CT图像质量控制制度的建立提供借鉴经验，从而为临床提供高水平的服务质量，降低疾病诊断的误诊率[3-4]。

1 材料与方法

1.1 材料

选取2014-2016年青海省第五人民医院接诊治疗的170例肺部CT检查的患者资料，按照图像质量排序方法将其分为观察组与对照组，每组85例。观察组为图像质量排序1～85的患者，对照组为86～170的患者。回顾性分析170例患者的临床诊治资料，同样对肺部结节、肿块等信息内容采用5级分类法进行数据统计。

1.2 纳入与排除标准

(1)纳入标准：①患者年龄＞40岁；②CT检查前无肺癌、肺部肿瘤、结核等疾病确诊，且无肺部手术史；③具有后期证实的肺部结节、肿块的病理、大小、位置等临床信息。

(2)排除标准：①临床资料缺失；②CT影像存在明显运动、金属等伪影；③影像检查技术不规范，评级为C类的图像。

1.3 仪器设备

采用DURA422型6排螺旋CT球管(德国西门子公司)扫描机。

1.4 图像质量评价方法

围绕图像质量评价体系中的解剖学标准和物理学标准，针对两组患者CT图像采用主观评价和客观评价相结合的综合评价方法。其中，主观评价由3位放射科医师和技师组成评分小组进行图像质量打分，按照解剖结构清晰可见、可见和不可见3个等级得分值分别为3分、2分和1分，每位患者取平均值作为图像主观评价的结果[5-7]。客观评价通过对比噪声比(contrast noise ratio，CNR)和锐利度两项指标进行图像质量打分，对比噪声比反映不同组织影像的差异性，锐利度反映组织边界清晰度，符合解剖学标准和物理学标准，信噪比(signal noise ratio，SNR)计算为公式1：

式中SNR为感兴趣区域内信噪比；CTij为n×m区域内第i行第j列的密度值。

对比噪声比计算为公式2：

式中CNR为感兴趣组织A区域与空白B区域的对比噪声比。

组织边界的锐利度(S)计算为公式3：

式中S为组织边界的锐利度；CT内、CT外分别为感兴趣组织边界内外两侧距离为H两点的密度值大小。

按照CNR和S指标测定结果对170例图像从优至劣分别进行排序，取序号平均值作为客观综合评价结果。

1.5 影像诊断分析方法

由5名10年以上工作经验的影像医师组成诊断小组，对170例患者影像采用双盲法进行诊断评分，评分内容为肺部结节、肿块的性质、大小以及位置，方法采用五级分类法，即对内容的诊断结果为肯定存在得5分，可能存在得4分，不确定得3分，可能不存在得2分，肯定不存在得1分，诊断分析结果作为观察组数据[8-9]

。

1.6 统计学方法

应用SPSS 19.0软件，对图像质量评价结果进行一致性检验，分别采用Sign符号检验和Spearman检验分别进行差异分析和相关分析，对影像诊断分析结果进行相关分析检验一致性，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 图像质量评价结果

(1)按照客观评价指标CNR、S和综合3项的排序结果不同，应用指标CNR、S和客观综合指标分别对两组患者图像的评价结果与主观评价结果的次序分布基本成正相关，客观综合的相关程度明显优于指标CNR和S的结果次序。与主观评价对比的散点分布如图1所示。

图1 图像质量评价结果散点图

(2)以主观评价结果作为参照标准，应用SPSS软件分别对客观评价结果分别进行差异性和相关性检验分析，统计结果见表1。

表1 主客观评价的一致性分析结果

表1数据显示，客观评价与主观评价结果差异性不显著，P值均远＞0.01，其中客观综合与主观评价的差异性Z值为-0.248，明显高于其他两指标的分析结果；而对于相关性分析结果，P值均＜0.01，其中客观综合与主观评价的相关度r值为0.998，同样明显高于其他两项指标。图像质量评价结果表明，客观评价结果与主观评价结果具有较高的一致性，客观综合评价结果与主观评价结果更接近。

2.2 影像诊断分析结果

以研究图像质量与诊断结果的相关度为研究目的，分别对图像质量优劣不等的两组患者诊断结果进行统计，其分析结果见表2。

表2 两组患者影像与临床一致性分析结果

表2显示，在两组中，对于CT图像质量较好的观察组，其影像诊断结果与临床诊治结果一致性显著，具有统计学意义(r=0.935，P＜0.05)，而对于CT图像质量较差的对照组，其影像诊断结果与临床诊治结果一致性不佳，且无统计学意义(r=0.192，P＞0.05)。表明图像质量在一定程度上影响了影像诊断的准确性，CT图像质量越好诊断结果越准确。

3 讨论

医学图像质量是衡量放射科技术人员工作水平的重要指标，从评价方法上主要包括主观评价和客观评价两种，主观评价主要是具有一定工作经验和知识背景的放射科医师和技师通过打分评估图像质量，而客观评价是通过测定图像的物理参数进行图像质量的评价，各有其优缺点[10-11]。目前，很多研究仅通过模型研究分析图像的噪声、空间分辨率等指标评价检查技术的优劣，而忽视了解剖学标准才是重要的诊断依据。

考虑到对比噪声比分析的是解剖结构的可见度，而锐利度分析的是解剖结构的清晰度，因此，本研究以主观评价结果为参照，研究客观评价指标对比噪声比和锐利度对影像诊断结果影响。170例CT检查图像分析结果表明，客观评价结果与主观评价结果一致性显著，从而确定图像质量优劣不等的两组研究对象，即观察组和对照组。对不同组患者的CT影像诊断结果和临床诊治结果进行统计分析，图像质量较好的观察组一致性显著，而图像质量较差的对照组一致性不明显，表明图像质量对CT图像筛查肺部疾病有影响，图像质量越好，患者误诊率越低。

4 结语

医学影像成像过程主要涉及信息源、信息载体、信息接收器、信息处理和信息显示等5方面，其中任一环节的问题都会影响临床疾病的诊断结果[12-14]。因此，放射科技术人员必须严格按照仪器设备操作规范并提高检查技术水平，方能获得高质量的图像，确保临床服务水平满足实际工作需要。