MDCT不同螺距选择在新型冠状病毒肺炎患者胸部CT检查中的应用

蒋超 单飞 郭莉

湖北省武汉市自2019 年12月以来陆续发现多例不明原因肺炎患者，后经检测证实该肺炎的病原体是一种新型冠状病毒(novel coronavirus，nCoV)。世界卫生组织(WHO)将其命名为2019新型冠状病毒(2019-nCoV )[1]。感染患者的确诊主要依靠核酸检测及胸部CT检查。由于NCP患者具有高度呼吸道传染性，而且大部分会出现呼吸困难、严重时会出现急性呼吸窘迫综合征，确诊入院后随着病情的发展会反复进行胸部CT检查，所以在临床CT检查中要求CT检查技术员在确保图像诊断质量的同时，尽量缩短每次检查暴露时间、降低患者受照X线辐射剂量。本文研究在设定相同管电压和电流量及其它扫描参数的前提下，设立实验组螺距=1.50、对照组螺距=1.0两种模式对 NCP患者进行胸部CT扫描，以达到减少呼吸运动伪影、提高图像质量、缩短检查时间并减少辐射剂量的目的。

资料与方法

一、临床资料

选取2019年12月-2020年2月20日在复旦大学附属上海市公共卫生临床中心经临床及核酸检测确诊的NCP患者共200例。其中男性93例，女性107例，年 龄18～72岁，平均年龄62.5岁，所有患者均进行胸部CT检查。

二、检查方法

两组患者胸部CT检查均采用日立SCENARIA 64排(Hitachi)128层螺旋CT。实验组(100例)采用螺距1.50，对照组(100例)采用螺距1，两组患者其它扫描参数均相同，管电压120kV，管电流200mA，扫描层厚 5mm，准直宽度 40mm。扫描范围上至肺尖向下至肋膈角。

三、图像质量评分由两名高年资影像诊断医师采用IQS评分标准对两组图像质量进行评分(表1)，评分结果取2名医师评分的均值，以≥3分的图像认为符合为临床诊断，图像质量优良率指大于等于3分图像的所占比例(见表1)。

四、辐射剂量评估

记录每一例患者扫描后产生的剂量表，包含的具体数据为CT容积平均剂量指数(CTDIvol) 值及剂量长度乘积(DLP)值；每例患者总的有效辐射剂量(ED)计算公式为：ED=DLP×K，胸部平均K值为0.014 mSv·mGy-1·cm-1。统计对比两者的ED值，评价两组扫描方案差异是否具有统计学意义。

五、图像噪声测量

图像标准差(standard deviation，SD)值测定方法为，分别在肺尖(胸锁关节层面)取肌肉组织、中肺(气管隆嵴下)取升主动脉、下肺(降主动脉区域)取感兴趣区每层取3个位点的SD值的平均值则为该层面SD值。

六、统计学分析

应用 SPSS 20软件对两组扫描方式间图像评分优良率进行χ2检验，两组患者受照辐射剂量、图像噪声值进行t检验，以P值<0.05判定具有统计学意义。

结 果

实验组100例病人中图像质量评分≥3为92例，优良率为92%，对照组100例病人图像质量评分≥3为79例，优良率为79%(图A-F)、(见表2)。对照组平均扫描时间为7.5s ，实验组平均扫描时间为 5.3s ，两组平均扫描时间相差2.2s，实验组病例平均扫描时间较对照组明显减少。实验组病例受照射辐射剂量最大值1.60 mSv，平均值为1.23mSv，对照组最大有效受照剂量为2.57mSv，平均值为2.48mSv，两者差异具有统计学意义(P<0.05)，即患者所受照射剂量是随着螺距的增大而减少的。两组图像SD值在肺尖和下肺对照组均低于实验组，两组数据之间差异具有统计学意义 (P<0.05)；但是在中肺对照组SD值高于实验组，两组SD值差异无统计学意义(P>0.05)，即两组之间的图像噪声无明显差异(见表3、4)。

讨 论

NCP(新型冠状病毒肺炎)是由一种具有包膜的单链 RNA 冠状病毒感染所致，主要表现为干咳、发热、呼吸困难等呼吸道症状，也可以导致消化道和神经系统等多系统疾病[2-3]。轻型患者一般表现为类似普通感冒的轻微呼吸道症状。重型患者病情进展迅速，可引起严重的呼吸系统综合征；病毒可通过飞沫、日常接触等方式传播，并且对人具有很强的感染能力，在患者收治入院过程中出现了部分医务人员感染[4]。胸部CT检查成像由于其具有空间分辨率高的优势，在NCP早期确诊及治疗过程中对患者病情变化的监测具有重要作用。

表1 IQS评分标准

图A、B、C、D、E、F分别为不同NCP患者，图A肺血管、气管及以下分支，显示清晰、锐利，无伪影，IQS评分为5分。图B 及图C病变附近肺血管、气管及支气管分支远端边缘略模糊，但图像较清晰，有轻度伪影，IQS评分为4分。图D 病变附近肺血管、气管走行呈“双管”影，部分细节分辨不清，两下肺底有伪影，但病变显示尚清晰，不影响诊断结果，IQS评分为3分。图E、F图像有明显的呼吸运动伪影造成的肺内多发“磨玻璃样改变”，明显影响诊断，IQS评分<3分。

表2 实验组和对照组两组之间IQS评分图像质量优良率比较

表3 实验组和对照组之间辐射剂量指标比较

表4 实验组和对照组图像之间噪声值比较

NCP重型者由于病情迅速发展可引起严重呼吸衰竭。临床治疗中通常需要气管插管或者气管切开进行机械通气来救治呼吸衰竭，并且NCP患者大多具有呼吸困难等症状，部分患者在行肺部CT 扫描时很难或者根本不能达到屏气要求，从而容易导致呼吸运动伪影，影响图像质量[5]。减少或避免呼吸运动伪影的主要方法就是减少扫描时间或者扫描范围。由于NCP患者肺部疾病好发于两肺胸膜下或病灶弥漫全肺，因此减少扫描范围不可行，所以减少扫描时间成为降低运动伪影发生率的关键；并且NCP患者在临床治疗过程中需要多次进行胸部CT及其它部位CT检查，导致在整个治疗过程中所接触的总辐射剂量相对较大，所以如何降低每次检查辐射剂量也尤为重要。

通常扫描范围、扫描层厚、螺距、管电压及管电流是影响CT图像质量和辐射剂量的主要因素[6]。螺距为扫描床移动速度与准直器宽度的比值。通常在不改变其它条件的情况下，螺距和图像密度分辨力、软组织的对比度、辐射剂量呈负相关，螺距增加使得图像质量降低；和图像噪声呈正相关，图像噪声随着螺距的增而增加[7-8]。但研究表明适当增加螺距对肺组织成像影响不大，因为肺组织具有高对比度、肺窗扫描要求为高空间分辨力，因此适当增加螺距而带来的噪声增加，不会对肺窗图像的观察带来影响。有学者通过研究发现主动脉区域是测量噪声值的最佳部位[9-10]，因此本文研究中，肺尖区域噪声值感兴趣区取主动脉弓上胸锁关节层面肌肉组织，中肺取升主动脉 (气管隆嵴下)，下肺取膈上层面降主动脉区域。分别在纵隔窗层面感兴趣区域测其SD值，结果显示两组图像SD值在肺尖和下肺对照组均低于实验组；但是在中肺对照组SD值高于实验组，因此两组图像之间的图像噪声无明显差异。

随着螺距的减小，扫描层数的增多而导致扫描和曝光时间延长从而使辐射剂量增大，相反随着螺距的增加，可能导致部分小病灶未能扫描到而造成临床漏诊，但增加螺距可以缩短扫描时间、减低扫描层数从而降低患者的辐射剂量；有研究发现，当扫描中，螺距增加到1.5时，可使辐射剂量明显降低[11-13]。本文研究实验组螺距选择为1.50，得出的结论为辐射剂量平均值较对照组减少1.25mSv，但研究发现当螺距>2时，辐射剂量虽可以显著减低，但图像质量饱和度明显减低，所以在临床工作中螺距的选择通常在1.0～1.5之间[14-15]。在实际工作中需要根据不同的检查部位选择不同的螺距。对于肺这样高对比的组织，采用1.5的螺距，不仅不会影响图像的质量，反而会因为采用较大的螺距，可以在较短时间内完成相同的扫描范围而减少部分患者因为屏气困难而影响图像质量。本文螺距为1.5的实验组扫描时间较螺距为1.0的对照组平均少2.2S，这对于部分屏气困难的NCP患者来说，在尽可能短的时间内完成整个胸部CT检查，能明显减低运动伪影发生概率，本文研究中实验组患者中IQS评分小于3分具有较多或明显运动伪影为8例，对照组为21例。

综上所述，NCP患者在胸部CT检查中在扫描层厚、扫描范围、管电 压和管电流不变、确保图像诊断质量的前提下，应用大螺距1.50扫描模式较小螺距1.0扫描模式可以达到减少运动伪影、提高图像质量、减少平均扫描时间及降低辐射剂量的目的。