不同剂量多层螺旋CT检查在肺内病变筛查中的诊断效能及图像质量研究

吴少杰

根据流行病学报道，肺癌是癌因死亡的重要癌症，且发病率有逐年上升趋势，因此早期诊断肺部病变，对于提升肺癌患者生存率，降低死亡率具有重要意义[1]。在CT发展的早期，受限于单层螺旋CT的扫描速度和技术，图像质量较差，随着影像技术的不断发展，64层以上多层螺旋CT的推广，其密度、时间和空间分辨率均有较大提高，短时间的容积扫描技术结合强大的后处理重建技术，能够很好显示检查部位的全部影像，已成为临床协助诊断肺部病变的主要影像学检查手段之一[2-3]。临床多应用常规剂量的多层螺旋CT，但目前认为常规剂量的多层螺旋CT辐射剂量较大，对人体有一定不良影响。如果降低辐射剂量，提高图像噪声，可能会降低对人体的不良影响，但其诊断效能目前尚未可知[4-5]。因此本研究对比不同剂量多层螺旋CT检查在肺内病变筛查中的诊断效能及图像质量，为多层螺旋CT低剂量扫描方案的选择提供新的尝试，现将所得结果报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2019年12月-2020年12月厦门大学附属第一医院杏林分院收治疑似肺内病变的130例患者的临床资料，纳入标准：（1）神志清醒且自愿配合检查；（2）入院前未经过针对性治疗；（3）有明确穿刺活检组织检查、手术病理检查结果；（4）临床资料完整。排除标准：（1）合并心、肝、肾等实体器官功能不全；（2）妊娠期；（3）沟通障碍；（4）检查配合效果不佳或资料缺失。均行多层螺旋CT检查，按照剂量分为观察组（n=65）和对照组（n=65）。观察组男34例，女31例；年龄40～77岁，平均（55.51±8.26）岁；体重指数22～27 kg/m2，平均（24.37±1.10）kg/m2；临床症状：胸痛33例，咳嗽15例，气促7例，咯血3例；病程3～10个月，平均（6.28±2.16）个月；吸烟13例。对照组男36例，女29例；年龄41～75岁，平均（54.84±8.80）岁；体重指数 21～27 kg/m2，平均（24.15±1.13）kg/m2；临床症状：胸痛31例，咳嗽17例，气促6例；病程2～11个月，平均（6.42±2.33）个月；吸烟17例。本研究经医院医学伦理委员会审核批准。

1.2 方法

所有患者均应用64排CT扫描仪（Philips Ingenuity）进行检查，检查前均摘掉身上金属物品如硬币、首饰等，观察患者所穿衣服是否合适，若存在装饰品则需更换合适的衣服，进入检查室后，患者仰卧位躺于检查床上，头先进，将颈部和盆腹腔采用铅防护用品遮挡，技师确定定位线后方可进行参数设置，定位中心：胸骨柄，指导患者深吸气屏气后开始扫描。

对照组给予常规剂量，设置参数，管电压：120 kV；管电流：100 mAs；矩阵 512×512 ；层厚和间距分别为10 mm；螺距：1.375∶1；扫描时间：6 s。扫描结束后将重建图像并传输至处理工作站，采用容积再现、多平面重组技术对肺内病变组织特征进行处理。

观察组给予低剂量，设置参数，管电压：110 kV；管电流：50 mAs；矩阵 512×512 ；层厚和间距分别为10 mm；螺距：1.375∶1；扫描时间：6 s。扫描结束后将重建图像并传输至处理工作站，采用容积再现、多平面重组技术对肺内病变组织特征进行处理。

图像采集均由2名高年资影像科医师进行，最终图像结果由1名经验丰富的高年资主治医师进行综合判定。

1.3 观察指标及评价标准

（1）检查结果：以病理结果为金标准，对比两组敏感度、特异度、准确率、阳性预测值、阴性预测值等。（2）结节检出情况：对比两组结节个数、结节最小直径、结节最大直径、结节平均直径。（3）辐射剂量：包括容积CT剂量指数（CTDIvol）、总毫安秒、剂量长度乘积（DLP）、放射剂量。（4）图像质量：由2名资深影像科主治医师对图像质量予以评分，分为图像质量不合格，无法显示病灶（1分）；图像存在伪影但可以显示病灶（2分）；伪影较轻，可清晰显示病灶（3分）；无伪影，图像质量优秀（4分）；得分越高表示图像质量越好。计算CT图像的信号噪声比（SNR）=肺组织CT值/前胸壁表面空气CT值的标准差。

1.4 统计学处理

采用SPSS 24.0统计软件进行数据分析，采用Kappa一致性检验，Kappa＞0.70时，认为一致性较高，计数资料以率（%）表示，采用χ2检验，计量资料以（±s）表示，组间对比行独立样本t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同剂量多层螺旋CT诊断肺内病变的临床价值

常规剂量多层螺旋CT诊断肺内病变的敏感度为88.89%，特异度为85.00%，准确率为87.69%，阳性预测值为93.02%，阴性预测值为77.27%，Kappa值为0.719；低剂量多层螺旋CT诊断肺内病变的敏感度为87.50%，特异度为88.24%，准确率为87.69%，阳性预测值为95.45%，阴性预测值为71.43%，Kappa值为0.704，见表1、表2。

表1 不同剂量多层螺旋CT与金标准的诊断结果[例（%）]

表2 两种诊断方法的诊断效能

2.2 两组结节检出情况比较

两组结节个数、结节最大直径、结节平均直径比较差异无统计学意义（P＞0.05），观察组结节最小直径明显低于对照组（P＜0.05），见表3。

表3 两组结节检出情况比较（±s）

表3 两组结节检出情况比较（±s）

组别 结节个数（个） 结节最小直径（mm） 结节最大直径（mm） 结节平均直径（mm）观察组（n=48） 2.30±0.54 2.33±0.42 33.54±1.60 25.54±1.88对照组（n=45） 2.23±0.57 3.48±0.59 33.71±1.75 25.20±1.71 t值 0.608 10.881 0.489 0.910 P值 0.545 ＜0.001 0.626 0.365

2.3 两组辐射剂量比较

观察组CTDIvol、总毫安秒、DLP、放射剂量均明显低于对照组（P＜0.05），见表4。

表4 两组辐射剂量比较（±s）

表4 两组辐射剂量比较（±s）

组别 CTDIvol（mGy） 总毫安秒（mAs） DLP（mGy·cm） 放射剂量（mGy）观察组（n=65） 1.77±0.31 425.37±25.01 56.42±10.98 68.28±13.57对照组（n=65） 7.94±1.38 1 321.65±32.32 200.14±35.45 242.58±31.43 t值 35.170 176.82 31.222 41.048 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

2.4 两组图像质量比较

两组图像质量评分和SNR比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表5。

表5 两组图像质量比较（±s）

表5 两组图像质量比较（±s）

组别 图像质量评分（分） SNR观察组（n=65） 3.12±0.25 4.23±1.32对照组（n=65） 3.18±0.27 4.40±1.35 t值 1.315 0.726 P值 0.191 0.469

3 讨论

肺癌是我国发病率及死亡率均居于前列的癌症类型，一般肺癌早期临床症状并不明显，故与一般的呼吸系统疾病相同，较易出现漏诊误诊情况，确诊时大多已发展成为中晚期[6]。随着我国影像设备技术的发展，现已普遍应用于肺部病变的诊断，早期有效的肺内病变筛查能够改变患者预后及生活水平[7]。虽然病理检查准确性高，但因其属于有创、侵入性操作，大多数患者接受程度不高，限制了其广泛应用，而螺旋CT扫描具有快速、高效、无创等优点，是诊断肺部病变的主要方法[8]。虽然多层螺旋CT的飞速发展使其临床应用越来越广泛，多层螺旋CT探测器覆盖范围逐渐增大，超大范围的容积扫描带来了辐射剂量的不断增多，较高的辐射剂量具有更高的潜在致癌风险[9]。辐射剂量过高的问题越来越受到重视，低剂量多层螺旋CT技术的研究应坚持合理恰当应用低剂量的原则，在保证图像质量满足临床需要的前提下，根据检查目的和要求，尽可能选择最为恰当合理的低剂量扫描参数，以此有效降低患者放射剂量[10]。

本研究对比了常规剂量和低剂量多层螺旋CT对肺内病变的诊断结果，结果显示Kappa值为0.719、0.704，二者Kappa值相近，敏感度、特异度、准确率、阳性预测值、阴性预测值也均相近，提示两种检查方式均具有良好诊断效能，低剂量不会对肺内病变的检出造成影响。这是因为多层螺旋CT具有较高分辨率，利用X线对人体选定的层面进行扫描，清晰显示肺部病变征象，并且利用后处理技术对病灶部位、形态、病灶与周围组织的关系等以多个平面形式呈现，诊断效能均较好。另外，本研究结果中，两组结节个数、结节最大直径、结节平均直径比较差异无统计学意义（P＞0.05），观察组结节最小直径明显小于对照组（P＜0.05），提示低剂量多层螺旋CT对于微小病变的诊出效果更好。这是因为肺组织中含有大量气体，肺泡腔与软组织对比较强，其CT值接近-1 000 HU，因此天然密度对比度较高，对X线具有较低的吸收性，使得低剂量多层螺旋CT扫描具有较高空间和组织分辨率，可通过细致的靶扫描方法清晰观察到肺内微小病变，横断面图像清晰，无前后和左右重叠，满足临床对肺内病变的诊断需求[11]。并且低剂量的扫描方式并未降低肺实质和弥散性病变的图像质量，相较其他对比较低的组织器官受到的噪声影响较弱，因此可检测到较小病灶。

本研究结果显示，观察组CTDIvol、总毫安秒、DLP、放射剂量均明显低于对照组（P＜0.05），提示低剂量多层螺旋CT能够降低患者辐射剂量。辐射剂量与扫描时间、管电流、管电压等CT参数有关，在CT设备不变的情况下，临床常通过缩短扫描时间，即增加螺距、降低扫描范围和控制管电流3个方面降低受检者的辐射剂量[12]。本研究通过降低管电流，降低CT球管过热的概率，减少X线总剂量，因此受检者接受X线的剂量显著降低。虽然管电流与辐射剂量存在线性关系，但是降低管电流会降低脑部、肝脏等低对比组织的图像质量，影响低对比分辨率。而因为肺部为高对比组织，通过降低管电流来降低辐射剂量，对高对比分辨率组织的影响较小，对图像质量影响也较小，且不影响疾病检出率。因此两组患者图像质量评分和SNR比较差异无统计学意义（P＞0.05）。

综上所述，常规剂量和低剂量多层螺旋CT均能够有效检出肺内病变，均具有良好诊断效能，但是低剂量多层螺旋CT可显著降低患者辐射剂量，更易检出微小病变，并且不对图像质量产生影响。