低管电压CT扫描在新型冠状病毒肺炎患者复查中的应用价值 | ![]() |
2019年12月以来,湖北省武汉市出现了新型冠状病毒肺炎(简称新冠肺炎)疫情。2020年2月11日国际病毒分类委员会将新型冠状病毒命名为SARS-CoV-2[1],其所引发的疾病被WHO命名为COVID-2019(corona virus disease 2019)[2]。新冠肺炎患者在诊断及治疗中均需行多次CT胸部扫描,如何减少CT辐射剂量导致的辐射危害具有重要的临床意义。笔者利用双源CT低管电压扫描对新冠肺炎患者进行复查,探讨在满足影像诊断的前提下,尽可能降低辐射剂量的临床应用价值。
1 资料与方法 1.1 一般资料收集2020年1月3日至2月20日我院60例新冠肺炎患者的CT资料,男24例,女36例;年龄23~81岁,平均(52.35±15.60)岁。平均体质量指数(BMI)为(22.58±2.70)kg/m2。纳入标准:体质量偏低或中等者(BMI≤23 kg/m2);均有CT首次检查及复查资料,若有2次以上CT复查者,采用第1次复查影像资料。排除标准:肥胖(BMI>23 kg/m2)及不能配合屏气者。
1.2 仪器与方法使用第2代Siemens双源CT及肺部扫描Flash模式。扫描参数:首次检查管电压100 kV,复查管电压70 kV。管电流采用自动毫安秒技术(Care dose 4D),旋转时间0.28 s,螺距3.2。扫描范围为肺尖至肺底,从下向上扫描。患者取仰卧位,双手上举抱头,扫描范围之外肢体均做好防护,减少辐射。图像重建采用SAFIRE迭代重建技术[3],重建级数3级,重建层厚5 mm,层距5 mm。肺窗:窗宽1 500 HU,窗位-500 HU;纵隔窗:窗宽350 HU,窗位35 HU。
1.3 图像质量评价由2名高年资放射科医师采用双盲法阅片,分别对肺窗和纵隔窗图像质量进行评分:1分,严重伪影,不能用于诊断;2分,伪影较重,肺纹理模糊不清,不能满足诊断要求;3分,解剖细节及病灶可见,边缘略模糊,满足诊断要求;4分,轻微伪影,解剖细节及病灶显示良好,边缘稍模糊;5分,无伪影,解剖细节及病灶显示清晰。
1.4 辐射剂量评价记录2次CT检查的CT容积剂量指数(CT dose index volume,CTDIvol)和剂量长度乘积(dose length product,DLP)。利用公式计算有效剂量(effective dose,ED),ED=DLP×k;k为换算系数,与受检者检查部位有关,胸部k值为0.014 msv/mGy·cm[4]。
1.5 统计学分析采用统计学软件SPSS 22.0对数据行统计分析,计量资料以x ±s表示。组间比较采用t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。2名放射科医师对图像诊断一致性检验使用多评估者的Kappa分析:K≥0.75说明一致性较好;0.4<K<0.75说明一致性一般;K≤0.4说明一致性较差。
2 结果首次检查肺窗及纵隔窗图像质量评分均>4分。复查图像质量评分低于首次检查,其中纵隔窗图像质量<3分,肩背部及胸椎相邻处伪影较明显,心血管边界较模糊,纵隔内淋巴结显示不清,不能满足诊断要求;肺窗评分>3分,满足临床需要,能显示患者肺部感染情况(图 1,2)。2名放射科医师对2组图像质量评分一致性较好(K=0.83),且2组图像评分比较差异有统计学意义(P<0.05,表 1)。
![]() |
图 1 女,59岁,低热多日入院,核酸检测阳性,确诊新型冠状病毒肺炎(简称新冠肺炎) 图 1a,1b 首次CT检查图像 图 1c,1d 6 d后复查低管电压CT图像。纵隔窗示肩背部伪影明显,心血管边界较模糊,淋巴结显示不清;肺窗内肺部感染病灶显示清晰 图 2 男,75岁,低热伴干咳数日入院,核酸检测阳性,确诊为新冠肺炎 图 2a,2b 首次CT检查图像 图 2c,2d 5 d后复查低管电压CT图像,纵隔窗示肩背部伪影明显,心血管边界较模糊;肺窗示肺部感染病灶好转 |
表 1 2名医师首次检查与复查图像质量评分情况(分,x±s) |
![]() |
复查与首次检查相比,CTDIvol、DLP及ED分别降低约43%、45%、40%(均P<0.05,表 2)。
表 2 首次检查与复查的辐射剂量对比情况(x±s) |
![]() |
3 讨论
新型冠状病毒核酸检测阳性是诊断新型冠状病毒感染的金标准,放射学检查亦是诊断新冠肺炎的主要手段之一[5]。肺部CT可清晰显示肺部病变的影像特点,结合临床资料可对其感染类型进行鉴别[6-7]。新型冠状病毒为β属的新型冠状病毒,具有很强的对人感染能力[8-10]。新冠肺炎病情诊断及治疗后复查均依靠CT检查,龚晓明等[11]表示影像学检查有助于肺部损害的客观评估及并发症的早期诊断,对新冠肺炎患者预后至关重要。大多新冠肺炎患者需行多次CT检查,患者接受的剂量越高,其导致的相关疾病发生率越高。降低胸部CT辐射剂量的3种常用方法有:降低管电流、增大螺距和降低管电压。第2代双源CT的螺距最高为3.4,进床速度最快为450 mm/s。据报道[12-13]双源CT Flash模式辐射剂量较传统肺部扫描下降约48.67%。辐射剂量与管电压的平方成正比,降低管电压可明显降低辐射剂量[14],但同时增加了图像噪声,降低了图像质量。文献[15]报道,低管电压CT扫描联合迭代重建技术,可在不影响临床诊断的前提下降低32%~65%的辐射剂量。理论上,迭代算法在降低图像噪声的同时能保持空间分辨力[16]。基于原始数据的迭代重建(SAFIRE)是一种新型的重建技术,降噪模型更优化,直接应用原始数据反复插入进行迭代重建,后将噪声去除,很好地改善了图像质量,与低电压联合使用,可有效降低低管电压造成的噪声增大,间接降低辐射剂量[17]。SAFIRE分为1~5级,本研究使用的是3级。
本研究显示,70 kV扫描纵隔窗评分<3分,主要由于低管电压使X线与患者的光电效应比例及组织衰减系数增加[18],不同密度组织间的吸收差异加大,同时低管电压产生的X线光子能量降低,能被探测器接收的X线光子量减少,导致图像噪声增加,在相邻组织密度差异较大层面产生条索状伪影[19]。纵隔窗内心血管边界稍模糊,上肺肩背部层面及胸椎附近伪影较明显。而肺内存有空气,组织间具有较高的对比度,低管电压下肺窗能较好地显示支气管血管束及小叶间隔等结构,清晰显示新冠肺炎患者的肺部感染病灶,满足影像诊断要求。
本研究60例首次检查均采用100 kV,以保证图像质量,避免漏诊误诊。复查采用70 kV管电压,能够显示患者肺部感染情况,为临床提供影像依据,同时也大大降低了辐射剂量。本研究存在一定局限性:样本量较少且主要针对较瘦或中等身材患者(BMI ≤23 kg/m2),对于BMI>23 kg/m2患者今后应进一步研究。
综上所述,对于BMI≤23 kg/m2的新冠肺炎患者在后期复查中,采用70 kV的管电压进行肺部扫描,能够明确肺部感染情况,并显著降低辐射剂量。
[1] |
WANG C, HORBY P W, HAYDEN F G, et al. A novel coronavirus outbreak of global health concern[J]. Lancet, 2020, 395(10223): 470-473. |
[2] |
ZHU N, ZHANG D Y, WANG W L, et al. A novel coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019[J]. The New England J Med, 2020, 382(8): 727-733. |
[3] |
张卓璐, 刘卓, 綦维维, 等. 基于多模型的迭代重建算法在胸部低剂量CT筛查中的应用价值[J]. 中国介入影像与治疗学, 2015, 12(11): 691-695. |
[4] |
SHRIMPTON P C, HILLIER M C, LEWIS M A, et al. National survey of doses from CT in the UK:2003[J]. British J Radiol, 2014, 79(948): 968-980. |
[5] |
靳英辉, 蔡林, 程真顺, 等. 新型冠状病毒(2019-nCoV)感染的肺炎诊疗快速建议指南(标准版)[J]. 解放军医学杂志, 2020, 45(1): 1-20. |
[6] |
朱志友. CT联合X检查在肺部感染早期筛查诊断中的价值研究[J]. 实用医学影像杂志, 2017, 18(3): 247-249. |
[7] |
牛文忠, 丁显春. 胸部CT诊断98例小儿支原体肺炎的临床分析[J]. 中国CT和MRI杂志, 2017, 15(7): 44-53. |
[8] |
LI Q, GUAN X, WU P, et al. Early transmission dynamics in Wuhan, China, of novel coronavirus-infected pneumonia[J]. The New England journal of medicine, 2020, 382(13): 1199-1207. |
[9] |
HUANG C, WANG Y, LI X, et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China[J]. Lancet, 2020, 395(10223): 497-506. |
[10] |
王卫国, 胡姮, 宋璐, 等. 不典型新型冠状病毒(2019-nCoV)感染的肺炎的影像学表现及诊断:附14例分析[J]. 医学新知, 2020, 30(1): 7-9. |
[11] |
龚晓明, 李航, 宋璐, 等. 新型冠状病毒肺炎(COVID-19)CT表现初步探讨[J]. 放射学实践, 2020, 35(3): 261-265. |
[12] |
李贞旭, 殷洁, 吕国义, 等. 新双源CT与普通64排CT在胸部扫描辐射剂量的对比研究[J]. 中国医学工程, 2015, 23(2): 42. |
[13] |
彭勇, 刘海峰. 双源CT Flash扫描技术在新型冠状病毒肺炎重症患者检查中的应用价值[J]. 中国中西医结合影像学杂志, 2020, 18(2): 120-123. |
[14] |
姜倩男, 张铎, 孟姮, 等. 70 kV管电压在非超重患者双源CT胸部检查中的应用研究[J]. 中国实验诊断学, 2017, 21(5): 819-821. |
[15] |
马磊, 姜兴岳. 双源CT flash模式联合低电压扫描及迭代重建技术在胸部扫描的应用[J]. 山东医学高等专科学校学报, 2018, 40(1): 45-48. |
[16] |
高宇. 迭代重建算法的研究进展[J]. 中国医疗设备, 2013, 28(3): 23-25. |
[17] |
彭霞, 李琛伟, 杨丽霞, 等. Karl迭代技术16层CT胸部扫描辐射剂量水模和临床研究[J]. 放射学实践, 2015, 13(4): 328-331. |
[18] |
彭文献, 彭天舟, 叶小琴, 等. CT扫描参数对人体组织CT值影响的研究[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2010, 30(1): 79-81. |
[19] |
吴岩, 韩丹, 陆琳, 等. 70 kV管电压联合迭代重建技术在胸部低剂量扫描的应用价值[J]. 昆明医学院学报, 2015, 36(9): 6-39. |