低剂量CT与迭代重建技术在健康体检筛查早期肺癌中的可行性分析＊

江苏省南通市第二人民医院影像科(江苏 南通 226002)

张宏宾 袁海燕 王小乐

肺癌是当今世界范围内三大常见恶性肿瘤之一，因早期无典型临床症状，多数患者发现症状时已属中晚期，错过了最佳治疗时机，5年生存率仅为16%；而早期肺癌(ⅠA期)经治疗5年生存率可达73%[1]，因此开展早期肺癌筛查对延长患者生命有重要意义。CT是肺癌早期筛查的有效手段，其对肺结节的检出能力明显优于X线胸片[2]，但其潜在的辐射危害性却限制了它成为早期肺癌筛查的常规工具。低剂量CT(Low-dose CT,LDCT)是一种通过降低管电流来实现降低辐射剂量的影像新技术，虽然实现了降低辐射剂量的目的，但同时也增加了图像噪声，使图像的分辨率下降[3]，如何在降低辐射剂量的基础上最大限度地确保图像质量成为国内外放射学医师面临的重要课题。本研究采用迭代重建技术对LDCT扫描所获得的原始数据进行重建，通过与常规CT所获得的图像质量进行比较，旨在探讨LDCT结合迭代重建技术在健康体检筛查早期肺癌中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料选择2015年7月～2017年9月在南通市第二人民医院行健康体检的600名体检者为研究对象，排除既往有肺癌或全身其他部位癌症病史者。所有患者均行胸部CT检查，根据患者意愿随机分为LDCT扫描组和常规剂量CT扫描组，其中LDCT扫描组254例，男性139例，女性115例；年龄42～71岁，平均(53.58±10.72)岁。常规剂量CT扫描组346例，男性185例，女性161例；年龄40～72岁，平均(52.90±11.31)岁。两组体检者在性别、年龄等基本情况方面比较，差异无统计学意义(P＞0.05),具有可比性。

1.2 检查方法采用东芝Aquilion 128层螺旋CT机行吸气位屏气胸部扫描，患者取仰卧位，扫描范围自肺尖至肺底。扫描参数：常规CT管电流150mAs，LDCT管电流30mAs，管电压均为120kV，准直器128×0.625mm，螺距0.399，旋转时间0.33s，矩阵512×512，FOV 400mm。采用迭代重建算法idose4对图像进行重建，重建层厚1.0mm，层间隔1.25mm。设置肺窗窗宽1600Hu，窗位-550Hu，纵隔窗窗宽400Hu，窗位40Hu。

1.3 评价指标

1.3.1 主观图像质量评价：由两位具有10年以上胸部阅片经验的影像诊断医师以盲法对图像进行独立判读和质量评价。图像质量采用4个等级评价法，优：图像清晰，肺纹理或病灶轮廓清楚，对比度良好，无伪影，噪声小，完全满足诊断要求；良：图像比较清晰，肺纹理或病灶轮廓能够观察但边界模糊，有少量伪影，噪声较小，能满足诊断要求；中：图像不够清晰，肺纹理或病灶轮廓、边缘模糊，有伪影，噪声大，能基本满足诊断要求；差：图像模糊，肺纹理或病灶轮廓及边缘无法分辨，伪影重，噪声大，无法满足诊断要求。如果两位医师判读结果不一致，则请第三位放射科专家再次共同阅片，经讨论确定最终结果。

1.3.2 客观图像质量参数：选取轴位图像的同一层面同一解剖位置作为感兴趣区，测量图像的噪声、CT值，计算信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)。

1.3.3 辐射剂量参数：记录两组受检者的扫描参数及放射剂量，包括管电压、管电流、CT容积剂量指数(CT dose index volume,CTDIvol)、剂量长度乘积(Dose length product, DLP)和有效辐射剂量(Effective radiation dose,ED)。

1.4 统计学方法采用SPSS17.0统计软件包分析处理，主观图像质量等级资料比较用非参数两组Mann-Whitney-U秩和检验，辐射剂量参数等计量资料比较用独立样本t检验，肺结节检出率等计数资料比较用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组受检者主观图像质量评价比较两组扫描方案所获得的图像质量均较佳，均能满足诊断要求(图1-4)。2位医师对两组受检者的肺窗和纵隔窗图像质量评价结果比较，差异均无统计学意义(P＞0.05)。见表1。

2.2 两组受检者客观图像质量参数比较LDCT扫描组图像噪声略高于常规剂量CT扫描组，差异有统计学意义(P＜0.05)；但两组CT值、SNR比较，差异均无统计学意义(P＞0.05)。见表2。

2.3 两组受检者辐射剂量参数比较LDCT扫描组辐射剂量参数CTDIvol、DLP、ED均显著低于常规剂量CT扫描组，差异均有统计学意义(P＜0.01)。见表3。

表3 两组受检者辐射剂量参数比较（±s）

表3 两组受检者辐射剂量参数比较（±s）

组别 n 管电压 管电流 CTDIvol DLP ED(mSV)(kV) (mAs) (mGy) (mGy·cm)LDCT组 254 120 30 1.57±0.39 47.10±21.32 0.66±0.21常规剂量CT组 346 120 150 5.93±1.27 177.90±36.87 2.49±0.65 t值 - - 60.114 54.698 49.001 P值 - - 0.000 0.000 0.000

表2 两组受检者图像质量参数比较（）

表2 两组受检者图像质量参数比较（）

n 噪声(Hu) CT值(Hu) SNR组别LDCT组 254 9.39±2.05 65.17±8.96 6.94±1.36常规剂量CT组 346 8.97±2.36 64.40±8.64 7.18±1.85 t值 2.325 1.062 1.831 P值 0.020 0.289 0.068

表1 两组受检者主观图像质量评价比较[n(%)]

2.4 两组受检者肺结节及早期肺癌检出率比较LDCT扫描组检出肺结节18例20个，检出率为7.09%，其中1例怀疑为早期肺癌，后经病理证实(图5-6)。常规剂量CT扫描组检出肺结节24例27个，检出率为6.94%，其中2例怀疑为早期肺癌，后经病理证实(图5-6)。经χ2检验，两组受检者肺结节及早期肺癌检出率比较，差异均无统计学意义(χ2=0.005,0.073，均为P＞0.05)。

3 讨 论

随着社会经济的发展，公众健康意识也在不断提升，CT检查在健康体检中应用逐渐普遍，有助于早期发现病变，但常规剂量CT辐射剂量较大，作为常规体检项目的可行性有待考察[4-5]，而LDCT因辐射剂量明显减小，并保持了常规剂量CT的敏感性，更适合用于常规体检筛查。

自上世纪90年代，LDCT技术一问世就得到了医学界的广泛关注，被认为可能是早期胸部疾病筛查的有利工具，并开展了一系列临床和试验研究[6]。但由于放射剂量与影像质量是一对相互矛盾的载体，降低放射剂量将会导致噪声值升高，最终影响图像细节显示，容易出现假阳性和过度诊断[7-8]，造成不必要的医疗行为。利用迭代重建技术对LDCT扫描的原始数据进行重建，可有效降低噪声，且不损失图像空间分辨率和密度分辨率，同时消除了部分伪影。本研究采用LDCT扫描结合迭代重建技术与常规剂量CT扫描进行对比，两组均获得了较佳的图像质量，均能满足临床诊断需求。经两位具有10年以上胸部阅片经验的影像诊断医师以盲法对图像进行评价，结果表明两组受检者的肺窗和纵隔窗图像质量评级无统计性差异(P＞0.05)。

目前，降低放射剂量通常采用降低X射线发射球管的管电压或管电流来实现[9]，降低管电压会导致X射线穿透能力下降，对软组织的观察影响较大；降低管电流会导致图像分辨率下降[10]。由于肺部属于高对比分辨率的组织器官，降低管电流影响不大，另外，放射剂量与管电流呈直线关系，降低管电流能够更好的控制放射剂量[11]。因此，在肺癌的早期筛查中通过降低管电流来降低放射剂量更合适。大量文献研究表明，管电流20～50mAs用于肺部疾病筛查较合适[12]，本研究采用30mAs的管电流，结果显示，LDCT扫描组图像噪声虽略高于常规剂量CT扫描组，差异有统计学意义(P＜0.05)；但两组CT值、SNR比较，差异均无统计学意义(P＞0.05)。说明通过降低管电流来降低放射剂量对于客观图像质量参数影响不大。而LDCT扫描组辐射剂量参数CTDIvol、DLP、ED均显著低于常规剂量CT扫描组，差异均有统计学意义(P＜0.01)。

图1-4 常规剂量CT组与LDCT组在同一层面上的肺窗、纵膈窗图像（图1：常规剂量肺窗，图2：常规剂量纵膈窗，图3：低剂量肺窗，图4：低剂量纵膈窗）。图5-6 常规剂量CT组与LDCT组检出肺内小结节的影像表现（图5：常规剂量组，图6：低剂量组）。

LDCT结合迭代重建技术进行早期肺癌筛查时由于肺病变与空气的对比度高，尽管图像噪声稍有增大，但并不影响肺结节及早期肺癌的检出及诊断准确性。本研究结果表明，LDCT扫描组肺结节检出率为7.09%，其中1例为早期肺癌；常规剂量CT扫描组肺结节检出率为6.94%，其中2例为早期肺癌。经χ2检验，两组受检者肺结节及早期肺癌检出率比较，差异均无统计学意义(P＞0.05)。

综上所述，LDCT结合迭代重建技术能在降低放射剂量的前提下，确保图像质量满足临床诊断需求，对肺癌的早期筛查具有重要的临床应用潜力，可在健康体检中推广应用。