ASiR-V联合70 kV个性化轴扫对老年慢性阻塞性肺疾病患者伴肺炎的诊断作用

于卫永 孙晓楠

(1首都医科大学康复医学院，北京 100068；2中国康复研究中心北京博爱医院；3聊城市东昌府人民医院)

由于慢性阻塞性肺疾病(COPD)合并肺炎患者原发疾病的临床表现常掩盖了肺炎的症状和体征，因此肺炎的诊断变得困难〔1〕。COPD患病年龄超过40岁以上患者发病率为8.2%，年龄越高发病率越高，以老年人居多，老年患者体质虚弱，对电离辐射的耐受性较低，因此CT在此类患者检查中的辐射剂量一直临床诊断的重点关注问题。肺炎是COPD常见的并发症，肺炎的早期诊断并进行及时治疗能提高患者肺功能，改善预后〔2〕。在肺部疾病检查的多种手段中，CT检查因其不受周边重叠组织的影响能较好显示病变位置、大小及肺部并发症等优势，逐渐成为肺部疾病中最敏感、最有价值的检测手段之一〔3〕。相比传统扫描方法，Revolution CT在肺部疾病诊断中有显著优势〔4〕，即使是低剂量下也能够获取较为优质、清晰的图像。本研究就迭代重建技术(ASiR-V)联合70 kV个性化轴扫在老年COPD患者伴肺炎诊断作用进行研究。

1 资料与方法

1.1临床资料 收集2018年2月至2019年2月中国康复研究中心北京博爱医院呼吸内科收治的老年COPD伴肺炎患者166例，年龄60～95〔平均(74.20±7.87)〕岁。本实验根据Revolution CT下探测器宽度差异分为四组，其中A组宽度为8 cm共36例，B组宽度为12 cm共44例、C组宽度为14 cm共55例、D组宽度为16 cm共31例。

1.2纳入标准 ①COPD诊断符合2007年我国颁布并制定的《慢性阻塞性肺疾病诊治指南》〔5〕的标准；②肺炎诊断参照《2014 SHEA/IDSA实践建议：急重症医院呼吸机相关性肺炎的预防策略》〔6〕中关于肺炎的标准；③研究由我院医学伦理委员进行批准通过，入选患者知晓本人涉及的检查项目及注意事项，签署知情同意，保护所有入选者隐私权。

1.3排除标准 预期生存期低于3个月，无法完成全部检查的患者；合并严重的慢性肾功能不全等实质性病变者；住院期间放弃救治者；合并神经系统疾病以及神志异常的患者；合并传染系统疾病、血液性疾病者。

1.4检测方法 应用美国通用公司提供额通用 GE CT Revolution CT。患者采取头先进、仰卧位，嘱双手上举并在深吸气、憋气的状态下进行扫描，范围为自患者颈部开始扫描至膈面下方上腹部处。应用70 kV管电压配合前置ASiR-V权重设为60%，个性化扫描其他参数：噪声指数为8，转速为0.28 s，自动管电流为30～200 mA，扫描层厚为5 mm，重建层厚为1.25 mm。选择2～3位放射科医师对图像质量进行评定，总分为5分，采取Kappa检验以判断观察间是否存在一致性，不一致时则取选择所有放射科医师的平均分作为评分的最终分数。容积CT剂量指数(CTDIvol)及剂量长度乘积(DLP)在检测结束后由设备自动生成，测定图像CT值和噪声。有效辐射剂量(ED)参考欧盟委员会推荐的有效剂量公式计算法〔7〕，公式为ED=DLP·K〔其中K值为不同部位的剂量转换系数，胸部K为0.014 mSv/(mGy·cm)〕，ED单位为mSv。对各组上述指标进行记录。

1.5客观评价 将获取的图像及数据信息至GEAW4.6工作站分析，对肺动脉干和同层面的竖脊肌兴趣区予以手动勾画，获得的勾画感兴趣面积(ROI)尽量于一定范围，约为10 mm2，共检测3次，并计算3次的平均值，ROI内的CT值方差为图像噪声(SD)。

1.6主观评价 采用盲法对四组图像进行评分，由2～3位5年以上工作经验的影像科医师在不知晓图像参数的情况下，进行图像质量测评，若出现意见不一致则取平均分。肺窗图像主要对中心和周围肺纹理进行观察，肺内病灶边界清晰度予以评定；纵隔窗图像对主、肺动脉、气管、食管及淋巴结等观察纵隔内结构进行观察，对心脏、胸廓骨结构及肌肉边缘锐利度以评定。肺窗图像评分、纵隔窗图像评分均采取5分评分。根据图像清晰程度分为0～5分，其中5分为肺内、纵隔解剖结构和病变显示最清晰，基本没有呼吸及运动伪影；4分为图像显示较为清晰，边缘部分模糊，基本无呼吸和运动伪影；3分则为影响清晰度不高，边缘较为模糊，少量呼吸以及运动伪影；2分为图像显示不清晰，呼吸以及运动伪影均存在，存在量较3分多；1分为仅可见部分肺内、纵隔边缘，结构紊乱，存在大量呼吸及运动伪影；0分为不显示正常结构。其中评分为3分或以上者为符合诊断要求，图像质量优良。

1.7统计学分析 以SPSS19.0统计学软件进行t检验，采取Mann-WhitneyU检验图像质量；主观评价的一致性采取Kappa检验，P<0.05提示存在统计学差异。

2 结 果

2.1入选者一般资料、图像主观评分及剂量参数 A组、B组、C组、D组平均年龄依次降低，差异有统计学意义(P<0.05)；各组图像质量主观评分、SD值、ED相比，差异无统计学意义(P>0.05)；A组、B组、C组、D组的CTDIvol、DLP水平依次递增，差异有统计学意义(P<0.05)。在70 kV超低管电压下，各组ED均低于0.3 mSv。见表1。

表1 各组一般资料、图像主观评分及剂量参数

2.2病变显示情况 老年COPD患者伴肺炎患者166例中存在肺实变82例，其中节段性肺实变为73例，大叶性肺实变为9例；26例患者合并伴肺节段性不张；27例患者存在双侧胸腔积液；20例为磨玻璃影；11例可见马赛克灌注征。

3 讨 论

诱发老年肺炎的主要基础疾病中以COPD最常见，二者同时出现能导致肺通气和弥散功能受累，致使老年患者由于呼吸衰竭而死亡〔8〕，因此其诊断尤为关键。随着影像学技术的发展，CT设备和低剂量技术逐渐应用于临床肺部疾病的诊疗中，但是由于老年患者对电离辐射敏感度和身体器官衰弱等因素，对射线的有效剂量较年轻人高，老年患者尤其是高龄患者受辐照后致癌风险极高。当前临床应用较广的降低辐射剂量方案有：ASiR-V、缩小扫描范围、下调管电流及管电压等〔9〕。肺实质-肺泡腔间及纵隔病变-纵隔脂肪间均存在天然对比度，X线吸收率较低，因此为肺部应用较低剂量CT奠定基础，低剂量CT扫描可以应用于肺部疾病的诊断〔10〕。曾有研究表明，低剂量扫描技术中采取下调管电压方法，将管电压从常规的120 kV，下调至100 kV，甚至可以到80 kV〔11〕。近期有研究者采取较往期更低的管电流70 kV应用于临床诊断发现，70 kV能够应用于部分需要超低辐射剂量的特殊群体〔12〕，并在临床诊断方面具有显著意义和广阔的探究空间。70 kV超低管电压在老年COPD合并肺炎的检查方面研究较少。ASiR-V则因其大幅度降低噪声的特性得到广泛认可〔13〕。因此我们采取低剂量CT扫描技术应用于老年COPD合并肺炎患者中应遵循最优化原则，既要满足ALARA原则还要尽可能地下调患者接受的辐射剂量。但下调管电压不仅能使辐射剂量下调，还能使图像对比度及图像噪声增加，因此我们采取低剂量扫描模式中应进行优化，不仅需要满足临床诊断，还将可有一定噪声作为诊断的新理念〔14〕。本研究选择扫描方案为70 kV超低管电压、根据患者具体情况选择个性化轴扫，采取极速扫描和ASiR-V从多个方面联合，以达到低剂量扫描模式的目的。

本项目中采取0.28 s的极速扫描联合个性化轴扫不仅能加快检测效率，还能在超快速图像采集的同时满足临床诊断保障，改善由于患者呼吸伪影所致左心缘处病灶不清晰、被掩盖等问题。此外使得一些无法闭气的老年患者能够在自由呼吸的状态下完成检测，为急诊就诊的COPD伴肺炎患者在配合检查困难时能提高临床救治效率。由于时间分辨率不足和组织内存在重叠影像致使X线片对患者肺内存在的早期代偿性肺气肿及肺内灌注不均所诱发的马赛克征象受限。采取70 kV的超低管电压能使辐射剂量降低，组织对比度增高，同时予以自动管电流和权重为60%的ASiR-V重建技术下，对细支气管存在的病变所产生局限性空气潴留及马赛克征等均能够显现，此外对细支气管周围炎性的观察也具有敏感性，进而对老年患者肺组织病变所诱发的一系列亚临床表现均能准确观察。

实验中选择的超低管电压70 kV，相比常规剂量以及低剂量管电压噪声会略有增加。相关文献表明，针对不同设备选择的迭代算法各有差异，但其剧能够降低噪声并使图像信噪比增高。ASiR-V权重比一般选择区域为10%～100%，百分比增高则意味着图像噪声降低〔15〕。但ASiR-V权重比过高会导致存蜡状伪影，使病灶细节的观察受到影响，本实验中选择60%权重比是在满足清晰图像的前提下确保有效辐射剂量降低。适宜前置ASiR-V权重比的条件下尽可能保留高分辨率扫描，从而清晰的观察肺内结构的解剖细节，应用具有实用性〔16〕。我们将ASiR-V联合70 kV应用于老年COPD患者伴肺炎的检查中，研究显示CTDIvol平均0.76 mGy，各组患者ED均低于0.3 mSv，相比往期研究所得到的辐射剂量以及CT剂量均较低。当前最为先进的优化扫描方案即为ASiR-V，该方案能够在同等射线剂量下使图像密度分辨率及空间分辨率保持较为清晰的水平〔17〕，此外还能有利于统计噪声模型，对噪声产生抑制，从而获得良好的图像质量，使得平均扫描剂量相比滤波反投影重建技术下调50%以上。但完全应用ASiR-V予以重建这会产生蜡状伪影等较重“模糊”效应，从而影响病变诊断〔18〕。本研究结果证实ASiR-V联合70 kV个性化轴扫应用于老年COPD伴肺炎患者，不仅能在大幅度降低辐射剂量的前提下明确诊断疾病，还能够获得良好的图像质量、信噪比，是一种有利于老年COPD患者伴肺炎复查治疗的CT扫描模式。