低剂量HRCT结合迭代重建技术在新型冠状病毒肺炎筛查中的应用

刘铁军，肖运平，曹治婷，廖玉荣，王 甜，韩秋丽，廖 立

（柳州市人民医院放射科 广西 柳州 545006）

2019-nCoV肺炎具有一定肺部影像学特征：早期呈现多发小斑片影及间质改变，以肺外带明显，进而发展为双肺多发磨玻璃影、浸润影，严重者可出现肺实变，胸腔积液少见。CT尤其是HRCT的优势在于其空间分辨率较高，不受层面以外结构的干扰，通过后处理技术多平面、多方位显示病灶的细节，在疫情防控攻坚阶段，流行病学史越来越不明确情况下，国内外专家推荐HRCT作为2019-nCoV肺炎的首选和主要的成像技术[1-3]，根据病变范围与类型分为早期、进展期、转归期和重症期。在特定人群与特定环境下，采用低剂量CT检查是最优选择：快速、直接、共享，优势互补，在CT迭代重建有效控制图像噪声前提下，低剂量CT筛选应该是诊断2019-nCoV肺炎的首选方法。本文通过研究低剂量结合迭代重建与常规剂量图像质量对比，探讨低剂量HRCT结合迭代重建技术在新型冠状病毒肺炎筛查中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择本院2020年1月—2020年3月临床待排除、可疑、疑似2019-nCoV 肺炎患者200例。按随机数字表法将检查者分为A、B组，每组100例。其中男性94例，女性106例，年龄15～76岁。两组患者性别、年龄、体质量指数等一般资料无统计学意义。

1.2 检查方法

使用Brilliance iCT SP CT机。患者头先进，仰卧位，双手上举，扫描范围从肺尖至肺底包全整个肺部，吸气末屏气。对照组A组为常规扫描参数，采用120kV、高管电流结合自动管电流技术（曝光指数设置为17）、单定位像。图像重建方法为滤波反投影法重建；试验组B组为低剂量扫描参数，采用低管电压80kV、低管电流结合自动管电流技术（曝光指数设置为6）、双定位像，图像重建方法采用迭代重建算法iDose46级。其他扫描参数两组一致，具体为：探测器准直64×0.625mm、扫描孔径FOV350mm、球管旋转0.4s/r、螺距1.172，矩阵512×512，所有图像进行重建软组织窗（窗宽为350HU，窗位为50HU）、肺窗HRCT（超高分辨率卷积重建，层厚1mm，层间距1mm，窗宽为1800HU，窗位为-600HU），图像上传至工作站，用轴位，多平面重建（multi-planar reconstruction，MPR），最大密度投影（maximum intensity projection，MIP），最小密度投影（minimum intensity projection，MinIP）和容积重建（volume rendering，VRT）等技术进行肺部病变分析。

1.3 图像处理与分析评价

1.3.1 客观评价[4]分别在各组图像同一层面（主气管分叉水平）、同一位置（降主动脉中央均匀区域）标注圆形ROI（面积100mm2），测量其CT均值及标准差（standard deviation，SD），以标准差作为图像的背景噪声（background noise，BN）。

1.3.2 主观评价[4]由两位高年资放射科诊断医师采用双盲法对图像进行主观评分。整体图像质量的评分标准为：5分，肺的精细解剖显示清楚，很容易评价；4分，肺的精细解剖较清楚，能够评价；3分，大部分肺的精细解剖显示清楚，能进行评价；2分，肺的精细解剖显示不清楚，解剖细节不足以被发现；1分，肺的精细解剖无法显示，不能用于诊断。评分出现分歧时，由两位医师协商达成一致意见。

1.4 辐射剂量

记录设备自动生成患者扫描时容积CT剂量指数（volume CT dose index，CTDIvol）及剂量长度积（dose length product，DLP），计算出有效剂量（effective dose，ED）。ED（mSv）=DLP×k，k=0.014mSv·mGy·cm-1。

1.5 统计学处理

2 结果

2.1 两组患者一般资料、辐射剂量

两组患者年龄、BMI、性别之间差异均无统计学意义（P＞0.05），DLP、ED之间差别有统计学意义（P＜0.05）见表1。

表1 两组患者一般资料、辐射剂量比较

2.2 三组患者的的主观评价和图像质量分析

三组图像均无1分、2分病例，常规剂量组BN值（12.40±1.16）和B组BN值（12.66±1.19）图像质量与主观评价（4.84±0.37）和（4.79±0.43）均无统计学意义（P＞0.05）。说明随着扫描条件的降低，相应高等级迭代重建算法可消除噪声，图像质量能够满足诊断需求。

3 讨论

针对2019-nCoV 肺炎疫情防控攻坚阶段大量可疑人群胸部CT筛查带来的辐射损伤问题，非常有必要探讨低剂量HRCT结合迭代重建技术在保证图像质量及诊断效能情况下减少辐射剂量的可行性，及时指导影像学科抗击2019-nCoV 肺炎疫情的工作实践，减轻病人对医源性辐射损伤的心理担忧。况且，2019-nCoV肺炎主要以肺部炎症为主，应考虑低剂量检查[5]，而且对疑似或确诊病例短时间内复查观察变化等，对图像质量要求不高，也应使用低剂量扫描[6]。最近在线发表的《新型冠状病毒感染的肺炎的放射学诊断：中华医学会放射学分会专家推荐意见第一版[7]提出需要注意患者接受辐射剂量问题。因此，有必要在2019-nCoV肺炎高危人群CT筛查中，保证诊断要求情况下尽量降低医源性辐射损伤，助力2019-nCoV肺炎阻击战完美收官。降低管电压公认是降低辐射剂量的首选方法，Z-DOM技术（自动管电流技术）可以在扫描过程中实时动态调节管电流，使辐射剂量降低约20%～50%[8]。我科前期研究中运用80kV行CTPA，平均有效剂量为0.89mSv也行之有效[9]。

自动曝光技术，能自动根据定位像中所选扫描部分的体厚及衰减系数自动选择曝光剂量，从而降低辐射剂量。过去，自动曝光技术是以检查目的和相关参数为基准，凭借单个定位像，对最优管电压和最优管电流进行自动设定，以达到满足诊断需求同时降低辐射剂量。胸部正位定位像来扫描，但其只能在X，Y轴上进行剂量调节，双定位像能在X，Y，Z轴均进行调节，可获取更多X线衰减信息，更精确管电压和管电流输出值，从而降低胸部CT的辐射剂量。国外学者Singh等[10]研究发现，在采用自动曝光技术下，使用互相垂直的定位像可有效降低胸腹部CT辐射剂量。赵飞[11]等研究发现双定位像结合Care Dose 4D和Care kV技术与单定位像相比可降低辐射剂量33.24%。

低剂量带来的问题是低光子造成的噪声及低剂量伪影。随着计算机技术及CT技术的飞速发展，迭代重建算法因其能有效降噪，广泛运用于临床。iDose4是飞利浦公司推出的基于双空间多模型迭代重建技术，可有效提高图像空间分辨率及密度分辨率，抑制低剂量伪影并去除噪声[12]，且通过频率噪声保持结构信息，维持真实的CT图像。

本研究中，采用低管电压80kV、低管电流结合自动管电流技术、双定位像和迭代重建算法iDose4 6级和常规剂量图像比较，图像质量与主观评价均无统计学意义（P＞0.05），但辐射剂量降低约73%。

综上所述，该扫描方案不仅能满足诊断需要，而且降低辐射剂量，及时指导影像学科抗击2019-nCoV 肺炎疫情的工作实践，值得推广应用。